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개요

이라크 전력청 컨테이너형 디젤 발전소 프로젝트 Containerized Power Plant (CPP)



장점

짧은 공사기간

  • 모듈형으로 짧은 운송기간과 쉬운 설치
  • 간단한 부지정리로 건축 없이 발전소 설치
  • 선 제작 관리

높은 신뢰성

  • 중속 및 저속 디젤엔진으로 장수명과 유지 보수에 유리
  • 전세계 해외지사를 통한 A/S
  • MAN  Diesel & Turbo and Niigata Power System’s 라이센서의 기술 협력

발전사업의 다양한 형태

  • 민자 독립 발전 사업
  • 렌탈 발전 사업
  • 산업 플랜트 내 자가상용발전 및 비상 발전 사업 (정유공장, 제철소, 시멘트 공장 등)
  • 전력 수요 관리 (기저부하 상용발전, 첨두 발전, 정전 복구 등)
  • 연속 상용 운전
  • 다양한 부하에 따른 대응 

경제적인 운영

  • 중유 (벙커 A/B/C) 연료 활용
  • 윤활유, 연료 소비가 고속에 비하여 낮음
  • 쉬운 유지보수 및 운영

조감도

동영상

STX World Best

희망과 열정이 가득한 이곳은 반디 4.0이 설치될 이라크 현장입니다.디젤파워플랜트는 크게 DPP와 CPP로 구분할 수 있는데요, 다음영상을 통해 간략하게 알아보도록 하겠습니다. DPP는 디젤파워플랜트의 약자로 파워하우스내의 전력생산을 위한 엔진 및 발전기와 보조기기들이 설치되고, 외부에는 연료 탱크, 펌프하우스, 라디에이터, 보일러 및 변압기 등이 설치 됩니다.

CPP는 컨테이너라이즈드 파워플랜트의 약자로 파워하우스 없이 엔진 및 기자재를 컨테이너 안에 모듈화 하여 현지에 설치하는 방식입니다. 이번 이라크 MOE PJT는 패스트트랙 컨셉을 바탕으로 이에 적합한 CPP타입을 적용하였습니다.

CPP는 다음과 같은 장점이 있습니다.
첫째 단기간 내 전력공급이 가능하고,
둘째 설치가 편리합니다.
셋째 초기설치비와 운영비가 저렴하고,
넷째 운송과 이동이 편리합니다.
그리고 다양한 지역에 적용이 가능합니다.
저희 STX CPP PJT의 네임인 반디는 반딧불을 의미합니다.

자 이제부터 반디 4.0을 시공하기 위한 과정을 살펴보도록 하겠습니다.
패스트트랙 컨셉으로 토목공사와 설치공사를 심플하게 하기 위해 파워블록 컨셉을 도입하였습니다.

파워 블록은 가로 170m 세로 70m이고, 이러한 파워블록 4개가 하나의 플랜트를 구성하게 되며, 배치는 현장여건에 따라 변경될 수가 있습니다. SCOPE OF WORK는 표에서 보는 것과 같습니다.

주요기자재 설계 및 구매업무와 civil 및 construction으로 구분이 됩니다. Civil 및 construction업무에 대해서 알아보면, 다음과 같습니다.

가설공사, 토목공사, 전기 및 배관공사와 스토리지 탱크 시공 및 기자재 설치 공사로 나눠 집니다.
공사기간에 필요한 유틸리티는 계약처가 공급하되 커미션에 사용되는 컨슈머블은 발주처에서 공급합니다.

프로젝트의 전체 공기는 하나의 플랜트 당 6개월에 공기로,

설계 조립 운송 설치 시공까지 모든 공정이 유기적으로 움직이지 않으면 완성하지 못하는 프로젝트입니다. 때문에 철저한 프로젝트 관리가 이루어져야 합니다.

사이트에 사전조사 시 기상 입지조건 지반조사 법규 및 부지상태를 파악하고, 이때 사이트 체크시트를 활용하여 주요항목들을 체크합니다. 이 데이터는 설계뿐만 아니라 효율적인 공사 수행계획에 반영됩니다.

