FEED WATER PUMP

[Kim byoungil]

2.1.    급수계통

급수계통(FEEDWATER SYSTEM)의 기능은 급수저장 탱크(FEEDWATER STORAGE TANK)로부터 급수펌프(BOILER FEED PUMP, 이하 BFP로 칭함)를 통하여 배열회수 보일러(HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR, 이하 HRSG로 칭함)의 절탄기(ECONOMIZERS)로 급수(FEEDWATER)를 공급하는데 있다.

또한, 급수를 아래의 COMPONENTS에 STEAM의 온도 조절을 위해 급수를 공급한다.

-        HRSG의 과열저감기 (SUPERHEATER ATTEMPERATOR)

-        HRSG의 재열저감기 (REHEATER ATTEMPERATOR)

-        스팀 터빈(STEAM TURBINE) 바이패스(BYPASS) ATTEMPERATOR (IF ANY)

2.2. 급수 펌프의 개요

  보일러 급수펌프는 탈기기에서 탈기된 급수를 가압하여 보일러에 급수하는 펌프로서 보일러가 운전중일 때는 언제나 급수가 중단되어서는 안되며, 따라서 신뢰도가 커야한다. 따라서 급수 펌프는 화력 발전소에 있어서 대단히 중요한 기기의 하나로 신뢰도가 커야 하므로 다음과 같은 조건이 필요하다

     - 고온 고압에 견딜 수 있는 구조 및 재료일 것

     - 유량이 급격히 변화되어도 Cavitation이 발생하지 않을 것

     - 취급 및 운전이 용이할 것

     - 상용 운전범위내에서 성능이 안정할 것

     - 효율이 높고 장기간 사용해도 효율저하가 적을 것.

2.3. 급수펌프 설비 구성

   가) 급수펌프는 다단식 원심형이며, 모든 Impeller는 직렬로 같은 방향으로    연결되어 있다. 대수는 BFPT 2대와 BFPM 1대가 설치되어있다.

   나) 주증기 온도 조절을 위한 과열기측 과열 저감수는 급수 펌프 출구측에서 공급하고, 재열 증기 온도 조절을 위한 재열기측 과열 저감수는 펌프 중간단에서 취출하여 공급하다.

   ※ 현재 500MW 석탄화력은 부하운전용(기동기능 포함) 모터구동 급수펌프를 설치하였으나 실제 발전소 적용결과 상업운전이후에는 안정된 터빈구동 주 급수펌프운전으로 모터구동 급수펌프의 운전시간이 적으며 선행호기의 모터구동급수펌프의 운전실적을 고려하여 경제성 검토결과 기동전용이 유리하므로 BFPM을 기동전용으로 개선하였다

2.4. 터빈 구동형 급수펌프

  가) 전동기 구동형 급수 펌프와의 비교

     ① 소내 전원 설비의 절감

       대용량 전동기를 사용하지 않아도 되므로 변압기, 개폐기, 케이블 등을  대폭적으로 절감할 수 있다.

     ② 펌프 회전수 제어의 용이성

       급수 펌프를 터빈과 직결시켜 운전하므로 펌프 변속이 용이하다.

     ③ 급수량 제어를 터빈 회전수로 조절하므로 밸브 조작에 의한 교축 손실이없어 부분 부하에서도 효율이 좋다.

     ④ 열소비율 개선

       열 에너지를 직접 사용하므로 전동기 구동에 의한 전기적 손실이 없어 유니트의 열소비율이 좋아진다.

   나) 터빈 구동형의 단점은 다음과 같다.

      ① 설치비 고가

      ② 기동, 정지 복잡

      ③ 제어 계통 복잡

2.5. 공동 현상(Cavitation) 방지 방법

   급수 펌프는 150～190˚C 전후의 급수를 펌핑하므로 흡입 과정 중 증발이    일어나기 쉽다. 이를 방지하기 위해 탈기기를 높게 설치하여 급수 펌프 흡입    측에 충분한 흡입 압력이 걸리도록 한다.

  그러나 펌프가 대용량, 고압, 고속화됨에 따라 더욱 높은 필요 유효 흡입 수두가 요구되므로 대용량 발전소에서는 이 흡입 수두를 높이기 위해 승압 펌프를 설치하는 경우가 많다. 공동현상이 생기지 않도록 하기 위해 보통 승압    펌프는 양흡입형 펌프를 사용한다.

  한편 급격한 부하 변동시 일시적으로 흡입 압력이 감소하는 위험을 방지하기 위하여 일반적으로 흡입 압력 크기에는 여유를 두며, 또 탈기기내 압력이 저하되지 않도록 보조 증기를 공급하고, 급수 펌프 흡입관은 직경을 크게하여 유속을 적게하고, 굴곡을 적게하여 관로 저항이 작도록 설계한다.

