펌프 성능 테스트란?(performance test/펌프성능곡선/performance curve/shut off/BEP/H-Q곡선/rated f

 
오늘은 펌프의 성능곡선(퍼포먼스 테스트)에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

펌프 성능곡선(Pump Performance Curve)은 펌프의 운전 조건과 성능을 그래프로 나타낸 것으로,

펌프가 특정 조건에서 얼마나 효율적으로 작동하는지 보여줍니다.

이 곡선은 펌프를 설계하고 선택할 때 매우 중요한 자료입니다.

주요 성능테스트 기준 및 곡선 항목은 다음과 같습니다:

 
 

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펌프 성능곡선의 주요 요소

1. 양정(Head) - 유량(Q) 곡선
   • 펌프가 주어진 유량(Q)을 공급할 때 발생하는 양정(Head)을 보여줍니다.
   • 일반적으로 유량이 증가할수록 양정은 감소하는 형태로 나타납니다.
2. 효율(Efficiency) 곡선
   • 펌프가 다양한 유량에서 얼마나 효율적으로 작동하는지 나타냅니다.
   • 최대 효율점(BEP, Best Efficiency Point)을 기준으로 효율이 변합니다.
3. 축동력(BHP, Brake Horsepower) 곡선
   • 펌프가 특정 유량에서 요구하는 동력을 나타냅니다.
   • 유량이 증가함에 따라 요구 동력이 증가하는 경향이 있습니다.
4. NPSHr(Net Positive Suction Head Required)
   • 캐비테이션을 방지하기 위해 펌프 입구에서 필요한 최소의 NPSH 값을 나타냅니다.
   • 유량이 증가할수록 NPSHr 값이 증가하는 경향이 있습니다.

펌프 성능곡선의 활용

• 펌프 선택: 원하는 유량과 양정 조건에 가장 적합한 펌프를 선택할 수 있습니다.
• 운전 조건 확인: 실제 운전 조건이 최대 효율점(BEP)에 가까운지 확인하여 에너지 효율성을 극대화합니다.
• 캐비테이션 방지: NPSHr 값을 확인해 펌프가 적절한 조건에서 작동하도록 설계합니다.
• 운영 비용 최적화: 효율적인 운전을 통해 에너지 소비를 줄이고 비용을 절감합니다.

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펌프 성능곡선의 그래프 형태

펌프 성능곡선은 일반적으로 아래와 같은 그래프로 표시됩니다:

1. X축: 유량(Q, Flow rate)
2. Y축: 양정(Head), 효율(Efficiency), BHP, NPSHr 등이 각각의 곡선으로 표시됨.

펌프 성능테스트 곡선은 위와 같이 표시가 되며, Curve를 그리기 위한 6개의 점은 API610 code에 의거하여
Test Point로 지정됩니다. API610 Standard에 의거하여 Point 측정 후 관련 Test Report를 아래와 같이 제출합니다.

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   Test 운전 점 : 6 Point

    - Shut-off (no Vibration data required)
    - Minimum continuous stable flow
    - between 95% and 99% of rated flow
    - between rated flow and 105% of rated flow
    - Approximately the best efficiency flow
   - Maximum allowable flow (120% of BEP)
 
 ※. Non-API pump 5 Point (BEP 제외)
 

 

a) Shut-off Head

펌프 후단(Discharge) Valve 차단 시에 양정 측정 (유량이 흐르지 않는 상태)
Pump의 최대 압력 값으로 기기의 Design Pressure과 직결됨 (Critical Point)
※ 일반적으로 120% of Rated Flow
 

b) Minimum Continuous Stable Flow

운전 가능한 펌프의 최소 유량으로 진동 제한(Vibration Limit)을 초과하지 않는 범위
※ Normally 30% of BEP Flow
 
API610 기준 허용 범위는 Shut off head는 아래와 같다.

API610 Acceptance Criteria

C) Between 95% and 99% of rated flow

일반적으로 Test 시 95% of Rated flow 측정
(Normal Flow, 실제 운전되는 구간)
 

D) Between rated flow and 105% of rated flow

일반적으로 Test 시 Rated flow 측정
Maker 사에서 Guarantee 하는 구간
 
아울러. C) D) Point에서 Head 및 Vibration & MRT(Mechanical Running Test) 같이 수행한다.
 

 

e) Approximately the best efficiency flow (BEP)

Rated Impeller 에서 낼 수 있는 최고 효율일 때 유량
진동은 BEP Flow에서 가장 작고 BEP를 중심으로 유량이 증가하거나 작아지면 진동은 상승한다.
▶ Rated Flow가 BEP에서 80~110% 구간을 확인한다.
 
 

f) End of allowable operating region

H-Q Curve 상 최대 토출 할 수 있는 유량
▶ MAX. 는 일반적으로 BEP 의 120% 계산
 

 
펌프 성능곡선을 확인하면 올바른 펌프를 선택하고, 효율적이고 안정적인 시스템 운영을 보장하며, 유지비용을 줄이고 장비의 수명을 연장할 수 있습니다.

이는 에너지 절약과 운영 안정성을 동시에 확보할 수 있는 핵심적인 작업입니다.