® 자료제공: 효성EBARA주식회사

< 목 차 >

제1장 펌프의 기초지식과 응용

8. 펌프의 성에너지

8.4 성에너지형 패키지 양수 가압 시스템

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1989년 설립된 효성에바라(주)는 농업관개용, 도시 상․하수도용, 대형 플랜트의 공업용, 제지․화학플랜트 및 발전소용에 이르기까지 용도에 따라 다양한 펌프를 생산, 공급함으로써 국내 최고의 시장 점유율을 차지하였던 효성중공업(주)(현, (주)효성)과 세계 펌프시장에서의 시장점유율 1위를 지키고 있는 일본의 (株)荏原(EBARA)製作所 그리고 원자력․화력․발전소용 특수펌프 제조 전문업체인 미국의 BW/IP International(현, Flowserve Corporation) 3개사가 펌프사업 부문에서 최고의 경쟁력을 갖추기 위해, 자본 합작과 기술제휴를 통해 설립된 회사이다.

이러한 우수한 기술력의 효성에바라(주)로부터 자료를 제공받아 펌프란 무엇인가? 펌프의 기초부터 펌프의 원리, 펌프의 기술, 펌프의 응용분야까지 펌프의 `A to Z`를 상세하게 소개하여 펌프를 공부하는 학생이나 이 업계의 종사자, 이 업계에 입문하려는 이들에게 펌프에 대한 이해를 높이고자 한다.

<편집자 주>

나) 효성 Duplex Type인 경우

효성 Duplex Type으로 하는 경우(유량 배분율 33%-67%), 에너지 절감을 위해서 N0-Flow Shutoff 장치가 되어 있는 경우, 소유량의 범위에서는 33%인 Lead 펌프가 운전되고, 사용 유량이 33%-67%인 경우에는 67%인 Main 펌프가 운전되며, 사용 유량이 67% 이상인 경우에는 두대의 펌프가 동시에 운전되도록 성에너지 효과를 높였다.

즉, <그림 61>에 나타나 있는 바와 같이 사용 동력은 150HP-Hr/Day(그림에서 사각형 내부의 면적)가 되고, 평균 모터 부하를 80%로 하는 경우의 1년 동안의 소요 동력은 32,675KW-Hr/Year(=150×0.8×0.746×365)가 되어 전형적인 Duplex Type에 비하여 25%의 에너지 절감 효과를 얻는다.

b) TRIPLEX TYPE

가) 전형적인 Triplex Type인 경우

전형적인 Triplex Type으로 하는 경우(유량 배분율 33%-33%-33%), 아주 작은 유량에 대해서도 33% 용량의 펌프가 운전되어야 하며, 사용 유량이 33% 이상이 되면 두대의 펌프가 운전되고, 66% 이상의 경우에는 3대의 펌프가 운전되어야 하므로 <그림 62>에 나타나 있는 바와 같이 사용 동력은 327.5HP-Hr/Day(그림에서 사각형 내부의 면적)가 되고, 평균 모터 부하를 80%로 하는 경우의 1년 동안의 소요 동력은 71,340KW-Hr/Year(=327.5×0.8×0.746×365)가 된다.

나) 효성 Triplex Type인 경우

효성 Triplex Type으로 하는 경우(유량 배분율 20%-40%-40%), 에너지 절감을 위해서 N0-Flow Shutoff 장치가 되어 있는 경우, 소유량의 범위에서는 20%인 Lead 펌프가 운전되고, 각각의 사용 유량에 따라 3대의 펌프가 소비 동력이 작아지도록 조합하여 운전되도록 하여 성에너지 효과를 높였다.

즉, <그림 63>에 나타나 있는 바와 같이 사용 동력은 290.6HP-Hr/Day(그림에서 사각형 내부의 면적)가 되고, 평균 모터 부하를 80%로 하는 경우의 1년 동안의 소요 동력은 63,302KW-Hr/Year(=290.6×0.8×0.746×365)가 되어서 전형적인 Triplex Type에 비하여 11%의 에너지 절감 효과를 얻는다.

5) 시스템 구성도

a) 컨트롤 판넬

b) Top Pull - Out Type Pump - Close Coupled Pump

c) 압력조절 밸브(PRV) - Pressure Regulating Valve

d) 흡․토출 밸브

e) 유량계(Flow Regulator)

f) 전폐형 모터(1750, 3500 rpm)

g) 온도조절밸브 - Thermal Purge Valve

6) 특징

a) 펌프는 Top Pull - Out 방식으로 배관 해체없이 보수 및 유지가 편리하다.

b) 입형펌프(Close Coupled Pump)를 사용하므로써, 시스템이 컴팩트하며 좁은 공간에서도 설치 가능하다.

c) 과열 방지장치를 설치하여 체절 운전시 수온 상승으로 인한 시스템의 파손을 방지하였다.

d) 유량계로 유량을 감지하여 펌프의 운전 제어를 행하며, 타임딜레이를 사용하여 빈번한 기동/정지 조작을 방지하여 에너지 소비를 줄였다.

e) 각 펌프의 토출부에 체크밸브 기능을 가진 압력조절 밸브를 설치하여 흡입압의 변동에 대해서도 일정한 토출압을 얻을 수 있다.

f) 각 기기 상호간의 배관 접속이 완료되어 있기 때문에 외부 배관과의 접속이 용이하고, 전원만 연결하면 설치공사는 완료된다.

7) 구성요소 및 주요부 기능

a) 압력조절밸브(PRV)

- 펌프 흡입압의 변동에 관계 없이 일정한 토출압 유지

- 체크 밸브 기능

b) 유량계(Flow Regulator)

- 시스템 유량을 감지하여 펌프 자동운전의 데이터를 컨트롤 판넬로 전송

c) 온도조절밸브

- 시스템의 과열 방지

d) 자동 컨트롤 판넬

- 유량계에 의해 감지된 유량에 따라 펌프의 운전(1대 운전 또는 2대(3대) 운전)을 자동제어 한다.

8) 컨트롤 시퀀스

9) 표준 사양

10) 선택 사양

a) 흡입압이 높은 경우 시스템 동작 중지 기능

- 압력 스위치에 흡입압이 감지되고, 20초 동안 설정한 압력보다 흡입압이 계속 높아지면 운전이 중지되며, 흡입압이 설정한 압력보다 낮아지면 다시 자동적으로 운전을 개시한다.

b) 시스템의 토출압이 높을 경우 자동 정지 기능

- 배관을 보호하기 위해 설정한 압력보다 토출압이 높아지면 즉시 펌프의 운전이 중지되며 경보가 울린다.

- Reset 스위치를 누르면 경보가 중지되며 다시 펌프가 운전된다.

c) 시스템의 흡입압이 낮을 때 자동 정지 기능

- 압력 스위치에 의해 흡입압이 감지되며, 설정한 압력보다 낮아지면 캐비테이션 등이 발생되므로 즉시 경보가 울리며 운전이 중지된다.

- Reset 스위치를 누르면 경보가 중지되며 다시 펌프가 운전된다.

d) 시스템을 흐르는 유량이 없을 때 자동 정지 기능

- 수요 유량이 없을 때 모든 펌프는 자동적으로 정지되며, 수요 유량이 있을 때는 다시 자동적으로 작동된다.

11) 시스템 설치 조건

a) 시스템의 흡입 조건은 가압 상태이어야 한다.

b) 대기 온도가 0℃ 이하의 외부에는 동파의 위험성이 있으므로 설치하지 못한다.

c) 태양의 직사광선을 받는 곳은 판넬 내부 온도가 40℃ 이상 올라가 오동작을 일으킬 가능성이 있으므로, 이러한 곳은 피하는 곳이 좋다.

d) 오수나 흙탕물은 압력조절 밸브 작동에 나쁜 영향을 미치므로, 압력조절 밸브 대신 체크 밸브를 설치하지 못할 경우, 반드시 흡입구에 스트레이너를 설치해야 한다.