문서번호	시설과-3291
결재일자	2021. 3. 26.
공개여부	대시민공개
방침번호

			시 민
주무관		시설과장	시설관리부장
이상구		이승우	03/26 강호광
협조
	시설관리팀장		한현숙

모터펌프 용량 검토 보고

(남부수도 상도아리수올림터 봉현배수지계통)

2021. 03

상수도사업본부

(시설관리부)

상도아리수올림터 봉현배수지계통 모터펌프 용량 검토 보고

2021년 노후 기전시설물 개량사업과 관련, 남부수도사업소에서 검토요청한  상도아리수올림터 봉현배수지계통 모터펌프 용량 검토 결과를 아래와 같이 보고 드림.

※ 관련문서 : 남부수도 시설관리과-5438호(‘21.3.22)

1		교체 추진배경

□ 내용연수 11년이상 장기간 사용(2008년식, 13년)한 펌프로 노후에 따른 운전효율 감소로 펌프 교체를 위한 국고보조 신청

- 운전효율 저하 : 정격 76%, 운전 64% ⇒ 정격대비 12% 저하

□ 2021년 환경부 온실가스 감축 국고보조 지원사업 선정

- 환경부 국고보조금 지원 : 143,250천원(기후경제과-1682호, ‘20.12.23)

□ 2021년 노후시설 개량사업 예산 반영 : 316백만원

- 시비 : 172,730천원, 국비 : 143,250천원

2		현 황

□ 상도(배)아리수올림터 봉현배수지 계통 급수 현황

올림터 위치	용 도	급수지역	급수인구	일 급수량 (㎥/일)	최고급수구역
동작구 매봉로6길 16	봉현배수지 송수	동작구 : 상도1,2,4동, 흑석동,사당5동 관악구 : 봉천2,3,5,9동	45,000명	(평균)13,068 (최대)16,251	봉현배수지 (HWP 140m)

□ 모터펌프

수 계	동력(HP)	유량(㎥/min)	양정(m)	수량	형식	급수방법	설치년도	비 고
상도 배수지	150	7.1	65	3	수륙양용	간접급수	2008	교체대상
	100	4.8	57	2	수륙양용	간접급수	2009

□ 급수 계통도

암사정수센터	⇨	노량진배수지 (110,000㎥)	⇨	상도(배) 아리수올림터	P	Φ500 ⇨	봉현배수지 (2,500㎥)	⇨	수용가
				펌프중심 84.45m			HWL:140m		간접급수

낙성대배수지	⇨	국사봉배수지	⇨	봉현증압장	P	Φ500

⁍ 봉현배수지 급수 형태 : 상도아리수올림터 60% 공급+봉현증압장 40% 공급

□ 현장 사진

상도아리수올림터 전경	모터펌프 전경	최고급수구역(봉현배수지) 전경

□ 펌프 운전실태

□ 가동시간 : 일일 약 15~16시간 가동

□ 가동대수 : 1~3대

- 평시 1~2대로 운전    (150HP 1대, 100HP 1대)

- 다량 급수시 3대 운전  (150HP 2대, 100HP 1대)

□ 운전방법 : 봉현배수지 수위제어에 의한 자동운전

❍ 급 수 량 (일 최대급수량)

- 최근3년 자료 : 평균 13,068㎥, 최대 16,251㎥(‘18.11.26)

□ 운전압력

- 인입압력 : 0.8~1.0kg/㎠    - 토출압력 : 5.5kg/㎠

3		모터펌프 용량 검토

□ 용량결정 기본방향

□ 대수계획 : 에너지절약 및 효율적인 펌프 운영을 할 수 있도록 고효율 펌프로 3대 교체‧운영 [2대 상시운영용, 1대 예비(비상)용]

- 100Hp(2대)는 추후에 사업소에서 급수운영 안정화등을 검토하여 철거 결정

□ 용량 산출기준

□ 유량 산출기준 : 급수인구 및 급수실적에 의한 유량산출후 큰값 적용

- 급수인구에 의한 유량산출

□ 급수인구 : 2,739인 (45,800인 × 동작구 인구증가율 1.002% 적용)

□ 1인 일 최대급수량 = 339ℓpcd : 수도정비기본계획 (P3-109)

□ 시간계수 : 1.3 적용(간접급수)

- 급수실적에 의한 유량산출

□ 일 최대급수량 : 16,251㎥ (2018. 11. 26. 적용)

□ 시간계수 : 1.3 적용(간접급수)

□ 양정 결정기준

- 관로 손실 적용(구경 80mm 이상) : 하젠-윌리암식 적용

□ H = 10.666 × C-1.85 × D-4.87 × Q1.85 × L

□ C : 유속계수, D : 구경(m), Q : 유량(㎥/sec), L : 배관길이(m)

- 펌프실내 배관 및 관부속 손실 적용 : 달시-와이즈바하식 적용

□ H(직관) = f × L/D × V2/2g, 관부속 = f × V2/2g

□ f : 손실계수, D : 구경(m), V : 유속(m/sec), L : 배관길이(m), g : 중력가속도

- 공급관로 현황 (상도아리수올림터 ~ 봉현배수지)