구성 품 소개
MDU는 메인 디젤 유니트의 약어이며, 엔진 제너레이터 Lo쿨러 등의 주요기자재로 이루어져 있습니다.
MDU Enclosure의 크기는 가로 17.4m 폭 4.2m, 높이 4.5m입니다.

이번 프로젝트는 다음과 같은 엔진모델이 적용될 예정입니다.
18V28/32S엔진은 반디 4.0에 적용되며, Gen-set의 Dry Weight는 72ton 입니다.
16V34HLX엔진은 발전기 출력 기준으로 7.8 MW 전력생산이 가능하며
경우에 따라 발전기 출력기준 8.7MW의 18V32/40 엔진도 적용이 가능합니다.

HSU-A는 엔진의 연료분사를 위해 요구되는 최적의 상태를 위하여, 연료를 가압하고, 연료의 정도를 12~14cm 스톡을 유지하기 위한 FO Booster Module로 구성되어 있습니다.

HSU-B는 HFO연료 및 윤활유 내 수분이나 불순고형물질을 제거하기 위한 HFO Purifier Module 과 L.O Purifier Module로 구성되어 있습니다.

HSU-C는 엔진의 연속적이고 안정된 운전을 위하여 HFO연료를 저장하기 위한 HFO Settling Tank 및 HFO Service Tank로 구성되어 있습니다.

DSU는 DO연료를 저장하기 위한 DO Service Tank로 구성되어 있습니다.

PSU-A는 연료 및 윤활유를 스토리지 탱크로 이송하는 설비 및 운전 중에 발생한 waste oil을 외부로 배출하는 설비로 구성되어있습니다.

PSU-B는 스토리지 탱크에서 각종설비에 연료 및 운활유를 이송하는 설비 입니다.

PSU-C는 서비스 탱크에서 엔진으로 연료 및 윤활유를 공급하는 설비와

연료 내 황 성분에 의한 엔진연료분사노즐에 고온 부식을 예방하기 위한 노즐 쿨링설비로 구성되어 있습니다.

SAU는 엔진기동에 필요한 compressed air 및 각종설비에 control air를 공급하는 설비로 구성이 되어있습니다.

WTU는 원수를 엔진의 고온 및 저온냉각수 계통의 순환수로써, 요구되는 수질을 만족시키기 위해 설치되는 수처리 설비를 말합니다.

THU는 HFO연료 및 윤활유의 heating을 위하여 thermal오일을 가열하여 펌프를 통해 각각의 탱크 및 기자재로 공급하는 설비입니다.

Radiator는 엔진 냉각을 위해 적용되는 설비로써 H/T와 L/T radiator core를 냉각하는 컴바인드 타입이 사용됩니다.

TANK FARM에는 HFO 및 DO연료를 저장하기 위한 탱크가 설치됩니다.

HFO Storage tank는 15일 연속운전 가능한 용량을 가지며,

DO Storage tank는 5일 연속운전이 가능한 용량을 가집니다.

MCU는 Main Control Unit으로 MV 및 LV 스위치기어 설비가 설치 됩니다.

디젤파워플랜트는 여러 엔진 generator가 병렬운전을 통해 송전하므로 그에 따른 싱크로 기능이 특징적입니다.

CCR은 Central Control Room으로 엔진 및 generator 스위치기어, TR, sub station을 모니터링하고 컨트롤 합니다. 구성은 주요 컨트롤패널과 HMI로 구성됩니다.

Step up transformer(T/R)는 생산된 전기를 송전하기 위해 high 볼티지로 변환하는 장치 입니다.

Switch Yard는 Step up transformer와 grid를 연결시켜주는 변전소 입니다.

이번 MOE2500 PJT의 Switch Yard는 발주처에서 담당합니다.

CPP 시공/ 설치
그럼 CPP civil부분의 주요 공정 별 시공과정을 살펴보도록 하겠습니다.

먼저 Soil test를 통해 토질의 특성을 파악하고, 이 데이터를 근거로 지반개량 유무를 판단합니다.
지반이 연약한 경우는 디젤엔진의 동하중을 고려한 지반개량 또는 파일시공이 필요합니다. 또한 대지저항을 고려해 기초 타설 전에 적절한 접지공사를 실시합니다.

