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Main TBN Lube Oil System은 Main TBN계통이 운전중일때 적절한 온도로 모든 베어링과 각각의 기기에 계속적인 Oil Flow를 제공하기 위하여 설계되어졌다. 공급되어진 윤활유는 각각의 저어널 베어링 및 추력 베어링에 발생하는 마찰을 최소화하고 마찰에 의해 발생하는 열을 제거한다.
1.1 개통 도면
1.2 주요 구성 기기
주요 기기 | 기능 및 구조 | 비고 | |
윤활유 탱크 | 윤활유 저장(11090 Gallon) | 기기설치 장소제공 | |
주 윤활유 펌프(MSOP) | Main Shaft에 직결, 원심형, 1632 gpm | Front Std.에 위치 | |
터닝 기어 윤활유 펌프(TGOP) | AC Motor(50HP)구동, 원심형, 1178 gpm | Load 90%까지 기동 | |
비상 베어링 윤활유 펌프(EBOP) | DC Motor(40HP)구동, 원심형 | TGOP 대체용 | |
주 윤활유 입구 펌프(MSP) | 주윤활유 펌프 흡입원 제공, 원심형, AC Motor(60HP)구동, 1632 gpm | Load 90%까지 기동 | |
윤활유 냉각기 | Tube수 2192개, 2EA/Unit | 1대 운전 | |
윤활유 탱크 증기 추출기 | AC Motor구동, 1EA/Unit | 항시 운전 | |
윤활유 승압 펌프 | 터빈구동, 원심형 | ||
윤활유 제어밸브 | Booster Baffler Valve | 승압펌프 회전력 조절 | |
Bypass Baffler Valve | 베어링 공급 유량 조절 | ||
윤활유 공급관 Relief Valve | 배관 보호 | ||
베어링 올림유 펌프(BLOP) | 8EA/Unit, 용적형,2 gpm |
1.3. 기기 설계
a. 윤활유 탱크 (L.O Tank) : 11,090 Gallon
- 윤활유 계통의 윤활유를 저장하는 탱크이며 윤활유 펌프 (주 윤활유 입구 펌프, 터닝 기어 윤활유 펌프, 비상 베어링 윤활유 펌프, 윤활유 승압 펌프) 윤활유 냉각기, 제어 밸브 및 제어기 등이 설치되어 있다.
- 터빈 베어링에서 회수된 윤활유는 탱크 내의 여과기를 거친 후 윤활유 펌프의 입구 측으로 유입된다.
- 윤활유 탱크 유위는 탱크 상부에서 부터 0.914 m (36”) 정도를 유지해야 한다.
- 윤활유 탱크 여과 계통 : 회수되는 윤활유가 윤활유 탱크에 유입되기 전에 이 물질을 제거하기 위하여 30 mesh의 여과기 2개가 직렬로 설치되어 있으며 운전중 청소가 가능하도록 2개의 개열로 구성되어 있다.
b. 터닝 기어 윤활유 펌프 (TGOP) : 원심형(50HP), Disch. Pr(44 psig), 1,178gpm
- 터닝 기어 운전시 터빈 베어링에 윤활유를 공급한다.
- 터닝 기어 윤활유 펌프와 주 윤활유 입구 펌프는 터빈 기동전에 반드시 운전되고 있어야 한다.
- 터닝 기어 윤활유 펌프는 주 윤활유 펌프(MSOP)가 제 성능 (터빈속도 90 % 이상)을 발휘할 때까지 터빈 베어링에 윤활유를 공급하고, 주 윤활유 입구 펌프(MSP)는 터빈 속도 90 % 이하에서 주윤활유 펌프의 흡입원을 주 윤활유 탱크로 부터 공급하기 위해 운전한다.
- 정격 속도 도달시, 터닝 기어 윤활유 펌프와 주 윤활유 입구 펌프는 주 윤활유 펌프에 의해 모든 기능이 수행되므로 더 이상 운전의 필요성이 없으므로 수동으로 정지시켜 핸드 스위치를 자동(AUTO)위치에 놓는다.
c. 주 윤활유 입구 펌프(MSP) : 원심형(60HP), Disch. Pr(26 psig), 1,632 gpm
윤활유 탱크내에 설치되어 교류 전동기에 의해 구동되며, 터닝 기어 운전에서 정격 속도의 90 % 속도 도달시까지 주 윤활유 펌프에 흡입원을 제공한다.
d. 비상 베어링 윤활유 펌프 (EBOP) : 원심형(40HP), Disch. Pr(40 psig)
- 교류 전원 상실에 의해 터닝 기어 윤활유 펌프 (TGOP) 운전 불 가능시 터빈 베어링에 윤활유를 공급하기 위해 비상 밧데리에 의해 구동되는 비상 베어링 윤활유 펌프 (EBOP)를 기동한다.
