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고압 액체 암모니아 펌프 장치로 수입 의존도 탈피 작성자/출처: 중국화공보 날짜: 2016-05-25 클릭률: 60 포인트를 기반으로 표준화된, 시리즈화된 제품 개발 5월 상순, 대형 질소비료 산업화용 통합 기술 개발을 위한 중대한 과학기술 프로젝트인 원심식 고압 액체 암모니아 펌프 장치 프로젝트가 제품 검증을 통과했습니다.이 장비의 성공적인 활용은 해외의 독점을 깨뜨렸으며, 국내 최초의 국산화 대규모 비료 생산 프로젝트를 위한 장비 기반을 마련해 주었습니다.이 장비의 개발로 우리나라는 고압 액체 암모니아 펌프에 대한 수입 의존도를 탈피할 수 있게 되었습니다. 알려진 바에 따르면, 고압 액체 암모니아 펌프는 합성암모니아 설비에서 나온 액체 암모니아를 고압 상태로 높여, 메틸암모늄 액체와 혼합한 뒤 요소 합성탑으로 보냅니다.액체 암모니아는 밀도가 낮고 증기 압력이 높아 매우 쉽게 기화됩니다；또한 액체 암모니아는 독성이 매우 강하며, 액체 암모니아가 기화되어 생성된 암모니아 가스는 폭발성이 있는 가스입니다. 따라서 고압 액체 암모니아 펌프의 성능과 신뢰성이 매우 중요하며, 이는 요소 생산에 있어 핵심적인 장비입니다. 고압 액체 암모니아 펌프는 왕복식 피스톤 펌프, 고속 부분유량 펌프, 중속 다단계 원심 펌프의 3가지 유형을 사용할 수 있다.왕복식 펌프는 효율이 높아, 주로 초기의 소형 화학비료 제조에 사용되었습니다；고속 분류펌프 유닛의 펌프 신뢰성이 낮으며, 점검 비용이 높고 점검이 어려워 국내외에 실제 적용 사례가 거의 없습니다；중속 다단계 원심펌프는 신뢰성이 높고, 운영 및 유지보수 비용이 저렴하며, 점검과 수리가 용이합니다. 하지만 이러한 유형의 펌프는 EBARA, FLOWSERVE와 같은 소수의 회사들만이 생산할 수 있습니다.현재 우리나라에서는 중속 다단계 원심식 고압 액체 암모니아 펌프에 대한 연구가 부족하여, 아직 특허 성과가 만들어지지 않았습니다.최근 들어 일부 기업들이 액체 암모니아 펌프의 개발 연구에 참여하고 있지만, 고압 액체 암모니아 펌프가 성공적으로 개발되어 실제로 사용된 사례는 보고된 바가 없습니다.국내에서는 고압 액체 암모니아 펌프의 설계, 제조, 연구 및 응용이 거의 이루어지지 않고 있습니다.우리나라의 화학비료 생산 설비에 사용되는 고압 액체 암모니아 펌프는 거의 전부 해외에서 수입되며, 시장 가격이 높고 기술 의존도가 높아 제품이 외국에 종속됩니다.현재 국내 대형 화학비료 분야의 액체 암모니아 펌프 시장은 거의 일본 에바라사가 독점하고 있습니다. 이번에 성과를 거둔 것은 대형 질소비료 산업화 통합 기술 개발을 위한 부대 프로젝트인 원심식 고압 액체 암모니아 펌프 유닛입니다.이 일괄 기술 개발은 중국 석유의 중대한 과학기술 프로젝트로, 닝샤 석화공사, 항저우 대륙실업유한회사, 중국 환구공정회사 등의 기업들이 협력하여 2010년 6월 닝샤 석화공사에서 공식적으로 착수되었습니다.프로젝트가 시작된 후, 국내의 대형 화학비료 공장들에서 사용되는 고압 액체 암모니아 펌프들이 모두 수입 장비라는 점, 그리고 해당 장비와 부품들의 가격이 비싸고 주문에 오랜 시간이 걸리며 기술적으로 의존도가 높고 타국에 종속될 수밖에 없는 현실을 고려하여, 닝샤 석화의 기술진들은 심도 있고 세밀한 연구를 진행했습니다. 