이번 글에서는 발전소 인수 성능 시험과 관련 된, 열 사이클(화력 및 복합) 발전소 및 열병합 설비의 성능과 전기 출력에 관한 시험 방법과 절차에 대한 이야기 입니다. 이 글을 통해 발전소 성능 시험에 대한 개략적인 방법과 절차를 이해 하고 실업무 수행시 참고가 되었으면 합니다.
화력 & 복합 화력 성능 시험 (Acceptance Test Test for Combined Cycle Power Plant)
실제로 발전소의 성능 시험시 Guarantee 조건과 동일한 Conditions 을 맞출 수 없는 경우가 발생되며, (성능 보증조건이 여름철 온도 조건으로 되어 있는데, Test 는 겨울철에 진행해야 하는 경우, 등), 성능 평가는 실제 Test 결과를 기준으로 Correction 하여 Guarantee 로 제시한 수치가 만족되는지 여부를 평가할 수 있기 때문에 반드시 Guarantee 조건과 동일한 Conditions 조건에서 Test 를 수행 할 필요는 없다.
다시말해서, ASME PTC 의 목적은 해당기기의 계약조건인 Performance Guarantee Figure를 충족하는지 못하는지를 판단하는 것이 아니고, (이는 EPC와 사업주 사이의 협의 사항임.) Performance Test를 가능한 한 정확하게 수행하는 것이 목적이다. 따라서 실제 기기의 성능이 얼마나 정확하게 나오는지를 확인하는 것으로, Test 중에 Testing Uncertainity 가 작게 발생 되도록 하여 정확한 Test 가 수행될 수 있게 하는 것이 주요 Point 라고 하겠다.
또한, 예를 들면 ASME PTC6 에는 STG Output 에 대한 Testing Uncertainty Limit 에 대해 언급 되어 있지 않고, 열소비율 (Heat Rate) 에 대한 Typical 한 계산 에만 언급되어 있기 때문에, 발전소 구성이나 Test 항목이 ASME PTC에 언급 된 항목이 아닌 경우 Testing Uncertainty 대한 직접적인 비교가 불가할수 도 있다는 것을 인식 할 필요가 있다.
PTC 에 따른 시험 방법 및 절차에 대한 개략적인 사항은 아래와 같다.
- MPT 46 (ASME PTC 46) 시험의 종류
| Test Type | Test goal is to determine… | Type of Plant | Disposition or Criterion |
| Specified Disposition Test | Plant net power & heat rate at a specified unit operating disposition | Combined cycle | Gas turbine base load |
| Steam turbine cycle | Valve point operation Throttle Flow Rate Boiler Fuel Input |
||
| Specified Corrected Net Power Test | Plant heat rate at a specified corrected net power | Steam turbine cycle | Corrected net power |
| Specified Measured Net Power Test | Plant heat rate at a specified measured net Power | Combined cycle | Measured net power |
1. 인수성능시험(Acceptance Test)의 실시시기
인수성능 시험은 원칙적으로 계약 내용에 준하나, 설비가 손상의 영향을 받지 않도록 최초 운전개시후 빠른 시일 내에 실시하는 것을 원칙으로 한다.
ISO 2314에 따르면 Reliability Run 시작 후 3 개월 이내에 Test 실시를 규정하고 있으며 (Base Load 운전 Plant의 경우 30 일간의 기간 연장이 가능함),
기간이 연장될 경우 계약 당사자간의 합의 하에 Degradation에 대한 보정을 고려하도록 명시하고 있다. (가스터빈 공급자에 따라 Degradation이 적용되는 등가운전 시간 (Equivalent Operating Hour (EOH)가 다르며 또한 공급자에 따라 가스터빈의 최초운전 개시 후부터 Degradation을 적용한다고 주장하는 경우도 있어 이러한 사항은 계약 시 반드시 확인되어야 함.)
