폐플라스틱 고형연료를 이용한 발전 플랜트의 용량별 경제성 분석

Title
폐플라스틱 고형연료를 이용한 발전 플랜트의 용량별 경제성 분석
Authors
염원식
Keywords
폐플라스틱고형연료를이용한발전플랜트의용량별경제성분석
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
최근 원유 및 천연가스 등의 화석연료 사용이 급격하게 증가함에 따라 화석연료의 가격상승과 함께 지구온난화 등의 새로운 지구환경오염에 대한 문제점들이 발생되고 있다. 이와 관련하여 선진 각국에서는 대체에너지사업 및 에너지공급방식의 다양화가 요구되고 있으며, 그중 신·재생에너지의 중요성이 재인식되고 있다. 국내에서도 신·재생에너지에 대한 연구개발 및 관련 제도 개정 등을 통해 빠르게 대응하고 있다. 그중에서 2012년 고시 확정되는 신·재생에너지 공급의무화제도가 대표적으로 있다. 신·재생에너지 공급의무화제도란 발전회사 등의 에너지사업자가 전력생산시 일부를 단계별로 신·재생에너지를 이용하도록 의무화하고 이행시 인센티브를 주는 제도이다. 이 제도의 시행으로 인해 발전분야에서는 신·재생에너지를 이용하는 다양한 발전사업을 계획하고 있으며, 그중에서 폐기물 고형연료가 발전분야의 대체에너지원으로 주목받고 있다. 폐기물 고형연료는 다양한 형태의 제품이 생산되고 있는데 본 논문에서는 그중에서 폐플라스틱을 이용한 폐플라스틱 고형연료를 이용한 발전시스템을 연구하였다. 폐플라스틱 고형화 연료는 폐자원을 재이용한다는 장점이 있는 반면, 연료 중에 포함되어 있는 염소 성분은 연소반응 후 염화수소 등이 생성되어 열원설비 등의 고온부식을 발생시키는 문제점을 안고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내·외 실증사례 등을 조사하여 국내 여건 및 폐기물 고형화 연료의 연소특성에 맞는 설비들을 구성한 후 열정산 프로그램인 Thermoflow사의 Thelmoflex를 사용하여 폐기물 고형연료를 이용하는 발전시스템의 운전 모델링을 구축하였다. 발전시스템의 용량별 CASE를 경제성평가 지표를 이용하여 경제성분석을 검토한 결과 RPF를 이용한 발전 플랜트는 온실가스 저감정책에 맞춰 대체발전설비로 적용이 가능하고 수익이 발생하는 것을 확인할 수 있었다.
Description
요 약 문 ⅰ Abstract ⅱ Nomenclature ⅲ Subscripts ⅳ List of Tables ⅴ Table 1 Domestic large-scale power supply company according to RPS 5 Table 2 Annual supply of renewable energy obligations ratio 5 Table 3 Additional supply of renewable energy obligations 5 Table 4 Classification of Solid Recovered Fuel 9 Table 5 According to the classification of fluidized bed boiler operating conditions 17 Table 6 Characteristics of the condensing facilities type 23 Table 7 Precondition 26 Table 8 Generating Cost 26 Table 9 Foundation of the REC weigh factor depending on the renewable energy sources 27 Table 10 Trend of the last three years SMP 30 Table 11 General configuration of the generating cost 32 Table 12 Result of case 1 economic analysis 37 Table 13 Result of case 2 economic analysis 37 Table 14 Result of case 3 economic analysis 38 Table 15 Result of case 4 economic analysis 38 List of Figures ⅵ Fig. 1 Overview of RPS 4 Fig. 2 Schematic diagram of power plant system 11 Fig. 3 The formation of a fluidized bed 16 Fig. 4 Schematic of BFBC boiler 18 Fig. 5 Schematic of CFBC boiler 19 Fig. 6 Schematic of PFBC boiler 20 Fig. 7 Regenerative vapor power cycle 21 Fig. 8 Temperature-entropy diagram showing the effects of regenerative vapor power cycle 21 Fig. 9 Analysis of the last ten years SMP average curve 29 Fig. 10 Profitability for each capacity 39 목차 ⅶ 제 1 장 서론 1 1.1 연구배경 및 목적 1 1.2 신재생에너지 의무화(RPS) 제도 3 1.3 국내외 연구 및 기술개발 동향 6 1.3.1 국외 설치 및 운영사례 6 1.3.2 국내 기술개발 및 활용 분야 7 제 2 장 본론 8 2.1 고형연료의 선정 8 2.2 발전시스템의 구성 및 개요 10 2.2.1 보일러 형식 12 2.2.2 증기터빈 형식 20 2.2.3 복수기 형식 22 2.3 주요 설계 조건 24 2.4 경제성 분석 25 2.4.1 전제조건 25 2.4.2 전력판매단가 28 2.4.3 경제성 평가지표 31 2.4.4 경제성 평가 결과 36 제 3장 결론 40 3.1 폐기물 고형연료를 이용한 발전플랜트에 대한 해석 40 3.2 경제성분석에 대한 해석 41 참고문헌 42
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23331
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College of Engineering(공과대학) > Mechanical Engineering(기계공학) > Theses(기계공학 석박사 학위논문)
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