HRSG (Heat Recovery Steam Generator)

 HRSG (Heat Recovery Steam Generator, 배열회수보일러)는 복합화력발전소에서 가스터빈 운전 후 발생하는 고온 배기가스의 폐열을 재활용하여 증기를 생산하는 핵심 설비입니다. 이 증기는 다시 증기터빈을 구동하여 추가적인 전력을 생산함으로써 발전 효율을 극대화합니다.

 

HRSG 설치는 복합화력발전소 건설의 중요한 부분으로, HRSG 본체(Casing, Module, Steam Drum, Deaerator) 및 Stack(굴뚝) 설비를 정확한 위치에 설치하고 기계적·기능적 정렬 및 용접을 통해 계통과 연결하는 것을 주요 목적으로 합니다. 이 과정에서 중량물 인양/충돌, 고소작업 중 추락, 용접 중 화재 등 다양한 중대 재해가 발생할 수 있으므로, 철저한 안전 대책 수립 및 이행이 필수적입니다.

1. HRSG 설치 주요 기기 및 용어 설명

 

1. HRSG (Heat Recovery Steam Generator, 배열회수보일러):

가스터빈에서 배출되는 고온의 배기가스 폐열을 회수하여 증기를 생산하는 설비입니다. 크게 다음과 같은 주요 구성품으로 이루어집니다.

Casing (케이싱): HRSG의 외벽을 구성하는 구조물로, 내부 열과 가스를 외부로부터 격리하고 모듈 등을 지지합니다.

Module (모듈): HRSG 내부에서 증기를 생산하는 주요 부분으로, 다수의 튜브 번들(Tube Bundle)이 하나의 단위로 제작되어 현장에서 조립됩니다. 고압(HP), 중압(IP), 저압(LP) 모듈 등으로 구성될 수 있습니다.

Steam Drum (증기 드럼): HRSG 내부에서 물과 증기를 분리하고, 증기를 터빈으로 보내기 전 일시적으로 저장하는 압력 용기입니다.

Deaerator (탈기기): 급수 내에 용존된 산소와 기타 불응축 가스를 제거하여 보일러 부식 및 효율 저하를 방지하는 장치입니다.

Stack (스택, 굴뚝): HRSG를 통과한 저온의 배기가스를 대기 중으로 배출하는 연도(굴뚝)입니다.

2. Foundation (기초):

HRSG 본체 및 기타 구조물이 설치될 지반의 기초 구조물입니다. 설비의 하중을 지지하고 안정성을 확보합니다.

3. Chipping (치핑):

콘크리트 기초면의 불필요한 부분을 깎아내거나 표면을 다듬는 작업입니다.

4. Leveling Nut (레벨링 너트):

설비의 수평을 맞추기 위해 기초 볼트에 설치하는 너트입니다.

5. Alignment (정렬):

설비의 각 부품을 정확한 위치와 각도로 맞추는 작업입니다. HRSG 모듈 및 덕트 등의 설치 시 정밀한 정렬이 요구됩니다.

6. Gas Baffle (가스 배플):

HRSG 내부에서 배기가스의 흐름을 제어하고 열교환 효율을 높이기 위해 설치하는 격벽입니다.

7. Down Comer (다운커머):

증기 드럼에서 증발기로 물을 공급하는 하강 배관입니다.

8. Inter Connecting Pipe (인터 커넥팅 파이프):

HRSG의 각 모듈이나 드럼 등을 상호 연결하는 배관입니다.

9. Inlet Duct (입구 덕트):

가스터빈에서 배출된 고온 배기가스가 HRSG로 유입되는 통로입니다.

10. Outlet Duct (출구 덕트):

HRSG를 통과한 배기가스가 스택으로 배출되는 통로입니다.

11. Rigging Plan (리깅 계획):

중량물 인양 작업 시 사용될 장비, 인양 방법, 경로, 안전 조치 등을 상세히 명시한 계획서입니다.

12. Grouting (그라우팅):

설비와 기초 사이의 미세한 틈을 메워 하중을 균등하게 분산시키고 설비의 고정을 강화하는 작업입니다.

 

2. HRSG 설치 공정 및 단계별 안전대책

 

HRSG 설치는 여러 단계로 나뉘어 진행되며, 각 단계에서 발생할 수 있는 위험과 그에 대한 안전대책을 함께 설명합니다.

 

1. 작업 전 준비 (Pre-Work Preparation)

용어 설명: HRSG 설치를 위한 현장 조건 파악, 작업 계획 수립, 장비 및 자재 준비, 안전 교육 등을 수행하는 단계입니다.

안전대책:

위험성 평가 및 작업 계획서 수립: 작업 전 모든 작업 단계에 대한 위험성 평가를 실시하고, 중량물 인양 계획(Rigging Plan), 고소작업 계획, 화기 작업 계획 등을 포함한 상세한 작업 계획서를 수립합니다. 모든 작업자에게 계획을 충분히 교육하고 숙지 여부를 확인합니다.