2.6. 원동기와 펌프의 배열 형식

   전동기 구동형일 경우는 3가지 유형이 있고, 터빈 구동형일 경우에는 4가지    유형이 있다. 펌프가 고속, 고압이고 총 양정이 매우 높아서 높은 유효흡입수    두가 요구될경우에는 이 흡입 수두를 감당하기 위해 승압펌프(Booster         Pump)를 설치하여 주 급수 펌프측에 공동현상이 발생하지 않도록 한다.

  터빈과 펌프의 배열은 축추력을 경감시킬수 있는 방법으로 배열시키며, 승압    펌프는 감속기어를 통해 동일 축상에 설치하는 경우와 별도의 전동기에 의해  독립적으로 운전되는 경우가 있다.

2.7 급수펌프 선정

2.7.1 유량 및 양정결정

설계유량은 일반적으로 터빈 열평형도의 VWO(Valve Wide Open)조건에 기타 소요 유량 (Wamp-Up, Reheater Spray Water 등)을 합하여 계산된 유량에 마모 및 Surge 여유를 고려하여 결정한다. 또한, 발전소 운전특성에 따라 H.P By-Pass System이 설치될 경우 Spray Water 량(VWO 유량의 20%)을 고려하여야 한다.

*A/E 1)

설계양정은 상기에서 결정된 설계유량에서 마모 여유율을 제외한 유량으로서 계산되며, 급수펌프는 출구압이 고온 고압이므로 적용되는 비중량 값에 따라 실제펌프의 양정에 차가 발생된다.

그림 1) 급수펌프의 계통저항곡선

출구측 비중량을 적용할 경우 온도가 상승된 값을 적용하므로 비중량이 작아져 고양정(대용량)펌프가 구매될 수 있다.

<표 2>  A/E사별 설계온도 기준
구분	A/E 사	비고(500MW급)
흡입측 기준	EBASCO BURNS & ROE	T=175.7℃ =891.4㎏/㎥
출구측 기준	KOPEC SARGENT & LUNDY BECHTEL	T=181.2℃ =885.7㎏/㎥

2.7.2 설치대수

급수펌프의 설치대수 결정은 설계제작 및 보수기술 보유현황, 발전소의 이용율, 경제성 등을 종합 검토하여 설치수량을 결정하여야 한다.

EPRI 보고서 NP-1571에 따르면 1977년까지 미국지역 600MW급 이상 발전소의 급수펌프 설치현황은 70% 이상이 2×50%대를 채용하며 그 다음으로 1×100%가 설치되었다.

2.7.3 펌프의 구동

화력발전소에 사용되는 급수펌프는 대부분 보조터빈에 의해 구동되며, 일부가 전동기 구동방식을 채용하고 있다.

2.7.4 최고효율

효율에 대한 지나친 강조는 펌프 공급자로 하여금 저 유량 영역에서 수력학적으로 불안정한 펌프를 만들도록 하는 결과를 초래한다. 신뢰도가 있는 펌프를 구매하기 위해서는 설계 점에서의 성능을 강조하기보다는 저 유량 영역에서의 신뢰도가 큰 펌프를 요구하는 것이 바람직하다. 급수펌프에 적용될 수 있는 최대 효율은 다단펌프가 최대 83%, 1단 펌프의 경우 최대 85%가 적합하며, 그 이상의 효율을 제시하는 공급자는 경제성 평가에서 이득(No Credit)을 부여하지 않아 공급 및 운전 실적을 자세히 검토할 필요가 있다.

2.7.5 유효 흡입수두 및 승압펌프 적용

대용량 발전소에 사용되는 급수펌프는 고 유량 및 고양정의 특성을 갖는데 이러한 펌프는 다단, 배럴 형식의 펌프가 채용되며 높은 필요흡입 수두를 필요로 한다. 일반적으로 적용되는 탈기기 설치 높이는 22.8 ～ 30.4m로서 흡입측의 배관 및 Fitting류의 마찰손실과 운전 중 Transient 상황을 고려하며 유효흡입 수두는 16 ～ 22m 정도가 된다. 제작자들에 의하여 일반적으로 6,000rpm의 터빈구동 펌프는 45.7 ～ 60.9m의 필요흡입 수두가 요구되므로 탈기기층을 높이거나 급수펌프의 단당 양정을 낮게 하여 급수펌프의 필요흡입 수두를 줄여야 하는데 탈기기 층을 높일 경우 막대한 건설비용이 소요되며, 급수펌프의 단당 양정을 낮게 할 경우 전체적인 단수가 많아지고 베어링 축간 길이가 길어져 운전 중 펌프축의 처짐 현상으로 마찰과 파손이 우려되므로 승압펌프를 설치하여 주 급수펌프에 충분한 유효흡입 수두를 공급하도록 하여야 한다.

2.7.2 설치대수

급수펌프의 설치대수 결정은 설계제작 및 보수기술 보유현황, 발전소의 이용율, 경제성 등을 종합 검토하여 설치수량을 결정하여야 한다.

