Part 64. Vendor의 장비가 설계조건을 만족하는가 - Vendor Data Review

1. Vendor가 보내온 자료, 이제 무엇을 확인해야 하는가?

 

Beer to Zero Project의 맥주 생산설비를 설계하고 구매하는 과정에서 드디어 장비 제작업체(Vendor)가 선정되었습니다.

 

앞선 Part 60에서는 Technical Bid Evaluation을 통해 기술적으로 적합한 업체를 평가했고, Part 61에서는 기술뿐 아니라 가격과 납기까지 고려하여 최종 Vendor를 선정했습니다. Part 62에서는 Purchase Order를 발행했으며, Part 63에서는 Vendor가 제출한 도면을 검토하는 Vendor Drawing Review를 진행했습니다.

 

이제 Vendor는 구매자의 Equipment Specification과 계약조건을 바탕으로 장비를 설계하고, 그 결과를 기술자료로 제출하기 시작합니다.

 

예를 들어 Beer to Zero Project에서 맥주를 냉각하기 위한 열교환기를 구매했다고 가정해 보겠습니다.

 

구매자는 열교환기의 요구 열량, 유량, 입출구 온도, 설계압력, 설계온도 등을 제시했습니다. Vendor는 이러한 조건을 바탕으로 열교환 면적, 튜브 수량, 재질, 노즐 크기와 같은 구체적인 설계 결과를 제출합니다.

 

그런데 Vendor가 제출한 자료에 다음과 같이 적혀 있다면 어떨까요?

 

• 요구 열량: 160 kW
• Vendor 제안 열량: 165 kW
• 설계압력: 10 barg
• Vendor 제안 설계압력: 10 barg
• 냉각수 유량: 20 m³/h
• Vendor 제안 냉각수 유량: 24 m³/h

겉으로 보면 열량은 요구조건보다 높고, 설계압력도 동일하므로 문제가 없어 보입니다.

 

하지만 냉각수 유량이 증가하면 냉각수 배관의 압력강하가 커질 수 있습니다. 기존 펌프가 충분한 유량을 공급하지 못한다면 열교환기가 아무리 큰 열량을 낼 수 있도록 설계되었더라도 실제 운전에서는 성능을 발휘하지 못할 수 있습니다.

 

이처럼 Vendor Data Review는 제출된 숫자가 단순히 요구조건보다 크거나 작은 지를 확인하는 업무가 아닙니다.

 

Vendor가 제안한 장비가 프로젝트의 설계기준, 운전조건, 성능요구사항 및 다른 설비와의 연결조건을 모두 만족하는지 검증하는 과정입니다.

 

 

2. Vendor Data Review란 무엇인가?

 

Vendor Data Review는 Vendor가 제출한 기술자료를 구매자의 설계기준 및 구매사양서와 비교하여 적합성을 확인하는 엔지니어링 업무입니다.

 

Vendor가 제출하는 자료에는 일반적으로 다음과 같은 문서가 포함됩니다.

 

문서	주요 검토 내용
Equipment Datasheet	설계조건 및 성능 요구사항
Thermal Calculation	열교환기 열성능 및 면적
Mechanical Calculation	압력용기 및 장비의 기계적 설계
General Arrangement Drawing	장비 외형, 노즐 위치, 설치 치수
Nozzle Orientation Drawing	배관 및 계장 연결 위치
Material List	주요 부품 및 접액부 재질
Performance Curve	유량, 양정, 효율 등 운전 성능
Inspection & Test Plan	검사 및 시험 항목
Instrument Datasheet	계장기기의 측정범위 및 사양
Motor Datasheet	전동기 용량 및 전기적 사양

 

실제 제출 문서는 장비 종류와 계약범위에 따라 달라집니다. 모든 장비에 동일한 자료가 요구되는 것은 아닙니다.

 

예를 들어 열교환기라면 Thermal Calculation과 Mechanical Calculation이 중요하지만, 원심펌프라면 Pump Performance Curve와 NPSH 관련 자료가 핵심 검토 대상이 됩니다.

 

ASME Section VIII, API 610, API 660, TEMA 등의 규격은 해당 장비의 설계와 제작에 적용될 수 있습니다. 다만 적용 규격과 판본은 프로젝트의 구매사양서 및 계약조건을 기준으로 확인해야 합니다.

