하나의 계기가 설치되기까지 엔지니어가 챙겨야 할 것들
플랜트 전기계장 (15)
플랜트에서 계장 엔지니어로 일하다 보면 다양한 계측기기를 다루게 된다. 그중에서도 유량 측정을 담당하는 Flow Transmitter(FT)는 플랜트의 흐름을 모니터링하는 데 필수적인 장비다. 하지만 단순히 FT를 구매해서 배관에 설치한다고 끝나는 것이 아니다. 하나의 계기가 정상적으로 동작하기 위해서는 다양한 요소들을 고려해야 한다. 오늘은 '하나의 계기가 설치되기까지 엔지니어가 챙겨야 할 것들'이라는 주제로 FT 설치 과정에서 고려해야 할 모든 요소를 정리해보려 한다.
1. Flow Transmitter(FT)란 무엇인가?
FT는 배관을 흐르는 유체(기체 또는 액체)의 유량을 측정하는 계측기기다. 이를 통해 플랜트에서는 공정이 정상적으로 운영되는지 확인하고, 필요에 따라 유량을 조절할 수 있다. FT의 원리는 다양한 방식이 있으며, 차압식, 전자식, 초음파식 등 여러 종류가 존재한다. 이러한 FT를 현장에 설치하기 위해서는 어떤 과정이 필요할까?
2. FT 설치에 필요한 주요 작업과 연관된 공종들
FT 하나를 설치하기 위해서는 다음과 같은 공정이 얽혀 있다:
설계 및 선정: 어떤 FT를 사용할 것인지 선정하고, 설치 위치를 결정한다.
구매 및 검토: FT를 발주할 때 여러 사양을 비교하고 적절한 제품을 선정한다.
배관 작업: FT가 부착될 배관을 설계하고, 용접이나 플랜지 연결이 필요할 수도 있다.
전기 및 계장 작업: FT가 신호를 송출할 수 있도록 배선 및 통신설비를 구축한다.
DCS/HMI 연동: FT에서 측정된 데이터를 제어 시스템에서 읽을 수 있도록 설정한다.
시운전 및 검증: 설치된 FT가 정상적으로 동작하는지 확인하고, 필요하면 교정(calibration)한다.
3. FT 설치 시 고려해야 할 요소들
1) FT의 압력과 유속 제한
FT는 특정 압력과 유속 범위 내에서 동작하도록 설계되어 있다. 배관 내 압력이 FT의 내압 한계를 초과하면 기기가 손상될 수 있으며, 유속이 너무 낮거나 높으면 측정 오차가 커질 수 있다. 따라서 FT를 설치하기 전, 배관 내 예상 압력과 유속을 계산하여 FT가 견딜 수 있는지 확인해야 한다.
2) 측정 단위와 보정
FT의 측정 단위는 LPM(리터/분), m3/h(세제곱미터/시간) 등으로 표현되며, 공장의 요구 사항에 맞춰 단위를 설정해야 한다. 또한, 현장 조건에 따라 보정이 필요할 수 있다.
3) 설치 환경 고려
FT는 설치 환경에 따라 성능이 달라질 수 있다. 예를 들어:
고온 배관에 설치할 경우 센서 보호를 위한 냉각 장치가 필요할 수 있다.
진동이 심한 배관에는 추가적인 지지대가 필요하다.
유체 성분이 부식성이 강할 경우, FT의 재질을 스테인리스 스틸이나 특수 합금으로 선택해야 한다.
4) 전기 및 신호 연결
FT가 측정한 데이터를 전송하기 위해서는 전원과 신호 배선이 필요하다. 4-20mA 아날로그 신호, Modbus RTU, HART 프로토콜 등 다양한 통신 방식을 사용할 수 있으며, 제어 시스템과의 호환성을 고려해야 한다.
5) 유지보수 편의성
FT는 정기적인 점검이 필요한 장비이므로, 유지보수를 쉽게 할 수 있도록 설치 위치를 고려해야 한다. 쉽게 접근할 수 없는 곳에 설치하면 점검 시마다 큰 비용이 발생할 수 있다.
4. 효율적인 FT 설치 및 관리 방법
FT 설치를 체계적으로 관리하려면, 다음과 같은 절차를 따르는 것이 좋다:
설계 단계에서 모든 요소를 검토 (압력, 유속, 설치 환경 등)
구매 시 성능과 가격을 비교하여 최적의 제품 선정
설치 후 검증 및 캘리브레이션 수행
정기적인 유지보수 계획 수립
5. 플랜트 전기계장 엔지니어가 갖추어야 할 소양
FT 하나를 설치하는 데에도 이렇게 많은 요소를 고려해야 한다. 플랜트 전기계장 엔지니어가 되기 위해서는 단순히 장비를 다룰 줄 아는 것을 넘어, 공정과 기기의 특성을 이해하고, 종합적인 사고력을 갖춰야 한다.
다양한 공정과 기기에 대한 기본 지식
전기, 계장, 배관, 기계 등 타 공종과의 협업 능력
문제 발생 시 해결할 수 있는 논리적 사고력
설비를 장기적으로 유지보수할 수 있는 관리 능력
이러한 역량을 갖춘다면, 플랜트에서 신뢰받는 전기계장 엔지니어로 성장할 수 있을 것이다.
