세퍼레이터와 증기 시스템에 있어서 세퍼레이터의 역할

증기의 프로세스에 있어서 증기는 가능한 한 건도가 높은 상태로 공급하는 것이 중요 합니다. 하지만 가열증기가 아닌 이상 방열 손실로 인하여 보일러에서 공급되기 시작 할 때부터 습도를 가지기 시작합니다. 스팀트랩의 설치로 배관하부의 응축수는 제거 할 수있지만 증기의 흐름에 포함되어 있는 작은 수적 형태의 응축수는 제거를 할 수가 없습니다. 따라서 스팀트랩 만으로는 건도를 유지시키기가 어렵습니다.

게다가 10m/s이하의 응축수가 방향의 변경부, 혹은 압력의 변경부에서 증기의 속도에 딸려 작은 수적의 형태로 비산하게 됩니다. 이 수적은 증기의 속도와 같은 30m/s로 제거하고자 한다면 스팀트랩이 아닌 세퍼레이터의 설치가 필요합니다.

증기에 응축수가 포함되어 있는 예

분리의 메카니즘

유체 흐름의 장애, 유속의 달성, 방향의 변경, 충격력은 분리의 효율을 위해 고려 되어야 하는 기본적인 설계의 원칙입니다 더욱 높은 분리효율을 위해서는 이 원칙을 효과적으로 이용하는 것이 중요합니다.

예를들어 충격식 세퍼레이터는 칸막이를 설치하여 유체흐름의 방향변경 및 유체에 포함되어 있는 수적을 제거 합니다. 그러나 유속이 빠른 상태에서는 효율이 높은 분리가 불가능 하기 때문에 수적의 많은 부분이 유체중에 남게 됩니다.

다른 방법은 원심력을 이용한 방법으로 액체와 기체의 비중차를 이용하여 분리 시키는 것 입니다. 기체 내부의 응축수는 비중이 크기 때문에 세퍼레이터의 내벽에 부딫힌 후 중력의 영향으로 하부에 설치 되어 있는 스팀트랩에서 배출되게 됩니다.

원심력을 이용하는 TLV의 세퍼레이터는 최대 98％의 분리 효율을 발휘하기 위하여 4가지의 기본 설계 요건이 포함되어 있습니다.

세퍼레이터를 사용하는 방법

일반적으로 세퍼레이터가 사용되는 곳은 직접 증기를 사용하는 장치로 고무, 세탁의 증기 다림, 음식의 Steamer등 건증기가 필요한 곳 입니다. 다른 어프리케이션으로는 무화 분산, 촉매 프로세스등이 있습니다. 이러한 시스템들에서 세퍼레이터는 응축수가 혼입되는 것을 방지하기 위해서 사용처의 직전에 설치하게 됩니다.

직접 증기 사용장치 이외에도 증기 구동식 에젝터, 터빈, 과열증기 생성 히터등에 고성능의 세퍼레이터가 사용됩니다.

증기의 질적향상 뿐만 아니라 세퍼레이터로 인한 이점이 있습니다. 그것은 증기의 배관내의 응축수를 배출 하는 것으로 수적에 의해서 발생하는 침식, 워터햄머를 막을 수 있다는 것 입니다.

압축에어 시스템에서의 세퍼레이터

세퍼레이터를 사용하는 곳은 증기 시스템에 국한 되는 것은 아닙니다. 압축에어 시스템에서도 온도가 노점이하로 낮아지는 경우 응축수가 발생합니다. 그 결과 수적이 에어에 혼입되어 시스템의 효율저하 및 문제를 야기 시킵니다. 압축 에어 송풍시스템과 스프레이 에어건은 건도 높은 에어의 공급이 필요한 2가지의 예가 될 수 있습니다.

원심력을 이용한 메카니즘이 같기 때문에 증기용 세퍼레이터에서 스팀트랩이 필요한 것과 같이, 에어용 세퍼레이터에도 응축수 배출에 적합한 트랩이 필요합니다.

세퍼레이터의 선정

세퍼레이터의 성능은 빠른 유속과 허용량이상의 유량이 흐를경우 급격하게 능력이 저하 됩니다. 단순히 배관의 사이즈에 맞추어 선정을 하는 것이 아니라 성능에 영향을 줄 수 있는 원인을 고려하는 것 이 중요합니다. 모든 상황에서 압력손실과 유량범위가 허용가능한지 확인하여야 합니다.

세퍼레이터는 스팀트랩이 내장되어 있는 타입과 그렇지 않은 타입이 있습니다. 스팀트랩이 내장되어 있지 않은 세퍼레이터의 경우에는 외부에 스팀트랩을 설치 하여야 합니다.

세퍼레이터가 사용되는 장치와 방법, 위치에 따라서 응축수의 양은 상당히 많이 발생할 수 있습니다. 내장용 스팀트랩으로 이 양을 대응할 수 없는 경우에는 적절한 양을 배출 할 수 있는 스팀트랩을 선정하여 외부에 설치하여야 합니다.

습증기 vs 건증기: 증기 건도의 중요성

청정증기와 순수증기