LNG선 정복하기 14편: LD·HD Compressor는 왜 필요할까?

LNG선을 처음 공부할 때 Compressor는 그냥 가스를 밀어 보내는 큰 선풍기처럼 외웠다. 설명 자체는 이해하기 쉬웠지만, 실제 CCR에서 탱크압과 BOG 흐름을 같이 보기 시작하니 그 비유만으로는 부족했다.

Compressor가 돌아간다고 탱크압이 무조건 내려가는 것도 아니고, 정지했다고 바로 문제가 생기는 것도 아니다. 자연 BOG 발생량, 엔진이나 보일러의 가스 수요, 재액화설비 운전 여부, GCU 사용 가능성, 터미널 Vapour Return 조건이 같이 맞아야 전체 흐름이 보였다.

처음에는 LD와 HD를 저압·고압 장비로 받아들였는데, 이것도 정확하지 않았다. 일반적으로 LD는 Low Duty, HD는 High Duty를 뜻하며 압력의 높고 낮음보다 맡은 작업량과 운전 목적에 가까운 구분이다. 다만 실제 명칭과 역할은 추진방식, FGSS, 재액화설비, 조선소와 장비 설계에 따라 달라질 수 있다.

내 기준에서는 LD와 HD를 “압력이 낮은 장비, 압력이 높은 장비”로 외우는 것보다, 지금 이 Compressor가 어떤 Vapour 흐름을 만들고 있는지로 보는 편이 훨씬 이해가 쉬웠다. 항해 중 BOG 처리인지, 로딩 중 Vapour Return인지, 연료가스 공급인지, 재액화 계통으로 보내는 흐름인지가 먼저다.

주의: 이 글은 특정 선박의 운전절차나 장비 조작 순서를 다루지 않는다. 실제 운전과 비상조치는 본선 승인 절차, 회사 SMS, 선박별 매뉴얼과 터미널 지침을 우선한다.

Compressor의 역할

LNG 화물탱크는 단열되어 있어도 외부 열 유입을 완전히 막을 수 없다. 들어온 열은 LNG 일부를 기화시키고, 이렇게 생긴 BOG는 탱크압에 영향을 준다.

Compressor는 이 가스를 필요한 압력과 유량으로 다음 계통에 보내는 역할을 한다. 가스가 실제로 어디로 가는지는 밸브 라인업, 제어 로직, 후단 설비 상태가 결정하고, Compressor는 그 흐름이 만들어지도록 압력을 높이는 쪽에 가깝다.

이 구분이 처음에는 애매했다. Compressor가 가스의 목적지를 직접 정하는 장비처럼 느껴졌기 때문이다. 실제로는 탱크에서 나온 가스를 압축하고 이동시키는 장비이며, 연료가스 계통·재액화설비·GCU·육상 Vapour Return 중 어느 경로를 사용할지는 선박 상태와 운전계획에 따라 달라진다.

그래서 탱크압이 오를 때는 Compressor 운전 여부만 보면 부족하다. BOG가 얼마나 생기고 있는지, 후단 설비가 실제로 가스를 받고 있는지, 엔진 가스 소비가 줄었는지, 재액화설비가 처리 가능한 상태인지까지 같이 봐야 한다.

예를 들어 Compressor가 Running 상태라도 후단에서 가스를 받아줄 수 없으면 실제 처리 흐름은 제한될 수 있다. 반대로 Compressor가 멈춰 있어도 탱크압이 안정적이고 후단 가스 수요가 적은 상황이라면 당장 문제가 아닐 수 있다. 결국 장비 상태와 화물 상태를 같이 읽어야 했다.

LD와 HD의 차이

LD는 Low Duty Compressor, HD는 High Duty Compressor로 부르는 경우가 많다. 여기서 Duty는 압력 등급 하나만 뜻하기보다 장비가 맡는 작업량과 사용 상황을 함께 보는 표현에 가깝다.

전통적인 LNG선 Cargo System에서는 LD Compressor가 항해 중 비교적 연속적인 BOG 처리와 연료가스 공급에 쓰이고, HD Compressor는 로딩 중 대량의 Vapour Return이나 가스작업처럼 더 큰 유량이 필요한 상황에 쓰이는 구성이 흔하다.

다만 이 설명을 모든 LNG선에 그대로 적용하면 안 된다. 증기터빈선, DFDE·TFDE, ME-GI, ME-GA처럼 추진방식이 다르면 필요한 연료가스 압력과 공급계통도 달라진다. 재액화설비가 있는지, 고압 BOG Compressor나 Pump Vaporizer 계통을 쓰는지에 따라서도 장비 역할이 달라진다.

