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[기획] 中 NOx 배출기준 올해부터 세계 최고수준인 15ppm 적용
정두현 기자  |  jdh20841@gasnews.com
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[1282호] 승인 2017.01.05  23:17:00
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|  저Nox버너, 중국시장을 잡아라 

中 NOx 배출기준 올해부터 세계 최고수준인 15ppm 적용

보일러 대기오염물배출표준 개정 40ppm에서 강화
저녹스버너 신규수요 늘어 최대 수출 공략지로 급부상 
현지 진입장벽 높아 버너업계 고효율제품 개발 박차

[가스신문=정두현 기자] 최근 중국정부는 대기오염물배출표준 개정 등을 통해 대기환경 오염의 핵심 요인으로 지목되는 질소산화물 및 탄소산화물 저감에 대한 강력한 의지를 표명하고 있다. 관련법이 개정, 오염물질 배출기준이 대폭 강화됨에 따라 중국 현지업체들에게서는 자체적으로 수급이 불가능한 고효율 저녹스버너에 대한 수입이 대대적으로 이뤄질 것으로 기대된다. 이에 중국 저녹스(NOx)버너 시장이 국내 버너제조업계의 새로운 수출 공략 대상으로 급부상 중이다. 새로운 먹거리 창출을 위해 제품개발 투자에 주력하고 있는 국내 버너업체들의 기술동향을 살펴본다.

 

현재 한국, 미국, 유럽, 일본 등 글로벌 NOx배출량 규제는 대체로 40ppm 이하를 적용하고 있다. 특히, 중국의 경우 올해부터 세계 최고 수준의 NOx배출규제를 도입하면서 대기질 개선 등 친환경 부문에서 두각을 나타내고 있다.

중국은 매년 천연가스 소비량이 2000억m³을 초과하고, 연간 산업용 가스보일러 및 저녹스버너 설치 수량이 50만대를 초과하는 대형 시장이다. 연간 산업용보일러 신규 설치수량이 5만대 안팎인 내수시장의 무려 10배에 달하는 수준이다.

최근 미국 캘리포니아대학에서 발표된 질소산화물(NOx)과 미세먼지 간 상호관계에 관한 연구 결과에 따르면 질소산화물 농도에 비례해 미세먼지(PM 2.5 이상) 형성에 미치는 영향이 무려 50%에 육박한다.

중국 정부는 특히 이 연구보고서에서 질소산화물 1톤 감축은 곧 미세먼지 0.13%를 감소시키는 효과가 있다는 대목에서 질소산화물 저감이 대기질 개선에 매우 중요한 요소임을 인지한 상황이다.

   
 

이에 중국은 북경시를 중심으로 내년부터 보일러 등에 적용되는 친환경설비의 질소산화물 배출기준 강화에 나섰다. 지난해 7월 1일 개정된 중국의 ‘보일러 대기오염물배출표준(DB 11/139-2015)’에 따르면 2017년 3월 31일까지 설치되는 보일러는 NOx 배출량 80mg/m³(40ppm) 이하, 2017년 4월 1일부터 신규 설치물량에 대해서는 NOx 배출량 30mg/m³(15ppm) 이하로 제한하고 있다.

즉, 중국은 내년 4월부터 세계에서 환경오염물질 배출에 대해 가장 엄격한 잣대를 적용했던 미국의 저녹스버너 인증기준(NOx 배출량 20ppm 이하, 캘리포니아 州는 9ppm 이하)보다 높은 수위의 기준을 도입한 것이다.

현재 북경에 설치된 산업용보일러의 절반 이상은 NOx 배출농도가 150mg/m³(75ppm)을 초과하고 평균 NOx배출 농도는 138mg/m³(67ppm)인 것으로 파악됐다. 결국 기존 설치물량의 90% 이상이 저녹스버너 교체 대상인 셈이다.

따라서 신규 NOx 배출기준 도입이 예고됐던 지난해부터 중국 북경을 시작으로 15ppm 이하의 초고효율 버너에 대한 수요 붐(boom)이 일고 있다. 현재 업계가 관측하는 신규‧교체 규모는 연간 30~40만대 또는 그 이상이다.

그러나 현지 버너제조업체는 물론, 미국·독일·이탈리아 등 연소기술 분야 강국에서도 올해부터 강화된 15ppm에 부합한 초고효율 제품 보급에 선제적으로 나선 업체가 극소수인 실정이다. 국내외 버너 제조업계 입장에선 중국 버너시장이 대규모 신규시장인 동시에 높은 기술적 진입장벽을 넘어야 하는 등용문이기도 하다.

실제로 일부 해외의 버너제조사들은 보일러 배기가스 연도에 별도의 관을 버너 송풍기에 연결해 배기가스 외부 재순환기술을 기존 버너에 접목시킨 고효율화 기술을 선보이며 시장 진입을 시도하고 있지만, 동절기 평균기온이 낮은 중국 북경의 경우 응축수 발생에 따른 보일러 운전부하 유지 문제가 뒤따라 기술적 난항을 겪고 있는 것으로 알려졌다.

