페리브리지 발전소, FTIR 도입으로 윤활유 수분 테스트 신속·정확 수행
고부가가치 발전소에서 윤활유 무결성은 효율적이고 비용 효과적 운영에 필수적입니다. 오일 내 과다 수분은 필수 산화방지제 제거, 산화 가속, 성능 저하를 초래합니다. 역사적으로 칼 피셔(KF) 적정이 수분 측정 벤치마크였으나 시간 소모, 시약 과다, 특정 조건에서 신뢰도 저하 단점 존재. 3년 전 페리브리지(Ferrybridge)는 KF를 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR) 분광법으로 대체해 더 빠르고 깨끗하며 동등하게 정확한 수분 평가 달성.
페리브리지 윤활 모니터링
페리브리지 C 발전소는 영국 웨스트요크셔 소재 2,000MW 석탄·바이오매스 혼소 플랜트. 4대 대형 증기 터빈과 주 급수 펌프가 200만 가구(영국 일일 전력 공급 약 4%)에 전력 공급. 각 터빈 샤프트는 170피트(약 52m) 연장, 수천 톤 무게, 12개 베어링이 미네랄 오일로 지지. 이 오일은 터빈 거버너와 증기 흡입 밸브 제어 유체 역할도 해 상태가 중요. 수분 레벨이 환경과 부하에 따라 변동하므로 운영자는 즉각적, 신뢰할 수 있는 데이터 필요.
FTIR 분석으로 윤활유 수분 측정
페리브리지에서 A2 테크놀로지스(A2 Technologies) iPAL FTIR 분석기와 텀블IR(TumblIR) 투과 셀 사용(그림 1). 운영자가 정제된 사용 오일 한 방울을 하부 텀블IR 윈도우에 떨어뜨리면 짐벌 마운트 윈도우가 정밀 100µm 갭 생성 분석. 사전 보정된 방법이 자동 수집, 처리, 보고. iPAL 시스템은 전처리 없이 200ppm까지 수분 검출, A2 계면활성제 프로토콜로 65ppm까지 확장 가능.

그림 1. 페리브리지에서 가동 중인 A2 테크놀로지스 iPAL FTIR 분석기.
iPAL과 KF 비교 테스트에서 강한 상관관계 확인, FTIR이 더 빠른 반복 측정 제공(트렌드 모니터링에 중요). KF 결과가 시료량과 오일-물 비혼화성으로 편향될 수 있어 양쪽 방법 반복하지만 FTIR 신속성으로 정기 샘플링 실용적. 시간이 지나며 KF 대부분 단계적 폐지, FTIR 선호.
수분 초과 시 시정 조치: (1) 저부하 시 터빈 글랜드 증기 압력 조정, (2) 메인 오일 탱크 수분 제거용 기계적 분리기 배치. iPAL 시스템으로 이 개입 효과도 추적.
윤활 모니터링을 위한 FTIR 장점
- 속도
- 시료부터 결과까지 측정 시간: 3~5분.
- 수분 레벨에 분석 시간 영향 없음 - KF는 고수분 시료 5~30분 소요.
- 시약 불필요
- 오일 한 방울만 필요.
- KF 사용 고가 독성 시약(요오드, 이산화황, 메탄올, 피리딘 또는 이미다졸) 제거.
- 사용 용이성
- 완전 자동화 프로토콜로 저숙련 직원도 정확한 결과 획득.
- KF는 숙련 기술자와 광범위한 유지보수 필요.
- 신속한 교육
- 표준 iPAL 방법으로 기술자 몇 분 내 교육.
- KF는 시약 안전 취급과 장비 유지보수 위해 반나절 교육 필요.
- 분석 정확도
- FTIR이 KF와 동등 또는 우월, 특히 고수분 레벨에서.
- 200ppm(계면활성제 시 65ppm)까지 검출. 전처리 불필요.
- 다중 분석물질 역량
- 수분 외 첨가제 고갈, 산화 상태, 방류용 오일-인-워터 평가 가능.
- 실시간 현장 결과
- 즉각적 데이터로 외부 실험실 지연 없이 즉시 시정 조치 가능.
- 실험실 결과 검증
- 현장 FTIR 데이터로 외부 실험실 결과 입증 또는 이의 제기, 모니터링 신뢰도 확보.
결론
페리브리지의 선제적 현장 윤활 프로그램이 이제 iPAL FTIR 분석기 중심으로 운영. 신속, 무시약, 고정확도 수분 측정과 다중 분석물질 역량으로 운영자가 실시간 오일 품질 유지, 신뢰성 향상, 설비 수명 연장 가능. 페리브리지 성공이 포트폴리오 전반 FTIR 확대 도입 견인.

그림 2. 페리브리지 C 발전소