[영국] 알스톰, 펨브룩 발전소에 탈 이온수 공급

최근 영국 사우스 웨일즈(South Wales)의 펨브룩(Pembroke)에 건설된 발전소는 2,160MW로 영국에서 가장 큰 복합 사이클 가스 터빈(CCGT) 발전소다.

이 발전소는 최근 알스톰 파워 시스템(Alstom Power Systems)에 의해 독일 전력그룹 RWE의 영국 자회사인 엔파워(Npower)용으로 제작되었다. 해저+엘사서(Hager+Elsasser)는 가스 터빈을 공급하기 위한 공정수 시스템(process water system)을 공급하기 위해 알스톰(Alstom)에 의해 계약되었다.

해저+엘사서(H+E)는 펨브룩(Pembroke) CCGT용 수처리 시스템을 설계 및 공급했다. 순수한 물의 공급은 가스 터빈을 효율적으로 운전할 수 있는 고품질 증기의 생산에 근본적으로 중요하기 때문에 장기적으로 효율적으로 수행 할 수 있는 설계 및 능력 또한 매우 중요하다.

따라서 수처리 시스템에는 여러가지 처리단계가 포함되며, 각각의 처리단계는 필요한 정수(이 경우 10.0MΩ (0.10μS))가 얻어질 때까지 수질을 지속적으로 개선하는 데 기여한다.

첫째, 거친 프리 필터를 통해 공급 수에서 입자가 제거된다. 물은 황산 (H2SO4)으로 투여하여 pH를 낮추어 다음의 폴리 알루미늄 클로라이드(polyaluminium chloride, PAC)가 용해 된 유기물질 및 콜로이드 입자를 효율적으로 응집·응고시킬 수 있게 한다. 공칭 기공 크기가 0.02μm인 한외여과를 사용하여 입자를 제거하고 막 성능을 유지하기 위해 차아염소산 나트륨(NaOCl)으로 주기적으로 역세척한다.

이렇게 반처리(semi-treated)된 물은 다시 펌핑되기 전에 중간 저장 탱크(필요할 경우 소방용 물을 제공함)에 모으고 차아염소산나트륨으로 추가 염소 및 스케일 제거를 방지하기 위한 스케일 방지제를 제거하기 위해 컨디셔닝한다. 물은 수산화나트륨 중간 단계 투여 후 2 차(2단계) 역삼투 단계로 1차(1단계) 역삼투 유닛(unit)으로 공급된다.

완전히 처리된 물은 별도의 탱크에 저장되어 필요한 경우 즉시 대량의 물을 사용할 수 있다.

트윈 패스 역삼투 시스템( twin-pass reverse osmosis system)의 생성수는 최종적으로 필요시에 대량의 유속 및 부피 공급이 가능하도록 설계된 탈 이온수 저장 탱크로 흐르기 전에 2개의 재생 가능한 혼합 베드 탈 이온화 폴리셔(two regenerable mixed bed deionisation polishers)에서 최종 처리된다.

이 플랜트는 각각 60㎥/시간의 처리수와 10.0MΩ(0.10μS)을 초과하는 최종 정화 수질을 24 시간 연속으로 제공하는 2 스트림 시스템(two-stream system)으로 설계되었다. 정상 작동시, 스트림은 근무·대기 모드에서 사용된다. 그러나 수요가 많은 기간에는 이를 병행하여 사용할 수 있다.

시스템이 원래 위탁된 이후, 우리는 현장기술 및 엔지니어링 지원은 물론 최종 사용자 직원을 위한 지속적인 교육을 제공했다.

이 물질 수지 도표는 이러한 유형의 수처리 설비에 대한 전형적인 H+E 설계 접근법을 나타낸다. 전반적인 플랜트 효율을 극대화하는 데 중점을 둔다.

분명히 가장 중요한 측면은 설비가 항상 필요한 유량과 처리 수질을 제공한다는 것이다.  그러나 전반적인 장기 소유 비용과 환경영향도 점점 더 중요한 고려 사항이다.

