한국 에머슨 블로그에서 심심찮게 발견할 수 있는 용어 중 하나가 열병합발전소(CHP Plant)다. 국내에 성공적으로 준공된 파주 열병합 발전소에도 에머슨의 기술력이 적용되었는데, 스페인의 한 전력 업체의 복합 열병합 발전소에 적용된 에머슨의 Ovation에 대한 소식을 전하기 전에, 열병합 발전소란 무엇인지에 대해 간단히 설명하려고 한다.
단어 자체의 뜻을 풀어보자면 열병합 발전이란 Combined Heat & Power Plant로, 동일한 연료를 사용하여 전력과 열을 동시에 발생시켜서 에너지 이용률을 기존 발전의 2배 이상인 70~85%로 높이는 것을 의미한다. 대부분의 에너지 공급을 도맡고 있는 화력발전소들과 비교해 보았을 때, 열병합 발전소는 적게는 20에서 많게는 30%가량 높은 열효율을 낸다는 의미로, 특히 화력 발전에서는 발전기 구동으로 인해 발생하는 증기를 재사용하지 못하기 때문에 발생하는 손실이 있지만, 손실되는 증기를 이용해 증기 터빈을 돌려 전기를 생산하는 열병합 발전은 상대적으로 낮은 손실률을 보인다.
이처럼 높은 에너지 효율, 대기 오염 감소, 비용 절감, 계절별 에너지 수요 편차 완화에 큰 도움이 되는 열병합 발전이 에머슨의 시스템과 함께 어디에 설치되었는지 살펴보자.

 
에머슨, Iberdrola 열병합 발전소 제어 시스템 업그레이드

미국에 본사를 둔 기업 에머슨 프로세스 매니지먼트가 스페인 전력 업체 Iberdrola 사에서 운영하는 EnergyWorks Cartagena 복합 열병합 발전소의 제어 시스템을, 자사의 Ovation 전문 제어 시스템의 최신 버전으로 업그레이드 하는 작업을 수행했다.

스페인 남동부 해안에 위치한 이 가스 화력 발전소는 95 MW 급의 복합 화력 열병합 발전 시설로, 인근에 위치한 폴리카보네이트 공장에 공정용 증기와 전력을 공급하고 있다.
본 발전소에서는, 발전소의 대응성 향상, 전반적 수명 주기 확장, 생산 효율성 극대화를 위해 기존의 제어 시스템에 대한 업그레이드가 요구됐다.

발전소 책임자 Carlos Gonzalez Costea는 이에 대해 다음과 같이 설명했다. “금번 시스템 업그레이드의 우선적인 목적은, 이 기회를 통해 발전소가 효율적인 생산을 지속할 수 있도록 도모하는데 있습니다. 하지만 고객에 대한 증기 공급을 유지해야 한다는 발전소의 의무에는 지장을 주지 않도록, 제어 시스템의 업그레이드 작업은 반드시 균형적으로 실행되어야만 했습니다.”

결과적으로, 10일로 제한된 발전소의 계획적 가동 정지 기간 동안, 에머슨은 4쌍의 리던던트(redundant) Ovation 제어기의 공급과 운영 소프트웨어의 설치, 그리고 제어 시스템의 전환을 구현해 냈다.

업그레이드 작업은 발전소의 중단으로 인한 수익 손실을 최소화하고, 고객인 인근 플라스틱 공장에 대한 지속적 증기 공급을 보장하기 위해 두 단계로 진행됐다.
이번 업그레이드 프로젝트가 완료된 이래 발전소의 신뢰성과 효율성은 강화되었고, 보다 신속한 시스템 반응을 기반으로 발전소는 변화 요구에 보다 민첩하게 대응할 수 있게 되었다고 에머슨은 밝혔다.

발전소의 제어 시스템은 CHP 설비 및 별도의 소형 패키지 보일러를 각각 담당하는 두 개의 섹션으로 나뉘어 있다. 우선 CHP 설비의 현대화가 이루어지는 동안에는 패키지 보일러가 플라스틱 공장에서 필요한 증기를 생산했다.

이후 패키지 보일러에 대한 업그레이드 시에는, 증기 생산은 CHP 설비로 복귀되었다.

이와 같은 2단계 진행을 통해, 에머슨은 증기의 중단 없는 공급과 보조 서비스 설비의 로컬 운영의 유지를 보장할 수 있었다.

“금번 마이그레이션(migration) 프로젝트는 매우 촉박한 시간 일정 내에 완수해야 한다는 어려움을 가지고 있었습니다”라고 에머슨 프로세스 매니지먼트의 Power & Water Solutions 사장인 Bob Yeager는 평했다.