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화력발전소 증설에 따른 발전소음의 영향범위 예측Prediction on the Influence Area of Generating Noise by

Expansion of Thermoelectric Power Plant

윤영은* 김희수* 김재수†

Yun Young-Eun, Kim Hee-Su, Kim, Jae-Soo

*원광대학교 건축공학과

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Abstract

최근 산업의 발달로 전력수요가 급증함에 따라 안정적인 전력공급을 위해 도심지에 화력발전소가 건립되

고 있다. 이러한 화력발전소는 건립 초기단계에서부터 환경오염시설로 간주되어 인근 주민들로부터 거센

민원에 부딪히고 있으며, 건립 후에도 24시간 운영되는 화력발전소의 특성상 인근주민들에게 끊임없이 민

원이 제기 되고 있다. 따라서 설계단계에서부터 환경오염에 대한 환경영향평가가 필수적인 요소이며 이중

발전시에 발생하는 방사소음은 그 영향범위가 광범위하여 환경오염분쟁 중 가장 높은 발생사례를 갖고 있

으므로 세밀한 검토와 예측이 반드시 필요하다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 화력발전소 증설에 따른

소음의 영향범위를 파악하기 위해 현재 운영 중인 발전소의 소음을 측정한 후 시뮬레이션을 통해 증축될

화력발전소의 소음에 대한 영향범위를 파악하고자 하였다. 이러한 자료는 향후 화력발전소 건립에 대하여

민원이 발생 시 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

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키워드 : 시뮬레이션, 화력발전소, 소음

Keywords : Simulation, Steam Power Plant, Noise

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1. 서 론

H화력발전소는 1967년 건립되어 1973년 중유발전으로

최초운전을 개시하였으며 정부의 연료수급 다변화 정책에

따라 1985년 석탄화력으로 연료전환 공사를 마친 후 지

금까지 Y시국가산업단지와 인근 지역에 안정적으로 전력

공급을 하고 있다. 현재까지는 250MW×2기로 운영하고

있으나 2020년경에 폐쇄될 예정이므로 2025년까지

1,000MW×2기를 증설하여 운영할려고 계획중이다. 그러

나 증설 후 H화력발전소의 발전시설에서 방사되는 소음레

벨이 너무 높아 발전소 부지경계선에 인접한 지역에 많은

영향을 줄것으로 예상된다. 특히 발전소와 근접해 있는 G

마을의 경우 이에 대한 직접적인 피해 대상지역에 속해

있으므로 소음 시뮬레이션을 실시하여 현 상태를 진단해

보고 증설 후 발전소의 방사소음이 G마을에 어느정도 영

향을 주는지를 파악해 보았다. 이러한 결과는 향후 화력

발전소 건립 및 증설시 발전설비의 방사소음이 주변지역

에 미치는 영향범위를 쉽게 파악할 수 있어 설계단계에서

부터 적절한 대책 수립을 하는데 많은 도움을 줄것으로

Corresponding author

E-mail: soundpro@wku.ac.kr

Tel: 063-850-6712 , Fax: 063-843-0782

판단된다.

2. H화력발전소의 현황과 시뮬레이션 모델링

2.1 H화력발전소의 현황

1967년 490,000㎡의 규모로 건립된 H화력발전소와 G마

을에 대한 위성사진 개요 및 지형도는 그림1.과 같다.

그림1. 호남화력발전소의 현황

2.2 H화력발전소 시뮬레이션 모델링

시뮬레이션에 사용된 Cadna-A(Computer Aided Noise

Abatement)는 환경 소음의 계산, 평가와 예측 그리고 프리

젠테이션을 가능케 하는 소프트웨어로 도시 전체 또는 공장

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지역에 관련된 각종 소음에 대한 시뮬레이션을 가능하게 해

주는 프로그램이다. 본 보고서에서는 Google Earth에서

Import한 G마을의 지형도를 토대로 호남화력발전소와 G마

을 주변의 환경요소를 완벽하게 구성하였다. 이를 그림2.와

같이 Cadna-A프로그램에 Import한 후 ISO 9613의 기준에

따라 시뮬레이션을 실시하였다. 시뮬레이션을 수행하기 위해

최종 모델링은 그림3.과 같다.

그림2. Cadna-A에 Import된 주변 환경요소 모델링

그림3. 시뮬레이션 모델링 전경

3. 화력발전소의 소음특성 및 음향출력과 신뢰성 검토

3.1 화력발전소의 소음 방사특성

화력발전소의 경우 냉각탑, 변압기, 가스터빈, 증기터빈,

공기흡입기, 압축기, 재열회수 보일러, 펌프, 전동기 및 연

돌등의 기기들이 옥·내외에 설치되어 내부는 물론 인접

지역에 소음공해를 유발하고 있다. 회력발전소에서 발생

되고 있는 소음원은 표1.과 같다.

