복합 EI&C 프로젝트를 위한 일관된 문서화

최근유럽지역최대에너지인프라투자의자동화중심지는 Lubmin(독일)의발트해해안에위치해있습니다.여기서, 노드스트림(Nord Stream) 파이프라인은독일영토까지이어져 Greifswald 인근에새로지어진 Lubmin 해안시설에시간당최대 660만 m3에달하는러시아천연가스를공급하고있습니다.이복합시설의설계와운영을맡은 GASCADE Gastransport GmbH(basf와 Gazprom의합작투자기업)는 EI&C 기술과관련된모든문서를표준화했고모든공급업체들에게 EPLAN Electric P8을도입하겠다는입장을밝혔습니다.그결과, 각종시스템에걸쳐정확하고신뢰성높은문서화를실현할수있게되었습니다.

천연 가스는 비보르크(러시아)를 지나는 북극권의 시베리아 가스전에서 발트해 밑을 따라 연결된 노드 스트림(Nord Stream) 파이프라인을 통해 그라이프스발트 인근의 Lubmin(독일)으로 전달됩니다. 그리고 남쪽으로는 연결 파이프라인 OPAL(발트해 파이프라인 링크, 독일어로는 Ostsee-Pipeline-Anbindungsleitung)을 통해 체코까지 전달되고 서쪽으로는 NEL(북유럽 천연 가스 파이프라인, 독일어로는 Nordeuropäische Erdgasleitung)을 통해 레덴(독일)에 있는 저장 탱크로 전달됩니다. 이 경로를 통해 독일과 서유럽 국가에 전달되는 천연 가스의 비중은 상당히 크지만 계속 증가 추세에 있습니다.

대형에너지인프라프로젝트

노드 스트림(Nord Stream) 파이프라인의 첫 번째 다리는 2011년 11월에 완공되었고 이어서 11개월 후에 두 번째 다리가 연결되었습니다. 현재 최대 약 550억 m3에 이르는 천연 가스를 매년 시베리아 서쪽 매장층에서 유럽으로 전달할 수 있습니다. 이것은 2010년 962억 6천만 m3로 기록된 독일의 연평균 천연 가스 수요량의 절반을 넘는 수치입니다. BASF SE, Gazprom, Gasunie, GDF Suez로 구성된 컨소시엄의 대형 프로젝트인 노드 스트림(Nort Stream) 파이프라인은 정해진 예산 74억 유로 내에서 착공 30개월 만에 일정대로 완성되었습니다.

파이프라인과보급망간의연결

그라이프스발트 인근 Lubminer Heide에 위치한 이 해안 시설은 1224km에 이르는 노드 스트림(Nord Stream) 파이프라인과 유럽의 가스 보급망 간 연결 지점입니다. GASCADE의 엔지니어링 부서는 모든 기술 부서를 염두에 두고 이 시설을 설계했습니다. 기술 운영 관리자 역할을 하는 운영 부서는 이 시설의 안전한 작동을 책임지고 있습니다. 이 곳에서는 천연 가스에 함유되어 있는 불순물을 제거하고 정해진 온도를 유지해 추가 수송 과정에서 응결이 생기지 않도록 합니다. 그리고 천연 가스는 연결된 두 파이프라인 즉, OPAL과 NEL을 통해 유럽 보급망으로 보급됩니다.

EI&C 기술에드는막대한경비

시설 도처에 분산되어 있는 13개 전기 제어실에는 320개가 넘는 제어 캐비닛이 설치되어 있습니다. 이 캐비닛을 통해 전기 계측 및 제어(EI&C) 기술의 복잡성을 간파할 수 있습니다. 필터 및 예열기와 더불어, 수많은 밸브가 설치되어 천연 가스의 압력과 양을 조절합니다. 뿐만 아니라, 플랜트 내 별도 영역에는 측정 스테이션이 설치되어 있습니다. 초음파 유량계는 현재의 천연 가스 처리량을 산출하고 OPAL 및 NEL에 대한 조건이 맞는지 확인한 다음, 두 파이프라인을 통해 천연 가스가 전달되도록 합니다.

E-CAD: 표준화목표

그렇다면, 다양한 엔지니어링 시스템을 포함한 어떤 측면에서는 거의 모든 공급업체들을 위해 인가 받지 못한 지역을 대표하는 이와 같은 시설을 어떻게 설계해야 할까요? 그라이프스발트 해안 시설에 적용된 모든 EI&C 기술의 계획과 시운전을 책임지고 있는 Ralf Hartmann은 이전에 전세계의 다양한 대규모 프로젝트를 관리했고, 처음부터 일관된 데이터베이스를 상당히 강조했습니다. “2009년, Lubmin 시설의 설계를 마친 다음, 저희는 설계 명세서를 작성하기 시작했고 각종 EI&C 엔지니어링 시스템에 대한 견적을 요청했습니다. 광범위한 서브 시스템을 위해 20건이 넘는 EI&C 계약을 체결했고 이로 인해 세부 엔지니어링 및 인도에 대한 감리업체가 필요하게 되었습니다. EPLAN 컨설팅의 지원 덕분에, 저희는 미리 각 공급업체에게 전기 계측 및 제어 기술에 대한 문서를 작성할 것을 요구하는 표준을 정립할 수 있었습니다.” 2008년, 자체 컨설팅과 엄청난 로비 활동이 있은 후, Hartmann은 EPLAN을 사용하는 이 신축 공사권을 GASCADE에 넘겨주었습니다.

