스팀트랩의 기초
스팀트랩의 선정 : 용도에 적합한 스팀트랩의 선정
스팀 트랩 선택 단계
여러가지 증기의 사용용도를 가지고 있는 시스템에서 가장 적합한 스팀트랩을 선정하는 것은 쉽지 않은 일 입니다.
스팀트랩의 선정시 에는 압력, 온도, 배출용량, 트랩의 타입, 재질등의 객관적인 자료를 고려해야 합니다. 이 부분들을 단계를 나누어 간단하게 설명 하도록 하겠습니다.
- Step 1: 배출되는 응축수의 상태(포화온도의 응축수, 과냉각 응축수) 및 용도에 적합한 타입의 스팀트랩인가.
- Step 2: 작동압력, 온도, 방향, 배관상태등 사용조건에 적합한 스팀트랩선정인가.
- Step 3: 발생하는 응축수의 양을 계산한 후 안전율을 적용한 것인가.
- Step 4: Life Cycle Cost (LCC)가 가장 적게 드는 스팀트랩의 선정인가.
증기 사용에 있어서 용도별로 3가지로 나누어 어떻게 선정하는지 알아 보겠습니다.
용도별 스팀트랩의 선정 요령
스팀트랩은 응축수를 배출시키기 위한 장치로 증기의 배관, 열교환기, 트레이스 그리고 발전용 터빈등 여러 용도로 사용됩니다. 각 용도에 따라 요구되는 조건은 달라 집니다.
스팀트랩의 용도
 |
|
스팀트랩의 선정은 증기를 사용하는 용도에 따라 달라집니다. |
증기 유송배관
증기 주관의 역활은 건도 높은 증기를 증기사용장치나 트레이스 라인까지 공급하는 것 입니다. 증기 주관에 설치되어 있는 스팀트랩의 가장 중요한 목적은 워터햄머의 방지 입니다. 워터햄머의 방지를 위해서는 응축수의 발생과 동시에 배출을 하여 배관내에 체류되지 않게 하는 것이 중요합니다.
열교환기
열교환기의 효율 저하는 생산량과 품질에 바로 연결되게 됩니다. 따라서 초기의 스타트업 시간이 짧을것과 응축수가 체류되지 않을 것을 만족하는 스팀트랩을 선정 하여야 합니다.
장치는 초기의 스타트업시에 체류되어 있던 에어 또한 배출하여야 합니다. 따라서 스팀트랩에 에어의 배출 기능이 포함되야 합니다.
열교환기에는 증기의 공급을 조절하는 밸브(컨트롤 밸브)를 사용하는데, 증기의 공급량에 따라서는 실제 열교환기 내부의 압력이 배압보다 낮아지는 경우가 있습니다. 이러한 현상을 스톨현상이라고 부르며, 이 때는 다른 방식의 응축수 배출방법이 요구됩니다. 스톨현상이 발생하기 쉬운 장치에서는 스팀트랩이 내장된 메카니컬 펌프인 파워트랩이 효과적 입니다.
스톨현상에 대한 정보는 여기를 읽어 주십시오. 스톨현상이란 무엇일까요?
트레이스 라인
트레이스 라인의 스팀트랩에서 필요로 하는 요건은 다른 용도와는 다릅니다. 주로 전열 성능을 높이기 위하여 동관을 많이 사용하며 100 °C 이하온도를 필요로 하는 경우가 많기 때문입니다. 따라서 동이온에 의한 스팀트랩의 막힘을 줄이며, 현열까지 사용할 수 있을 것이 요구됩니다.
동력 구동시스템
동력 구동시스템은 터빈을 사용하는 컴프렛서, 펌프, 발전기뿐 아니라 증기를 사용하는 성형기 또한 포함됩니다. 각 장치들은 효율과 장치 자체의 손상을 줄이기 위해 응축수를 신속히 배출 하여야 합니다.
용도의 요약과 스팀트랩의 요건
| 용도 | 스팀트랩의 요건 | 제품의 예 |
|---|---|---|
| 증기 유송배관 |
|
SS / FS 시리즈 |
|
열교환기 스톨현상이 발생하지 않을때 |
|
|
|
열교환기 스톨현상이 발생할 때 |
|
 GT 시리즈 |
|
트레이스 배관 높은 온도 |
|
   SS 시리즈 / LV21 / P46S |
|
트레이스 배관 저온 |
|
 LEX3N |
|
동력 장치 정압 |
|
  JH / FS 시리즈 |
|
동력 장치 부압 |
|
GT 시리즈 |
* 배관의 사이즈 혹은 스팀트랩의 선정시 TLV에 연락을 주시면 더욱 적합한 선정이 가능합니다.
응축수를 배출하는 스팀트랩중 어떤 타입의 스팀트랩이 용도에 적합한지에 대하여 알아 보았습니다.
