45일간 펼쳐진 쉼없는 레이스 – GS칼텍스 VGOFCC 프로젝트 추진단

45일간 펼쳐진 쉼없는 레이스, GS칼텍스 VGOFCC 프로젝트 추진단

 장인정신, 현대적 언어로 재해석하면 자신이 하는 일에 최선을 다해 최상의 상품을 만들어내는 전문가적 직업정신이라 할 수 있습니다. 하지만 생산자의 장인정신 못지 않은 사용자의 장인정신이 현장에서 빛을 발한다면? 외부에서 구매·설계·시공한 자재나 설비를 공장에 최적화시키는 과정에 투입된 GS칼텍스의 장인정신을 돌아봅니다.

그 첫번째 주인공은 FGSG(Flue Gas Steam Generator) 공정. 지난 3월 16일 상업가동을 시작한 제4고도화시설인 하루 5만3천 배럴 처리 규모 VGOFCC(감압가스오일 유동상 촉매 분해시설)에 녹아있는 GSC표 장인정신이 만나봅니다. C-:

•  FGSG(Flue Gas Steam Generator) 공정이란?

VGOFCC의 메인 장치인 리액터는 촉매를 이용해 중질유를 분해합니다. 중질유를 분해하고 난 뒤 오염된 촉매를 연소시켜
재생해내는 리제너레이터는 약  700’C의 연도가스(Flue Gas)를 만들어냅니다. 분진을 제거하는 Wet Gas Scrubber라는
설비로 연도가스를 보내기 전, 200’C 정도로 연도가스의 온도를 낮춰주는 설비가 바로 FGSG.

단순히 연도가스를 식혀 주는역할 외에도 열에너지를 이용해 스팀을 생성해내는데요. FGSG가 없으면 연도가스를 처리하지 못함에 따라 VGOFCC 전체의 운전을 정지시켜야 합니다.

1차 개선, 튜브지지대 설치와 누설부위 수리

 3월 14일 상업가동을 시작한 VGOFCC. 공정 가동을 시작하여 설계용량의 66%까지 운전하자 FGSG 본체에서 소음과 진동이 발생하고 일부에서 가스가 누설됐습니다. 본체 안에 촘촘하게 들어가 있는 수많은 튜브들은 물을 증기로 만들어내는 역할을 하는데 빠른 속도의 연소가스가 들어가니 튜브들끼리 서로 부딪히며 소음과 진동을 유발한 것인데요.

운전량을 증가시킬수록 소음과 진동이 커져 튜브가 파괴될 가능성이 우려됨에 따라 프로젝트 추진단은 66%의 운전률을 유지하며 3월 17일부터 31일까지 원인 파악과 개선안 마련에 들어갑니다. 개선안의 핵심은 튜브들이 움직이지 못하게 꽉 잡아내는 튜브지지대를 FGSG 내부에 설치하는 것으로 개선안 수립 과정에서 프로젝트 엔지니어들은 설치 과정 및 운전 중 발생 가능한 모든 문제점들을 예측하고 문제를 예방할 수 있는 개선안을 수립합니다.

 지지대와 기존 튜브와의 마찰로 인한 파손을 방지하기 위해 지지대를 곡면 처리하고, 운전 중 이탈을 막기 위해 지지대를 분할 설치하여 고정하는 설계안을 선택했습니다. 또한, 이러한 개선안을 현장 시뮬레이션을 통해 최적의 공사 기간을 도출하여 운전 손실을 최소화시킨 것은 물론입니다. 4월 1일 시작된 1차 공사기간 동안 프로젝트 추진단 전원이 하나의 팀으로 구성되어 교대근무조를 편성, 24시간동안 공사를 실행했고 완벽한 품질 및 안전관리를 통해 소음과 진동 문제를 해결할 수 있었습니다.

2차 개선, 외부지지대 수정과 이코노마이저 튜브지지대 설치

 4월 9일 2차 운전을 시작하여 75% 수준으로 운전량을 증대시키자 본체의 소음과 진동은 해소됐지만 또다른 문제점이 발생하고 말았습니다. 단순한 진동이 아닌 구조 자체에 문제가 숨어있었던 것인데요. 운전량을 증가시켜 연소가스의 온도가 높아짐에 따라FGSG 전체를 잡아주는 외부지지대가 열팽창의 영향으로 변형되더니 급기야 내부 튜브와 함께 파괴됐습니다. 뿐만 아니라 보일러 연소 배기가스의 남은 열을 이용하여 급수를 가열하는 장치인 이코노마이저에서도 소음과 진동이 발생하면서 4월 9일 2차 긴급 가동정지에 들어갑니다.

 국내 및 해외의 전문기술진을 투입해서 본체 외부지지대의 연결 방식에 문제가 있다는 것을 파악한 프로젝트 추진단. 연결부위 개선안에 대해 타 보일러 제작사의 설계표준과 회사의 제1고도화시설인 RFCC의 유사설비 벤치마킹을 통해 FGSG에 적용 가능한 설계를 개발하면서 연결부위 개선안을 수립합니다.

또한 이코노마이저의 소음과 진동 해소를 위해 내부에 튜브지지대 설치를 검토합니다. 이러한 개선안을 실행하기 전 기계적 강도 계산 프로그램을 통해 개선안의 효과에 대해 철저한 검증을 실시했습니다. 또한 가스 누설이 발생한 주변에 검사원들이 총출동해서 추가 누설이 발생하지 않도록 설계변경에 반영하는 것도 놓치지 않았습니다. 4월 9일 시작된 2차 공사기간 동안 본체 외부지지대의 연결부위를 수정하고 이코노마이저 내부에 튜브지지대를 설치하는 보수가 신속하게 이루어집니다.

