‘클링커’ 정찰의 첨병…'FIID'를 아시나요?
‘클링커’ 정찰의 첨병…'FIID'를 아시나요?
  • 박해성 기자
  • 승인 2016.09.22 10:08
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남동발전-보강하이텍, 세계 최초 이동식 노내 감시 영상 장치 개발
사각지대 해소, 이상 징후 즉각 대처…발전 효율성 제고에 한 몫 할 듯
▲ 보강하이텍 한 관계자가 세계 최초로 개발된 휴대용 이동식 노내 감시 영상 장치'를 발전소 보일러에서 현장 테스트 하고 있다.

외국산 고정식 장치가 가진 불편함을 해소한 휴대용 이동식 '노내 감시 영상 장치’를 국내 한 발전사와 중소기업이 공동으로 개발해 관심을 모으고 있다. 이에 따라 발전소에서 클링커(Clinker)의 발생으로 인해 골머리를 앓아온 국내 화력발전사의 애로 하나가 좀 덜어질 전망이다.

한국남동발전(사장 허엽/이하 남동발전)은 지난 2013년 현장 직원의 아이디어를 토대로 '보일러 노내 감시 영상 장치' 개발을 추진했다. 

이번에 개발된 장치를 이용하면 보일러 노내에서 연소된 연료의 찌꺼기가 보일러 내부나 증기튜브에 고착되는 클링커 발생 여부는 물론, 생성된 클링커가 어떻게 성장해 가는지를 육안으로 직접 확인할 수 있다.

보일러는 내부는 1,600℃ 이상의 화염이 솓구치는 곳이다. 이번에 개발된 장치는 바로 이 보일러 노내에서 화염 및 내부 벽면의 상태를 고화질 영상으로 촬영은 물론 녹화도 병행할 수 있다. 특히, 카메라 선단부의 회전을(0~180°)원격으로 조정할 수 있다는 점이 가장 큰 장점으로 꼽히고 있다.

이에 따라 그동안 고정식 장치로는 발견하기 어려웠던 사각지대가 '활성화'되면서 사각지대는 물론 초고온 보일러 노내의 이상 징후를 사전에 발견하고 또 점검할 수 있어, 클링커 낙하로 인한 발전소 불지 정지를 미연에 방지할 수 있다는 점에서 발전 효율 향상에 크게 기여할 전망이다.

이재욱 남동발전 동반성장팀 차장은 “발전소 보일러 노내 감시 영상 장치로는 이동식으로는 세계최초로 개발되면서 현장운전원의 요구사항을 반영한 성능 및 편리성을 갖추기 위해 개발업체와 발전소 현장 운전원 및 설비담당직원과의 협력을 통해 현장실증과 개선을 통해 제품을 개발했다”고 소개했다.

연구개발 기관으로 참여한 (주)보강하이텍(대표 박성원)은 수 차례의 보완 작업을 진행했고, 삼천포화력에서 진행된 실증테스트를 위해 밤낮을 지새웠다. 아울러 제품 인증을 위해 (재)경남테크노파크에서 노내 감시 영상장치에 대한 전도성 장해시험, 서지내성시험을 거쳐 해당 성능을 인증 받았다. 또 KTR에서 고온 내구성 시험을 거쳤다.

이재욱 남동발전 차장은 “발전소 보일러 노내 온도(1,700℃ 이상)를 직접 측정할 수 있는 측정장비는 세계적으로도 개발이 안돼 성능검증을 통한 인증방법에 어려움이 존재했다”며 “평가기관을 대상으로 발전설비 현장상황 및 온도측정 장비에 대한 세계적 기술수준, 온도측정방법 및 센서 성능 등을 적극 설명하는 한편, 발전소 실증자료 제공 및 확인서 제출 등으로 연구개발 '성공' 판정”을 받았다고 밝혔다.