** 등가운전시간 (Equivalent Operating Hours (EOH))
복합화력 발전에 사용되는 가스 터빈은 고온부품으로 구성되어 있으며, 각 단을 구성하는 부품들이 고온/고속의 가혹한 환경에서 운전되며, 기저부하와 다르게 기동정지가 잦기 때문에 이를 감안한 운전시간으로 등가 운전시간 개념이 사용된다. 이 시간은 실운전 시간과 기동·정시 횟수를 고려한 시간이다. 따라서 기저부하 (Base Load : 기저부하: 전력수요가 최소일 때도 일정한 발전 용량을 내는 것) 운전일 경우는 등가 운전시간이 실 운전 시간과 비슷하지만 첨두부하 (Peak Load : 전력 수요에 따라서 달라지는 전력 수요를 반영하여 발전용량을 내는 것) 실 운전 시간은 짧게 된다.
신규로 설치 된 설비상태가 성능시험 결과에 영향을 줄 정도로 결함이 있거나 열화 되어 있을 경우에는 최초 계획 된 연차 정비를 실시하여 결함을 바로 잡은 후 시험을 실시하여야 한다.
어떤 경우에도 인수성능시험은 계약상의 하자보증 기간 (Warranty Period)내에 실시 되어야 한다.
2. 성능시험 기간, 횟수 및 시험 부하
a) 성능시험 기간
화력발전소의 성능시험 기간은 보일러와 터빈에 대한 각각의 시험시에는 보일러는 4시간 (ASME PTC 4.1), 터빈은 2시간 (ASME PTC 6)으로 Test 를 실시하고,
가스터빈, 배열회수보일러 및 증기터빈으로 구성된 복합화력 발전소 대한 시험기간은 각각 구분되어 있지 않고, 다만 ASME PTC- 46 (Overall Plant Performance)에서 권장하는 시험 기간은 가스터빈 (Simple Cycle with Heat Recovery) 및 복합사이클 (Combined Cycle) 모두 1시간으로 하고 있으며, 시험 시작 전 안정 기간도 1시간으로 한다.
또한 인수성능시험 및 주기기 성능시험 시 시험기간은 연료수급, 대기온도 조건 등 발전소 여건에 따라 시험 당사자 간 상호 협의에 따라 결정된다.
시험기간 동안 신뢰성 있는 평균값과 기록에 대한 편차를 줄이기 위하여 충분한 기록횟수를 갖도록 시험기록 시간을 확보해야 한다.
b) 성능시험 기간
계약 보증시험은 2회 실시하여 산출 평균한 데이터를 사용한다. 시험결과가 보정 된 열소비율(Heat Rate)기준 ±0.25% 이내 이어야 하며, 만약 ±0.25 %을 초과 할 경우는 세 번째 시험을 동일한 시험 부하에서 실시한다. 이상 세 번의 시험에 대한 각각의 보정치가 세 번의 보정결과치의 평균치와 대비하여 모두 ±0.25% 이상씩 벗어나는 경우에는 유효성이 없는 시험결과로 보아 폐기하며 그렇지 않은 경우는 모두 유효한 결과치로 간주한다 (증기터빈의 경우 ASME PTC 6).
c) 시험 부하
인수성능 시험시의 부하는 계약내용에 따라 실시하되 일반적으로 100%부하에서 실시한다. 시험부하는 규정 부하의 ±5% 이내에서 실시한다.
| Test Duration and Measuring Intervals |
|||
| Gas Turbine | An adequate period of steady operation under specified load is necessary before starting the test. The Gas Turbine unit is considered in a thermal steady state when it has been running for 2 hours with the same fuel and the same load specified for the performance test. The duration of each test shall not be greater than sixty (60) minutes. Measuring and reading shall be taken, during the acceptance test, every five (5) minutes except for; |
||
| a) Every parameter recorded by DCS or automatically b) Barometric pressure c) Ambient air relative humidity d) Fuel gas sampling e) Fuel oil sampling |
: : : : : |
at least every one(1) minute at least every ten(10) minutes at least every ten(10) minutes at least every thirty(30) minutes on line continuous |
|
| HRSG | The plant will be operated on test load for at least 2 hours to obtain steady state condition before the starting of the test. During the acceptance test, measuring and reading for WHRB are to be taken at the following frequencies |
||
| a) DCS or Automatically b) Manual Reading |
: : |
At least every two(2) minutes, starting fifteen(15) minutes before and ending fifteen(15) minutes after the test. At least every ten(10) minutes, starting twenty(20) minutes and ending twenty(20) minutes after the test. |
|
정확한 Test 결과를 얻기 위해서는 정확한 측정이 필요하며, Performance Guarantee 의 근거가 되는 운전 조건을 정확히 측정하는 것도 중요하며, 이 운전 조건은 각 기기의 Boundary Condition (경계 조건) 에서의 측정으로, Boundary 에서 운전조건(압력, 온도, 유량 등)이 정확히 측정되어야, Test 결과에 대한 정확성을 확보할 수 있다.