이러한 가운데 국내 한국미우라공업, 청우지엔티, 흥국공업, 수국, 발트코리아, 대열보일러, 한국코로나, 부-스타, 범양써머텍 등 9개사로 대표되는 국내 버너제조업계는 중국을 겨냥한 고효율 저녹스버너 제품 개발에 전력투구, 중국에 과감히 도전장을 내밀고 있어 향후 우리나라 버너기술이 중국시장을 주도할 수 있을지 여부에 귀추가 주목된다. 특히, 수국과 흥국공업의 현지시장 진출이 두드러지는 상황이다.

버너 제조업계 관계자는 “중국 북경을 중심으로 저녹스버너 수출시장 정세가 크게 바뀌고 있다”며 “거대 신규시장이 생겼지만 한편으로는 미국에 버금가는 기술 진입장벽으로 국내외 업체 간 치열한 제품개발 경쟁이 예상된다”고 설명했다.

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 수국   “SULX버너로 중국 제패 자신 있다” 

   
▲ 중국 수출용으로 개발·제작되고 있는 수국의 SULX 저녹스버너

수국(공동대표 하태호‧박재언)은 환경공단이 인정한 저NOx버너 모델 수는 54개로 국내 최다 모델을 보유하며 국내 연소산업의 기술개발을 선도하는 가스버너 전문 제조업체다.

수국의 저NOx버너는 고속화염에 의한 내부 재순환 기능으로 Thermal NOx 저감기능과 급속혼합에 의한 Prompt NOx 저감기능이 복합적으로 작용하도록 설계해 저NOx성능뿐만 아니라 화염 콤팩트화 및 고효율화를 동시에 달성했다.

수국의 SULX버너(모델명: SULX-90GN)는 환경부가 설정한 저NOx버너(LNG)의 질소산화물 배출기준인 40ppm의 절반인 20ppm을 달성했고 일산화탄소 배출량도 120ppm기준의 1/6인 20ppm 수준이다. 이는 미국 등 선진국의 주요 저NOx버너 모델과 비교해도 뛰어난 성능을 자랑한다.

배기가스를 연소실에서 유인해 버너 내부에서 연소용 공기와 혼합하는 기술을 적용해 배기가스순환용 송풍기의 추가설치가 필요 없고 예혼합연소에 의한 진동이 없으며 기존 송풍기를 그대로 사용할 수 있다는 장점이 있다.

송풍기 일체형인 P-TYPE 저녹스버너는 강제혼합식 저NOx버너로 설치 및 보수작업이 간단하고 자체 부착된 송풍기에 의해 공급되는 가압공기와 연료가스가 연소헤드에서 혼합과 동시에 연소되는 노즐 믹스타입이므로 역화의 위험이 전혀 없다.

송풍기 분리형인 S-TYPE, F-TYPE 저NOx버너는 효율을 극대화시킴과 동시에 질소산화물과 같은 유해성 연소생성물 발생을 억제시킨다. 화염이 매우 짧으며 부하조절 폭이 커서 부하변동이 큰 현장에 적합하고 구조가 간단해 시운전 및 관리가 편리하다.

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 흥국공업   해외 선진기술 적용된 LB버너로 中 진입 시도

   
▲ 흥국공업의 주력 제품인 LB가스버너

흥국공업(대표 서원석)은 1967년 창립 이래 일본 선레이(Sunray)사와 기술제휴로 선진 버너기술을 도입, 산업용 가스버너, 혼소버너, 흡수식냉온수기용 중소형버너에 이르는 다양한 제품을 보급하며 국내 굴지의 버너 제조사로 자리 잡았다.

저공해 연소기기 개발의 필요성이 강조되는 최근 이 회사는 이러한 시대적 요구에 부응하기 위해 중국시장 진출을 염두에 두고 세계적 명성을 지닌 영국의 하머시(Hamworthy)사와 기술협력을 체결했다. 이를 통해 산업용 고효율‧저녹스 가스버너 개발과 더불어 현재 중국 버너시장 진출까지 염두에 두고 있다.

이 회사의 주력제품인 ‘LB 저녹스버너’는 한국환경공단이 인정한 저녹스 가스버너로, △박막화염방식 △분할화염방식 등 두 가지 타입으로 이뤄진 복합구조를 채택하고 있다.

특히, 이 가스버너는 돌출된 버너부와 진공상태의 노즐 중심부로 배기가스가 순환되는 자가재순환 시스템이 적용됐다. 재순환된 연소가스의 경우 산소농도를 내림으로써 연소 초기의 높은 온도를 낮추는 방식이다.

연소 조절도 매우 편리하다. 화염조정 기능이 있어 공기와 가스를 별도로 조정해 완벽한 공연비 제어가 가능한 점도 특징이다. 또한, 저녹스버너의 일반적 특징이라 할 수 있는 긴 화염을 단염(短炎)화, 국부 가열의 우려가 없다.

LB버너 전 모델은 LNG, LPG, 도시가스 겸용으로 45만Kcal~250만Kcal까지 다양한 용량으로 라인업이 구성됐다. 버너 제어방식은 High/Low 또는 비례제어로 구동된다.

이 밖에 1·2차 공기의 완벽 혼합으로 저산소 운전에 의한 연소가 가능한 고효율 제품이다.

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