겨울이 다가오면 추운 기후에 사는 사람들은 눈과 얼음 속에서 지내기 위해 몇 달을 준비하기 시작합니다. 겨울용 타이어로 바꾸거나 집에 장작을 비축하는 것을 의미합니다. 그러면 플랜트의 증기 시스템은 어떨까요?

적절한 동결방지 조치는 시즌 동안 증기 시스템을 보호하여, 생산 시 증기 또는 응축수 관련 문제를 최소화하고 공장 가동의 중단을 방지하며 봄철이 와도 시스템을 양호한 상태로 유지하는 데 도움이 됩니다!

다음은 플랜트의 겨울을 위한 조치를 취해야 하는 단계입니다.

• 스팀 트랩의 누설, 마모 징후 및 응축수 배출 부적절 여부를 검사합니다.
• 누설이 발생, 막힘, 오작동을 하는 스팀 트랩을 에너지 효율이 높은 Free Float® 모델로 교체하십시오.
• 스팀 트랩과 스팀 공급 배관의 노출부를 단열재로 보온 하십시오.
• 응축수 체류로 인한 배관 손상을 방지하기 위해 막힘 트랩을 검사하십시오.
• 낮은 온도에서 점도 문제가 발생하기 쉬운 공정 매체용 장비 또는 배관에 트레이스를 설치하십시오.
• 증기 시스템에서 잔류 응축수가 배출되었는지 확인하십시오.
• 동결 및 기타 문제를 방지하기 위한 증기 사용 장비 설계

기억해 주십시오: 행동하기에 아직 늦지 않았습니다!

겨울철 시스템을 준비하는 가장 쉽고 신뢰할 수 있는 방법은 증기 전문가의 도움을 받는 것입니다.

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맑은 겨울날에 증기 누설은 플랜트 주변에서 쉽게 발견될 수 있어 다음번의 유지보수 위치를 알려 줍니다.

막힘 또는 저온 스팀 트랩을 식별하는 것은 스팀 누출을 찾는 것보다 어려울 수 있지만, 이러한 위치에 대한 유지 관리를 수행하는 것은 스팀 및 응축수 시스템 내부의 결빙을 방지하는 데 중요합니다.

날씨가 따듯해 질때 까지 이 작업을 미루면 겨울에 문제가 발생할 가능성이 있습니다.

겨울이 오기 전에 스팀 트랩 진단을 실시해 스팀 시스템을 깨끗한 상태로 유지하여 생산 기회를 극대화하고 유지 관리 및 가동 중지의 위험을 줄이는 동시에 값비싼 증기 누설을 막아 에너지를 절약할 수 있습니다.

TLV의 스팀 트랩 진단은 정확한 증기 누설 감지 도구로 유명한 당사의 TrapMan® 하드웨어를 사용하여 수행됩니다. TrapMan®은 초음파 및 표면 온도 측정을 수행한 다음 4,200개 이상의 스팀 트랩에서 경험적으로 얻은 트랩 데이터와 비교하여 측정된 트랩의 작동 상태를 비교 판단합니다.

TLV의 인증받은 진단원은 스팀트랩 뿐 아니라 전체 응축수 배출 개소(CDL)에 대한 개선 기회에 대해서도 보고합니다.

스팀 트랩 진단 및 보고서는 플랜트의 스팀 트랩에 대한 내용을 제공할 뿐만 아니라 겨울철 조건에 취약한 장비 및 배관의 손상을 방지하기 위해 필요한 추가 조치에 대한 내용도 제공할 수 있습니다.

증기 라인에 설치된 스팀 트랩은 다음의 이유 중 하나로 누설의 원인이 될 수 있습니다.

• 트랩의 고장으로 인한 누설
• 고유 작동으로 인한 누설(기능적 증기 손실)

트랩의 고장으로 발생하는 누설 증기의 양은 트랩의 모델과 증기의 압력에 따라 다르지만 다음은 다양한 크기의 누설로 인해 손실되는 증기의 양에 대한 대략적인 안내입니다.

• 작은 간헐적 누설 = 약. 4kg/h[8.8lb/h]
• 지속적인 누설 = 15kg/h[33lb/h]

플랜트가 1년에 8,000시간 동안 작동하며 증기 비용이 1,000kg[2,204lb]당 USD 20인 경우, 작은 간헐적인 누설이 있는 하나의 고장난 트랩은 연간 약 USD 640의 비용이 듭니다. 지속적으로 누설되는 트랩은 연간 약 USD 2,400의 비용이 듭니다.