사용조건에 따른 스팀트랩의 선정
스팀트랩을 선정하기 위해서는 적어도 압력, 온도, 응축수 배출량, 재질 그리고 접속형태를 알아야 합니다.
| 접속형태 |
|---|
|
|
|
스팀트랩의 선정에서 접속형태는 아주 중요 합니다. 예를 들어 스팀트랩의 기본접속형태는 NPT(national pipe thread)에 대하여 배관의 접속 형태는 용접식 인 경우 등이 있습니다. 추가적인 정보로 응축수의 최대 발생량과 최소 발생량, 모든 환경 조건에서의 차압의 확보에 대하여 알아야 합니다. |
본체 재질
트랩의 재질은 선정시 필요되는 중요한 조건중 한가지 입니다. 재질은 최대사용온도와 압력을 결정하는 기초가 되며 제품의 수명과도 관계가 있습니다.
재질은 압력과 사용 장소에 따라 스팀트랩의 몸체, 커버, 그리고 다른 파트들로 나누어 집니다. 몇가지 예
- 회주철/덕타일 주철
- 카본 스틸
- 스테인레스 스틸
본체 재질의 최대허용압력/온도는 스팀트랩의 최대운전압력/온도와 일치하는 것은 아닙니다. 그 것은 스팀트랩 내부의 다른 부품(예: 가스켓, 오리피스등)에서 최고사용압력/온도가 제한되기 때문입니다.
그리고 국제규격 ASME / DIN 에 따라서 최대 운전압력및 온도가 달라집니다. 예로 A126 주철의 최대 허용압력은 DIN규격에서는 13barg 이지만 ASME에서는 16barg입니다. 또한 메인터넌스의 용이성과 긴 수명으로 스테인레스 재질이 최근 일반적으로 사용되고 있는곳이 늘고 있습니다.
사이즈
스팀트랩의 선정에서 필요한 접속 사이즈를 결정 할 때, 많은 사용처에서 예전부터 설치되어 있던 사이즈를 그대로 선정하는 경우가 많이 있습니다. 본래 트랩의 접속 사이즈를 선정하는 것은 증기 설비의 응축수 발생량을 기초하여 설계된 응축수 출구의 사이즈에 맞추는 것이 알맞은 방법 입니다.
증기 설비의 응축수 출구 사이즈는 일반적으로 아래의 내용에 따라 결정 됩니다.
| 최대 응축수 발생량 | 열교환 설비의 출구측 사이즈 |
|---|---|
| 200 kg/h미만 [440 lb/h] | 15 mm [1/2 in.] |
| 200 - 500 kg/h [440 - 1100 lb/h] | 20 mm [3/4 in.] |
| 0.5 - 1 t/h | 25 mm [1 in.] |
| 1 - 2 t/h | 32 mm [1 1/4 in.] |
| 2 - 3 t/h | 40 mm [1 1/2 in.] |
| 3 - 5 t/h | 50 mm [2 in.] |
| 5 t/h이상 | 665 - 100 mm [2 1/2 - 4 in.] |
* 배관의 사이즈 혹은 스팀트랩의 선정시 TLV에 연락을 주시면 더욱 적합한 선정이 가능합니다.
일반적으로 스팀트랩의 사이즈는 응축수 체류와 그로 인해 발생하는 문제의 가능성을 줄이기 위해 장치의 출구보다 작은 사이즈로는 선정하지 않습니다.
게다가 스팀트랩의 출구배관 사이즈는 트랩의 사이즈에 맞추는 것이 아니라 응축수유량과 한계 압력손실등을 고려하여 선정하게 됩니다. 상세한 정보는 이 토픽을 읽어 주십시오. 응축수 회수배관
접속형태
스팀 유져는 일반적으로 스크류, 용접 또는 플랜지등 각 사업장의 시방의 요구에 따르게 됩니다.
스크류 방식의 접속형태가 플랜지 방식에 비하여 설치 비용이 적게 들지만, 스팀트랩의 교체를 위하여 배관에서 분리할 때를 위해 유니온을 설치해야 하는 등의 부가장치가 필요합니다. 또한 스크류 부분의 실링성을 유지하는것 에도 주의해야 합니다.
용접방식의 접속형태는 스팀의 누설이 적어 많은 플랜트에서 표준으로 지정되어 있습니다. 그러나 한번 설치를 하면 분리하기가 힘들며 설치비와 메인터넌스비용이 많이 소요됩니다. 특히 전문 용접공의 부족으로 설치와 수리가 늦어지는 경우도 있습니다.
플랜지방식의 접속형태는 손쉽게 설치 및 수리가 가능합니다. 면간거리만 같다고 하면 새 트랩으로 교체하는것 또한 간단합니다. 면간거리가 중요하기 때문에 플랜트의 건설당시 반드시 명시되는 부분중 한가지 입니다.
| 플랜지 접속의 예 |
|---|
|
|
운전상태와 설치환경의 선정이 완료된후 다음 단계인 응축수 배출량과 안전율 그리고 가장 친환경적인 스팀트랩의 선정을 part 2에서 알아 보겠습니다.