ISO 10816-4 핵심 내용 정리 (가스터빈 진동 평가 기준)
ISO 10816-4는 항공기 엔진을 제외한 가스터빈 세트의 상태를 평가하기 위해, 베어링 하우징과 같은 비회전부에서 측정한 진동에 대한 허용 기준을 규정하는 국제 표준입니다. 이 표준은 현재 ISO 20816-4로 대체되었으나, 현장에서는 여전히 널리 참조되고 있습니다. 열병합 발전소의 핵심 설비인 가스터빈의 안정적인 운영을 위해 이 표준을 이해하는 것은 매우 중요합니다.
- 적용 범위 (Scope)
대상 기계: 정격 출력이 3MW를 초과하는 가스터빈 세트에 적용됩니다. 측정 위치: 터빈, 기어박스, 발전기 등의 베어링 하우징에서 진동을 측정합니다. 고려 사항: 가스터빈은 증기터빈과 달리 연소 가스의 유동이 매우 복잡하고, 회전 속도가 높으며, 경량 구조인 경우가 많아 진동 특성이 다릅니다. 이 표준은 이러한 가스터빈의 고유한 특성을 반영합니다.
- 기계 그룹 분류 (Machine Classification)
ISO 10816-4는 가스터빈의 종류와 구동 방식에 따라 기계를 4개의 그룹으로 분류하고, 각 그룹별로 다른 진동 허용치를 적용합니다. 일반적으로 중공업용 가스터빈(Heavy-duty)은 크고 무거우며, 파생형/경량형 가스터빈은 상대적으로 작고 가볍습니다. 귀사의 발전소에 설치된 가스터빈이 어느 그룹에 속하는지 파악하는 것이 진동 평가의 첫걸음입니다.
- 진동 평가 기준 (Evaluation Criteria)
측정된 진동 속도 실효치(mm/s, RMS)를 기반으로 기계 상태를 4개의 구역(Zone)으로 평가합니다. 아래 표는 Group 1과 Group 2에 대한 일반적인 진동 허용 기준 예시이며, 실제 적용 시에는 표준 원문을 참조해야 합니다. 진동 심각도 구역 (Vibration Severity Zones) – 예시 (mm/s, RMS) 평가 기준의 핵심: 지지 구조(Support): 기계가 단단한 기초(Rigid)에 설치되었는지, 유연한 기초(Flexible)에 설치되었는지에 따라 기준값이 달라질 수 있습니다. 측정 방향: 일반적으로 수평(Horizontal), 수직(Vertical), 축(Axial) 방향 중 가장 높은 진동 값을 기준으로 평가합니다. 과도 상태(Transient): 기동(Run-up) 또는 정지(Coast-down) 중에는 정상 상태보다 높은 진동이 일시적으로 허용될 수 있습니다.
엔지니어를 위한 핵심 포인트
정확한 그룹 식별: 우리 발전소의 가스터빈이 어떤 그룹에 속하는지 명확히 해야 올바른 진동 기준을 적용할 수 있습니다. (제작사 매뉴얼 또는 사양서 확인) Alarm/Trip 설정: 설비 감시 시스템(CMS)의 진동 경보(Alarm) 및 트립(Trip) 설정 값은 이 표준을 근거로 설정하는 것이 일반적입니다. Zone C와 D의 경계값을 기준으로 삼습니다. 상태 변화 감지: 단순히 절대적인 진동 값이 기준치 이내에 있더라도, 단기간에 진동이 25% 이상 급격히 증가했다면 이는 기계적 결함의 징후일 수 있으므로 주의 깊게 살펴봐야 합니다. 최신 표준 참조: ISO 10816-4는 현재 ISO 20816-4로 대체되었습니다. 최신 규격은 축 진동(Shaft Vibration) 기준까지 통합하고 있으므로, 신규 프로젝트나 정밀 진단 시에는 최신 표준을 함께 검토하는 것이 좋습니다.