 

여기서 중요한 점은 Vendor Data Review가 Vendor의 설계를 대신하는 작업은 아니라는 것입니다.

 

Vendor는 장비의 상세 설계와 제작에 대한 책임을 지고, 구매자는 그 설계가 계약상 요구사항을 충족하는지 확인합니다.

 

따라서 구매자의 검토 및 승인만으로 Vendor의 계약상 책임이 자동으로 면제되는 것은 아닙니다. 계약조건에 따라 검토의 범위와 책임이 달라질 수 있습니다.

 

 

3. Vendor Data Review는 어떤 순서로 진행하는가?

 

실제 프로젝트에서는 자료가 도착했다고 바로 계산부터 시작하지 않습니다.

 

먼저 어떤 기준으로 검토해야 하는지부터 정리해야 합니다.

 

Step 1. 검토 기준 문서와 Revision 확인

가장 먼저 확인해야 할 것은 Vendor가 제출한 자료의 기준이 되는 문서입니다.

 

예를 들어 구매 당시 Equipment Specification은 Rev. 0이었지만, 이후 설계 변경으로 Rev. 2가 발행되었다고 가정해 보겠습니다.

 

Vendor가 Rev. 0을 기준으로 설계를 진행했다면, 계산 결과가 아무리 정확하더라도 현재 프로젝트의 설계조건과 맞지 않을 수 있습니다.

 

따라서 다음 항목을 확인합니다.

 

• Purchase Order 및 Equipment Specification의 최신 Revision
• Process Datasheet의 최신 Revision
• 적용 설계기준 및 코드
• 승인된 Technical Deviation List
• Vendor가 제출한 자료의 Revision
• 프로젝트의 승인된 Design Basis

특히 Vendor가 제안한 조건이 구매사양서와 다르다면, 해당 차이가 입찰 단계에서 이미 승인된 사항인지 확인해야 합니다.

 

입찰 단계에서 승인되지 않은 변경사항을 Vendor가 설계 과정에서 임의로 반영했다면, 단순한 문서 수정으로 처리할 수 없습니다.

 

Step 2. Process Design Condition 확인

두 번째 단계는 장비의 Process Design Condition을 확인하는 것입니다.

 

장비의 정상운전조건(Normal Operating Condition)과 설계조건(Design Condition)은 서로 다른 개념입니다.

 

정상운전조건은 일반적인 운전 중 장비가 경험하는 조건이고, 설계조건은 장비의 기계적 설계와 안전성을 확보하기 위해 설정한 조건입니다.

 

예를 들어 다음과 같은 열교환기가 있다고 가정하겠습니다.

 

Parameter	Process Requirement
Process Fluid	Beer
Process Flow Rate	2,000 kg/h
Inlet Temperature	120°C
Outlet Temperature	80°C
Cooling Water Inlet	25°C
Cooling Water Outlet	35°C
Design Pressure	10 barg
Design Temperature	150°C

 

Vendor가 제출한 자료에서 Process Fluid, 유량, 입출구 온도 및 설계압력이 위 조건과 일치하는지 확인합니다.

 

이때 단순히 정상운전조건만 비교해서는 안 됩니다.

 

장비에 따라 다음과 같은 조건도 검토해야 합니다.

 

• 최대 및 최소 운전유량
• Startup 및 Shutdown Condition
• 정상운전과 다른 유체 조성
• 최대 운전압력 및 온도
• Full Vacuum 또는 Partial Vacuum Condition
• 설비 정지 시 발생할 수 있는 압력 및 온도 변화

예를 들어 열교환기가 정상운전에서는 액체를 냉각하지만, Startup 과정에서 뜨거운 유체가 급격하게 유입된다면 열적 변형이나 열응력 측면에서 추가 검토가 필요할 수 있습니다.

 

따라서 Vendor Data Review의 핵심은 단일 운전점뿐 아니라 설계에 영향을 미치는 운전범위를 확인하는 것입니다.

 

 

4. 실제 엔지니어링 검토: 열교환기 성능은 충분한가?

 

이제 Beer to Zero Project에서 사용하는 열교환기를 예로 들어 Vendor Data Review의 핵심인 성능 검토를 진행해 보겠습니다.