개인 보호구 준비: 안전모, 안전화, 보안경, 보호장갑, 귀마개/귀덮개, 필요시 방진마스크, 용접 보안면, 안전대 등 작업에 필요한 모든 개인 보호구를 준비하고 착용 상태를 점검합니다.

장비 점검: 크레인 등 중장비의 작동 상태, 유압 누설 여부, 와이어 로프, 슬링벨트, 샤클 등 인양 도구의 손상 여부를 작업 전 반드시 점검합니다.

 

2. Foundation Check, Chipping & Leveling Nut 조정 (기초 확인, 치핑 및 레벨링 너트 조정)

용어 설명: HRSG가 설치될 기초의 수평 및 평탄도를 확인하고, 필요한 경우 치핑 작업을 통해 면을 고르게 하며, 레벨링 너트를 사용하여 설비 설치 전 정확한 높이와 수평을 맞추는 작업입니다.

안전대책:

낙하물 위험: 치핑 작업 중 파편이 튀거나 공구가 낙하할 위험이 있습니다. 작업자는 보안경을 착용하고, 작업 구역 하부 통제를 철저히 합니다.

비산먼지/소음: 치핑 시 발생하는 먼지와 소음으로부터 작업자를 보호하기 위해 방진마스크 및 귀마개/귀덮개를 착용합니다.

 

3. Casing (케이싱) 설치

용어 설명: HRSG의 외벽을 구성하는 케이싱 패널 또는 모듈을 인양하여 기초 위에 설치하고 조립하는 단계입니다.

안전대책:

중량물 낙하/충돌: 케이싱 패널 인양 중 낙하 또는 충돌 위험이 있습니다.

인양 계획을 수립하고, 크레인의 정격 하중 내에서 장비를 사용합니다.

슬링벨트, 와이어 로프 등의 상태를 사전 점검하고 안전계수를 준수합니다.

전담 신호수를 지정하여 작업자와 크레인 운전자 간 명확한 신호를 주고받도록 합니다.

작업 구역 내 출입을 통제하고, 보조 로프를 사용하여 인양물의 흔들림을 방지합니다.

고소작업 추락: 케이싱 상부 작업 또는 조립 중 추락 위험이 있습니다.

2m 이상 고소 작업 시 전용 작업 발판을 설치하고 안전 난간을 확보합니다.

작업자는 반드시 안전대를 착용하고 안전고리를 견고한 구조물에 체결합니다.

작업 전 추락 방지 장치(안전망 등) 설치 상태를 확인합니다.

 

4. Harp Module 설치 및 Alignment, Gas Baffle 설치 (하프 모듈 설치 및 정렬, 가스 배플 설치)

용어 설명: HRSG의 핵심 부품인 튜브 번들 모듈(하프 모듈)을 인양하여 케이싱 내부에 설치하고 정밀하게 정렬하며, 가스 배플을 설치하는 단계입니다.

안전대책:

중량물 낙하/협착: 모듈 인양 중 낙하 및 모듈 간 조립 시 협착 위험이 있습니다.

정밀 인양을 위한 리깅 계획을 더욱 철저히 수립하고, 작업 전 TBM(Tool Box Meeting)을 통해 작업 절차 및 위험 요소를 공유합니다.

모듈 간 간격 확보 및 작업자의 신체 이격 거리를 충분히 유지하며, 감시자를 배치하여 협착 위험을 예방합니다.

고소작업 추락: 모듈 상부에서의 작업 또는 배플 설치 중 추락 위험이 있습니다.

설치된 비계 또는 작업 발판의 안전성을 재확인하고, 안전대 착용 및 안전고리 체결을 의무화합니다.

밀폐공간 진입 (경우에 따라): HRSG 내부 공간이 밀폐된 경우 질식 위험이 있습니다.

내부 진입 전 산소 농도(18% 이상) 및 유해가스 농도를 측정합니다.

송풍기를 사용하여 작업 중 지속적으로 환기하고, 외부 감시자를 배치하며 비상 구조 계획을 확보합니다. (밀폐공간 작업 허가서 발급 필수)

 

5. Steam Drum, Deaerator 설치 및 조정 (증기 드럼, 탈기기 설치 및 조정)

용어 설명: 대형 중량물인 증기 드럼과 탈기기를 인양하여 설치하고, 수평 및 위치를 정확하게 조정하는 단계입니다.

안전대책:

초중량물 인양 위험: 수십 톤에 이르는 드럼 인양 시 와이어 파단, 슬링 이탈, 크레인 전도 등 매우 높은 위험이 따릅니다.

특별 안전대책: 최상위 인양 계획(Critical Lift Plan)을 수립하고 관련 인원에게 상세 교육을 실시합니다.

인양 전 크레인 안전장치(과부하 방지 장치 등) 및 인양 도구의 비파괴 검사를 실시합니다.

정확한 무게 중심 계산 및 다점 인양을 통해 안정성을 확보합니다.

인양 중 작업 반경 내 모든 인원과 차량의 출입을 통제하고, 경고 표지판을 설치합니다.

강풍, 폭우 등 악천후 시 작업을 중단합니다.

