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5MW 철도 발전용 통합 DOC-DPF-SCR 배기 후처리 시스템
생성 날짜 오늘
5MW 철도 발전용 통합 DOC-DPF-SCR 배기 후처리 시스템
프로젝트 개요
고객사 | 기밀 철도 인프라 및 전력 공급 계약업체 |
적용 분야 | 5MW 디젤 발전기 세트 — 철도역 예비 전원 |
제품 | 맞춤 설계 통합 DOC + DPF + SCR 시스템 |
위치 | 기밀 철도 프로젝트 |
시운전 | 2026 |
The Challenge
대규모 철도 인프라 프로젝트는 고속철도 역 복합 시설의 주요 예비 전원으로 5MW 디젤 발전기 세트를 필요로 했습니다. 전체 부하로 작동할 때 발전기는 약 45,000m³/h의 상당한 배기 가스량을 생성하며, 여기에는 고농도의 NOx, 미세먼지(PM), 및 일산화탄소(CO)가 포함됩니다.
이 프로젝트는 세 가지 중요한 제약 조건에 직면했습니다:
· 엄격한 배출 기준 — 지역 환경 당국은 고정식 엔진에 대해 EU Stage V에 상응하는 배출 수준을 충족하도록 요구했으며, NOx 저감 ≥95%, PM 여과 효율 ≥95%, 및 CO 산화 ≥90%를 요구했습니다.
· 공간 제약 — 배기 처리용으로 할당된 장비실은 12m × 6m × 4.5m에 불과하여, 기존 덕트 전환 방식으로는 세 개의 분리된 처리 장치를 설치하는 것이 불가능했습니다.
· 철도 운영 신뢰성 — 신호 및 역 시스템의 예비 전원으로서, 발전기는 15초 이내에 시동되어 최대 부하에 도달해야 합니다. 후처리 시스템은 엔진 응답이나 출력을 저하시킬 수 있는 과도한 배압을 유발해서는 안 됩니다.
당사의 솔루션
당사의 엔지니어링 팀은 단일 컴팩트 유닛으로 패키징된 완전 통합형 스키드 장착 DOC + DPF + SCR 시스템을 설계했습니다. 이 시스템은 5MW 엔진의 특정 배기 프로파일에 맞춰 설계되었으며, 모든 단계에서 전산유체역학(CFD) 최적화가 적용되었습니다.
시스템 아키텍처
엔진 배기 → DOC 모듈 → DPF 모듈 → SCR 모듈(요소 주입 포함) → 스택
세 가지 처리 단계 모두 단일 304 스테인리스 스틸 인클로저에 내장되어 있으며, 이 인클로저는 헤비듀티 탄소강 스키드에 장착되어 중간 덕트가 필요 없고 모듈식 분리 장치 대비 전체 설치 면적을 40% 줄입니다.
