선박 탄소배출 개선을 위한 밸브 조정 당 펌프 효율 및 진동 추이 분석

선박의 필수 설비인 펌프장치는 외부로부터 동력을 받아서 액체에 에너지를 주는 기계로 액체를 낮은위치에서 높은 위치까지 이동시키는 작업을 하는 것과 액체에 운동에너지를 주는 것으로 나눌 수 있다. 특히, 각 설비에서 사용되는 펌프들은 용량 부족을 감안하여 크게 설치되어 있기 때문에 전력 절감을 위해서는 구성 시스템에서의 효율 운전이 중요하다. 해당 용량보다 크게 설치될 수밖에 없는 조건은 다음과 같다. 고객사에 제품 납품 시 최저 유량 조건을 만족해야 하는 조건과 배관 설비의 설치 이후에 관로에 이물발생에 의한 손실을 감안하기 때문에 크게 설계되었다. 그러므로 펌프의 토출 압을 밸브로 조정하여 운전하여 펌프 자체의 효율은 높더라도 운전되고 있는 펌프 설비 시스템의 효율이 낮아져 불필요하게 많은 전력을 소비할 수가 있다. 그에 따라 시스템을 펌프의 운전 점에 맞도록 조정하는 것이 에너지 절감 차원에서 중요함을 알 수 있다. 효율적인 운전을 위한 현장에서 조정은 다음과 같다. 첫째, 펌프후단의 밸브를 조정하여 유량을 조정하는 방안이다. 밸브 설치로 최대 허용 유량을 조정할 수 있다. 둘째, By-Pass를 설치하는 방안이다. 바이패스 설치로 펌프의 최소 유량을 가지고 있고 절대로 토출 V/V 가 닫힌 상태로 운전되지 않는다. 셋째, 펌프 내부 부품인 임펠러 직경을 조정하는 방안이다. 임펠러 직경이 감소되면 그에 따른 유량 및 양정이 변화할 수 있다. 넷째, 펌프의 속도를 조정하도록 주파수 변환기를 채용하는 방법이다. 4가지 방법 중 시스템에 변화 없이도 조정 가능한 방법인 후단에 밸브의 개도를 통해 유량 및 양정을 조정하는 방법이다. 그에 따라 현장에서 쉽게 적용할 수 있는 개도를 조정할 수있는 밸브를 설치하는 안에 대해 검토하고자 한다. 특히, 최적 효율의 운전 시 기계시스템에 상태에 대한 진동, 소음의 추이를 분석하여 효율적인 운전이 펌프시스템에도 어떤 영향을 미치는지 확인해 보았다. 최적 효율 운전 시 진동 값은 시스템의 전체적인 진동 및 소음에 크게 영향을 미치지 않음을 확인할수 있었다.