3. 격리되어야 할 유량
다음 설비 및 외부로 유출되는 유량은 시험 전 Process로부터 격리하여야 하며, 조작 후 반드시 Tag를 붙여 표시하여야 한다.
- 기동용 By-Pass 계통 및 보조 증기배관
- HRSG 드럼 Blow Down Valve
- 지역난방 공급배관
- 타 Unit와의 연결 배관
- 증기터빈 Stop 및 Control Valve의 드레인 배관
- 수처리 설비 (타 Unit와 연결되어 있거나 1차 유량에 영향을 줄 수 있는 재순환 밸브의 드레인 밸브)
- 복수를 사용하는 화학약품 주입설비
- 증기식 Shoot Blower
- HRSG Vent 밸브
- 난방용 증기 및 물
- 터빈 Spray 배관
- 탈염설비 관련 배관
- 각종 저장탱크
- 터빈 세척용 증기 및 물 배관
4. 격리 또는 측정되어야 할 유량
외부로부터 유입되거나 유출되는 유량으로서 이를 무시하는 경우 유량 측정의 오차를 를 야기 할 수 있는 아래의 유량은 측정되어야 한다.
- 급수펌프 최소유량 배관 및 Balance Drum 유량
- 각종 펌프의 Sealing 및 Gland 냉각수 유량
- 터빈 Gland Seal Steam 유량
- 터빈 Water Seal Overflow 유량
- 터빈 Packing 누설 및 Sealing System 유량
- 보충수 유량
- 탈기기 Vent 유량
- 탈기기 Overflow 유량
- Vacuum Breaker 등과 같은 Water Seal Flange 누설량
- 사이클 밖으로 나가는 펌프의 Seal 누설량
- 기타 산업용으로 자동 유출되는 유량
- 물 및 증기의 시료 채취 배관
5. 시험 시 운전조건
a) 시험 시작 전 가스터빈 및 HRSG는 운전상태가 안정화 될 때까지 운전되어야 해야, 기타 시험 목적에 부합되는 주요 변수들도 최대허용 변화율 이내에 들대까지 안정화되고 유지 되어야 한다.
b) 시험운전에 앞서, 증기터빈 및 계통의 증기상태가 열적평형 상태를 유지하도록 최소 30분 이상의 충분한 시간 동안 가동시켜야 하며, 출력은 Load Limiter로 해당 시험부하에 일정하게 유지시킨다. ( 아래 증기터빈의 최대허용 변화값 (ASME PTC 6 table 3.1) Table 참조)
또한, 공정용 증기 공급과 응축수 회수는 가장 안정된 방법으로 제어해야 한다. 이를 위해 수동 방식의 조작이나, 수요처가 안정화 조건이나 수량 기준을 충족하지 못하는 경우 대기로의 방출이 필요할 수도 있다.
c) 시험 진행 중에 발전설비는 송전단 전기출력과 열소비율에 대한 보정이 최소화 될 수 있도록 기준 성능 조건에 가급적 가깝고 발전 설비의 허용 가능한 설계조건의 편차 범위 내에서 운전하는 것이 가장 이상적이다.
d) 시험 이전에 실시하는 전형적인 조정으로는 기능 이상의 제어장치 또는 기기를 수리하거나 현재 운전 조건을 위해 발전설비 성능을 최적화하기 위한 조정이 있다. 의심되는 기기 또는 측정회로의 재 교정은 허용된다. 부품 또는 발전설비 성능의 최적화 및 미세 조정은 허용된다. 보정을 회피하거나 보정 양을 최소화하기 위한 조정은 허용된다.
