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해양용 연료 유량계 제조업체
Time : 2025-10-09
1. 선박용 연료 유량계의 중요성
주기관, 보조기관 및 보일러와 같은 에너지 소비 장비의 연료 소비량을 정확하게 측정하는 핵심 도구로서 선박용 연료 유량계는 해운회사에서 매우 중요한 역할을 한다. 이들은 장비의 에너지 소비량을 정확히 계산할 뿐 아니라 장비 효율성을 평가하는 핵심 기준이 되기도 한다. 그러나 선박 운항에서 필수적인 존재임에도 불구하고, 선박 설계 및 유량계 설치에 대한 통일된 표준이 부족하여 측정 문제들이 자주 발생하고 있다.
유체 시스템 압력 제약 조건 분석
파라미터 기호 |
이름 |
공학적 시나리오에서의 핵심 역할 |
핵심 공식 |
P out ≥（3 X P dp ）+P vp |
펌프, 밸브 및 계측 시스템과 같은 유체 수송 및 압력 장비 설계를 포함한 공학 분야에서 시스템의 안정적인 작동을 보장하고 캐비테이션 또는 계측기 고장과 같은 오류를 방지하기 위한 핵심 압력 안전/성능 제약 조건 |
P out |
출력 압력
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이는 펌프의 배출구 압력, 밸브 후방의 압력, 용기 출구의 압력과 같은 시스템의 주요 노드에서의 "출력 압력"을 의미하며, 시스템에서 제어 가능한 "능동 압력"입니다. |
P dp |
계기에서의 압력 손실 |
"측정 계기"(예: 압력게이지, 유량계, 압력 송신기)를 유체가 흐를 때 계기 내부의 유동 저항으로 인해 발생하는 압력 손실을 의미합니다(물배관 필터의 압력 강하와 유사). 이는 시스템의 "수동 압력 손실"입니다. |
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P vp
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매체의 기화 압력 |
이는 특정 온도에서 매체가 액체에서 기체로 전이되는 임계 압력인 매체의 "포화 증기 압력"을 의미합니다(온도가 높을수록 Pvp 값이 커짐). 시스템의 국부적 압력이 Pvp보다 낮아질 경우, 액체 매체가 갑자기 기체로 기화되어 버블이 생성될 수 있으며(캐비테이션 및 진동을 유발할 수 있음), 이 현상이 발생할 수 있습니다. |
현재 국제해사기구(IMO), 정부 당국 및 기타 산업 기관들은 유량계의 설계, 설치, 점검 및 유지보수에 대한 의무적인 통일 규정을 아직 마련하지 못한 상태입니다. 따라서 유량계의 설계 및 제조는 주로 지역별 안전 기준(예: EU 압력기계지침(PED), ATEX 폭발방지 인증 등)을 기반으로 하고 있으며, 설치 및 사용은 종종 제조업체 자체의 기준을 따르고 있습니다. 이러한 분산된 관리 체계는 현재 유량계의 설계, 설치 및 운영 관리 과정에서 다양한 문제를 초래하며, 측정의 완전성, 정확성 및 효율성을 심각하게 저해하고 선박의 계량 요구사항을 충분히 충족시키지 못하고 있습니다.
1.1 장비 측정에서 발생하는 불완전한 데이터
선박의 기존 연료 유량 측정 시스템이 직면한 주요 과제 중 하나는 유량계가 일반적으로 주기관 및 보조기관용으로 설치되지만, 보일러는 사용 빈도가 낮고 상대적으로 연료 소비량이 적기 때문에 유량계를 거의 장착하지 않아 측정 데이터가 불완전해진다는 점이다. 선박의 에너지 소비 장비에는 주기관, 보조기관, 보일러 및 소각로가 포함된다. 설계 및 건조 단계에서 설계자, 건조사 및 선사는 비용 효율성을 우선시하여 주기관과 보조기관에 개별 유량계를 설치하곤 하며, 보일러의 측정 필요성은 간과하는 경우가 많다.
