안녕하세요, 강하일도입니다. 공기 압축기와 압축공기 시스템 시리즈 네 번째 편으로 Centrifugal 압축기의 운전에 대해 작성하였습니다.
1. Surge 현상
Surge는 압축공기가 역류하는 현상으로, 설비의 운전이 급변할 때 발생할 수 있습니다. Surge 발생 시 압축기의 성능 저하뿐만 아니라 주요 부품 손상을 초래할 수 있으므로 철저한 관리가 필요합니다.
| 발생 시기 | Surge 현상 | 영향 |
| 기동 시 | 유량 Hunting | 공정 불안 및 생산 손실 |
| 정지 시 | 역 Flow / 역 Thrust | Seal, Bearing, Impeller, Shaft 손상 |
| 저부하 운전 시 | 압력 Hunting | Seal, Clearance, Leakage 증가 |
| 부하 변동 | 온도 급상승 | 효율 저하 |
| 외부 충격 | 진동 / Noise | 수명 단축 |
| Driver 불량 | Trip 발생 | - |
2. Blow off
Surge를 방지하기 위해 Discharge 유량의 일부를 폐기하는 Blow off 방식이 적용됩니다. 이를 통해 압축기의 안정적인 운전이 가능해집니다.
3. Performance Curve와 운전 제어
Centrifugal 압축기의 성능 곡선(Performance Curve)에서 주요 지표를 분석하고 적절한 운전 전략을 수립해야 합니다.
3.1 Surge Area
Surge 발생 구간을 설정하고 운전 범위를 벗어나지 않도록 제어하는 것이 중요합니다.
3.2 Turndown Ratio
Turndown Ratio는 압축기의 최소 유량 대비 최대 유량 비율을 의미합니다. 효율적인 운전을 위해 적정한 범위를 유지해야 합니다.
| Turndown Ratio | 특성 |
| 20~30% | 효율적인 범위 |
| 넓은 경우 | 효율 저하 |
| 좁은 경우 | 변동 대응 저하 |
3.3 IGV (Inlet Guide Vane) Control
IGV를 조절하여 Capacity 및 Pressure Margin을 최적화해야 합니다.
3.4 Choke Point
압축기의 최대 유량 한계점을 초과하지 않도록 유의해야 합니다.
4. 운전 시 주의사항
Centrifugal 압축기의 안정적인 운전을 위해 다음 사항을 고려해야 합니다.
4.1 Surge 발생 구간 및 설정 확인 필요
운전 조건에 따라 Surge 발생 가능성이 높은 영역을 사전에 파악하고 적절한 설정을 유지해야 합니다.
4.2 Turndown Ratio 확인 필요
적절한 Turndown Ratio(20~30%)를 유지하여 효율 저하 및 변동 대응 문제를 방지해야 합니다.
4.3 초기 기동 시간 고려 필요
기동 시 보조 오일 펌프 가동 시간을 고려해야 하며, 특히 동절기에는 오일 온도를 확인하여 원활한 기동이 이루어지도록 해야 합니다.
5. 결론
이번 글에서는 Centrifugal 압축기의 운전에 대해 설명하였습니다. Centrifugal 압축기의 안정적인 운전을 위해 Surge 현상 방지, Blow off 제어, Performance Curve 분석 및 운전 최적화가 필요합니다. 또한, 운전 시 주의사항을 철저히 준수하여 압축기의 성능과 수명을 유지하는 것이 중요합니다. 다음 글에서는 압축공기의 특성과 품질기준에 대해 다룰 예정입니다.