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스팀트랩의 문제

증기사용 장치에서 발생하는 워터햄머

증기사용 장치에서 발생하는 워터햄는 증기배관에서 발생하는 워터햄머와 비슷하게 높은 수위의 응축수가 체류되는 것으로 발생합니다. 다른점은 정상운전시에도 워터햄머가 발생한다는 것 입니다.

쉘 & 튜브 열교환기를 예로들면 장치의 부하가 떨어 졌을때(생산량 혹은 필요열량이 줄어 들었을 경우) 스팀트랩의 전/후단에서 차압을 형성하지 못하여 응축수의 배출이 불가능 하게 됩니다. 이로 인해 응축수가 체류되기 시작 하는데 이를 스톨현상이라고 부릅니다. 장치가 셧다운 되는 상황에서 장치내부는 응축수로 가득 차게 되는 경우도 있습니다.

응축수가 체류되어 있는 곳에 증기가 공급이 되면, 증기는 급격히 응축하여 워터햄머를 발생 시킵니다. 대부분의 경우 증기의 배관에서 발생하는 큰 워터햄머와 달리 주기가 짧으며 소리가 작은것이 특징입니다.

작은 워터햄머라고 방치해 두면 장기간에 걸친 충격의 영향으로 장치가 약해지게 되며 갑자기 파손 됩니다. 이 파손은 고압, 고부하등의 최대 운전 상태에서 발생하는 것이 대부분으로 위험예방의 관점에서 아주 중요합니다.

쉘 & 튜브 열교환기 내부의 워터햄머

When condensate does not easily flow into the steam trap due to the structure or installation of the equipment

스톨현상 뿐 아니라 많은 다른 상황으로 인하여 열교환기 내부애는 응축수가 체류될 수 있습니다. 열교환기의 구조상의 문제, 균압관의 문제, 트랩의 설치상태, 응축수 회수의 배관상태에 따라 달라지게 됩니다. 각각의 원인을 파악하여 최적의 대책이 필요합니다.

증기의 배관과 같이 장치에 있어서도 응축수는 신속히 배출해야 합니다. 원활한 응축수의 배출은 워터햄머의 대책으로 중요합니다.

장치내부에 응축수가 체류되는 이유

장치의 설치 및 구조적인 문제

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스톨현상

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상기 내용의 대책은 간단할 것이라고 생각할수 있지만, 현실적으로 불가능한 경우도 있습니다.

개선이 어려운 경우

예를들면 3만kl의 중유탱크 히터는 내부의 히터길이가 1개당 100m를 넘습니다. 히터의 입구/출구의 높이차를 두어 구배를 1/300~1/400으로 하고 있지만 이는 일반적인 증기의 배관(1/100~1/200)의 반정도 밖에 되지 못합니다. 구배를 확보하지 못하여 응축수가 제대로 배출되지 못하는 상황이 발생하게 됩니다.

Cases where drainage is difficult to solve

이와 같이 구조적으로 구배를 확보할 수 없는 장치에서는 완벽한 대책이 없는 경우도 있습니다.

또 일반적인 열교환기의 경우는 열교환기 능력에 비해 적은 부하를 가질때 스톨현상이 발생하기 쉽습니다.

이러한 상황에서의 워터햄머 대책은 예를들어 파워 트랩®을 이용하는 것 입니다. (장치내부의 응축수 배출) 그리고 진공 펌프

응축수 회수 배관에서 발생하는 워터햄머

응축수 회수 배관에서 발생하는 워터햄머는 재증발 증기의 발생으로 인한 저온의 응축수와 고온의 증기 사이의 상호작용으로 발생합니다.

チャギング

한개의 응축수 회수라인에 압력의 차이가 큰 라인이 만나는 장소나 플랫쉬 탱크 근처에서 발생하는 워터햄머 입니다. 고압의 응축수에서 발생한 재증발 증기가 저압의 응축수 배관으로 역류되면서 워터햄머를 발생 시킵니다.

응축수 회수 배관은 응축수를 회수 하기 위하여 존재하는 배관이므로 응축수를 없애는 것은 불가능 합니다. 따라서 워터햄머의 원인에 따라서는 완전히 없애는 것은 불가능 하며, 경감시키는 정도의 대책을 세울수 있습니다.

응축수 회수 배관에서의 증기 역류

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플랫쉬 탱크에서의 증기 역류

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체크밸브를 설치하는 것으로 역류를 막아 워터햄머를 줄일 수 있습니다. 하지만 체크밸브의 설치위치나 종류에 따라서 효과가 줄어 들 수 있으므로 주의가 필요합니다.