전력연구원·발전 4사, 발전소 자연발화 전용 소화수 개발
한전 · 발전 4사 옥내저탄장 현장 검증 후 기술보급 추진
석탄화력발전소의 저탄장에서 발생하는 화재를 방지하는 소화수가 개발돼 화제다.
그동안 한전과 발전 4사들은 석탄발전소 내 저탄장 화재 발생으로 골머리를 안고 있었다.
한전 전력연구원(원장 이중호)이 한국남동발전(주), 한국동서발전(주), 한국서부발전(주), 한국중부발전(주)과 협력해 자연발화탄 전용 최적 소화수를 개발했다.
석탄 중 낮은 등급의 아역청탄은 표면에 공기 중의 산소 및 수분이 잘 흡착되면서 산소를 흡착한 석탄 표면은 산화반응으로 인해 표면 온도가 올라가면서 자연발화가 발생률이 매우 높다.
현재 발전소에서는 기름 성질로 물과 화합력이 낮은 자연발화탄을 일반 수돗물로 소화해 소화 성능은 매우 낮고 고압 소화수 사용량은 크게 증가하게 되는 문제가 있다.
또한 불완전한 소화로 인해 소화지점에서 다시 자연발화가 재발하는 문제가 자주 발생해 석탄발전소는 항상 화재위험에 노출된 있다.
전력연구원은 기름성질의 자연발화탄에 대해 액체의 접촉성 및 침투성이 향상된 발화탄 전용 소화수 제조 원천기술을 개발햇다.
이번에 개발된 기술은 석탄화력발전소의 보일러 연소 및 환경기준에 부합하며 소화의 효율을 높이고 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
소화수가 석탄에 잘 젖어들 수 있도록 안정성이 검증된 비누 및 합성세제의 원료인 계면활성제 6종을 첨가했다.
계면활성제는 하나의 분자가 친수성(물과 잘 섞이는 성질)과 소수성(기름과 잘 섞이는 성질)을 모두 가지고 있어 소화수가 석탄에 접촉하는 성능을 높일 수 있다.
이와 더불어 석탄입자 사이에 계면활성제의 침투속도를 개선시킬 수 있는 전해질 물질을 소량 추가함으로써 소화성능을 크게 향상시킨 최적 소화수 4종을 개발했다.
개발 소화수는 자연발화탄에 분사 시 젖음성과 반비례하는 접촉각을 기존 수돗물 대비 4배 이상 감소시켰으며, 표면장력도 수돗물 대비 3배 이상 낮추어 석탄과의 젖음성과 침투성이 대폭 향상된 것으로 입증됐다.
본 성과를 발명특허와 상표(FIRE-K, Frequent Ignition Readily Elimination of KEPCO)로 등록을 완료하고 활용을 준비 중이다.
전력연구원은 당진화력본부 옥내저탄장에서 연기가 발생하는 자연발화탄 및 태안화력본부 옥외저탄장에서 현장 석탄더미를 대상으로 개발 소화수의 성능검증을 수행했다.
추가로 2023년까지 발전소 옥내저탄장에서 자연발화탄 종류 및 현장상황별 개발 소화수의 소화성능 및 소화수를 적용한 석탄의 연소환경 적합성 평가를 수행할 계획임. 성능검증을 완료한 후 석탄화력 발전소에 기술보급을 추진할 예정이다.
전력연구원 관계자는 “석탄은 전량 해외 수입에 의존하고 있으며 자연발화로 인해 약 1~5%의 석탄 열량손실이 발생하고 있어 향후 발화탄 소화수가 확대 적용되면 발전 5사의 연간 1,350억원의 석탄 손실비용을 절감하고, 악취로 인한 민원을 해결할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.