공직파(15) : By-pass Philosophy란 무엇인가?

공정설계(Process Design) 직무에서 By-pass Philosophy는 설비 또는 공정 흐름을 우회(By-pass)할 수 있도록 설계하는 기본 철학을 의미합니다.

주요 장비나 계기, 제어 밸브 등이 점검·정비·고장 상황에 놓였을 때 공정을 완전히 정지시키지 않고도 운전을 지속할 수 있도록 하기 위한 설계 개념입니다.

 

특히 연속 공정(Continuous Process)이 많은 석유화학, 정유, 발전, 수처리 플랜트에서는 By-pass 설계 여부가 운전 안정성, 가동률(Availability), 유지보수 효율성에 직접적인 영향을 미칩니다.

 

공장의 연속운전을 위해 By-pass Philosophy는 필수로 고려해야할 요소입니다.

 

1. By-pass Philosophy가 중요한 이유

By-pass 설계는 단순한 배관 추가가 아니라, 플랜트 운영 전략을 반영하는 핵심 설계 요소입니다.

1. 공정 연속성 확보

• 주요 장비 고장 시에도 전체 공정을 정지하지 않도록 지원합니다.
• 계획 정비(Planned Maintenance) 시 생산 손실을 최소화할 수 있습니다.

2. 운전 유연성 향상

• 초기 시운전(Start-up), 셧다운(Shutdown), 비정상 운전 조건에서 공정 제어가 용이합니다.
• 유량, 압력, 온도 조정 시 유연한 대응이 가능합니다.

3. 유지보수 및 안전성 강화

• 계기나 제어 밸브 교체 시 작업자의 접근성이 좋아집니다.
• 비상 상황에서 공정 압력 상승이나 장비 손상을 예방할 수 있습니다.

 

 

2. By-pass Philosophy 적용 대상 설비

공정설계 단계에서 By-pass 적용 여부를 검토하는 대표적인 대상은 다음과 같습니다.

Control Valve (제어밸브)

• 가장 일반적인 By-pass 적용 대상입니다.
• 밸브 고장 시 수동 운전이 가능하도록 설계합니다.

Heat Exchanger (열교환기)

• Fouling, 세정 작업이 필요한 경우 By-pass 라인을 통해 공정 유지가 가능합니다.

Pump & Compressor

• 예비기기(Sparing)와 연계하여 By-pass 또는 Recycle 라인이 적용됩니다.

Filter / Strainer

• 막힘(Clogging) 발생 시 By-pass를 통해 연속 운전이 가능합니다.

 

 

3. By-pass Philosophy 기본 구성

일반적인 By-pass 설계는 다음과 같은 구성으로 이루어집니다.

• Main Line : 정상 운전 배관
• By-pass Line : 우회 배관
• Isolation Valve : 메인 및 By-pass 차단 밸브
• (필요시) Orifice / Restriction : 유량 제한 목적

특히 제어밸브 By-pass의 경우 3-Valve Arrangement가 기본 형태로 사용됩니다.

 

 

4. By-pass Philosophy 적용 예시

예시 1. Control Valve By-pass 설계

상황: 공정 중 유량 제어를 담당하는 Control Valve가 고장 날 경우, 공정 전체를 정지해야 하는 상황 발생

By-pass 적용 방식

• Control Valve 전·후단에 Isolation Valve 설치
• Control Valve와 병렬로 Manual Valve가 포함된 By-pass Line 구성

효과

• Control Valve 점검 중에도 수동 밸브로 유량 조절 가능
• 공정 정지 없이 임시 운전 유지

 

예시 2. Heat Exchanger By-pass 설계

상황: 열교환기 내부 스케일 및 Fouling으로 세정 작업 필요

By-pass 적용 방식

• 열교환기 전·후단에 By-pass 배관 구성
• 세정 기간 동안 유체를 직접 다음 공정으로 우회

효과

• 생산 중단 최소화
• 열교환기 유지보수 주기 관리 용이

 

예시 3. 계기(Instrument) 보호용 By-pass

상황: Flow Meter 또는 Analyzer 교체 필요

By-pass 적용 방식

• 계기 전·후단에 By-pass 라인 설치
• 계기 제거 후에도 유체 흐름 유지

효과

• 계기 교체 작업 시 공정 영향 최소화
• 계기 신뢰성 향상

 

5. By-pass Philosophy 설계 시 유의사항

By-pass는 무조건 적용하는 것이 아니라, 경제성과 안전성을 함께 고려해야 합니다.

1. 과도한 By-pass 지양

• 불필요한 배관 증가는 비용 상승 및 누설 리스크 증가
• 실제 운전 시 사용 빈도를 고려해야 합니다.

2. 운전 오류 방지

• By-pass 개방 상태에서 정상 운전 시 제어 불능 위험
• Lock Open / Lock Close 정책 검토 필요

3. 제어 철학과의 정합성

• Control Philosophy, Isolation Philosophy와 일관성 유지
• DCS 인터록 여부 검토 필수

 

6. By-pass Philosophy와 공정설계 직무의 역할

공정설계 엔지니어는 단순히 PFD와 P&ID를 작성하는 역할을 넘어, 운전·정비·비상 상황까지 고려한 종합적인 플랜트 운전 철학을 설계해야 합니다.

 

By-pass Philosophy는 이러한 공정설계 직무의 핵심 역량을 잘 보여주는 요소이며, 운전 경험과 현장 이해도가 설계 품질로 직결되는 대표적인 항목이라고 할 수 있습니다.

 

 

7. 마무리 정리

By-pass Philosophy는

• 공정 연속성 확보
• 운전 유연성 향상
• 유지보수 및 안전성 강화

를 위한 필수적인 공정설계 개념입니다.

 

공정설계 직무를 준비하시거나, 현업에서 P&ID를 검토하신다면
“이 장비는 정말 By-pass가 필요할까?”라는 질문을 항상 함께 고민해 보시는 것이 중요합니다.