표1. 화력발전소의 주요 기기의 소음레벨

소음원 1m 지점에서 소음레벨(dB(A))

변압기 85.0

압축기 공기흡입구 85.5

HRSG 입구측 77.5

HRSG 중앙부 72.9

HRSG 토출부 68.2

연돌 85.4

터빈건물 배출팬 88.0

원수 이송펌프 85.3

해수 순환수펌프 85.1

터빈 85.0

합성소음레벨 94.3

*HRSG : 화력발전소에서 사용되는 배열회수보일러(Heat Recovery

Steam Generator)는 가스터빈에서 배출되는 고온의 연소가스를 이용

해 만든 고압, 고온의 증기로 터빈을 구동하는 설비이다.

3.2 H화력발전소의 음향출력 예측

현재 가동중인 H화력발전소의 방사소음레벨을 측정하기 위

해 2011.4.18.에 그림4. 와 같은 Ⓟ점 5분간 LeqdB(A)로

측정하였으며 선박으로 H화력발전소 근처로 접근한 후 선박

엔진을 정지 후 측정을 실시하였다.

그림4. 측정 위치와 실험장면

Ⓟ점 위치에서 발전소 방향으로 측정하였으며, 결과 값은

표2.와 같다

표2. Ⓟ점지점에서 측정된 소음레벨

측정위치 측정시간 소음레벨

H화력발전소 부둣가 Ⓟ점 위치에서 발

전소 방향으로 측정하였으며 발전소에

서 약 60m 위치에서 측정함.

9:40∼9:45 86.7

9:45∼9:50 86.4

H화력발전소의 방사되는 소음은 면음원의 방사특성을 갖

는다. 따라서 H화력발전소의 제원을 a=60, b=85, r=60로

계산하면 H화력발전소의 경우

이므로 다음 식1.을 이

용한다.

log

log

---------식1.

이 식1.을 이용하여 실측을 토대로 예측한 H화력발전소에서 방

사하는 면음원의 음향출력은 94.7dB(A)로 나타났다. 이는 표1.

의 방사소음 출력인 94.3dB(A)와 거의 일치하여 매우 신뢰성

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있는 음향출력(PWL)임을 알 수 있다. 따라서 H화력발전소의 방

사소음 시뮬레이션시 이 값을 음향출력으로 이용하면 매우 신뢰

성 있는 예측치를 구할 수 있을 것으로 판단된다.

3.3 H화력발전소의 소음 예측 시뮬레이션의 신뢰성 검토

현재 운영되고 있는 H화력발전소는 250MW×2기가 작동

하고 있으므로 음향출력(PWL)이 94.7dB(A)인 면음원에서

발전소음이 방사된다고 할 수 있다. 이러한 음향출력을 소

음시뮬레이션 프로그램인 Cadna-A에 입력하여 그림5.와

같은 Ⓟ번 위치에서 H화력발전소의 방사소음을 예측해 보

면 다음과 같다.

그림5. H화력발전소 방사소음이 Ⓟ번 지점에 미치는 영향

H화력발전소에서 바다쪽으로 60m 이격된 Ⓟ점 지점에서

실제 측정한 방사소음레벨은 86.7dB(A)이며, 현재 운영되

고 있는 H화력발전소를 컴퓨터로 모델링한 후 지형조건과

소음원의 특성을 입력한 후 시뮬레이션을 통해 구한 예측

소음레벨은 86∼87dB(A)로 나타나 시뮬레이션 결과와 실

측치가 거의 유사하게 나타났다. 따라서 소음시뮬레이션에

사용한 화력발전소 소음원의 특성 및 지형조건과 기타 모

델링의 조건들이 상당히 정교하게 입력되었음을 확인할 수

있었다.

4. H화력발전소 증설 전·후 방사소음 영향범위 예측

4.1 증설 전 H화력발전소의 소음영향 범위

그림5. 시뮬레이션 결과를 토대로 G마을 근처에서 현재

운영되고 있는 H화력발전소의 방사소음을 예측해 보면 그

림6.과 같다.

그림6. H화력발전소 방사소음이 G마을에 미치는 영향

그림6.에서 보면 현재 운영되고 있는 H화력발전소에서

방사되는 소음이 G마을에서는 60∼65dB(A)로 나타나 환

경정책기본법의 환경소음기준과 소음진동관리법중 공장소

음 배출허용기준의 법적규제기준을 모두 만족하고 있다.

