증기주관(증기 수송관)에서의 스팀트랩 설치간격을 유지하는 이유는?

증기 주관의 경우, 응축수 발생량이 트랩 구간에서 20㎏/h 을 넘지 않도록 하는 범위 내에서 스팀트랩을 설치해야 가장 효율적입니다. 그렇지 않으면 에너지 효율이 급격히 떨어지게 되는 원인이 되기 때문입니다.

응축수가 발생되어 제거해주지 못하면 이 응축수인 물이 배관내에서 날라가게되는 현상이 일어나 해머링이 발생하게 됩니다. 그러게 되면, 이음매(용접 부위) 나 밸브 등 기기 위치 등에 충격을 줘서 트러블이 발생하게 될 것입니다.

또한, 응축수가 잘 배출되지 않아 남아 고이게 되면 배관이 썩게되는 원인이 되기도 할 것입니다. 그렇기에 보온 공사를 아주 철저하게 잘 해야하며, 스팀 트랩을 적절한 위치에 정확히 설치를 해야 하는 것입니다.

증기 에너지 효율이 나빠진다는 것은, 트랩이 적어 응축수의 고인 물과 보온의 영향으로 증기의 잠열이 그만큼 적어진다는 의미 입니다. 실례로서, 10% 정도의 잠열이 적어진다는 것은 아주 쉽게 발생하게 됩니다.

증기 습기로 인해, 잠열 에너지가 적어진다는 것은 결국, 증기를 운반하는게 아니라 응축수인 물을 운반하게 되는 격이 되기에 신중하게 검토/결정하여야 할 것입니다.

 

예를 들어, 보일러실 헤더에서 1.2 Km 거리에 있는 증기 사용처로 증기압력 1.5 MPa 으로 증기 수송을 할때에, 일반적으로 30~40 m 간격으로 총 40~30개를 설치해야 하는데, 이를 무시하고 60m 간격으로 20개 만을 설치한다거나, 100 m 간격으로 12 개만을 설치할 경우 어떨까요~?

 

동절기주위기온

보온효율

열관류율(외)

안전율

증기압력

주관경

설치간격

응축수 발생량

트랩수량

적정성

-10℃

90%

18

1.5

1.5 MPa

250A

30 m

20.6 ㎏/h

40 개

적합

-10℃

90%

18

1.5

1.5 MPa

250A

60 m

41.3 ㎏/h

20 개

부적합

-10℃

90%

18

1.5

1.5 MPa

250A

100 m

68.8 ㎏/h

12 개

부적합

-10℃

90%

18

1.5

1.5 MPa

250A

150 m

103.2 ㎏/h

8 개

부적합

30m 간격으로 설치할 경우 1시간당 약 20.6 ㎏/h 의 응축수가 발생하기에 응축수 배출에 매우 적절하다 할 수 있으며, 60 m 간격으로 설치할 경우 1시간당 약 41.3 ㎏/h 의 응축수가 발생하기에, 응축수량이 많아 즉시 배출시켜 주지 못하면 증기내의 습기로 인해서 잠열 에너지가 적어지는 것이기 때문입니다.

(증기 수송 배관에서는, 열교환기 처럼 스팀트랩에서 응축수를 모아서 간헐적으로 배출시키는 것 보다는, 응축수발생과 동시에 즉시 즉시 응축수를 제거 시켜줘야 증기의 질을 유지시켜주는 지름길이기 때문입니다) 

 

어느 곳의 공장이라도 대부분 저압 증기(약 16㎏이하 압력)인 경우는 약20~30m 간격으로 스팀트랩을 설치하며, 고압 증기(약 48㎏이상 압력)에서는 약 50m 간격으로 설치하는 것을 일반적으로 시행하고 있습니다. 

 

스팀트랩 설치간격은 응축수배출에 매우 중요합니다. 스팀 트랩 수량을 줄이려는 것 보다는, 증기 에너지 손실을 고려하면, 초기 투자비 금액은 1년정도 이내에 회수되기 때문에 스팀 트랩 설치비용은 적은 것이며, 오히려 고장없이 오랜동안 사용 가능하고, 간헐배출이 아닌 연속 배출형을 설치할 것을 권합니다.

 

오히려, 응축수를 배관으로부터 적기에 배출 시켜 주지 못하거나, 고장난 스팀트랩을 제때에 바로 바로 즉각 수리를 하거나 교체하지 못하므로서, 매년 발생할 증기 에너지 손실을 감안하면 훨씬 더 큰 손실과, 배관 수명 단축은 물론 증기 에너지 효율 등 고려하면, 더 큰 손실이 초래될 것입니다.

 

트랩 설치 간격이 멀어지면, 그만큼 방열량으로 인해 발생한 응축수량이 많아지게 되어 증기 질이 급격히 더 떨어지게 되니, 별도로 "증기배관 보온을 더욱 철저하게 실시할 것"을 권해 드립니다.

옥외 또는 야외 외곽으로 증기배관이 설치되는 곳은 방열이 더욱 쉽게 진행될 수있어 응축수 발생량이 많아질 수 있는 만큼, 트랩 간격을 더욱 촘촘하게 해야 하나, 설치 간격을 늘려서 최대한 트랩 수량을 줄이는 구역에서는 그 만큼, 보온을 더욱 강하게 철저히 실시하여(보온 비용은 증대할 것임) 대신할 수 밖에 없을 듯하며, 재차 이런 상관 관계를 강조를 하는 바이니, 현업에 참고하여 주시길 바랍니다.

 

재 정리하자면,

공급 되는 증기가 습증기인 경우에는, 당연히 포화 증기보다도 엔탈피가 작아집니다.

 

증기의 잠열은 압력이 낮을수록 크기 때문에, 저압으로 갈수록 같은 습도에서도 증기 엔탈피의 감소율이 커집니다.

 

증기 사용 장치에 습증기가 공급되면, 전열 면의 드레인 막이 두꺼워지므로 장치의 출력이 저하합니다.

드레인은 스케일이나 배관 시행 때 사용하는 페이스트 등의 이물질을 포함하는 경우가 많으며, 이들은 전열면에 부착하여 증기사용 장치의 출력을 더욱 저하시킵니다.

 

“드레인(응축수)”은 이처럼 장치의 효율적인 운동을 방해하며, 게다가 이미 가열 작업을 마치고, 가열 능력을 갖고 있지 않기 때문에, 가급적 최대한 빨리 신속하게 장치 밖으로 배출 시켜야 합니다.

 

참고 사이트 : 

1) 고정 오리피스 식 스팀 트랩에 의한 효과적인 에너지 절약 방법 

   https://blog.naver.com/tjchung/221377213364   

 

2) 증기누설 없는 응축수 배출장치인 고정오리피스식 스팀트랩 “O-TRAP” 제품 소개

   https://blog.naver.com/tjchung/222203202744 

 

3)증기배관에서 응축수를 배출하기 위한 최적의 구성（트랩설치간격)

  https://blog.naver.com/tjchung/221169589090

 

O-TRAP 관련 홈페이지 :  http://k.o-trap.cn 

O-TRAP 관련 E-mail 문의처 :  tjchung@naver.com 

                                         tjchung@hanmail.net

O-TRAP 관련 Tel 문의처 : 070-7747-8290