EPRI 보고서 NP-1571에 따르면 1977년까지 미국지역 600MW급 이상 발전소의 급수펌프 설치현황은 70% 이상이 2×50%대를 채용하며 그 다음으로 1×100%가 설치되었다.

2.7.3 펌프의 구동

화력발전소에 사용되는 급수펌프는 대부분 보조터빈에 의해 구동되며, 일부가 전동기 구동방식을 채용하고 있다.

2.7.4 최고효율

효율에 대한 지나친 강조는 펌프 공급자로 하여금 저 유량 영역에서 수력학적으로 불안정한 펌프를 만들도록 하는 결과를 초래한다. 신뢰도가 있는 펌프를 구매하기 위해서는 설계 점에서의 성능을 강조하기보다는 저 유량 영역에서의 신뢰도가 큰 펌프를 요구하는 것이 바람직하다. 급수펌프에 적용될 수 있는 최대 효율은 다단펌프가 최대 83%, 1단 펌프의 경우 최대 85%가 적합하며, 그 이상의 효율을 제시하는 공급자는 경제성 평가에서 이득(No Credit)을 부여하지 않아 공급 및 운전 실적을 자세히 검토할 필요가 있다.

2.7.5 유효 흡입수두 및 승압펌프 적용

대용량 발전소에 사용되는 급수펌프는 고 유량 및 고양정의 특성을 갖는데 이러한 펌프는 다단, 배럴 형식의 펌프가 채용되며 높은 필요흡입 수두를 필요로 한다. 일반적으로 적용되는 탈기기 설치 높이는 22.8 ～ 30.4m로서 흡입측의 배관 및 Fitting류의 마찰손실과 운전 중 Transient 상황을 고려하며 유효흡입 수두는 16 ～ 22m 정도가 된다. 제작자들에 의하여 일반적으로 6,000rpm의 터빈구동 펌프는 45.7 ～ 60.9m의 필요흡입 수두가 요구되므로 탈기기층을 높이거나 급수펌프의 단당 양정을 낮게 하여 급수펌프의 필요흡입 수두를 줄여야 하는데 탈기기 층을 높일 경우 막대한 건설비용이 소요되며, 급수펌프의 단당 양정을 낮게 할 경우 전체적인 단수가 많아지고 베어링 축간 길이가 길어져 운전 중 펌프축의 처짐 현상으로 마찰과 파손이 우려되므로 승압펌프를 설치하여 주 급수펌프에 충분한 유효흡입 수두를 공급하도록 하여야 한다.

디푸져는 깃의 선단에서의 파손을 방지하기 위하여 완전 밀폐형이어야 하며, 반 밀폐형을 사용해서는 안 된다. 회전차의 손상은 너무 좁은 내부간극에 의한 연속파괴, 불안정한 성능곡선, 캐비테이션 현상, 결함있는 주조품, 불안정한 베어링 선정 등에서 복합적으로 이루어지므로 상세한 원인 분석이 어려우며, 상기 사항은 디퓨져 또는 볼류트의 손상 원인이 된다.

펌프효율 개선 측면에서 누설손실을 감소시키기 위하여 회전차 내부간극을 줄일 수 있으나, 이는 펌프 운전 수명을 감소시킨다.

따라서 펌프 회전차와 디퓨져 또는 볼류트 사이에는 최소한 반경방향의 간극(Gap)을 유지하여야 하며, 이에 대해 추천되는 간극(B)은 디퓨져형 펌프의 경우 회전차 직경의 최소 3% 이상을 가져야 하며, 볼류트 펌프 경우는 최소 6% 이상을 가져야 한다.

Rotor 축 진동은 간극(A)이 너무 클 때 부분부하에서 수력학적 불균형이 증폭되어 많은 최소유량을 요구한다. 디퓨져 펌프에 대한 회전차와 디퓨져에 대해서는 볼류트 Channel이 어느 정도 커져야 한다.

이렇게 하므로서 펌프 Hydraulic Channels에서 일정 유동분포를 유지할 수 있으며 유동에 안정성을 공급한다.

다. 케이싱

급수펌프의 케이싱은 고압이므로 이중 케이싱을 사용하며, 원통형의 배럴에 내부 케이싱이 축, 회전차 및 기타 회전체를 감싸는 구조로 되어 있다.

배럴 및 흡․토출측 노즐은 단조강으로 만들어지며, 급수와 접촉하는 토출측 및 씰링(Sealing)부위는 높은 유속 및 난류유동에서도 부식 및 침식에 견딜 수 있도록 합금강으로 도금하여야 한다.

흡입 및 토출측 노즐의 연결은 용접에 의한 방법을 사용하여야 하며 배럴에는 배수구를 설치하여야 한다.

