3 ARU
개요 : ARU는 흡수식 냉동기로서 COOLING WATER보다 더 낮은 온도을 요구하는
PROCESS의 열교환기와 조종실, 공부동의 공조설비의 온도 유지을 위해
11℃ 정도의 냉수 공급하는 목적으로 ARU-871A/B 두대가 설치되어있고
각각 220usTR/ 270usTR의 냉동능력을 가지고 있다.
흡수식 냉동기는 냉매로 물을 사용하고 흡수제로 LiBr수용액을 사용하는 냉수
발생장치이며, 이는 ARU에서 CHILLED WATER를 냉각하는 방법으로 증발 잠열을
이용하는데 물은 1기압 100℃에 증발하지만, 주위의 기압이 낮아지면 휠씬 낮은
온도에서 증발함, 예를 들어 6mmHg정도의 압력이 되면 물은 약4℃에서 증발하는데
이러한 원리에 의해서 현재 증발 잠열을 통ㅎ해 냉수를 냉각시키고 있음
1 냉각 사이클
l 증발기
: 증발기는 추기 PUMP를 통해 현재 6.8mmHg 정도의 진공이 걸려 있습니다.
그래서 냉매가 약 5.5℃에서 증발하게 되는데 이러한 조건으로 냉매를 냉매 PUMP를
이용해서 증발기 상부의 스프레이 노즐로 RETURN되는 CHILLED WATER LINE에
분사하게 되면 상대적으로 CHILLED WATER가 냉매보다 온도가 높고, 진공상태의 끓는
점보다 높기에 냉매는 증발하면서 CHILLED WATER의 열을 가져가고 CHILLED WATER
를 냉각시킵니다.
l 흡수기
: 기화가 된 냉매가 LiBr 수용액의 수분을 흡수하려는 성질에 의해 흡수기에서 흡수
되는데 이 LiBr 같은 경우에는 농도가 짙고 온도가 낮아야 흡수성이 좋아 온도가
같은 경우엔는 흡수기의 COOLING WATER SUPPLY LINE을 통해 LiBr수용액의 온도를
낮취줘서 연속적으로 흡수할수 있는 환경을 만들어 줍니다. 냉매를 흡수해서 농도가
낮아진 수용액은 용액 PUMP #1을 통해 재생기로 보내주어 증발을 통해 농도를
높여 줄수 있습니다.
l 재생기
: 재생기에서는 흡수기에서 보내준 수용액을 STPL STEAM을 통해 가열시키고, 냉매를
증발시켜 LiBr의 농도를 다시 높여줍니다. 운전원이 STPL STEAM 공급량을 조절해서
LiBr 수용액의 농도를 조절할수 있고 이 농도를 조절하여 CHILLED WATER의 온도를
올리거나 낮출수 있음, 다시 농도가 높아진 LiBr 수용액은 용액PUMP#2를 통해 다시
흡수기로 보내주고, 증발한 냉매는 응축기로 보내줍니다. 여기서 재생기와 흡수기
사이에 하나의 열교환기가 있는데 이곳에 크로스 형태로 LINE이 연결되어 재생기에서
내려오는 수용액과 흡수기에서 올라가는 수용액이 서로 가열시키고 냉각시켜서
STEAM 사용량을 줄일수 있음
l 응축기
: 응축기는 재생기에서 증발한 냉매를 가져와 냉각수를 통해 다시 온도를 낮추고
응축시켜서 액체 상태의 냉매가 되고 이 냉매를 다시 증발기로 보내어 줍니다.
ARU 흡수식 냉동기는 이러한 4개의 순환 사이클을 통해 RETURN 되는 약 15℃
CHILLED WATER를 약11℃로 냉각시킵니다.
2 추기
: 추기 PUMP는 흡수식 냉동기 내부의 기체를 빼내는 역할을 하는 장치로, ARU의
진공상태를 유지하여 냉동능력을 상승시켜주고, 또 불응축 가스를 배출하여 기계내부의
부식과 같은 문제 등을 방지해주는 장치입이다.
