열교환기의 드레인(응축수)이 잘 배출되지 않는다.

열교환기(공조기 AHU, 판형 열교환기, 쉘앤드튜브 열교환기, 가마솥, 급탕(온수)탱크 열교환기, 염색기, 건조기 등)의 드레인(응축수)이 빠지지 않고, 열교환기 내부에 정체되는 경우 입니다.

 

이렇게 응축수 배출이 안되는 경우에는 온도가 좀처럼 오르지 않습니다.

 

예를 들면, 사용 증기 압력 2k 헤더(Steam 2㎏/㎠·g)에서 당겨왔고, 열교환기의 압력은 1.8킬로까지 상승하고 있었습니다.

드레인이 빠지지 않을 것이라고 생각하고, 스팀트랩의 바이 패스 배관을 통해 드레인을 배출시켜 보니 잽 싸게 나오는 것을 확인했습니다. 그러나 스팀트랩을 경유로 해 보면 드레인이 "쫄~쫄~쫄~" 이렇게 밖에 나오질 않습니다.

스팀트랩을 신품으로 교체하고, 전단 스트레이너도 청소했습니다만 같은 현상입니다.

트랩 메이커(업체)를 불러 보았더니, 트랩 자체에는 이상은 보이지 않고, 열교환기를 사용할 때 바이패스로 드레인을 충분히 꺼내야 한다고 했습니다=충분히 꺼내지 않으면 안된다고 하더군요.

 

1.8kg의 압력에도 스팀트랩을 경유해 드레인(Drain)이 흐르지 않는 이유는 무엇일까요?

열교환기를 사용할 때는 바이패스로 드레인을 배출시키지 않으면 안되는 것일까요?

 

상기의 내용에 대한 원인 과 해결 방안을 연구·검토해 보도록 하겠습니다. ;

 

트랩이 드레인을 배출시키는 기능은, 플로트식이나 버킷식의 경우는, 부자=플로트 가 올라가 배수구가 열리기 때문에, 증기의 압력이 가해져도 나오는 것에는 별로 관계 없다고 생각합니다.

그래서, 스팀트랩을 거쳐서 드레인을 배출시키는 것보다, 바이 패스로 즉, 스트레이트로 배출시키는 편이, 물이 잘 나오는 것은 당연하다고 생각합니다.

 

> 열교환기를 사용할 때에, 바이패스로 드레인을 배출시키지 않으면 안되는 것일까요?

 

열교환기에 쌓여 있는 드레인을 빼지 않으면, 열교환기에 새로운 증기가 들어오지 않는다고 생각합니다.

이런 현상은, 열교환기에 가득 드레인이 쌓여있는 것 때문이 아닐까 생각되며, 바이패스 밸브를 열어, 바이패스관으로 증기가 빠지지 않게 될 정도로, 뜨거워질 때까지, 열교환기 안의 드레인을 배출시킬 필요가 있다고 생각합니다.

 

대부분의 경우, 열교환기 입구 증기관에 제어 밸브가 설치되어 있을 것입니다만, 1.8k라고 하는 것은 제어 밸브 입구의 압력일 것입니다.

어느 경우는, 제어 밸브 통과 후의 압력이 부압(-마이너스 압)이 되어 있을 것입니다.

열교환기 내부의 온도가 100 ℃ 이하일 경우가 있기 때문에, 그 당시의 증기의 압력은 대기압 이하로 떨어지게 됩니다. 따라서 드레인을 배출시키기는커녕, 흡입 해 버릴지도 모르는 상황입니다. 열교환기 내부는 차가워진 드레인의 만수 상태로 되어, 증기가 열교환할 면적이 별로 없습니다.

바이 패스를 열면 드레인 튜브(관)의 공기를 흡입하여 열교환기 내부 압력이 올라가기 때문에(상승하기 때문에) 드레인(Drain)이 나오지만 보통 스팀트랩에는 역류 방지기구(체크밸브)가 달려있어서 나오기 어렵습니다.

