화력발전소증설에따른발전소음의영향범위예측 Prediction on the Influence Area of Generating Noise by Expansion of Thermoelectric Power Plant 윤영은 * 김희수 * 김재수 Yun Young-Eun, Kim Hee-Su, * 원광대학교건축공학과 Kim, Jae-Soo Abstract 최근산업의발달로전력수요가급증함에따라안정적인전력공급을위해도심지에화력발전소가건립되 고있다. 이러한화력발전소는건립초기단계에서부터환경오염시설로간주되어인근주민들로부터거센 민원에부딪히고있으며, 건립후에도 24 시간운영되는화력발전소의특성상인근주민들에게끊임없이민 원이제기되고있다. 따라서설계단계에서부터환경오염에대한환경영향평가가필수적인요소이며이중 발전시에발생하는방사소음은그영향범위가광범위하여환경오염분쟁중가장높은발생사례를갖고있 으므로세밀한검토와예측이반드시필요하다. 이러한관점에서본연구에서는화력발전소증설에따른 소음의영향범위를파악하기위해현재운영중인발전소의소음을측정한후시뮬레이션을통해증축될 화력발전소의소음에대한영향범위를파악하고자하였다. 이러한자료는향후화력발전소건립에대하여 민원이발생시유용한자료로활용될수있을것으로사료된다. 키워드 : 시뮬레이션, 화력발전소, 소음 Keywords : Simulation, Steam Power Plant, Noise 1. 서론 판단된다. H 화력발전소는 1967 년건립되어 1973 년중유발전으로 최초운전을개시하였으며정부의연료수급다변화정책에 따라 1985 년석탄화력으로연료전환공사를마친후지 금까지 Y 시국가산업단지와인근지역에안정적으로전력 공급을하고있다. 현재까지는 250MW 2 기로운영하고 있으나 2020 년경에폐쇄될예정이므로 2025 년까지 1,000MW 2 기를증설하여운영할려고계획중이다. 그러 나증설후 H 화력발전소의발전시설에서방사되는소음레 벨이너무높아발전소부지경계선에인접한지역에많은 영향을줄것으로예상된다. 특히발전소와근접해있는 G 마을의경우이에대한직접적인피해대상지역에속해 있으므로소음시뮬레이션을실시하여현상태를진단해 보고증설후발전소의방사소음이 G 마을에어느정도영 향을주는지를파악해보았다. 이러한결과는향후화력 발전소건립및증설시발전설비의방사소음이주변지역 에미치는영향범위를쉽게파악할수있어설계단계에서 부터적절한대책수립을하는데많은도움을줄것으로 Corresponding author E-mail: soundpro@wku.ac.kr Tel: 063-850-6712, Fax: 063-843-0782 2. H화력발전소의현황과시뮬레이션모델링 2.1 H화력발전소의현황 1967년 490,000m2의규모로건립된 H화력발전소와 G마을에대한위성사진개요및지형도는그림1. 과같다. 그림1. 호남화력발전소의현황 2.2 H화력발전소시뮬레이션모델링시뮬레이션에사용된 Cadna-A(Computer Aided Noise Abatement) 는환경소음의계산, 평가와예측그리고프리젠테이션을가능케하는소프트웨어로도시전체또는공장 - 1 -
