안녕하세요, 가을단풍구경가고싶다님. 이중철 전문가입니다.
먼저, 화학공장을 짓기 전 공정 시뮬레이션을 필수적으로 거치는 이유는 한 두푼 들어가는 것이 아닌 수천억 원 정도나 투입되는 경제적인 측면이 수반되는 플랜트에서 물질과 에너지 흐름을 사전에 계산하여 설비 규격을 최적화하고 가상 시험을 통해 안전 사고 가능성 등까지 원천 차단하기 위함이 그 이상적인 목적이라고 볼 수 있답니다.
■ 물질 및 에너지 수지의 정밀 계산과 장치 규격 결정
화학 플랜트는 반응기와 증류탑, 열교환기가 복잡하게 연결되어 미반응물을 순환시키는 고리 구조를 이룹니다. 시뮬레이션은 손으로 풀기 어려운 열역학 수식을 순식간에 계산하여 배관 속 온도, 압력, 유량을 완벽히 예측하는데요. 이를 통해 반응기 크기나 증류탑 단수를 최적화하여 과잉 투자를 막고 생산 용량 미달 사태를 방지하게 된답니다.
■ 천문학적 재시공 비용 방지와 운전 조건 최적화
철골과 콘크리트로 공장을 완공한 후 설계를 변경하면 천문학적인 매몰 비용이 발생합니다. 컴퓨터 가상 공장에서는 다양한 온도와 압력을 미리 시험하며 에너지를 가장 적게 쓰면서도 생산량을 극대화하는 운전 조건을 사전에 안전하게 확정할 수 있거든요.
■ 비상 상황 모의시험을 통한 공정 안전성 확보
고온과 고압의 위험 물질을 다루는 플랜트 특성상, 밸브 고장이나 정전 같은 이상 사태 발생 시 압력 상승과 반응 폭주를 미리 파악하는 것이 중요한데요. 동적 시뮬레이션을 통해 비상 정지 체계와 방출 밸브를 정밀하게 설계함으로써 대형 인명 및 환경 재해를 거의 완벽히 예방할 수 있답니다.
정리하자면,
화학공장 건설 전 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하는 이유는 복잡한 물질과 에너지 수지를 계산해 설비 규격을 최적화하고, 완공 후 발생하는 막대한 재시공 비용을 예방하며, 가상 비상 운전을 통해 플랜트의 안전성과 경제성을 완벽히 확보하기 위해서랍니다.
※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