스웨즈락의 분석기 샘플링 시스템 Q&A

아시아 필드 엔지니어링 매니져, Mike Frost가 진행하는 분석기 샘플링 시스템 Q&A

분석기 샘플링은 오일 및 가스 추출, 화학 및 석유화학 프로세싱, 발전 등 수많은 산업에서 매우 중요한 공정입니다. 스웨즈락 아시아 태평양 지역의 필드 엔지니어 매니져 Mike Frost가 분석기 샘플링의 일반적인 문제점들에 관한 Q&A를 진행하였습니다.

스웨즈락 참고 자료(SRP): 함께 해 주셔서 감사합니다, Mike! 본인 소개와 스웨즈락에서 하는 일을 간략히 말씀해주세요.

Mike Frost: 안녕하세요. 저는 아시아 필드 엔지니어 매니져로서 아시아에서 서비스를 제공하는 34명의 스웨즈락 필드 엔지니어들을 교육하고 통솔하고 있습니다. 또한, 필드 엔지니어들이 작성한 보고서를 검토하여 고객의 분석기 및 그랩 샘플링 시스템(grab sampling system)의 성능과 안전, 환경적 영향을 평가하는 업무를 수행하고 있습니다.

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SRP: 분석기 샘플링은 복잡할 수도 있는 공정인데요, 담당하는 지역에서 흔히 볼 수 있는 문제점들은 무엇인가요?

Mike: 고객이 경험하는 가장 흔한 문제는 누설, 막힘, 오염 같은 문제, 그리고 실험실과 온라인 분석 결과가 불일치하는 문제가 있습니다.

하지만 더 심각한 것은 이러한 현상 뒤에는 통상 더 큰 시스템 문제가 숨어 있다는 것입니다. 보통 고객은 스스로 그 증상이 있는 샘플링 시스템을 평가를 통해 찾으려고 노력합니다만, 근본적인 원인이 발견되거나 해결된 적은 한 번도 없었습니다.

SRP: 이럴 때는 어떤 일이 벌어지나요?

Mike: 기술자들은 더 자주 유지보수를 해야 합니다. 하지만 시스템이 최적화되었다면 그럴 필요가 없을 것입니다. 중앙통제실(Control room)에서는 분석 결과를 온전히 믿을 수 없게 되고 수동 제어로 전환할 수도 있는데, 수동 제어는 효율성이 떨어지는 데다가 최종 가격에도 영향을 미칩니다.

SRP: 이런 종류의 문제가 어떻게 나타나는지 자세한 예를 들어주시겠습니까?

Mike: 큰 문제 중 하나는 샘플 오염입니다. 가스 샘플에 액체 오염이나 액체 샘플에 고체 오염은 샘플링 공정에서 맨 처음에 발생하는 경우가 많습니다.  샘플을 채취할 때 그 위치에 매우 주의를 기울여야 합니다. 예컨대, 공정 가스를 샘플링하는 경우, 가장 좋은 방법은 잠재적인 오염원들이 파이프 안으로 떨어질 수 있도록 가로관(horizontal process pipe)에서 수직 노즐(vertical nozzle)을 사용하는 것입니다. 프로브는 파이프 벽에 붙어 있는 찌꺼기에 닿지 않도록 라인 중앙에서 샘플을 채취하기 때문에, 오염원을 제거하는 데 도움이 됩니다. 프로브는 시간 지연 또한 줄여줍니다.

SRP: 시간 지연도 분석기 샘플링의 문제점 중 하나가 될 수 있죠.

Mike: 맞습니다. 유체 이송 라인 내에 올바른 직경 크기의 프로브를 사용한다면 시간 지연을 줄이는데 큰 도움이 될 것입니다.

SRP: 작업자가 유체 이송 라인에서 어떤 것들을 고려해야 하나요?

Mike: 이송 라인에서는 몇 가지 주요 사항을 확인해야 합니다. 속도와 유량은 시간 지연, 압력 강하, 오염과 관련되어 있습니다. 가열과 온도의 일관성도 확인하는데, 이는 상 제어 손실(loss of phase control) 및 폴리머 생성(creation of polymer)과 연관되어 막힘(blockage)으로 이어질 수 있고 샘플의 분별(fractionation)을 야기할 수 있습니다.

SRP: 분석기 샘플링 시스템에서 평가하는 다른 중요한 사항들은 무엇이고, 일반적으로 발견하는 문제는 무엇인가요?

Mike: 저희는 스트림 스위칭 서브 시스템(stream switching subsystem)에서 교차 스트림 감염(cross-stream contamination)과 시스템에 시간 지연을 야기하는 데드레그(dead leg)의 가능성을 없애는 설계에 특별한 주의를 기울입니다. 또한, 스웨즈락은 시스템을 구축할 때 사용하는 부품의 안정성과 유지보수 요건을 살핍니다.

그런 다음 샘플 컨디셔닝(sample conditioning)이 있습니다. 샘플 컨디셔닝 시스템은 대부분 문제가 생기면 육안으로 관찰할 수 있는 곳에 설치되기 때문에, 부적합 샘플에 대한 징후를 찾을 수 있습니다. 스웨즈락은 데드레그와 큰 필터 용량으로 인한 시간 지연도 점검합니다. 여기에서는 퍼징(purging)과 캘리브레이션 가스 연결(calibration gas connection)을 통해 오염 또한 발생할 수 있습니다.

SRP: 분석기 샘플링 시스템을 개선하고자 하는 사람들에게 어떤 조언을 해주시겠습니까?

Mike: 가장 중요한 것은 문제점이나 예상되는 성능 저하에 대한 근본적인 원인을 찾는 것입니다. 증상 해결에만 급급하다면, 새로운 성능 문제가 발생하여 나중에 더 큰 문제로 발전될 수 있습니다.

분석기 샘플링 시스템을 작동하는 담당자 모두가 적절한 지식을 갖추는 것도 중요합니다. 스웨즈락은 샘플링 시스템에 대한 평가 서비스와 더불어 교육 또한 제공하여, 전 세계 분석팀이 시스템에서 더 효율적이고 안정적으로 대표 샘플을 얻을 수 있도록 도와 드립니다.

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