스팀트랩(드레인배출기,O-Trap)

스팀트랩 이후 응축수가 제대로 회수되지 못하는 이유(응축수 회수 불량 원인)

고정오리피스식 스팀트랩 O-TRAP 2024. 5. 18. 11:45

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스팀트랩 이후의 응축수가 제대로 회수 되지 못하는 이유스팀트랩 후단에 배압이 형성되기 때문으로, 그 원인은 대략 아래와 깉습니다.

 

▶ 응축수 회수 주배관과 회수지관의 잘못된 열결
▶ 이중트랩 설치 (Double Trapping)
▶ 그룹트래핑 (Group Trapping)

▶ 스팀트랩의 열림 고장으로 인해 생스팀이 누출되어 배압형성
드레인 포켓 사이즈(Drain Pocket Size)가 적당하지 않는 경우 등이 주 원인으로 작용할 수 있습니다


응축수 회수 계통은 트랩전문업체에 의뢰하여 점검을 받아 보시기를 권장합니다.

 

응축수 회수탱크는 보온을 하는 것이 기본이며, 탱크용량은 보일러 최대용량의 1/2 이상으로 설치하여 오버플로우(Over Flow) 되지 않도록 하는 것을 권장하고 있습니다.

 

트랩설치위치 (응축수를 배출 시킬 위치)

증기수송관 트랩 설치간격 위치

 

트랩설치위치 (응축수를 뺄위치)

 

 

스팀트랩과 응축수 회수 배관 접속 방법

트랩 회수배관연결(접속)

 

이중트래핑, 더블트래핑 (Double Trapping)

스팀트랩의 출구배관에 또 다른 스팀트랩을 직렬로 설치하는 것을 더블 트래핑(이중 트래핑)이라고 하며, 이는 위험요소가 큰 설치방법 입니다.

더블 트래핑은 메인트랩(전단트랩)의 누설이 발생했을 때를 대비하여 설치를 하는 경우가 있습니다만, 이는 정상적인 작동을 하고 있는 상황에서는 메인트랩(전단트랩)의 배압으로 작용을 하기 때문에 추천하지 않습니다.

두개의 트랩을 설치하는 것은 안전책으로 생각될 수 있지만, 실제로는 트랩이 막힌 것 처럼 응축수가 체류되는 현상이 발생할 수 있습니다.

 

▣ 이중 트래핑(더블 트래핑)이 안좋은 이유?

 ⓐ재증발 증기 또는 생증기의 누설방지를 위해 이중 트래핑한 경우

     만약 트랩이 파손되면 증기의 누설이 발생합니다. 트랩이 정상이라고 한다면 압력차이로 인해 응축수와 재증발 증기가 배출 됩니다. 어떤쪽이든 증기가 존재하는 상황이 만들어 지게 되어 전단측 트랩영향을 미치게 됩니다.

  • 배압이 상승됩니다. (증기의 유입시 후단측 스팀트랩에서 원활하게 배출되지 않기 때문에)
  • 후단측에 설치되어있는 트랩은 스팀록킹이 발생해 밸브가 닫히게 됩니다.
  • 응축수가 체류되어 워터해머가 발생합니다.

 ⓑ작동차압에 따라 배출능력이 큰 트랩을 설치한 경우

트랩을 한개 설치할 때에는 트랩의 전단과 후단의 압력차이로 응축수 배출량을 설계하여 설치합니다. 

더블트래핑의 경우에는 두개의 트랩사이의 압력을 검토해야 합니다. 적절한 트랩을 한개 설치하는 것으로 충분한 곳에 배출 능력이 큰 트랩을 더블로 설치할 수 밖에 없는 경우가 발생되기 때문입니다.

위에서 언급한 것 처럼 후단측의 스팀트랩은 증기에 의해 닫히게 되어, 결국 응축수가 체류되게 됩니다.

측, 응축수 회수 배관의 압력이 높은 경우, 차압 형성이 어려워 스톨현상이라고 불리는 응축수 체류현상이 발생할 수 있기 때문입니다.

이중트래핑, 더블트래핑(double-trapping)1
이중트래핑, 더블트래핑(double-trapping)2

 

응축수가 발생하자마자 연속식으로 곧바로 배출시키는 "고정 오리피스식 스팀트랩(O-TRAP) 차압이 존재하는 한 배출을 시키므로 스톨현상(체류현상)을 발생시키지 않습니다.

 

 

그룹트래핑 (Group Trapping)

 

Q. 여러 장치에 하나의 스팀 트랩으로 응축수를 배출해도 좋을까요?

 

A. 동일한 증기 장치를 병렬로 설치하여, 증기 공급 및 드레인 배출을 뭉뚱그려 모아서 한 대의 스팀 트랩으로 응축수를 배출하는 상태를 그룹 트래핑이라고합니다.

이 경우, 아래 그림처럼 스팀 트랩에 가장 가까운 A의 응축수가 배출되기 쉽고, B, C의 드레인 배출이 끝나기 전에 A로 부터의 증기가 스팀 트랩에 도달하여 트랩의 밸브를 폐쇄합니다. 그러면 A, B, C가 같은 압력이되고, B, C에서 응축수가 A로 역류 해 버립니다.