지역에관련된각종소음에대한시뮬레이션을가능하게해주는프로그램이다. 본보고서에서는 Google Earth에서 Import한 G마을의지형도를토대로호남화력발전소와 G마을주변의환경요소를완벽하게구성하였다. 이를그림2. 와같이 Cadna-A 프로그램에 Import한후 ISO 9613의기준에따라시뮬레이션을실시하였다. 시뮬레이션을수행하기위해최종모델링은그림3. 과같다. 표 1. 화력발전소의주요기기의소음레벨 소음원 1m 지점에서소음레벨 (db(a)) 변압기 85.0 압축기공기흡입구 85.5 HRSG 입구측 77.5 HRSG 중앙부 72.9 HRSG 토출부 68.2 연돌 85.4 터빈건물배출팬 88.0 원수이송펌프 85.3 해수순환수펌프 85.1 터빈 85.0 합성소음레벨 94.3 그림 2. Cadna-A 에 Import 된주변환경요소모델링 *HRSG : 화력발전소에서사용되는배열회수보일러 (Heat Recovery Steam Generator) 는가스터빈에서배출되는고온의연소가스를이용해만든고압, 고온의증기로터빈을구동하는설비이다. 3.2 H화력발전소의음향출력예측 현재가동중인 H화력발전소의방사소음레벨을측정하기위해 2011.4.18. 에그림4. 와같은 P점 5분간 L eqdb(a) 로측정하였으며선박으로 H화력발전소근처로접근한후선박엔진을정지후측정을실시하였다. 그림 3. 시뮬레이션모델링전경 3. 화력발전소의소음특성및음향출력과신뢰성검토 3.1 화력발전소의소음방사특성 화력발전소의경우냉각탑, 변압기, 가스터빈, 증기터빈, 공기흡입기, 압축기, 재열회수보일러, 펌프, 전동기및연돌등의기기들이옥 내외에설치되어내부는물론인접지역에소음공해를유발하고있다. 회력발전소에서발생되고있는소음원은표1. 과같다. 그림4. 측정위치와실험장면 P점위치에서발전소방향으로측정하였으며, 결과값은 표2. 와같다 표2. P점지점에서측정된소음레벨 H 화력발전소의방사되는소음은면음원의방사특성을갖 는다. 따라서 H 화력발전소의제원을 a=60, b=85, r=60 로 계산하면 H 화력발전소의경우 이므로다음식 1. 을이 용한다. log log --------- 식1. 이식1. 을이용하여실측을토대로예측한 H화력발전소에서방 사하는면음원의음향출력은 94.7dB(A) 로나타났다. 이는표1. 의방사소음출력인 94.3dB(A) 와거의일치하여매우신뢰성 - 2 -
있는음향출력 (PWL) 임을알수있다. 따라서 H 화력발전소의방 사소음시뮬레이션시이값을음향출력으로이용하면매우신뢰 성있는예측치를구할수있을것으로판단된다. 4. H 화력발전소증설전 후방사소음영향범위예측 4.1 증설전 H 화력발전소의소음영향범위 3.3 H화력발전소의소음예측시뮬레이션의신뢰성검토현재운영되고있는 H화력발전소는 250MW 2기가작동하고있으므로음향출력 (PWL) 이 94.7dB(A) 인면음원에서발전소음이방사된다고할수있다. 이러한음향출력을소음시뮬레이션프로그램인 Cadna-A에입력하여그림5. 와같은 P번위치에서 H화력발전소의방사소음을예측해보면다음과같다. 그림 5. 시뮬레이션결과를토대로 G 마을근처에서현재 운영되고있는 H 화력발전소의방사소음을예측해보면그 림 6. 과같다. 그림 6. H 화력발전소방사소음이 G 마을에미치는영향 그림5. H화력발전소방사소음이 P번지점에미치는영향 H화력발전소에서바다쪽으로 60m 이격된 P점지점에서실제측정한방사소음레벨은 86.7dB(A) 이며, 현재운영되고있는 H화력발전소를컴퓨터로모델링한후지형조건과소음원의특성을입력한후시뮬레이션을통해구한예측소음레벨은 86 87dB(A) 로나타나시뮬레이션결과와실측치가거의유사하게나타났다. 따라서소음시뮬레이션에사용한화력발전소소음원의특성및지형조건과기타모델링의조건들이상당히정교하게입력되었음을확인할수있었다. 그림6. 에서보면현재운영되고있는 H화력발전소에서방사되는소음이 G마을에서는 60 65dB(A) 로나타나환경정책기본법의환경소음기준과소음진동관리법중공장소음배출허용기준의법적규제기준을모두만족하고있다. 따라서현재운영되고있는 H화력발전소에서발생하는소음은 G마을에거주하는사람에게영향을주지않을것으로판단된다. 4.3 증설후 H화력발전소가 G마을에미치는영향 H화력발전소가그림7. 와같이증설될경우현재운영되고있는 H화력발전소의음향출력 94.7dB(A) 인발전소가 4개더있다고가정할수있다. 따라서그림7. 과같이 94.7dB(A) 의면음원이 4개있다고가정하고모델링하였으며여기서방사된소음에대한영향범위를파악해보았 - 3 -