규 격	연 장	관 종	부설년도	최고급수구역
D500mm	2,700m	DCIP관	2004년	봉현배수지 (동작구 매봉로6길 16)

□ 용량 산출 검토결과

□ 유량(Q) 산출 : 14.67㎥/분 (7.34㎥/분×2대)

- 산출 유량 비교

급수인구에 의한 산출	급수실적에 의한 산출	비 고
14.08㎥/min	14.67㎥/min	향후 급수구역 신축 등을 고려 큰 값으로 유량 결정

-  급수인구에 의한 유량산출

‣ Q(급수인구) = 급수인구 × 1인 1일 최대급수량 × 시간계수

=	45,892명 × 0.339㎥/인 × 1.3	≒ 14.08㎥/min
	24(시간) × 60(분)

․ 급수인구 = 급수구역의 인구 × 증가율 적용

☞ 급수구역 인구 : 45,800인 × 1.002% = 45,892인

☞ 수도정비기본계획 동작구 인구증가율 : 1.002%

․ 1일 일 최대급수량 = 339ℓpcd (동작구, 2030수도정비기본계획)

․ 시간계수(간접급수) = 1.3

- 급수실적에 의한 유량산출

‣ Q(급수실적) = 1일 최대급수량 × 시간계수

=	16,251㎥/일 × 1.3	≒ 14.67㎥/min
	24(시간) × 60(분)

․ 일 최대급수량 = 16,251㎥ (2018. 11. 26. 적용)

․ 시간계수(간접급수) = 1.3

□ 양정(H) 산출  : 61m

구 분		산 출 식	양정 (m)	근 거
전 양 정(H)		ha + hl = 47.55 + 13 = 60.6m ≒ 61m 적용	61
실양정 (ha)	실양정 (ha)	토출수두(had) + 흡입수두(has) = 55.55 +(-8) = 47.55m	47.55
	토출수두 (had)	최고급수표고(m) - 펌프 중심표고(m) = 140 – 84.45 = 55.55m		최고급수표고: 140m 펌프 중심표고: 84.45m
	흡입수두 (has)	= 0.8kg/㎠ = -8m		펌프 최저 인입압력 : 0.8kg/㎠
손실수두(hl)		펌프실내 손실수두 + 관로 손실수두 = 1.87 + 10.64 ≒ 13m	13	붙임 “손실수두 계산” 참조

□ 동력(P) 산출 : 110kW(150Hp)

P(㎾) =	0.163γQH(1+α)	γ : 물의비중량 (1 kg/ℓ) Q : 유량 (7.34㎥/min), (14.67㎥/min÷2대=7.34㎥/min) H : 양정 (61m) α : 모터여유율 (15%) η : 모터펌프 효율 (77%)
	η

P =	0.163 × 1 × 7.34 × 61 × (1+0.15)	= 108.93 ≒ 110㎾
	0.635

∴ 전동기 선정 : 공칭규격 110㎾(150Hp) 적용

※ 펌프의 구경은 제작사별로 구경이 상이하므로 현장여건 및 흡입조건등을 고려하여 적용

□ 펌프 형식 : 유지관리 및 효율이 좋은 양흡입 벌류트/ 지상용 모터분리형 펌프 적용 권장

□ 산출결과 비교

올림터	구 분	기 존	사업소	본 부
상도 (봉현배수지계통)	동 력	110kW(150Hp)×3대 75kW(100Hp)×2대	110kW(150Hp)×3대	110kW(150Hp)×3대
	유 량	7.1㎥/분×3대 4.8㎥/분×2대	6.38㎥/분×3대	7.34㎥/분×3대
	양 정	65m	60m	61m
	수 량	5대	3대(1대 예비)	3대(1대 예비)

□ 사업소 대비 본부 검토 용량 차이 사유

- 유량(사업소 6.38㎥/분 ⇒ 본부 7.34㎥/분) : 사업소는 상도아리수올림터 봉현배수지 송수용으로만 산출했으나, 본부에서는 봉현배수지의 3년간 급수실적 [일 최대급수량 (상도아리수올림터+봉현증압장)]으로 산출

※ 봉현증압장 모터펌프 이상시 상도아리수올림터에서 전량 공급해야 함

[봉현배수지 송수용 증압펌프 용량검토 보고, 시설관리과-7714호(‘10.12.17)]

- 양정(사업소 60m ⇒ 본부 61m) : 사업소는 펌프 실양정의 토출수두 산정시 상도배수지 LWL인 87.6m을 적용했으나, 본부에서는 상도아리수올림터 펌프중심표고인 84.45m을 적용하여 산출

4		행정사항

○ 펌프실 내 펌프주위 배관은 적정 규격의 내식성관으로 교체할 것

○ 펌프 등 수돗물과 접촉하는 수도 기자재 및 제품은 반드시 표준

규격인증[KS, KWWA(한국상하수도협회 규격), NET_NEP

(산업통산부)]와 KC 인증제품을 제품을 확인 후 사용할 것.

○ 모터펌프 개량 후 가압장 관리대장 등 관련 대장 정비 및 GIS 등록(펌프 성능곡선도 포함)을 완료할 것.

붙임  펌프 세부용량 산출서 1부. 끝.