1.문제
크루즈선 운항 환경에서 엔진은 핵심 동력 장치이며, 엔진 전후 배관의 유동 상태는 엔진의 운전 효율성, 연료 소비 및 전반적인 성능 평가에 중요한 역할을 한다. 과거 프랑스의 한 크루즈선 회사는 오랫동안 엔진 전후 배관의 총 유량 차이를 정확하고 실시간으로 측정할 수 있는 효과적인 수단을 확보하지 못했다. 이로 인해 엔진의 운전 상태 및 성능 평가에 큰 모니터링 사각지대가 발생하였으며, 비효율성이나 연료 낭비와 같은 잠재적 문제를 신속하게 감지할 수 없어 크루즈선의 운용 및 유지보수에 많은 불편과 잠재적 위험을 초래하였다. 또한 회사의 운영 비용 정밀 관리에도 바람직하지 않았다.
2.요구사항
고객들은 크루즈선 엔진의 전면 및 후면 배관 사이의 총 유량 차이를 정확하게 측정할 수 있는 신뢰성 있는 측정 시스템을 절실히 필요로 하고 있습니다. 이러한 차이 데이터를 기반으로, 한편으로는 엔진의 작동 효율성을 평가하고 엔진이 최적 상태에서 운용되고 있는지 여부를 판단할 수 있으며, 다른 한편으로는 연료 소비를 최적화하기 위한 근거를 제공함으로써 크루즈선의 운영 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 엔진의 장기적인 안정적이고 효율적인 운전을 보장하고, 크루즈선의 정상적인 운항 리듬을 유지하는 데에도 기여합니다.
3. 과제
크루즈선의 운용 환경은 극도로 복잡하며, 진동, 고온, 습도 변화 및 전자기 간섭과 같은 다양한 불리한 요인이 엔진룸 내에 존재합니다. 이러한 요인들은 측정 장비의 정확성, 안정성 및 간섭 방지 능력에 매우 높은 요구 조건을 제시합니다. 일반적인 유량 측정 장비는 이러한 열악한 환경에서 지속적이고 정확하게 작동하기 어려우며, 데이터 편차가 발생하거나 설비 고장이 일어나기 쉬운 경향이 있습니다. 또한 크루즈선은 공간이 제한되어 있고 구조가 밀집되어 있어 측정 장비의 설치 및 배선도 상당한 어려움을 겪고 있으며, 장비 자체가 소형화되고 유연한 설치 방법을 갖추어야 크루즈선의 특수한 공간 배치에 적응할 수 있습니다.
주제아( Jujea)는 고객의 전체 요구사항을 종합적으로 평가하고 분석하여 맞춤형 솔루션을 수립하였으며, 고객에게 지침을 제공하는 제안과 방법을 제시하였습니다.
4.1 제품 구성
수량: 4세트
지름：DN15
유량 범위：0.6 - 6m³/h
정확도：±1%
연결 방식：수나사
전원 공급：24VDC
신호 출력：4 - 20mA
본체 재질：SS304
재료: 2Cr13
압력 등급: 6.3MPa
수량: 2 세트
채널: 3채널로, 그 중 2채널은 터빈 유량계를 연결하기 위한 4-20mA 입력 채널이며, 1채널은 채널 1과 2 간의 차이(총 유량 차이 및 순간 유량 차이)를 표시하는 데 사용됨.
기능: 총 유량 누적 기능을 갖추고 있으며, 2채널 릴레이 출력을 장착함. 통신 인터페이스는
RS485 uSB 기능을 지원하며, 무료 PC 소프트웨어가 제공됨. 전원은 24VDC이며, 영문 버전 인터페이스를 사용함.
4.2 시스템 설정 및 워크플로우
a. 장비 설치: 크루즈선 엔진의 전면 및 후면 배관에 각각 jujea 브랜드 터보 유량계 두 대를 설치하여 엔진 이전과 이후의 유량 데이터를 수집한다. 유량계는 외부 나사 연결 방식을 채택하여 배관에 설치하고 고정하기가 용이하다. 본체 재질은 SS304이며 임펠러 재질은 2Cr13으로, 기관실 내 복잡한 환경에서도 견딜 수 있어 장기간 안정적인 작동이 가능하며 진동 및 고온 등의 열악한 요인에도 대응할 수 있다.
b. 데이터 전송 및 기록: 엔진 앞뒤에 설치된 터빈 유량계를 각각 주제아 데이터 레코더 GT68R의 첫 번째 및 두 번째 채널에 연결한다. 유량계에서 출력되는 4-20mA 신호는 데이터 레코더에 의해 수신되며, 데이터 레코더는 자체 유량 누적 기능을 활용하여 수신된 유량 데이터를 실시간으로 기록하고 누적함으로써 후속 차이 계산을 위한 기본 데이터 지원을 제공한다.
c. 차이 계산 및 표시: 데이터 레코더의 세 번째 채널은 사전 설정된 내부 프로그램 수식을 통해 첫 번째 및 두 번째 채널에서 수집한 유량 데이터 간의 차이를 자동으로 계산하여 엔진의 전방 및 후방 파이프 사이의 총 유량 차이를 산출하며, 이를 레코더 인터페이스에 명확하게 표시하여 직원들이 실시간으로 쉽게 확인할 수 있도록 합니다. 또한, 레코더의 RS485 통신 인터페이스와 USB 기능을 통해 데이터를 PC로 편리하게 전송할 수 있으며, 무료 PC 소프트웨어를 사용하여 데이터 보고서 생성 및 추세 분석과 같은 추가적인 분석 및 처리가 가능하여 엔진 성능 평가 및 운영 의사결정에 더욱 포괄적인 근거를 제공합니다.
5. 결과
이 측정 시스템은 jujea 제조업체에서 설계, 개발 및 생산한 터빈 유량계와 GT68R 데이터 레코더로 구성되어 있으며, 이를 통해 프랑스 고객사는 크루즈선 엔진의 전후 배관에 흐르는 전체 유량 차이를 실시간으로 정확하게 측정하는 데 성공하였습니다. 정밀한 유량 차이 데이터는 크루즈선 엔진의 운전 모니터링과 성능 평가에 확실한 데이터 지원을 제공합니다. 이러한 데이터를 기반으로 크루즈선 회사들은 엔진 운전 파라미터를 신속히 조정하고, 연료 소비 전략을 최적화하여 엔진 효율을 크게 향상시키며 운영 비용을 효과적으로 절감할 수 있습니다. 예를 들어, 유량 차이 데이터를 분석한 결과 특정 기간 동안 엔진 전후 유량 차이가 비정상적인 것을 직원들이 발견하였고, 즉시 조치를 취해 내부 엔진 부품의 마모로 인한 문제임을 확인하고, 이에 맞는 수리를 진행함으로써 보다 심각한 고장과 더 큰 비용 손실을 방지할 수 있었습니다. 또한 장기간 크루즈선 운항 과정에서 본 측정 시스템은 뛰어난 안정성과 신뢰성을 입증하며, 정확한 유량 데이터를 지속적이고 안정적으로 제공하여 고객의 유량 측정 요구사항을 충족시켰으며, 고객들로부터 높은 평가와 찬사를 받았습니다. 이는 또한 jujea 브랜드가 국제 산업 측정 분야에서 좋은 평판을 쌓는 데 기여하였으며, 향후 유사한 산업 측정 프로젝트에 우수한 사례를 제공하였습니다.
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