FLIR 광학 가스 이미징 카메라의 도움을 받아, 발전소 시설의 수소 누출 검사 시간을 50%까지 단축한 AGL Energy
최근, 호주 에너지 기업인 AGL Energy는 자사 AGL Loy Yang 발전소에서 수소 냉각식 발전기를 효율적이고 안전하게 검사할 수 있는 혁신적인 방법을 새롭게 찾아냈습니다. AGL은 FLIR GF343 광학 가스 이미징(OGI) 카메라를 사용하여 먼 거리에서 발생하는 누출을 스캔함으로써 시설의 안전을 보장하는 동시에 더욱 신속하고 매 검사마다 기존 대비 수천 달러 가량을 절약할 수 있는 누출 감지 프로세스를 마련하였습니다.
호주 빅토리아 주에서 가장 큰 규모의 발전소인 AGL Loy Yang은 1984년과 1988년 사이에 도입된 500 메가와트급 이상의 터보 발전기 4기를 운용하고 있습니다. 현재는 유지보수 프로그램과 플랜트 개선을 통한 업그레이드 덕분에 2,200 메가와트 이상의 발전 능력을 갖추고 있습니다.
수소 누출 감지
발전기의 유지관리는 발전소를 안전하고 효율적으로 가동하는데 매우 중요한 필요 조건입니다. 증기 터빈을 이용하는 발전기의 경우, 작동 중에 상당한 양의 열을 발생시키는데, 발전 효율을 높게 유지하기 위해서는 이 열을 식혀 주는 것이 중요합니다. AGL Energy의 경우, 발전기 냉각을 위해 수소 가스(H2)를 활용하고 있습니다. 수소는 매우 효율적인 냉매지만, 공기와 혼합되면 가연성이 높은 물질이 된다는 단점이 있습니다. 중요한 것은 수소 가스를 저장할 수 있는 최고의 시스템도 누출이 발생할 수 있다는 사실입니다.
터빈 발전기는 일반적으로 작동 중에 허용 가능한 수준에서 누출이 발생하지만, 이러한 누출이 너무 크거나 잦아지면, 심각한 안전 문제와 폭발 사고가 발생할 위험이 높아지게 됩니다. 사고 예방을 위해, 세계 각지의 발전소에서는 몇 년을 주기로 계획된 정전을 통해 노후된 장비를 교체하고 발전기의 냉매 누출 여부를 검사하는 방법을 활용하고 있습니다.
누출 검사의 현대화
지난 수 년에 걸쳐, AGL 엔지니어들은 발전기를 검사하기 위해 다양한 방법을 강구하여 사용했습니다. "그 중 가중 자주 사용하던 방법은 각 연결부에 비눗물을 묻힌 다음, 거품이 나는지를 살펴보는 방법이었습니다”라고 AGL Energy의 상태 모니터링 엔지니어 Peter Fanning 씨는 밝혔습니다.
그러나 최근, AGL 에너지 유지보수팀은 누출 검사를 생산적으로 수행할 수 있는 방법의 필요성을 느끼게 되었고, 2016년 말에 Loy Yang 발전소는 다른 AGL 공장에서 FLIR OGI 카메라를 대여하였습니다. FLIR 카메라를 사용한 첫 번째 검사에서 OGI 기술의 가치를 확인한 Loy Yang 발전소 팀은 AGL Loy Lang 발전소에 카메라를 정식 도입하기로 결정하였습니다.
이산화탄소(CO2)누출 추적
OGI 카메라의 경우, 수소를 직접 볼 수 있는 능력은 없지만, OGI 기술을 사용하여 “추적 가스”(누출을 식별하는데 도움이 되는 시스템에 주입되는 2차 가스)의 도움을 받으면 발전소 시스템의 누출을 찾아낼 수 있습니다. FLIR GF343을 사용하는 AGL Energy는 GF343으로 식별이 가능한 이산화탄소(CO22)를 사용하고 있습니다. 계획된 정전 시, AGL 엔지니어들은 수소의 발전기 터빈을 제거하고 그 자리에 이산화탄소를 주입합니다. 그런 다음, GF343을 사용하여 누출이 감지되는 설비와 구성 요소를 식별합니다.