박성원 보강하이텍 대표는 “외국산 보일러 노내 감시 장치가 국내에 사용되고 있지만, 고정식 형태로 이동이 불가능하고 검사 영역이 한정되어 있어 실제 현장 작업자의 사용 빈도가 높지 않았다”며 “이번에 개발된 장치는 오직 공기 냉각방식만을 적용해 내열성을 향상시키고, 휴대 및 이동이 가능하도록 제작돼 현장 작업자의 필요에 의한 점검 영역이 넓고, 장치의 끝단이 원격으로 회전이 가능한데, 이는 세계 최초”라고 강조한다.

#왜 개발하게 됐나?=최근 연료비 절감을 위해 저급탄 사용이 늘면서, 화력 발전소 보일러 노내에는 필연적으로 클링커가 생성되고 있다. 노내에 고착된 클링커는 결국 낙하하게 되는데, 이것이 보일러 튜브의 마모와 부식의 원인이 되고 있다. 이렇게 되면 발전소는 고장-정지-정비-재가동의 악순환을 반복하게 되어 정상적인 발전 효율을 기할 수 없다. 결국 비용 손실로 이어지는 것이다.

지난 2005년 9월 영흥화력 1호기는 클링커 낙하로 노내 압력이 급상승해 약 29시간 동안 가동이 정지됐다. 아울러 2007년에도 같은 현상으로 약 7시간 정지됐다.

당진화력의 경우도 대형 클링커 발생으로 인해 수차례의 발전 정지가 일어났고, 태안 5호기에서도 클링커 낙하로 인해 한 달이 넘는 기간 동안 발전을 가동하지 못한 경우도 발생했다.

이재욱 남동발전 동반성장팀 차장은 “기존 발전소 보일러 내부 점검방식인 CCTV 및 점검창을 통해서는 점검의 사각지대를 해소할 수 없으며, 고가의 고정식 영상점검장비에 대한 사용불편 및 점검개소 제한 등의 애로가 존재했다”며 “발전소현장 직원을 대상으로 설비점검 과정에서 애로사항을 해소하고자 아이디어 공모를 통해 시작하게 됐다”고 소개했다.

이번 연구개발 사업은 민관공동 투자 기술개발사업(정부와 남동발전에서 지원금의 50%씩 부담)의 일환으로 추진됐으며 지난 2004년 창업한 (주)보강하이텍(대표 박성원)이 연구개발 기관으로 참여했다. (주)보강하이텍은 원격정비지원 장치, 휴대용 내열 내시경, 랜스튜브 진단 장치, 미분기 오일 공급 장치, 급탄기 자동 세척 시스템, BLR Cyclone 영상점검 장치 등을 개발한 IT 기술 기반의 강소기업이다.

▲ 프로브, 케이블, 컨트롤러로 구성된 '보일러 영상 감시 장치'의 모습이다.

#보강하이텍이 개발한 것은?=보일러 노내 감시 영상 장치는 크게 SCOPE와 케이블, 그리고 컨트롤러로 구성된다. SCOPE는 낚시대처럼 긴 프로브 바디에 카메라 하우징과 컨트롤러 연결 단자, Air 냉각 장치(Air 공급 커넥터) 등으로 구성되어 있다. 케이블은 2미터에 이르는 영상 케이블과 Air 연장 케이블로 구성되어 있다.

컨트롤러는 세로 365mm, 가로 270mm로 구성된 케이스안에 있다. 이 컨트롤러(약 3.6킬로그램)는 보일러 노내 영상을 볼 수 있는 10인치 모니터를 비롯해 각종 연결 단자들로 구성됐다.

이번 연구개발에서 보강하이텍은 우선 보일러 노내 카메라 프로브단(낚시대 처럼 긴 봉끝에 카메라가 장착됨)과 감시 영상장치의 냉각장치 및 컨트롤 박스를 개발했다.

#휴대용 이동식의 장점은?=이번 장치의 개발에 따라 남동발전은 보일러 노내에서 연소연료의 찌꺼기가 보일러 내부나 증기튜브에 고착되는 클링커(Clinker)의 발생은 물론 성장해 가는 과정을 육안으로 직접 확인할 수 있게 됐다.

