볼 플로트 스팀 트랩

볼 플로트 스팀 트랩이란 무엇인가요?

볼 플로트 스팀 트랩은 스팀 밀도 차이에 의해 트랩이 작동하는 기계 장치입니다. 이 장치에서 밸브는 플로팅 트랩 볼을 고정합니다. 밸브 몸체가 액체로 채워지면 볼이 액체 위에 떠 있습니다. 철봉을 사용하여 플로팅 볼을 밸브 게이트에 연결하여 볼이 위로 떠오를 때 밸브 게이트를 열 수 있도록 합니다. 응축수 레벨이 낮으면 밸브에 증기가 채워집니다. 따라서 증기가 볼을 아래로 밀어내어 게이트를 닫습니다. 또한 밸브는 조정되거나 제어된 속도로 증기 흐름을 허용할 수 있습니다. 볼 플로트 스팀 트랩은 스팀과 물을 분리하는 데 사용되는 장치입니다. 볼 플로트 스팀 트랩은 스팀 낭비를 방지하기 위한 장치입니다. 증기 플랜트의 증기에 존재하는 공기와 응축수는 플랜트의 효과적인 성능에 특정 유해한 영향을 미칩니다. 이러한 영향에는 증기가 차지할 수 있는 가열 공간을 빼앗고 가열 표면에 수막을 형성하거나 열 전달을 제한하는 에어 포켓이 생기는 것도 포함됩니다.

그림: 볼 플로트 스팀 트랩.

볼 플로트 스팀 트랩의 작동

볼 플로트 스팀 트랩은 밸브와 밸브를 열거나 닫아 증기가 빠져나가지 않고 배관에서 응축수를 배출하는 메커니즘으로 구성됩니다. 볼 플로트 스팀 트랩은 배수를 위해 시스템의 낮은 지점에 설치됩니다. 볼 플로트 스팀 트랩 밸브와 플로트는 플로트가 상승하면 밸브가 열리도록 연결되어 있습니다. 트랩이 작동하면 물과 혼합된 증기가 플로트 챔버를 통해 흐릅니다. 물은 증기보다 밀도가 높기 때문에 트랩의 바닥으로 떨어집니다. 이로 인해 수위가 상승합니다. 이렇게 수위가 상승하면 플로트가 들어올라 플러그를 들어올린 다음 밸브가 열립니다. 이렇게 하면 응축수가 강제로 배출되는 동시에 플로트가 더 낮은 위치로 이동하여 응축수 레벨이 너무 낮아져 증기가 빠져나가기 전에 밸브가 닫힙니다. 이 트랩을 통해 트랩을 빠져나온 응축수는 급수 시스템으로 되돌아갑니다. 

볼 플로트 스팀 트랩의 작동

볼 플로트 스팀 트랩 사양

온도, 압력, 재질, 배출 용량 및 연결 유형에 대한 최소 볼 플로트 스팀 트랩 사양에 영향을 미치는 요인이 있습니다. 이러한 요인은 아래에 설명되어 있습니다.

본체 재질 

볼 플로트 스팀 트랩 재질은 트랩을 구매할 때 고려해야 할 매우 중요한 요소입니다. 재료 선택은 주변 환경의 최대 작동 압력 및 온도, 응축수 배출 위치, 최소한의 유지보수 요건에 따라 달라집니다. 볼 플로트 스팀 트랩 제조업체는 최대 압력, 압력 테스트 및 배관 온도를 달성하는 것을 목표로 재료를 선택합니다. 볼 플로트 스팀 트랩 커버, 본체 및 기타 부품을 압력에 견디도록 만드는 데 사용되는 재료는 다른 밸브에 사용되는 재료와 다르지 않습니다. 이러한 재료에는 스테인리스 스틸, 탄소강, 연성 주철 또는 회주철이 포함됩니다. 본체 재질의 최대 적용 온도 및 압력이 볼 플로트 스팀 트랩의 최대 작동 온도 및 압력과 항상 일치하는 것은 아닙니다. 개스킷 및 내부 부품과 같은 다른 구성품의 온도/압력 저항에 의해 최대 작동 온도와 압력이 제한될 수 있기 때문입니다. 

크기 조정 

볼 플로트 스팀 트랩은 해당 트랩에 응축수를 공급하는 장치의 배출구에 있는 배관의 크기와 일치해야 합니다. 트랩에 응축수를 공급하는 장비의 배출구에 있는 응축수 배관은 아래 표의 세부 사항에 따라 크기를 조정해야 합니다. 볼 플로트 트랩의 크기가 장비의 배출 배관보다 작으면 침수 및 손상 또는 가열 문제가 발생할 수 있으므로 이보다 작아서는 안 됩니다. 또한 볼 플로트 스팀 트랩의 배출구 배관 크기는 트랩 크기에 따라 달라질 필요가 없으며, 필요한 유량을 생성하고 2상 흐름의 압력 손실을 제한하도록 설계되어야 합니다.

