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제안 방법
- 해상운송 시 활성탄 내부에 수분이 침착되므로 활성탄을 ORS를 활성탄 베드에 충진 후 재생작업을 별도의 절차에 따라 수행하였다.(3) 본 작업을 위해 액체질소를 기화시킨 기체질소를 35 kW 용량의 전기가열기를 사용하여 질소의 온도를 약 160℃까지 가열시켜 활성탄 내부에 침착된 수분을 제거하였다. ORS 활성탄 건조작업은 활성탄을 통과한 기체질소에 포함된 수분이 10 ppm 미만이 될 때까지 연속적으로 수행되었으며, 본 작업을 위해 260시간동안 100,000 l의 액체질소가 소비되었다.
- 이러한 고압/중압/저압의 압력조정은 압력조정밸브들과 순수기체헬륨저장탱크를 사용하여 조정한다. WCS의 고압은 Fig. 1에 나타나 있는 100PV601A/601B를 사용하여 조정하고, 저압 및 중압의 압력조정은 100PV600A/600B와 100PV603을 사용하여 조정한다. 모든 압력 및 유량제어는 DCS에서 자동으로 제어되며, 헬륨압축시스템의 모든 운전파라미터는 성능측정을 위해 DCS에서 모니터/기록하였다.
- WCS는 진동 및 소음이 발생하므로 운전자의 보건안전을 위해 별도의 건물에 설치되었다. WCS의 시운전은 설치 후 약 3개월이 소요되었으며, 시운전은 압축기 가동 전 시운전 과 가동 후 시운전의 2단계로 나누어 수행되었다.
- 1에 나타나 있는 100PV601A/601B를 사용하여 조정하고, 저압 및 중압의 압력조정은 100PV600A/600B와 100PV603을 사용하여 조정한다. 모든 압력 및 유량제어는 DCS에서 자동으로 제어되며, 헬륨압축시스템의 모든 운전파라미터는 성능측정을 위해 DCS에서 모니터/기록하였다.
- 헬륨압축시스템의 안정적인 운전을 위해서는 압축기 및 모터의 진동이 매우 중요하다. 본 설비는 진동이 ISO-2327에 준하도록 제작되었으나, 초기 가동 시 일부 부위에서 규정치를 초과하는 진동이 발견되어 보강작업을 실시하였다. 보강작업 전후의 진동 측정 결과는 Table 5와 Table 6에 나타나 있다.
- 압축기스테이션은 압축효율을 고려하여 1 → 5 bar로 압축하는 저압압축기스테이션과 5 → 22 bar 로 압축하는 고압압축기 스테이션으로 분리하여 설계, 제작하였다.
- BREOX® 오일의 충전 시 수분과의 접촉이 최소화되도록 세심한 주의를 기울여야 한다. 오일 충전 후 헬륨압축시스템의 내부에 존재하는 N2, O2, H2O 등의 불순물을 제거하기 위해 반복적인 진공 및 헬륨충진 작업을 통해 헬륨이외의 총합불순도가 50 ppm 미만이 될 때까지 제거하였다.
- 오일제거장치는 헬륨설비의 저온부에 유입되는 오일의 양을 최소화하기 위해 설계되었으며, 오일 제거를 위해 3단계의 필터를 설치하고 보다 미세한 오일차단을 위해 활성탄이 충전된 용기를 3단계 필터 후단에 위치시켜 오일을 10 ppbw 미만까지 감소시킬 수 있다. Table 1에 WCS의 주요장비의 제원과 성능을 나타내었다.
- 장비가 설치된 건물은 장비의 중량을 고려하여 설계·건설되었으며, 특히 중량물이 집중적으로 배치되는 부위에 두께 1,000 mm 의 철근콘크리트로 지면과 직접적으로 접촉하도록 건설되어 장비의 진동에 대비하였고, 장비가 건물에 미치는 영향을 최소화하기 위해 진동이 발생하는 압축기스테이션 하부기초와 건물기초 사이에 분리판을 설치하여 건물에 전달되는 진동을 차단하였다.
- 기동 전 점검 시 MCC의 설정값과 DCS의 작동상태도 같이 점검하였다. 제어밸브의 설정 값이나 가동시퀀스 등의 제어 파라미터는 시운전을 통해 최적화 하였다.
- 각각의 압축기 스테이션은 압축을 위한 급유식 스크루압축기와 공냉식 2극 모터, 윤활시스템을 위한 오일펌프 및 필터시스템, 1차 오일분리를 위한 유분리기로 구성되어 있다. 특히 윤활시스템은 압축기 가동에 매우 중요한 장치이므로 오일펌프 및 오일필터를 이중화하여 제작하였다. 이 모든 장비들은 하나의 스키드에 설치되어 장비설치에 필요한 공간의 절약을 도모하였다.
- 장비의 운송 시 편의성과 안전상의 이유로 ORS 활성탄베드 (charcoal bed) 내부가 빈 상태로 운송되고 내부에 충진 되는 활성탄은 별도의 용기에 담겨 운송되었다. 해상운송 시 활성탄 내부에 수분이 침착되므로 활성탄을 ORS를 활성탄 베드에 충진 후 재생작업을 별도의 절차에 따라 수행하였다.(3) 본 작업을 위해 액체질소를 기화시킨 기체질소를 35 kW 용량의 전기가열기를 사용하여 질소의 온도를 약 160℃까지 가열시켜 활성탄 내부에 침착된 수분을 제거하였다.
- 헬륨압축기의 윤활유로 사용되는 BREOX® 오일은 수분에 매우 취약하므로 운송 전에 수분제거작업을 거친 후 밀폐용기에 보관하여 수분의 침투를 방지하였다.
이론/모형
- 압축기 기동 시 기동부하를 경감하기 위해 모든 압축기 용량 제어밸브는 최소용량에 위치한다. 기동 전류의 최소화를 위해 리액터 (reactor) 기동법이 사용되었다. MCC의 전압설정 값은 HP-C/S의 경우 65%, LP-C/S의 경우 90%로 설정하였다.
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