녹색성장 글로벌 리더, 삼현엔지니어링(주)
소음저감형 텔레스코픽 방산탑 개발…KTL공인인증
기술적 문제점 및 주민 님비(NIMBY) 현상 해결 대안
녹색성장 글로벌 리더, 삼현엔지니어링(주)
소음저감형 텔레스코픽 방산탑 개발…KTL공인인증
기술적 문제점 및 주민 님비(NIMBY) 현상 해결 대안
  • 조남준 기자
  • cnj@energydaily.co.kr
  • 승인 2018.02.26 07:57
  • 댓글 0
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방산탑높이 접힌상태 2M・방산시만 25M…비가시적 형태 환경친화형 미관확보
방산탑 교체 OR 이설시 해체 및 설치용이 시공성 확보・방산시간 단축 효율성

 
[에너지데일리 조남준 기자] 플랜트 및 풍력발전용 베어링 제작 전문기업으로 ‘선회 베어링’ 제품 분야에서 선두주자로 꼽히며 세계적으로 인정받고 있는 우수 중소기업 삼현엔지니어링(주)이 ‘소음저감형 텔레스코픽 방산탑(Vent Stack, 일명. 접이식 방산탑)’을 개발했다. 삼현엔지니어링의 전문기술진이 각고의 노력 끝에 개발해 특허를 출원한 ‘소음저감형 텔레스코픽 방산탑’은 방산시에는 지상으로 25m 높이까지 펼쳐지고, 평상시에는 지하에 접혀지는 형태의 텔레스코픽형이다. 특히 접힌 상태의 방산탑 높이는 지상으로부터 2m내외에 불과하다. 또한 기술적으로 기존 방산탑용 소음기를 활용해 시공방법을 개선하고, 소음레벨도 획기적으로 낮췄다. 이에 따라 이 제품은 비가시적인 형태의 환경친화형 방산탑으로서의 대표적인 특징을 갖추고 있어 기존 방산탑의 기술적 문제점은 물론 주민들의 님비(NIMBY) 현상도 동시에 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 특히 이 제품은 한국산업기술시험원(KTL)으로부터 안전성도 공인 받았다. 삼현엔지니어링을 찾아 ‘소음저감형 텔레스코픽 방산탑’에 대해 조망했다.

■ 천연가스 공급 배관 필수 설비 방산탑(VENT STACK)
계획 방산시 소음 및 악취・도심미관 저해 등으로 주민 반발
주민 님비로 차단 및 정압 관리소 설치 부지확보 어려움 봉착

천연가스 공급을 위한 배관망에는 안전을 위해서 방산탑(VENT STACK)의 설치가 필수이다. 방산탑(VENT STACK)은 사전에 수립된 관로 정비계획에 따라 생산 설비 보수나 비상상황(테러의 공격이나 누출사고의 폭발로 인한 2차사고 등) 발생 시 가스를 차단하고 배관내 가스를 대기 중으로 방출하는 설비이다.

국내 배관망은 2018년 현재 총연장 4,790km가 운영 중 이다. 차단밸브의 설치간격은 지역 별 가’급 8km, 나’급 16km, 다’급 24km간격으로 설치 운영 중이며, 차단 목적 외 방산기능을 갖춘 공급관리소는 397개소이다. 또한, 방산탑의 높이는 25m, 40m가 표준이지만 설치 환경이 열악한 경우에는 방출된 가스의 착지농도가 폭발 하한계 값 미만이 되도록 그 높이가 결정된다.

방출소요시간은 가스방출시작 압력에서부터 대기압까지 60분 이내이다. 또한 방산탑에는 정전기 및 낙뢰 등에 의하여 착화하지 않도록 정전기 및 낙뢰방지 설비를 갖추고 있으며, 불꽃감지장치에 의해 감시 운영되고 있다. 또한 방산탑은 소음기가 방산탑 상부에 설치되는 것과 하부에 설치되는 두 가지 형태로 운용되고 있다. 도시 미관을 고려해 방산탑 외부 마감을 조형물 형태로도 설치 운영되고 있다.

노후된 방산탑은 시설점검 및 공급 압력조정을 위해 잔여가스 배출횟수는 년 10~30회를 실시하는 경우가 있다. 계획방산 시에도 소음 및 악취 발생으로 주변 환경 공해의 요인이 되고 있다.

