동서발전과 중소기업의 상생협력이 큰 결실을 맺었다. 20년 가까이 원자력발전소 계측제어 및 감시경보설비 공급 경험과 노하우, PLC 및 DCS 설비 교체 시운전, 운영에 대한 풍부한 경험을 보유하고 있는 계측제어 전문기업인 ㈜우리기술은 최근 국내 최초로 무단전으로 석탄취급제어설비를 교체했다.

㈜우리기술은 지난 2012년 8월30일 약 15억원에 이르는 한국동서발전 당진화력 1·2·3·4호기에 적용하는 석탄취급설비의 전체 감시제어장치 교체공사를 계약하고 9개월 간의 공사 끝에 성공리에 준공했다고 최근 밝혔다.

우리기술이 성공적으로 수행한 이번 프로젝트는 당진화력본부 1~4호기 석탄취급설비로서 1999년~2000년 상업운전 시작 후 약 14년간 주운영 설비로 사용되어오다 한계수명에 이른 감시제어장치 전체를 신규 설비로 교체해 석탄취급설비 운영의 안정성과 효율성을 확보하는 공사였다.

석탄취급설비는 1~4호기 발전기에 대한 공통설비로 1~4호기 발전기 가동을 위해 각 보일러의 연료인 석탄(유연탄)을 공급하는 설비이며, 석탄의 하역에서부터 보일러 급탄의 이전 단계인 Coal Silo까지 석탄을 이송하는 설비로서 모든 공정은 PLC와 HMI System을 기반으로 원격감시와 원격제어를 통해 운전하는 공정제어설비다.

석탄취급설비는 발전기를 가동하기 위해 연료를 공급하는 설비로 설비교체를 위해 석탄취급설비의 운전을 중단할 경우, 발전기 운전을 위한 연료를 공급할 수 없다는 난제가 뒤따랐다. 이는 결국 발전기를 정지시킬 수 밖에 없다는 것다. 또 자동화된 감시제어 장치 없이 수동으로 석탄취급설비를 운전한다는 것은 현실적으로 불가능했다.

특히 석탄취급설비의 감시제어장치 교체를 위해 발전기를 정지할 경우 1일 호기당 약 2.1억원의 매출 손실이 발생하게 된다. 설비교체를 위해 4개 발전기를 약 1개월만 중단하게 된다면 수백억에 가까운 매출 손실을 감당할 수 밖에 없었다.

특히 타 화력발전소도 노후된 석탄취급설비의 PLC 교체를 검토하거나 추진했지만, 설비 교체로 인해 발전소 정지시 발생하는 막대한 손실로 인해 엄두를 내지 못했다. 또 경험해보지 못했던 무단전 시공에 대한 어려움 때문에 교체 시점을 늦추거나, 교체를 추진한다 하더라도 석탄취급설비 일부 계통의 일부 장치에만 국한하거나, 부분적이고 단계적으로 추진해 왔다.

우리기술에 따르면 보통 석탄취급설비뿐만 아니라 이번 공사와 유사한 감시제어 장치 교체공사의 경우, 전체 시설의 운영을 정지 하고 교체(철거 및 설치) 공사를 진행하는 것이 일반적이었다. 하지만 일반적인 방법으로 설비교체를 위해 발전기를 정지하게 될 경우 감당할 수 없는 막대한 손실이 발생하게 되어 일반적인 감시제어 장치 교체공사와 같이 설비 운전을 중단하면서 설비를 교체한다는 것은 생각할 수도 없기 때문에 설비의 운전을 정지하지 않는 무단전 설비교체가 절대적으로 요구되는 상황이었다.

석탄취급설비는 통상 하루 3회 상탄작업을 진행하며, 각 상탄작업 사이에 오전, 오후 2차례 각 4시간 정도의 대기시간이 생긴다. 그 중 오후 대기시간은 야간 근무 시간과 겹쳐 교체 작업 중 만일의 '트러블'이 발생될 경우에는 현장 보수 인력의 지원이 힘들다는 난제가 있었다. 따라서 이번 교체공사를 진행한 우리기술은 오전 대기시간에 교체 작업을 진행 할 수 밖에 없었다.

즉, 1일 4시간의 작업 시간이 확보되나, 교체 작업 전, 후 점검에 필요한 시간과 상탄 작업에 최대한 지장을 주지 않기 위해서는 작업 시간이 3시간 정도였다는 것이다. 우리기술에 따르면 하루 3시간의 작업으로 설치 공기인 5개월과 시운전 공기인 1개월, 모두 6개월 안에 교체를 완료하고 시운전을 진행하는 것은 공사 범위와 일반적인 교체공사의 공기로 판단할 때 넉넉한 시간이 아니었다.