주요 엔지니어링 특징
1. DOC(디젤 산화 촉매) 모듈
· Pt-Pd 워시코트가 적용된 고셀 밀도 금속 기판
· CO 및 HC를 CO₂ 및 H₂O로 전환하며 효율은 95% 이상
· 배기 가스 온도를 높여 DPF 재생 및 SCR 라이트오프를 지원
2. DPF(디젤 미립자 필터) 모듈
· 여과 효율 99% 이상의 탄화규소(SiC) 벽류식 필터 소자
· 셧다운 없이 활성 그을음 제거를 위한 12개의 솔레노이드 밸브가 있는 통합 압축 공기 펄스 세척 시스템
· 실시간 그을음 부하 상태를 위한 차압 모니터링
3. SCR(선택적 촉매 환원) 모듈
· 250–450°C 작동 범위에 최적화된 바나듐-티타늄 촉매
· CFD 최적화 혼합 챔버를 갖춘 다지점 요소수 분사 그리드
· 촉매 표면 전체에 균일한 속도 분포를 보장하는 천공 스테인리스 스틸 유량 분배기 — NH₃ 슬립 < 10 ppm
4. 통합 설계 장점
· 단일 스키드 설치 면적: 6.5m × 2.2m × 2.8m
· 플랜지형 입구/출구: DN800, 엔진 배기 배관에 직접 연결
· DPF 및 SCR 구획 모두에 볼트 체결식 접근 도어로 촉매 검사 및 교체 용이
· 옥외/산업 환경에서 내식성을 위한 전체 스테인리스 스틸 접액부
· 플러그 앤 플레이 시운전을 위한 사전 배선된 센서 하네스 및 접속함
기술 사양
파라미터 | 값 |
정격 엔진 출력 | 5,000 kW |
배기가스 유량 | ~45,000 m³/h (전부하 시) |
유입 가스 온도 | 350–480 °C |
시스템 배압 | ≤ 2.5 kPa (전부하, 청정 상태 기준) |
NOx 저감 효율 | ≥ 95% |
PM 여과 효율 | ≥ 95% |
CO 전환 효율 | ≥ 90% |
NH₃ 슬립 | < 10 ppm |
하우징 재질 | SUS304 스테인리스 스틸 |
스키드 재질 | 탄소강 (에폭시 도장) |
전체 치수 (L×W×H) | 6,500 × 2,200 × 2,800 mm |
대략적인 중량 | ~8,500 kg |
프로젝트 수행 일정
단계 | 기간 | 주요 마일스톤 |
엔지니어링 및 설계 | 2주 | CFD 시뮬레이션 보고서 및 GA 도면 승인 |
제조 | 4주 | 자재 조달, 제작, 촉매 충전 |
공장 인수 시험 (FAT) | 1주 | 압력 테스트, 누출 테스트, 기능 테스트 |
운송 및 설치 | 1주 | 현장 위치 선정, 덕트 연결, 배선 |
시운전 | 1주 | 부하 뱅크 테스트, 배기가스 검증, 인도 |
총 리드 타임 | ~9주 |
결과 및 성능
시운전 후, 시스템은 연속 배출가스 모니터링과 함께 72시간 전부하 내구성 테스트를 거쳤습니다. 결과는 프로젝트 계약 요구 사항을 초과 달성했습니다:
· 스택에서 NOx: 180 mg/Nm³ (기준: 400 mg/Nm³) — 55% 여유
· 스택에서 PM: 검출 한계 미만 (< 5 mg/Nm³)
· 스택에서 CO: 120 mg/Nm³ (기준: 500 mg/Nm³)
· 전부하 시 배압: 2.1 kPa — 엔진 제조사의 3.0 kPa 한계를 크게 하회
· 발전기 기동부터 전부하 도달 시간: 12초 — 후처리 시스템의 영향 없음
· DPF 재생 주기: 일반 부하 프로파일에서 500 운전 시간 초과
"통합 설계 덕분에 장비실의 중요한 바닥 공간을 절약할 수 있었고, 플러그 앤 플레이 스키드 덕분에 현장 설치 시간이 거의 절반으로 줄었습니다. 배출가스 테스트는 첫 시도에 통과했습니다." — 고객 프로젝트 매니저
중요한 이유
이 프로젝트는 까다로운 인프라 응용 분야를 위한 맞춤 설계된 고용량 배기 후처리 솔루션을 제공할 수 있는 당사의 역량을 보여줍니다. DOC, DPF 및 SCR을 단일 스키드 장착형 유닛에 통합함으로써 다음을 달성했습니다:
· 별도 모듈식 시스템 대비 공간 40% 절약
· 사전 조립 및 사전 테스트된 납품을 통한 낮은 설치 비용
· 가장 엄격한 고정식 엔진 기준을 충족하는 검증된 배기가스 성능
· 실제 철도 예비 전원 조건에서 검증된 운영 신뢰성
배기 처리 프로젝트에 대해 논의할 준비가 되셨습니까? 엔진 사양 및 배기가스 요구 사항에 맞춘 맞춤형 솔루션을 위해 당사 엔지니어링 팀에 문의하십시오.
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