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이 글의 목적은 P&ID에서 자주 등장하는 펌프, 탱크, 열교환기, 압축기의 기호와 태그를 정확히 해석하고 설계·운전·보전 실무에 즉시 활용할 수 있도록 체계적인 기준과 체크리스트를 제공하는 것이다.
1. P&ID에서 장비 기호를 해석하는 기본 원칙
P&ID(Process & Instrumentation Diagram)는 공정 장비, 배관, 계장 루프의 상호작용을 약속된 기호로 표현하는 도면이다. 장비 기호는 실물 형상과 1:1 대응이 아니라 기능과 연결관계를 간결하게 표현하는 상징 체계라는 점을 먼저 인지해야 한다. 동일한 장비라도 제조사나 형식에 따라 상세 구조는 다르지만, P&ID 기호는 핵심 기능과 프로세스 인터페이스를 표준화하여 표시한다.
실무 해석의 출발점은 장비 태그다. 장비 태그는 일반적으로 설비 종류를 의미하는 영문 코드와 번호로 구성되며, 플랜트·유닛·시스템 구분을 위한 접두어가 붙을 수 있다. 예: P-1101A는 펌프 계열 1101의 A호기를 의미한다. 복수 운전 시 A/B 스탠바이를 대문자 서픽스로 구분한다. P&ID에서는 장비와 직접 연결되는 입·출구 라인 번호, 계장 태그, 운전 조건 메모 등을 통해 운전 철학을 읽어낼 수 있어야 한다.
2. 펌프(Pump) 기호와 태그 해석
펌프는 유체에 기계적 에너지를 부여하여 압력과 유량을 높이는 장비이다. P&ID에서는 펌프의 형식, 흡입·토출 방향, 시일 및 보조계통, 보호계장 등을 중점적으로 본다.
| 항목 | 표기·기호 해석 | 실무 포인트 |
|---|---|---|
| 기본 기호 | 원형 또는 타원형 케이스에 구동축 표시가 없는 단순 기호로 표현하며, 내부 임펠러는 생략하는 경우가 많다. | P나 PU 코드로 태그한다. 예: PU-1101A이다. |
| 형식 구분 | 원심펌프는 단순 원형, 나사·기어 등 용적식은 기어톱니 또는 로터 실루엣을 간략히 덧그린 변형 기호를 쓴다. | 점도·유량 변동이 크면 용적식을 검토한다. |
| 흡입/토출 | 흡입은 저압측에서 들어오는 라인, 토출은 고압측으로 나가는 라인으로 화살표로 표현한다. | NPSH 여유를 메모 또는 노트로 병기하는 경우가 있다. |
| 메커니컬 시일 | 시일 플러시/배리어 라인을 점선으로 표시하고 SEAL POT 기호를 보조장치로 연결한다. | API PLAN 11/21/23/31/53A 등 플랜 번호를 노트로 명기한다. |
| 모터·커플링 | 전동기(M) 기호와 직결선을 그리거나 스키드 경계로 묶는다. | 비상정지(E-STOP) 인터록 신호가 모터 MCC로 이어지는지 확인한다. |
| 보호 계장 | 저흡입압(PSL), 무유량(FSL), 과진동(VSAL) 등 트립 신호 루프를 점선으로 연결한다. | 리사이클 라인과 최소유량 컨트롤밸브(MCV)를 확인한다. |
2.1 펌프 태그와 데이터 해석 예시
P-1101A SERVICE: FEED TRANSFER DRIVER: M-1101A 55 kW MIN FLOW: 6 m3/h BYPASS: MCV-1101 SEAL: API PLAN 53A SEAL POT: SP-1101 TRIPS: PSL-1101, FSL-1101
위 예시에서 최소유량을 유지하기 위한 리사이클 밸브 MCV-1101이 표시되어 있으며, PSL·FSL 트립이 모터를 정지시키는 인터록 루프와 연결되어 있어야 한다.
2.2 펌프 해석 체크리스트
- 흡입 스트레이너/여과기 존재와 차압계(PI/PD) 표기를 확인한다.
- 캐비테이션 방지를 위한 NPSH 여유, 흡입 라인의 고저차, 온도 조건 메모를 확인한다.
- 동일 DUTY 펌프의 A/B 스탠바이 로직과 자동 전환 인터록을 확인한다.
- 유체 특성상 밸브 폐쇄 시 과열 위험이 있으면 열방출 라인을 표기한다.