3차 개선, 외부지지대 강도 보강

 4월 15일 3차 운전을 시작한 프로젝트 추진단. 2차 개선안 실행이 무색하게도 높은 압력으로 인한 본체의 외부지지대 변형과 이코노마이저의 소음진동이 재발합니다. 단순히 겉으로 드러나는 문제점을 해결하는 것이 아닌 보다 전체적인 구조를 다시 만들어가는 근본적인 원인을 해결해야 한다는 공감대가 형성됩니다.

보일러 설계 전문 업체인 일본 히타치사를 초빙해 설계의 기본적인 사항부터 전면적인 재검토를 실시한 결과 FGSG 외벽을 지지하는 외부지지대의 강도에 문제가 있음을 파악, 이를 보완하기 위한 개선안 수립에 나섭니다. 운전 중인 설비의 외부를 보강하는 작업은 매우 난이도가 높은 일인데요.

 기계적인 강도를 충분히 확보하기 위해 다양한 개선안을 전부 도출한 뒤 과연 개선안을 적용하면 완벽하게 문제가 해결될 것인지를 검증하기 위해 전문업체를 통하여 구조해석과 소음진동을 철저하게 분석하기 시작합니다. 다방면에서 보강 방안을 완전하게 검증한 후 개선안을 적용하기 위해서였습니다.

그 결과 기존에 H형태의 철골로 이루어져있던 외부지지대를 박스 형태로 보강하는 방식으로 강도를 최대한 끌어올렸습니다. 세 차례에 걸친 개선 작업을 통해 5월 3일 정상화된 VGOFCC는 8월 현재 설계용량인 하루 5만3천 배럴을 처리하면서 문제없이 돌아가고 있습니다.

45일간의 고군분투로 FGSG 트러블로 인한 운전 손실을 최소화하며 가능한 모든 대내외 자원을 집중적으로 동원해서 트러블을 시원하게 슈팅한 프로젝트 추진단, 최단기간 내에 성과를 이끌어낸 핵심이 무엇이냐고 묻자 이구동성으로 상호협력을 말합니다.

FGSG 트러블 슈팅에 가능한 모든 것을 쏟아붓다

 FGSG를 처음부터 다시 제작했다면 18개월이 소요되고, 개선해서 문제를 해결하는데만 최소 6개월이 소요될 상황. 하지만 프로젝트 추진단은 트러블 슈팅의 주체가 되어 신속하고 완벽하게 문제를 해결했습니다. 45일 만에 문제의 원인을 분석하고, 개선방향을 설정하고, 개선안을 수립하고, 개선안의 효과를 검토한 뒤 실제 개선안을 실행하여 공장을 정상화시키는 결코 만만치 않은 과정을 탁월하게 수행해낸 것입니다. 이런 놀라운 결과 아래에는 눈에 보이지 않는 상호협력, 즉 대내외 자원의 적극 활용이 숨어있었습니다.

 문제 발생 초기에는 해당 설비를 담당하는 건설1팀에서 문제 해결을 주도했지만 문제의 심각성이 높아짐에 따라 프로젝트 추진단 전원이 문제 해결에 참여하고 개선 작업 중 품질 및 안전 관리에 투입됐습니다. 기존의 모든 팀들이 하나의 팀으로 구성되어 단 두 개의 조, 즉 주간조와 야간조로 재편성됐고 24시간 상황실이 차려졌습니다.

하루 세 차례 진행된 정기회의 외에도 수시로 기술회의가 진행됐고, 회의가 끝나면 회의록을 전파하고, 아이디어를 검증하고, 모니터링 결과를 보고하는 일련의 과정들이 차질없이 돌아갔습니다. 실제 공사 기간 중에는 추진단 전원이 교대근무조를 편성해서 24시간 쉼없이 움직인 결과, 정해진 스케줄 내에 높은 품질을 확보하며 작업을 완료할 수 있었습니다.

특히나 3차 개선 기간에는 공장을 가동하는 중에 외부 공사를 진행하면서 추진단 전원이 현장에 나와서 함께 일했습니다. 또한 문제 원인 분석부터 개선 공사까지 전 과정에서 생산본부의 각 부문과 지속적으로 협의하고 함께 고민하면서 발휘된 시너지효과가 신속한 문제해결에 큰 도움이 됐습니다.

 내부 자원뿐만 아니라 국내외 여러 업체들로부터도 자문과 컨설팅을 받았고 그들의 기술을 적극 반영하고 적용했으며, 관련 업계의 전문가를 초빙, 수시로 회의를 실시하며 가능한 개선 아이디어를 전부 도출해냈습니다. 보일러에 대한 탄탄한 기술력을 갖춘 일본 히타치사의 엔지니어를 초빙해서 설계 검토를 3차례 실시했고, 설계를 발전시키는 세부 과정에서도 조언을 구해 상세한 내용까지 설계에 면밀하게 반영할 수 있었습니다.

히터 제작사인 KTI, PCK등의 전문가를 초빙해서 FGSG의 기계적인 문제를 해결하기 위한 회의를 수차례 실시했고, 그 중 FGSG에 적용 가능한 개선안을 선별하여 검토 후 반영하기도 했습니다. VGOFCC의 상세설계사인 GS건설과 긴밀하게 협력하여, 대외 전문가들과의 협의를 통해 결정한 개선안들을 실제 설비에 적용 가능하도록 발전시킨 것은 물론입니다.

문제 발생 후 완벽 해결까지 45일 동안 구분없이 한마음 한팀으로 함께 하여 긴밀한 업무 협조를 이루어 낸 프로젝트 추진단. GS칼텍스의 역량과 상호협력정신으로 일궈낸 성과이기에 더욱 값집니다. 힘차게 돌아가는 FGSG만큼이나 힘찬 그들의 노고와 열정, 장인정신에 존경의 박수를 보냅니다. C-: