KCS 표준시방서 31 90 20 10 가스터빈, 발전기 및 부속설비공사

KCS_가스터빈, 발전기 및 부속설비공사
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1. 일반사항

1.1 적용범위

  • 본 기준은 가스터빈/발전기 및 부속설비 공사에 적용된다.

1.1.1 요약

  • 본 기준은 가스터빈, 발전기 및 부속설비의 공급, 인수, 저장, 설치, 품질관리, 시험 및 시운전 등 수급인이 수행해야 할 모든 역무를 포함한다.

1.1.2 주요 내용

  • 가스터빈 및 발전기 본체 공급
  • 가스터빈 및 발전기의 인수, 보관, 설치에 관한 사항
  • 시험 및 시운전에 관한 사항
  • 품질관리 및 검사
  • 관련 공사와의 연계

1.2 참고 기준

  • KCS 31 90 20 05 (1.2)
  • 미국기계기술자학회 (ASME)
  • 미국국립표준협회 (ANSI)
  • 미국재료시험협회 (ASTM)
  • 과학장비생산자협회 (SAMA)
  • Expansion Joint 생산자협회 (EJMA)
  • 미국계기학회 (ISA)
  • 국제표준화기구 (ISO)
  • 국제전기기술위원회 (IEC)
  • 전기전자기술자협회 (IEEE)

1.3 지급자재

  • 발주자가 공급하는 지급자재는 각 공정별 지급자재 항목에 따른다.
  • 세부사항은 발주자와 협의한다.
  • 수급인은 각 공정별 지급자재를 인수하여 운반, 저장, 설치, 시험 등을 시행한다.
  • 필요시, 발주자와 협의하여 통관 업무가 포함될 수 있다.

1.4 용어의 정의

  • KCS 31 90 20 05 (1.4) 에 따른다.

1.5 시스템 설명

  • KCS 31 90 20 05 (1.5) 에 따른다.
  • 가스터빈 발전기는 한국전력거래소 (KPX) 의 전력시장 운영규칙 및 한국전력공사의 송·배전용 전기설비 이용규정에 적합해야 한다.
  • 데이터 및 사양은 한국전력거래소의 요구에 따라 변할 수 있다.
  • 가스터빈 보호시스템은 범용의 표준화된 이중화 시스템으로 공급되어야 한다.
  • 가스터빈 및 발전기의 부속설비는 가스터빈 및 발전기의 본체와 같이 설치되어 본래의 목적을 얻을 수 있도록 구성한다.
  • 기기별 세부사항은 기기공급자 도서에 기술된 설명에 따른다.

1.6 시스템 허용오차

  • KCS 31 90 20 05 (1.6) 에 따른다.
  • 기기공급자의 관련도서 및 실시설계서에 따른다.

1.7 제출물

  • KCS 31 90 20 05 (1.7) 에 따른다.
  • 기기공급자가 제출하는 설치지침서 또는 관련도면을 참조하여 설치계획서를 제출한다.
    • 시공 상세도면: 가스터빈 및 발전기의 시공 상세도면은 추후 시공 전에 제출되는 제조자의 설치시방서에 따른다.
    • 제품자료: 가스터빈 및 발전기에 대한 관련사양은 제조자의 관련도서를 참조한다.
    • 시공계획서: 기기공급자가 제출하는 설치지침서 또는 관련도면을 참조하여 설치계획서를 제출한다.
    • 견본: 해당 사항 없음.
    • 품질보증서: 기기 제작 및 공급자는 관련 규격에 의거 품질보증서를 제출해야 한다.

1.8 공사기록서류

  • KCS 31 90 20 05 (1.8) 에 따른다.

1.9 품질보증

1.9.1 일반사항

  • KCS 31 90 20 05 (1.9) 에 따른다.

1.9.2 품질보증

  • 상업운전 개시 후 2년간 성능열화에 따른 보정곡선에 의거 그 성능이 보증되어야 한다.
  • 품질보증서에는 아래와 같은 항목이 수록되어야 한다.
    • 보증된 발전기단자출력: MW
    • 출력인자: %
    • 주파수: Hz
    • 열출력: Gcal/h
    • 플랜트 종합효율: %
    • 가스터빈 배기가스에너지 (유량, 온도, 엔탈피)
    • 연돌 배출온도
    • 배기 (emission)

1.10 운반, 보관, 취급

  • KCS 31 90 20 05 (1.10) 에 따른다.

1.11 환경요구사항

  • KCS 31 90 20 05 (1.11) 에 따른다.