또 일반적인 PLC 장치 및 Panel 교체 공정은 기존품의 현장케이블 결선분리, 기존품 철거, 신규품 설치, 신규품의 현장케이블 재결선의 과정으로 이루어진다.

우리기술에 따르면 여기서 가장 시간이 많이 소요되는 공정은 결선분리 및 재결선 작업. 본 공사에서 결선분리 및 재결선이 이루어져야 하는 케이블 수량은 PLC 및 Panel 별로 차이는 있지만, 대략 600 ~ 1600 Core 정도여서 주어진 3시간 이내에 결선작업을 완료한다는 것은 현실적으로 불가능한 상황.

또한 결선작업과 교체를 완료하더라도 교체 설비 및 공정에 대한 건전성 검증과 시운전 과정이 반드시 필요한데, 3시간 이내에 교체와 더불어 검증 및 시운전을 진행하여 상탄작업을 정상화 시킨다는 것은 더욱이 것은 불가능 했다. 여기에 교체 작업 중 만일의 '트러블' 발생 시 즉시 원상 복구가 필요한데 이는 고려조차 할 수 없는 상황.

우리기술은 이러한 불가능한 상황을 가능으로 만들어내기 위해 결선분리 및 재결선 시간 단축, Panel 교체 시간 단축, PLC 교체 시간 단축을 위한 새로운 시공법을 개발했고, 현장과 동일한 모의 시스템을 구성해 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 건전성을 검증했다.

이에 따라 우리기술은 풍부한 설비개선 경험과 기술력을 바탕으로 결선분리 및 재결선 시간 단축을 위해 결선용 Connector를 개발해 적용했고, Panel 교체 시간 단축을 위해 Panel 하부 Cable Entry 후면의 개방이 가능하도록 설계하고 제작해 이를 적용했다. 또 PLC 교체 시간 단축을 위해 Migration Tool을 적용했다.

또한, H/W 및 S/W 건전성 검증을 위해 모의 시스템을 구성해 공정 단계 별로 하드웨어 및 소프트웨어를 점검했고, 이러한 과정을 반복 시뮬레이션을 통해 정상 확인 후 적용하는 단계를 거쳐 주어진 작업시간(1일 3시간) 이내에 성공적인 교체와 교체 후 석탄취급설비 해당 계통의 정상운전이 가능토록 했다.

우리기술 관계자는 "이런 새로운 시공법을 개발해 적용하고, 모든 공정을 직접 수행해 이번 공사 기간 동안 단 한차례도 발전 정지 없이 무단전으로 석탄취급설비의 전체 감시제어장치를 완벽하게 교체하고 시운전을 완료했다"며 "설비의 안정성과 효율성을 확보하는 국내 최초의 성과를 거둠으로써 그 기술력을 다시 한번 인정받게 됐다"고 평가했다.

또 "공사 과정에서 신공법과 신기술을 적용한 결과도 놀라웠지만, 이번 공사를 무단전 설비개선 계획으로 수립 및 설계하고 발주한 한국동서발전 당진화력본부 제1발전소 환경설비팀의 과감한 용단이 있었기에 성공적으로 끝낼 수 있었다"고 밝혔다.

아울러 "공사 기간 내내 '갑'과 '을'의 관계를 떠나 하나된 목표로 동고동락하고 아낌없는 지원과 격려, 성원을 보내준 당진화력의 환경설비팀장과 공사감독의 헌신적인 노력의 결과가 있었기에 국내 최초 무단전 설비 개선이라는 성과를 얻을 수 있었다"고 강조했다.

우리기술 관계자는 특히 "이것이야 말로 '갑'과 '을'이 원하고 보여줄 수 있는 상생협력의 기본이자 시너지의 결과로 진정한 동반성장의 훌륭한 사례"라며 "이러한 사업의 경험과 노하우를 아직 설비교체를 이행하지 않은 타 발전소들에 사례 발표를 하고, 시행착오를 반영할 수 있도록 기회를 창출하는 이것이 바로 '갑'과 '을'이 원하는 동반성장이자 상생협력이며 중소기업들이 필요로 하는 것"이라고 힘주어 말했다.

한편, ㈜우리기술은 신울진1,2 원자력발전소 핵심중요계통인 MMIS(Man Machine Interface System)에 국내 최초로 분산제어시스템(OPERASYSTEM-1400) 공급사로 선정되어 납품 중에 있으며 원자력과 화력 등 전력시스템과 철도 승강기 안전장치(PSD, Platform Screen Door), 철도신호시스템(CBTC, Communication Based Train Control) 등 다양한 산업 중요 플랜트 사업에 참여하고 있다.

자료출처 : 발전산업신문