공사를 시작하기 앞서 사이트 진입로를 확보한 후 울타리와 현장사무소 개설 등의 가설공사를 수행합니다. 시공과 시운전시 거주하는 인원을 위한 공사용 숙소도 설치 되어야 합니다.

부지정지 작업은 토질과 암반의 상태 경사도와 배수상태 등을 고려해야 합니다. 기초공사에서 CPP는 엔진과 기자재가 모듈형태로 제작 공급 되기 때문에 기초사이즈와 기초간 간격이 정확하게 시공되어야 합니다.

기초의 종류는 크게 탱크기초, 탱크DIKE, Gen-set 기초, 보조 기자재 기초, PIPE Rack 기초, TR기초로 구분할 수 있습니다.

탱크기초는 탱크의 하중을 고려하여 줄기초 및 매트기초를 적용하고, Gravel 및 Sand Filling은 완충 작용을 하며, Bituminous Paint를 시공합니다.

기초공사가 완료되면 DIKE공사를 실시하고, 탱크를 설치 합니다.

Gen-set 기초는 기종에 맞게 하중을 고려하여 설계되어야 합니다.

터파기 후 거푸집설치 및 철근 배근을 하고 소화열 발생에 최소화를 위한 콘크리트 타설과 양생을 합니다. 16V34HLX의 경우 큰 하중으로 인해 기초의 깊이가 더 깊어집니다.

두 번째 보조기자재 기초로는 Radiator, HSU, PSU, CCR 및 MCU 등의 기초가 있습니다. Pipe Rack 기초는 2열로 타설합니다. Transformer 기초 및 방화벽 설치 작업을 합니다 오 배수 배관 공사는 수질성분기준에 의거하여 외부로 배출하고, 탱크 DIKE내 히트 배수는 Oily water separator를 거쳐서 슬러지와 구분하여 Storm Drainage로 유도 배수합니다.

도로의 폭은 왕복 6m기준으로 콘크리트 포장을 하며, 나머지 부분은 자연 토사다짐 및 레벨링 합니다.
Fence는 블록 또는 체인 링크드 타입 중 지역환경에 맞는 타입으로 선정합니다.

엔진기초 및 각 equipment foundation이 완료되면 선 제작한 파이프랙 모듈을 순서에 맞게 설치 합니다.

파이프랙과 각 기계에 연결 배관 스풀을 설치하며, 이때 각 모듈의 인터페이스를 고려하여 설계도의 치수에 맞추어 정확하게 시공이 되어야 합니다. 파이프랙에 주요한 cable tray를 사전설치 함으로써 설치기간과 자재의 사용을 줄이며, 공간의 활용도를 높입니다.

다음은 가장 중요한 구성품인 Gen-set 설치에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

18V28/32S 엔진의 경우 콘크리트 파운데이션에 Soil Condition은 60kN/m2 이상 이여야 하고, 압축강도는 28일 양생 후 180kg/cm2이상이어야 합니다. 그라우트의 양생 및 접착이 잘될 수 있도록 Chipping 작업을 실시한 후 이때 생긴 이물질을 제거합니다.

Pad plate을 설치한 후 방청유를 제거 한 base plate를 설치합니다. Anchor bolt 및 jack bolt를 base plate 위에 설치 합니다 Jack bolt를 이용하여 양쪽 plate에 levering을 기준치 이내로 바꾸고 Grout를 포설합니다. Gen-set을 전용리프트 tool을 이용하여 기초 위에 안착시킵니다. 엔진의 Deflection을 확인한 후, 최종 Grout 작업을 실시 합니다.

MDU에 Enclosure 설치 하기 전까지 외부로부터의 먼지 및 이물질이 엔진으로 들어가는 것을 방지하기 위하여

Gen-set의 외부 보호 커버는 쉬운 상태로 보관 해야 합니다. 16V34HLX엔진에 콘크리트 파운데이션에 Soil condition은 250kN/m2이상이어야 하고 압축강도는 28일 양 생후 180kg/cm2 이상이어야 합니다. Chipping 작업을 실시한 후 이때 생긴 이물질을 제거합니다.

