산업 급수

응용 제품 관리자 Michael Laustsen 제작, 그런포스, 덴마크

소개

펌프 운전은 최저 생산 비용으로 최대 출력을 발휘하여 최적의 생산 능력을 제공하는 데 중요한 역할을 합니다. 이는 물 소비, 폐수 배출 및 에너지 사용에 관한 것이므로 산업 급수 또는 유체 기반 시설 모두가 회사 “친환경 프로파일”에 중요한 역할을 합니다.

목적

이 글의 목적은 산업 급수라고 말할 때 그런포스에서는 이것이 무엇을 의미하는지 설명하고 제시하기 위한 것입니다.
다양한 펌프 운전과 작업에 대한 설명이 제공되고 고객의 생산 설비에 완벽한 유체 기반 시설을 설립할 수 있는 충분한 가능성을 제공합니다.

1. 산업 급수

산업 급수는 다양한 응용 제품을 포괄하는 매우 광범위한 주제입니다. 일반적으로, 산업 급수는 특정 응용 제품보다는 현장에 완벽한 유체 기반 시설을 마련하려는 마음 가짐으로 생각해야 합니다. 넓은 장소에서 펌프 기반 시설을 운영하는 경우 문제는 너무 많은 일이 진행되기 때문에 전체적인 개요를 파악하기 어려울 수 있다는 점입니다. 보일러, 냉각 압축기 또는 기타 프로세스 장비 등, 특정 OEM 장비에 관한 개요는 일반적으로 문제가 되지 않지만 나머지 모든 사항은 많은 노력을 요구합니다. 또한 전체적인 그림을 보지 못하면, 펌프 운전이 어렵고 다양한 루프를 효율적으로 운영할 수 없습니다. 게다가, 개요를 파악하지 못하면 고장 발생시 문제를 발견하기가 매우 복잡해 집니다. 그러므로, 개요를 파악하는 것이 가장 필수적이며 이를 위한 효과적인 방법은 펌프를 직접 파악하는 것입니다.

따라서 아래와 같이 공장의 여러 부분에서 많은 펌핑이 일어나는 시스템을 보유한 경우는 펌프를 Scada 또는 BMS 시스템에 연결해야 합니다

아래는 펌프를 연결하면 어떤 모습인지에 관한 사례가 나와 있습니다. 따라서 무슨 일이 진행되는 지를 확인할 수 있습니다.

이외에도, 알람 확인, 추세 곡선 및 이벤트 로그 확인 등이 가능하기 때문에 시스템 상황을 파악하는 데 도움이 됩니다. 게다가, 갑작스런 고장 및 생산 중단 등의 응급 상황이 발생하기 전에 시스템 마모 및 파손에 미리 대처할 수 있습니다. 그러므로, 간편한 개요를 바탕으로 좋은 인프라를 구축하는 것은 여러가지 이점을 있습니다.
개별 루프와 펌프 작업을 최적화하고 보다 우수한 성능의 기반 시설을 구축할 수 있기 위해 알아야 할 몇 가지 기본적인 펌프 설정 과정이 있습니다. 일반적인 펌프 문제 또는 작업:

• 가압
• 수위 제어
• 여과
• 유체 운송

위에 언급된 문제는 모두 그런포스 iSOLUTION으로 해결할 수 있습니다. 그런포스 iSOLUTION은 그런포스 제품을 더욱 지능적으로 이용하여 펌프가 설치된 시스템을 단순화하고 최적화할 수 있습니다. 이는 펌프가 분리되어 있는 것이 아니라 항상 큰 시스템의 일부로 다른 모든 구성품과 공조하기 때문입니다. 바로 이런 이유로 그런포스는 새로운 솔루션을 개발할 때 펌프뿐 아니라 전체 시스템까지 고려하고 있습니다.
그런포스 E-솔루션 및 그런포스 iSOLUTION이 바로 그 증거입니다.