- 터빈 정지후 속도 감소 (90% 이하)에 따라 주 윤활유 펌프가 제 성능을 발휘하지 못하므로 터닝 기어 윤활유 펌프 (TGOP)가 기동되어 윤활 작용을 해야 하나 어떤 원인으로 인해 터닝 기어 윤활유 펌프 기동 실패시 비상 베어링 윤활유 펌프가 기동되어 윤활 작용을 한다.
- 윤활유 탱크로부터 흡입원 취하고, 터닝 기어 윤활유 펌프와 비상 베어링 윤활유 펌프는 상호 공통 라인을 가지고 있으며 역지 밸브에 의해 상호 분리 되어 있다.
e. 윤활유 냉각기 : Straight Tube Through Type, 튜브수 ( 2192개)
- 2개의 윤활유 냉각기가 병렬로 윤활유 탱크 내에 설치되어 있으며 튜브측으로 냉각수가 흐른다.
- 각 냉각기는 100% 용량을 가지며 터닝 기어가 운전 중일때는 윤활유 온도를 26.7 - 32.2 oC (80 - 90 oF)로 유지하고 터빈 정격 속도에서는 43.3 - 48.9 oC (110 - 120 oF)를 유지한다.
- 정상 운전 중 한 대의 냉각기만 운전되며 한대는 대기 상태를 유지하고 압력 변동 없이 냉각기를 절체할 수 있도록 하기 위해 냉각기 절체 밸브가 냉각기 사이에 위치하고 있음.
f. 윤활유 탱크 증기 추출기 (Vapor Extractor)
- 윤활유 탱크 공기 추출기는 윤활유 탱크 상부에 위치되어 있고, 교류 모터에 의해 구동 되어지며, 윤활유 탱크 내부에 부압이 형성되도록 하는 기능이 있다.
- 이 부압은 가스나 증기를 윤활유 탱크로 부터 제거하는 역활을 하며 윤활유 탱크 내부 압력은 공기 추출기의 후단에 설치된 나비형 밸브들에 의해 조절되어진다.
- 윤활유 계통이 운전되고 있을 때, 윤활유 탱크 증기 추출기는 항상 운전되고 있어야 한다.
g. 주 윤활유 펌프 (MSOP) : Geared Centrifugal Type, Disch. Pr(220 psig), 1,632 gpm
- 터빈축 Front Standard에 설치되어 터빈축에 의해 구동되며, 터빈이 정상 운전중 일때, 윤활유 터빈 (Oil Turbine) 구동용 윤활유를 공급하고 각 베어링에 윤활유를 공급한다.
- 터빈 정상 운전 중 윤활유 터빈에 의해 구동되는 승압펌프 (Booster Pump)는 윤활유 탱크에서 흡입원을 취해서 주 윤활유 펌프의 흡입원을 제공한다.
- 펌프 흡입 압력은 18 psig이고 출구 압력은 220 psig이며 출구 압력으로 윤활유 터빈에 구동력을 제공하고 55 psig로 감압되어 윤활유 냉각기를 통해 냉각되어 터빈 발전기 베어링으로 공급된다.
h. 윤활유 승압 펌프 (Booster Pump) : 원심형, Head(32 psig), Driving Oil Pressure and Quantity Required(176 psig, 1,065 gpm)
- 윤활유 탱크 내에 설치되어 있으며 윤활유 터빈에 의해 구동되어 주윤활유 펌프에 흡입원을 제공한다. 이는 주 윤활유 펌프가 윤활유 탱크 보다 20 ft 정도 높은 위치에 있어 직접 윤활유를 끌어올릴 수 없기 때문이다.
- 터빈 정격 속도의 90 % 이상이 될 때 주 윤활유 펌프의 흡입원을 제공한다.
- 터빈이 정격 속도의 90% 이하에서는 교류 모터에 의해 구동되는 주 윤활유 입구 펌프에 의해 주 윤활유 펌프의 흡입원이 제공된다.
i. 윤활유 터빈 (Oil Turbine)
- 윤활유 탱크 내에 설치된 윤활유 터빈은 윤활유 승압 펌프를 구동한다.