따라서 현재 운영되고 있는 H화력발전소에서 발생하는 소

음은 G마을에 거주하는 사람에게 영향을 주지 않을 것으

로 판단된다.

4.3 증설 후 H화력발전소가 G마을에 미치는 영향

H화력발전소가 그림7.와 같이 증설될 경우 현재 운영되

고 있는 H화력발전소의 음향출력 94.7dB(A)인 발전소가

4개 더 있다고 가정할 수 있다. 따라서 그림7.과 같이

94.7dB(A)의 면음원이 4개 있다고 가정하고 모델링 하였

으며 여기서 방사된 소음에 대한 영향범위를 파악해 보았

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그림8. 증설 후 발전소 방사소음이 G마을에 미치는 영향

다. G마을과 증설 예정인 H화력발전소의 부지와는 최단

거리가 200m이며, H화력발전소 발전시설과는 400m 정

도 이격되어 있다. 단, 현재 운영중인 H화력발전소는 향

후 폐쇄될 예정이므로 증설 후 소음 시뮬레이션에서는 현

재 운영중인 H화력발전소의 방사소음은 제외하고 시뮬레

이션을 실시하였다.

그림7. 증설 후 H화력발전소의 모델링

그림7.과 같이 모델링된 조건을 토대로 음향출력을 입력

한 후 소음시뮬레이션 프로그램인 Cadna-A를 실행하여

G마을에서 소음도를 예측해 보면 그림8.과 같다.

그림8.을 보면 증설 후 H화력발전소에서 방사되는 소음이

G마을에서는 70∼75dB(A)로 나타나 환경정책기본법의 환

경소음기준과 소음진동관리법중 공장소음 배출허용기준의

법적규제기준을 주·야간 모두 초과하고 있다. 따라서 H화력

발전소를 증설하게 되면 여기서 방사되는 소음이 G마을에

거주하는 사람에게 많은 영향을 줄것으로 판단되며, 그 피해

가 매우 클것으로 사료된다.

5. 결론

본 연구 결과는 다음과 같다.

1. H화력발전소에서 바다쪽으로 60m 이격된 Ⓟ점 지점

에서 실측한 방사소음레벨은 86.7dB(A)이며, 시뮬레이션에

의한 예측 소음레벨은 86∼87dB(A)이다. 따라서 소음시뮬

레이션에 사용한 H화력발전소 소음원의 특성 및 지형조건

과 기타 모델링의 조건들이 상당히 정교하게 입력되었으며

매우 신뢰성 있는 데이터를 확보할 수 있었다.

2. 현재 250MW×2기로 운영되고 있는 H화력발전소에서

방사되는 소음은 시뮬레이션 결과 G마을에서 약 60∼

65dB(A)로 나타나 환경정책기본법의 환경소음기준과 소음

진동관리법중 공장소음 배출허용기준의 법적규제기준을 모

두 만족하고 있다. 따라서 현재 운영되고 있는 H화력발전

소에서 발생하는 소음은 G마을에 거주하는 사람들에게 영

향을 주지 않을 것으로 판단된다.

3. H화력발전소를 1,000MW×2기로 증설하게 되면

H화력발전소에서 방사되는 소음은 G마을에서 약 70

∼75dB(A)로 나타나 환경정책기본법의 환경소음기

준과 소음진동관리법중 공장소음 배출허용기준의 법

적규제기준을 주·야간 모두 초과하고 있다. 따라서

H화력발전소를 증설하게 되면 G마을에 거주하는 사

람에게 많은 영향을 줄 것으로 판단되며, 그 피해가

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매우 클 것으로 사료된다.

이러한 화력발전소 방사소음의 시뮬레이션 결과 매우 신

뢰성 있는 예측치를 제공하고 있고 그 영향범위를 정확히

파악할 수 있으므로 향후 화력발전소 건립 및 증설시 발생

할 수 있는 다양한 문제점들을 쉽게 이해하고 이에 적합한

대책을 효율적으로 수립할 수 있을 것으로 사료된다.

참고문헌

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2. 김재수 ; “환경분쟁조정을 위한 건설소음·진동 이론과

실무”, 도서출판 서우, 2003

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4. 김연환(2005). 도심지 발전소의 기기소음 진단현황과 소

음원 규명기술. 열병합발전. sno.47, pp.14∼20

5. 조기호 ; "소음영향평가의 문제점과 개선방안“ 한국소음

진동공학회 제7권 제2호, 1997

6. N.Olson ; "Statistical Study of Traffic Noise"

National Research Council of Canada, Division of

Physical, 1970