추기의 종류는 저실추기와 본체추기 두가지 종류가 있는데 저실추기 같은 경우에는
1주일에 1회(일요일 MOR’) 실시하고 본체추기는 본체의 진공이 깨지거나(40mmHg이상)
냉매/용액의 충진 등의 특별한 이유가 있을 때만 한다.
l 시작 전 CHECK 사항
: 추기를 시작하기 전 추기펌프의 V벨트 상태 등을 육안 점검하고 DRAIN V/V를 열어
VACUUM OIL 하부에 고인 물을 DRAIN 시켜줍니다. 또한 VACUUM OIL이 부족 할때는
SIGHT GLASS 중간까지 MAKE-UP 하여 주고 1달에 1회는 전량 DRAIN하여 교체해야 함
l 추기 순서
: 추기는 펌프를 30분 이상 공회전하여 수분을 제거한 후에 실시하며 항상 GAS BLAST
V/V를 CREAK OPEN 한 상태에서 운전해야만 OIL의 역류를 방지할수 있습니다.
추기 LINE에는 MAIN B/V #1, 저실 B/V #2 , 본체 B/V #3이 있는데 저실추기는
ARU 운전 중에 흡수액이 LEAK 할수 있기에 #1, #2 순으로 OPEN 하여 저실추기하고
역으로 CLOSE 합니다. 가동정지 시에는 #1, #3 순으로 OPEN 하여 본체추기하고
역순으로 CLOSE 합니다. 40mmHg 이상일 때에는 흡수액이 LEAK 할수 있기에
본체추기한 추 저실추기를 실시하도록 한다.
3 결정화
: 결정화란 흡수제인 LiBr 수용액의 농도가 너무 짙게 되면 결정을 형성하는 현상인데
이러한 결정화가 발생하게 되면 냉동기를 순환하는 용액의 흐름이 막힐뿐더러 ARU의
문제를 초래할수 있습니다.
l 원인
1) 냉각수 온도가 너무 낮거나, 높은 상태로 장시간 운전했을 때 발생
2) 추기가 제대로 되지 않거나 흡수액 순환 및 냉매량이 낮은 경우에 발생
l 나타나는 현상
1) 흡기기의 SIGHT GLASS LEVEL이 낮아짐
2) 용액 #1 펌프에서 캐비테이션 현상으로 소음도 발생
3) LiBr 수용액이 재생기에서 흡수기로 가는 배관 온도가 평소보다 높거나 낮다.
l 조치사항
: 가장 먼저 STPL STEAM 공급을 AUTO에서 MAN’로 바꿔 스팀공급량을 조절하고
BLOW DOWN을 통해 냉매를 흡수기에 공급해서 결정을 용해시킵니다. 보통은
이 작업을 반복하여 결정화를 해결하는데 이래도 해결이 되지 않는다면 냉각수
FLOW를 50% 정도 낮춰 ARU 자체 온도를 올려 용해하거나 , 안되면 결정화 발생한
구간에 스팀으로 가열(국부적 가열: 조심)하여 결정화를 해결합니다.
4 TRIP 조건
1) 냉각수 온도 20℃ 이하
2) 냉수 온도 3℃ 이하 ( TI-871 A2, B2 = CWS )
3) 냉매온도 1℃ 이하 ( TI-871 A5, B5 = 증발기 )
4) 재생기 온도 100℃ 이상 ( TI-871 A7,B7 = 흡수기 )
5) 냉매 펌프 TRIP ( P-871 A1 )
6) 용액 펌프 TRIP #1, #2 ( P-871 A2, A3 )
7) CWS FLOW 50% 이하
8) TWS FLOW 50% 이하 ▶ ARU TRIP되어 STOP됨
※ TRIP 순서는
1) FAIL ALARM 발생 (XV-8712A/B)와 TV-871 A2/B2 (STEAM V/V) CLOSE
2) 10분 후 냉매 펌프 STOP
3) 5분 후 용매 펌프 #1 STOP
4) 10초 후 용매 펌프 #2 STOP
5 제한 운전
개요: 제한 운전은 과냉각과 결정화를 막기 위해 STEAM V/V가 CLOSE되고 조건이 해제
되면 다시 OPEN 되어 TRIP 되는것을 방지하기 위한 운전입니다.