 

앞서 제시한 Process Requirement는 다음과 같습니다.

 

• 맥주 유량: 2,000 kg/h
• 맥주 입구온도: 120°C
• 맥주 출구온도: 80°C
• 맥주의 비열: 4.0 kJ/kg·K

Vendor가 제시한 열교환기의 설계 열량이 165 kW라고 가정하겠습니다.

 

그렇다면 먼저 Process Requirement에서 요구하는 열량을 계산해야 합니다.

 

4.1 요구 열량 계산

열교환기의 열량은 다음 식으로 계산할 수 있습니다.

 

$$Q=\dot {m} C_p\Delta T$$

 

여기서,

 

• \(Q\): 열량 (kW)
• \(\dot{m}\): 질량유량 (kg/s)
• \(C_p\): 비열 (kJ/kg·K)
• \(\Delta T\): 온도 변화 (K)

맥주의 질량유량을 초당 유량으로 변환하면 다음과 같습니다.

 

$$\dot {m}=\frac {2,000}{3,600}=0.556\ \mathrm {kg/s}$$

 

따라서 요구 열량은 다음과 같습니다.

 

$$Q=0.556\times4.0\times(120-80)$$

 

$$Q=88.9\ \mathrm {kW}$$

 

즉, 해당 열교환기가 정상운전조건에서 제거해야 하는 열량은 약 88.9 kW입니다.

 

여기서 주의할 점이 있습니다.

 

앞서 예시로 제시한 160 kW는 별도의 가정값이었으며, 지금 계산한 88.9 kW와 동일한 설계조건을 의미하지 않습니다. 이번 계산에서는 위의 Process Requirement를 기준으로 검토합니다.

 

4.2 Vendor의 제안 열량과 비교

Vendor가 제출한 Thermal Calculation에는 다음과 같은 결과가 있다고 가정하겠습니다.

 

Parameter	Requirement	Vendor
Required Heat Duty	88.9 kW	100 kW
Process Inlet Temperature	120°C	120°C
Process Outlet Temperature	80°C	80°C
Cooling Water Flow	20 m³/h	24 m³/h

 

Vendor의 제안 열량은 요구 열량보다 높습니다.

 

하지만 여기서 곧바로 승인해서는 안 됩니다.

 

열교환기의 열량은 단순히 장비의 크기만으로 결정되는 것이 아니라, 열교환 면적, 유체의 온도 차이, 열전달계수 및 유량 등에 영향을 받습니다.

 

따라서 Vendor가 제시한 열량이 실제로 요구되는 운전조건에서 확보되는지 확인해야 합니다.

 

특히 냉각수 유량이 기존 설계보다 증가했다면, Utility System에서 해당 유량을 공급할 수 있는지 확인해야 합니다.

 

4.3 냉각수 유량 검토

냉각수의 비열을 4.18 kJ/kg·K, 밀도를 1,000 kg/m³로 가정하겠습니다.

 

냉각수 유량은 다음 식으로 계산할 수 있습니다.

 

$$Q=\dot {m} C_p\Delta T$$

 

필요한 냉각수의 질량유량은 다음과 같습니다.

 

$$\dot {m}=\frac {Q}{C_p\Delta T}$$

 

열량 88.9 kW를 제거하고 냉각수 온도를 25°C에서 35°C로 상승시키는 조건이라면,

 

$$\dot {m}=\frac {88.9}{4.18\times10}$$

 

$$\dot {m}=2.13\ \mathrm {kg/s}$$

 

이를 시간당 체적유량으로 변환하면,

 

$$\dot {V}=\frac {2.13\times3,600}{1,000}$$

 

$$\dot {V}=7.67\ \mathrm {m^3/h}$$

 

즉, 이상적인 열수지 기준으로 약 7.67 m³/h의 냉각수가 필요합니다.

 

Vendor가 제시한 24 m³/h는 이 계산값보다 상당히 높은 유량입니다.

 

물론 실제 열교환기에서는 열전달 성능, 오염계수, 운전범위 및 설계여유 등을 고려해야 하므로 단순 계산값만으로 Vendor의 설계가 잘못되었다고 판단할 수는 없습니다.