그런포스 E-솔루션 – 통합 지능

그런포스 E-솔루션은 펌프, 모터 및 주파수 드라이브를 모두 한 제품 안에 통합한 것이 특징입니다. 주파수 드라이브는 요구에 따라 펌프 속도에 지속적으로 적응하기 때문에, 상당한 펌프 에너지를 절약할 수 있습니다.

그런포스 iSOLUTION – 펌프 시스템 최적화

그런포스 iSOLUTION은 그런포스 포트폴리오에 최신 기술을 통합하여 시스템 인텔리전스를 새로운 차원으로 이끌고 있습니다. E-솔루션은 기본적으로 제품에 초점을 두고 있으므로 iSOLUTION은 절약의 범위를 전체 시스템으로까지 확장시키며, 펌프, 드라이브, 제어장치, 보호 장치, 측정 장치 및 통신 장치의 상호 작동 방식을 최적화합니다

2. 가압

가압 시스템은 유체 시스템의 낮은 압력을 높여 충분한 유량과 압력을 얻기 위한 목적으로 개발되었습니다. 가압은 펌프 조절에서 가장 흔히 사용되는 조절 형태 중 하나입니다.
가압 시스템은 시스템 압력을 유량 및 유입 압력에 영향을 받지 않는 특정 지점까지 높이기 위해, 일반적으로 하나 이상의 펌프가 병렬식 부스터 시스템에 설치되어 있습니다.

펌프를 병렬식으로 운전하려면 부스터 시스템에 사용할 펌프를 선택하기 전에 반드시 고려해야 할 몇 가지 사항이 있습니다. 부스터 세트에 관해서는 명확한 답변을 얻기 어렵습니다. 어떤 종류의 펌프가 좋은지, 병렬식으로는 몇 개를 설치해야 하는지 등은 모두 응용 제품에 따라 다릅니다. 고려해야 할 사항 중 몇 가지가 아래 나열되어 있습니다.

• 부스터 세트에 대한 부하 프로파일은 어떻습니까? 병렬 펌프 수에 대한 정보를 제공하기 때문에 이것은 매우 중요합니다. 예를 들어, 최대 유량을 제공해야 하지만, 반면에 펌프 사이즈가 오직 낮은 부하에서만 작동할 수 있는 경우, 이 또한 현명한 방법입니다.
• 최소 유량이란 무엇입니까?
• 예비 펌프가 항상 필요합니까? 또는 최대 유량에 도달해야 할 경우 펌프가 가압 과정에 참여해도 문제가 없습니까?
• 설치는 어떻습니까? 인라인 펌프를 사용하는 것이 더 좋습니까 아니면 끝단흡입 형태가 좋습니까? 이 문제는 배관이 어디서부터 부스터 세트로 연결되는지 그리고 부스터 세트에서 다시 어디로 이어지는지에 따라 결정됩니다. 이것을 알면, 인라인 펌프를 사용할 지 아니면 각진 유입 및 토출 시스템의 표준 펌프를 사용할 것인지가 명확해 집니다.
• 펌프 예비품이 있을 경우, 가능하면 부스터 세트에 동일한 종류의 펌프를 선택하는 것이 현명할 수 있습니다.
• 특정 사이즈의 모터를 재고로 보유하고 있습니까?
• 유지보수 문제. 일부 펌프는 상대적으로 유지보수가 간편한 반면에, 이러한 제품은 일반적으로 가격이 높습니다.

이러한 문제들은 많은 부분을 고려해야 하지만 일단 답변을 얻으면 어떤 종류의 펌프를 선택해야 할지 그리고 병렬 연결의 경우 얼마나 많은 펌프를 설치해야 할 지에 대한 유용한 아이디어를 얻을 수 있습니다.

병렬 결합한 펌프를 운전하는 경우는 최적 및 효율적인 운전을 위해 알아야 할 사항들이 있습니다.
무엇보다, 더 높은 유량이 요구될 경우 다음 펌프를 작동시키는 방법과 시기를 알아야 합니다. 이것은 컨트롤을 갖춘 부스터 세트를 구입한 경우 이미 처리되었지만, 로컬 Scada 시스템에서 제어장치와 프로그래밍을 제공하는 경우, 어떻게 해야 할지 이해하고 있어야 합니다.

