비디아이 주가 흐름과 화력발전과 관련된 발전소 보조기기(BOP) 설비

비디아이 주가는 640원으로 현재 코스닥 거래정지 주이다.

비디아이는 52고가 9060원 52주 저가 613원이다.

시가총액 277억원으로 주가 흐름은 거래정지 중이기에 판단 불가하다.

 

비디아이는 한국표준산업분류상 '(C29299)그외 기타 특수목적용기계 제조업’에 속하는 회사로서 화력발전과 관련한 보조기기(BOP) 설비를 제조 및 판매하는 사업의 주된 영업부문과 2020년 하반기 신규 지분 취득을 통해 연결대상 종속회사로 편입한 Eleison Phamaceuticals Inc. (미국) 이 있습니다. 연결 종속회사의 매출액이 크지 않아 사업의 내용은 주된 영업부문인 화력발전과 관련된 보조기기 설비 등의 제조 및 판매 사업 및 신재생 에너지에 대해서만 기재하였습니다.

 

비디아이의 주요 제품은 화력발전과 관련된 발전소 보조기기(BOP) 설비로서 크게 ① 석탄취급설비(CHS), ② 탈황 설비(FGD) 및 전기집진기(EP) 등 환경설비, ③  회처리 및 회정제 설비(AHS) 가 있으며, 주요 매출처는 화력발전소의 건설 및 성능 업그레이드, 개·보수 사업을 하는 한국전력 자회사(한국중부발전, 한국남동발전, 한국동서발전, 한국서부발전, 한국남부발전)와 민간 EPC 사업자입니다. 따라서 비디아이는 전력 산업과 밀접한 연관을 맺고 있으며, 사업 구조 측면에서는 발전플랜트 산업에 속한다고 볼 수 있습니다.

 

석탄화력발전소는 크게 보일러, 터빈, 발전기로 구성된 주설비와 석탄취급설비, 탈황 설비 및 전기집진기 등 환경설비, 회처리 및 회정제 설비 등으로 구성된 보조설비로 구분이 가능합니다.

 

비디아이는 석탄화력발전소 설비 중에서 보조설비를 생산하고 있으며, 비디아이의 주요 제품은 ① 석탄취급설비, ② 탈황 설비 및 전기집진기 등 환경설비, ③ 회처리 및 회정제 설비 입니다.

 

국내 화력발전은 주로 유연탄(다량의 휘발분을 함유하여 화염을 내며 타는 발전용 석탄)을 보일러 안에서 연소시킨 다음, 가열된 증기로 터빈을 돌려 전기를 생산하고 있습니다. 이러한 화력발전을 하기 위해서는 유연탄을 보일러까지 이송 및 저장하는 석탄취급설비가 필요합니다.

 

또한 유연탄 연소시 발생하는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 미세먼지는 심각한 대기오염을 유발할 수 있기 때문에, 이를 제거하는 탈황설비 및 전기집진기 등 환경설비가 필요하며, 유연탄을 보일러에서 연소시키고 남은 석탄재(회, Ash)를 처리하는 회처리 및 회정제 설비가 필요합니다.

 

석탄화력발전계통도

■ 석탄취급설비(CHS; Coal Handling System)

국내 화력발전은 주로 유연탄(다량의 휘발분을 함유하여 화염을 내며 타는 발전용 석탄)을 보일러 안에서 연소시킨 다음, 가열된 증기로 터빈을 돌려 전기를 생산하고 있습니다. 이러한 화력발전 시스템을 구축하기 위해 유연탄을 보일러까지 이송 및 이송하는 과정에서 석탄분진의 비산 등의 환경문제를 해결하기 위한 석탄취급설비가 필요합니다. 

 

석탄취급설비는 ① 석탄을 보일러까지 운반하는 석탄이송설비, ② 운반하는 과정에서 석탄분진의 비산 등의 환경문제를 해결하기 위한 사일로(Silo), 석탄저장 쉐드(Coal Storage Shed) 등의 옥내저탄장설비로 구성되어 있습니다.