 

하지만 다음과 같은 질문을 제기할 수 있습니다.

 

• Vendor가 왜 24 m³/h의 냉각수를 요구하는가?
• 해당 유량에서 냉각수 출구온도는 얼마인가?
• 기존 냉각수 공급펌프는 해당 유량을 공급할 수 있는가?
• 냉각수 배관의 압력 강한 허용범위 내에 있는가?
• 기존 Utility System에 추가 부하가 발생하지 않는가?

이러한 질문을 통해 Vendor의 설계가 장비 단위에서는 적합하더라도 전체 플랜트 관점에서 문제가 없는지 확인할 수 있습니다.

 

이것이 단순한 Datasheet 비교와 엔지니어링 기반 Vendor Data Review의 차이입니다.

 

 

5. 장비 자체의 성능만큼 중요한 Mechanical Design Review

 

Vendor Data Review에서는 Process Performance뿐 아니라 Mechanical Design도 확인해야 합니다.

 

공정 엔지니어가 장비의 유량과 열량을 검토한다면, 기계 엔지니어는 장비가 설계압력과 설계온도에서 안전하게 운전될 수 있는지 검토합니다.

 

물론 두 업무는 서로 분리되어 있지 않습니다. Process Engineer 역시 기계적 설계조건이 공정 요구사항과 일치하는지 확인해야 합니다.

 

5.1 Design Pressure와 MAWP

열교환기의 설계압력이 10 barg라고 가정하겠습니다.

 

Vendor가 제출한 자료에는 다음과 같이 기재되어 있습니다.

 

Parameter	Requirement	Vendor
Design Pressure	10 barg	10 barg
Operating Pressure	6 barg	6 barg
MAWP	≥10 barg	9.5 barg

 

여기서 Vendor의 MAWP가 9.5 barg라면 어떻게 해야 할까요?

 

MAWP(Maximum Allowable Working Pressure)는 장비가 정해진 조건에서 허용할 수 있는 최대 사용압력을 의미합니다.

 

설계압력과 MAWP는 서로 다른 개념입니다. 설계압력은 장비 설계의 기준이 되는 압력이고, MAWP는 실제 제작된 장비의 구조와 재료 등을 바탕으로 산정되는 허용압력입니다.

 

따라서 프로젝트에서 요구하는 조건과 Vendor가 제출한 MAWP를 비교해야 합니다.

 

위 예시에서는 요구 설계압력이 10 barg인데 Vendor가 제시한 MAWP가 9.5 barg이므로, 해당 조건만으로는 적합하다고 판단하기 어렵습니다.

 

다만 실제 적합성 판단은 적용 코드, 설계온도, 부식여유, 압력 측면별 조건 등을 함께 확인해야 합니다.

 

특히 열교환기는 Shell Side와 Tube Side의 압력조건이 다를 수 있으므로 양측을 별도로 검토해야 합니다. 

 

5.2 Material of Construction

재질 검토 역시 중요합니다.

 

Beer to Zero Project에서 사용하는 열교환기의 Process Fluid가 맥주라고 해서 모든 접액부에 동일한 재질을 사용할 수 있는 것은 아닙니다.

 

공정 유체의 조성, 온도, 부식성, 세정조건 및 위생 요구사항 등에 따라 적절한 재질을 선정해야 합니다.

 

예를 들어 구매설명서에서 접액부 재질을 Stainless Steel 316L로 요구했다면 Vendor가 제시한 재질이 실제로 해당 조건을 만족하는지 확인해야 합니다.

 

다음 항목을 확인할 수 있습니다.

 

• Shell 및 Tube 재질
• Gasket 재질
• 접액부의 재질
• 재질 인증서 제출 여부
• 용접 및 열처리 요구사항
• 부식여유(Corrosion Allowance)

여기서 중요한 것은 단순히 재질 이름이 같다고 적합한 것이 아니라는 점입니다.

 

재질의 적용 범위와 인증 요구사항이 구매설명서와 일치하는지 확인해야 합니다.

 

5.3 Connection 및 Nozzle 검토

장비의 연결부 역시 Vendor Data Review의 중요한 검토 대상입니다.