라. 웨어링

웨어링은 회전차와 케이싱 간의 접촉부에서 발생하는 누설량을 최소화하기 위하여 설치하는 링으로서 마찰, 누수 및 이물질의 침입으로 마모될 경우 교환이 가능하도록 되어있다.

웨어링은 크롬강으로 제조되어야 하며, 회전차 허브(Impeller Hub)와 웨어링 사이의 마찰현상(Rubbing)을 최소화하기 위하여 두 재질의 경도가 400BHN2) 이하인 경우 두 재질간의 경도가 최소한 50BHN 이상 차가 나도록 해야하며 누설, 마찰 및 고착을 최소화하기 위하여 웨어링과 접촉하는 회전차 허브 측을 톱니형 또는 Groove형으로 제작하여야 한다.

또한 급수펌프에는 회전력으로 인하여 웨어링 탈락을 방지하기 위하여 케이싱 웨어링을 사용하여야 하며, 회전차에 웨어링을 부착해서는 안 된다.

마. 펌프 내부간극(Internal Clearance)

급수펌프에 임계간극(Critical Clearance)이란 압력차가 크게 발생하는 회전체와 고정체간의 간극(Wear Ring And Impeller, Balancing Device Cylinder Surfaces And Surfaces)과 회전차의 원주방향과 디퓨져와의 간극을 지칭하는 것으로서, 이들 간극은 펌프의 효율과 신뢰성에 영향을 미친다.

간극이 적으면 적을수록 효율은 상승하고 펌프의 신뢰성은 감소(고착 및 내부파손이 증가)하는 경향이 있다.

각 펌프 공급자들은 수십 년간 경험에 의하여 신뢰성 운전이 가능한 내부 간극에 대한 설계기술을 확보하여 공급하고 있으나, 구매자가 높은 효율을 요구할 경우 이들 간극을 줄여 효율을 높임으로서 펌프의 신뢰성이 감소하게 된다.

반경방향의 간극에 대한 영향은 2.2.2항에 기술되었으며, 회전차와 고정체간의 최소 간극은 <표 3> 이상으로 설계하는 것이 바람직하다.

<표 3> 회전차와 고정체간의 최소 간극
틈새에서의 회전요소의 직경(mm)	최소 직경의 틈새(mm)
<50.8	0.254
50.80 - 63.49	0.279
63.50 - 76.19	0.305
76.20 - 88.89	0.356
88.90 - 101.59	0.406
101.60 - 114.29	0.406
114.30 - 126.99	0.406
127.00 - 152.39	0.432
152.40 - 177.79	0.457

틈새에서의 회전요소의 직경(mm)	최소 직경의 틈새(mm)
177.80 - 203.19	0.483
203.20 - 228.59	0.508
228.60 - 253.99	0.533
254.00 - 279.39	0.559
279.40 - 304.79	0.584

304.80 - 330.19	0.609
330.20 - 355.59	0.635
355.60 - 380.99	0.660
381.00 - 406.39	0.686
406.40 - 431.79	0.711
431.80 - 457.19	0.737
457.20 - 482.59	0.762
482.60 - 507.99	0.787
508.00 - 533.39	0.813
533.40 - 558.79	0.838

2.7.7. 급수펌프 재질

급수펌프에 사용되는 재질은 배럴을 제외한 부분은 12% 이상의 Cr 강이며, 각 업체별로 이미 표준화돼 사용하는 재질이 일정하다.

<표 4>는 화력발전소 급수펌프의 주요재질에 대한 기술규격서, API 규격 요구사항 및 각 업체별 주요재질의 현황이다.

<표 4> 화력발전소 급수펌프의 주요재질
공급자   부품	KOPEC 기술규격서	API610 요구사항	BW/IP	IDP	*1)KSB	SULZER	*2)WEIR
BARREL	A105 OR A266	A105 OR A576	A266CL2	A266CL2	A105	AISI4130	-
INNER CASING OR VOLUTE	A743CA15 OR CA6NM	A217 OR A487CANM	A743CA15CA6NM	A217CA15	A276TP420	A747	A734CA6NM
DIFFUSER	A743CA15 OR CA6NM	A743CA15 OR CA6NM	N/A	A217CA15	A276CA15	A747	A734CA6NM
IMPELLER	A743CA15 OR CA6NM	A743CA15 OR CA6NM	A743CA6NM	A217CA15 MODIFED	A276CA15	A747	A734CA6NM
SHAFT	A276TP410	A434	A479TP410	A276TP410	A182F6NM	A314TP431	A276TP420

WERA RING

A743CA40 OR A582TP416 HARDENED

A743CA6NM

A743CANM

A518TP416

A276TP416

A747

A564XM25

*1) DIN을 ASTM으로 변환한 재질

*2) BS를 ASTM으로 변환한 재질

2.8.설계기준

2.8.1.   일반 사항

(가) 계통구성은 계통 흐름도을 참조한다.(아래참조)

나) 급수계통의 설계유량 (DESIGN FLOW)은 BFP RATING FLOW를 기준으로 한다 (아래 BFP RATING FLOW 계산 SAMPLE 참조).