3. 수위 제어

물이 저장 수조 안으로 또는 밖으로 펌핑되는 산업 급수 제품에는 수위 제어가 요구됩니다. 수위 제어는 물을 추가하거나 배출함으로써 수조 안에 일정한 수위를 유지하는 것을 의미합니다.
수압 변동이 허용되면, on/off 장치로 최소와 최대 수위 사이를 제어할 수 있습니다.
수압 변동이 최소 수준으로 유지되면, 수위 제어된 펌프는 정확한 조정이 필요합니다.

기본 사항:
제어 견지에서 수조의 크기는 유입 및 배출량에 의해 정의됩니다. 부착된 펌프와 밸브로 탱크를 채우거나 배수하는 데 얼마나 걸리는 지가 중요합니다.

시간 = 수조 체적/유량 [sec = m3/(m3/sec)]

수조 크기:
대형 수조는 안정성을 제공합니다. 천천히 채워지고 천천히 비워집니다.
대형 수조는 저장고로 사용이 가능합니다.
고층 빌딩의 옥상 저수조는 종종 정전시 비상 급수로 이용되며 화재 대비 소방수로 보험 회사에 의해 요구되기도 합니다.

수조 형태:
높고 가느다란 형태의 수조는 낮고 넓은 형태보다 수위 변화가 빠르며 이것은 수위 측정 장비에 영향을 미칩니다. 낮고 넓은 저수조는 감도가 더 높아야 합니다.
높고 가느다란 형태의 수조는 더 빠르고 정확한 펌프 운전이 요구됩니다.

저수조로 물을 공급하는 급수 작업은 일반적으로 크게 복잡하지 않은 간단한 일입니다. 그러나 배수 작업의 경우는 주의를 기울어야 합니다. 자세한 내용은 ‘유체 운송’ 항목을 참조하십시오.

4. 여과

필터에 물 또는 다른 액체를 공급하는 것은 매우 일반적인 작업입니다. 산업에서 유체 여과에 대한 수요는 현재 증가하는 추세입니다. 이것은 사용하는 유체/물의 순도에 대한 기대가 높아지고 있기 때문이며, 이 물이 세척 용수인지 또는 생산 공정에 직접 사용될 용수인지와는 무관합니다. 세계 여러 곳에서 물이 점점 귀해지고 있다는 사실은 물의 재활용에 대한 인식을 높이고 있으며, 따라서, 이전에 버려졌던 물도 이제는 여과되거나 처리되어 재사용이 가능합니다. 최근, 지역 사회에서는 환경 오염에 많은 관심을 가지고 있으며 산업용 폐수를 버리기 전에 올바르게 처리할 것을 요구하고 있습니다. 마지막으로, 지역 사회는 환경 오염에 더 많은 초점을 맞추고 있으며, 산업 폐수는 버려지기 전에 적절하게 취급되어야 한다고 요구하고 있습니다. 따라서 여과 작업이 많아지고 있으며 이는 펌프 수요의 증가를 의미합니다.

다양한 요구에 맞는 여러 가지 종류의 필터가 시중에 나와 있습니다. 이 백서에서는 이 문제를 깊게 다루지는 않지만 다양한 기술에 대한 간략한 정보를 제공합니다. 보다 자세한 설명이 필요한 경우 그런포스 홈페이지의 수처리 항목을 참조하십시오.
여과는 고체 입자를 유체로부터 분리하는 과정입니다.

아래 그림은 여과에 대한 개략적 설명입니다

5. 유체 운송

유체 운송은 위에 언급한 다른 것처럼 표준 시스템은 아니지만, 물의 재사용이 점점 더 문제가 되고 있기 때문에 더욱 중요해 지고 있습니다. 유체를 A에서 B로 이동시킬 경우 명심해야 할 몇 가지 사항이 있습니다.

