한전 전력연구원은 빅데이터를 이용한 발전용 보일러의 위험도 평가 프로그램(HRBM-V4)을 개발하고 한국남부발전 하동화력발전소에 시범 적용했다.

위험도 평가 프로그램은 발전용 보일러의 구성부품별 위험도를 운전환경, 정비 이력은 물론 설계 정보를 종합적으로 평가해 고장을 예방하는 프로그램이다.

HRBM-V4(Hybrid Risk Based Maintenance Version 4)는 설비의 설계 및 운전정보에 기반한 확률론적 수명평가기술과 현장 검사결과 및 정비이력을 이용한 상태평가기술을 결합해 위험도를 평가하고 정비계획을 수립하는 매개체이다.

HRBM-V4 사용자 화면.

버젼 1과 2는 해외 업체의 선진 기술을 전수 받아 개발했다.
버젼 3는 독자적으로 개발해 발전 5사에 적용했다.

전력연구원이 개발한 HRBM-V4를 이용해 고장확률평가에 필요한 방대한 정보의 처리와 계산을 자동으로 단기간에 수행하고, 평가대상 보일러의 상태에 최적화된 정비계획을 수립할 수 있다.

이번 프로그램을 통해 보일러 구성부품에 대해 고장이 발생할 확률과 고장에 의한 피해규모의 곱인 위험도를 평가해 위험한 정도에 따라 우선순위를 정하고 위험도가 높은 설비에 정비자원을 집중함으로써 한정된 투자비용으로 최대의 설비 신뢰도를 확보할 수 있다.

해외 선진사의 위험도 평가비용은 보일러 1기당 1회에 약 4억 원에 이르며 평가기간은 보통 6개월 정도가 소비된다.

하지만 HRBM-V4를 이용할 경우 비용은 약 2억 5,000만원, 기간은 3개월 정도가 소요될 것으로 예상된다.

전력연구원은 지난해 12월, 남부발전의 하동화력발전소 3호기에 시범적으로 HRBM-V4를 적용, 계산 성능과 결과의 정확도를 확인했다.

올해부터 국내 발전사를 대상으로 보일러의 위험도 평가 기술지원 서비스를 본격적으로 제공키로 했다.

HRBM-V4를 이용해 찾아낸 하동화력 3호기 보일러 튜브 균열부.

향후 해외 업체가 시장을 선점하고 있는 중동, 남미, 동남아시아 등지에 진출해 위험도 평가 기술사업화를 추진하고, 증기터빈과 발전기분야에도 위험도 평가 사업을 확대할 계획이다. 

한편, 발전용 보일러는 장시간 고온·고압의 운전환경 및 기동정지에 의한 급격한 가열 및 냉각환경에 노출되기 때문에 다양한 손상이 발생한다.

이러한 손상은 운전 누적시간과 기동정지 횟수가 증가함에 따라 커지기 때문에 노후 발전소일수록 보일러의 가동률이 저하되고 유지정비 비용이 증가하게 된다.