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생활폐기물 소각시설 내부 열 유동해석을 통한 근무환경 적합성 분석

생활폐기물 소각시설이란?


담당 구역에서 발생되는 생활폐기물을 안정적이고 위생적 처리로 주거환경 개선 및 환경오염방지로 주변 거주자 보건향상과 환경오염을 최소화하며 처리시 발생되는 여열을 활용함으로써 에너지절약 및 최첨단 처리시설 설치로 환경오염의 최소화 및 쾌적한 환경을 시설조성 및 운영을 목적으로 하는 시설입니다.

그림 1. 생활폐기물 소각시설 설비계통도(출처: 안산시 자원회수시설)


그림 2. 생활폐기물 소각시설 처리계통도(출처: 안산시 자원회수시설)


소각 절차


소각시설에 반입된 생활폐기물은 톤을 저장할 수 있는 저장조에서 크레인을 이용하여, 건조, 연소, 후연소단으로 구분하여 단계적으로 폐기물 최적연소를 시키는 스토카식 소각로에 투입하여 소각처리합니다. 소각 후 발생된 바닥재는 매립장에 매립 처리되며, 소각시 발생되는 연소가스를 처리하는 중 발생되는 비산재는 지정폐기물처리시설에 처리합니다. 폐기물 소각 중 발생되는 연소가스는 SNCR, 반건식반응탑, 활성탄분무설비, 여과집진기로 이루어진 연소가스처리설비를 통해 2차 오염 최소화를 위한 최적의 공정시스템을 적용 후 대기환경오염물질인 황산화물, 질소산화물, 일산화탄소, 다이옥신, 먼지를 배출기준 이하로 처리하여 굴뚝으로 최종 배출합니다.


 

생활폐기물 소각시설 내부 열 유동 목적 및 개요


1. 소각로 및 다양한 단계의 연소가스처리설비의 가동은 소각시설 내부의 공기의 질(환기, 온도)에 영향을 미치게 되며, 이는 근무자의 근무환경과 직결된 문제이기 때문에 CFD 해석을 통한 환기 효율 및 온도분포 검토가 필요하다고 생각됨.


2. 해석적 접근을 위하여 소각시설의 강제 급/배기 풍량, 개방 영역 설정 및 각각의 설비에서 발생하는 발열량 등 설계데이터를 시뮬레이션의 경계조건으로 적용하여 해석을 진행하여 소각시설 내부의 근무환경의 적합성을 평가하였습니다.


3. 본 연구를 통해 CFD 시뮬레이션 기술을 이용하여 생활폐기물 소각시설 내부에서 발생하는 열과 공기의 흐름을 분석하여 실내 근무자들의 작업환경에 문제가 없는지를 파악하고자 합니다.



생활폐기물 소각시설 내부 열 유동 해석적 접근





생활폐기물 소각시설 내부 열 유동 해석적 접근에 대한 고찰


1. 설계 운조조건 하에서 소각실 내부 공간 내의 기류 및 온도분포 해석을 통하여 근무환경 적합성을 평가.

2. 유동의 유/출입구의 평균 유속은 내부의 특정구간에서 기류의 정체 없이 원활이 환기가 이루어짐을 확인.

3. 설치된 공조환기 설비 가동으로 시설 내부 음압 분포, 적정 환기 횟수 및 공기령 확인.

4. 근무자 활동반경 내의 평균온도는 실외의 평균온도와 약 1.3도 높은 수준으로 확인.


이와 같이 최종적으로, 소각시설 내부 근무환경에는 문제가 없는 것으로 확인 되었습니다.


 
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