이에 따라 방산탑이 위치하는 차단 및 정압 관리소를 건립하기 위한 부지를 확보하는데 큰 어려움이 대두되고 있다. 이는 대부분이 방산탑 건립 예정지역의 주민들이 부지선정의 역차별성, 위험성 및 도심미관 저해요인 등을 이유로 반대하고 있기 때문이다.

특히 예정 지역 주민들은 방산탑이 도심 속 한 가운데 지상으로 높게 고정 설치됨으로써 위험성, 혐오성, 도심미관저해 요인 등으로 도심 주변 주거지 부동산 사유재산 거래가격 하락 등을 이유로 꼽고 있다.

이에 따른 방산탑 건립 예정지역 주민들의 반발은 결국 차단 및 정압 관리소 설치를 위한 부지확보에도 어려움을 겪고 있는 실정이다.

 [기존 방산탑 노출형] 높은 높이와 방산시 소음 등으로 지역주민들의 님비현상에 따른 민원발생의 원인이 되고 있다.

■ 소음저감형 방산탑 특허 출원 5분의 1 축소 모형 완성
KTL, 실린더 상승속도・기밀・방산능력・소음 테스트 등 인증
기존 소음기 지하 원형프레임 내부에 설치해 소음레벨도 낮춰


▲ 한국산업기술시험원(KTL)이 텔레스코픽 방산탑의 기밀성 및 안전성 등을 시험 인증한 시험성적서
삼현엔지니어링(주)은 이 같은 님비(Not In My Back Yard)현상을 해결하고 종래의 기술적 문제점 등을 동시에 해결 할 수 있는 소음저감형 텔레스코픽 방산탑(일명. 접이식 방산탑) 개발을 개발하는데 그 배경을 뒀다.

이를 위해 삼현엔지니어링은 2014년부터 ‘소음저감형 텔레스코픽 방산탑’설계 및 기술개발에 착수했다. 이어 2016년 소음저감형 텔레스코픽 방산탑의 특허를 출원했으며, 약 1여년의 제작기간을 거쳐 소음저감형 텔레스코픽 방산탑 5분의 1 축소 모형을 완성했다.

삼현엔지니어링에서 자체 개발한 소음저감형 텔레스코픽 방산탑은 3년간의 기술 및 설계 검토를 거쳐 특허를 취득했고, 약 1년여 간의 제작 및 공인테스트를 통과하면서 실증제품의 설계에 착수 할 수 있는 토대를 마련했다.

특히 이 제품은 소음저감형 방산탑의 안정성을 위해 최근 한국산업기술시험원(KTL)으로부터 ‘실린더 상승 속도, 기밀테스트, 방산 능력테스트 및 소음테스트’의 공인 테스트를 완료하고 인증을 받았다.

삼현엔지니어링에 따르면 KTL로부터 공인테스트를 완료한 ‘텔레스코픽 형태의 방산탑’은 기존 소음기를 지하 원형프레임 내부에 설치해 소음레벨을 낮출 수 있다. 소음기의 설계기준에 따라 방산탑과 연결되는 14″노즐 인입부에서 가스압력은 최대6.9㎫이기 때문에 음의 압력레벨은 186dB이 된다.

기존 소음기의 감소량은 50dB이므로 소음기 배출구에서는 약 136dB의 가청음압레벨이 될 수 있다. 소음기가 지하 원형 프레임 속에 위치 할 때 밀폐구조의 효과로 인해 약 10dB 이상 소음을 더 저감 할 수 있다.

방산탑 상부1단의 분출구는 가스입자의 속도를 감소시키기 위해 디퓨져(Diffuser) 형태로 할 수도 있다, 상부1단에 스테인리스 울(Stainless wool) 같은 내구성 흡음재(Acoustic)를 시공 할 경우 가청거리를 약 30m로 가정하면, 고용노동부 기준, 소음노출시간 1시간, 105dB 이내로 검토됐다.

또한, 방산탑 상부1단에서의 분출음의 고유진동수와 구조물의 고유진동수에 의한 공진파괴현상 등도 함께 검토했다.

텔레스코픽 방산탑의 구조적인 안정성을 평가하기 위해 적재하중, 풍하중 및 지진하중을 고려해 벡터모드에 의한 구조해석을 수행한 결과 폰미세스응력(Von mises stress)값 이내이었으며, 이에 대한 안전성을 우선적으로 분석 평가했다.

