[고유가 초비상] 연료유 절감사례-쌍용해운

쌍용해운은 연안 화물선사다. 동사는 수년전부터 다양한 방법으로 에너지 절감을 실현하고 있다. 연안화물선 업계가 고유가로 심각한 ‘경영몸살’을 앓고 있는 현 시점에서, 쌍용해운도 고유가의 영향권을 벗어날 수 없지만,  감속운항과 유종변경, 육전사용, 각종 기기사용의 효율화를 통해 에너지를 절감하고 있는 성공적인 사례를 보여주고 있다. 고유가에 대한 뾰족한 대책이 없는 상황에서 쌍용해운의 에너지 절감사례가 해운기업들에게 유익한 사례가 되기를 바라며 소개한다.                                                   - 편집자 주

1.  감속운항-약 8~9% 연료소모량 감소
2004년부터 시행하고 있는 주기관 감속운항은 시멘트 선박의 선령과 각 선박의 엔진 특성을 고려하여 Slip 및 프로펠러 피치값을 적용하여 선박별로 감속운항 속력(평균 부하율 50%)을 산출했으며, 현재 전체 주기관 평균부하율 47%~48%(시행이전 평균 60~75%부하율)수준으로 유지하고 있다. 항해중 주기관 평균 단위소모량은 33~34ℓ/mile로 감속운항 시행전인 03년 대비하여 약8~9%의 연료소모량 감소율 추세이다. 쌍용해운 시멘트선박 중 주기관 노후로 최저감속 허용부하율(부하율 50%) 보다도 낮게 유지하도록 부하 제한을 하여 운전하는 선박도 있으며, 일부 유류절감을 위해 부하율을 약 40% 초반대로 너무 낮게 유지하는 선박은 엔진의 무리를 방지하기 위한 개선조치를 취하고 있다.
 
2.  유종(등급)변경-엔진 문제점 악영향 없어

사실 주기관의 MF280에서 MF380급으로의 유종변경시 엔진입구에서의 가열온도는 최소 140도 이상을 유지해야 하는데 감속운항으로 인한 항해중 주기관 F.O Heater에 공급스팀 발생부족이 생긴다. 이로써 항해중 보일러 운전을 가동해야 하는 문제가 있어 몇가지 검토한 결과를 토대로 시행하기로 하였다.

저질유 사용에 따른 주요 성상변화에는 비중, 점도, 인화점, 황함유량, 수분 함유량의 증가와 유동점의 저하 등이 있다. 분사 적정점도를 얻기 위한 엔진 입구에서의 연료유 온도 및 펌프출구 적정 압력 유지가 주요 검토 대상이었다. (표 참조)

연료유 엔진입구의 온도는 연료 가열기의 용량, 성능, STEAM 압력에 따라 결정된다. 감속 운항 중에도 STEAM 압력이 유종 변경시 요구되는 가열온도 및 온도상승에 따른 증기폐색(VAPOR LOCK)현상 방지를 위한 연료유 펌프 출구압력 유지가 가능해야 된다. 유동점이 낮은 MF380은 출항전 보일러 점화시 연료유 계통과 BOTTOM TANK에서의 흡입 및 동절기 선내 HEATER운전에 따른 STEAM 압력저하는 연료유 가열 등의 문제점을 야기할수 있어 유종변경은 대기온도가 높은 하절기에만 가능할 것으로 판단된다.

또한 MF280유종은 현재 사용중인 전알칼리가 45인 실린더유의 사용이 가능하나, MF380은 황함유량이 많아 주기관 실린더내부의 부식 및 마모를 방지하기위해 전알칼리가 70인 “A-50N”실린더유를 사용해야 한다.

쌍용해운은 주기관 사양이 MAN B&W 35MC형 엔진은 점도계 및 연료 가열기의 공급 STEAM량 조절로 변경유종이 요구하는 가열온도 및 연료펌프 출구측 요구압력을 얻을 수 있어 MF380유종으로의 변경이 가능할 것으로 보이며, 이미 외항선사에서 동일사양의 주기관에 사용 중이며 사용상 문제점은 발생되지 않고 있다.

발전엔진의 경우(MDO→B-A) ‘05년 11월부터 발전엔진 연료유를 MDO에서 B-A로 변경하여 지금까지 1만톤급 시멘트 전용선(선령10~12년)에 사용하고 있으며, B-A 사용운전시간은 현재까지 사용결과는 양호한 것으로 판단되어 6L16XC NIGATA 발전엔진을 탑재한 선박도 시험 운전후 06년부터 시행 중이다. 06년도에 340원/ℓ이었던 MDO와 B-A의 단가 차이가 08년 6월 현재  407원/ℓ으로 MDO사용시 대비 B-A사용으로 연간 약 4억원 정도의 절감효과를 보고 있다.

3.  육상전기 사용
2004년 9월부터는 시멘트 선적항 동해항을 시작으로 2005년부터는 연안분공장의 정박중 하역기기 사용시 발전기 사용을 육상전기(육전)로 대체 시행하고 있다. 가장 큰 개선효과는 연료유 절감이외에도 작업시 문제였던 소음이나 진동이 거의 해소되어 환경개선 효과를 얻었으며, 정비작업의 편리, 부품의 수명주기도 연장되었다. 또한 육전사용으로 인한 연간 DIESEL유 절감량은 약 1,000KL정도로 추정된다.
 
4. 각종 기기 효율적 사용
위에 큰 효과를 볼 수 있었던 절감방법 이외에도 선박 자체에서 노력하는 측면을 살펴보면, 배기 보일러(economizer)를 최적의 상태로 유지하여 항해 중에도 보일러의 점화 가동이 없도록 하거나, 노후선은 동절기시 배기가스 smoke tube를 최소 2개월마다 소제를 하고 있다. 또한 선박별로 주기관의 분사적정 점도를 유지하기 위해 가열온도를 일정하게 유지하며, 감속 운전시 적정온도는 규정 범위값 내에서 낮은 점도값을 취하도록 한다.

그리고 양하작업 개시후 3~4시간이 경과하면 ballast 주입을 시작한다. 이를 중력(gravity)으로 주입하고 ballast pump 운전은 하역종료 약 3~4시간전부터 시작함으로써 항차시 약 12시간정도의 ballast pump 운전에 따른 에너지 소모를 줄이고 있다. 연료서비스 탱크의 경우에는 너무 가열하면, 유효성분의 인화성 가스가 공기관을 통해 배출되어 발열량이 저하되거나 과잉가열에 의한 스팀 소모증가로 연료소비량이 늘어날 수 있으므로 적정온도(60도)를 유지하도록 하고 있다.

또한 저질유를 사용하는 기관에서 자주 발생하는 현상으로서 연료분사 노즐에 카본이 부착하고 이것이 쌓여 무화불량을 일으켜 연소불량의 원인이 되므로, 주기적으로 연료밸브 소제를 철저히 하여 커본 플라워의 발생을 방지하고 있다, 연료분사 밸브의 냉각수 온도가 높으면 노즐 Tip에 카본이 퇴적할 수 있으며, 너무 낮으면 자연 발화온도가 높아지게 되어 연소불량의 원인이 되므로 유의하고 있다. 이밖에도 거주실의 온도를 냉방시에 27도, 난방시 18도로 일정하게 유지해 냉난방기를 효율적으로 운전하여 전력소모를 최소화하며, 주방의 Electric Cook Range(용량20㎾) 사용시간을 최대한 절제하고 불필요한 조명등을 소등하여 절전하는 등 에너지 절약에 만전을 기하고 있다.