고소작업 추락: 드럼 설치 위치가 높은 경우 추락 위험이 있습니다. 안전대 착용 및 작업 발판 설치를 철저히 합니다.

 

6. Down Comer 및 Inter Connecting Pipe 설치, 용접 (다운커머 및 인터커넥팅 파이프 설치, 용접)

용어 설명: HRSG의 각 구성품(드럼, 모듈)을 연결하는 배관을 설치하고 용접하여 견고하게 연결하는 단계입니다.

안전대책:

화재/화상 (용접 작업): 용접 불꽃 비산으로 인한 화재 및 작업자 화상 위험이 높습니다.

용접 전 주변 가연성 물질을 제거하고 소화기를 비치합니다.

용접 불티 비산 방지용 방염포 또는 불꽃 방지 덮개를 사용합니다.

작업자는 내열 장갑, 보안면, 방염복 등 적절한 용접 보호구를 착용합니다.

화재 감시자를 배치하여 용접 중 및 용접 후 일정 시간 동안 화재 발생 여부를 감시합니다.

질식 (밀폐공간 용접): HRSG 내부와 같이 밀폐된 공간에서 용접 시 유해가스(질소, 이산화탄소 등) 흡입으로 인한 질식 위험이 있습니다.

국소 배기장치를 설치하여 유해가스를 외부로 배출합니다.

작업자는 방진/방독 마스크 또는 송기 마스크를 착용하고, 작업 전 공기 질을 확인합니다.

밀폐공간 작업 허가서를 발급하고 감시자를 배치합니다.

 

7. Inlet Duct 및 Outlet Duct 설치 (입구 덕트 및 출구 덕트 설치)

용어 설명: 가스터빈과 HRSG를 연결하는 Inlet Duct, 그리고 HRSG와 Stack을 연결하는 Outlet Duct를 설치하는 단계입니다. 대형 구조물이므로 인양 및 고소 작업이 수반됩니다.

안전대책:

중량물 낙하/충돌: 대형 덕트 인양 중 낙하 및 충돌 위험이 있습니다.

인양 계획 및 신호 체계를 명확히 하고, 인양 반경 내 통제를 철저히 합니다.

고소작업 추락: 덕트 설치 위치가 높으므로 추락 위험이 있습니다.

고소 작업 발판 설치 및 안전 난간을 확보하고, 안전대 착용을 의무화합니다.

용접 화재/화상: 덕트 연결부 용접 시 화재 및 화상 위험이 있으므로, 용접 안전 수칙을 철저히 준수합니다.

 

8. Stack (굴뚝) 설치

용어 설명: HRSG를 통과한 배기가스를 최종적으로 배출하는 대형 굴뚝을 설치하는 단계입니다. 분할되어 제작된 부분을 인양하여 조립하거나, 통째로 인양하여 설치하기도 합니다.

안전대책:

초고층/초중량물 인양: 매우 높은 곳에 설치되는 초대형 중량물로, 인양 중 전도, 낙하, 붕괴 등 치명적인 사고 위험이 있습니다.

최고 수준의 안전 관리: 최고 인양 계획(Critical Lift Plan)을 수립하고, 풍속 등 기상 조건을 엄격하게 모니터링합니다.

대형 크레인의 안정성 확보(아웃트리거 완전 전개, 지반 보강 등) 및 정격 하중 내 운전을 철저히 합니다.

작업 구역 내 통제를 강화하고, 비상 대피 계획을 수립합니다.

밀폐공간 작업 (스택 내부): 스택 내부 작업 시 산소 부족으로 인한 질식 위험이 있습니다.

내부 진입 전 산소 농도를 측정하고, 송풍기를 이용하여 지속적으로 환기합니다.

외부 감시자를 배치하고, 비상 구조 장비를 준비합니다. (밀폐공간 작업 허가서 발급 필수)

고소작업 추락: 스택 상부 작업 시 추락 위험이 매우 높습니다.

안전 작업 발판, 안전망, 안전대 부착 설비 등 추락 방지 시설을 완벽하게 설치하고, 작업자는 안전대를 이중으로 체결하는 등 추락 방지 조치를 최우선으로 합니다.

 

9. 작업 후 정리 (Post-Work Cleanup)

용어 설명: 모든 HRSG 설치 작업이 완료된 후, 사용된 공구, 자재, 폐기물 등을 정리하고 작업 현장을 깨끗하게 정돈하는 단계입니다.

안전대책:

전도/협착/베임: 작업 종료 후 방치된 공구, 자재, 파편 등으로 인한 근로자 전도, 협착, 베임 사고 위험이 있습니다.

작업 종료 전 "청소 및 정리" 항목이 포함된 퇴장 체크리스트를 운영하여 현장을 정리합니다.

잔재물은 분리수거하고 적절하게 폐기합니다.

작업 통로 및 이동 경로를 확보하고, 불필요한 장애물을 제거합니다.

 

신규 근로자 및 관리자님께서는 이와 같은 HRSG 설치 공정별 용어와 안전대책을 잘 숙지하시어 현장 안전 관리에 만전을 기해주시기를 바랍니다.