[가스신문 = 양인범 기자] 전 세계에서는 탄소중립 목표 달성을 위해 노력하지만, 전력 수요는 꾸준히 증가하고 있고 재생에너지의 간헐성을 보완할 기술로 가스발전이 현실적인 솔루션으로 꼽힌다. 이렇게 가스발전이 에너지 전환에서 중요한 역할을 담당하는 가운데 HRSG의 글로벌 수요도 증가하고 있다.

GE가스파워는 천연가스 발전 기술, 서비스 및 솔루션 분야의 세계적인 리더이다. GE는 전 세계에 가장 많은 가스터빈을 설치해 6억7천만 시간이 넘는 운영시간 기록을 보유하고 있으며, 가스발전소의 건설·운영 및 유지를 위해 경험과 기술을 제공한다.

배열회수보일러(HRSG, Heat Recovery Steam Generator)는 복합발전의 3대 장비(가스터빈, 스팀터빈, HRSG) 중 하나이다. 가스터빈에서 배출하는 고온의 열에너지를 이용해 증기를 만들어내고 스팀터빈으로 공급하는 복합발전의 중요한 설비로 발전소의 효율성을 높이는데 핵심 역할을 담당하며, 발전소의 출력을 최대 33%까지 더 높일 수 있다.

HRSG의 종류는 튜브의 배치에 따라 수직 타입과 수평 타입으로 나눌 수 있다. 여기서 수직과 수평은 배기가스의 흐름방향을 의미한다. 국내는 수평 타입이 대부분이다. 또 HRSG는 가스터빈, 스팀터빈에 비해 규모와 사이즈가 크기에 현장에서 조립해야 하는 부분이 많다. 공장에서 얼마나 조립하느냐에 따라 Harp 타입 HRSG, 모듈타입, C타입, O타입 등 약 4개의 HRSG로 구분한다.

GE는 HRSG 분야에서는 100년이 넘는 경험을 갖고 있으며, 세계 선두 HRSG OEM으로 전 세계에 1,290기 넘게 설치한 실적을 보유한다.

GE의 창원공장은 베트남 공장과 더불어 HRSG를 생산한다. 특히 창원공장은 HRSG의 연구개발, 설계 및 생산 등 종합역량을 보유하고 있는 GE가스파워의 핵심 사업장 중 하나로 2017년 준공했다. 창원공장은 전체 면적 4만㎡의 제조시설로 300여명의 직원이 근무하고, 대용량 H-클래스 가스터빈 기준 연간 13대의 HRSG를 생산하고 있다.

이 공장은 HRSG 전문 생산라인을 갖추고 한국을 비롯해 아시아, 중동, 유럽, 미주 등 전 세계 EPC와 발전사 고객에게 첨단 HRSG 제품을 공급한다. 또 국내 중소기업들과 협력해 창원 공장에서 생산한 HRSG를 국내와 해외 복합발전소에 공급하며, 매년 총 생산량의 80% 이상을 수출하고 있다.

GE창원의 HRSG는 산업통상자원부로부터 세계적인 기술력과 국가수출증대에 기여한 공로를 인정받아 ‘세계일류상품’으로 선정된 바 있고, 국내 여러 중소기업과 구매 및 생산 부분에서 협력함으로써 국내 산업 발전에과 글로벌 에너지 산업에도 기여하고 있다. 2021년 말에는 산업부와 대한무역투자진흥공사(KOTRA)로부터 명예패를 수여받기도 했다.

창원공장은 최근 일본 시장을 목표로 맞춤형 솔루션으로 세계에서 가장 큰 HRSG슈퍼모듈을 건설했다. 일본 고이(GOI)발전소에 3개의 초대형 조각으로 구성된 HRSG를 공급한 것이다. 각 1개의 슈퍼모듈 HRSG는 약 2500메타톤의 무게와 43~46미터 높이에 달한다. 보통 HRSG는 각각의 모듈, 부품(조립물) 등을 고객사 현장으로 운반해 조립하는데, 이번 슈퍼모듈은 창원 공장에서 3개의 거대한 조각으로 조립한 것이다. 창원공장에서 제작한 HRSG 슈퍼모듈은 견고한 내진설계를 갖추고 있고, 고객(발전사)에게 낮은 비용으로 설치가 가능한 이점이 있다.

HRSG 자체 설계역량과 프로젝트 능력 갖춰

GE창원공장은 세계 최고 수준의 HRSG 기술 개발 및 설계능력을 보유하고 있으며, 설계부터 생산 및 사후관리까지 전체 공정을 수행할 수 있는 인력과 시스템을 보유하고 있다.

