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Fig.2.50 Concept of charge pump control for motor motor Fig.2.51 Deck heater-plate heat exchanger. Fig.2.77 Full lift pump-multi speed (variable speed) Fig.2.78 Lift pump/DOL +booster pump/multi drive.

연구 배경

응용설계사례를 통해 설계기준을 제시하고, 전동기 구동 카고펌프와 유압엔진 구동 화물의 고비중, 고점도 유체 작동에 대한 이론적 계산을 통해 전동기 구동 펌프 구동의 장점을 비교, 연구하였다. 펌프 및 FPSO 성능선에 적용되는 설계를 진행하였습니다. 사례를 인용함으로써 전동식 카고펌프의 실제 적용 결과를 예측할 수 있으며, 이를 통해 향후 카고펌프 설계 적용을 위한 표준을 제시할 수 있다.

연구 내용

실제 FPSO 선박에 적용되는 펌프 설계사례를 연구하고, 설치방법 등 전동기 구동형 카고펌프의 우수성을 운용자 관점에서 직접 검토 검토하여 설계기준을 확립합니다. 4장에서는 전동식 카고펌프의 경제성과 적용방법을 사례로 분석, 요약하고, 5장에서는 전동식 카고펌프의 장점을 정리하고 설계방향 및 설계기준을 제시하며 본 논문을 마무리한다.

펌프 이론

압력효율( )은 펌프에 의해 발생하는 이론적 양정을 Hth로 가정하여 계산됩니다. Pl은 펌프 내부의 기계적 손실력을 나타냅니다.

펌프의 종류

일반적으로 수평 펌프는 펌핑 효율성 측면에서 수직 펌프보다 더 유리합니다[14]. 그림 2.11에 도시된 바와 같이, 축류 펌프는 베인을 들어 올려 유체에 속도 에너지와 압력 에너지를 전달하여 유체가 축 방향으로 회전 기계 안팎으로 흐르도록 합니다.

카고 펌프 종류

펌프룸 펌프

유압모터 구동펌프

유압모터 구동펌프를 작동시키기 위한 전기모터 외에 엔진이 부족한 동력을 보충하기 위해 연료유 탱크가 필요할 수 있다. 그림 2.53에 표시된 것처럼 유압식 모터 구동 카고 펌프의 최적 작동은 펌프 활용도를 극대화하고 소음을 줄이는 데 필수적입니다.

전동기 구동펌프

슬롭 펌프, 소용량 펌프, 소형 화학물질 운반용 카고 펌프로 사용할 수 있습니다. FPSO 프로세스 펌프로 사용하거나 별도로 사용할 수도 있습니다.

LNG 펌프

초저온 카고펌프 시장은 일본 에바라·신코·니키소 등이 독점하고 있으며 전량 국내에 수입된다. 또한, LNG 펌프의 경우 실제 LNG 부하를 이용한 시험운전이 필요하므로 별도의 시험설비가 필요하다.

해수공급 펌프

비상소화 펌프

화물 펌프 선택에 영향을 미치는 기술적 요소에는 선박 설계, 운영 측면, 구조적 측면 및 환경적 요소가 포함됩니다. 유지보수 등이 있으며, 건설적인 측면에는 펌핑 시스템의 다양한 부품이 포함되며, 오염 가능성과 환경적인 측면도 카고 펌프를 선택할 때 중요한 요소 중 하나입니다.

펌프 설계

선박 설계에 미치는 영향에는 에너지 소비, 공간 설계, 시스템 중량, 작동, 소음, 작동, 비상 펌프, 스트리핑, 대기 펌프 및 유지 관리 측면이 포함됩니다. 측면 프로필도 카고펌프를 선택할 때 중요한 요소 중 하나입니다.

경제성 분석

45K 및 75K 유조선 선박에 유압구동 카고펌프와 전동 카고펌프를 적용한 결과는 다음과 같으며, 향후 선박에서도 설계, 설치, 운영 측면에서 많은 이점이 기대되므로 적극적인 평가와 적용이 기대된다. 유압구동펌프의 경우 친환경과는 거리가 멀었고, 앞으로 요구되는 더욱 엄격한 친환경 요구사항 하에서 친환경 운전 측면에서 전동식 카고펌프가 훨씬 더 유리한 것으로 나타났다. .

고비중 고점도 액체구동 적용

펌프 설계

그러면 필요한 점도를 수평으로 볼 수 있고 교정 효율 곡선을 수직으로 볼 수 있습니다. 이 점은 필요한 점도의 액체에 대한 펌프 성능 곡선으로 사용됩니다.

운전성능 분석

펌프 용량과 소비 전력은 다음과 같습니다. 유압모터로 구동되는 펌프의 작동에 따른 소비전력 및 토크 계산은 다음과 같습니다. 소비전력(P 소비)은 설계변수로부터 계산됩니다.

FPSO 적용

펌프 설계

DW 펌프의 경우 펌프 종류에 따라 차지펌프의 축 길이가 결정되는 경우 LPG 펌프와 마찬가지로 축 길이를 1.4m로 설정하여 FPSO 선박에 적용 시 큰 문제는 없다. . 실제 표기된 부분은 부재와의 간섭으로 길이를 조정한 사례로, 펌프의 임펠러 부분 수리를 위해 출구 경로를 검토한 것이다.

배관 및 전기계통

H/V(고압) 모터가 아닌 M/V(중압) 모터를 사용할 목적으로 T/R은 일반적으로 화물펌프 업체에서 공급하고 있습니다. 이는 전동모터구동펌프의 장점 중 하나로, 유압식 카고펌프에 비해 유압파워박스의 면적을 또 다른 장비 설치면적으로 활용할 수 있다는 점이다.

펌프 운전

펌프 설치

펌프 설치시에는 그림 3.30과 같이 공용 커플링을 모터에 연결한 후 오일탱크와 오일탱크를 설치하여 배기시키십시오. 펌프 헤드 수리를 위한 외부 이동 경로는 그림 3.32와 같이 평가되어야 하며 이동 방법을 고려해야 합니다.

경제성

총 경제성은 초기비용 이자 8%와 대출기준으로 선박의 경제적 운용기간인 20년을 기준으로 연간 운용비용을 합산하여 계산하였으며, 연구를 통해 경제적 타당성을 알 수 있었다. 약 10년 운영 후 초기 비용을 모두 회수합니다.

적용방안

그러나 본 연구를 통해 가격 경쟁력, 선주의 성과 향상, 조선소의 생산비 등 비용 절감 경험, 선주의 운영 및 유지 관리 비용 절감, 환경 문제 등이 선박 설계 및 적용의 운영 측면으로 이어졌습니다. 향후 본 연구를 통해 많은 추가 이익이 기대되므로 전기모터를 장착한 카고펌프의 적극적인 적용이 고려되어야 할 것으로 나타났다. 조동주, 김경배, 박명규, "전기모터 구동 카고펌프의 적용에 관한 사례연구", 한국조선학회 추계발표회, 2010.