다. G마을과증설예정인 H화력발전소의부지와는최단거리가 200m이며, H화력발전소발전시설과는 400m 정도이격되어있다. 단, 현재운영중인 H화력발전소는향후폐쇄될예정이므로증설후소음시뮬레이션에서는현재운영중인 H화력발전소의방사소음은제외하고시뮬레이션을실시하였다. 그림 8. 증설후발전소방사소음이 G 마을에미치는영향 그림7. 증설후 H화력발전소의모델링그림7. 과같이모델링된조건을토대로음향출력을입력한후소음시뮬레이션프로그램인 Cadna-A를실행하여 G마을에서소음도를예측해보면그림8. 과같다. 그림8. 을보면증설후 H화력발전소에서방사되는소음이 G마을에서는 70 75dB(A) 로나타나환경정책기본법의환경소음기준과소음진동관리법중공장소음배출허용기준의법적규제기준을주 야간모두초과하고있다. 따라서 H화력발전소를증설하게되면여기서방사되는소음이 G마을에거주하는사람에게많은영향을줄것으로판단되며, 그피해가매우클것으로사료된다. 5. 결론 본연구결과는다음과같다. 1. H화력발전소에서바다쪽으로 60m 이격된 P점지점에서실측한방사소음레벨은 86.7dB(A) 이며, 시뮬레이션에의한예측소음레벨은 86 87dB(A) 이다. 따라서소음시뮬레이션에사용한 H화력발전소소음원의특성및지형조건과기타모델링의조건들이상당히정교하게입력되었으며매우신뢰성있는데이터를확보할수있었다. 2. 현재 250MW 2기로운영되고있는 H화력발전소에서방사되는소음은시뮬레이션결과 G마을에서약 60 65dB(A) 로나타나환경정책기본법의환경소음기준과소음진동관리법중공장소음배출허용기준의법적규제기준을모두만족하고있다. 따라서현재운영되고있는 H화력발전소에서발생하는소음은 G마을에거주하는사람들에게영향을주지않을것으로판단된다. 3. H화력발전소를 1,000MW 2기로증설하게되면 H화력발전소에서방사되는소음은 G마을에서약 70 75dB(A) 로나타나환경정책기본법의환경소음기준과소음진동관리법중공장소음배출허용기준의법적규제기준을주 야간모두초과하고있다. 따라서 H화력발전소를증설하게되면 G마을에거주하는사람에게많은영향을줄것으로판단되며, 그피해가 - 4 -
매우클것으로사료된다. 이러한화력발전소방사소음의시뮬레이션결과매우신뢰성있는예측치를제공하고있고그영향범위를정확히파악할수있으므로향후화력발전소건립및증설시발생할수있는다양한문제점들을쉽게이해하고이에적합한대책을효율적으로수립할수있을것으로사료된다. 참고문헌 1. 김재수 ; 소음진동학, 세진사. 2004.3. 2. 김재수 ; 환경분쟁조정을위한건설소음 진동이론과실무, 도서출판서우, 2003 3. 대한주택공사 ; 주거환경개선을위한소음기준연구, 1985 4. 김연환 (2005). 도심지발전소의기기소음진단현황과소음원규명기술. 열병합발전. sno.47, pp.14 20 5. 조기호 ; " 소음영향평가의문제점과개선방안 한국소음진동공학회제7권제2호, 1997 6. N.Olson ; "Statistical Study of Traffic Noise" National Research Council of Canada, Division of Physical, 1970-5 -