스팀트랩이 왜 필요할까요?-스팀트랩 대신에 "일반밸브"를 사용하면 왜 안되는가?

스팀트랩이 왜 필요할까요? - 스팀트랩 대신에 "일반밸브"를 사용하면 왜 안되는 건가요?

 

스팀트랩은 무엇인지요?

증기 중의 응축수 만을 배출하고 증기의 누설을 막기 위한 용도로 이용되고 있는게 "스팀트랩" 입니다.

일반적으로 「트랩」은 다음과 같이 정의되어 있습니다. 기기, 배관 등에서 응축수를 자동적으로 배출하는 자동식 밸브의 총칭, 즉, 자동밸브의 일종이라고 볼 수 있습니다.

 

 

스팀트랩이 필요한 이유(자켓식 가마의 예)

  ▷증기를 넣어서 자켓가마 내부의 피가열물을 가열합니다.

  ▷증기는 사용을 하고나면 열을 잃어 응축수가 됩니다.

  ▷응축수가 배출되지 않으면 전열면적이 작어지기 때문에 배출시켜야 합니다.

  ▷밸브를 열어주는 것만으로도 응축수를 배출하는 것은 가능하지만 증기까지 누설되는 경우가 있습니다.

  ▷스팀트랩은 증기의 누설없이 응축수를 배출합니다.

 

 

 

왜 "일반" 밸브를 사용하면 안되는가?

어떤 분들은 「그럼 밸브의 열림 정도를 조정해서 발생한 응축수를 배출시키면 스팀트랩을 사용하지 않아도 괜찮은가?」라고 생각하시는 분도 계실 것으로 생각합니다.

 

이것은 어떤 제한된 조건에서는 가능할 수도 있지만, 현실적으로 이러한 조건의 범위는 극히 제한 되어 있어 실현 가능한 솔루션이 될 수 없습니다.

 

밸브의 열림정도를 반고정으로 한 경우 최대의 문제점은, 발생되는 응축수의 양이 변화하는 경우 대응할 수 없다는 것 입니다. 응축수의 양은 일정하지 않습니다. 장치의 경우, 초기 가동시와 정상 운전시의 차이, 피가열물의 양의 변화할 때, 각각의 응축수의 발생양이 달라 집니다. 증기의 유송 배관에서도 외부의 온도 변화, 비나 눈의 유무에서도 응축수의 발생양은 차이가 나게 됩니다.

 

응축수양의 변화에 대응하지 못하면, 배출해야만 하는 응축수가 배출이 안되거나, 스팀 누설이 되면 안되는, 즉 증기가 버려지는 경우가 생기게 되기 때문입니다.

밸브의 열림정도를 반고정으로 해서 스팀트랩의 대용으로 사용한다면,

   피가열물의 양이 많고 적음에 따라서,

  ▶ 응축수양이 줄어들면, 밸브 열림이 반고정이기에 증기가 누설 됩니다.

  ▶ 응축수양이 늘어나면, 밸브 열림이 반고정이기에 배출을 할 수 없습니다.

 

 

※증기압력 0.2MPa,  배관경 10A(3/8") 동관 Tracing에서 Steam Trap 없이 응축수를 그냥 버리는 경우, 증기손실이 얼마일까? 를 검토해 보겠습니다.

​(동파방지위해 3/8"동관에 압력2 ㎏/㎠ 증기로 보온Tracing함에있어, 스팀트랩을 설치하지않고 발생응축수를 그냥 버리고 있는 곳을 예로 합니다.) 

 

위 그래프에서 처럼 10A(3/8") 배관에서 0.2MPa에서 배출시킬수 있는 물(Condensate)은 4.5 t/h 을 배출 할 수 있습니다.

증기 유량은 이것의 약 4 % 정도이므로, 약 180 ㎏/h 입니다.

단, 차압은 압력 손실이 있으므로 많아야 0.01MPa 정도 이겠지요.

이렇게 가정하면 10A 배관에서 1,000 ㎏/h 이 물이고, 40 kg/h 이 증기가 될 것입니다.

동파방지기간을 120일(30일/월 x 4개월) x 24시간/일 = 2,880시간으로 가정할 시, 증기누출량은 아래와 같이 계산됩니다.

40 kg/h × 2880h (1년간 4개월 보온기간) = 115,200 kg

증기 단가가 50 원/㎏라고 가정하면 115,200 kg × 50원/kg = 5,760,000 원 (576만원) 으로 손실금액이 산출됩니다.

 

따라서, 스팀트랩 을 설치 하여야 만 한다는 것 입니다. 즉 스팀트랩(O-TRAP)의 가격이 150만원이라 할지라도 31일(약1개월 정도)이면 투자비가 회수되고 그 이후는 쭈~욱 이익이기 때문입니다. [150만원 ÷ 48,000원/일 = 31.25일 (약31일)]

(￦576만원 ÷ 120일 = ￦48,000원/일 → 1일 증기누출금액: ￦48,000원/일)

 

증기압력 0.2MPa, 배관경 10A, 배관길이 80M 동관 Tracing에서 Steam Trap 없이 운영하는 경우에 이렇게 증기손실이 크다는 점으로 나타납니다. ~! !

스팀트랩을 설치하는 게 증기손실을 크게 줄인다는 점을 인식하여야 할 것 입니다.

10A(3/8")직경의 구리동관에 2 ㎏/㎠·G 증기를 스팀트랩없이 사용한다면, 위와 같은 손실이 발생한다는 것을 알 수 있습니다.

 

가마솥, 자켓솥, 건조기 등 의 열교환기의 응축수 배관경은 32A, 25A 혹은 20A 등으로 응축수 배출 배관직경이 더욱 큽니다. 물론 이런곳에는 밸브를 설치하여 밸브를 적당히 잠궈 놓으면서 스팀트랩없이 밸브뿐만으로 응축수를 연속적으로 배출시키는 곳들이 종종 있습니다 만, 이런 곳들은 아마도 적절하지 않은 스팀트랩이 설치되어 있었기에, 지속적으로 열효율이 유지가 되지않았기 때문에 작업자들 께서 아예 트랩을 폐지하거나 혹은 트랩이 있더라도 바이패스 밸브를 줄곧 열어놓고 작업을 할 수 밖에 없는 곳들이었으리라 생각됩니다.

어떻든 간에, 아예 스팀 트랩을 없애기 보다는, 증기를 사용하는 열교환기의 증기소비량 (방열량) 발생량에 알맞는 적절한 배출 용량의 스팀트랩을 반드시 설치하도록 권장 하는 바입니다.

 

 

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