정상 작동 중 트랩의 기능적 증기 손실량은 트랩의 종류에 따라 크게 달라집니다. 기존의 디스크 트랩 및 버킷 트랩과 같은 스팀 트랩은 에너지 효율적인 Free Float® 스팀 트랩에 비해 정상 작동 중에 약 10배 더 많은 증기가 손실 됩니다.

플랜트에서 기존의 트랩 유형은 수명 주기 동안 많은 양의 증기가 누설 되므로 이러한 트랩을 TLV Free Float® 모델 로 교체함으로써 재정적 이점을 얻을 수 있습니다. 기존 트랩의 고장을 기다리지 말고 즉시 실행이 필요합니다.

스팀트랩은 응축수가 모이는 스팀 시스템의 낮은 지점에 설치됩니다. 많은 양의 방열 손실로 인해 특히 실외 라인에 설치할 때 결빙되기 쉽습니다.

스팀 트랩의 보온은 방열 손실을 방지하여 증기 에너지를 절약하고 플랜트의 수익에 긍정적인 영향을 미칩니다.

그렇다면 조건에 관계없이 모든 스팀트랩을 보온해도 될까요? 실제로는 그렇지 않습니다. 디스크 유형의 열역학적 트랩과 같은 일부 트랩은 단열된 상태에서 오랜 기간 동안 닫힌 상태를 유지하여 장치에서 응축수가 배출되는 것을 방해할 수 있습니다.

TLV의 Free Float® 스팀 트랩은 트랩 내부의 수위 변화에 따라 열리고 닫히므로 트랩의 보온이 작동에 부정적인 영향을 미치지 않습니다. 보온재는 트랩에 뜨거운 응축수가 포함되어 있지 않을 때 혹은 작동하지 않는 동안 Free Float® 트랩이 동결되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다.

다른 트랩도 유형에 따라 보온에 적합하거나 적합하지 않을 수 있습니다. 자세한 내용은 트랩의 보온에 대한 기사를 참조하십시오. 또한 보온되지 않은 트랩으로 인한 증기 손실의 재정적 영향을 알아보려면 증기의 손실 비용을 참조해 주십시오.

증기 유송 배관 또한 방열로 인한 증기 손실을 방지하기 위해 보온되어야 합니다. 차단 밸브 및 감압 밸브와 같이 표면적이 넓은 배관 부속품을 보온하는 것이 중요합니다.

스팀트랩의 입구에는 증기가 공급되므로 입구 배관도 보온하여 방열 손실을 방지해야 합니다.

심한 경우 열 손실에 민감한 증기 라인이 동결될 수 있습니다. 물이 얼면서 팽창하여 배관에 강한 힘을 가해 배관이나 배관 부품이 파손될 수 있습니다.

일반적으로 다음 두 가지 이유 중 하나로 인해 ''막힘"(또는 저온불량) 스팀 트랩이 응축수를 적절히 배출하지 못합니다.

• 트랩이 막힘
• 스팀트랩의 배출 용량부족

스팀 트랩이 응축수를 배출할 수 없는 경우 트랩 상류의 배관까지 체류되어 표면 온도를 떨어뜨리는 '막힘 트랩'이 됩니다.

트랩의 막힘은 워터 해머의 위험 증가로 인해 사계절 내내 문제가 됩니다. 배출되지 않은 응축수가 증기 이송 배관에 체류되어 잠재적으로 증기사용 장치에 손상을 줄 수 있습니다.

증기에 포함된 비산하는 응축수는 배관, 밸브 트림 또는 터빈 블레이드와 같은 중요한 장비에 침식으로 인한 손상을 줄 수 있습니다.

많은 양의 응축수는 슬러그를 형성하여 증기에 의해 고속으로 운반될 때 배관과 부속 장치에 손상을 줄 수 있습니다. 이를 응축수 유도 워터햄머라고 합니다.

추운 날씨에는 트랩 입구 배관에 체류된 응축수가 동결되어 배관이 파열될 뿐만 아니라 워터햄머가 발생할 수 있습니다.

이러한 이유로 겨울 전에 스팀 트랩을 진단하는 것이 중요합니다. 플랜트 생산에 대한 위험성을 완화하고 안전하고 신뢰할 수 있는 운전을 촉진하기 위해 정기적인 스팀 트랩 진단과 막힘 트랩의 조치에 특히 주의를 기울여야 합니다.

