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Aug 18, 2023

추운 날씨 운영을 위해 가스 플랜트를 준비하세요

추운 날씨 운영은 플랜트 설계자와 운영자 모두에게 어려운 일이며, 특히 혹독한 겨울 날씨가 드물게 발생하는 곳에서는 더욱 그렇습니다. 하지만 또다시 추운 겨울이 예상되니 지금이 적기입니다.

추운 날씨 운영은 플랜트 설계자와 운영자 모두에게 어려운 일이며, 특히 혹독한 겨울 날씨가 드물게 발생하는 곳에서는 더욱 그렇습니다. 그러나 또 다시 추운 겨울이 예상되므로 지금은 2011년 2월 남서부 동결 이후 많은 식물이 배운 교훈을 검토할 때입니다.

2011년 2월 초, 얼어붙는 비, 기록적인 강설, 강풍으로 구성된 지속적인 북극 폭발이 멕시코에서 뉴잉글랜드까지 22개 주를 강타했습니다. 극심한 날씨는 2월 화요일부터 미국 남서부의 발전 및 송전 시스템에 심각한 영향을 미쳤습니다. 1, 마침내 다음주 토요일에 감소합니다. 예를 들어, 엘파소(El Paso)는 100년 만에 두 번째로 최악의 겨울 날씨, 50년 만에 최악의 겨울 날씨를 경험했으며, 60시간 연속 기온이 20F 이하로 떨어졌습니다. 시스템 전반에 걸쳐 비상 사태가 발생한 동안 ERCOT(Electric Reliability Council of Texas) 지역의 온도는 11F~35F 범위였으며 체감 온도를 고려하면 -5F에서 10도 미만에 해당합니다. 오스틴에서는 기온이 70시간 이상 연속 영하로 유지되었습니다.

텍사스에서는 급속 동결이 모든 발전 회사에 영향을 미쳤습니다. 최근에 건설된 여러 발전소를 포함하여 보고된 225개 개별 장치는 트립을 경험하거나, 감소되거나, 시동에 실패했으며, 이는 계획되지 않은 14,855MW의 사용할 수 없는 용량을 반영합니다. 12,413MW의 사전 예정된 발전 중단과 함께 ERCOT는 전력 수요를 감당할 수 없었고 그 결과 장비 동결로 인한 광범위한 정전과 연속 정전이 발생했습니다(그림 1).

연방 에너지 규제 위원회(Federal Energy Regulatory Commission)와 북미 전기 신뢰성 공사(NERC)는 2011년 8월에 "2011년 2월 1~5일 남서부 추운 날씨 동안의 정전 및 단축" 보고서를 발표했습니다. 이 보고서는 텍사스 극한 현상의 원인을 설명합니다. 기상 상황과 향후 공장의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 몇 가지 사전 대책을 마련했습니다. 보고서에 따르면 "많은 발전기가 겨울철 및 대비에 적극적으로 접근했지만 다른 발전기는 그렇지 않았습니다." 보고서의 주요 조사 결과는 "발전기에게 겨울철 조치를 수행하도록 직접 요구하는 주, 지역 또는 신뢰성 표준이 없기 때문에 겨울철 준비 상태가 발전소 또는 기업의 선택에 달려 있다"는 것입니다.

극심한 추운 날씨로 인한 발전소 가동 중단(현재 가동 중인 가스 연소 복합발전 발전소에 공급하는 천연가스 파이프라인에 대한 영향 포함)은 미국 남부 지역에서 더 문제가 되는 것으로 보입니다. 북부 주들은 처음부터 그렇게 하도록 설계되었기 때문에 계속 안정적으로 운영되었습니다. 예를 들어, 미네소타 주 패리볼트에 위치한 미네소타 지방 전력청의 패리볼트 에너지 파크(Faribault Energy Park)는 외부 온도가 영하일 때 문제 없이 한 번에 몇 달 동안 정기적으로 작동합니다(3월호 "발전소를 환영받는 이웃으로 만드는 방법" 참조). 2008).

대조적으로, 플로리다에서 애리조나에 이르는 남부 주에 건설된 공장은 종종 옥외 설계로 되어 있어 개조 비용이 많이 듭니다. ERCOT와 같은 일부 NERC 지역의 규제 기관은 이후 극한의 추위에 취약한 공장에 대한 공장 검사 및 제3자 설계 검토에 더욱 적극적으로 나서 온도 관련 신뢰성 업그레이드를 주문하고 있습니다.

2011년 2월 동결 이후 작성된 여러 교훈 보고서를 조사한 결과 여러 가지 일반적인 고장 모드가 발견되었으며, 그 중 다수는 영향을 받은 많은 발전소에서 신뢰성 업그레이드의 대상이 되었습니다.

기기 및 감지 라인. 많은 공장에서 보일러 기류 동결, 탈기기 수준, 보일러 드럼 장비 및 트랜스미터로 인해 정전이 발생했다고 보고했습니다. 일반적으로 보고된 문제는 얼어붙은 계측기 및 감지 라인으로 인해 발생하는 낮은 드럼 레벨 신호로 인한 장치 트립이었습니다.

텍사스의 한 유틸리티 회사에 대한 사건의 영향을 분석한 Black & Veatch에 따르면, “동결된 감지 라인은 자동 드럼 레벨 제어 시스템이 작동하는 것을 방지하여 보일러 손상을 방지하기 위해 드럼의 수위를 미리 정해진 한도 내로 유지했습니다. 드럼을 건조하게 작동하여 드럼과 튜브의 과열로 인해 큰 손상이 발생하거나 수위가 너무 높아져 물 슬러그가 스팀 튜브로 전달되어 손상이 발생할 수 있습니다. 터빈으로의 증기 공급 라인.” 운영자의 공로로 드럼 수위 조절 장치는 수동 모드로 전환되었으며, 제어실에 상태를 보고하는 무선을 통해 운영자가 드럼 수위를 모니터링했습니다.