- 윤활유 터빈의 속도는 주 윤활유 펌프 흡입 압력에 직접 영향을 미치기 때문에 제어 밸브에 의해 조절된다.
j. 윤활유 제어 밸브
- Booster Baffler Valve
윤활유 터빈의 윤활유 공급 배관에 설치된 조절 밸브로서 윤활유 터빈으로 공급되는 윤활유 유량을 조절하며, 이 밸브가 더 열리게 되면 윤활유 터빈으로 가는 유량이 증가하게 되어 승압 펌프의 회전력을 증가시켜 주 윤활유 펌프의 흡입 압력을 상승시키게 된다.
- Bypass Baffler Valve
Booster Baffler Valve를 우회하는 밸브로서 주 윤활유 펌프에서 공급되는 윤활유를 베어링으로 직접 공급할 수 있도록 유량을 조절하며, 이 밸브가 더 열리게 되면 베어링으로 공급되는 유량이 증가하게 된다.
- 윤활유 공급관 압력 방출 밸브
압력 방출 밸브는 정상 운전중 약 절반 정도 열린 상태에서 베어링 윤활유 압력을 25 psig로 조절하도록 설정되어 있다.
k. 베어링 올림유 펌프(BLOP) : 용적식(5HP), Disch. Pr.(4500 psig), 2gpm
- 터닝 기어 전동기의 회전력과 기어의 응력을 줄이기 위해 고압의 윤활유를 베어링의 하부 표면으로 공급하며 충분한 유압이 형성되면 축은 약 2 - 5mils (0.0005 - 0.0127mm)정도 들리게 된다.
- 펌프의 흡입측에는 2개의 여과기 (전단 : 40um, 후단 : 10um)가 직렬로 연결되어 있다.
- 베어링 올림유 펌프는 #1,2 베어링을 제외한 8개의 베어링에 윤활유를 공급하며 #3,4,5,6,7 및 #10 베어링은 단일 펌프 집합체(single pump assembly)에 의해 윤활유가 공급되고, #8,9 베어링은 이중 펌프 집합체(double pump assembly)에 의해 윤활유가 공급된다.
4. TEST
a Valve C.A.T는 Main Lube Oil Tk주변의 기기가 완전히 설치된 후 실시할 수 있다. 그러나 기기 파손등의 우려가 있으므로 가능한 한 Flushing 시기에 근접하여 실시하도록 하여야 한다. 이를 위해서는 현장 작업자 2명 정도가 정확한 Line 및 중요 기기의 위치 파악이 필요로 하므로 2-3회 정도의 Line숙지 교육이 필요하다
b 전동기 진동 시험은 Power Line등을 수시로 Check하여 전기 시운전 담당자와 협의하여 수행하여야 한다. 전동기 진동 시험의 수행전 필수사항은 펌프와 전동기간의 Coupling의 분리가 필수이므로 건설 담당자에게 시험전 반드시 요청하여야 한다. 그리고 전동기 진동시험 수행후 반드시 건설 담당자에게 통보하여 Alignment를 조속한 시기에 하여 실시하여 펌프 초기 기동에 영향을 미치지 않도록 하여야 한다.
c 기동전 시험의 경우에는 세정 작업시에 External Temporary Pump를 이용하여 세정하므로 세정완료와 함께 가능하다. Main Lube Oil Purification & Transfer System과 특히 관련이 많은 계통이므로 기름의 수급과 배유에 신경을 기울여야 한다. 그리고 Main Lube Oil Purification & Transfer System에 의한 기름정화를 가능한 한 계속적으로 해주어야 운전시 터빈 베어링 손상등의 사고 발생시 논란의 소지를 만들지 않는다. 준비 사항으로는 펌프와 전동기의 Alignment, 탱크내부청소, 각종 Strainer의 상태검사 및 청소등이 있다. 그리고 이 계통은 많은 운전이 필요한 계통이므로 작업자들의 철저한 교육과 Breaker위치, Switch위치, 기기 위치등의 확실한 파악이 필요하다.
- Alignment는 기기 설치자에 의해 전동기 시험후 조속한 시기에 이루어지도록 하여야 한다.
- 탱크내부청소는 기기 설치자에 의해 이루어지도록 유도하여야 한다. 세정이 끝난 후 세정팀에 의해 Final Cleaning를 요구하여야 하며 필요시는 시운전에서 재 청소를 하도록 한다.
- 각종 Screen, Strainer의 상태검사 및 청소는 담당 SSE(System StartUp Engineer)의 주관하에 이루어진다. Screen의 소손 여부를 정기적으로 검사하여야 하며 계통의 개략을 이해하는데 도움이 되는 각종 Screen, Strainer의 위치는 꼭 파악하여 두도록 한다.