1.12 현장수량 검측

  • KCS 31 90 20 05 (1.12) 에 따른다.

1.13 작업의 연속성

  • KCS 31 90 20 05 (1.13) 에 따른다.

1.14 공정계획

  • KCS 31 90 20 05 (1.14) 에 따른다.

1.15 타 공정과의 협력작업

  • KCS 31 90 05 (1.15) 에 따른다.

1.16 유지관리 장비 및 자재

  • KCS 31 90 20 05 (1.16) 에 따른다.

1.17 여유자재

  • KCS 31 90 20 05 (1.17) 에 따른다.

2. 자재

2.1 재료

2.1.1 일반사항

  • KCS 31 90 20 05 (2.1) 에 따른다.
  • 각 공정별 시방에 따른다.

2.1.2 가스터빈

  • 가스터빈은 발주자와의 협의에 따라 옥내형/옥외형을 선정할 수 있으며, 액화천연가스 및 No.2 증류오일 (distillate oil) 이 연소 가능해야 한다.
  • 발주자의 요구에 따라 부생가스도 연소 가능해야 한다.
  • 가스터빈은 하절기의 높은 대기온도와 동절기의 낮은 대기온도에서도 운전이 가능하도록 해야 한다.
  • 가스터빈은 필요시 단순 사이클 운전을 할 수 있도록 우회통로 (by-pass stack) 를 갖추도록 해야 하며, 우회로와 주연돌의 높이는 국내항공법과 국제기준 (ICAO, FAA) 등을 고려하여 주위 환경영향을 최소화하도록 선정해야 한다.
  • 설치지역의 고도제한 또는 군시설의 시야 확보 등을 고려해야 하며, 우회로와 주연돌로부터 배출되는 백연으로 인한 시야 차단도 고려되어야 한다.
  • 가스터빈과 연계되는 보조기기 계통은 적용 가능한 가스터빈 제작자의 요구사항과 설계추천 방식에 따라 결정한다.
  • 가스터빈은 현장 또는 중앙제어실에서 조작할 수 있어야 하며, 자동기동이 가능한 제어설비를 갖추어야 한다.
  • 가스터빈은 기동, 정상운전 및 가동중단 (shut-down) 동안에 터빈으로부터 1m 지점에서 소음치가 85 dB 를 초과하지 않도록 제작해야 한다.
    • 단, 계약서에서 별도로 지시한 부위에 대해서는 규정된 값을 따른다.
  • 가스터빈 윤활유 및 제어유 계통은 정화된 윤활유를 요구되는 압력 및 온도로 공급하도록 해야 하고 모든 윤활유 계통기기를 모듈화해야 한다.
  • 가스터빈 베어링터널, 전기시설 및 가스터빈 설치공간은 화재감시설비 및 소화설비를 갖추며 소방설비는 NFPA 12A 를 참조한다.
  • 가스터빈 유입계통은 비나 눈에 대한 보호설비를 갖추어야 한다.
  • 가스터빈 배출계통은 압력손실의 최소화 및 배열회수보일러와 우회통로로 배출절환에 적합하도록 설계되어야 한다.
  • 가스터빈 압축기 블레이드 상의 퇴적물 제거를 위한 세척계통은 펌프, 탱크, 기타 부속의 적절한 배수설비를 갖추어야 한다.
  • 정적주파수변조장치 (SFC: Static Frequency Converter) 방식의 기동형식에서는 자체적으로 충분한 이중화 (redundency) 기능을 갖추어 기동에 장애를 받지 않도록 구성해야 한다.

2.1.3 발전기

  • 발전기 외함 구조는 IP 54 이상이어야 하며, 역률 0.9 ~ 0.95 진상의 연속 운전이 가능해야 한다.
  • 발전기 냉각방식은 정격 용량에 따른 제작사 표준을 기준하여 완전밀폐형 공기냉각방식 (TEWAC) 또는 수소냉각 방식을 채택해야 한다.
  • 발전기 여자방식은 정격 용량에 따른 제작사 표준을 기준하여 정지형 (static type) 또는 브러시리스 형식을 채택해야 한다.
  • 발전기의 제어 및 감시는 발전기제어반 및 터빈 전용제어기 (GTC) 에서 가능해야 하며, 신뢰성 있는 운전을 위하여 운전상태 및 고장경보가 실시간으로 감시되어야 한다.
  • 고정자 및 회전자 권선의 절연계급은 F종 이상이어야 하며, 온도상승은 B종 이하로 제한되어야 한다.
  • 발전기 보호계통은 이중화되어야 하며, 계자 계통도 완벽한 보호설비를 갖추어야 하고, 계통안전화장치 (PSS) 를 구비해야 한다.