 

예를 들어 열교환기의 Cooling Water Inlet Nozzle이 2inch로 설계되었는데, 기존 Utility Piping이 3inch라면 어떻게 해야 할까요?

 

단순히 Reducer를 설치하면 해결될 수 있지만, 실제로는 다음 사항을 확인해야 합니다.

 

• 연결 배관의 크기 및 Schedule
• Flange Rating 및 Facing
• Nozzle Orientation
• 장비와 배관의 연결 높이
• 배관 설치 및 유지보수 공간
• 장비 Nozzle에 작용하는 배관 하중

특히 Nozzle Orientation은 P&ID만으로 확인할 수 없습니다.

 

P&ID는 공정 연결관계와 계장 기능을 나타내는 도면이기 때문에 실제 장비의 노즐 방향과 설치 위치는 Vendor의 General Arrangement Drawing 및 Nozzle Orientation Drawing을 통해 확인해야 합니다.

 

Vendor가 제출한 장비의 노즐 방향이 배관 설계와 맞지 않으면, 장비 제작이 완료된 이후 배관 수정이나 장비 변경이 발생할 수 있습니다.

 

따라서 Vendor Data Review는 장비 자체의 적합성뿐 아니라 배관 및 설치설계와의 연결성을 확인하는 과정이기도 합니다.

 

 

6. Vendor Data Review에서 발견한 문제는 어떻게 처리할까요?

 

Vendor Data Review를 진행하다 보면 모든 항목이 완벽하게 일치하는 경우보다 일부 차이점이나 추가 확인사항이 발견되는 경우가 많습니다.

 

이때 중요한 것은 검토 의견을 명확하게 기록하는 것입니다.

 

일반적으로 다음과 같은 방식으로 처리할 수 있습니다.

 

Review Status	의미
Approved	검토 결과 적합
Approved as Noted	검토 의견을 반영하는 조건으로 적합
Revise and Resubmit	수정 후 재제출 필요
Rejected	요구사항을 만족하지 못하여 승인 불가
For Information	정보 확인 목적

 

위의 상태는 프로젝트에서 사용하는 문서관리 절차에 따라 달라질 수 있습니다. 모든 프로젝트에서 동일한 용어와 승인체계를 사용하는 것은 아닙니다.

 

예를 들어 다음과 같은 검토 의견을 작성할 수 있습니다.

 

6.1 Vendor Comment Example

Document: Thermal Calculation

 

Review Comment:

 

The cooling water flow rate specified in the vendor's thermal calculation is higher than the project design requirement.

Please confirm the required cooling water flow rate and the corresponding pressure drop under the specified operating conditions.

 

The vendor shall verify that the proposed heat exchanger is suitable for the existing cooling water supply system.

 

해석:

 

Vendor의 Thermal Calculation에 기재된 냉각수 유량이 프로젝트 설계 요구사항보다 높습니다.

 

지정된 운전조건에서 필요한 냉각수 유량과 해당 유량에서의 압력강하를 확인해 주십시오.

 

또한 제안된 열교환기가 기존 냉각수 공급시스템에 적합한지 검증해 주십시오.

 

이처럼 검토 의견에는 단순히 "확인 바랍니다"라고 작성하는 것보다 어떤 조건이 다른지, 무엇을 확인해야 하는지, 어떤 결과를 제출해야 하는지를 명확하게 작성하는 것이 좋습니다.

 

6.2 Comment Register 관리

Vendor가 제출한 문서에 여러 개의 검토 의견이 있다면 Comment Register를 작성하여 관리할 수 있습니다.

 

No.	Review Comment	Vendor Response	Status
1	냉각수 유량 재확인	계산서 수정	Open
2	Nozzle Orientation 변경	도면 수정	Closed
3	재질 인증서 제출	인증서 제출 예정	Open

 

이러한 기록은 Vendor와 구매자 사이의 기술적 합의를 명확하게 남기는 역할을 합니다.

 

특히 Vendor가 제출한 수정자료에서 기존 Comment가 적절하게 반영되었는지 확인하는 것이 중요합니다.

 

검토 의견이 해결되지 않은 상태에서 장비 제작이 진행된다면, 이후 설계변경이나 재작업으로 이어질 수 있기 때문입니다.

