지역난방관 지열 온도측정과 지하수위 변화 측정

지역난방관 지열 온도측정과 지하수위 변화 측정

영신컨설턴트 (02) 529 8803 2018년 12월

 

지열난방관의 파열조사를 열화상 측정 후 상세 온도 측정과 근본원인인 씽크홀 분석을 위한 지하수위 변화 측정

 

지역난방

지역난방이란 전기와 열을 동시에 생산하는 열병합발전소, 쓰레기 소각장 등의 열생산 시설에서 만들어진 120℃이상의 중온수를 도로 하천 등에 묻힌 이중보온관을 통해 아파트나 빌딩 등의 기계실로 공급하고 일괄적으로 온수와 급탕을 공급하여 난방을 할 수 있도록 하는 난방방식이다.

중온수란 100℃이상으로 가열된 물을 말한다. 보통 물은 1기압일 때 100℃에서 끓지만 기압이 높아지면 100℃이상이 되어야 끓는데 이렇게 높은 압력에서 100℃ 이상의 온도를 유지하는 물을 중온수라 한다. 이 중온수는 매우 온도가 높기 때문에 바로 세대로 공급되지 않고 일단 아파트 단지 혹은 건물 내에 설치된 중간기계실에 공급된다. 공급된 중온수는기계실에 설치된 열교환기를 통하여 건물 내의 물로 열을 전달해 주고 그렇게 데워진 온수가 각 세대로 연결된 배관을 통하여 난방수 및 급탕수로 최종 공급된다.

 

 

지역난방의 원리

지역난방관 파열 현황

경기도 안산에서 2018년 12월 12일 오후 8시 35분께에는 상수도관이 터진 곳에서 가까운 도로 밑에 매설된 온수관이 파열돼 1137가구에 온수와 난방 공급이 끊겼다.

 

분당 온수관 파열

열수관 사고는 올 들어서만 여섯 번째다. 한국지역난방공사 열수관 사고가 4건, 다른 에너지 기업이 관리하는 열수관 사고가 2건이었다.

피해는 열수관 연식이 오래된 1기 신도시에 집중되고 있다. 성남시 분당은 올해 두 번 열수관이 파열됐다. 지난 2월엔 서현동 AK플라자백화점 인근 도로에 매설된 열수관이 터져 백화점 난방이 일시적으로 끊겼고, 3월엔 분당 이매동 방아다리 사거리 부근에서 도로 아래 열수관이 파손돼 인근 2492가구의 난방이 중단됐다.

  

고양시와 한국지역난방공사 고양지사에 따르면 2018년 12월 4일 오후 8시 41분께 일산동구 백석동 지하철 3호선 백석역 인근 한국지역난방공사 고양지사가 관리하는 850㎜ 열 수송관이 터졌다.

열수관 파열 원인은 지하수위 저하에 의한 지반침하

2018년 12월 4일 열수(熱水)관 파열 사고가 발생한 경기 고양시 백석역 인근에서는 지난해 3차례 지반 침하와 도로 균열이 일어났다. 정부가 통신망· 열수관· 가스망 등 노후화된 지하 시설물 전반에 대한 안전 점검에 나서야 한다는 지적이 나온다.

지반 침하는 작년 2월 백석역에서 300m 떨어진 일산 요진와이시티 인근 도로에서 발생했다. 고층 업무 시설을 짓기 위해 20m 깊이의 터파기 공사를 벌이던 중 인접 도로가 내려앉은 것이다. 8일 후에는 고양종합터미널 인근 왕복 6차선 도로의 2·3차로 구간 100m가 주저앉았다.

이 일대는 신도시 개발 전 농경지였고, 한강과 가까워 지하수의 흐름이 많은 것으로 알려졌다. 일부 전문가들은 지반 침하가 이번 백석역 열수관 파열에 영향을 미쳤을 가능성을 제기한다.

기반시설 노후화가 잦은 지반 침하 사고의 한 원인으로 지목되고 있어서다. 경기도가 지난해 2014∼2016년 발생한 도로 지반 침하 240건의 원인을 조사한 결과 4건 중 3건이 낡은 상·하수도관이 원인인 것으로 분석됐다.

