열병합발전

열병합발전이란

열병합발전은 하나의 연료로 전기와 열을 함께 얻는 방식이다.

발전소에서 버려지는 열을 난방이나 공정 열로 다시 쓰는 것이다.

같은 연료로 이용률을 크게 높여 설비 설계의 기본이 된다.

구성과 원리

열병합발전은 원동기, 발전기, 배열회수장치, 전기 연계 설비로 구성된다.

원동기 배기가스와 재킷 냉각수의 폐열을 회수해 열 수요처에 공급한다.

원동기는 증기터빈, 가스터빈, 가스엔진, 디젤엔진 등이 있다.

원동기 종류에 따라 시스템 이름이 정해진다.

종합효율 계산

종합효율은 전기 출력과 유효 열출력을 합해 연료 투입열로 나눈다.

연료 1,000 kW에서 전기 400 kW, 열 400 kW가 나오면 종합효율은 80 %다.

일반 발전소와 보일러를 따로 쓰면 약 60 % 수준이라 열병합이 유리하다.

원동기 선택

앞 문제의 답은 60 %다. 열 회수가 200 kW 줄면 (400 + 200) ÷ 1,000이다.

시험에 자주 나오는 비교는 가스엔진과 가스터빈이다.

열 수요의 온도 수준을 먼저 보고 원동기를 고른다.

선택 기준은 열전비와 부하 패턴이다.

헷갈리는 점

가장 흔한 실수는 종합효율과 발전효율을 혼동하는 것이다.

전기만 계산하면 열병합의 장점이 드러나지 않는다.

답안에는 동시 생산과 종합효율, 열 수요 조건을 함께 쓴다.

정리

열병합발전은 전기와 열을 함께 얻어 이용률을 높이는 시스템이다.

종합열효율, 열전비, 원동기 선택을 답안의 핵심으로 잡는다.

열 수요 변동 분석이 설계의 핵심이다.