Science
세계 최고 레벨의 저NOx 배출치를 달성한 가스터빈 연소 기술 신개발
장종엽엔에스
2009. 12. 23. 00:19
| KISTI 『글로벌동향브리핑』 2009-12-18 | ||||||
이 기술의 개발에 의해 7MW급 M7A－03 가스 터빈의 NOx 배출 보증치를 현행 표준치인 25ppm 이하에서 세계 최고 레벨인 15 ppm 이하로 낮추는 데 성공했다. 동급의 국산(일본산) DLE 연소기로서는 최초로 NOx 배출치 15ppm 이하를 보증한다. NOx는 공기 중에서 연료를 연소하는 과정에서 생성되며, 생성량은 그 연소 온도에 강하게 의존한다. DLE 연소기는 연료를 공기와 혼합시켜 희박한 상태로 연소시키는 예혼합 연소 방식을 채용하는 것으로 물이나 증기의 분사에 의존하지 않고 연소 온도를 낮게 제어할 수 있어 경제적으로 NOx의 배출량을 대폭으로 삭감할 수 있어, 최근에는 DLE 연소기를 탑재하는 가스 터빈이 주류가 되고 있다. 그러나, 예혼합 연소 방식은 불안정 연소를 발생시키기 쉽고 특히 저NOx화를 진행시키는 만큼 그 가능성이 높아지는 경향이 있기 때문에 DLE 연소기의 저NOx화에는 어려운 기술 개발이 요구된다. 카와사키 중공업에서는 지금까지 예혼합 버너와 추분(追い焚) 버너를 조합한 뛰어난 독자 개발의 DLE 연소기를 개발, 상용화해 왔다. 이번 기술개발에서는 이 실적이 있는 DLE 연소기를 기반으로 각각의 버너에 대해 고성능화를 이루었으며, 특히 추분버너에 대해서는 혼합 성능이 높은 소형 버너를 신개발 하는 것으로써 한층 더 저NOx화를 달성했다. NOx는 광화학 스모그나 산성비의 원인이 되기 때문에 정치식 가스 터빈에 대해 국내외에서 엄격히 배출이 규제되고 있다. 특히, 대기 환경보전에 관심이 높은 미국이나 유럽에서는 최근 이 NOx 배출 규제를 25ppm에서 15ppm 이하로 강화하는 주나 지역이 증가하고 있으며, 향후 이 경향은 다른 지역으로도 확대될 것으로 예상된다. 카와사키 중공업에서는 다른 주력 기종에 대해서도 NOx 배출치 15ppm을 보증하는 신형 DLE 연소기의 개발을 실시하고 있다. NOx에 대한 배출 규제 강화는 향후 본격화되어, 장기적으로는 NOx 배출치 9ppm 이하까지 강화될 것으로 예상된다. 카와사키 중공업에서는 이러한 NOx 배출 규제 강화에 대응하기 위해 NOx 배출치 15ppm 이하의 DLE 연소기에서 축적한 저NOx 연소 기술을 한층 더 발전시키는 연구를 진행하고 있으며, 고효율화와 함께 저이미션화의 혁신적인 기술개발을 통해 지구 환경의 개선에 공헌해 갈 것이다.
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