3. 탱크(Tank·Vessel) 기호와 레벨 계장 해석
탱크는 저장, 드럼은 분리·체류, 베슬은 반응·유지 등 기능을 수행한다. P&ID에서 용기 형상(수평/수직), 내부 부속품, 호흡·보호장치, 배수·세정 라인, 레벨 측정 루프를 확인한다.
| 항목 | 표기·기호 해석 | 실무 포인트 |
|---|---|---|
| 기본 기호 | 직사각형 또는 원통형 윤곽으로 표현하며, 지붕 형태는 생략하거나 원추형/지붕선으로 단순화한다. | T, TK, V 등의 코드로 태그한다. 예: TK-2101이다. |
| 호흡밸브 | 탱크 상부에 VENT/PRV를 소형 밸브 기호로 표시하고 대기로 연결한다. | 저압 대형 탱크는 PVRV와 화염방지기(FLAME ARRESTOR)를 함께 표기한다. |
| 레벨 계장 | 현장지시(LI), 송신기(LT), 컨트롤러(LC), 알람(LAH/LAL) 등으로 루프를 표시한다. | 하단 배출 밸브와 LC 연동 여부를 확인한다. |
| 드레인·샘플 | 바닥 드레인 라인과 샘플 밸브(SV)를 별도 표기한다. | 배관 재질과 이중 차단·블리드(DBB) 적용 여부를 본다. |
| 내부부속 | 디퓨저·웨어·코알레서 등은 점선으로 내부에 간략 표기한다. | 분리드럼은 미스트엘리미네이터 표기를 확인한다. |
3.1 탱크 레벨 제어 루프 예시
LT-2101 → LIC-2101 → LV-2101 LAH-2101 고레벨 알람 LAL-2101 저레벨 알람 출구 펌프 P-2102A/B 저레벨 인터록으로 정지
레벨 제어 밸브 LV-2101은 일반적으로 출구라인에 설치하며, 과충만 방지를 위해 고레벨 알람과 독립된 허드맨 홀수 밸브가 필요할 수 있다.
4. 열교환기(Heat Exchanger) 기호와 열원 인터페이스
열교환기는 두 유체 사이의 열을 전달한다. P&ID에서는 쉘·튜브 타입 구분, 열원(스팀/냉수/오일), 바이패스·혼합 라인, 온도 제어 루프를 중점 확인한다.
| 형식 | 기호 특징 | 실무 포인트 |
|---|---|---|
| SHELL & TUBE | 큰 사각/원 케이스와 내부 튜브 번들을 평행선으로 단순화한다. | 튜브측/쉘측 유체를 라인번호와 화살표로 명확히 구분한다. |
| PLATE | 얇은 판 다중 적층을 짧은 평행선 묶음으로 표시한다. | 세정·백플러싱 라인과 격리 밸브를 표시한다. |
| AIR COOLER | 핀팬을 팬 임펠러 기호와 코일로 표현한다. | 팬 속도 제어, 루버 개도, 바이패스 덕트를 확인한다. |
4.1 온도 제어 루프 패턴
TT-3101 → TIC-3101 → TV-3101 (스팀 조절 밸브) 바이패스 라인: XV-3101 MANUAL BYPASS 콘덴세이트 회수: LV-3102로 트랩/리시버 제어
온도 제어는 가열측(스팀·열유) 밸브 조절 또는 공정유체 바이패스 혼합으로 구현한다. 스팀 사용 시 콘덴세이트 트랩과 리시버, 벤트·드레인 표기가 포함되어야 한다. 에어쿨러는 팬 속도 제어 또는 댐퍼 제어 루프를 별도로 표현한다.
5. 압축기(Compressor) 기호와 보호 시스템
압축기는 기체의 압력을 높이는 장비이다. 원심식, 왕복동식, 스크류식 등을 구분하며, P&ID에서는 흡입 필터·냉각기·윤활유 시스템, 안티서지 루프, 고·저압 보호를 확인한다.