e) 시험실시 중에 허용되는 조정은 비정상적인 제어장치를 수정하거나, 안전한 상태의 설비운전을 유지하거나 또는 발전 설비 안정화를 유지하기 위해 필요한 조정이다. 자동에서 수동 제어로의 전환, 운전 한계의 조정 또는 기기 또는 장비의 설정점 조정은 시험 실시 중에는 허용되지 않는다.
f) 설비 제작자의 추천 운전치, 설계치 또는 안전 제한치 및 규정된 운전 제한치를 넘어서는 조정은 허용되지 않는다. 시험 실시 중 주 측정 자료의 안정성에 부정적 효과를 초래할 수 있는 조정 또는 재 교정은 허용되지 않는다,
g) 허용편차의 확보
성능시험 결과에 대한 보정을 최소화하기 위하여 관련 된 시험이 정격 조건에서 수행될 수 있도록 필요한 모든 조치를 강구되어야 하며, 시험 결과에 영향을 미칠 우려가 있는 각종 운전상의 편차 발생 요인을 반드시 시험 개시 전에 해결하여 시험 기간 중에는 일정한 운전상태가 유지될 수 있도록 하여야 한다. 성능 시험 시의 각종 운전조건에 대한 허용 편차는 아래표과 같다.
[ 가스 터빈 성능시험시 최대허용 운전 값 변화율 : From ASME PTC 22, Table 3-3-3 ]
| Parameter | 시험 기간 동안의 운전 변화치 | |
| · 출력(Power Output) | : | ± 2.0 % |
| · 회전력(Torque) | : | ± 2.0 % |
| · 역율(Power Factor) | : | ± 2.0 % |
| · 회전속도(Rotative Speed) | : | ± 1.0 % |
| · 현장 대기압(Barometric Pressure at Site) | : | ± 0.5 % |
| · 입구 공기온도 | : | ± 4.0 °F(± 2.22 °C ) |
| · 발열량 및 가스연료 체적 | : | ± 1.0 % |
| · 압력기관에 공급되는 가스연료 | : | ± 1.0 % |
| · 기관의 절대 배기압력 | : | ± 0.5 % |
| · 기관의 입구 공기 절대압력 | : | ± 0.5 % |
| · 냉각수 출구온도(*) | : | ± 5.0 °F (± 2.77 °C) |
| · 냉각수 입구온도 (*) | : | ± 5.0 °F (± 2.77 °C ) |
| · 터빈 배기온도 (**) | : | ± 5.0 °F (± 2.77 °C ) |
| · 연료 사용량 (**) | : | ± 2.0 % |
Note : Parameter 가 여러 장소에서 측정되었을 경우는 계측기의 평균값이 사용되어야 한다.
(*) 예비냉각기, Internal 냉각기, External 냉각기가 사용될 때 적용
(**) 동력(전력), 회전력, 회전 속도가 명시되지 않은 설비에 대해서는 변화치 적용
[ 증기 성능시험시 최대허용 운전 값 변화율 : From ASME PTC 4.4. Table 3-1 ]
| Prameter | 설계치 또는 정격치에 대한 시험평균치의 허용편차 (1) | 시험 평균치에 대한 순시 변동치의 허용한계 (2) |
| · 주증기 압력 | · 절대압력의 ±3 % | · 절대압력의 ±0.25% 또는 · 0.35ata 중 큰 것 |
| · 주증기 및 재열증기 온도 | · ±16oC (과열도 30°C 이상) · ±8oC (과열도 15~30°C) |
· ±2°C (과열도 15~30°C) · ±4°C (과열도 30°C 이상) |
| · 주증기 건도 | · 습교축 증기에 대한 0.5% | · 습교축 증기에 대한 0.1% |
| · 1차 유량 | - | · 차압의 ±1.0% (변동주기가 · 기록주기의 2배 이상인 경우) · 차압의 ±4.0% (변동주기가 · 작은 경우) |
| · 2차 유량 | · ±5% ´ ( 1차 유량/2차 유량) | - |
| · 재열기 압력강하 | · ±50% | - |
| · 추기 압력 (3) | · ±5% | - |
| · 추기 유량 | · ±50% | - |
| · 급수 온도 | · ±16°C | - |
| · 배기 압력 (4) | · ±2.6mmHg (0.05 psi) · 또는 절대압의 ±2.5% · 중 큰 쪽 |
· ±2.6mmHg (0.05 psi) 또는 · 절대압의 ±2.5%중 큰 쪽 |
| · 출 력 | · - | · ±0.25% |
| · 전 압 | · ±5% | - |
| · 역 율 | · - | - |
| · 속 도 | · ±5% | - |
Note :
a) 어떠한 경우에도 시험 전에 특별히 합의하지 않는 한, 제조자가 허용하는 압력 온도 및 속도 변화를 초과해서는 안 된다.
