누수 씰 진단으로 펌프 배압 문제 해결하기

지난주 Crane 서비스 팀 39년 베테랑 Vern Frahm과 매니토웍으로 짧은 출장을 다녀왔습니다. Vern과 여행하면 그의 뇌에서 이야기와 지식을 뽑아 Crane의 Fluid Connection 블로그에 공유할 수 있어 즐겁습니다. 지난주에도 실망시키지 않았습니다.

Vern이 몇 년 전 겪은 서비스 콜 이야기를 해주었습니다. 고객이 메카니컬 씰 누수 문제를 겪고 있었습니다. 씰을 재설치해 누수를 막았지만 1시간 내 다시 누수되었습니다. Vern이 도착했을 때 이건 단순한 씰 문제가 아님이 분명했습니다.

고객은 웨트웰에서 폐수를 펌핑 중이었고, 작업용 4대의 Gorman Rupp 펌프 중 보통 3대를 가동했습니다. Vern이 펌프들을 보자 메카니컬 씰만이 문제가 아님이 즉시 보였습니다. 펌프들이 시끄럽고 명백한 과도 진동이 있었습니다. 게다가 고객의 씰 문제도 명확했습니다. 씰이 베어링 프레임 벤트에서 누수되고 있었습니다. Vern은 펌프에 게이지를 장착해 펌프가 생성하는 유량과 압력을 파악하려 했습니다. 바늘이 불규칙하게 튀어 제대로 읽을 수 없었습니다.

Vern은 게이지와 펌프가 이렇게 작동하면 시스템에 공기가 있어 캐비테이션을 일으키고, 씰 누수의 원인일 가능성이 높음을 알았습니다.

펌프가 성능 커브상 정확히 어디에서 운전되는지 몰랐지만, 커브 오른쪽 끝으로 완전히 벗어나 운전될 가능성이 높았습니다. 전자책 '펌프를 망치는 36가지 방법'의 15번 방식에 따르면 "펌프를 커브에서 너무 멀리 벗어나 운전하면 과도한 재순환, 열, 레이디얼 하중, 진동, 높은 씰 온도, 효율 저하가 발생할 수 있습니다."

씰 문제를 진단하려면 펌프를 커브상 최적 효율점(BEP)에서 운전되게 해야 함을 Vern은 알았습니다. 펌프를 BEP로 가져오려면 펌프 토출 측 밸브를 조여 배압을 생성해야 했습니다.

이 권고에 유지보수 관리자는 다소 놀랐습니다. 펌프들이 유입 유량을 잘 따라가지 못하는데, 토출 밸브를 닫으면 상황을 악화시킬 뿐이란 걸 알고 있었습니다. Vern은 토출 밸브를 조이는 것이 문제 해결에 도움이 될 것이라 확신시켰습니다.

유지보수 관리자가 긴장하며 지켜보는 가운데 Vern이 체인을 당겨 밸브를 조였습니다. 그러자 놀라운 일들이 일어났습니다(물론 Vern에겐 놀랍지 않았습니다). 베어링 프레임 벤트에서의 누수가 느려지더니 멈췄습니다. 진동이 가라앉고 펌프 소음이 줄어들며 성능이 커브 위로 돌아왔습니다. 게이지도 의미 있는 수치를 보이기 시작했습니다. 하지만 가장 놀라운 건 펌프 유량이 실제로는 증가했다는 것입니다.

펌프를 최적 효율점에서 운전하기 위해 토출 밸브를 조여야 했으므로, 펌프가 과대 선정되었음이 Vern과 유지보수 관리자에게 명확해졌습니다.

펌프 과대 선정이 잘못된 펌프 선정 때문인지, 시스템 변경 때문인지 여러 이유일 수 있습니다. 하지만 유지보수 관리자는 3-4대를 꾸준히 가동하던 것에서 1대(피크 시 2대)만 가동하게 되었습니다. 고객은 유지보수 펌프 수 감소로 예산 절감, 펌프 가동 수 감소로 에너지 대폭 절약을 달성했습니다.

시끄럽고 성능 저하된 펌프로 고민 중이신가요? 문의하세요! 위스콘신과 어퍼 미시간 기업에 기술 지원을 기꺼이 제공합니다.