특히 HD Compressor를 High Pressure Fuel Gas Compressor와 같은 장비로 보면 헷갈릴 수 있다. HD Compressor는 Cargo Vapour Return이나 Gas-up 같은 큰 유량의 화물 가스 작업과 연결되는 경우가 많고, ME-GI 같은 고압 추진계통의 Fuel Gas Compressor는 별도 목적의 고압 연료가스 공급장치로 봐야 한다.

내 기준에서는 LD와 HD를 장비 크기로 외우는 것보다, 지금 이 Compressor가 어떤 목적의 가스 흐름을 만들고 있는지를 보는 편이 훨씬 이해가 쉬웠다.

항해 중이라면 자연 BOG와 연료가스 수요의 균형을 보게 되고, 로딩 중이라면 탱크 Vapour Space에서 밀려 나오는 Vapour를 육상으로 얼마나 안정적으로 돌려보낼 수 있는지가 더 중요해진다.

BOG가 가는 방향

탱크에서 발생한 BOG는 버려야 하는 가스만은 아니다. 선박 설계와 운전조건에 따라 추진연료나 발전용 연료로 쓰거나, 다시 액화해 탱크로 돌려보내거나, 처리 여유가 없을 때 GCU에서 연소할 수 있다.

로딩 중에는 새로 들어오는 LNG가 기존 Vapour Space를 밀어내기 때문에 많은 양의 Vapour가 생긴다. 이 가스는 선박과 터미널의 합의된 Cargo Plan에 따라 Vapour Return Line을 통해 육상으로 보내는 구성이 일반적이다.

여기서 Compressor의 역할은 “가스를 목적지로 보내는 힘을 만들어주는 것”에 가깝다. 목적지가 엔진인지, 재액화설비인지, GCU인지, 터미널 Vapour Return인지에 따라 필요한 압력과 유량, 운전 모드가 달라진다.

예전에는 Compressor 운전 화면만 보면 가스가 처리되고 있다고 생각했다. 그런데 후단 밸브나 소비설비 상태가 맞지 않으면 실제 처리량은 달라질 수 있다. 결국 Suction 쪽 탱크 상태와 Discharge 쪽 사용처를 같이 봐야 한다.

BOG가 연료로 쓰일 때는 기관 부하와 연료 모드가 영향을 준다. 재액화설비로 갈 때는 장비 가용성과 처리용량을 본다. GCU로 갈 때는 다른 처리 수단을 먼저 봤는지, 현재 압력 여유가 얼마나 남았는지를 같이 본다. 로딩 중 Vapour Return에서는 터미널 요구조건과 Ship-Shore Agreement가 훨씬 크게 들어온다.

압축 방식과 선박별 차이

Screw, Centrifugal, Reciprocating Compressor는 작동원리가 다르다. 그렇다고 LD는 항상 특정 방식이고 HD는 항상 다른 방식이라고 연결할 수는 없다.

같은 LNG선이라고 해도 추진방식과 Cargo System 구성이 다르다. 증기터빈선은 BOG를 보일러 연료로 사용하는 구조가 익숙하고, DFDE·TFDE는 발전기와 전기추진 계통의 가스 수요가 중심이 된다. ME-GI처럼 고압 연료가스가 필요한 선박은 고압 Fuel Gas Supply가 별도로 중요해진다.

Centrifugal Compressor

회전하는 Impeller가 가스에 속도를 주고, 그 에너지를 압력으로 바꾸는 방식이다. 비교적 큰 유량을 연속적으로 다루는 데 적합해 Cargo Vapour 처리계통에서 볼 수 있다.

원심식에서는 유량과 압력 조건이 불안정해질 때 Surge가 문제가 될 수 있다. 그래서 장비가 적용된 선박에서는 Recycle이나 Anti-surge Control 상태를 운전조건과 함께 보게 된다.

Screw Compressor

회전하는 Screw Rotor 사이에 가스를 가두고 이동시키며 압축하는 방식이다. 연속적인 흐름을 만들 수 있고, BOG 처리나 재액화설비의 일부로 적용될 수 있다.

Screw Compressor는 선박별로 쓰이는 위치가 다를 수 있다. 어떤 선박에서는 BOG 처리계통의 한 부분으로 보이고, 다른 구성에서는 재액화설비와 더 가깝게 연결될 수 있다. 그래서 장비 형식보다 Suction과 Discharge가 어디에 연결되는지를 먼저 보는 편이 낫다.

Reciprocating Compressor

Piston의 왕복운동으로 가스를 압축하는 방식이다. 높은 압축비가 필요한 Fuel Gas Supply에 쓰일 수 있으며, ME-GI처럼 고압 가스 공급이 필요한 추진계통에서는 별도의 고압 BOG Compressor가 적용되기도 한다.

이 부분을 공부하면서 생각이 바뀌었다. Compressor 형식만 알아서는 부족했고, Suction 조건과 Discharge Pressure, 후단 사용처를 알아야 그 장비가 왜 그 자리에 있는지 이해할 수 있었다.

