한국가스공사는 천연가스를 외국으로부터 수입하여 전국의 도시가스회사에 공급하는 일을 하고 있다. 이 때 수입하는 천연가스는 영하 162도의 액화된 상태로 LNG 운반선을 이용하여 운반한다. 한국가스공사에는 평택, 인천, 통영에 액화된 천연가스를 하역, 저장하고 액화천연가스를 기화시키기 위한 설비들이 있고, 이를 통상 생산기지라 명명한다. 생산기지에서는 여러 가지 다양한 설비들이 있는 데, 이 중에서, 2차 펌프는 액화천연가스를 압력이 $10 kgf/cm^2$ 에서 $70 kgf/cm^2$ 로 승압 시키는 부분을 담당한다. 이 펌프는 한 개의 지하 PIT내에 두 개의 펌프가 설치되어 있고, 이로 인해 한 펌프가 옆에 있는 펌프에 영향을 주는 것으로 의심되고 있다 또한 펌프 지지대 구조물과의 공진여부를 판단하기 위하여, 진동 분석을 실시하였다.
한국가스공사는 천연가스를 외국으로부터 수입하여 전국의 도시가스회사에 공급하는 일을 하고 있다. 이 때 수입하는 천연가스는 영하 162도의 액화된 상태로 LNG 운반선을 이용하여 운반한다. 한국가스공사에는 평택, 인천, 통영에 액화된 천연가스를 하역, 저장하고 액화천연가스를 기화시키기 위한 설비들이 있고, 이를 통상 생산기지라 명명한다. 생산기지에서는 여러 가지 다양한 설비들이 있는 데, 이 중에서, 2차 펌프는 액화천연가스를 압력이 $10 kgf/cm^2$ 에서 $70 kgf/cm^2$ 로 승압 시키는 부분을 담당한다. 이 펌프는 한 개의 지하 PIT내에 두 개의 펌프가 설치되어 있고, 이로 인해 한 펌프가 옆에 있는 펌프에 영향을 주는 것으로 의심되고 있다 또한 펌프 지지대 구조물과의 공진여부를 판단하기 위하여, 진동 분석을 실시하였다.
Korea Gas Corporation(KOGAS) is a Liquified Natural Gas(LNG) supplier through out the Korea. LNG, which is imported wholly from foreign countries, is compressed 1/600 for easy transportation and is stored in a liquid state in the storage tanks at Incheon, Pyeongtaek and Tongyeong. At LNG receiving t...
Korea Gas Corporation(KOGAS) is a Liquified Natural Gas(LNG) supplier through out the Korea. LNG, which is imported wholly from foreign countries, is compressed 1/600 for easy transportation and is stored in a liquid state in the storage tanks at Incheon, Pyeongtaek and Tongyeong. At LNG receiving terminals, LNG is vaporized to natural gas before supplying to City Gas Consumer or Power Plant. The secondary pump is a equipment which compress LNG from $10 kgf/cm^2$ to $70 kgf/cm^2$. The secondary pump at Tongyeong LNG receiving terminal is consisted of two pumps in one underground PIT, and is connected to supporting structures. It is therefore expected that there is a vibration problem with the pump and was found that high level vibration was occurred in a low frequency band(5${\~}$10Hz). In this paper, the vibration of secondary pump was analyzed, and the main cause of vibration was found out.
Korea Gas Corporation(KOGAS) is a Liquified Natural Gas(LNG) supplier through out the Korea. LNG, which is imported wholly from foreign countries, is compressed 1/600 for easy transportation and is stored in a liquid state in the storage tanks at Incheon, Pyeongtaek and Tongyeong. At LNG receiving terminals, LNG is vaporized to natural gas before supplying to City Gas Consumer or Power Plant. The secondary pump is a equipment which compress LNG from $10 kgf/cm^2$ to $70 kgf/cm^2$. The secondary pump at Tongyeong LNG receiving terminal is consisted of two pumps in one underground PIT, and is connected to supporting structures. It is therefore expected that there is a vibration problem with the pump and was found that high level vibration was occurred in a low frequency band(5${\~}$10Hz). In this paper, the vibration of secondary pump was analyzed, and the main cause of vibration was found out.
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문제 정의
펌프의 특성도 일반 펌프와는 달리 LNG를 압축 시키는 용도이므로 -162C의 온도에서 운전하게 되어 있는 기기이다. 위와 같은 조건 속에서 확인하고자 하는 내용은, 같은 구조물 내에 있는 펌프들 간의 진동 전달이 미치는 영향과 저주파 진동원인을 확인하고자 함이다. 5 Hz 주파수에서 6.
이번 진동측정에서 관점은 펌프 진동과 펌프를 지지하고 있는 구조물을 통한 진동 전달 정도를 파악하기 위함이었다. 따라서, 진동시험은 다음과 같이 두 가지 경우에 대하여 측정을 실시하였다.