• 유체 안에 고체가 섞여 있으면 배관에 유량이 충분하지 않기 때문에 침전 문제가 발생할 수 있습니다.
• 펌프의 배수측과 유입측 중 어느 쪽을 제어할 것입니까? 배수측은 일반적으로 펌프에 문제를 일으키지 않지만 아래 그림에 나타난 것처럼 저수조에서 물을 빼 낼 경우, 주의를 기울여야 합니다.
• 아래 그림 같은 시스템의 경우, 공회전 또는 공동화 현상에 주의하십시오.
• 수조 내부에 와류가 발생하지 않도록 하십시오. 수조를 통하는 유량이 너무 많으면, 유체 표면에 와류가 형성되는 경우가 있습니다. 이것은 유입 압력이 생각만큼 크지 않다는 뜻이며 와류가 발생하면 시스템에 주기적인 공동화 현상이 나타납니다.
• 수조 안에 너무 많은 난류가 발생하지 않도록 하십시오. 수조의 난기류로 인해 펌프가 수조 밖으로 충분한 양의 물을 흡입하는 것을 불가능하게 만들 수 있습니다. 다시 말하면, 수위가 높다고 판단되어도, 난류로 인해 펌프가 물을 흡수할 수 없게 됩니다. 수조의 프라이밍은 종종 이러한 난류를 만들어 냅니다. 특히 프라이밍은 물 표면의 변동이 심하거나 또는 수조 유입구가 배수구 바로 옆에 있는 경우 나타납니다.
• 물에 기포가 발생하지 않도록 주의하십시오. 기포는 펌프가 물을 흡수하지 못하는 위험을 유발할 수 있으며 결과적으로 기대하는 성능을 얻을 수 없게 됩니다.
• 수조 내의 유량이 과도하면 난류가 발생할 수 있으므로 주의하십시오.

결론

산업 급수 또는 기반 시설은 특정 응용 제품에 의존하기 보다는 마음 가짐이 중요합니다. 이러한 마음 가짐은 전체적인 유체 기반 시설을 살피고, 단지 OEM 공급업체가 제공한 정보가 아닌 전체적인 상황을 파악할 것을 유념하는 것입니다. 메인 프로세스 장비에 기울인 노력만큼 Scada 또는 BMS 시스템에 연결된 시스템의 모든 펌프를 파악해 두십시오. 전체적인 개요를 알고 있으면, 가압, 수위 제어, 여과 또는 유체 운송 등 펌프가 어떤 역할을 하고 있는지에 상관없이, 작업을 더 효율적으로 진행할 수 있는지 여부를 보다 쉽게 판단할 수 있습니다.

개요에 대한 이해 및 특정 펌프에 대한 올바른 제어 전략을 사용하면 다음과 같은 장점이 있습니다.

• 에너지 절약
• 전체 생산 공정에서 보다 높은 성과
• 물 사용량 감소
• 고장시 보다 신속히 반응하고 Scada 또는 BMS 시스템을 통해 더 나은 개요를 확보할 수 있기 때문에 고장 방지
• 예를 들어, 공장의 여러 장소에서 동일한 펌프 종류 또는 모터를 사용할 경우, 예비품 최적화.

위에 언급된 장점은 그런포스 iSOLUTION(지능형 솔루션)으로 가능합니다. 이러한 접근 방식은 펌프를 너머 전체 펌프 시스템의 최적화로 이어집니다. 그런포스는 고객의 요구를 파악하고 고객이 장기적으로 비경제적인 상황에 직면하지 않도록 지원합니다. 예를 들어, 산업 시스템에 가장 지능적으로 효과적인 펌프 조절 장치를 설정해 드립니다.

또한, iSOLUTION을 사용하면 여러 가지 다른 이점을 얻을 수 있습니다. 펌프 성능뿐 아니라 전체 시스템 성능을 감시할 수 있는 가능성을 얻게 되고 또한 설정점 조절이 필요한 경우 보다 신속히 반응할 수 있습니다.