BFP RATING FLOW 계산 SAMPLE
Rated Condition (Based on 32 deg.C, 85% RH)
	Flow Calculation
1	HP Superheater Outlet flow	ton/h	186.58
2	HP BFP discharge flow	ton/h	186.58
3	Suction Temperature	deg.C	133.00
4	Specific Volume	m3/kg	0.00107
5	HP BFP Discharge Volumetric Flow	m3/h	201.00
6	Margin for system control purpose	m3/h	12.06		6% applied.
7	Margin for pump wear	m3/h	10.05		5% per ITB requirement
8	Rated HP BFP Flow	m3/h	224.00
9	IP Superheater Outlet	ton/h	30.78
10	Fuel heating water	ton/h	20.88
11	Spray for process steam	ton/h	4.13
12	Spray for reheater attemperator	ton/h	5.72
13	Interstage tap-off Flow	ton/h m3/h	61.51 66.00
14	Margin for system control purpose	m3/h	3.96		6% applied.
15	Margin for pump wear	m3/h	3.30		5% per ITB requirement
16	Rated Interstage tap-off Flow	m3/h	74.00
17	Rated BFP Suction Flow	m3/h	298.00
	Head Calculation
	Suction line
18	Deaerator Pressure	Bar m	3.00 32.84
19	Static Head	m	19.00
20	Strainer Loss	m	2.00
21	Friction of piping	m Bar	0.44 0.04
22	Sum of Actual Loss	m	2.44
23	Margin on Loss	m	0.49		20% per ITB requirement
24	Total Loss	m	2.93
25	Suction Head	m	48.91
26	NPSH available	m	16.07
	HP discharge line
27	Drum pressure	Bar m	130.40 1427.29		Assumed
28	Static Head	m	23.25		As per HRSG GA
29	Economizer Loss	Bar	4.00		50 psi
		m	43.78
30	Control v/v Loss	Bar	4.00		50 psi
		m	43.78
31	Piping friction loss incl. 2 FE's	Bar m	2.00 21.89		30 psi
32	Sum of Actual Loss	m	109.45
33	Margin of Loss	m	21.89		20% per ITB requirement
34	Total Loss	m	131.35
35	Total Discharge Head	m	1581.88
	IP discharge line
36	Drum pressure	Bar m	23.20 253.93
37	Static Head	m	23.25		As per HRSG GA
38	Economizer Loss	Bar m	2.00 21.89		30 psi
39	Control v/v Loss	Bar	5.00		75 psi
		m	54.73
40	Piping frictin loss incl. FE.	Bar	2.00		30 psi
		m	21.89
41	Sum of Actual Loss	m	98.51
42	Margin of Loss	m	19.70		20% per ITB requirement
43	Total Loss	m	118.21
44	Total Discharge Head	m	395.40
	Rated Condition of HP/IP BFP
45	Rated Suction Flow	m3/hr	298.0
46	Rated Interstage tap-off Flow	m3/hr	74.0
47	Rated HP BFP Flow	m3/hr	224.0
48	Suction Temperature	deg.C	133.0
49	Specific Volume	m3/kg	0.00107
50	TDH of HP BFP	m	1533.0
51	TDH of IP BFP	m	347.0
52	NPSH available	m	16.0

 (다) 급수펌프의 흡입측에 하이드라진를 주입한다.

l      하이드라진(HYDRAZINE, N2H4) : 용존산소 제거

(라) 급수계통을 구성하는 펌프는 30년 이상 빈번하게 반복되는 출력변화 운전에서 유발되는 과도한 응력 및 피로현상에 대한 내구성을 가져야 한다.

(마) 급수펌프에는 급수계통 요구유량이 급수펌프 최소유량 이하에서 운전될 경우 펌프의 과열 및 불안정한 운전상태로부터 펌프를 보호하기 위하여 급수 저장탱크로 재순환되는 개별 배관방식의 최소유량 재순환관 (MINIMUM FLOW RECIRCULATION LINE)이 설치되며, 각 최소유량 재순환배관에 설치된 유량 제어밸브 급수펌프의 토출측 유량계 또는 유량 제어 밸브 자체의 기계적 특성에 의해 조절되도록 한다. 급수 저장 탱크로 재순환되는 최소 재순환 유량은 급수펌프 제작자에 의해 결정된다.

l      급수 펌프내의 유체의 온도 상승 (단, 펌프 내부로 누수 없다고 가정)

