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KOGAS ISSUE 2

안정적인 교정체계 수립으로 아시아권 유량측정 허브에 한 발짝 더 가까이

가스연구원 인천분원에서 가진 KOGAS 유량측정센터 완공식으로부터 어느새 일 년여의 시간이 흘렀다. 그 사이에도 유량측정센터의 기술력은 꾸준히 성장해 오리피스유량계와 터빈유량계에 이어 최근에는 초음파유량계의 교정까지 성공하는 성과를 거두었다. 이로써 더욱 안정적인 교정체계를 수립한 유량측정센터는 다양한 스펙의 유량계 교정을 위한 제반 설비 및 교정 품질을 객관적으로 드러낼 수 있는 통계자료 확보를 통해 가스공사 내부의 교정은 물론이고 해외 교정 물량까지 흡수하여 궁극적으로는 아시아권 유량측정 허브로 기능하겠다는 목표를 향해 성큼 나아가고 있다.

[글 민경미 사진제공 가스연구원 유량측정센터]



세계 최고 수준의 계량 설비 구축

천연가스는 소모량 통제와 연료의 확실한 공급, 설비의 품질을 보장하기 위해 소비처로 가는 상거래용 유량을 정확히 측정해야하며, 이를 통한 신뢰성 확보는 실제 거래에서 필수적인 요소로 작용한다. 유량계는 단위 시간당 배관을 통해 흐르는 가스량을 부피(N㎥), 질량(kg), 열량(GJ) 단위로 측정하는 설비로, 정확도와 신뢰도 확보를 위한 핵심적인 역할을 한다. 다만 모든 계측설비는 시간이 지남에 따라 미세한 오차가 발생할 수 있어 유량측정설비인 유량계 또한 교정하는 시설이 반드시 필요하다.

이를 위해 한국가스공사는 1997년 국내 최초로 계측기 국가교정기관을 설립하고, 중동의 유량계 교정센터를 통해 천연가스공급에 필요한 상거래용 천연가스 유량계의 교정을 수행해왔다. 그러나 기존 유량계 교정설비는 공급 유량이 몰리는 동절기 를 중심으로 이루어진 데다 최대 10,000㎥/h(10bar)로 교정범위가 제한되며, 연간 60대 수준의 교정 능력에 머무는 등 여러한계에 부딪혀 이에 대한 개선을 진행해왔다. KOGAS 유량측정센터는 이러한 노력의 결실로, 2010년 이사회의결을 시작으로 2017년 5월 설계 및 건설을 완료하고, 2018년부분 가동을 거쳐 지난해 10월 완전 가동에 이르렀다. 유량측정센터는 완공에 앞서 지난해 10월 4일 국가기술표준원이 운영하는 한국인정기구(Korea Laboratory Accreditation Scheme, KOLAS)로부터 핵심 설비인 '유량교정설비'에 대한 최종 목표교정범위 인정을 받았다.

즉, 2017년 4월 설비 구축 후 지속적인 운전절차 확립 작업을 통해 2018년 3월 기존 인정 범위에 대한 KOLAS 교정을 착수했으며, 그해 10월 1차 인정 범위 확대에 이어 지난해 10월 최종 인정 범위 확대를 완료함으로써 최종 목표 범위에서 완전 가동이 가능해진 것이다. 이는 유사 설비 사례와 비교해 매우 단기간에 이루어낸 성과로, 상거래용 계량설비에 대한 세계 최고 수준의 관리를 통해 보다 공정하고 정확한 거래 질서 확립이 가능하게 되었음을 의미한다. 아울러 KOLAS 인정을 완료한 유량교정설비는 덴마크(Force Tech.), 네덜란드(Euro-loop)에 이어 세계 3위 규모의 고난도 순환루프 방식 교정설비로, 가스연구원 자체 기술로 설계 및 운전절차 확립을 이루었다는 점에서도 높이 평가받았다.

➊ 1차 표준(Primary Standard)
- 2차 표준(소닉노즐@8-50bar)을 교정하는 설비입니다.
- 소닉노즐을 통과한 천연가스 양을 탱크로 수집하여 천연가스 무게를 측정 시간으로 나누어 표준유량을 결정하는 방식입니다.
➋ 2차 표준(Secondary Standard)
작업용 표준을 교정할 때 사용되는 표준 기기로 소닉노즐이 사용됩니다.
- 소닉노즐은 총 28개(10-170 m3/h)가 설치되어 작업용 표준 교정 유량에 따라 소닉노즐 뱅크 라인을 조합하여 표준 유량을 발생하는 방식입니다.
➌ 작업용 표준(Working Standard)
교정대상 유량계를 교정하기 위해 사용되는 표준유량계로서 터빈 유량계가 작업용 표준으로 사용되고 있습니다.
➍교정대상 유량계(Meter under Test)
가스공사 공급관리소에 설치되어 사용중인 유량계(터빈 또는 초음파)가 교정주기가 도래되면 유량측정센터에 반입되어 주기적으로 교정됩니다.
➎ 순환압축기
교정에 필요한 천연가스 유량을 생성시켜 흐름을 발생시킵니다. 유량측정센터 설비는 순환루프식 유량교정설비로서, 순환압축기를 사용하여 교정에 필요한 천연가스 유량을 생성시킬 수 있습니다.
➏ 열교환기
교정이 진행되는 동안 천연가스 온도를 일정하게 유지시켜 주는 역할을 합니다.
➐ 컨트롤 룸
각종 밸브 및 압축기 등의 주요설비를 제어하는 곳으로, 유량프로그램을 사용하여 교정대상 유량계를 교정합니다.