해저+엘사서(H+E)의 연구개발부 및 프로세스 엔지니어는 우리가 더욱 효율적으로 사용하는 광범위한 기술을 개발하기 위해 끊임없이 노력하고 있다.

H+E의 문화는 효율적인 운영을 보장하기 위해 플랜트 수명기간 동안 항상 고객에게 공정 및 유지보수 지원 및 예비 부품을 제공하는 것이다.

75년 이상의 경험을 통해 플랜트 수명을 극대화하고 장기적인 소유 비용을 최소화함으로써 최종 사용자가 얻을 수 있는 이점을 확인할 수 있다.  H+E가 건설한 공장이 계속해서 올바르게 운영되도록 하며 신뢰할 수 있는 고품질 시스템 공급업체로서의 명성을 유지하고 있다.

[원문보기]

Deionised Water for a Power Plant in Great Britain

 The recently built power station at Pembroke in South Wales is, at 2,160MW, the largest combined cycle gas turbine (CCGT) power plant in the UK. It was recently built for RWE npower by Alstom Power Systems. Hager + Elsasser was contracted by Alstom to supply the process water system to feed the gas turbines.

H+ E designed and supplied the water treatment system for Pembroke CCGT. Since the supply of pure water is fundamentally important to the production of high quality steam to drive the gas turbines efficiently, the design and ability of the plant to perform efficiently in the long term is also of great importance.

The water treatment system therefore includes a number of treatment stages, each of which contributes to an ever improving water quality until the required purified water, in this case 10.0MΩ (0.10μS) is obtained.

Firstly, particles are removed from the feed water via a coarse pre-filter. The water is then conditioned by dosing with sulphuric acid (H₂SO₄) to reduce the pH, enabling the following polyaluminium chloride (PAC) dose to efficiently flocculate/coagulate dissolved organic matter and colloidal particles. Ultrafiltration with a nominal pore size of 0.02μm is then used to remove particles and is periodically backwashed with sodium hypochlorite (NaOCl) to maintain membrane performance.

This semi-treated water is collected in an intermediate storage tank (also providing water for fire-fighting if ever necessary) before being re-pumped and further conditioned with sodium hypochlorite to remove free chlorine and anti-scalant to inhibit scale formation. The water is then fed to a primary (1st stage) reverse osmosis unit with sodium hydroxide inter-stage dosing followed by a secondary (2nd stage) reverse osmosis step.

The fully treated water is stored in a separate tank to ensure that large volumes are immediately available if required.

The product water from the twin-pass reverse osmosis system is then finally treated in two regenerable mixed bed deionisation polishers before flowing to a Deionised Water Storage tank designed to enable high flow rate and volume supplies at times of critical need.

The plant has been designed as a two-stream system, each delivering 60m³/hour of treated water and a final purified water quality in excess of 10.0MΩ (0.10μS) on a continuous 24/7 basis. In normal operation, the streams are used in duty / standby mode. However, in periods of high demand, they can be used in parallel.

Since the system was originally commissioned, we have provided continuous on-site technical and engineering support as well as training for the end-user’s staff.

This mass balance diagram represents a typical H+E design approach for this type of water treatment plant. Great emphasis is placed on ensuring maximum overall plant efficiency.

Clearly the most important aspect is that the plant delivers the required flow rate and treated water quality at all times. However, overall long term cost of ownership and the environmental impact are also increasingly important considerations.

Our Research and Development Department and Process Engineers are constantly striving to develop the wide range of technologies we use to be ever more efficient.

H + E’s culture is to always offer process and maintenance support and spare parts to our clients throughout the life of the plant to ensure its efficient operation.

Over 75 years of experience shows that the end-user gains by maximising plant life and minimising long term cost of ownership. H+E benefits by ensuring that plants we build continue to operate properly, and our reputation as a supplier of reliable, high quality systems is maintained.

[출처=필터레이션-프로덕츠(https://www.filtration-products.com/deionised-water-for-a-power-plant-in-great-britain/) / 2019년 7월 3일]