2.2 구성품

2.2.1 일반사항

  • 각 공정별 시방에 따른다.
  • KCS 31 90 20 05 (2.2) 에 따른다.
  • 가스터빈 및 발전기 본체는 제반기능을 수행할 수 있도록 설계되어야 한다.
  • 가스터빈 윤활유 및 제어유 계통은 윤활유공급탱크, 펌프, 윤활유 냉각기, 필터 등으로 구성되며, 제반 기능을 수행할 수 있도록 설계되어야 한다.
  • 가스터빈 유입계통은 필터, 소음장치, 덕트 등으로 구성되며, 제반 기능을 수행할 수 있도록 설계되어야 한다.
  • 가스터빈 배출계통은 디퓨저 및 팽창조인트, 덕트, 절환기 등으로 구성되며, 제반기능을 수행할 수 있도록 설계되어야 한다.
  • 기기공급자의 물품목록에 따른다.
    • 주요 가스터빈 부속장비
    • 터빈 (air intake filter & facilities)
    • 가스터빈 기동장치
    • 압축기 세척스키드 (compressor washing skid)
    • 수분사 스키드 (water injection skid)
    • 전환댐퍼 (diverter damper)
    • 밀봉 오일유니트 (seal oil unit)
    • 액체연료 모듈스키드 (liquid fuel module skid)
    • 환기팬
    • 방화시스템
    • 바이패스 연돌
    • 연료가스밸브 스키드 (fuel gas valve skid)
    • 가스누출 감지 및 감시시스템

2.2.2 주요 발전기 부속설비

  • 수소냉각 장치 또는 물/공기냉각 장치
  • 발전기 수소가스 밀봉장치
  • 이산화탄소 공급장치
  • 계자 및 여자장치
  • 보호 및 제어반, 계통 병입장치

2.3 장비

  • KCS 31 90 20 05 (2.3) 에 따른다.

2.4 부속재료

  • KCS 31 90 20 05 (2.4) 에 따른다.

2.5 조립

  • 공급된 자재를 조립하는 과정에서 특별히 요구되는 사항은 기기공급자의 관련 지침서에 명기된 내용에 따라 조립 착수 전에 준비해야 한다.
  • 수급인은 기기의 정렬 및 조립단계에서 발주자 감독원이 지정한 작업에 대하여 검사를 받아야 하며, 계측기록을 제출한 후 승인을 득한 다음에 관련 작업을 계속해야 한다.
  • 또한 필요한 공정에서 대관검사에 협조해야 한다.

2.6 마감

  • 공급자재의 마감단계에 요구되는 내용은 기기공급자 표준에 따른다.

2.7 조립허용오차

  • KCS 31 90 20 05 (2.5) 에 따른다.

2.8 자재품질관리

  • KCS 31 90 20 05 (2.6) 에 따른다.
  • 가스터빈의 성능보증시험은 플랜트 설비가 단순 사이클인 경우에는 관련규격 PTC 22-2005 을 참조하여 설비를 갖추어야 하며, 복합 사이클의 경우에는 관련규격 PTC 46-2005 으로 수행하되, 구체적인 시험방법 및 절차 등에 대해서는 개별적으로 규정한 PTC-22, PTC-6, PTC4.4 의 내용을 참조한다.

3. 시공

3.1 시공조건확인

  • KCS 31 90 20 05 (3.1) 에 따른다.
  • 가스터빈 및 발전기 등 중량물이 설치되는 기초부분
  • 각 장치별 연결부위
  • 체결되는 위치

3.2 작업준비

  • KCS 31 90 20 05 (3.2) 에 따른다.

