"가변형 운전기술 적용, 설계기술 국산화…축류펌프 동력 20% 절감"
한국생산기술연구원은 산업에너지연구부문 김진혁 수석연구원 연구팀이 가변형 운전 기술이 적용된 '중대형 축류펌프 핵심 원천 설계기술'을 개발했다고 9일 밝혔다.
펌프는 유체의 양에 따라 부하(load)가 변동되는데, 최적 효율점을 벗어나면 대형펌프의 경우 에너지 효율이 20∼30%까지 떨어진다.
연구팀은 축류펌프에 가변형 입구 가이드 베인(IGV) 운전 기술을 적용, 유체 양에 따라 운전 패턴이 달라져도 높은 에너지 효율을 유지할 수 있는 설계기술을 개발했다.
머신러닝 기반의 형상 최적화 설계기술을 만들어 가변형 입구 가이드 베인을 설계, 축류펌프 구동 동력을 최대 20% 절감했다고 설명했다.
축류펌프는 임펠러(Impeller)를 회전시켜 유체를 축 방향으로 보내는 펌프로, 유체의 흡입 방향과 토출 방향이 같기 때문에 토출 축이 막히면 심각한 와류(유체가 본류와 반대되는 방향으로 소용돌이치는 현상)가 형성돼 임펠러를 돌리는 동력이 올라가게 된다.
이때 임펠러 앞단에서 와류 형성을 억제하고, 운전 점에서의 성능을 조절하는 역할을 하는 것이 가변 입구 가이드 베인이다.
김진혁 수석연구원은 "최적 효율점이 아닌 구간에서도 에너지를 절감할 수 있는 가변형 축류펌프 설계기술은 세계적으로도 유례가 없는 핵심 원천기술"이라며 "이를 바탕으로 노후한 펌프 시설을 교체하면 에너지 효율을 높이고 탄소배출은 줄일 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 '에너지'를 비롯한 여러 해외 저널에 실렸다.
헬로티 김진희 기자 |