<!-- /* Font Definitions */ @font-face {font-family:Wingdings; panose-1:5 0 0 0 0 0 0 0 0 0; mso-font-charset:2; mso-generic-font-family:auto; mso-font-pitch:variable; mso-font-signature:0 268435456 0 0 -2147483648 0;} @font-face {font-family:"Cambria Math"; panose-1:2 4 5 3 5 4 6 3 2 4; mso-font-charset:0; mso-generic-font-family:roman; mso-font-pitch:variable; mso-font-signature:-536869121 1107305727 33554432 0 415 0;} @font-face {font-family:GulimChe; panose-1:2 11 6 9 0 1 1 1 1 1; mso-font-charset:129; mso-generic-font-family:modern; mso-font-pitch:fixed; mso-font-signature:-1342176593 1775729915 48 0 524447 0;} @font-face {font-family:BatangChe; panose-1:2 3 6 9 0 1 1 1 1 1; mso-font-charset:129; mso-generic-font-family:modern; mso-font-pitch:fixed; mso-font-signature:-1342176593 1775729915 48 0 524447 0;} @font-face {font-family:"\@GulimChe"; mso-font-charset:129; mso-generic-font-family:modern; mso-font-pitch:fixed; mso-font-signature:-1342176593 1775729915 48 0 524447 0;} @font-face {font-family:"\@BatangChe"; mso-font-charset:129; mso-generic-font-family:modern; mso-font-pitch:fixed; mso-font-signature:-1342176593 1775729915 48 0 524447 0;} /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-unhide:no; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; margin:0cm; text-align:justify; text-justify:inter-ideograph; mso-pagination:none; word-break:break-hangul; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman",serif; mso-fareast-font-family:BatangChe; mso-font-kerning:1.0pt;} p.a, li.a, div.a {mso-style-name:점; mso-style-unhide:no; margin-top:6.0pt; margin-right:0cm; margin-bottom:0cm; margin-left:21.25pt; text-align:justify; text-justify:inter-ideograph; text-indent:-21.25pt; mso-pagination:none; mso-list:l2 level1 lfo3; tab-stops:list 21.25pt; word-break:break-hangul; font-size:12.0pt; font-family:"Times New Roman",serif; mso-fareast-font-family:GulimChe; mso-font-kerning:1.0pt;} .MsoChpDefault {mso-style-type:export-only; mso-default-props:yes; mso-bidi-font-size:10.0pt; mso-ascii-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:BatangChe; mso-hansi-font-family:"Times New Roman"; mso-font-kerning:0pt; mso-ligatures:none;} /* Page Definitions */ @page {mso-page-border-surround-header:no; mso-page-border-surround-footer:no;} @page WordSection1 {size:612.0pt 792.0pt; margin:72.0pt 72.0pt 72.0pt 72.0pt; mso-header-margin:36.0pt; mso-footer-margin:36.0pt; mso-paper-source:0;} div.WordSection1 {page:WordSection1;} /* List Definitions */ @list l0 {mso-list-id:327710198; mso-list-type:simple; mso-list-template-ids:1334976368;} @list l0:level1 {mso-level-start-at:2; mso-level-text:"%1\)"; mso-level-tab-stop:90.0pt; mso-level-number-position:left; margin-left:90.0pt; text-indent:-18.0pt;} @list l1 {mso-list-id:618998992; mso-list-type:simple; mso-list-template-ids:-1418002712;} @list l1:level1 {mso-level-start-at:0; mso-level-number-format:bullet; mso-level-text:-; mso-level-tab-stop:35.85pt; mso-level-number-position:left; margin-left:35.85pt; text-indent:-18.0pt; font-family:"Times New Roman",serif; mso-fareast-font-family:GulimChe;} @list l2 {mso-list-id:818113075; mso-list-type:simple; mso-list-template-ids:-1674542334;} @list l2:level1 {mso-level-number-format:bullet; mso-level-style-link:점; mso-level-text:; mso-level-tab-stop:21.25pt; mso-level-number-position:left; margin-left:21.25pt; text-indent:-21.25pt; font-family:Wingdings;} @list l3 {mso-list-id:1490320880; mso-list-template-ids:-1907433474;} @list l3:level1 {mso-level-start-at:2; mso-level-tab-stop:31.5pt; mso-level-number-position:left; margin-left:31.5pt; text-indent:-31.5pt;} @list l3:level2 {mso-level-start-at:8; mso-level-text:"%1\.%2\."; mso-level-tab-stop:45.9pt; mso-level-number-position:left; margin-left:45.9pt; text-indent:-36.0pt;} @list l3:level3 {mso-level-text:"%1\.%2\.%3\."; mso-level-tab-stop:55.8pt; mso-level-number-position:left; margin-left:55.8pt; text-indent:-36.0pt;} @list l3:level4 {mso-level-text:"%1\.%2\.%3\.%4\."; mso-level-tab-stop:83.7pt; mso-level-number-position:left; margin-left:83.7pt; text-indent:-54.0pt;} @list l3:level5 {mso-level-text:"%1\.%2\.%3\.%4\.%5\."; mso-level-tab-stop:93.6pt; mso-level-number-position:left; margin-left:93.6pt; text-indent:-54.0pt;} @list l3:level6 {mso-level-text:"%1\.%2\.%3\.%4\.%5\.%6\."; mso-level-tab-stop:121.5pt; mso-level-number-position:left; margin-left:121.5pt; text-indent:-72.0pt;} @list l3:level7 {mso-level-text:"%1\.%2\.%3\.%4\.%5\.%6\.%7\."; mso-level-tab-stop:149.4pt; mso-level-number-position:left; margin-left:149.4pt; text-indent:-90.0pt;} @list l3:level8 {mso-level-text:"%1\.%2\.%3\.%4\.%5\.%6\.%7\.%8\."; mso-level-tab-stop:159.3pt; mso-level-number-position:left; margin-left:159.3pt; text-indent:-90.0pt;} @list l3:level9 {mso-level-text:"%1\.%2\.%3\.%4\.%5\.%6\.%7\.%8\.%9\."; mso-level-tab-stop:187.2pt; mso-level-number-position:left; margin-left:187.2pt; text-indent:-108.0pt;} @list l4 {mso-list-id:1950700756; mso-list-type:hybrid; mso-list-template-ids:-273145930 -1707545376 67698713 67698715 67698703 67698713 67698715 67698703 67698713 67698715;} @list l4:level1 {mso-level-text:"%1\)"; mso-level-tab-stop:29.0pt; mso-level-number-position:left; margin-left:29.0pt; text-indent:-18.0pt;} @list l4:level2 {mso-level-number-format:alpha-upper; mso-level-tab-stop:51.0pt; mso-level-number-position:left; margin-left:51.0pt; text-indent:-20.0pt;} @list l4:level3 {mso-level-number-format:roman-lower; mso-level-tab-stop:71.0pt; mso-level-number-position:right; margin-left:71.0pt; text-indent:-20.0pt;} @list l4:level4 {mso-level-tab-stop:91.0pt; mso-level-number-position:left; margin-left:91.0pt; text-indent:-20.0pt;} @list l4:level5 {mso-level-number-format:alpha-upper; mso-level-tab-stop:111.0pt; mso-level-number-position:left; margin-left:111.0pt; text-indent:-20.0pt;} @list l4:level6 {mso-level-number-format:roman-lower; mso-level-tab-stop:131.0pt; mso-level-number-position:right; margin-left:131.0pt; text-indent:-20.0pt;} @list l4:level7 {mso-level-tab-stop:151.0pt; mso-level-number-position:left; margin-left:151.0pt; text-indent:-20.0pt;} @list l4:level8 {mso-level-number-format:alpha-upper; mso-level-tab-stop:171.0pt; mso-level-number-position:left; margin-left:171.0pt; text-indent:-20.0pt;} @list l4:level9 {mso-level-number-format:roman-lower; mso-level-tab-stop:191.0pt; mso-level-number-position:right; margin-left:191.0pt; text-indent:-20.0pt;} ol {margin-bottom:0cm;} ul {margin-bottom:0cm;} -->

