핵심 요약
- 냉각탑 보충수는 증발손실, 블로우다운, 비산수와 누수·월류를 보충합니다.
- 농축비는 순환수 또는 블로우다운수의 전기전도도를 보충수 전기전도도로 나눈 값으로 추정할 수 있습니다.
- 농축비를 무조건 높이면 스케일·부식 위험이 커질 수 있으므로 보충수 수질과 약품처리 기준 안에서 관리해야 합니다.
- 보충수와 블로우다운 유량계, 전기전도도 기록을 함께 비교하면 숨은 누수나 제어 이상을 찾기 쉽습니다.
1. 냉각탑 물수지의 기본
냉각탑에서는 물 일부가 증발하면서 열을 외기로 방출합니다. 증발한 물에는 용존 고형물이 거의 따라가지 않으므로 순환수에는 칼슘, 마그네슘, 염화물, 실리카 같은 성분이 점차 농축됩니다. 농축을 제어하기 위해 순환수 일부를 블로우다운으로 배출하고 보충수를 공급합니다.
정상적인 물수지는 보충수량이 증발손실, 블로우다운, 비산수의 합과 대체로 맞아야 합니다. 실제 현장에서는 수조 월류, 플로트 밸브 불량, 배관 누수, 청소 배수와 계측 누락이 추가될 수 있으므로 적산값이 맞지 않을 때 이 항목들을 조사합니다.
- 보충수 = 증발손실 + 블로우다운 + 비산수 + 누수·월류 등 기타 손실
- 증발손실은 열부하와 기상조건에 따라 변동
- 비산수는 엘리미네이터 상태와 풍량·풍향의 영향 확인
- 누수·월류는 효율 문제가 아니라 즉시 보수할 설비 이상으로 분류
2. 농축비 계산과 교차 확인
농축비는 보충수에 들어온 용존 성분이 순환계통에서 얼마나 농축되었는지를 나타냅니다. 현장에서는 전기전도도를 이용해 순환수 또는 블로우다운수 전기전도도를 보충수 전기전도도로 나누어 추정하는 방법이 널리 사용됩니다.
유량 자료가 있다면 보충수량을 블로우다운수량으로 나눈 값과 전도도 비를 비교할 수 있습니다. 두 비율이 크게 다르면 계측기 오차, 누수·월류, 제어밸브 누설, 별도 배수 또는 채수 위치 문제를 의심합니다.
- 전도도 기준 농축비 ≈ 순환수 전도도 ÷ 보충수 전도도
- 유량 기준 농축비 ≈ 보충수량 ÷ 블로우다운수량
- 보충수 수질이 바뀌는 계절·수원 전환 시 목표값 재검토
- 자동 전도도 제어기의 센서 오염·교정·밸브 동작을 정기 확인
미국 DOE는 많은 시스템이 2~4회 농축으로 운전되며 조건에 따라 6회 이상도 가능하다고 설명하지만, 실제 허용 농축비는 보충수 수질과 재질·약품처리 조건이 결정합니다. 숫자를 그대로 적용하지 마세요.
3. 블로우다운 제어기를 점검하는 순서
전도도 제어기는 센서가 설정값을 감지하면 블로우다운 밸브를 열어 농축수를 배출합니다. 센서 표면에 스케일이나 바이오필름이 붙으면 실제보다 낮거나 불안정한 값이 표시될 수 있고, 밸브가 고착되면 과다 배수 또는 농축 과다로 이어질 수 있습니다.
점검할 때는 휴대용 계측값과 제어기 표시값을 비교하고, 밸브 명령과 실제 유량 변화를 확인합니다. 약품 주입 직후처럼 국부 농도가 높은 위치는 대표값을 왜곡할 수 있으므로 센서와 약품 주입점의 배치도 검토합니다.
- 센서 세척 전후 표시값과 휴대용 전도도계 비교
- 설정값 도달 시 블로우다운 밸브 실제 개방과 배수 확인
- 보충수 플로트 밸브의 헌팅·월류·누설 확인
- 적산 유량계 단위, 배율과 검침 시간대 통일
4. 운전일지로 이상을 찾는 방법
일지에는 보충수·블로우다운 적산값, 보충수·순환수 전도도, pH, 약품 주입, 청소·배수 이력을 같은 시간대에 기록합니다. 하루 사용량만 보지 말고 냉동기 운전시간이나 생산 부하와 나누어 비교해야 계절과 부하 변동을 구분할 수 있습니다.
보충수량이 증가했는데 열부하와 날씨가 비슷하다면 월류, 누수, 블로우다운 과다, 센서 오차를 확인합니다. 반대로 보충수량은 줄었지만 전도도가 계속 상승한다면 블로우다운 밸브나 배수 경로의 막힘 가능성을 조사합니다.
5. 물수지 이상 징후 판정표
| 관찰 내용 | 가능 원인 | 확인 방법 |
|---|---|---|
| 보충수 급증 | 월류·누수, 블로우다운 과다, 부하 증가 | 수조 수위, 밸브, 적산유량과 냉동기 운전시간 비교 |
| 전도도 상승 | 블로우다운 부족, 센서·밸브 이상 | 휴대용 계측값 비교와 실제 배수 유량 확인 |
| 전도도 과도 저하 | 블로우다운 과다, 보충수 밸브 헌팅 | 설정값·밸브 개방시간·월류 상태 확인 |
| 두 농축비 불일치 | 누수, 별도 배수, 계측기 배율·채수 오류 | 계통도와 모든 유출 지점, 계기 교정 이력 확인 |
6. 자주 묻는 질문
농축비는 높을수록 좋은가요?
물 사용량 측면에서는 유리할 수 있지만 스케일·부식 위험이 증가할 수 있습니다. 보충수 수질, 설비 재질과 수처리 프로그램이 허용하는 범위에서 결정해야 합니다.
블로우다운은 타이머만으로 제어해도 되나요?
부하와 수질 변동을 반영하기 어렵습니다. 전기전도도 자동 제어와 유량 기록을 검토하되, 현장 조건과 전문 수질관리 기준을 따릅니다.
보충수량과 블로우다운수량 비가 전도도 비와 다르면 무엇을 보나요?
계측기 교정과 단위, 누수·월류, 별도 배수, 밸브 누설, 채수 위치를 순서대로 확인합니다.
7. 참고자료와 적용 범위
- U.S. DOE FEMP — Best Management Practice #10: Cooling Tower Management
- U.S. EPA WaterSense at Work — Best Management Practices
- U.S. EPA WaterSense at Work PDF — Cooling Tower Cycles of Concentration
이 자료는 해당 설비와 공종의 일반적인 점검·시공·관리 원칙을 설명하기 위한 것입니다. 실제 선정, 성능 판정과 안전조치는 설비 사양 및 현장 조건을 확인한 기술 검토가 우선합니다.