석탄을 연료로 사용하는 화력발전소에서는 필연적으로 Ash와 클링커(Clinker)가 발생하게 된다. 이는 보일러의 열효율 및 안전과 직결된 문제로 국내 여러 발전사가 방지제 및 물 분사 등으로 보일러 튜브에 발생하는 ‘클링커’와의 전쟁을 벌였다. 특히 저열량탄과 바이오 연료의 혼소가 늘었던 과거 몇 해 동안은 적정한 연소기술을 확보하지 못해 대량의 ‘클링커’가 발생해 정상적인 발전소 가동을 방해해 왔다.
이런 가운데 국내 한 중소기업이 발전소 보일러 튜브에 발생된 클링커를 강력한 수압의 물을 분사해 제거할 수 있는 ‘Water Cannon'을 개발해 관심을 모으고 있다.
더구나 보일러 외부에 온도 및 부식을 실시간으로 감시할 수 있는 'Thermal & Corrosion System'을 개발해 더욱 주목을 받았는데, 그 기업은 바로 에너지 효율 극대화를 위한 연구, 개발에 힘을 쏟고 있는 티텍(대표 박호진 www.teetech.co.kr)이다.
■ 티텍(주) 어떤 기업인가?
발전에너지 효율 향상을 위한 기술을 개발, 발전산업에 기여하겠다는 비전을 갖고 있는 티텍은 연구개발 및 제조 중심의 강소기업으로 총 14명(박사2명, 석사4명, 학사 8명)의 연구인력을 보유하고 있다.
지난 2010년 창업한 후 대전 대덕테크노밸리에 둥지를 튼 티텍(주) 열 유체, 기계 설계, 소프트웨어 및 통신 관련 기술을 보유하고 있으며 기업부설연구소, 벤처기업 인증, 한국남동발전(주) 정비적격업체 인증, ISO9001 인증 등을 받았다.
티텍은 지난 2011년 ‘Water Cannon’을 개발한데 이어 2012년에는 ‘Thermal & Corrosion System’을 개발했다. 현재 ‘Thermal & Corrosion System’은 삼천포 1~2호기, 하동 4,8호기 등에 설치되어 운용중에 있다.
박호진 티텍 대표는 “연구개발 중심의 에너지 효율 분야 전문 기업으로서, 끊임없는 연구 개발을 통해 관련 분야의 독자적인 기술을 다수 보유하고 있다”며 “특히 발전 분야의 기계, 전기, 제어 분야 전체를 운영할 수 있는 특화된 기술로 세계 유수의 에너지 효율 분야 전문 기업들과 경쟁하며 글로벌 브랜드로 도약하기 위한 성장 기반을 마련해오고 있다”고 밝혔다.
박호진 대표는 특히 “글로벌 에너지 효율 향상을 위하여 각 분야의 유능한 전문 연구 인력이 중심이 되어 국책 과제 수행 및 신 성장 동력 분야에서 두각을 나타내고 있으며, 나아가 세계 에너지 효율 분야 시장 석권이라는 원대한 목표를 향해 오늘도 전 임직원이 노력하고 있다”며 “기술적 전문성과 도전 정신을 바탕으로 국가 산업 발전에 기여하고 상생의 기업으로 거듭나겠다”고 밝혔다.
■ ‘Water Cannon’ 그리고 ‘Thermal & Corrosion System’은?
발전사에서 근무하다 퇴직 후 티텍(주) 부설연구소에서 근무하고 있는 이종영 소장은 “보일러 튜브의 물을 데워서 증기를 발생시켜야 하는데 클링커가 발생해 이를 방해하고 있다”며 “Water Cannon과 Thermal & Corrosion System이 각각 독립적으로 운용되는 것 같지만, 실은 보일러 바깥쪽에 설치하는 온도·부식 여부를 실시간으로 감지할 수 있는 센서를 통해 클링커 발생 유무를 확인한 후 강력한 수압의 물대포를 발사해 이를 제거하는 듀얼 시스템”이라고 설명했다.
이 소장은 “외국 제품은 보일러 외부 벽면에 15~16개의 센서를 설치해 특정 부분만을 감지할 수 있지만, 티텍이 개발한 센서는 150개 이상을 설치해 측정의 효율성을 높였다”고 강조한다.
박호진 대표는 “Thermal & Corrosion System으로 보일러 월의 온도 및 Heat Flux를 실시간으로 한눈에 파악할 수 있어 슬래깅 정도에 따라 Soot Blowing 운전회수의 가감을 통해 보일러 효율 향상에 기여할 수 있다”며 “보일러 수냉벽 튜브이 국부 과열시 경보를 울리는 기능이 있어 계획예방점검시 집중점검 분야로 지정하면 점검을 효율적으로 수행할 수 있다”고 말한다.
이종영 소장은 “외국 제품은 튜브를 절단 후 용접해 부착하는 방식으로 센서가 고장나면 튜브를 절단해 단관 형태의 센서를 재설치 해야 하는 문제 등이 발생해 왔다”며 “티텍의 센서는 보일러 튜브 외측 맴브레인에 전극봉을 Tag welling 한 것으로 고장시에 교체가 간편하고 수냉벽 전체의 온도를 매핑 할 수 있어 특정지점의 온도를 넓은 지역의 대표 온도로 사용하는 오류가 없다”고 설명한다.
박호진 대표는 특히 “티텍이 세계 최초로 상용화한 Corrosion Monitoring System은 Corrosion rate, 튜브 잔여두께 및 감육 트렌드를 실시간으로 알 수 있어 보일러 운영상태의 적정성 판단, OH전 점검 개소를 최적으로 선정 가능해 장기적으로 정비를 계획할 때 참고할 수 있다”고 강조한다.
■ 또 하나의 역작, ‘열전소자를 이용한 온도 및 부식 무선센서’
보일러 외부에 설치된 각종 센서는 전원이 있어야 작동이 된다. 외국산은 물론 티텍이 개발한 센서도 마찬가지다. 보일러 벽면에 설치된 150~200개의 센서가 모두 케이블로 연결된 전원이 있어야 작동되는 것이다.
하지만, 이제 케이블 없이 전원 공급이 가능하게 됐다. 티텍은 지난 2014년 ‘열전소자를 이용한 온도 및 부식 무선센서’ 연구 개발에 착수해 현재 영동2호기에서 실증을 벌이고 있다. 이 기술의 핵심은 열전소자다.
이종영 티텍 부설연구소 소장은 “무선센서의 핵심은 전원으로 보일러 벽면의 온도가 350℃인데 이 열로 열전소자를 활용하면 전원 해결이 가능하다는 것이서 출발했다”며 “현재 영동화력 2호기에서 실증중이고, 좋은 결과가 있을 것”이라고 말한다.
박호진 대표는 “보일러에 문제가 발생한 후 이를 정비하려면 벽면에 설치한 센서를 철거해야 하는데, 일일이 케이블도 동시에 제거해야 하는 불편이 따랐다”며 “무선센서가 상용화되면 운영 편의성이 극대화 될 것”이라고 강조한다.