b) 변동폭은 데이터에서 분포(Scatter : 변수값과 평균과의 차이를 제곱한 값들의 대표 값)로 표시된다.
c) 급수 가열기를 위해 증기가 추출될 때, 추출 압력(터빈 설계 및 유량 조건에 의해 고정됨)은 예상값에서 몇 퍼센트 정도 벗어날 수 있다.
이것은 일반적으로 전체 성능에 무시할 만한 영향을 미치지만, 존재하는 이러한 편차는 급수 가열기의 오작동으로 인한 것이 아님이 확인되어야 하며, 큰 편차가 지속될 경우 수반되어야 할 과정에 대해 합의에 도달해야 합니다.
d) 설계 또는 정격 배기압력을 구할 수 없는 경우에는 합의에 의하여 다른 배기압력으로 시험이 수행될 수 있다.
e) 각 당사자는 테스트를 통해 배기 압력 보정 곡선을 확인하도록 요구할 수 있다.
6. ASME PTC-46에 따른 발전소 성능시험
PTC-46에서는 전기 및 열생산 설비의 종합 성능시험 및 산정 절차를 규정하고 있음.
a) ASME PTC-46에 따른 발전소 성능시험 적용 및 적용의 한계
1) 부수적인 에너지를 생산하는 Power Plant (열병합 발전)의 열전비(열/전기)가 반드시 제한적이지 않으나 전기출력 비율이 너무 낮으면 결과의 불확실도(Uncertainty)를 만족시킬 수 없다.
2) 본 Code에 의한 시험 결과는 계약보증치의 만족 여부를 결정하는 기준으로 사용 가능하다.
3) 설계조건과의 비교 수단 또는 시간 경과에 따른 성능변화를 파악하는 수단으로 사용
4) 본 Code에 의한 시험결과는 다른 Plant 설계에 대하여 열 경제성 비교 수단으로 사용할 수 없다.
5) 본 Code에 의한 시험은 발전소의 각 단위기기의 성능시험을 위하여 사용하지 않으며 발전소 전체의 Heat Cycle에 대한 성능을 결정하기 위하여 사용한다.
b) 범 위
1) 복합발전의 성능산정
2) 고체, 액체, 기체를 연료로 하는 Rankine Cycle Plant 성능 산정
3) 본 Code는 HRSG가 시험 Boundary 내에 포함된 Gas Turbine Based Power Generating Unit에서 시작된다.
4) 특별한 Power Plant나 Cogeneration 설비의 시험에는 별도의 조건을 만족시켜야 한다.
5) 다음의 성능시험에는 본 규격을 적용할 수 없다.
- Simple Cycle Gas Turbine 성능 산정
- 작동유체가 증기 이외의 Plant
- Emission Test : 규정된 Emission의 준수 여부를 확인하는 시험
- 운전증명 시험 : 특정한 운전 능력에 대하여 가동 중 이거나 그 후의 기간 중에 전형적으로 수행되는 표준 Power Plant 시험 (Minimum Load 운전, 자동출력제어, Load Ramp Rate, Fuel 전환 후 성능 등)
- 신뢰성 시험 : 특정한 Minimum 출력 수준 또는 유효성을 생산에 대한 Power Plant의 능력을 증명하기 위해 몇 일 또는 몇 주 동안 장기간 동안 수행하는 시험
c) 시험의 불확실도(Test Uncertainty)
발전소의 성능 테스트는 실제적인 제한 요소가 있더라도 최고 수준의 정확도가 확보되는 시험을 위해 명확한 측정방법과 절차가 고려되어야 한다.
