현재 상태 및 미래극저온 펌프
최근 몇 년 동안 천연가스는 세계 에너지 소비에서 꾸준히 점유율을 늘려 석유와 석탄과 함께 3대 주요 에너지 중 하나로 자리매김했습니다. 액화천연가스(LNG)는 전 세계적으로 깨끗한 에너지원으로 인정받고 있으며, 에너지 효율성, 환경 친화성, 안전성, 신뢰성, 경제적 이점을 포함한 수많은 이점을 제공합니다. 중국에서는 국가 "12차 5개년 계획"에서 LNG 개발 및 도입을 장려했습니다. 2012년까지 중국은 해안 도시에 12개의 LNG 수입 터미널을 설립했으며, 총 용량은 3,500만 톤으로 서-동 가스 파이프라인 1, 2호선의 합산 용량을 초과했습니다. 중국에서 LNG 액화 기술의 급속한 발전은 "13차 5개년 계획"에 의해 지원되었으며, 2020년까지 3,600억 입방미터의 천연가스 공급 용량을 달성하여 1차 에너지 소비의 8.3%~10%를 차지하는 것을 목표로 합니다.
중국은 주로 LNG 형태로 천연가스를 수입합니다. LNG 생산 및 소비 프로세스에는 액화, 운송, 수령, 운송 및 판매라는 몇 가지 핵심 단계가 포함됩니다. LNG 극저온 펌프는 LNG 공급망의 각 단계에서 중요한 역할을 합니다.
현재 전 세계적으로 LNG 극저온 펌프를 생산하는 회사는 소수에 불과하며, 중국의 LNG 생산은 아직 초기 단계에 있습니다. 국내 LNG 액화 플랜트, 수신 터미널, 증발 스테이션, LNG 차량 주유소는 주로 서양 제품을 사용하는데, 이는 비싸고 납품 기간이 깁니다. LNG 산업을 발전시키고 에너지 안보를 보장하려는 국가 정책에 따라 국내 LNG 이송 펌프를 개발해야 할 시급한 필요성이 있습니다.
현재 상태 및 개발 추세
국제 기술 현황
미국은 1910년 초에 산업적 규모의 천연가스 액화 연구를 시작했고 1917년에 LNG 생산을 시작했습니다. 이후 영국, 프랑스, 일본과 같은 선진국이 LNG 거래에 참여했습니다. 미국은 중국에 비해 저온 펌프 기술 연구에서 거의 100-년 앞서 있습니다. 주요 국제 저온 펌프 제조업체로는 EBARA(미국), NIKKISO(미국), JC-CARTER(NIKKISO에서 인수)가 있습니다. 이러한 회사는 제품 개발, 제조, 테스트 및 운영 분야에서 수십 년의 경험을 보유하고 있으며, 대형, 효율적이며 신뢰할 수 있는 제품을 개발하는 추세입니다.
국내 기술 현황 및 동향
중국에서 기초 연구와 엔지니어링 기술이 급속히 발전함에 따라, 국내 극저온 펌프 제조업체는 저온 재료, 잠수 모터, 입구 바닥 밸브, 전기 구성 요소 및 저온 베어링에 대한 연구와 응용을 수행했습니다. 저온 테스트 기술과 안전 모니터링에서 상당한 진전이 이루어졌습니다. 그러나 설계, 제조, 테스트 및 엔지니어링 응용 기술의 전체 세트는 여전히 부족하며 외국 제조업체와 비교했을 때 엔지니어링 경험에 격차가 있습니다. 이 격차를 메우기 위해 지속적인 응용 및 경험 축적이 필요합니다.
LNG 펌프 구조 및 특징
LNG 극저온 잠수 펌프는 저온 잠수 모터, 임펠러, 가이드 베인, 베어링, 추력 균형 구조와 같은 구성 요소로 구성됩니다. 이 펌프는 원심 설계로, 우수한 캐비테이션 방지 성능으로 -196도 온도 요구 사항을 충족합니다. 모터와 같은 핵심 구성 요소는 LNG에 의해 직접 냉각되고 무산소 환경에서 작동하여 폭발 위험을 제거합니다. 잠수 펌프의 베어링은 극한의 저온에 노출되며 안정성을 위해 질화규소 세라믹 볼 베어링을 사용합니다.
잠수형 LNG 펌프의 장점
>밀봉 없는 디자인:샤프트 씰 누출 위험을 제거합니다.
>안정된 온도:LNG를 이용한 모터 냉각은 폭발 위험 없이 안정적인 온도를 유지합니다.
>낮은 소음:펌프 전체가 액체에 잠겨 있어 작동 소음이 낮습니다.
>간단한 구조:동축 모터와 임펠러 설계로 높은 신뢰성을 보장합니다.
>베어링 수명 연장:내장된 균형 메커니즘이 축방향 힘을 줄여줍니다.
>자체 윤활 베어링:베어링은 매체를 통해 윤활되므로 추가 윤활 시스템이 필요 없습니다.
잠수형 LNG 펌프는 대형 LNG 운반선, 차량 주유소, LNG 수용 터미널 등의 분야에서 폭넓은 성공을 거두었습니다.
국내 R&D 방향LNG 잠수 펌프
국내 LNG 잠수 펌프 R&D의 전반적인 목표는 기술 수준과 운영 신뢰성에 대한 국제 표준을 충족하는 일련의 대유량 LNG 극저온 펌프를 개발하는 것입니다. 주요 연구 분야는 다음과 같습니다.
>유압 기술:LNG에 적합한 고유량, 저캐비테이션 고효율 임펠러를 개발하고, 수입 펌프 곡선에 맞춰 유압 설계를 최적화합니다.
>바닥 밸브 개발:밀봉, 강도, 상호 교환성 및 일반적인 사용성을 고려하여 국내 하부 밸브 설계를 최적화합니다.
>저온 소재 연구:저온 강도 및 변형에 대한 연구 소재를 개발하고, 저온 모터용 소재를 개발합니다.
>저온 베어링의 윤활:저점도 LNG를 윤활제로 사용하여 LNG 펌프의 윤활 문제를 해결합니다.
미래 추세 및 전망
중국의 LNG 수입량은 지난 5년 동안 거의 두 배로 증가했으며, 2022년까지 중국의 LNG 수용소 총 용량은 연간 1,300만 톤을 초과할 것으로 예상됩니다. 글로벌 LNG 자원의 유리한 공급과 강력한 국내 수요로 중국의 LNG 시장은 유망한 전망을 가지고 있습니다. 추가 LNG 수용소의 건설은 LNG 펌프에 대한 수요 증가를 촉진할 것입니다. 향후 개발에는 에틸렌, 프로판, 액체 질소와 같은 다른 극저온 매체용 펌프가 포함될 것입니다. 중국의 청정 에너지 정책의 발전은 국내에서 개발된 LNG 잠수 펌프의 시장 잠재력을 더욱 향상시킬 것입니다.
미래의 핵심 연구 분야로는 저온 소재, 저온에서의 베어링 윤활, 저온 모터의 특성, LNG 펌프 매체에 대한 테스트 기술 등이 있습니다.