이처럼 완만한 드레인 배출이되기 때문에, 전체적으로 가열 효율이 현저하게 나빠집니다.

이상의 이유 때문에, 그룹 트래핑은 최대한 피하고, 장치마다 스팀 트랩을 설치하는 것(개별트래핑)을 권장합니다.

 

 

 

 

잘못된 그룹트랩핑 설치사례

 

 

 

 

ⓓ 그룹 트래핑을 한 경우 발생하는 문제

다수의 열교환 코일 혹은 섹션에서 발생하는 응축수를 한개의 헤더로 묶어 스팀트랩을 이용해 응축수를 배출하는 것그룹 트랩핑이라고 합니다.

그룹 트랩핑은 일반적으로 열교환기에 나쁜 영향을 줍니다. 그 이유는 각 섹션 내부의 압력 불균형 때문이며, 이로인해 응축수가 체류되는 현상과 워터해머의 발생등으로 열교환기의 손상이 발생하기 때문입니다. 그래서 증기사용장치에 있어서는 개별 트래핑을 실시하는 것이 기본입니다.

증기 가열식 에어 히터의 경우 에어핀 튜브면을 복수로 설치하고 응축수는 한개의 헤더로 받도록 구성됩니다. 이 에어핀 튜브면을 2장 혹은 3장으로 늘리는 것으로 전열면적 상승시켜 가열능력을 높이는 장치가 있습니다. 결과적으로 이 장치는 한개의 장치유닛 이지만 내부를 보면 2개 혹은 3개의 열교환 장치가 설치되어 있는 것 입니다.

열교환기 내부 열교환면(섹션)의 위치에 따라 응축수 발생량이 다릅니다. 일반적으로 피가열 물질의 입구에 가까운 전열면에서 발생하는 응축수량이 가장 많으며, 가장 후단에 설치되어 있는 전열면의 열교환기 내부 섹션에서 발생하는 압력의 불균형에 의해, 압력이 낮아지는 코일쪽으로 응축수 헤더로 부터 역류가 발생 합니다. 이런 압력의 불균형으로 응축수가 배출되지 않는 현상이 발생하게 됩니다. 이런 응축수 체류는 워터해머 나 코일 부식등을 유발해 메인테난스의 주기가 짧아지게 하거나 또는 이런 장치의 수명을 단축 시키는 원인이 됩니다.

그룹트랩핑에의한 스팀록킹

 

증기사용 프로세스의 효율성·에너지 절약성을 향상시키는 트랩은 "고정 오리피스식 스팀트랩(O-TRAP)입니다.

 

 

◎ 고정 오리피스식 응축수 배출장치 O-TRAP 이란?
   O-TRAP 은 기존의 Steam Trap 처럼 작동 밸브를 사용하지 않고, 드레인 량에 맞는 크기의 원형 구멍의 개구면적을 설계하여 드레인 만을 배출시키는 구조의 획기적인 응축수 배출 장치입니다.
작동 밸브가 없어 구조가 단순하기 때문에, 고장이나 증기 누출이 발생하지 않고, 대용량의 드레인에도 소 구경으로 대응할 수 있는 것이 특징입니다.


O-TRAP (고정 오리피스 타입 스팀트랩)은 엔지니어링 된 응축수 연속 배출 장치입니다. O-TRAP은 증기 손실을 최소화하면서 공기응축수 및 기타 모든 비응축성 가스를 배출합니다.
최대 열효율로 응축수 부하를 배출하기 위해 특정 응용 분야에 대해 고정 오리피스 크기(Size)가 계산됩니다배출되는 뜨거운 응축수의 약 10~25 %가 일정한 압력 강하로 오리피스의 하류 측에서 증기로 재증발 합니다. 이 재증발 효과는 포화 증기의 흐름을 더욱 제한합니다. 실제 조건에서는, 최소 비율의 증기가 응축수와 함께 배출되는데, 이는 응축수에 비해 증기의 부피가 상대적으로 크기 때문입니다.
O-TRAP 은 움직이는 부속품이 전혀 없어 고장나지 않기 때문에 모든 압력에서 적용 할 수 있으며, 스팀 트랩으로써의 수명이 거의 반 영구적입니다.

 

 

O-TRAP 상담문의

O-TRAP 관련 홈페이지 :  http://k.o-trap.cn 

 

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        막히기 어려운 소용량용 표준형 (접속경 15A)은 오리피스(구멍) 지름이 최대Φ2.3㎜로, 비교적 매우 작으며, 비교적 매우 작으며, 막힘방지하기위해 본체에 전용 Y- Strainer 와 Ball Valve를 세

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O-TRAP 관련 E-Mail 문의처 :  tjchung@hanmail.net 

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