담수화가 급성장하고 있지만 바닷물 현실에 직면해 있습니다.
이 글은 펌프용 바닷물에 관한 시리즈의 첫 번째 글입니다. 2부 읽기
인구가 증가하고 경제가 확장됨에 따라 전 세계 물 공급에 막대한 부담을 주고 있습니다. 유엔 세계 물 개발 보고서 2024에 따르면 전 세계 22억 명의 사람들이 깨끗한 식수를 이용할 수 없는 것으로 나타났습니다. 기후 변화로 인해 일부 지역에서는 장기간의 가뭄으로 땅이 메마르고, 다른 지역에서는 예측할 수 없는 강우로 인프라가 무너지고 담수 자원이 오염되는 등 문제가 더욱 악화될 것으로 우려됩니다.
요컨대, 수자원을 더 이상 신뢰할 수 없게 되면서 전 세계 물 안보가 중요하고 시급한 문제로 대두되고 있습니다. 물 부족의 영향은 안전하고 신뢰할 수 있는 식수에 대한 접근성 부족을 넘어서는 것입니다. 물 시장 정보 플랫폼인 Global Water Intelligence에 따르면 물에 의존하는 경제 활동은 약 86조 달러에 달하는 것으로 추산됩니다. 발전소와 같은 여러 산업은 냉각을 위해 많은 양의 물이 필요하며, 물 부족으로 인해 운영에 차질을 빚을 수 있습니다.
물 부족 문제 해결
전 세계적으로 담수 공급원이 부족해짐에 따라 바닷물을 식수로 담수화하는 담수화가 해답으로 떠오르고 있습니다. 전 세계 국가들이 물 부족 문제를 해결하고 식수 및 관개용 담수의 지속 가능한 공급을 위해 해수담수화에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있습니다. 사우디아라비아, 아랍에미리트, 쿠웨이트, 카타르와 같은 중동 국가들은 건조한 기후와 제한된 담수 자원으로 인해 물 수요를 충족하기 위해 담수화에 크게 의존하고 있습니다. 스페인과 미국을 비롯한 여러 국가에서는 해수뿐만 아니라 기수 및 폐수를 위한 담수화 플랜트에 투자하고 있습니다. 가장 일반적인 형태의 담수화는 역삼투압 방식입니다. 이 정수 공정은 반투과성 멤브레인을 사용하여 용해 또는 부유 물질에서 물 분자를 분리하는 방식으로, 에너지 소모가 매우 큰 공정이며 펌프가 상당한 비중을 차지합니다. 따라서 담수화 공정에 사용되는 펌프 장비는 에너지 낭비를 줄이고 지속 가능성을 개선하기 위해 최대한 효율적이어야 합니다.
물 산업은 비단 물 산업에만 국한되지 않습니다. 냉각을 위해 막대한 양의 물이 필요한 발전, 화학 및 산업 플랜트에서는 담수화 공정을 통해 냉각 시스템에 바닷물을 사용하는 방법을 점점 더 많이 모색하고 있습니다. 담수화된 바닷물이나 기수는 담수를 대체할 수 있는 안정적인 대안으로 담수 부족 지역에서도 발전소를 지속적으로 운영할 수 있습니다.
바닷물용 펌프 준비
하지만 바닷물은 부식성과 마모성이 매우 강합니다. 전통적으로 펌프 베어링에는 청동, 황동 및/또는 고무와 같은 소재가 사용되었지만 이러한 유형의 작동 환경에서는 잘 견디지 못합니다.
바닷물, 염수, 농축 염수, 처리 화학물질과 지속적으로 접촉하는 펌프와 같은 장비가 손상될 수 있습니다. "펌프의 기존 저급 비금속 또는 고무 마모 부품은 펌프가 작동하는 마모성 환경으로 인해 자주 교체해야 합니다. 게다가 해안 지역의 염분은 주변 공기를 매우 습하고 부식성 있게 만들어 펌프 효율을 떨어뜨리고 손상, 가동 중단 또는 고장을 일으킬 수 있습니다."라고 Greene Tweed의 산업 확장 매니저인 Greg Gedney는 말합니다. 그는 펌프 기술 분야에서 20년간 쌓아온 경험을 바탕으로 "해수, 염수, 농축 염수, 처리 화학 물질의 연마성 및 부식성으로 인해 기존 소재로 만들어진 펌프 부품이 손상되어 더 자주 교체해야 할 수 있다"고 덧붙입니다.
그린 트위드의 SEC 플랫폼 제품 매니저인 데이브 노블린은 "펌프 엔지니어는 WR® 및 AR®과 같은 부식 및 내마모성 복합 소재로 제작된 부품으로 업그레이드함으로써 서비스 수명을 연장하고 펌프 오버홀 비용과 유지보수 비용을 절감하여 펌프 운영의 수명 주기 비용을 크게 낮출 수 있습니다."라고 말합니다. 그는 이러한 펌프 구성 요소의 전략적 선택이 "펌프 시스템의 수명을 연장할 뿐만 아니라 보다 지속 가능한 미래를 위한 기반을 마련할 것"이라고 설명합니다.
(이 글의 이전 버전은 Hydrocarbon Engineering Magazine에 게재되었습니다).