(사)한국에너지기술인협회/이대철 교수
제2장 : 스팀의 사용
시작
스팀은 단위 중량당 가장 많은 열량을 가지고 있는 열매체이며, 압력이 일정한 상태에서 공정에 열을 전달할 때는 일정 온도에서 열을 전달하는 장점이 있다. 이러한 스팀의 고유한 성질은 스팀을 사용하는 공정이 안정적으로 이루어질 수 있도록 해준다. 제2장에서는 가상의 플랜트를 설정하고 스팀 사용량 계산과 스팀 배관 사이즈 선정 방법 등 스팀을 보다 효율적으로 사용하는 방법을 알아본다. 또한 스팀이 공급되는 각 공정 설비(스팀 유량계, 감압 시스템, 온도 조절 시스템, 열교환기)의 보다 효율적인 운전을 위한 이론적 설명과 함께 공정 설비 선정 방법을 설명한다.
9. 자동 제어 시스템
9.5 컨트롤 밸브(Control Valve)
가) 글로브 밸브(Glove Valve)
글로브 밸브는 유량을 조절하기에 적합하고 밸브의 개도와 밸브를 통해 흐르는 유량과의 관계인 유량 특성을 부여하기 쉽기 때문에 제어 응용처에 널리사용되고 있다.
그림 1은 단일시트(Single Seat) 2방 글로브밸브를 나타내는 것으로 몸체, 보닛, 밸브의 시트와 밸브 플러그, 밸브 스템(구동부와 연결하는 부분), 밸브 스템과 보닛 사이의 실링으로 구성되어 있다. 유체와 직접 접촉하고 제어되는 부분은 일반적으로 밸브 몸체의 재질과 상이한 재질을 사용하며, 특별히 이러한 부분인 플러그와 시트를 합하여 트림(Trim)이라 부른다.
나) 볼 밸브(Ball Valve)
간단한 몸체 안에 있는 두 개의 씰링 링과 그 사이에 위치한 구형의 볼로 구성된 볼 밸브이다. 볼은 유체가 통과할 수 있는 구멍을 가지고 있다. 배관과 일직선으로 정렬하였을 때 이 구멍은 배관 내경과 같거나 거의 같아서 유체는 압력 강하가 거의 없이 통과된다. 볼을 90도로 회전시키면 유로를 열거나 닫을 수 있다.
제어용으로 설계된 볼 밸브는 유량 패턴을 예측할 수 있도록 유량 특성이 부여된 볼 또는 시트를 가지고 있다. 볼 밸브는 쉽게 구동 할 수 있으며, 때로는 원거리 차단이나 제어용으로 사용한다. 중요한 제어 응용처에서는 세그먼트 볼과 특별히 모양을 낸 구멍을 가진 볼을 사용하여 다른 유량 특성을 나타내기도 한다.
다) 버터플라이 밸브(Butterfly Valve)
그림 3은 버터플라이 밸브를 나타낸 것으로 열린 위치에서 디스크는 배관 벽면에 수평 위치로 회전하여 밸브를 통해 최대 유량이 통과할 수 있도록 한다. 닫힌 위치에서는 디스크는 시트에 맞닿도록 배관 벽면과 수직 방향으로 회전한다.
버터플라이 밸브는 사용하는 연질 시트의 내재적인 한계 때문에 낮은 압력과 온도에서만 사용하도록 제한되어 있다. 그러나 이런 약점을 보완하여 보다 높은 온도용의 시트나 고품질로 가공된 메탈 시트가 공급된다. 일반적으로 버터플라이 밸브는 특별히 대구경이거나 제한적인 부하 조정비가 요구되는 단순한 제어 응용처에 사용되고 있다.
<그림 1> 단일시트(Single Seat) 2방 글로브밸브
(사)한국에너지기술인협회/이대철 교수
제2장 : 스팀의 사용
시작
스팀은 단위 중량당 가장 많은 열량을 가지고 있는 열매체이며, 압력이 일정한 상태에서 공정에 열을 전달할 때는 일정 온도에서 열을 전달하는 장점이 있다. 이러한 스팀의 고유한 성질은 스팀을 사용하는 공정이 안정적으로 이루어질 수 있도록 해준다. 제2장에서는 가상의 플랜트를 설정하고 스팀 사용량 계산과 스팀 배관 사이즈 선정 방법 등 스팀을 보다 효율적으로 사용하는 방법을 알아본다. 또한 스팀이 공급되는 각 공정 설비(스팀 유량계, 감압 시스템, 온도 조절 시스템, 열교환기)의 보다 효율적인 운전을 위한 이론적 설명과 함께 공정 설비 선정 방법을 설명한다.
9. 자동 제어 시스템
9.5 컨트롤 밸브(Control Valve)
가) 글로브 밸브(Glove Valve)
글로브 밸브는 유량을 조절하기에 적합하고 밸브의 개도와 밸브를 통해 흐르는 유량과의 관계인 유량 특성을 부여하기 쉽기 때문에 제어 응용처에 널리사용되고 있다.
그림 1은 단일시트(Single Seat) 2방 글로브밸브를 나타내는 것으로 몸체, 보닛, 밸브의 시트와 밸브 플러그, 밸브 스템(구동부와 연결하는 부분), 밸브 스템과 보닛 사이의 실링으로 구성되어 있다. 유체와 직접 접촉하고 제어되는 부분은 일반적으로 밸브 몸체의 재질과 상이한 재질을 사용하며, 특별히 이러한 부분인 플러그와 시트를 합하여 트림(Trim)이라 부른다.
나) 볼 밸브(Ball Valve)
간단한 몸체 안에 있는 두 개의 씰링 링과 그 사이에 위치한 구형의 볼로 구성된 볼 밸브이다. 볼은 유체가 통과할 수 있는 구멍을 가지고 있다. 배관과 일직선으로 정렬하였을 때 이 구멍은 배관 내경과 같거나 거의 같아서 유체는 압력 강하가 거의 없이 통과된다. 볼을 90도로 회전시키면 유로를 열거나 닫을 수 있다.
제어용으로 설계된 볼 밸브는 유량 패턴을 예측할 수 있도록 유량 특성이 부여된 볼 또는 시트를 가지고 있다. 볼 밸브는 쉽게 구동 할 수 있으며, 때로는 원거리 차단이나 제어용으로 사용한다. 중요한 제어 응용처에서는 세그먼트 볼과 특별히 모양을 낸 구멍을 가진 볼을 사용하여 다른 유량 특성을 나타내기도 한다.
다) 버터플라이 밸브(Butterfly Valve)
그림 3은 버터플라이 밸브를 나타낸 것으로 열린 위치에서 디스크는 배관 벽면에 수평 위치로 회전하여 밸브를 통해 최대 유량이 통과할 수 있도록 한다. 닫힌 위치에서는 디스크는 시트에 맞닿도록 배관 벽면과 수직 방향으로 회전한다.
버터플라이 밸브는 사용하는 연질 시트의 내재적인 한계 때문에 낮은 압력과 온도에서만 사용하도록 제한되어 있다. 그러나 이런 약점을 보완하여 보다 높은 온도용의 시트나 고품질로 가공된 메탈 시트가 공급된다. 일반적으로 버터플라이 밸브는 특별히 대구경이거나 제한적인 부하 조정비가 요구되는 단순한 제어 응용처에 사용되고 있다.
<그림 1> 단일시트(Single Seat) 2방 글로브밸브