3.3 시공기준

  • KCS 31 90 20 05 (3.3) 에 따른다.
  • 가스터빈 및 발전기를 발주자 및 제작자가 제공하는 공사설계서, 설치시방 및 관련도서 등에 따라 설치한다.
  • 수급인은 지급자재의 설치공사에 필요한 모든 장비 (가설자재 및 특수장비 포함), 공구 및 소모성 자재 일체를 준비하여 발주자가 제공하는 도면 (기자재 공급자 도면), 설치지침서, 공사설계서 및 기타 관련자료에 따라 설치 또는 시공해야 한다.
  • 가스터빈 설치
    • 터빈 본체
    • 연소실
    • 확대관
    • 공기흡입 매니홀더
    • 기타 부대설비: 윤활장치, 냉각수 등
  • 발전기 설치
    • 발전여자기
    • 보관, 설치, 작업중단기간 등 발전기와 기타설비 보호용 히터 (습기제거용) 공급
    • 플레이트, 쐐기, 기초 볼트 및 너트 의 설치 및 마감작업
  • 모든 건설 (설치 및 조정) 에 필요한 크레인, 데릭 (derricks), 트럭, 기타 필요한 설비 또는 장비의 공급, 설치 및 해체
  • 터빈 윤활 및 밀봉유 계통 및 기타 윤활계통의 오일 세척을 위한 제반 가설 자재의 공급, 설치, 해체 및 오일 세척 기간 동안의 필터류의 공급
  • 수소, 이산화탄소, 공병, 최초 충진용 윤활유 및 가스류의 공급
  • 본 공사에 필요한 모든 가설용 자재, 공구류 및 소모재료의 공급
  • 보관장소에서 설치장소까지의 기자재 운반 및 일시적 보관
  • 기동전에 조립된 설비에 대하여 준공 시까지 필요한 보수업무 수행
  • 각종시험 운전을 수행하는데 필요한 작업원 및 감독자의 공급 (시간 외 및 교대근무 포함)
  • 대여받는 장비 및 공구의 정비, 재포장 후 반납 및 목록 작성
  • 폐기물 처리작업 수행
  • 가스터빈 부속설비 설치
  • 발전기 부속설비의 설치
  • 수급인은 발주자가 공급하는 본 설비를 현장하차, 구내운반 저장 및 현장 시험을 수행해야 한다. 필요시 계약에 따라 내륙운송, 통관 등이 포함될 수 있다.
  • 기자재 설치
  • 세척유, 수소, 이산화탄소공병, 최초 충진용 윤활제 및 가스류의 공급
  • 터빈실에 가스터빈 및 발전기의 대형 구성품을 들여오는 제작업 수행
  • 현장시험

3.4 공사 간 간섭

3.4.1 일반 공통사항

  • KCS 31 90 20 05 (3.4) 에 따른다.

3.4.2 토건공사와의 한계

  • 각 설비의 기초는 토건공사에 포함한다.
  • 기초의 보이지 않는 부분까지는 토건공사에 포함되고 기초 볼트 설치 및 마감작업은 기계공사에 포함된다.
  • 벽이나 바닥 등을 관통해야 할 경우 개구부 설치는 건축공사에 포함하며, 슬리브 설치는 해당공사 (기계, 전기 등) 에 포함하되 토건공사와 협조하여 시공한다.

3.4.3 계측 제어설비공사와의 한계

  • 가스터빈/발전기 및 보조기기의 각종 제어장치와 계기류의 설치공사는 계측제어설비 공사에 포함한다.
  • 배관에 직접 설치되는 각종 측정소자의 취부 공사는 배관공사에 포함한다.
  • 배관 및 용기에 설치되는 밸브는 배관공사에 포함하고 제어밸브, 릴리프 밸브, 제어밸브 등의 설치는 배관공사에 포함하며 솔레노이드 밸브의 설치, 제어밸브 조정 등은 계측제어설비 공사에 포함한다.
  • 계측제어설비 연결을 위한 노즐 (tap) 로부터 루트밸브 (전단) 까지는 배관공사이며, 그 이후 (후단) 의 도압배관 (instrument impluse line) 공사는 계측제어설비 공사에 포함한다.
  • 시료 채취점으로부터 루트밸브 (전단) 까지의 배관은 배관공사에 포함하며, 그 이후 (후단) 는 계측제어설비 공사에 포함한다.
  • 계기용 공기공급 배관은 공기실 또는 공기식 제어기기가 설치되어 있는 근처의 격리밸브 (전단) 까지는 배관공사에 포함하며, 격리밸브 이후 (후단) 로부터 계측제어 기기까지의 배관은 계측제어설비공사에 포함한다.
  • 밸브 등 구동장치는 계측제어설비공사에 포함한다.

3.4.4 전기공사와의 한계

  • 발주자 지급자재에 포함되는 제어반, 스위치기어 및 케이블 등은 전기공사에 포함된다.
  • 전력 및 제어용 케이블, 조명 접지공사 등은 전기공사에 포함한다.
  • 발주자 지급자재에 포함되는 전기부하설비의 케이블 연결용 단자대 (terminal) 또는 단자대함 설치까지는 본 공사에 포함한다.

