키르기스스탄 수력 발전소용 20톤급 이중 거더 오버헤드 크레인

키르기스스탄의 수력 발전소 프로젝트는 정확한 발전기 배치, 서로 다른 층 사이의 인양, 발전소 내 장애물을 고려한 세심한 계획 수립, 그리고 안정적인 장기 보호 및 유지보수를 요구했습니다. 당사는 이중 속도 호이스팅 기능을 갖춘 이중 거더 오버헤드 크레인을 설계하여 발전기와 터빈을 안정적이고 정확하게 배치하는 동시에 일상적인 인양 작업도 효율적으로 처리할 수 있도록 했습니다. 또한 발전소 도면을 활용하여 크레인의 인양 범위를 정의하고, 주 거더와 끝 거더에 아연 함유 에폭시 프라이머를 도포했으며, 전기 장비에 IP54 등급의 보호 기능을 적용했습니다. 향후 유지보수를 간소화하기 위해 2년 치 소모품을 공급하여 고객이 현장에서 부품을 교체할 수 있도록 함으로써 반복적인 구매와 긴 대기 시간을 방지했습니다. 크레인은 현재 제작, 포장, 적재 및 출하가 완료되었습니다.

프로젝트 배경

키르기스스탄의 수력 발전소는 두 개의 터빈과 발전소 내부에 설치된 발전기로 구성되어 있습니다. 발주처는 건설 과정에서 발전기, 터빈 및 기타 대형 장비를 제 위치로 들어 올리기 위해 이중 거더 오버헤드 크레인이 필요했습니다. 발전소가 가동되면 동일한 크레인을 사용하여 유지 보수 시 구성 요소를 제거, 설치 및 이동시킬 예정입니다. 따라서 이 크레인의 역할은 초기 설치부터 정기적인 유지 보수에 이르기까지 전 범위에 걸쳐 있습니다.

콘크리트 골조, 발전기 기초, 작업대, 배기 덕트 등이 발전소 곳곳에 배치되어 있으며, 설치 및 이송 구역은 높이가 제각각입니다. 고객이 제공한 건축 도면과 시공 사진을 활용하여 이중 거더 브리지 크레인이 건물과 발전기 주변에 어떻게 설치될 수 있는지 검토했습니다. 설계 과정에서 설치뿐만 아니라 향후 유지보수 필요성까지 고려했습니다.

수력 발전소에서 펼쳐지는 다섯 가지 리프팅 과제

발전기와 터빈을 부드럽게 설치하기

발전기는 약 17.5톤, 터빈은 약 10톤의 무게를 지닙니다. 발전기 무게는 크레인 용량을 결정하는 주요 요인이었지만, 인양 장비와 와이어 로프 또한 실제 인양 하중에 포함되어야 했습니다. 두 장치 모두 설치 과정에서 충분한 인양 용량과 정확한 제어가 필수적이었습니다.

가장 큰 과제는 발전기와 터빈을 고정된 콘크리트 기초 위에 내리는 것이었습니다. 크레인이나 트롤리가 움직이기 시작할 때 갑작스러운 가속은 충격과 하중 흔들림을 유발할 수 있습니다. 일단 장치가 기초 위에 매달린 상태에서 너무 빠르게 내리면 위치를 확인하고 조정할 시간이 부족하고, 너무 느리게 내리면 작업이 지연됩니다. 따라서 고객은 장치를 효율적으로 이동시키면서도 최종 설치 시 정밀한 제어가 가능한 이중 거더 오버헤드 크레인이 필요했습니다.

서로 다른 층 사이의 들어올리기

크레인은 발전 장치 위를 지나가지만, 터빈과 발전기 설치 지점은 장비 이송 구역에서 높이가 다릅니다. 크레인의 고리는 장치에 부착할 수 있을 만큼 충분히 낮게 내려간 다음, 주변의 콘크리트 기초, 플랫폼 및 기타 구조물을 피할 수 있을 만큼 충분히 높이 들어 올려 설치 구역으로 이동시켜야 합니다.

수직 공간 또한 장비와 리프팅 장비를 수용할 수 있어야 합니다. 매달린 장비의 하단부가 후크가 상단에 도달했을 때 충분한 여유 공간을 확보할 수 있는지, 그리고 후크가 하부 작업 영역에 닿을 수 있는지 확인하기 위해 발전소 단면도를 검토해야 했습니다. 이러한 부분을 간과하면 이송 영역과 기초 사이의 이동에 차질이 생길 수 있습니다.

강력한 장애물을 극복하며 일하기

수평 공간 또한 제한적이었습니다. 발전 장치, 플랫폼, 출입구 및 배기 덕트는 불규칙적인 배치를 가지고 있으며, 콘크리트 구조물로 인해 크레인 설치 위치가 제한되었습니다. 교량은 레일을 따라 이동하고, 트롤리는 그 위를 가로지르며, 매달린 발전기나 터빈은 추가 공간을 차지합니다. 이 세 가지 이동 경로 모두 주변 건물 및 장비와의 조화를 고려해야 했습니다.

