발전설비 실시간 상태진단과 관리 가능한 앱 개발 착수
한전 전력연구원(원장 이중호)은 한국중부발전(주), 한국서부발전(주), 한국남부발전(주), 한국동서발전(주)과 공동으로 ‘스마트 센서와 인공지능 기술을 활용한 발전설비 진단 기술 및 앱 개발’에 착수했다.
2050 탄소중립 정책의 실현을 위해 신재생 발전설비가 빠르게 증가하고 있지만, 그러나 태양광·풍력발전과 같은 신재생 에너지는 날씨와 계절에 따라 발전량의 변화가 커서 기존 화력 발전설비의 발전량에 영향을 주고 있는 것이 현실이다.
이러한 환경의 변화로 인해 화력발전 설비는 출력량 증감과 설비 정지의 빈도가 잦아지는 추세를 보이고 있다.
화력발전의 출력이 낮아지면 그에 따라 설비의 운전 온도가 낮아져 증기가 응결되며, 응결된 증기가 설비의 표면 등에 맺히면 부식이 발생하여 설비의 손상을 일으킬 수 있다.
또한 불규칙하고 잦은 온도변화로 인해 금속 튜브와 배관의 연결부가 열로 인한 팽창과 수축으로 물리적인 힘이 반복적으로 가해져 설비의 기능 저하를 야기할 수 있다.
현재는 일정 기간마다 작업자가 육안·수동검사를 통해 설비를 관리하고 있으나 고장 범위와 빈도가 증가하여 정비의 횟수 또한 증가하였고, 이에 따라 고장 진단·감시기술의 고도화가 필요한 상황이다.
이에 따라 전력연구원은 스마트센서 기술과 인공지능 분석기법을 기반으로 설비의 실시간 상태진단과 관리가 가능한 앱 개발에 착수한 것이다.
스마트센서에 광, 레이저 스캔 기술을 적용해 부식이 발생한 금속 튜브의 표면 상태를 비접촉 방식으로 검사할 수 있는 장치를 개발할 계획이다.
이를 통해 육안으로는 발견이 어려운 미세균열이나 틈새의 부식까지 진단할 수 있으며 열화 상태를 정량화할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
또한, 손상으로 진단된 부분에 변형측정 센서를 설치하고 인공지능을 바탕으로 측정된 값을 분석할 수 있는 소프트웨어를 개발하여 스마트센서에 적용할 계획이다. 스마트센서로 배관의 물리적 손상과 발전소의 출력 변화를 실시간으로 분석하여 손상의 원인을 규명하고 수명을 진단하여 설비 관리의 효율을 향상시킬 것으로 기대되고 있다.
전력연구원은 ’24년까지 열화로 인한 보일러튜브의 두께 감소량을 측정할 수 있는 장치를 개발하고 발전소에서 현장실증을 수행할 계획임. ’25년에는 변형측정 센서를 설치하고 설비 운영데이터와 연계하여 실시간 상태를 진단할 수 있는 앱 개발을 완료해 나갈 방침이다.
전력연구원 관계자는 “스마트센서로 화력발전 설비의 운전환경 변화가 설비에 미치는 영향을 정확하게 평가함으로써 설비의 수명을 예측하고 적정 정비 주기를 파악하여 경제적이고 효율적인 발전설비 운영에 기여할 것이다”라고 밝혔다.