2. 연료 계측 문제
2.1 역세 필터의 영향
특정 선박의 주기관 연료 공급 장치 설계에서 역세 필터가 유량계 하류에 위치하도록 배치되었다. 이러한 설계는 측정 오차를 유발할 수 있다. 유량계가 필터보다 상류에 위치하기 때문에, 역세 필터가 작동할 때 세척용 연료가 먼저 유량계를 통과한 후 필터로 들어가게 된다. 이로 인해 유량계는 연소되지 않은 세척 연료까지 소비된 연료로 계측하게 된다. 예를 들어, 18만 톤급 벌크선의 주기관 연료 공급 장치에서 역세 필터의 세척량 통계를 보면, 매일 약 0.34톤의 연료가 연소되지 않고 방출되며, 이는 측정된 연료 소비량의 약 0.86%에 해당한다.
2.2 미계측 회유 오일 라인
선박에 장착된 대형 주기관 및 보조기관, 보일러 및 기타 에너지 소비 장비는 종종 중유(중간 연료유라고도 하며, 정제 잔사유와 디젤의 혼합물이 주를 이룸)를 사용한다. 연료 순환 시스템에서 귀유(귀류) 파이프라인에는 별도의 유량계가 설치되어 있지 않으며, 귀유는 3방향 밸브를 통과해야 하는데, 이때 일부는 재활용을 위해 유류 수집 드럼으로 되돌아가고 나머지 부분은 장비로 공급된다. 만약 3방향 밸브가 완전히 닫히지 않거나 실수로 열리게 되면, 연료 공급 유량계를 이미 통과한 연료가 장비로 유입되어 연소되지 않고 다시 흘러들어가게 되어 측정 오차가 발생하며 전체 계측 정확도에 영향을 미치게 된다.
3. 유량계 설치 위치 옵션
3.1 연료 급유 탱크 배출구에 설치
연료 주유 탱크 출구에 유량계를 설치하면 선박 전체의 총 연료 소비량을 직접 측정할 수 있습니다. 이 솔루션은 간단하고 경제적입니다. 그러나 유량계의 작동 조건(매체 온도 및 점도와의 호환성 등)과 압력 차가 시스템 요구사항을 충족해야 한다는 점에 유의해야 합니다(예: 출구 압력이 계기의 압력 강하를 상쇄하고 매체의 기화를 방지할 수 있도록 압력 제약 논리를 준수해야 함). 이를 통해 정확한 계측이 보장됩니다.
3.2 연료 공급 장치 내 설치 위치
연료 공급 장치의 핵심 기능은 주기관 및 보조기관에 안정적인 연료 공급을 제공하는 것이며, 유량 측정은 추가 요구사항입니다. 이러한 시스템의 경우, 유량계는 부스터 펌프 하류측에 그리고 순환 펌프 상류측에 설치되어야 합니다. 부스터 펌프는 유체 압력을 안정적으로 유지하며, 순환 펌프는 연료 정체를 방지합니다. 이러한 배치는 유량 측정에 대한 압력 변동의 영향을 최소화합니다. 배치 방식은 실제 요구 사항에 따라 결정되어야 합니다. 주기관과 보조기관이 연료 공급 장치를 공유하는 경우, 연료 분배 균형을 고려해야 합니다. 개별 연료 공급 장치를 사용하면 각 장비의 유량 측정 정확도를 더욱 향상시킬 수 있습니다.
3.3 장비 입출구 배관에의 설치
주기관 및 보조기관, 보일러와 같은 에너지 소비 장비의 연료 입구 및 출구 배관에 유량계를 직접 설치하면 '입구 유량 - 출구 유량'의 차이를 통해 장비의 실제 연료 소비량을 계산할 수 있다(반환 연료 및 필터 세척과 같은 미연소 연료로 인한 간섭을 제거함). 이를 통해 측정 정확도를 크게 향상시킬 수 있다. 그러나 이 솔루션은 각 장비마다 별도의 유량계 두 대가 필요하므로 비용이 더 많이 든다. 다른 배치 방식과 비교했을 때, 이 방법은 필터나 밸브의 영향과 같은 중간 배관 연결부의 불확실성을 줄여 높은 측정 정확도를 보장한다.