또한, 고리는 설치 및 유지 보수 위치를 모두 커버해야 했습니다. 장착 이중 거더 EOT 크레인 발전소 안으로 크레인을 투입하는 것은 작업의 일부에 불과했습니다. 활주로 끝부분과 건물 측면의 목표 지점까지 크레인이 충분히 닿아 발전기나 터빈을 옮길 수 있는 공간이 확보되는지 확인해야 했습니다. 이를 위해서는 평면도, 크레인 배치도, 인양 위치 등을 다시 한번 점검해야 했습니다.

장기적인 보호 및 신뢰성

수력 발전소의 장비는 습기와 결로로부터 보호되어야 합니다. 강철이 습기와 산소에 장기간 노출되면 부식이 발생할 수 있으며, 전기 부품은 적절한 외함 보호 및 절연이 필요합니다.

유지보수 접근성 또한 실질적인 고려 사항이었습니다. 주 거더와 끝단 거더는 발전소 바닥보다 훨씬 높은 곳에 위치해 있습니다. 향후 검사, 녹 제거 또는 재도장을 위해서는 고소 작업이 필요하며, 아래쪽 발전 설비 주변의 작업과 조율해야 합니다. 따라서 제조 과정에서의 표면 처리 및 코팅 품질은 장기적인 유지보수의 용이성에 매우 중요합니다. 고객은 이러한 보호 요건이 처음부터 자재 및 생산 공정에 반영되기를 원했습니다.

마모 부품의 적시 교체

이중 거더 오버헤드 크레인이 키르기스스탄으로 수출되면, 교체 부품은 국경을 넘어 구매 및 운송되어야 합니다. 일부 소모성 부품은 크기는 작지만 중요한 인양, 제동, 전원 공급 또는 제어 기능을 담당합니다. 크레인 유지 보수가 필요한 시점에 마모된 부품을 신속하게 교체할 수 없다면 유지 보수 작업이 지연될 수 있습니다.

현장 담당자는 각 부품이 어디에 설치되는지, 어떤 사양이 적용되는지, 전기 부품이 어떻게 배선되는지 알아야 합니다. 교체 부품을 매번 재확인하고, 주문하고, 운송을 준비하는 데 시간이 오래 걸리면 크레인 가동 중지 시간이 늘어날 수 있습니다. 따라서 고객은 적합한 예비 부품이 사전에 준비되어 유지보수팀이 쉽게 확인할 수 있도록 명확하게 식별되기를 원했습니다.

다섯 가지 과제에 대한 해결책

이러한 양중, 공간, 보호 및 유지보수 문제를 해결하기 위해 고객과 함께 발전소 배치, 장비 중량 및 운영 요구 사항을 검토했습니다. 이를 통해 아래 그림과 같은 이중 거더 오버헤드 크레인의 구성 및 사양을 결정할 수 있었습니다.

기술적인 매개변수

• 용량: 20톤
• 폭: 8.6m
• 들어올릴 수 있는 높이: 13.5m
• 들어올리는 속도: 3.3/0.33m/min (듀얼 스피드)
• 카트 이동 속도: 10m/분
• 크레인 이동 속도: 15m/분
• 작업 의무: A3
• 제어 방식: 유선 펜던트 컨트롤러 + 리모컨
• 전원 공급 장치: 380V/50Hz/3V AC, 제어 전압: 36V

제품 특징

• 단순한 구조와 낮은 자중: 그 전동 호이스트 트롤리 LH 이중 거더 오버헤드 크레인은 통합형 모듈식 설계를 특징으로 합니다. 또한 무게가 가벼워 건물의 크레인 활주로 빔에 가해지는 하중을 줄여줍니다.
• 간편한 설치와 낮은 유지보수 비용: 모터, 감속기 및 와이어 로프 드럼은 소형 트롤리 유닛에 통합되어 있습니다. 모터와 감속기는 주 거더를 분해하지 않고도 별도로 교체할 수 있습니다.

이중 속도 승하강 및 소프트 스타트 주행 기구

약 17.5톤의 발전기와 10톤의 터빈 설치를 위해, 인양 속도가 각각 3.3m/min와 0.33m/min인 20톤급 LH 이중 거더 오버헤드 크레인을 선정했습니다. 정상 속도는 장거리 인양에 사용되며, 발전기나 터빈이 기초에 가까워지면 정상 속도의 1/10로 속도를 낮춰 기초와의 상대적인 위치를 관찰하고 현장 지시에 따라 점진적으로 하강시킬 수 있습니다. 두 가지 속도는 인양 효율과 최종 설치 위치를 균형 있게 조절하며, 터빈 설치의 각 단계에 맞춰 인양 속도를 조정할 수 있도록 합니다.

교량과 트롤리 이동 모두 소프트 스타트 모터를 사용합니다. 크레인이 활주로를 따라 이동하거나 트롤리가 매달린 발전기 또는 터빈을 교량 위로 운반할 때, 점진적인 가속은 시동 충격과 하중 흔들림을 줄여줍니다. 이를 통해 장비를 목표 위치로 더욱 쉽게 이동시킬 수 있습니다. 소프트 스타트 이동은 수평 이동을 부드럽게 하고, 이중 속도 호이스팅은 수직 이동 및 최종 위치 조정을 제어하여 두 장비 모두 안정적인 리프팅을 지원합니다.