초음파유량계 교정 성공으로 안정적 체계를 갖추다

지난해 완공식과 더불어 유량교정설비의 완전 가동 시대를 연 한국가스공사 유량측정센터는 가스공사 자체 교정수요인 연간 100여 대의 교정이 가능함은 물론, 연간 최대 200여 대 분량의 교정 능력으로, 외부수요까지 처리 가능한 기술 및 설비 기반을 갖추었다. 기존과 달리 연중 교정이 가능하며, 천연가스 대유량 거래에 사용되는 최대 24인치 터빈유량계 및 초음파유량계를 20~24,000㎥/h(10~50bar) 범위에서 교정할 수 있다는 점에서 안정적인 천연가스 거래 기반 시설로 기능하리란 기대 또한 한 몸에 받았다. 유량측정센터 완공 후 일 년여의 시간은 이러한 가능성과 기대를 현실화했다는 점에서 주목할 만하다.

유량측정센터는 순환루프방식 교정 시스템을 이용해 연중 상시적으로 고압 대유량의 유량계 교정이 가능하도록 설계되었다. 이는 초음파유량계의 교정을 통해서도 입증되었다. 유량측정센터는 지난해 가스공사가 보유한 2대의 초음파유량계에 대해 시험적으로 진행한 교정작업의 성공에 이어 올해 10월에는 청라관리소 20인치 초음파유량계를 시작으로 총 18대의 초음파유량계를 성공적으로 교정했다. 이로써 국내 최초로 천연가스를 이용한 대용량 초음파유량계 고압교정을 수행하는 성과를 거두었으며, 초평관리소 초음파유량계의 경우 역방향 교정까지 완료해 초음파유량계에 대한 안정적인 교정체계를 수립했다는 평을 받았다. 오리피스유량계와 터빈유량계에 이어 초음파유량계까지 교정이 가능해지면서 현재 유량측정센터는 보통 한 해당 100여 대에 이르는 가스공사 내부의 교정 대상 유량계에 대한 교정작업의 전량을 소화하고 있다. 가스공사가 미국 및 유럽 교정기관에 교정을 의뢰할 경우 유량계 1대당 약 1억 원(24인치, 항공료 포함, 2009년 기준)이라는 막대한 교정 비용과 더불어 시간적으로도 통상 수개월의 시간이 소요된다. 반면 유량측정센터에서 모든 교정작업이 진행되면서 직접적인 비용 절감은 물론이고 교정작업에 걸리는 시간도 일주일 남짓이면 충분해 시간적으로도 상당한 절약 효과를 체감하고 있다.

아시아권 유량측정 허브로 발돋움

한국가스공사는 유량측정센터를 통해 당장 내부 유량계를 적기에 교정함으로써 신뢰성 있는 천연가스 거래 기반을 확보하고, 가스공사 계량기술에 대한 대내외 신뢰도를 향상시키는 데 커다란 의미를 부여하고 있다. 아울러 가스공사는 유량측정센터의 연간 교정 가능 분량이 200여 대에 이르는 만큼 국내외 교정을 위한 준비도 착실히 밟아나가고 있다. 우선 유량측정센터는 올해 초음파유량계 교정의 성공적인 경험의 기세를 몰아 초음파유량계 교정 품질 향상에 더욱 박차를 가할 계획이다. 즉 내년에는 한층 정밀하게 가공된 교정용 배관 구매로 초음파유량계 제작사와 모델별 교정체계를 확립할 것이며, 이와 함께 센터가 보유한 유량교정설비의 교정 품질을 객관적으로 입증할 수 있는 통계자료도 착실히 쌓아나가고 있다.

이를 통해 한국가스공사는 세계 최고 수준의 교정 역량과 기술 인프라를 토대로 국내는 물론 아시아권 천연가스 유량측정 허브로 발돋움해 관련 산업에서 중추적인 역할을 수행해 나가겠다는 포부를 갖고 있다. 내적으로 면밀하게 기술력을 키워나가는 동시에 한국표준과학연구원과 국가표준 운영을 위한 협력체계를 구축하고 미국 표준기관인 NIST-CEESI와 국제 공신력 제고를 위한 국제비교시험을 추진 중인 것도 국내외 교정산업 진출에 힘을 싣기 위한 일환이다. 앞으로도 한국가스공사는 천연가스 유량측정 분야에서 공사의 입지를 키워나가는 한편 공사의 측정 신뢰성 향상과 공정하고 정확한 거래 질서 확립에 기여하기 위해 유량측정센터를 통해 다각적인 노력을 펼쳐나갈 계획이다.