The objective of this study was to examine the evaluation procedure for the multi-purpose power plants, such as a gas turbine combined cycle power plants with chemical absorption. Four kinds of system configurations were suggested for case study. To compare CO2 capture Cases, a power generation system without CO2 capture process was considered as a reference Case. Then, a power generation system capturing CO2 from the flue gas at atmospheric pressure and two power generation systems operating in pressurized flue gas condition were compared. Before the system evaluation, the purposes of use and design objectives of target system were defined, and then the evaluation items were selected. Based on the results of thermodynamic analysis, two types of thermal efficiency, the first law thermal efficiency and R1 efficiency, were evaluated. Also, CO2 removal rate and CO2 avoided were estimated as the performance index for CO2 capture. Then, the appropriate performance index of the target plant was examined. Preliminary design of HRSGs and absorbers were performed. Then, hardware feasibility was reviewed. Depending on the qualitatively evaluated criteria and the specific demands of decision makers, the system alternative for detail design could be finally selected. By introducing the evaluation procedures, this study could be the guideline of preliminary assessment for multi-purpose power plant.
CCS의 경제성을 높이기 위한 방안으로써, 발전 플랜트로부터 포집된 CO2를 EOR/EGR 사업자에게 공급하는 방안이 관심을 받고 있다. 최근 EOR 가능 지역으로 거론되고 있는 걸프만의 경우, 육상 플랜트로부터 접근이 어려운 대신 해안가 근처에 EOR 적용이 가능한 유전이 위치한다는 특성을 가진다. 이 지역에 적용할 방안으로써, 화학적 흡수법이 적용된 이동식 복합화력 발전 플랜트를 근처 해안가에 건설하여 EOR 유전까지 CO2를 공급하는 방안이 제안되었다. 제안된 발전 플랜트는 전력 및 공정 증기 생산, 그리고 CO2 포집을 사용 목적으로 하며 높은 효율과 동시에 설비의 소형화라는 설계 목적을 갖는다. 각 생산물의 생산량, 그리고 설계 목적이 상충하는 특징이 있기 때문에 시스템 평가의 접근 방법에 대한 새로운 논의가 필요하게 된다. 본 연구에서는 대상 시스템과 같은 다목적 발전 플랜트의 시스템 평가 과정에서의 고려사항들을 확인하고 각 과정을 구체적으로 제시하는 것을 목적으로 연구를 진행하였다. 이를 위해 화학적 흡수법이 적용된 이동식 복합화력 발전 플랜트를 대상으로 하여, 시스템 대안을 선정하고 시스템 특성에 부합하는 평가 항목들을 정의하였다. 또한, 각 항목들을 평가하기 위해 시스템 개념 설계 및 공학 설계 계산을 진행하였고 이를 바탕으로 대안 별 시스템 성능 및 하드웨어 구성 가능성을 평가하였다.