트레이스 시스템은 증기 사용 장비 또는 공정 매체 배관의 공정 시설에서 흔히 볼 수 있습니다. 증기 트레이스는 응고 또는 결정화가 발생할 수 있는 상황이나 낮은 주변 온도로 인해 결빙되기 쉬운 상황에서 유체를 따뜻하게 유지하는 데 사용됩니다.

트레이스는 일반적으로 얇은 구리 튜브로 프로세스 유체 라인을 감싸거나 평행하게 설치합니다. 튜빙은 계장용 트레이스의 증기를 공급합니다. 트레이스에서 발생하는 응축수를 배출하기 위해 응축수 헤더 또는 매니폴드 전에 설치 됩니다.

특정 저온의 경우 트레이싱 시스템은 최대 효과를 위해 보온재를 함께 사용되어야 합니다.

스팀 시스템이 멈추거나 낮은 온도로 설정되면, 위에서 언급한 바와 같이 시스템에서 배출되지 않은 응축수가 동결되어 배관 손상을 일으킬 수 있습니다. 장비 내부의 잔류 응축수 또한 동결되어 장비가 파열될 수 있습니다.

스팀 라인에 응축수가 체류되는 것을 방지하려면 스팀 트랩이 라인의 가장 낮은 지점에 설치되어 있는지 확인하십시오.

동결전 배출 밸브라고도 하는 동파 방지밸브는 라인에 직접 설치하거나 배수 플러그 대신 스팀 트랩에 부착할 수 있습니다. 이를 통해 증기 공급이 중단되고 트랩 내의 압력이 약 0.02MPaG[약 3 psig] 이하로 낮아지면 밸브가 열립니다.

응축수 펌프 및 펌프/트랩은 또한 압력 차가 불충분한 시스템에서 응축수를 배출하고 응축수를 상승된 라인으로 회수하는데 도움이 될 수 있습니다.

증기를 사용하는 장비 또한 겨울철에 손상될 수 있습니다. 예를 들어, 에어 히터의 스팀 코일과 같은 내부 구성 요소는 설계 관련 이유로 응축수가 효과적으로 배출되지 않을 때 동결될 수 있습니다.

예를 들어, 에어 히터와 열교환기는 종종 장비 앞에 온도 제어 밸브와 함께 설계됩니다. 증기 수요 부하가 감소하고 제어 밸브가 증기 압력을 낮추면 열교환기의 증기가 계속 응축되어 진공을 형성할 수 있습니다. 이 진공은 응축수가 열교환기에서 배출되는 것을 방해하여 동결 손상이 발생하게 만듭니다.

이 경우 열교환기의 증기 공간에 버큠 브레이커를 설치하여 중력 배수를 촉진할 수 있습니다. 이 구성은 응축수의 체류, 동결과 수반되는 가동 중지 및 유지 관리로 인한 문제를 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

그룹 트래핑은 증기 사용 장비에서 동결 손상의 간접적인 원인이기도 합니다. 예를 들어, 하나의 스팀 트랩이 여러 스팀 코일에서 발생하는 응축수의 배출을 위해 설치된 경우 장비내의 고르지 않은 응축 부하로 인한 압력 불균형으로 응축수가 제대로 배출되지 않을 수 있습니다.

그룹 트래핑은 응축수 체류 및 워터햄머, 코일내부 온도차이로 인한 손상, 고르지 않은 배출 및 부식 손상으로 이어질 수 있습니다. 겨울에는 물에 잠긴 코일이 얼어 장비의 작동이 가장 필요한 시점에 장비가 손상될 수 있습니다.

코일이 얼지 않도록 항상 열교환기의 각 섹션에 하나의 트랩을 설치하십시오.

위의 정보가 증기 시스템의 동결방지 방법의 이해에 도움이 되었기를 바랍니다. 더 많은 팁과 힌트를 원하시면 증기 이론 기사 및 웨비나 녹음을 포함하여 사이트의 콘텐츠를 살펴보십시오! TLV는 트랩이나 밸브를 설치할 위치를 찾는 것부터 파이프의 누설 검사에 이르기까지 모든 문제를 해결할 수 있는 컨설팅 서비스를 제공합니다. 밖이 추워지는 겨울철 장비가 손상될 때까지 기다리지 마십시오.