기펌프 본체가 제작된 후, 제조 공장에서는 깨끗한 물을 매질로 하여 시험을 진행합니다. 한편, 개발사 중 하나인 닝샤 석화회사는 실제 공사 현장에서의 적용을 고려하여, 실제 매질인 액체 암모니아를 사용하여 공사 적용 시험을 수행합니다.실제 공사 현장에서 성능 지표, 진동 및 소음, 작동의 안정성 등을 모니터링하며, 동일한 운용 플랫폼상에서 해외의 유사 제품들과 성능 비교 실험을 진행합니다. 2012년 6월에 설치 및 시험 작업이 완료된 후, 이 연구개발용 장비는 화학비료 2공장의 요소 생산 설비에 정식으로 도입되어 총 18개월 이상 가동되었습니다. 그 과정에서 산업적 성능 테스트와 현장 검수가 이루어졌으며, 이 장비는 수입된 왕복식 고압 액체 암모니아 펌프를 완전히 대체할 수 있습니다. 따라서 요소 생산 설비가 예비용 원심식 고압 액체 암모니아 펌프를 필요로 하는 요구사항을 충족시키면서, 안정적이고 효율적으로 운영될 수 있습니다. 소개에 따르면, 이 원심식 고압 액체 암모니아 펌프 유닛은 중속 다단 원심펌프로, 펌프, 구동기, 속도 증가 장치, 기초 부분, 모니터링 및 제어 시스템, 밀봉수 공급 장치, 오일 공급 장치 등으로 구성됩니다. 이 펌프는 이중 케이스형 다단 원심펌프로 설계되었으며, 내부 케이스는 수평 분할형 구조를 가지고 있습니다. 유량은 107m³/h이며, 헤드는 3500m입니다. 이러한 성능으로 인해 연간 80만 톤의 요소를 생산하는 공장에서 필요한 고압 액체 암모니아 운반 요구사항을 충족시킬 수 있습니다.운전 모니터링 결과, 해당 펌프의 설계 및 제조는 계약 요구사항을 충족하며 API610 10판 표준 요구사항에도 부합하는 것으로 나타났습니다.펌프 샤프트의 진동 값은 전단부에서 50μm, 후단부에서 17μm이며, 베어링 박스의 진동은 1mm/s 미만입니다. 로터는 안정적으로 작동합니다；펌프 장치로부터 1m 떨어진 곳에서의 펌프 소음은 85dBA를 초과하지 않아야 합니다；연속적으로 상승하는 안정적인 헤드-유량 곡선을 가지고 있어, 급격한 상승이나 울퉁불퉁함이 없으며, 효율적인 작동 영역이 넓고 수력적 진동도 적습니다. 프로젝트 팀의 전문가들은, 이 장비의 전반적인 기술 지표가 국제적으로 선도적인 수준에 도달했다고 말했습니다. 또한, 펌프의 효율도 해외의 유사 제품들보다 우수하여, 45/80 국산화 대규모 화학비료 프로젝트에서 사용될 핵심 장비들을 국산화하는 데 있어 기반이 마련되었습니다.이 프로젝트는 발명특허 1건과 실용신안특허 4건을 획득했습니다.동시에 연구진들은 점을 통해 전체를 파악하는 방식으로, 국제적으로 선도적인 수준의 HTDB 관련 제품들을 독자적으로 개발했습니다(즉, 초고압 액체 암모니아 펌프와 같은 구조적 제품들로, 초고압 보일러 공급 펌프나 원자력 발전소용 펌프 등이 있습니다). 이러한 제품들을 표준화하고 시리즈화함으로써 국내의 다양한 산업 분야에서 널리 활용될 수 있게 되었으며, 그 결과 고압 액체 암모니아 펌프의 국산화가 실현되어 상당한 경제적·사회적 효과를 거두었습니다.