전기엔지니어링의근거가될공급업체핸드북

기본 요건은 모든 EI&C 설계를 EPLAN Electric P8을 사용해 실현해야 한다는 것입니다. 이 해안 시설을 위해 명확히 작성된 자체 엔지니어링 핸드북에서, GASCADE는 주 프로젝트의 구조를 정의했습니다. 또, 공급업체들은 표준과 더불어 모든 데이터와 설정을 포함하고 있는 프로젝트 견본을 받았습니다. 뿐만 아니라, 부속품, 프로세스 제어 기술 사이트 목록, 케이블 목록 등을 포함한 양식도 마련되었으며, 공급업체들은 반드시 이 양식을 이용해야 했습니다. 데이터 가져오기를 위해 Excel 인터페이스도 정의했습니다.

명확한문서화, 변화에대한신속한적응 

규제가 엄격한 이유는 무엇일까요? Ralf Hartmann은 “플랜트 운영자로서 저희의 임무 중 하나는 전체 시설에 대한 문서의 명확성을 유지하고 필요에 따라 수정 또는 보완이 이루어지더라도 최신 상태를 유지하도록 하는 것”이라며, “이러한 목표는 획일적인 표준 없이는 거의 불가능한 일이며, 저희는 현장에 소규모 팀밖에 없기에 이를 달성하기가 더욱 힘든 일”이라고 말합니다. 이전 프로젝트에서 부정적 경험을 했던 만큼, Ralf Hartmann은 표준화에 대해 단호한 입장을 유지할 수밖에 없었습니다. “이전 프로젝트에서는 6가지 서로 다른 설계 시스템에서 설계도가 나왔기 때문에, 재작업이 엄청나게 많았습니다. 이렇게 서로 다른 데이터셋을 통합해 유지관리 하기란 사실상 불가능한 일이며 EI&C 문서가 9000개가 넘는 입력과 출력으로 이루어진 유럽 고유의 시설이라면 특히 더 그럴 것입니다.

20개시스템 – 한가지설계툴

시장에서 EPLAN의 보급률이 증가하고는 있었지만, EI&C 문서 작성을 위한 기본 툴로 EPLAN을 사용하는 것에 대해서는 또 다른 논란이 있었습니다. “이 해안 시설은 상당히 복합적입니다. 전기 공학적 측면에서 볼 때, 상당히 다양한 부속품이 배치되는데, 모든 부속품을 한 가지의 동일한 툴로 설계해야 합니다. 다양한 저전압 및 중전압 시스템 외에도, 이 시설에는 110kV 스위치기어 시스템과 40MW 발전기도 설치되어 있습니다. 이처럼 상당히 복잡한 프로세스 제어 기술의 설계가 EI&C 전체 설계 과정에서 거의 대부분을 차지한다고 해도 과언이 아닐 정도입니다. 그 밖에도, 여기에는 가스 계량기, 보일러 플랜트, 전문 건축 서비스, 난방기, 실내온도조절기, 환기 시스템이 포함되어 있습니다. 모두 합해서 약 20가지 정도에 이르는 시스템을 EPLAN Electric P8로 설계했습니다.”

명확히정의된프로세스

GASCADE와 공급업체들 간의 협업 과정에 포함된 프로세스는 명확히 문서화 되어 있습니다. 공급업체들은 P8 형식으로 된 제어 캐비닛 설계도를 제출했습니다. GASCADE는 제어 캐비닛에 대한 인허가를 내주고 공급업체들은 도면을 현실화해서 제어 캐비닛을 현장에 설치했습니다. 그런 다음, 반복 검사와 시운전이 이루어졌습니다. 이어, 수정 지시가 이미 작성된 문서로 전송되면, 다시 EPLAN 툴을 사용해 검증을 마친 다음 최종적으로 승인되었습니다.

표준화

이 시설은 2년간 운영되면서 상당히 많은 EI&C 기술 최적화가 이루어졌습니다. 하지만, 일관된 데이터베이스는 언제나 스스로를 증명해 보였습니다. 이것은 변경 사항과 추가 부속품의 통합에 대해서든 시설의 개별 시스템에 대한 유지보수 및 수리의 계획과 이행에 대해서든 모두 마찬가지입니다. “EPLAN에 기반한 프로세스는 저희에게 이미 정의되어 있는 ‘고정’ 프로세스의 변경 사항과 개선 사항을 모두 구현해 문서화할 수 있는 기회를 제공해줍니다. 따라서, 작업이 수월해지고 상당히 높은 안전 표준을 유지할 수 있습니다. 안전은 천연 가스 플랜트 운영자인 저희에게 최우선 사항일 수밖에 없습니다.”라고 Ralf Hartmann은 말합니다.

EPLAN 없이는업그레이드도불가능

현재, 최종 작업은 이 해안 시설에 새롭게 설치된 열병합전력 시스템을 거치게 됩니다. 이 과정을 마쳐야, 시베리아에서 나온 천연 가스를 육지에서 바로 사용할 수 있습니다. 다시 한 번, 이 프로젝트의 전기 공학 설계는 EPLAN Electric P8로 표준화되고, 그 과정에서 수많은 엔지니어링 시스템의 개선이 이루어집니다.