4.1. 기동전 시험
a Oil Level Gauge & Emergency Oil Level Gauge(EOLG) 점검
- Normal Level(상부에서 36") Setting.
- High Alarm(상부에서 32") Setting.
- High Alarm 소거(상부에서 33") 확인.
- Low Alarm(상부에서 40") Setting.
- Low Alarm 소거(상부에서 38.4") 확인.
- EOLG 점검 : 탱크 상부에서 4" 일 때 Hi-Hi Alarm 발생확인 등
b Vapor Extractor 점검
- HS-004로 기동/정지 확인
- PS-19가 Reset 되는 Point를 확인해 1/2" Water Vacuum에 밸브 Setting
- Vapor Extractor Stop/Trouble" Alarm(UA 21-3L) 확인 등
c. TGOP점검
- HS-003로 기동 후 PG-09 압력 확인
- PS-4, PS-4.1, PS-8 상태 확인(Disch. Pr. : 42 psig)
- 50 GS를 이용하여 TGOP Overload Test
- TGOP Motor Temp High Alarm(UA 31-4L) 확인
- Mark-V에서 기동, 정지 시험
- TGOP Auto 기동 시험 등
d. MSP 점검
- HS-001로 기동 후 PG-12 압력 확인
- PS-7, PS-1 상태 확인(Disch. Pr. : 35 psig)
- 50 GS를 이용하여 MSP Overload Test
- Mark-V에서 기동, 정지 시험
- MSP Auto 기동 시험 등
e. EBOP 점검
- TGOP 기동(PS3-1)신호 제거후 PS-4 신호를 주고 PS-3, PS-4 Test 밸브를 닫았을 때 EBOP Auto 상태에서 자동 기동 확인
- EBOP Running Alarm(UA 21-3K) 확인
- EBOP 압력 확인(PG-25 : 30 psig)
- PS-4 신호 제거 후 EBOP 정지 확인
- PS-3-1, PS-4 Test 밸브를 닫았을 때 EBOP가 Auto 상태에서 자동 기동 확인
- PS-3, PS-4-1 Test 밸브를 닫았을 때 EBOP가 Auto 상태에서 자동 기동 확인
- HS-002 Pull To Lock으로 두었을 때 EBOP 정지 하는지 확인
f. TGOP Power Loss시 EBOP 자동 기동 점검
- TS-024 (23-EBOP) Test
- EBOP Motor Overload Test 수행
- TGOP 기동, 정상압력 도달 후 펌프 정지시 EBOP 자동 기동 점검 및 Front Std. Testing Port에 Recorder를 설치 하여 베어링 헤더 압력 변화 기록.
g. BLOP 점검
- 펌프 수동 기동/정지 시험
- PP06 - PP13 AUTO 기동 시험
- PP06 - PP13 Suction Pr. Low 일 때 펌프 자동 정지 시험
- TGOP Disch. Pr. Low 일 때 펌프 자동 정지 시험
- Lift Pump Disch. Pr. Low Alarm 확인 시험
- Lift Pump Motor Temp HI Alarm 확인
- BLOP PP11, PP12 Auto 기동 시험
- TGOP 기동 Turning Gear Motor(TGM) Stop, TBN Not Zero Speed 일 때 자동 기동 확인
- 신호 제거후 펌프 정지 시 TGM Start, TBN Zero Speed 신호시 펌프 자동 기동 확인
-TGM Start, TBN Not Zero Speed시 펌프 정지 확인
h. TBN BRG OIL HDR PR. LOW Alarm Test
- PS-49에 신호를 만들어 주었을 때 "TBN BRG OIL HDR Pr. Low" (UA21-5K) Alarm 발생 확인
i. EBOP PUMP 시험
- 압력 변화와 EBOP 기동 전류, DC 전압, 펌프 속도 측정등
1.2. 운전
1.2.1. 윤활유 유량 시퀸스 (Oil Flow Sequence)
a. 터닝 기어 운전시
윤활유 탱크 저장조 - 터닝 기어 윤활유 펌프 / 비상 윤활유 펌프 - Transfer Valve - 윤활유 냉각기 - 베어링 - 윤활유 탱크의 Detraining Section으로 회수 - 탱크내의 여과기 - 윤활유 탱크 저장조
b. 터빈 정격 속도 운전시
윤활유 탱크 저장조 - 승압 펌프 - 주 윤활유 펌프 - Booster Baffler Valve (or Bypass Baffler Valve) - Oil TBN - 베어링
c. 터빈 기동시
- 터빈 속도가 정격 속도의 75%에 도달해야만 주 윤활유 펌프가 제 기능을 충분히 발휘할 수 있기 때문에 이때까지는 터닝 기어 윤활유 펌프가 베어링에 윤활유를 공급한다.