핀(Fin)튜브를 1만개 이상 연결해서 발전시스템을 구축하는 전과정이 수작업으로 진행된다. 핀 튜브는 복합화력발전소에서 발생하는 열에너지를 전달하는 물과 증기가 흐르는 통로인데, 가스터빈에서 연소 후 배출되는 배기가스 열을 보일러에 통과시켜 다시 증기를 생산하는 과정에서 사용된다. 핀튜브는 일렬로 헤더와 연결돼 하프(Harp)를 구성하고, 다수의 하프가 쌓여 HRSG시스템이 만들어진다.

동일 플랜트 내에서도 핀 튜브의 위치에 따라 상이한 재질이 사용되는데, 가스터빈 연소가스 배출부와 가까운 고열 영역은 내열성 소재가 적용되고, 거리가 떨어진 영역에는 다른 소재가 사용된다. 핀 튜브는 헤더와 연결되는데, 접속 부위를 용접하기 위해서는 특성별로 내열온도에 대한 이해와 고도의 기술이 필요하다. GE창원공장은 GEPSK라는 이름으로 용접공정을 수행하며 결함이 없는 제품을 만들고 있다.

창원공장은 글로벌 선도기업에 걸맞는 생산능력을 보유하기 위해 Lean(프로세스의 가시화를 통해 낭비요소를 제거하는 방법)개선활동을 통한 생산 자동화 및 일관공정 구현을 위해 끊임없이 개선을 하고 있다.

특히 안전 시스템은 전사적으로 가장 높은 우선순위에 두고 있다. ISO 14001 인증을 취득하고 이보다 더 엄격한 GE내의 자체 안전규정을 적용하며, 글로벌 기준에 맞는 첨단 안전관리 기법을 GE 본사로부터 직접 지원받아 적용한다.

창원공장은 오랜 기간 축적한 국내 HRSG 엔지니어링 자체 설계역량과 프로젝트 수행 경험, GE의 기술 및 네트워크 역량을 결합해 국내외 고객의 도전 과제 해결을 지원하는데 노력하고 있다.

GE의 HRSG 사업은 한국, 미국, 인도에 지역센터를 중심으로 연구개발, 고객 제안 지원, 프로젝트 관리 등의 업무를 수행하고 HRSG모듈, 배관 등 압력부 제작은 창원 공장과 베트남의 중꿧(Dung Quat)공장에서 수행한다.

발전소 설치 이후에는 유지보수를 위해 각 발전소의 담당자에 대해 유지보수 교육과 정보 소통으로 발전소가 안정적으로 운영될 수 있도록 돕고 있다. GE는 국내 발전소의 기술 지원을 위해 기자재를 납품한 발전소마다 전담 서비스 담당자를 배정해서, 발전소 전체 수명 기간 동안 현장에서 발생하는 크고 작은 이슈에 대해 신속하게 서비스를 제공한다.

GE창원공장은 각 발전소 운전에 필요한 분야에 대해 국내 혹은 해외에서 고객의 담당자를 대상으로 사용자 GE의 교육 프로그램을 통해 교육을 진행하고 있다. 현장에서도 테크어드바이저를 통해 고객에게 도움이 되도록 지원한다. 국내에 이미 약 100기의 GE HRSG를 납품했으며, 고객 불만을 최소화하기 위해 장기정비계약(LTSA)과 같은 서비스를 활용해 발전소의 신뢰성 향상 및 고객 만족도를 높이는데 노력하고 있다.

창원공장은 한국 포함 아시아, 중동, 유럽, 미주 등 전세계 EPC와 발전사 고객에게 HRSG를 공급하는데, 연간 생산량의 80% 이상을 수출한다. 현재는 시장의 수요에 대응해서 제작 캐파(Capacity)를 유동적으로 운영하고 있으며, 제작 라인 효율 향상을 위한 개선활동과 투자를 진행하고 있다. 또 GE의 수소연소 터빈 개발에 발맞춰 HRSG도 수소 연소에 적용할 수 있는 설계 개발에 함께 참여하고 있다.

GE 창원공장은 GE의 핵심 사업인 에너지, 발전 분야에서 한국의 제조 및 엔지니어링 역량을 보여주고 있다. 특히 고도의 품질과 서비스를 요구하는 하이엔드 제품 고객의 요구사항을 적시에 정확히 이해하고 신속 대응하는 프로세스를 구축하고, 경쟁력을 지속적으로 높여 우수한 HRSG기술을 전 세계 고객에게 공급하는데 주력한다.

GE창원공장의 문지현 대표는 “저희는 HRSG 최신 기술을 통해 탄소절감에 적극적으로 기여함과 동시에 창원시의 기업의 일원으로서, 한국과 창원의 산업 및 사회 발전에도 기여하는 지역 친화기업이 될 수 있도록 노력할 것이다”고 말했다.