다양한 높이에서 들어올리기

터빈과 발전기 설치 구역이 이송 구역과 높이가 다르기 때문에, 후크가 장비에 닿을 수 있는지, 그리고 각 장비를 들어올리고 옮기고 설치하는 데 충분한 공간이 있는지 확인하기 위해 발전소 단면을 점검했습니다. 필요한 인양 높이는 13.5m로 설정되었습니다.

계산에는 레일 설치 높이, 교량 및 전동식 호이스트 트롤리가 차지하는 공간, 각 장치 및 리프팅 장비의 높이가 모두 고려되었습니다. 매달린 장치의 하단은 들어 올려진 후 설치 위치로 이동할 수 있도록 콘크리트 기초 및 작업 플랫폼에 닿지 않도록 충분한 간격을 유지해야 합니다. 따라서 선택된 인양 높이는 하부 작업 영역에서 장치를 들어 올리는 것과 들어 올려진 발전기 또는 터빈을 이동시키는 데 필요한 충분한 여유 공간을 모두 확보해야 합니다.

크레인을 발전소에 설치하기

발전소 폭과 양쪽 레일 배치도를 고려하여 이중 거더 교량 크레인의 스팬을 8.6m, 트롤리 궤간을 1.5m로 설정했습니다. 스팬은 활주로 레일 중심선 사이의 거리에 해당하지만, 후크의 작업 범위는 교량과 트롤리의 이동 거리 및 최종 도달 거리에도 영향을 받습니다. 발전기 및 터빈 설치 구역에 후크가 원활하게 작동할 수 있도록 건물 크기와 작업 공간을 함께 고려했습니다.

플랫폼, 배기 덕트 및 콘크리트 프레임은 특히 주의가 필요했습니다. 우리는 이러한 요소들의 위치, 크레인의 이동 범위 및 활주로 연결부를 점검한 후, 장비 이송에 필요한 통로 폭과 조율했습니다. 이러한 계획 덕분에 현장 설치 중 반복적인 조정 작업을 줄일 수 있었습니다.

부식 방지 및 전기적 신뢰성

크레인 철골 구조물의 장기적인 보호를 위해, 먼저 주 거더, 엔드 캐리지 및 기타 구조 부품의 표면을 준비하여 오일, 먼지 및 밀 스케일을 제거하여 프라이머가 제대로 접착될 수 있도록 했습니다. 그런 다음 아연 함유 에폭시 프라이머를 120μm 두께로 도포했습니다. 부식 환경에서 아연은 강철보다 먼저 반응하여 희생 보호막을 형성합니다. 경화되면 에폭시는 조밀한 코팅을 형성하고, 촘촘하게 배열된 아연 입자와 함께 물, 산소, 염화 이온 및 기타 부식성 물질이 강철에 닿는 것을 차단합니다. 이러한 제조 단계 처리는 특히 높은 위치에 있어 나중에 녹 제거 및 재도장이 더 어려운 주 거더와 엔드 거더에 매우 중요합니다.

이 전기 장비는 IP54 등급의 외함 및 F급 절연을 갖추고 있습니다. IP54는 먼지와 물의 유입을 방지하고 외함 내부의 활선 또는 움직이는 부품과의 접촉을 막아줍니다. F급 절연은 절연 재료의 내열성을 나타냅니다. F급 절연은 최대 155°C의 고온에서 장기간 작동이 가능하며, 가변 주파수 드라이브, 고부하 및 잦은 충격이 발생하는 환경에 B급 절연보다 더 적합합니다. 이러한 조치들을 통해 환경 관련 고장 및 예기치 않은 가동 중단 가능성을 줄일 수 있습니다.

신속한 유지보수를 위한 예비 부품

향후 유지보수를 지원하기 위해 이중 거더 오버헤드 크레인에 2년 치 소모성 부품을 함께 제공했습니다. 로프 가이드, 브레이크 링, 와이어 로프, 후크 안전 래치 및 리미트 스위치는 호이스트 유지보수에 사용할 수 있습니다. 접촉기, 전류 수집기, 카본 브러시 및 이동 완충 장치는 제어, 전원 공급 및 주행 시스템에서 교체가 필요한 부품을 포함합니다.

이러한 부품들이 이미 현장에 구비되어 있으므로, 고객은 정기 점검 중에 발견된 마모된 부품을 반복적으로 견적 요청, 사양 확인 또는 별도 주문 없이 바로 교체할 수 있습니다. 또한, 부품 도면, 배선도 및 작동 설명서가 포함되어 있어 유지보수 담당자가 필요한 부품을 쉽게 찾고 교체 필요성을 확인할 수 있습니다. 적합한 부품을 신속하게 확보함으로써 대기 시간을 줄이고, 유지보수 예산을 효율적으로 계획하며, 긴급 구매로 인한 추가 비용을 방지할 수 있습니다.

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조라 자오

오버헤드 크레인/갠트리 크레인/지브 크레인/크레인 부품 솔루션 전문가

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