Laden·Ballast Voyage

Laden Voyage

Laden Voyage에서는 화물량이 많고 자연 BOG가 계속 발생한다. 이때는 탱크압만 낮추는 게 목표가 아니라, 발생한 BOG와 선박의 가스 수요를 가능한 범위에서 맞추는 과정이 필요하다.

예상보다 탱크압이 빠르게 오르면 엔진 가스 소비량, Compressor 처리량, 재액화설비 가동 상태, 운항 속력과 Charterer 지시를 같이 본다. 엔진 부하를 마음대로 올려 BOG를 더 태우는 방식은 속력·ETA·연료계획과 충돌할 수 있다.

또 하나 헷갈렸던 점은, Compressor가 BOG를 많이 보낸다고 항상 좋은 것은 아니라는 부분이다. 후단에서 받아줄 수 있는 소비처가 없으면 처리 흐름이 막히고, 재액화설비나 GCU를 사용할 조건도 선박별 운전 기준을 따라야 한다. Laden에서는 탱크압, Gas Consumption, Cargo Condition, Charterer 지시가 같이 움직인다.

Ballast Voyage

양하가 끝나도 Heel이 남아 있으면 BOG는 계속 발생한다. 다만 Laden Voyage보다 액량과 열적 조건이 달라져 BOG 발생과 가스 수요의 균형도 다르게 보인다.

자연 BOG가 엔진이나 보일러의 가스 수요보다 부족하고 본선 설계가 이를 지원한다면 Forcing Vaporizer로 LNG를 추가 기화해 연료가스를 보충할 수 있다. 반대로 Heel을 지나치게 사용하면 다음 Loading Port의 Tank Cooldown 계획에 영향을 줄 수 있다.

승선 초반에는 Laden과 Ballast를 화물이 많고 적은 차이로만 봤다. Gas Management 쪽에서는 Heel의 양, 다음 항구까지의 시간, 필요한 연료가스가 같이 움직인다는 점이 더 크게 느껴졌다.

Ballast에서는 가스를 많이 쓰는 게 항상 좋은 답이 아니다. 다음 Loading Port에서 Tank Cooldown을 해야 한다면 Heel은 연료이면서 동시에 다음 화물작업을 위한 준비 자원이다. 이 부분을 같이 놓고 봐야 Compressor 운전 의미도 보인다.

CCR 확인 항목

항해사가 CCR에서 보는 것은 Compressor가 Running인지 Stop인지 하나가 아니다. 현재 운전 상태가 Cargo Condition에 어떤 영향을 주는지 추세로 봐야 한다.

Compressor를 이해하고 나면 탱크압도 숫자 하나로 보이지 않는다. 화물에서 발생하는 가스와 선박이 받아낼 수 있는 가스 사이의 균형이 보이기 시작한다.

내 기준에서는 장비 이름을 외우는 것보다 이 흐름을 먼저 잡는 편이 실제 당직에 더 도움이 됐다. 같은 알람이나 압력 변화도 왜 생겼는지 생각할 기준이 생기기 때문이다.

그래서 LD·HD Compressor는 “외워야 하는 장비 이름”이라기보다 LNG선 Gas Management의 중간 연결점으로 보는 게 맞았다. 탱크에서 생긴 BOG가 어디로 가고, 누가 받아주고, 어떤 조건에서 막히는지를 보면 Compressor의 역할이 훨씬 선명해진다.

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외부 출처 / 팩트체크

• International Maritime Organization · IGC Code
  액화가스 운반선의 설계·구조·장비 기준과 액화가스 안전 운송의 적용 범위를 확인하는 데 사용했다.
• SIGTTO · Reduction of LNG Carrier Methane Emissions
  LNG 운반선의 voyage planning, cargo management, routine inspection discipline이 메탄 배출 저감과 BOG 관리에 연결된다는 공개 기준을 확인하는 데 사용했다.
• Wärtsilä · Boil-off gas
  화물탱크 외부 열 유입에 따른 자연 BOG 발생과 탱크압 유지를 위해 BOG를 제거해야 한다는 기본 개념을 확인하는 데 사용했다.
• Wärtsilä · Gas carrier cargo handling
  LNG선에서 BOG를 재액화하거나 추진 연료로 보낼 수 있다는 대표적인 처리 경로를 확인하는 데 사용했다.
• Burckhardt Compression · Marine High-Pressure Compressors
  ME-GI 주기관 연료가스 공급과 BOG 관리에 고압 Compressor가 사용되는 공개 사례를 확인하는 데 사용했다.
• Burckhardt Compression · Marine LNG Solutions
  LNG선 BOG 관리와 연료가스 공급에 쓰이는 해상용 Compressor 기술과 선박별 설비 구성이 달라질 수 있다는 점을 확인하는 데 사용했다.

자료 확인 기준일: 2026년 07월 23일