 

① 석탄이송설비

석탄이송설비란 항구나 기차역 부근에 배나 기차로 운반되는 일반적인 화석연료(석탄, 유연탄, 무연탄, 아역청탄)를 화력발전의 주요설비인 보일러까지 이송하는 설비입니다. 하역기(Ship unloader)와 콘베이어 밸트를 이용하여 석탄저장설비에 이송 저장한 후 상탄기(Reclaimer)를 통해 콘베이어에 상탄하고 분쇄기를 거처 보일러에 최종적으로 공급하게 됩니다.

 

② 옥내저탄장설비

과거에는 항구나 기차역 부근에 배나 기차로 운반된 석탄을 국내 화력발전소에서 사용하기에 앞서 일시적으로 저장하여 보관하도록 하기 위한 야적장이 구비되어 있었습니다. 야적장에서는 석탄을 특별한 장치 없이 보관하거나, 큰 포장지를 이용하여 덮어서 보관하고 있는 수준이었으며, 바람이 부는 경우 많은 석탄분진을 비산시켜왔습니다.

또한 야적장에 보관된 석탄은 다량의 주변 휘발 요인으로 인하여 자연 발화가 쉽게 발생하였으며, 대부분의 발전소는 옥외 저탄장(Open stock yard)을 운영하여 지속적으로 물을 분사하는 방법으로 자연 발화를 방지하고 있었습니다. 그러나 발전소 입지 여건상 저탄장이 많은 면적을 차지하여 효율성이 떨어지는 문제점이 존재하였습니다.

 

이에 따라 현재는 석탄분진의 비산 등의 환경문제를 해결하기 위한 사일로(Silo), 석탄저장 쉐드(Coal Storage Shed) 등의 옥내저탄장설비를 설치하는 추세이며, 이러한 추세는 향후에도 지속될 것으로 예상됩니다.

 

■ 탈황설비(FGD; Flue Gas Desulfurization)

 

화력발전 과정에서 황산화물(SOx)이 발생되며, 황산화물 배출시 산성비, 스모그 등의 대기오염을 유발하므로 엄격하게 규제하고 있는 추세 입니다. 황산화물 배출저감방법 중 가장 범용적으로 사용되는 것은 배연탈황설비(FGD, Flue Gas Desulfurization System)이며, 선진국과 국내 대형 화력발전소에 주로 적용되는 기술은 석회석-석고 습식배연탈황법으로 상업적으로도 가장 완성단계에 있는 것으로 평가되는 기술입니다.

 

탈황설비는 전기집진기(EP, Electrostatic Precipitator) 옆에 설치되며, 전기집진기에서 분진이 제거된 배기가스는 120 ∼ 160℃의 온도로 흡수탑(Absorber)내로 유입됩니다. 유입된 배기가스는 흡수제인 액상의 알칼리 슬러리와 접촉하여 고형침전물(석고, Gypsum)이 되며, 약 50℃로 냉각 처리된 가스는 열교환기(GGH: Gas Gas Heater)를 거쳐 100℃ 이상으로 승온되어 굴뚝(Stack)을 통해 배출되는 과정을 거칩니다

석회석은 석탄 연소 중 발생하는 황을 제거하는 탈황 원료이며, 석회석을 흡수탑까지 이송하기 위한 석회석 이송설비(LHS; Limestone Handling System)가 필요합니다. 비디아이의 석회석 이송설비는 국내 최대 용량기기의 저열량 사용 및 친환경 설비의 도입으로 이송계통의 파이프 컨베이어, 분리이송, 사일로에 저장, 분쇄 후 블로어로 이송 및 배출 여과기능을 갖추었으며, 공급 저장고에 공기 이송용 원형 및 돔 라인밸브를 부착하여 자동화시스템을 구축하고 있습니다.
 

■ 전기집진기(EP; Electrostatic Precipitator)

화력발전 과정에서 미세먼지를 포함한 먼지가 발생되며, 이는 대기오염 유발의 원인이므로 엄격하게 규제하고 있는 추세 입니다. 이에 화력발전소는 보일러의 연소과정에서 발생하는 먼지가 포함된 배기가스를 집진하기 위하여 보일러 옆에 전기집진기를 설치하고 있습니다.