4. 주제아 유량계 선택 및 설치 권장 사항
4.1 선택 시 고려사항
유량계를 선택할 때는 구체적인 배치 계획에 따라 다음 매개변수들을 고려해야 한다:
① 연료 종류 및 점도;
② 정격 유량 범위 (장비의 최대/최소 연료 소비량과 일치해야 함);
③ 작동 압력 수준(계기의 압력 강하와 연계하여 시스템 압력이 계량 요구사항을 충족하는지 확인해야 함);
④ 매체의 온도 범위(매체의 섬광 압력과 일치시켜 섬광 증발로 인한 계량 왜곡을 방지해야 함). 또한, 카운터는 실제 필요에 따라 선택해야 하며, 에너지 소비 데이터 통계, 데이터 저장, 표준 출력 형식(RS485 및 4-20mA 신호 등)과 같은 기능을 갖추어 선박의 에너지 효율 관리 시스템에 적합하도록 해야 한다.
4.2 설치 시 주요 포인트 및 주의 사항
유량계 설치는 관련 표준(국제해사기구(IMO)의 '선박 에너지 효율 운용 지수(EEOI) 계산 가이드라인' 및 장비 제조업체의 설치 매뉴얼 등)을 준수하여 부적절한 위치 선정 및 연결을 피해야 한다. 설치 시 다음 요구사항을 충족해야 한다:
① 베이스는 강성 구조를 가져야 하며, 진동이 계량 부품에 영향을 주지 않도록 단단히 고정되어야 한다.
② 유량계의 종류에 따라 설치 각도를 결정해야 한다(예: 터빈 유량계는 기포가 남는 것을 방지하기 위해 수평으로 설치해야 함).
③ 유량계 전후에는 유동 장의 왜란을 줄이기 위해 충분한 직관부를 확보해야 한다(일반적으로 전방 직관부 길이는 배관 지름의 10배 이상, 후방 직관부 길이는 배관 지름의 5배 이상).
④ 개스킷은 연료의 종류에 적합해야 하며, 누출을 방지해야 한다.
5.주제아 제조사의 정비 및 관리 기준 가이드
5.1 국제 규제 요구사항
국제 규제 요구사항에 따라 유량계의 교정 및 유지보수는 "2016년 선박 에너지 효율 관리 계획 수립 지침"(MEPC.282(70) 결의안)의 특정 조항을 준수해야 한다: ① 교정 주기는 24개월을 초과할 수 없으며; ② 유지보수 기록은 데이터 추적 가능성을 보장하기 위해 선박의 에너지 효율 관리 파일에 포함되어야 하며; ③ 측정 오차는 ±1% 이내로 제어되어야 하여 데이터의 정확성과 신뢰성을 보장해야 한다.
5.2 유지보수
유량계 유지보수는 제조업체의 지침을 엄격히 따라야 한다. 정기 유지보수에는 다음이 포함된다:
① 본체 유지보수 (센서 청소, 밀봉 완전성 점검, 연결 볼트 조임)
② 계량 정확도 보정(표준 유량계를 사용한 보정). 장비 부하를 기준으로 정기적인 보정을 수행하여 예liminary 평가를 제공할 수 있다: 장비의 이론적 연료 소비량(출력 및 연료 발열량을 기반으로 계산)과 유량계의 측정값을 비교한다. 편차가 ±2%를 초과하는 경우 즉각적인 유지보수가 필요하다. 연간 점검 또는 도크 입항 시에는 해양 계측 인증(예: 중국 CNAS 또는 유럽연합 CE 인증)을 보유한 육상 시험 기관이 전문 보정을 수행하여 유량계의 정확한 측정 기능을 보장해야 한다.