아울러 클링커의 낙하에 의한 보일러 튜브의 손상 확인도 가능하며, 석탄 연소시 보일러 내부 유황분과 알카리 성분이 많이 함유된 탄에 의한 튜브 부식 여부도 확인할 수 있게 됐다. 이 뿐만이 아니라 단.장기 과열에 의한 튜브 크리프(Creep)의 피로 및 파괴 여부도 확인할 수 있으며, 비산회에 의한 튜브의 마모 여부도 확인할 수 있게 됐다.

한편 이번에 개발된 장치는 지난해 12월 남동발전의 삼천포화력 6호기에서 처음으로 현장 테스트가 실시 됐고, 올해 1월과 2월 3차례 더 테스트가 이뤄졌다. 또 3월에는 5호기에서 4월과 5월에는 2호기와 4호기에서 각각 현장 테스트가 실시돼 그 효용성이 입증돼 남동발전 관계자들로부터 큰 관심을 모았다.

▲ 보일러 내부를 촬영한 영상이 실시간으로 컨트롤러의 모니터에 잡혔다. 몰론 녹화도 가능하다.

#시장 확대 및 수출 전망은?=사각 지대를 해소한 '휴대용 이동식 노내 감시 영상 장치'에 대해 남동발전 뿐만 아니라 타 발전사도 큰 관심을 갖고 있다. 동서발전과 서부발전은 물론 남동발전도 현장 적용 여부를 검토하는 등 큰 관심을 나타내고 있다. 뿐만 아니라 LS니꼬동제련 등 민간 기업에서도 관심을 보이고 있다. 이미 제품 계약과 납품도 이뤄졌다, 보강하이텍은 지난 8월 부산대학교에 해당 장비를 납품한 바 있다.

이재욱 남동발전 동반성장팀 차장은 “고정식과 비교해 보면 사용자의 편리성 향상, 성능개선, 가격 경쟁력 제고, 발전소 노내 점검 사각지대 해소 최적화 등 경쟁력이 매우 높은 제품”이며 “무엇 보다 현장에서의 필요성에 의해 개발된 제품으로 발전소 뿐만 아니라 영상점검 사각이 존재하는 플랜트 접목이 가능해 국내외 판매가 지속될것으로 기대된다”고 밝혔다.

한편, 보강하이텍은 지난 2월 남동발전의 해외 구매상담회에 참가해 일본 도쿄전력 등을 상대로 관련 제품을 소개하면서 해외시장의 문을 두들기 시작했다.

아울러 3월에는 광주 김대중컨벤션센테에서 개최된 2016 국제 신재생에너지 전시회에 참가해 국내외 시장을 노크하고 있다. 또 5월에는 베트남 하노이에서 개최된 ‘2016 하노이 환경에너지산업전’에 참가해 해외시장 개척에도 힘을 쏟고 있다.

보강하이텍은 특히 10월 서울 삼성동 코엑스 전시장에서 개최되는 ‘한국전기산업대전’에 참가해 국내 발전사는 물론 민간기업을 대상으로 제품 홍보는 물론 해외 바이어를 대상으로 적극적인 수출 상담도 계획하고 있다.

이재욱 남동발전 동반성장팀 차장은 "국내경기 침체가 갈수록 깊어지는 현실에서 중소기업의 경영환경 악화는 피할 수 없는 현실이며, 이제는 중소기업도 국내 시장에만 기대서는 살아날 수 없다고 판단된다. 해외 진출을 위해서 세계적으로 차별화 된 경쟁력 있는 우수제품을 개발해 판로를 확대해 나가야 한다"고 강조했다.

이 차장은 그러면서 "해외 단독진출이 불가능한 중소기업을 위해 정부와 대기업의 동반진출 지원이 절박한 것 같다"며 "이번 사례와 같이 남동발전은 협력중소기업의 기술경쟁력을 놓이고 발전소 현장에서 필요한 신제품개발을 통한 동반성장정책을 지속적으로 추진해 나갈 방침"이라고 소개했다.

박성원 보강하이텍 대표는 “국내 발전소 등에서 검증된 성능을 기반으로 해외시장의 문을 적극적으로 두드리겠다”고 힘을 줬다.


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