 

전기집진기는 방전극과 방전극에서 방출된 음전하에 의해 음이온화된 분진을 포집하는 집진판 및 집진판에 포집된 분진을 제거하는 추타장치로 구성되어 있습니다. 전기집진기는 일반적으로 6개의 필드로 구성되어 있습니다.

 

방전극과 집진판 사이에 고전압을 공급하면, 방전극 주위에 전리현상이 발생하여 음전하가 형성됩니다. 배기가스에 포함된 분진은 음전하를 흡수하여 음이온으로 변경되며, 음으로 하전된 분진은 흡인력이 작용하여 집진판에 붙게 되는 원리 입니다. 집진판에 부착된 분진은 시간이 지남에 따라 점점 두껍게 누적되어 커다란 덩어리를 형성하며, 주기적으로 가해지는 추타장치의 충격에 떨어져 집진기 하부에 모여 분진의 저장소로 운반되어 처리됩니다.

 

■ 회처리 및 회정제 설비(AHS; Ash Handling System)

 

화력발전 과정에서 석탄을 연소시키고 남은 물질인 석탄재(회, Ash)가 무연탄의 경우는 26~50%, 유연탄(역청탄)은 8~15% 정도가 발생됩니다. 회는 연소 후 모이는 장소에 따라 비회(Fly Ash)와 저회(Bottom Ash)로 구분됩니다. 두가지 회의 특성과 발생 위치(보일러에서 외부로 반출되는 위치)가 다르기 때문 에 집진, 처리하는 방식이 달라집니다.

 

회처리 및 회정제 설비는 ① 비회이송설비, ② 저회이송설비, ③ 회정제시스템으로 구성되어 있습니다.

 

① 비회이송설비

비회의 경우, 미세한 입자로 구성되어 있기 때문에 보일러 상단부로 배출되며, 배출되는 비회를 전기집진기를 이용하여 사일로에 집진한 후, 공기를 이용하여 이송하고 있습니다.

 

비회는 발생되는 회의 대부분을 차지하고 있으며, 과거에는 화력발전소가 비회를 폐기물 처리업체에 비용을 지불하면서 처리하였으나 최근에는 비회를 재처리 후 시멘트재료 등으로 판매하고 있습니다.

비회처리 시스템에서 가장 중요한 역할을 하는 것은 돔 밸브(Dome Valve)입니다. 돔 밸브는 배관 내의 회와 공기의 양을 조절하여 배관 내 회의 밀도를 적절하게 유지하는 역할을 하는 밸브로, 전기집진기를 통해 사일로에 저장된 비회가 배관으로 흘러 들어갈 수 있게 밸브를 개폐하도록 설계되어 있습니다.
 

②  저회이송설비

보일러 하부에 쌓이는 저회(Bottom Ash)는 상대적으로 비회 보다 무거우며, 부피가 큽니다. 저회의 경우 분쇄기로 분쇄한 후 회이송조를 거쳐 슬러리펌프로 물과 함께 회처리장으로 이송 및 매립하여 처리하는 방식이 일반적이었으나, 최근에는 분쇄한 저회를 공기 수송하여 비회(Fly Ash) 사일로로 보내 시멘트 원료로 재활용 하거나, 분쇄된 저회를 보일러에서 한번 더 연소하여 사용하고 있습니다.

③ 회정제시스템 

회정제시스템은 비회를 정제하여 시멘트의 원료로 사용할 수 있도록 하는 장비이며 정제한 회는 정제하지 않은 회에 비하여 고가에 판매 가능합니다. 따라서, 화력발전소는 회정제설비를 설비를 설치하여 별도의 수입원 역할을 기대하고 있습니다.

 

석탄이 연소될 때 사용되는 석탄의 8~15%(유연탄의 경우)가 회로 발생되며, 이 중 대략 10%는 저회 형태, 90%는 비회 형태로 발생됩니다. 회정제시스템을 이용하여 비회를 정 제할 경우, 70~80%의 회(Ash)가 시멘트 원료로 사용되는 재료로 분리됩니다.