3.4.5 타 기계공사와의 한계

  • 배열회수보일러 계통과의 공사한계는 우회로 연돌이 설치되는 경우에는 디버터 댐퍼 (포함) 까지로 하며, 우회로 연돌이 없는 경우에는 가스터빈 배기가스 디퓨저 출구 신축이음재까지로 한다.
  • 액화천연가스 연료공급 계통과의 공사한계는 연료가스 스키드 (fuel gas skid) 의 연결점이다.
  • No. 2 증류유 공급계통과의 공사한계는 연료유 모듈 (fuel oil module) 의 연결점이다.
  • 가스터빈으로의 물분사 공급관과의 공사한계는 다음과 같다.
    • 압축기 세척용 물분사 배관의 경우에는 물분사스키드상의 입 ‧ 출구 플랜지이다.
    • 증발식 인입고의 냉각계통 물분사 배관의 경우에는 공기 인입 필터하우스 외부에 설치된 물 인입 노즐 플랜지이다.
    • 연소실 내 물분사 배관의 경우에는 연소기 주위에 설치된 물분사 매니폴드상의 플랜지이다.
  • 기기냉각수 계통과의 공사한계는 각 냉각기의 기기냉각수 입 ‧ 출구 플랜지이다.
  • 각 연결지점의 연결 작업은 배관공사 및 타공사에 포함한다.
  • 압축공기 계통과의 공사 한계는 압축공기 계통으로의 추기배관 연결점까지이다.
  • 윤활유 세정, 가스터빈 조정 및 시운전 작업은 가스터빈/발전기 설치공사에 포함된다.

3.5 시공허용오차

  • KCS 31 90 20 05 (3.5) 에 따른다.

3.6 보수 및 재시공

  • KCS 31 90 20 05 (3.6) 에 따른다.

3.7 현장품질관리

3.7.1 일반 공통사항

  • KCS 31 90 20 05 (3.7) 에 따른다.

3.7.2 가스터빈

  • 과속도 시험
  • 사전비상속도 시험
  • 계통분리 단독운전 (island operation) 시험

3.7.3 발전기 및 여자기

  • 베어링 간극 검사

3.7.4 가스터빈 보조기기

  • 윤활유펌프 시동시험
  • 직류펌프 작동시험
  • 윤활유 오염여부 측정
  • 발전기의 내각계통시험
  • 기타 각종 펌프 및 보호장치 시험

3.7.5 가스터빈/발전기 및 보조기기의 현장시험 협조

  • 진동시험
  • 보호장치시험
  • 사전점검시험
  • 초기부하시험
  • 연속부하시험
  • 성능시험
  • 사용전 검사 시험

3.7.6 발전기 및 여자기

  • 고정자 절연저항시험 (stator insulation resistance test)
  • 고정자 절연분극율시험 (stator insulation polarization index test)
  • 여자 절연저항 시험 (field insulation resistance test)
  • 여자 절연분극율 시험 (field polarization index test)
  • 무부하 여자시험 (no load excitation test)

3.8 제작자 현장지원

  • KCS 31 90 20 05 (3.8) 에 따른다.

3.9 현장 뒷정리

  • KCS 31 90 20 05 (3.9) 에 따른다.

3.10 시운전

3.10.1 일반사항

  • KCS 31 90 20 05 (3.10) 에 따른다.

3.10.2 가스터빈

  • 과속도 시험
  • 사전비상속도 시험

3.10.3 발전기 및 여자기

  • 베어링 간극 검사

3.10.4 가스터빈 보조기기

  • 윤활유펌프 시동시험
  • 직류펌프 작동시험
  • 윤활유 오염여부 측정
  • 발전기 이산화탄소 및 수소 계통시험
  • 타 각종 펌프 및 보호장치 시험

3.10.5 가스터빈/발전기 및 보조기기의 현장시험 협조

  • 진동시험
  • 보호장치시험
  • 사전점검시험
  • 초기부하시험
  • 연속부하시험
  • 성능시험
  • 사용 전 검사 시험

3.10.6 발전기 및 여자기

  • 고정자 절연저항시험 (stator insulation resistance test)
  • 고정자 절연분극율시험 (stator insulation polarization Index test)
  • 여자 절연저항 시험 (field insulation resistance test)
  • 여자 절연분극율 시험 (field polarization index test)
  • 무부하 여자시험 (no load excitation test)

3.10.7 부속설비

  • 윤활유펌프 시동시험
  • 직류 펌프 작동시험
  • 윤활유 오염여부측정
  • 발전기 이산화탄소 및 수소 계통시험
  • 기타 각종 펌프 및 보호장치 시험

3.11 완성품 관리

  • KCS 31 90 20 05 (3.10) 에 따른다.