l 제한 운전 조건
1) 냉각수 입구 온도가 35℃ 이상일때 제한 운전하고 34℃ 이하가 되면 해제됨
2) 재생기 온도가 95℃ 이상일때 제한 운전하고 94℃ 이하가 되면 해제
3) 냉수 출구 온도가 설정값보다 -2℃ 이하일때 제한 운전하고 +0.5℃ 이상이면 해제
4) 흡수액 농도가 64% 이상일때 제한 운전하고 62% 이하가 되면 해제됨
( 교본에는 “제한운전 설정값을 운전원 임의로 변경 불가능 합니다” )
6 ARU START 및 STOP
l START 전 CHECK 사항 ( LOCAL )
1) 냉수, 냉각수 , STEAM LINE-UP 실시
2) 본체 압력이 주변 온도 대비 허용 진공압력인지 확인한다.
3) 냉매, 용액 펌프, 제어밸브가 자동으로 설정되어 있는지 확인한다.
4) PANEL 표시등, 스위치 등 이상 알람이 없는지 확인한다.
5) STEAM LINE DRAIN V/V와 응축수 LINE의 DRAIN V/V를 열어서 차가운 응축수를
DRAIN 시켜줍니다. ( HAMMERING 방지 )
l START
1) PIC-8712 MAN’ OPEN하여 AUTO로 약 : 1.8~2.0BAR SET
LOCAL에서 PLC TIC-871 A2 BY-PASS 소량 OPEN하여 C/D DRAIN 실시 중
2) 추기 PUMP NORMAL 확인 하고
STEAM 천천히 OPEN되어 재생기 OUT C/D 제거 되면, TIC-871 정상 OPEN
BY-PASS CLOSE
3) LOCAL PANEL의 “운전” 버튼을 4초 이상 누른다.
4) 용액 펌프 #1 START → 20초 뒤 용액 펌프 #2 START → 4분 40초 뒤
냉매 펌프 순으로 START ( PLC에서 자동으로 진행 )
5) 함마링 없이 천천히 온도을 올리고 PLC로 어느정도 TIC VALVE가 OPEN되어
운전되고 있으면, LOCAL PLC에서 REMOTE(DCS)로 전환하고, 현장 PLC값과 같이
TIC-871 A2/B2 값을 올린다.
( DCS 처음값 “0%” → PLC 값과 같이 MV 수치를 맞춘다, EX) PLC: 50%면 DCS도 50%)
6) PANEL에는 “ 냉매운전중” 이라고 표시되면 정상 작동 중
7) STEAM OUT 온도 A7과 CW 온도 변화를 관찰하면서 TIC-871 OPEN하고
적정 온도로 내려가면 AUTO로 전환한다.
( 현재 A: AUTO , B: MAN’ 운전 중이며, ARU-871 A/B 냉동능력을 비슷하게
할려며 A MV OPENNING값에 ,B MV(MAN’)을 약 10% 적게 OPEN하면 비슷 )
※ COOLING WATER 온도가 높으면 ARU LOAD도 더 높게 걸어준다
재생기 STEAM OUT C/D DRAIN은 LOAD을 어느정도 올릴때까지 계속하고
C/D가 따뜻하면 정상 운전
l STOP
1) PANEL의 “정지” 버튼을 4초 이상 누른다.
2) STEAM → 10분뒤 냉매펌프 → 5분뒤 용액펌프 #1, #2 순으로 STOP된다.
※ PANEL에 “희서정지 중” 이라 표시되고 “운전 중지”라고 표시되면 정상적으로
STOP 된 것이다.
냉수, 냉각수의 FLOW는 10% 정도 유지하며 주지적으로 추기를 실시한다.
4 MRU