표준 요건을 충족하지 못하는 경우 이 표준이 목적한 허용 가능한 불확도를 넘어서는 추가적인 불확실도가 발생될 우려가 있다.
본 Code 에 따른 시험을 통하여 얻을 수 있는 불확도 수준은 발전설비 형식, 구체적인 설계의 복잡성, 시험기간동안 얼마나 일관성 있게 운전되는지 여부에 따라 달라진다.
본 Code에 의해 예상되는 시험 불확도의 최대치는 아래 표와 같으며, 만약 발전설비 형식이 아래 표에 규정한 분류 범위에 명확히 들어 맞지 않는 경우, 관련 당사자들은 어느 형식을 적용해서 테스트를 수행할 것인지에 대한 합의가 이루어져야 한다. ASME PTC 6에는 Total Test uncertainty의 PTC limit에 대해 나와 있지는 않으며, Section 9.5와 Table 9-1 ~ 9-4 에 Heat Rate에 대한 Typical Estimate Value만 표기되어 있고, 개별 instrument의 Uncertainty 들은 table 9-1 ~ 9-4에 표기되어 있다.
따라서, 개별 instrument의 Uncertainty (Table 9-1 ~ 9-4)에 나와 있는 값들보다 높은 정도를 요구할 경우는 Accuracy가 높은 Test Instrument를 사용하여 Test 를 수행해야 하는 경우가 발생될 수 있다. (예를 들면 Output의 개별 instrument accuracy가 systematic uncertainty 기준으로 값이 0.56 % 라면. 이경우는 ASME PTC table 9-1~ 9-4에 나와 있는 Pgenerator output의 systematic uncertainty 0.1% 보다 큼.) 기본적으로 Test Uncertainty ≠ Tolerance 가 되고 경우에 따라 Test Uncertainty = Tolerance 가 된다.
**Tolerance 란? (공차: 허용값 )
- 계약 이행 수준의 편차에 대한 상업적인 허용치.
- 테스트 결과와 보증값사이의 허용 가능한 차이
- 공차는 테스트 결과 또는 보증에 대한 계약상의 조정이며, 성능 테스트 코드의 일부는 아님.
[ 최대 예상 시험 불확도 (ASME PTC 46 Table 1.1) ]
| 발전설비 형식 | 설비 개요 | 보정 열소비율 (%) | 보정 순 전기 출력 (%) |
| 증기를 생산하는 단순 사이클 | Gas Turbine with Exhaust Heat used Steam Generation | 1.5 | 1.0 |
| 복합 사이클 | 증기발생기의 보조연소가 있거나 없는 복합사이클 | 1.5 | 1.0 |
| 증기 사이클 | 직접 증기 입력 ( 예: 지열) | 1.5 | 1.0 |
| 균질 성상의 액체 또는 가스 연료사용 | 1.5 | 1.0 | |
| 균질 성상의 고체 연료 사용 | 3 | 1.0 |
Largest expected test uncertainty (ASME PTC 46 Table 1.1)
| Type of Plant | Description | Corrected Heat Rate(%) |
Corrected Net Power(%) |
| Simple Cycle with Steam Generation | Gas Turbine with Exhaust Heat used Steam Generation | 1.5 | 1.0 |
| Combined Cycle | Combined Gas Turbine and Steam Turbine Cycle with or without Supplemental firing to a Steam Generator | 1.5 | 1.0 |
| Steam Cycle | Direct Steam Input(ex): Geothermal) | 1.5 | 1.0 |
| Consistent Liquid or Gas Fuel | 1.5 | 1.0 | |
| Consistent Solid Fuel | 3 | 1.0 |
d) 시험기간
성능시험 시 최소 운전시간(ASME PTC46 Table 3.4)
| Type of Plant | Test Run |
| Gas fired boiler | 2 hr |
| Oil fired boiler | 2 hr |
| Pulverized coal-fired boiler | 2 hr |
| Fluidized bed combustor | 4 hr |
| Simple cycle with heat recovery | 1 hr |
| Combined cycle | 1 hr |
| Stoker and cyclone | 4 hr |
e) 관련 Code
Ø PTC4.4-1981(R2003) : Gas Turbine Heat Recovery Steam Generators
Ø PTC6-2004 : Steam Turbines
Ø PTC19.1-2005 : Measurement Uncertainty
Ø PTC22-2005 : Performance Test Code on Gas Turbines
Ø PTC46-2016 : Overall Plant Performance
Ø ISO 2314 : Gas turbine Acceptance Test & Corrigendum 1
정확한 Test 결과를 얻기 위해서는 정확한 측정을 하여야 하며, Performance Guarantee의 근거가 되는 운전 조건을 정확히 측정하는 것도 중요하다. 이 운전조건은 각 기기의 Boundary Condition 이며, 각각의 Boundary 에서 운전조건(압력, 온도, 유량 등)이 정확히 측정되어야, Test 결과에 대한 정확성을 확보할 수 있다.