- 주 윤활유 펌프가 윤활유 터빈 (Oil Turbine)을 구동시켜 자체적으로 흡입원을 생산하기 위해서는 윤활유 탱크와의 수두차 (20ft)를 극복해야 한다.
- 승압 펌프를 통해 주 윤활유 펌프의 흡입원이 만족될 때까지는 주 윤활유 입구 펌프 (MSP)가 흡입원을 제공한다.
1.2.2. 계통 운전
a. 터닝 기어 윤활유 펌프는 터빈이 터닝 기어에 의해 회전되고 있거나 터빈 기동시 터빈 속도가 정격 속도의 90% 에 도달될 때까지 베어링에 윤활유를 공급한다.
b. 주 윤활유 입구 펌프는 승압 펌프에 의해 주 윤활유 펌프의 흡입원이 충분히 만족될 때까지 주윤활유 펌프의 흡입원을 제공한다.
c. 터빈이 터닝 기어에 의해 맞물려 있는 상태에서 터빈이 기동하기 전에는 터닝 기어 윤활유 펌프와 주 윤활유 입구 펌프는 반드시 운전되어야 하며, 베어링 윤활유 공급은 터닝 기어 윤활유 펌프에 의해 이루어지며 주 윤활유 입구 펌프는 주 윤활유 펌프의 흡입원을 제공한다.
d. 터빈 속도가 증가됨에 따라 주 윤활유 펌프의 출구측 압력이 증가하게 되어 펌프 출구 역지 밸브가 열리게 되어 윤활유 유량이 형성되어 승압 펌프 (Booster Pump)를 회전시킨다.
e. 그러나 승압 펌프는 주 윤활유 입구 펌프의 압력보다 낮아 출구 역지 밸브 (Check Valve)를 열리게 하지 못하므로 주 윤활유 펌프의 흡입 유량은 여전히 주 윤활유 입구 펌프가 제공한다.
f. 주 윤활유 펌프의 속도가 증가되어 출구 압력이 터닝 기어 윤활유 펌프 출구 압력보다 증가됨에 따라 터닝 기어 윤활유 펌프 출구 역지 밸브가 닫히게 되어 터닝 기어 윤활유 펌프에 의한 유량은 형성되지 않으며, 주 윤활유 펌프에 의해 베어링에 윤활유가 공급된다.
g. 증가된 주 윤활유 펌프 속도로 인해 승압 펌프의 속도가 증가되어 승압 펌프 출구 압력이 주 윤활유 입구 펌프 출구 압력 보다 높게 되어 주 윤활유 입구 펌프 출구 역지밸브를 닫히게 하여 주 윤활유 펌프의 흡입원을 승압 펌프가 담당하게 된다. 따라서 정상 운전중 베어링 윤활유 공급은 주 윤활유 펌프에 의해 이루어지며 주 윤활유 펌프 흡입원은 승압 펌프가 담당하게 된다.
h.펌프 자동 기동
- 교류 및 직류 전동기 구동 펌프는 윤활유 ‘저’ 압력 상태에서 자동 기동되나 윤활유 압력이 회복되더라도 자동으로 정지하지 않는다. 제어 스위치는 정상 운전중 ‘자동’ 위치를 유지한다.
i. Spring Return형 제어 스위치
- ‘자동’위치에서 녹색등이 켜지며, ‘수동’으로 펌프를 정지시키고자 할 때는 스위치를 ‘STOP’위치에서 Pull Out시켜야 함
- 주 윤활유 펌프의 흡입 압력이 10psig 이하가 되면 주 윤활유 입구 펌프가 자동으로 기동되며, 이때 주 윤활유 입구 펌프가 동작되지 않고 압력이 계속 감소되면 터닝 기어 윤활유 펌프가 자동으로 기동된다.
- 주 윤활유 입구 펌프나 터닝 기어 윤활유 펌프로 공급되는 교류 전원이 상실되면 비상 윤활유 공급 펌프가 자동으로 기동된다.
- Lift Pump는 터닝 기어 전동기의 회전력 (Torque)이 터닝기어에 발생시키는 응력을 줄이기 위해 고압의 윤활유를 베어링의 하부 표면으로 공급한다. - 충분한 유압이 형성되면 축은 약 2 - 5 mils (0.005 - 0.0127 mm)정도 들림.
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