AGL 유지보수팀은 새로 도입한 FLIR 카메라에 매우 만족스럽다는 반응입니다. Peter Fanning 씨의 말에 따르면, GF343의 가장 큰 장점은 시간을 절약할 수 있다는 점이라고 합니다. “이 카메라를 사용하기 전에는 발전기를 둘러 보면서 짧게는 12시간, 누출이 빠르게 확인되지 않으면 길게는 몇 일 동안 검사를 실시해야만 했습니다. 그런데 요즘은 GF343 덕분에 6시간 이내에 발전기를 매우 철저하게 검사할 수 있게 되었습니다.”
FLIR GF343 은 이산화탄소의 누출을 원거리에서 쉽고 빠르게 확인할 수 잇는 광학 가스 이미징(OGI)카메라입니다.
검색시간을 50% 단축
“이 카메라로 절약 할 수 있는 비용과 빠른 투자 회수 시간을 고려할 때, FLIR GF343을 구입하는 것은 당연한 결정이었다고 생각해요”라고 Fanning 씨는 전했습니다
짧아진 누출 검사 시간 덕분에 AGL은 발전기의 가동을 중단해야 하는 시간도 줄이고 발전소가 감내해야 하는 수익 손실도 줄일 수 있었습니다. Fanning 씨는 이어, “오래된 누출 감지 방법을 사용하여 검사 작업을 수행하면, 평균적으로 2일에 해당하는 발전 수익 손실이 발생했었습니다.
FLIR 카메라가 검사 시간을 50% 단축한다고 가정하면 24시간에 달하는 수익 손실을 절감할 수 있는데, 금액으로 따지면 검사 회차당 672,000 달러에 달하는 규모입니다”라고 설명했습니다.
여기에 AGL은 케이싱 누출 감소로 수소의 사용량도 연간 30,000 달러 가량 절감하고 있는 것으로 추정하고 있습니다. 누출을 감시하는 유지보수팀의 인건비도 연간 20,000 달러 절감하고 있는 것으로 AGL Energy는 밝혔습니다.
안전한 검사
AGL의 유지보수팀은 FLIR GF343을 사용했을 때 누릴 수 있는 안전상의 이점도 높이 평가하고 있습니다. AGL 직원들은 검사 기간 동안 엄격한 안전 절차와 규정을 따르지만, 비눗물을 묻히는 것과 같은 오래된 탐지 방법을 사용하려면 검사관이 수소 누출원에 가깝게 접근해야만 합니다. 반면, FLIR 광학 가스 이미징 카메라를 사용하면 누출 규모에 따라 적정한 거리에서 장비 검사가 가능합니다.
과거에 자주 사용되던 탐지법의 또 다른 단점은 추측이 상당히 많이 더해져야 한다는 것입니다. 어디에 발생할지 모르는 누출을 비눗물로 찾아내려면 몇 시간이 걸릴 수 있습니다. 또한, 비눗물은 규모가 작은 누출에만 효과적일 뿐, 너무 많은 양의 수소가 누출되면 거품이 발생하지 않고 그냥 옆으로 밀려나게 됩니다.
“검사를 수행할 때에는 눈으로 직접 확인하는 것이 정말 중요합니다. 누출 위치를 정확히 파악해야 할 때, 신뢰도를 높여 주는 역할을 하기 때문입니다”라고 Fanning 씨는 전했습니다. “카메라로 측정한 이미지를 보면, 누출이 매우 명확하게 보입니다. 오징어가 먹물을 쏘는 것과 비슷하지 않나요?”
"검사를 수행할 때에는 눈으로 직접 확인하는 것이 정말 중요합니다. 누출 위치를 정확히 파악해야 할때 신뢰도를 높여주는 역할을 하기 때문입니다.”AGL Energy의 Peter Fanning씨
“또한, 현장에서 동료들에게 누출을 보여주고 즉시 조치를 취할 수 있게 해주기 때문에 많은 시간과 비용을 절약하고 있습니다. 과거에는 누출을 발견한 위치를 기록하거나, 장비에 직접 표시를 해 두어야 했기 때문에 훨씬 더 번거로웠습니다.”
유지보수팀은 발전기 외에도 더 많은 장비를 검사하기 위해 FLIR GF343의 사용을 고려하고 있습니다. “발전소로 연결되는 전선은 그 길이가 수 킬로미터에 달하는데, 각종 압력 테스트에 카메라를 사용하면, 누출 현상을 검사할 수 있습니다. 카메라에 추적 가스를 주입하기만 하면, 효과적인 검사가 가능합니다.”