| 항목 | 표기·기호 해석 | 실무 포인트 |
|---|---|---|
| 기본 기호 | 원형 하우징에 다단 원심 날개를 암시하는 호선 또는 왕복동 실린더 실루엣을 단순화하여 그린다. | C, COMP 코드로 태그한다. 예: C-4101이다. |
| 흡입계통 | 흡입 필터/사이클론, 흡입 가드밸브(SDV)를 연속으로 표시한다. | 저압 알람·트립(PSL/PSLL)과 연동을 확인한다. |
| 방출계통 | 방출 냉각기(AC/IC), 체크밸브(CV), 방출 SDV를 연속으로 표시한다. | 과압 보호를 위한 PSV 위치를 확인한다. |
| 안티서지 | 토출에서 흡입으로 리사이클 라인과 고응답 컨트롤밸브(ASV) 기호를 표시한다. | 서지컨트롤러(ASC) 루프: FT/PT/TT 입력을 병기한다. |
| 윤활유·실가스 | LO PUMP, COOLER, FILTER, ACCUM 기호를 패키지 내부에 묶어 표시한다. | 압력·온도 인터록과 바이패스를 확인한다. |
5.1 안티서지 루프 예시
PT-4101, TT-4101, FT-4101 → ASC-4101 → ASV-4101 ASV-4101은 고속 구동이 가능한 컨트롤밸브로 표기 서지 보호 트립: PSHH-4102, dP/dt 로직 병기 가능
안티서지는 압축기의 안정운전에 핵심이다. P&ID에는 센서 위치, 리사이클 라인 구경, 우회 바이패스 밸브의 FAIL 포지션이 표시되어야 한다. FAIL OPEN 설정이면 공압 상실 시 자동 개방으로 압축기를 보호한다.
6. 장비 공통 보조기기와 인터록 표현
크기가 큰 회전기계는 가드밸브(SDV), 블록밸브(BV), 체크밸브(CV), 배출/배기 라인, 배수(드레인) 등의 조합으로 격리와 시운전·보전을 고려한다. 인터록은 점선 또는 신호선으로 컨트롤 시스템과 장비 사이를 연결한다.
- SDV는 긴급 차단 밸브로 ESD 시스템과 연결하며, 태그는 SDV-XXXX로 표기한다.
- PSV는 과압 보호 장치로 배출 위치와 폐수·플레어 연결을 명확히 그린다.
- RTD/THERMOCOUPLE은 베어링·권선 온도 감시용으로 표기하며, 트립 또는 알람을 명기한다.
- 진동 모니터링(VM)은 베어링 하우징에 센서 아이콘으로 표시한다.
7. 장비별 표준 태그 코드 요약
| 장비 | 대표 코드 | 예시 태그 | 설명 |
|---|---|---|---|
| 펌프 | P, PU | P-1101A | 원심펌프, A호기 스탠바이이다. |
| 탱크/드럼 | T, TK, V, D | TK-2101 | 저장탱크 또는 분리드럼이다. |
| 열교환기 | E, HX, AC | E-3101 | 쉘&튜브 또는 공랭식 열교환기이다. |
| 압축기 | C, COMP | C-4101 | 원심 또는 스크류 압축기이다. |
| 시일포트 | SP | SP-1101 | 펌프 시일 배리어 유체용 용기이다. |
8. 운전·보전 체크리스트: 심볼로 읽는 위험요소
- 펌프: 최소유량 바이패스, 드라이런 방지, 시일 유체 압력·온도 감시 루프 존재를 확인한다.
- 탱크: 호흡밸브 용량, 고레벨 차단 인터록, 유증기 처리 라인의 종착지를 확인한다.
- 열교환기: 스팀 사용 시 콘덴세이트 트랩과 벤트·드레인의 격리 밸브를 확인한다.
- 압축기: 서지 루프의 센서 입력과 밸브 FAIL 포지션, PSV 설정을 확인한다.
- 공통: SDV의 ESD 연동, 전원 상실 시 안전 정지 철학을 태그 노트로 확인한다.
9. 라인·계장과의 인터페이스 읽기
장비 해석은 라인과 계장 루프를 함께 보아야 정확하다. 라인 번호는 배관 재질, 공정 유체, 설계압력/온도 등 스펙시트를 추적할 수 있는 키이다. 컨트롤 루프는 PI&D 표준 기호에 따라 송신기(원), 컨트롤러(사각), 최종요소(밸브)로 연결된다. 밸브의 FAIL 포지션(FO/FC/FL)은 계장 기호 옆 문자로 표시한다.
10. 사례로 보는 P&ID 장비 해석
10.1 이송 펌프 + 저장탱크
TK-2101 → P-2102A/B → HX-3101 → TK-2102 LT/LIC-2101이 LV-2101을 제어하여 출구 유량을 간접 조절 P-2102A/B는 FSL-2102, PSL-2102 인터록으로 보호
레벨 제어가 출구 펌프 흡입 안정성을 보장하며, 저레벨 인터록은 드라이런을 방지한다. 펌프 바이패스 MCV는 최소유량을 유지하여 과열을 억제한다.