실제 이번에 사고가 난 고양시 백석동 지역에서는 최근 크고 작은 지반 침하 사고가 잇따랐다. 지난해 2월 6일에는 이번 사고현장에서 수백m 떨어진 백석동 중앙로 도로에 땅 꺼짐 현상이 발생해 편도 5개 차로 중 3개 차로가 통제됐다. 당시 땅 꺼짐 현상은 2개 차로에 길이 30m·폭 5∼10㎝, 인도에서는 길이 3m·폭 10㎝ 규모로 발생했다

조사방법

열수관을 관리하는 한국지역난방공사는 주기적으로 육안으로 지반 침하 여부를 확인하고, 연 2회 열화상 카메라로 누수 여부를 검사한다. 전문가들은 "관이 오래되면 내부의 철 성분이 녹아 2~3㎝의 쇠 찌꺼기가 쌓이기 때문에 5~7년 단위로 미세 로봇을 투입해 불순물을 긁어내야 한다"며 "현재는 비용 부담이 커 도입하지 못하고 있다"고 했다.

한국지역난방공사는 지난 9월 감사원 감사에서 엉성한 열수관 위험 등급 산정 기준을 개선하라는 통보 조치를 받기도 했다. 일반적으로 열수관이 묻힌 곳과 없는 곳의 지열(地熱) 차가 클 경우 위험한 관으로 볼 수 있는데, 조사와 관리가 뒤죽박죽이었던 것이다. 감사원이 한국지역난방공사 A지사가 관할하는 열수관 147개를 확인한 결과 지열 차가 5도 이상인 위험관은 29개였으나 이 중 1곳만 위험관으로 분류하고 있었다. 반면 지열 차가 74.9도나 되는 열수관은 위험하지 않은 '등급 외'로 분류해 방치했다. 또 열수관의 위험도를 계산할 때 적용하는 변수는 계절에 따라 달라야 하는데 아무 기준 없이 일률적으로 적용해 등급의 정확도를 떨어뜨렸다는 지적도 받았다.

한국지역난방공사 관리

 

관리방법

육안으로 지반 침하 여부를 확인하고, 연 2회 열화상 카메라로 누수 여부를 검사

열수관 위험 등급 산정 기준

열수관이 묻힌 곳과 없는 곳의 지열(地熱) 차가 클 경우 위험한 관

감사원이 한국지역난방공사 A지사가 관할하는 열수관 147개를 확인한 결과 지열 차가 5도 이상인 위험관은 29개였으나 이 중 1곳만 위험관으로 분류하고 있었다. 열수관의 위험도를 계산할 때 적용하는 변수는 계절에 따라 달라야 하는데 아무 기준 없이 일률적으로 적용해 등급의 정확도를 떨어뜨렸다는 지적도 받았다.

 

온수관 주변 지열과 기온 측정하여 시간별 분석

 

 

TEMP Data Logger

 

크기 Size: 133 x 102 x 57 mm • Weight: 766 g

온도 측정범위 Temperature Range: -20 to 65°C

operating; -40 to 85°C storage

 

빠테리 내장 Contains 1 installed Li-Ion battery or .64 grams ELC

Internal Battery (28 day duration)

 

측정간격 임의 조정 Sampling frequency: user programmable,

defaulted to once every 15 minutes

 

Water resistant

 

현장저장장치 (temp)

온수관 주변 지열과 기온 측정하여 시간별 측정 예

 

지하안전영향평가

지하안전영향평가는 일정규모 이상의 지하굴착공사시 지반 굴착으로 인하여 주위지반 및 인접구조물의 안정성에 미치는 영향을 사전에 평가함으로서 공사로 인하여 지하안전에 미치는 영향을 미리 조사·예측·평가하여 지반침하를 예방하거나 감소시킬 수 있는 방안을 마련하는 것을 말합니다.

 

지하안전영향평가특별법

2016년 01월17일 법안 공포(법률 제13749호)

2018년 01월01일 “지하안전관리에 관한 특별법”시행

온수관 파열의 근본 원인인 씽크홀 분석을 위한 지하수위 변화 측정

 

battery가 내장된 측정센서가 측정위치에 2000개 자동 저장되어 인력에 의한 반복측정 횟수를 감소하여 인건비를 절약 할 수 있고 케이블의 길이에 대한 감소가 없다. 저장된 데이터는 USB 케이블과 현장 컴퓨터로 받아 exel로 볼 수 있다.

battery 수명 : 측정 수 100,000 측정 간격 설정 최소시간 1/분 최대 1/일

직경: 33.6mm,  

측정범위: 0 ~ 400 kPa ( 0 ~ 40 m수위)

온도: -20 ~ +100 

filter : sintered bronze

길이 : 1.25m