(바) 급수펌프 예열계통은 운전정지 또는 대기중인 모든 급수펌프의 흡입측 배관 및 펌프를 운전중인 급수펌프 출구측 급수를 사용하여 예열시키므로써 운전정지 또는 대기중인 펌프가 기동될 때 수격현상 및 열충격 등이 발생하는 것을 방지하고 원활한 기동이 수행되도록 설계한다.

(사) 급수펌프의 흡입측 배관에 안전변 밸브를 설치하여, 운전 정지중인 또는 대기중인 급수펌프의 흡입 밸브(일반적으로 Manual valve)가 잠겼을 경우 발생하는 과도한 압력을 제거하다.

(아) 수질분석용 급수시료는 HRSG의 절탄기 입구 또는 급수펌프 출구에서 채취한다.

2.8.1. 탈기기

(가) 탈기기 설계변수

1) 수    량: By CONTRACT

2) 설치위치:

l STAND ALONE TYPE :독립적인 STRUCTURE위에 탈기기와 급수 저장 탱크를 설치. 탈기기와 급수 저장 탱크의 설치높이는 급수 펌프의 NPSH required 값을 고려하여 적정하게 설치함.

l      INTEGRAL TYPE : 보통 HRSG의 드럼위에 탈기기를 설치함.

l STAND ALONE TYPE - 급수 저장탱크의 정상수위를 기준한 저장용량은 PLANT MAXIMUM OPERATION 급수유량의 12분(Min)에 상당하는 용량을 기준

l INTERGRAL TYPE - 급수 저장탱크의 정상수위를 기준한 저장용량은 PLANT MAXIMUM OPERATION 급수유량의 10분(Min)에 상당하는 용량을 기준

2.8.2. 배관

(가) 일반사항

1) 급수계통 배관은 급수 저장탱크 출구측에서 HRSG의 절타기 입구까지이며, 급수펌프 흡입측과 급수펌프 출구측으로 구분한다.