엔진거치를 위한 Pad plate를 설치하고, Anchor 박스 내 Anchor bolt를 설치 합니다. Gen-set을 전용리프트 tool을 이용하여 기초 위에 안착시키고 Anchor bolt를 체결하여, 고정시킵니다 Shim Plate를 삽입하여 Gen-set에 얼라이먼트를 맞추고 엔진을 turning 시켜 Deflection을 check한 후 Grout를 포설합니다.

Gen-set 설치 완료 후 MDU설치는 다음과 같습니다.
보조 equipment를 설치하고 MDU내부배관을 설치합니다. Enclosure 주 기둥을 설치 한 후, ventilation fan 및 소음기를 설치 합니다.

MDU 측면 외함과 3부 외함을 설치 합니다. MDU 상부 보조 Equipment를 설치하고, 배관을 설치 합니다.
MDU 설치 후, HSU, PSU, SAU, WTU, THU등을 설치레일아웃에 준하여 정확히 설치합니다. 케이블이 집중되는 MCU와 CCR의 경우 모듈자체를 지상1m위에 설치함으로써 케이블 트레이가 트렌치없이 설치되게 하여 civil work를 최소화하고, 설치를 심플하게 합니다.

모든 equipment 모듈 컨테이너의 설치가 끝나면 기 설치된 각 시스템별 배관 및 케이블을 연결하여 설치를 완료합니다.

MV Power Cable은 generater에서 MCU를 거쳐 Transformer로 연결하며, LV Power cable은 MCU에서 각MCC로 연결됩니다. 또한 Control Cable은 CCR에서 MDU 및 각 모듈로 연결되게 됩니다.

Pre-Commissioning은 Commissioning 착수 전 모든 설비들이 정확히 설치되고, 운전가능한지를 점검하는 작업입니다 Pre-Commissioning은 다음의 순서로 진행됩니다 엔진 및 기자재가 설계에 맞게 설치되어있는지 확인하는 System conformity Check를 실시하고, 기기의 얼라이먼트, 배관압력, 케이블 결선을 확인하는 Static/De-energized Test를 실시합니다.

그 다음으로 배관내의 Cleaning 및 플러싱 작업을 실시하여, 기기 및 배관 내의 이물질을 제거하는데, 본 PJT에서는 배관을 spool로 하기 때문에 Cleaning 및 플로싱 작업을 최소화 할 수 있습니다.

엔진과 Equipment에 대해 모터 회전 방향, 압력, 진동, 소음, 드라이브 오퍼레이팅 테스트 등을 실시 합니다. 마지막으로 각 모듈의 일렉트리컬 function test는 Site inspection test 프로시저에 따라 시행되며, 주요 test항목은 기자재에 따라서 다양합니다.

일반적인 테스트 항목은 런, 스탑시물레이션 테스트, 트립, 알람으로 구성이 됩니다. 이러한 과정을 통해 Pre-Commissioning을 완료하고 Commissioning에 착수합니다.

Commissioning은 Gen-set Safety and Protection Check, Load Test, Parallel Test, 그리고 최종적으로 Performance Test의 순서로 진행됩니다. Gen-set의 function Test 항목은,
첫째 Protection relay
둘째 start/stop
셋째 trip, alarm으로 구성됩니다.

Load Test는 capacity의 25%, 50% 75%, 100% 부하를 정해진 시간 동안 테스트하는 것이며 Diesel generator의 loading curve는 그림의 loading diagram과 같습니다.

서든 로드는 일반적으로total capacity의 30% 수준입니다. 또한 메인 및 보조 기자재가 100% 출력에서 성능저하가 없는지 확인해야 합니다.

Parallel Test는 Diesel generator가 병렬 운전하기 위해 싱크로라이징하는 것을 Test 하는 것으로써 이러한 병렬 운전에 의한 송전방식은 다른 파워플랜트와는 다른 디젤파워플랜트의 특징적인 점입니다.

마지막으로 Performance test를 통해 공급자가 제시한 출력, Fuel Consumption에 만족하는 성능을 발휘하는지를 확인합니다.

뜨거운 태양 아래서 흘린 여러분의 땀방울이 바로 세계를 향한 STX의 미래입니다.

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