- 계통 불확도 (Bias or Systematic) : 계측기 교정 불확도 + 설치 불확도 + 공간불확도 + α
- 우연 불확도 (Random or Precision) : 측정 평균값의 표준 편차
- 표준 합성 불확도 (Combined Uncertainty) 및 확장 불확도 (Expanded Uncertainty)
Heat Rate Test에 대한 Uncertainty가 1.264 % 라는 것은 결과로 나온 Test Result 가 +/- 1.264% 사이에 True Value가 존재 할 확률이 (100-1.264) % 라는 의미이다. (이경우 95% Confidence Level 에 있다라고 말한다. )
운전조건에 측정오차가 발생하면 이로 인해 Test 결과 오차에도 영향을 줄 수 있는데, 위의 Table에서 Sensitivity (Coefficient )로 표현된 부분이 해당 Operating Condition 측정 오차가 1% 발생할 때, 측정 오차에 미치는 영향 % 를 무차원수로 표현한 것으로 Sensitivity ( Coefficient ) x Systimatic (or Random) Uncertainty 가 해당 Operating Condition의 Uncertainty에 의해 뱔생되는 Systematic (Random) Uncertainty가 된다.
Systematic Uncertainty는 ASME PTC 19.1에 따르면, Instrument Unceratainty 는 Test 중에는 변화하지 않은 값이며, 개념적으로는 instrument를 가지고 무한 반복 측정 했을 때 측정 된 평균값과 True Value와의 차이를 나타내는 개념으로 볼수 있어 Systematic Uncertatinty는 정확한 Calibration을 통해서 그 값을 줄일 수 있다.
Random Uncertainty는 Instrument를 가지고 반복적으로 측정을 할 경우 측정치가 계속 변하게 되는 데 여러번의 측정을 반복할 경우, 측정 된 값이 평균값을 주변으로 분산되게 된다.
** Confidence Level ( 신뢰수준) :
예를 들어, 측정시 결과에 대한 . 신뢰수준이 95% 해당 된다는 것은, 동일한 측정을 100번 실시했을 경우에 95번은 동일한 측정 결과가 기대된다는 의미이다.
*** Activity for Performance Test
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(1) Preparation of test
- Procedure : Combine Vendor procedure, Preparation of plant test procedure(for approval) : 설계
- Test man-power, Test schedule, Test equipment, Calculation program. ect : 시운전
- Calibration and test of instrument(Uncertainty), Installation of test instrument(Plant outage) : 시운전
(2) Execution of Test
- Preliminary test : System Isolation check, Validity check of test, Rough measurement and calculation : 시운전
- Actual test : Stabilization of output and operation parameter, Test and measurement : 시운전
(3) After Test
- Removal of test instruments : 시운전
- Data Collection & Calculation and preparation of test report : 시운전 주관, 설계 지원
- Review of Test Report : 설계
그리고 OOO Project 의 경우는 Perormance Test 업무를 아래와 같이 나누어 수행하였다.
- 시운전 : 지원 & Raw Data 수집
- 설 계 : Test Procedure 작성, Test Report Review
- 사 업 : 예산 책정 & Test 수행 주관(Performance Test : 전문 업체외주 수행)