2)  급수펌프 흡입측 배관은 계통 과도현상(Transient) 분석이 요구된다 (첨부 NPSH decay 그림 참조).

(나) 설계변수

1) 흡입축 배관

가) 설계압력: 탈기기 설계 압력과 최대 Static Head를 합한 값 

나) 설계온도:  상기 흡인축 배관 설계압력에 해당하는 포화 온도 + 5℃ (Margine)

2) 토출측 배관

가) 설계압력: 급수펌프 최소유량 (Minimum flow)에 해당하는 펌프   압력 x 1.05 + 흡입측 배관 설계압력

나) 설계온도: 흡입축 배관 설계온도와 동일로 가정

2.8.3. 급수펌프(서인천 3 & 4 PJT)

(가) DESIGN DATA

l Pump application : Boiler feed

l Liquid Pumped : 151.7℃ boiler feed water

l Specific gravity : 0.92

l Driver : 1544 KW-HHI MOTOR

l Pump rating : Suction 364.7 m3/h- 3560 rpm

l NPSHrequired : 7m

l NPSH avaiable : 8.2m

l Total head : IP357m / HP 1693.8m

l Suction pressure : 8.87 kg/cm2.g

l Discharge pressure : IP 41.6 kg/cm2.g, HP164.1kg/cm2.g

l Pump efficiency : 75.2 %

l Brake horse power : Design 1385.3KW, Maximum 1470.6KW

l Pump rotation : CCW

l Hydrotest pressure : 316.4 kg/cm2.g

l Bearing lubrication : Forced feed

(나) 운전

l 주의사항 (Operating precautions)

-      흡입측 밸브가 닫혀진 상태로 펌프를 운전하지 않아야 한다

-      펌프에 유체가 채워지고 Vent가 완료되지 않은 상태로 펌프를 운전 하지 않아야 한다

-      유체 공급 조건이 운전가능한 조건이 되지 않은 상태로 펌프를 운전하지 않아야 한다

2.8.4. 초기 기동 절차

-        토출측 밸브가 닫혀진 상태가 아니면 닫아야 한다

-        제작사의 설명서에 따라 전동기를 기동할 준비를 하고 동시에 윤활유 계통의 설명서 및 도면을 참조하여 윤활유 계통을 기동할 준비를 한다.

-        갑작스럽 유체 온도 변화의 결과로써 펌프에 미치는 심각한 열충격을 피하도록 한다. 펌프는 기동에 앞서 예열이 되어야 한다. 별도로 명시되지 않는 한 기동할 시기에 펌프 케이싱 외부 온도는 Pumping되는 유체온도는 37.8f7이내에 있어야 한다. 투박한 금속 단으로 인하여 케이싱은 이러한 온도변화동안 온체 온도 변화에 의해 변형되고 심각한 열응력과 이로 인하여 기계가공된 결합부들에서 misalignment가 발생하게 된다. 예열은 이용 가능한 vent, 배수장치나 토출측으로부터 bypass를 이용하여 온수를 케이싱으로 순환시키므로써 이루어진다. 펌프를 시간당 37.8℃가 초과하지 않는 비율로 서서히 예열하도록 한다.

-        펌프를 Prime하고 펌프 흡입측 밸브를 확실히 개방한다.

-        필요시 펌프 최소 유량 재순환관이 열린 상태로 있고 방해물이 제거 되었는지를 점검한다.

-        케이싱 vent와 밀봉배관 vent로부터 누설되는 내용물을 검사하여 펌프가 제대로 vent되었는지를 점검한다.

-        펌프 seal 장치를 점검한다

-        일시적으로 펌프를 기동하여 펌프의 상태를 점검한다

-        펌프가 정격속도에 도달하면 곧 토출측 밸브를 천천히 열도록 한다 밸브를 천천히 열므로써 갑작스러운 유속변동도 피할 수 있고 흡인배관에서의 서어지도 방지할 수 있다

-        보조 오일 펌프가 정지 되었는지를 보고 점검한다.

1)   운전중 점검

-      흡입 및 토출측 압력게이지를 점검한다

-      흡인측 여과기 양단의 압력게이지를 점검한다

-      비정상적으로 소음이 발생하지는 않나 점검한다

-      냉각수의 유량이 적절한가를 점점한다

2)  정상기동 : 초기 기동절차와 동일하다

3)  펌프 계기 설정치

-      베어링 금속온도

정상 : 50 ~ 70℃

경보 : 80℃

정지 : 85℃

-      베어링 하우징 진동

정상 : 2.5 ~7.6 mm/sec

경보 : 10.2 mm/sec

정지 : 12.7 mm/sec