증기의 기초
증기용 에어벤트
앞서 증기 시스템에서의 에어배출, 온도와 압력에 따라 에어와 증기의 밀도가 변하며, 그에 따른 대책으로 에어밴트의 위치를 제대로 선정해 배출하는 것을 알아 보았습니다. 이번에는 증기시스템에 있어서의 에어밴트에 대하여 알아보도록 하겠습니다.
증기중의 뜨거운 에어는 어떻게 배출이 되는가??
압력평형식 에어밴트는 일반적으로 증기 시스템에서 사용되는 에어밴트 입니다. 바이메탈식 에어밴트 또한 존재 하지만 고온의 상태에서 사용하기에는 부족함(바이메탈이 움직이는 온도가 고정되어 있음) 이 있어 고온의 에어가 존재하는 증기사용처에서는 일반적이지 않습니다. 압력평형식 에어밴트는 항시 포화증기의 온도보다 낮은 온도에서 작동을 하므로 변화하는 고온의 에어를 상시 배출할수 있습니다.
압력평형식 타입 (X-엘레멘트) 에어밴트
| 압력평형식 타입 (X-엘레멘트) 에어밴트의 그래프 |
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압력평평식 에어밴트의 특징인 엘레멘트는 알콜을 기초로 한 화합물 입니다. 이 화합물의 끓는점은 물과같이 특정한 온도를 가지고 있습니다. 물의 끓는점 부근의 온도까지 상승하게 되면 이 화합물이 먼저 끓어 팽창을 합니다. 이 팽창력을 이용해 밸브시트를 닫아 증기가 누설되지 않도록 막아 줍니다. 이 타입의 메카니즘은 온도에 빠르게 반응을 한다는 것 입니다.
| X-엘레멘트의 메카니즘 |
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| X-엘레멘트는 감온액이 들어있는 멀티 다이어프램으로 구성되어 압력에 따른 온도(물기준)에 따라 열림/닫힘이 결정되며 열림시 에어가 배출됩니다. |
| 증기용 에어밴트의 작동 (LA21) |
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| 장치에 증기 공급을 시작하면 X-엘레멘트 밸브는 열림상태가 진행됩니다. 이때 많은 양의 에어가 신속히 배출되며 이에 따라 장치의 스타트가 빨리 진행됩니다. 에어가 배출되고 증기가 X-엘레멘트에 도착할 시점에는 밸브는 닫히게 됩니다. 증기의 포화온도부근에서 반응을 하여 닫히게 설계되었기 때문입니다. 만약 다시 혼입된 에어가 넘어오게 되면 온도는 저하되고 밸브는 다시 열리어 신속히 에어를 배출하게 작동합니다. |
증기사용 장치의 스타트업 시에는 불응축가스 및 에어의 배출이 상당히 중요합니다. 예를들어 에어의 존재는 보일러 보급수 공급시 탈기를 하는 것을 보아도 알수 있듯이 부식을 유발하는 원인으로 작용을 하며, 열교환기의 증기실 면적을 차지하게 되어 열교환 능력이 낮아지게 되는 현상을 유발합니다. 에어 혹은 불응축가스를 제대로 배출하지 않는것 만으로도 열교환기의 능력은 상당히 저하되는 경우가 실제로 존재하며 이를 방지하기 위해서는 에어를 배출할수 있는 에어밴트를 철저히 구성해야 합니다.
에어밴트는 구조가 복잡한 증기사용장치에서 특별히 주의해야 합니다. 에어밴트의 기능이 내장되어 있는 스팀트랩이라고 하더라도 구조상 모든 에어를 배출시킬 수가 없기 때문 입니다.(특히 스타트업) 또한 상시 고온의 에어까지 배출이 가능한 압력평형식 에어밴트를 적절한 위치에 설치 할 것을 추전합니다.