1. 2차 탈황설비(Borosilicate Foam Glass Block Lining
System) 의 필요성
발전소의 탈황설비 가동전에는 배기가스의 온도가 125℃~180℃ 이므로 연돌에는 내화물의 사용이 일반적이었으나, 탈황설비를 가동하게
되면 탈황설비 통과 직후 배기가스의 온도는 150℃~160℃ 이며, G.G.H를 통과하면 약 80℃~90℃ 가 된다. 이때 배기가스의 온도도
높으며 습기를 많이 함유한 강산성의 배기가스를 배출하게 되는데, 이때 내산성, 내습성이 강한 내화물이 필요하다. 그러나 기존 연돌구조물의
코오벨지지 내산내열 벽돌 Liner 균열이 발생하고, Lining System의 일부 손상으로 단열효과가 저하되므로 콘크리트가 균열이 발생하고
콘크리트 내부측이 아황산 가스에 의한 중성화 및 열화현상이 발생하여 단면이 약해지는 손실이 있다. 이것은 콘크리트 연돌구조물의 수명을 단축시키는
결과를 초래하게 된다.
그 동안 강재연통 Castable Mortar 는 칼슘알루미나계(Bumtite C-14) 등을 사용하였는데, 일반적으로 Castable
은 10년 이상이면 내산성이 급격히 저화되고, Fe₂O₃성분이 2%~12% 로 증가하여 강재연통을 부식시킨다. 탈황설비를 구조물의 손상부위가
심하게 열화하여 연돌구조물의 수명을 단축함으로 연돌구조물의 내부 보강공사가 필연적이다. 따라서 화력발전소 연돌의 보강공사 그리고 연돌내의 급격한
온도변화에 대한 내열충격성, 열약한 산성족건에 견딜 수 있는 적절한 재료를 필요로 하며, 이는 붕규산유리블럭이 최적의 재료라고 할 수 있다.
이는 한국의 "KEPCO"에서 이미 많이 시공하여 그 효과가 입증되고 있다.
표 1 타재료의 단열성능(열전도율 : ㎉/mh)
GI-180(붕규산발포유리블럭)
0.08 이하
유리
0.5~0.8
벽돌
0.4~0.8
콘크리트
0.6~0.7
공기
0.02
알루미늄
175
1% 탄소강
37
2. DH-1000 Lining System 의 특징
2.1 시공의 간편성
기존의 연돌구조물 내부에 문제가 있는 내산, 내열벽돌 또는 Castable 에 Sand Blasting 을 실시하여 딱딱한 Ash 를
제거하고, 세척용 Primer 를 도포한 후, 그 위에 Adhesive Membrane 을 도포한 면에 붕규산 발포유리블럭을 붙여 시공한다.
이렇게 간단한 시공에 의하여 연돌 구조내부에 발생하는 응축수 또는 습기가 있는 배기가스가 기존에 있는 내산, 내열벽돌 Liner 또는
Castble Liner에 접촉이 되지 않도록 하고, 배기가스온도도 붕규산 발포유리블럭의 단열성으로 인하여 저하시키므로 온도 불균형에 의한
문제점을 해소하고, 연돌구조물의 수명을 크게 증가시킬 수 있다.
2.2 붕규산 발포유리의 특성
붕규산발포유리블럭은 원료유리에 B₂O₃가 함유된 유리를 발포시킨 재료인데, B₂O₃가 함유된 유리는 그 구조상 유리내에 강한
화학결합으로 내화학성이 강하므로 비이커유리, 식기유리 등의 내산용기로서 많이 이용된다. 원료유리를 내산성이 좋은 유리를 사용하므로 발포유리를
제조하면 그 특성이 내산성이 좋다고 할 수 있다. Lining System에 붕규산발포유리블럭을 사용하면 다음과 같은 장점이 있다고 할
수 있다.
① 붕규산발포유리블럭은 불투수성으로 아황산 배기가스가 침투되지 않으며, 아황산 가스와 반응하지 않으므로 블록의 부식이 없다.
② 블록과 블록사이에 탄성재질의 접착재로 충진되어 있어 유리블럭의 열전도율이 타재료보다 매우 낮기 때문에 온도변화가 심한 곳에 사용될
수 있다.
③ 붕규산 발포유리블럭 Lining System은 연돌구조물내의 연소 배기가스온도를 유지시키는 단열재로 작용함으로 배기가스의
배출속도를 증가시킨다. 그러나, Coating 자재 또는 FRP Liner를 사용할 경우에는 연통외부에 단열재를 추가시공, 통풍기출력을
증기시키며, 연통의 직경이 축소될 수 있다. ④Air-Preheater의 고장과 같은 경우에 Coating재재 또는 FRP 연통은
고열로 인하여 완전히 피해를 입는 반면, 발포유리 Liner는 피해를 입지 않는다. 물론 Emergency quenching System이
Coating Liner나 FRP 연통에 설치될 수 있으나 이와 같은 추가의 비용이 붕규산 발포유리블럭 Lining System에는 필요 없다.
표 2 DH-1000의 특성 (Borosilicate Foam
Glass Block)
항 목
특 성
시 험 방 법
밀도(㎏/㎥)
170~220
ASTM C 303
압축강도(kgf/㎠)
10.5 이상
ASTM C 165
휨 강도(kgf/㎠)
7 이상
ASTM C 203
흡수율(%)
0.2 이하
ASTM C 240
투수(습)성
없음
ASTM C 240
열팽창계수(10/℃)
5.5 이상
ASTM C 228
비열(㎉/㎏℃)
0.2
-
B₂O₃함량
11% 이상
-
사용온도범위(℃)
-240~450
-
열전도율 (㎉/hr/m²/℃)
0.085 이하
ASTM C 518
제품 Size (mm)
152X229X38, 51
-
3. FGD System 에서의 부식방지 방법
표 3 FGD System 특성비교표
Oranic Coating (epoxy, vinyl ester)
Allot Materials
DH-1000(Borosilicate Foam Glass) Block Linings
장
점
·우수한 화학적 내구성 ·저렴한 비용 경량 Lining
·우수한 화학적 내구성
·매우 우수한 화학적 내구성(Chlorides, 황산응축물) ·고온에서의 우수한 열충격저항 ·경량성 ·다양한 표면에
설치가능 ·완전불투과성(불투수) ·유지비 저렴
단
점
·Lining의 산침전물등에 의한 침투성 ·Lining의 온도 변화에 따른 균열 ·외부단열의 필요성 ·강산에 약함
·작업전, 표면정지 작업의 완벽성 요구 ·보수의 어려움 ·제한된 Service life