이런 경우의 대책은, 트랩 상류에 진공 차단기(진공 브레이커)를 설치하는 것입니다. 공기를 흡입하므로 부식이 걱정되지만 어쩔 수 없습니다.

 

상기와 같은 현상을 영속적으로 해결할 수있는 에너지 절감형의 신개념의 스팀트랩인 고정오리피스식 스팀트랩인 O-TRAP 을 소개하겠습니다.

 

고정오리피스식 스팀트랩인 "O-TRAP" 은, 구멍이 열려있는 그냥 단순한 구조이며, 작동하는 밸브가 없기 때문에, O-TRAP은 히터 내부가 매우 낮은 차압(ΔP)이 되어도, 중력으로 응축수가 제거 됨으로써, 제자리에 액면이 발생하지 않기에(즉, 응축수 정체가 되지않기에), 부식의 영향이 한 곳으로 집중하지 않습니다.

열교환기 내부의 압력이 매우 낮은 상태 (대체로 0.1MPaG 이하= 1㎏/㎠·g이하) 에서, 중력만으로 응축수가 제거 되는 것에 대해서, 여러분께서 현실적 상황에 입각하여 이해하실 수 있나요?

 

오히려, 기존에 사용하고 있는 기계식 스팀 트랩들의 경우, 낮은 차압(0.5 ㎏/㎠·g이하)가 되면, 응축수를 거의 밀어 내지 못하는 경우가 대부분일 것입니다.

열교환기 일종인, 공조기 유니트 히터(AHU)등의 내부가 매우 낮은 차압(ΔP) 즉, (극 차압)이 되어도, 고정오리피스식 스팀트랩인 “O-TRAP”은, 차압(ΔP)이 존재하는 한, 응축수가 제거 되는 것으로 즉, 증기 소비에 의한 응축수 발생과 동시에 계속적으로 발생되는 이 응축수를 지속적으로 끊임없이 배출할 수 있다는 것입니다.

​

증기의 비례식 조정밸브(Proportional Control Valve)는 공장 설비 가동 초기에는 공장 작업실이 차가워 져 있기 때문에 제어 밸브(CV)는 전개 상태(100% Open)입니다.

즉, 가동 초기에 제어밸브 100% Open 때는 차압(ΔP)도 커서 스팀 트랩은 매우 순조롭게 응축수를 배출시킵니다.

 

가동 후, 점차 실내 온도도 상승하여 설정 온도에 접근하여 감에 따라, 비례제어밸브(CV)도 조금씩 닫혀갑니다. 이에 따라 열교환기내의 압력도 내려 가고, 결국 영 (0)이됩니다. 따라서 증기 응축수도 서서히 나오기 어렵게 되어, 증기 응축수가 열교환기내에 쌓여 배출 할 수 없는 상태가 됩니다. 이것은 「기존의 기계식 스팀 트랩」에 해당되는 설명입니다.

 

고정오리피스식 트랩인 「O-TRAP」은 소비증기량=응축수량을 규정압력으로 배출하도록 설계되어있는 오리피스(설계된 구멍사이즈)가 내장시켜 져 있기에 안정적으로 응축수를 배출시킵니다.

O-TRAP의 모델별·압력별 응축수 배출 능력표(아래) 에서 처럼 압력 변화에 따라 배출을 합니다.

 

따라서, 위 표에서처럼 「O-TRAP」은 증기 차압(ΔP)이 존재하는 한, 응축수를 지속적으로 배출 시키기 때문에, 압력 변동이 발생하여도 온도를 균일하게 유지할 수 있습니다.

 

 

 

#스톨현상, #열교환기, #응축수 배출 정지, #공조기, #AHU, #공조설비, #온도관리, #비례제어, #비례식조절밸브, #응축수정체, #드레인배출불량, #비례제어밸브, 응축수배출불량, #드레인배출불량, #OTRAP으로스톨해결

​

​

O-TRAP 관련 상담 문의처;

Tel : 070-7747-8290

E-mail: tjchung@naver.com

E-mail: tjchung@hanmail.net

URL: http://k.o-trap.cn