진동시험은 먼저 한 펌프의 진동을 측정하고, 다른 펌프를 기동했을 때의 진동 전달을 측정하여 평가하였다. 저주파 진동 특성의 경우 측정된 펌프의 진동을 분석하여 원인을 찾고자 하였다.
제안 방법
A 펌프가 가동 중에 B 펌프의 기동을 시작하는 경우에 대한 진동을 측정하였다. Fig.
4). 그리고 A펌프에서 발생하는 진동이 구조물을 통해서 B펌프로 전달되는 정도를 파악하기 위하여 6번 센서를 설치하였고, B펌프에는 A 펌프에서와 마찬가지로 펌프와 구조물이 연결되는 곳에 수직방향으로 센서를 설치하였다. Fig.
따라서 Pump Top Plate에서 측정을 실시하기 위해서 수평 방향으로 90° 각을 두고 센서를 설치하였고, Pump Top Plate에 직접 설치할 수가 없기 때문에, 사람이 탐침봉으로 직접 접촉하는 방식을 이용하였다(Fig.3). 탐침봉을 이용하여 진동을 측정한 이유는 저온용 진동 센서가 아닌 것과, 센서를 직접 부착할 수 있는 방법이 용이하지 않기 때문이었다.
통영생산기지에 있는 2차 펌프는 1개의 지하 PIT 내 2기의 펌프가 설치되어 있고 PUMP를 지지하는 구조물 등이 연결되어 있어 진동전달 측면에서 문제가 있을 것으로 예상되었고, 펌프 내에 설치된 진동 센서에서의 5 ~ 10 Hz 성분에서 진동치가 크게 발생하였다. 따라서 이에 대한 진동 원인 및 2대의 펌프가 한 구조물에 설치되어 있으므로 해서 발생되는 진동을 분석하였다.
시간에 대한 진동 데이터는 2차 펌프의 가동 전 2초 전부터 시작하여 펌프가 안정이 될 때 까지의 진동을 측정하였다. 또한 진동값에 대한 기준은 펌프가 안정화(2m 30s 이후) 되는 시점부터 측정하여 분석하였다. 주파수 범위는 A, B 펌프에서는 펌프와 구조물과의 진동에 중점을 두기 위하여, 펌프에서 큰 진동을 유발할 수 있는 5 Hz 에서 800 Hz 까지로 하였다.
시간에 대한 진동 데이터는 2차 펌프의 가동 전 2초 전부터 시작하여 펌프가 안정이 될 때 까지의 진동을 측정하였다. 또한 진동값에 대한 기준은 펌프가 안정화(2m 30s 이후) 되는 시점부터 측정하여 분석하였다.
진동시험에서는 시간에 대한 속도 (mm/sec) 데이터를 분석하여 진동기준치 정도를 파악하고, 이 시간 신호를 FFT를 통해 주파수 신호로 변환시켜 진동의 주요 성분을 분석하였다. 시간에 대한 진동 데이터는 2차 펌프의 가동 전 2초 전부터 시작하여 펌프가 안정이 될 때 까지의 진동을 측정하였다.
0 mm/s RMS를 초과하는 진동이다. 진동시험은 먼저 한 펌프의 진동을 측정하고, 다른 펌프를 기동했을 때의 진동 전달을 측정하여 평가하였다. 저주파 진동 특성의 경우 측정된 펌프의 진동을 분석하여 원인을 찾고자 하였다.
탐침봉을 이용하여 진동을 측정한 이유는 저온용 진동 센서가 아닌 것과, 센서를 직접 부착할 수 있는 방법이 용이하지 않기 때문이었다. 펌프에서 구조물로 전달되는 진동 특성을 파악하기 위하여 펌프와 구조물이 연결되는 곳에 수평, 수직 방향으로 센서를 설치하였다(Fig.4). 그리고 A펌프에서 발생하는 진동이 구조물을 통해서 B펌프로 전달되는 정도를 파악하기 위하여 6번 센서를 설치하였고, B펌프에는 A 펌프에서와 마찬가지로 펌프와 구조물이 연결되는 곳에 수직방향으로 센서를 설치하였다.
대상 데이터
이들 기지에는 각종 설비들이 있고 이 중 초저온의 상태에서 운전되어야 하는 설비들도 있다. 본 진동시험대상인 2차 펌프도 액화천연가스를 승압 시키는 장치로 -162X: 의 온도에서 가동되는 특성을 가지고 있다.
성능/효과
1) 펌프운전과 구조물과의 공진은 발생하지 않았다. 구조물의 고유진동수와 펌프의 운전주파수는 상당히 차이가 있으므로 공진이 발생하지 않는다.
2) 펌프에서 저주파 성분의 신호는 실제 진동일 가능성보다는 잡음일 가능성이 크며, 잡음의 원인은 Cable Noise로 판단했다.
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