 

 

7. Vendor Data Review는 Process Engineer 혼자 진행하는 업무가 아니다

 

Vendor Data Review는 여러 엔지니어링 분야가 함께 수행하는 업무입니다.

 

장비의 종류와 프로젝트 조직에 따라 담당자는 달라질 수 있지만, 일반적으로 다음과 같이 검토 역할을 분담할 수 있습니다.

 

Discipline	주요 검토 항목
Process	유량, 압력, 온도, 열량, 성능
Mechanical	기계적 설계, 재질, MAWP, 검사
Piping	Nozzle 위치, 배관 연결, Flange
Instrument	계장 사양, 측정범위, 제어
Electrical	Motor Rating, 전원, 전기적 사양
Civil/Structural	장비 중량, 기초, 지지구조물

 

예를 들어 Vendor가 제출한 Pump Datasheet에서 Motor Rating이 변경되었다면 Electrical Engineer가 전기적 적합성을 검토해야 합니다.

 

또한 열교환기의 Nozzle Orientation이 변경되었다면 Piping Engineer가 배관 연결과 설치 가능성을 확인해야 합니다.

 

이러한 검토를 통해 Vendor가 제안한 장비가 각 분야의 설계조건과 일치하는지 확인할 수 있습니다.

 

 

8. Vendor Data Review의 최종 목적

 

Vendor Data Review의 최종 목적은 Vendor가 제출한 자료를 승인하는 것 자체가 아닙니다.

 

실제 플랜트에서 요구되는 성능을 확보하고, 설계변경과 재작업을 최소화하며, 장비가 설치된 이후에도 안정적으로 운전될 수 있도록 하는 것이 목적입니다.

 

Vendor의 설계가 적합하지 않다면 구매자는 수정이나 추가 검토를 요청해야 합니다.

 

반대로 Vendor의 제안이 구매설명서와 다르더라도 기술적으로 더 합리적인 대안이라면, 프로젝트의 승인절차를 거쳐 설계변경을 검토할 수도 있습니다.

 

중요한 것은 Vendor의 제안을 무조건 수용하거나 거부하는 것이 아니라, 그 차이가 실제 플랜트에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 것입니다.

 

 

 

장비를 구매하는 것과 장비를 검증하는 것은 다르다

 

Beer to Zero Project에서 장비를 구매한다는 것은 단순히 Vendor에게 발주서를 보내는 것으로 끝나지 않습니다.

 

Vendor는 구매자의 요구사항을 바탕으로 장비를 설계하고, 구매자는 그 결과가 실제 설계조건을 만족하는지 확인해야 합니다.

 

열교환기의 열량이 충분하더라도 냉각수 공급량이 부족할 수 있고, 장비의 설계압력이 적합하더라도 기존 배관과 연결되지 않을 수 있습니다.

 

이처럼 장비의 성능은 개별 장비의 Datasheet만으로 완전히 판단할 수 없습니다.

 

좋은 Vendor Data Review는 장비 하나의 성능을 검증하는 동시에, 그 장비가 전체 플랜트의 일부로서 제대로 작동할 수 있는지 확인하는 과정입니다.

 

다음 Part에서는 Vendor가 제출한 자료가 승인되고 장비 제작이 진행되는 과정에서, 실제 제작품이 승인된 설계와 일치하는지 확인하는 Inspection & Testing 단계로 이어가겠습니다.

 

 

Beer to Zero Project 연재 순서

 

PART 6. Procurement — 설계한 장비를 실제로 주문하다

 

• Part 57. 설계한 장비를 구매할 준비를 하다 - Procurement Strategy
• Part 58. Vendor에게 무엇을 요구할 것인가 - Equipment Specification
• Part 59. Vendor 견적을 받다 - RFQ
• Part 60. 어떤 Vendor를 선택할 것인가 - Technical Bid Evaluation
• Part 61. 가격만 보고 장비를 고르면 안 되는 이유 - Technical & Commercial Evaluation
• Part 62. 드디어 장비를 주문하다 - Purchase Order
• Part 63. Vendor가 보내온 도면을 검토하다 - Vendor Drawing Review
• Part 64. Vendor의 장비가 설계조건을 만족하는가 - Vendor Data Review
• Part 65. 공장에서 장비를 직접 검사하다 - FAT