10.2 공정 가열 열교환기 + 스팀
FEED → E-3101(Tube) → PRODUCT STEAM → TV-3101 → E-3101(Shell) → CONDENSATE → TRAP → RETURN TIC-3101이 TV-3101을 조절, PSV-3101은 쉘 과압 보호
스팀 밸브는 일반적으로 FAIL CLOSED로 설정하여 상실 시 과열을 차단한다. 콘덴세이트는 트랩 배출 후 회수 라인으로 연결된다.
10.3 압축기 + 안티서지 + 애프터쿨러
FILTER → SDV-4101 → C-4101 → AC-4101 → SDV-4102 → USER ASV-4101: DISCHARGE → SUCTION 리사이클 ASC-4101이 PT/TT/FT 입력을 계산하여 ASV-4101 고속 제어
토출 체크밸브는 역류를 방지한다. PSV는 토출측 과압 시 플레어 또는 안전한 배출 지점으로 연결한다. 정지 시 시퀀스는 SDV 닫힘, ASV 열림, 모터 정지의 순서를 따른다.
11. 설계노트와 문서 연계
P&ID 장비 기호 옆 노트에는 설계압력·온도, 유체 식별, 재질, 특수 코팅, 시일·윤활유 사양, 인터록 요약 등이 들어간다. 해당 노트는 데이터시트, 라인 리스트, 계장 루프도와 상호 검증되어야 한다. 변경관리(MOC) 시 P&ID 최신판의 리비전 클라우드와 변경 요약을 확인한다.
12. 빠른 참고: 장비별 심볼·태그·계장 매핑 표
| 장비 | 주요 기호 요소 | 필수 태그/루프 | 보호 장치 | 운전 메모 |
|---|---|---|---|---|
| 펌프 | 원형 하우징, 흡입/토출 화살표, 시일포트 | LT/FT 연동, MCV 최소유량 | PSL/FSL, PSV(필요시), SDV | NPSH 여유, 스탠바이 전환 로직 |
| 탱크 | 원통/사각 용기, VENT/PRV | LT/LIC, LAH/LAL, LV | PVRV, 플레어/대기 배출 | 호흡용량, 가스처리 경로 |
| 열교환기 | S&T/플레이트/에어쿨러 | TT/TIC, TV 또는 바이패스 | PSV, 트랩, 벤트/드레인 | 유체 배치, 청소·격리 밸브 |
| 압축기 | 다단 원심 또는 스크류 | ASC, ASV, FT/PT/TT | PSHH 트립, SDV, PSV | 서지 한계, LO 시스템 |
13. 도면 검토 절차 요약
- 장비 태그와 서비스명을 확인한다.
- 입출구 라인 번호와 유체 흐름 방향을 추적한다.
- 계장 루프와 인터록 신호 경로를 복기한다.
- 보호장치(PSV/SDV/알람)와 FAIL 포지션을 점검한다.
- 세정·배수·배기·격리 밸브 구성을 확인한다.
- 운전 철학 노트와 데이터시트를 대조한다.
FAQ
펌프 최소유량 바이패스는 항상 필요한가?
원심펌프는 무유량 근접 시 과열과 캐비테이션 위험이 커지므로 최소유량 확보가 일반 원칙이다. 공정 조건상 유량이 충분히 보장되는 경우를 제외하고 바이패스 또는 리사이클 라인을 설계하는 것이 안전하다.
탱크 고레벨 알람과 차단 중 무엇이 우선인가?
저장탱크 과충만이 환경·안전 리스크를 유발하는 경우 고레벨 알람과 더불어 차단 인터록을 적용한다. 비상 배출 경로가 확보된 경우에도 사람·환경 보호를 우선으로 차단을 구성한다.
열교환기 온도 제어는 가열측 제어가 항상 유리한가?
스팀·열유 등 에너지 캐리어를 제어하는 방식이 응답성과 안정성 측면에서 유리한 경우가 많다. 다만 제품 품질을 위해 공정유체 바이패스 혼합이 필요한 공정도 있어 목적에 따라 선택한다.
압축기 안티서지 밸브의 FAIL 포지션은 어떻게 정하나?
서지 방지가 최우선이면 FAIL OPEN을 적용한다. 공압 상실이나 신호 장애 시 밸브가 자동 개방되어 순환 유량을 확보하도록 설계한다.
장비 기호가 실제 설치 방향과 다르면 문제가 되나?
P&ID 기호는 기능 중심 표현이므로 실제 배치와 일치할 필요는 없다. 설치 방향·치수는 배치도(P&ID와 별개)와 아이소메트릭·GA 도면에서 확인한다.