구조적 성능을 검증하기 위해 유한요소해석 전문 소프트웨어인 MIDAS NFX 2015 R1 (MIDAS Information Technology. Co., Ltd. Korea)을 이용해 분석 평가했다.

 

▲ [방산탑 상승] 텔레스코픽 방산탑은 방산시 지상 25m까지 펼쳐진다.
▲ [방산탑 하강]테레스코픽 방산탑은 접힌 상태의 높이가 2m에 불과한 환경친화형 방산탑이다.

 

 

 

 

 










■ 운영 효율성 우수・해외 플랜트 수출 효과 기대
방산탑 상부 안전 확인 작업 불필요・공기단축 사업비 절감
건설 시 및 건설 후 주민 민원발생 등 님비현상 해소 가능

삼현엔지니어링이 개발한 텔레스코픽형 방산탑은 기술적으로 기존 방산탑용 소음기를 활용해 시공방법을 개선함으로써 소음 저감형 방산탑 보급할 수 있고, 소음기 상부형 또는 하부형의 별도 구분 없이 소음기 하부형으로 제품을 일원화할 수 있다.

뿐만 아니라 방산탑 교체 또는 이설시 해체 및 설치가 용이한 시공성을 확보했고, 방산시간을 단축시킬 수 있어 운영적인 측면에서의 효율성이 우수하다.

또한, 방산탑 상부 고공에서 작업자의 안전 확인 작업이 불필요하고, 방산탑 설치구간 확대 시 공급관리소 운영계획에 탄력적으로 대응 가능하다.

경제적인 측면에서는 공기단축에 의한 사업비 절감효과에 따른 가스공급사업의 수익성 및 유지보수비 절감에 따른 운영사업의 기대효과와 기타 돌발적인 사고에 의한 비용 감소, 국내 가스공급관리소와 유사한 해외 일본 등에 가스플랜트기술 수출 효과가 기대된다.

산업 환경적인 측면에서는 건설시 및 건설 후 민원발생으로 인한 님비(NIMBY)현상의 해소가 가능하고 비가시적 가스공급설비로써 환경 친화형 방산탑 시설로써 환경적 이익이 우수하고 소음을 저감할 수 있어 환경적 이익이 기대되는 설비이다.

특히, 현재 건설예정지역인 제주도와 같은 천해의 환경지역에서 그 진가를 발휘할 수 있을 것이라 예상된다.
여기에 한국가스공사의 정압 관리소(GS) 및 차단관리소(VS)가 매년 각10기씩 설치되고 있어, 향후 환경 친화적인 소음저감형 텔레스코픽 방산탑의 시공 및 교체/이설 공사의 수주도 기대된다.
 

공급설비 증설현황, <2017.12.31, 한국가스공사 제공>
■ 녹색성장 리드 글로벌 리더, 삼현엔지니어링은?
세계가 인정한 품질로 선회베어링 선두주자 ‘발돋움’
고용우수기업 선정・일하고 싶은 우수 중소기업 선정


삼현엔지니어링은 다양한 고객사가 요구하는 풍력발전용 선회 베어링을 설계 및 생산할 수 있는 능력을 갖추고 있는 등 풍력에너지 발전시설에 필수적인 선회 베어링 제품 분야에서 선두주자로 꼽히며 그린에너지 생산의 힘찬 회전을 이끌어가고 있다.

삼현엔지니어링은 우수한 기술력을 바탕으로 세계적인 글로벌 기업 미국 GE社에 2010년부터 풍력발전용 베어링을 공급하는 등 세계적으로 인정받고 있는 우수 중소기업이다.

이를 발판으로 이 회사는 2012년 일천만 불, 2015년 이천만 불, 2016년 삼천만불의 수출의 탑을 수상하는 등 매년 꾸준한 성장세를 보이고 있다.

2012년 경상남도 고용우수기업 선정 및 2014년 취업하고 싶은 경남 우수기업으로 선정됐고, 종업원 수 107명으로서 매년 100억 원대 매출 향상으로 2017년도에는 503억 원의 매출을 달성했다.  
▲ 영원히 마르지 않는 에너지, 그린에너지 생산의 힘찬 회전을 삼현엔지니어링(주)이 이끌고 있다. 삼현엔지니어링의 선회 베어링은 풍력발전은 물론 위성안테나 등 다양한 분야에 활용되고 있다.


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