연결 유형 

대부분의 스팀 사용자는 표준 국가, 회사 또는 업계 사양 및 코드에 따라 나사식, 플랜지식 또는 소켓 용접식 볼 플로트 스팀 트랩을 연결해야 합니다. 나사식 연결은 플랜지 연결에 비해 비용이 저렴합니다. 그러나 나사식 연결은 설치 시 나사로 조여야 하므로 트랩 배출관을 분리하거나 유니온을 사용하여 트랩 교체가 용이하도록 해야 합니다. 볼 플로트 스팀 트랩에 나사식 연결부를 사용할 경우, 연결된 배관의 연결 불량 문제를 줄이기 위해 사용되는 나사산은 공식 표준을 따라야 합니다. 특정 스팀 플랜트에서는 스팀 누출 수준을 제한하기 위해 소켓 용접 연결 방식의 볼 플로트 스팀 트랩을 선호하기도 합니다. 그러나 이러한 연결은 교체 시 제거하기가 어렵고 유지보수 비용이 더 많이 드는 경향이 있습니다. 플랜지 연결이 있는 볼 플로트 스팀 트랩은 트랩의 크기와 치수가 서로 마주보는 경우 쉽게 제거하고 교체할 수 있습니다. 환경 및 작동 조건에 따라 트랩 사양을 정한 후 다음 접근 방식은 적절한 배출 용량과 안전 계수를 결정하는 것입니다. 

볼 플로트 스팀 트랩의 종류

루즈 볼 플로트 스팀 트랩 

볼 플로트 스팀 트랩의 간단한 유형은 느슨한 플로트 트랩입니다. 이 트랩은 아래 그림에 나와 있습니다. 응축수가 A 지점의 입구를 통해 볼 플로트 스팀 트랩으로 유입되면 수위가 상승하고 B 지점의 플로트가 C 지점에서 들어 올려집니다. 응축수 흐름이 감소하면 볼 플로트 스팀 트랩의 수위가 떨어지고 볼이 출구 지점 D를 덮기 시작합니다. 응축수가 모두 배출된 후 볼이 오리피스를 덮어 스팀 손실을 방지하는 방식이죠. 플로트 작용은 볼 플로트 스팀 트랩에 도달하는 응축수의 양에 비례하여 연속 배출을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 이러한 유형의 루스 볼 플로트 스팀 트랩은 작동 부품이 고장날 염려가 없어 유지보수가 거의 필요하지 않다는 장점이 있습니다. 그러나 루스 볼 플로트 스팀 트랩은 배출구가 입구보다 낮게 유지됩니다. 이 설계로 인해 트랩을 통한 증기 분사를 제한하는 워터 씰이 생깁니다. 또한 이 씰은 메인 오리피스를 통해 트랩에서 공기를 배출하지 않습니다. 따라서 또 다른 핸드 에어 콕 포인트 E가 포함되어야 합니다. 볼 플로트 스팀 트랩의 또 다른 문제점은 작은 배출구에 볼을 제대로 장착하기 어렵다는 것입니다. 

그림: 루즈 볼 플로트 스팀 트랩.

레버 볼 플로트 스팀 트랩

볼 플로트 스팀 트랩의 일종으로, 응축수가 입구 A를 통해 본체로 유입되고 수위가 상승하면 볼 B가 들어 올라오는 방식입니다. 볼은 플로트 암 포인트 C를 사용하여 포인트 D의 배출 밸브에 연결되며, 응축수가 볼을 들어 올리면 배출 밸브가 열립니다. 밸브 위치는 본체의 수위에 따라 변경되어 이 유형의 트랩의 최대 용량에 해당하는 모든 부하에서 응축수를 지속적으로 배출합니다. 응축수 부하가 감소하면 스팀이 트랩에 도달하기 위해 상승하고 플로트는 낮은 위치로 떨어집니다. 밸브는 스팀 낭비를 방지하기 위해 시트에 고정되어 있습니다. 이 트랩과 관련된 한 가지 주요 문제는 시동 시 메인 밸브를 통해 배출할 수 없다는 것입니다. 

레버 볼 플로트 스팀 트랩

볼 플로트 스팀 트랩 제조업체가 시스템에서 공기를 방출하는 특정 메커니즘을 제공하지 않는 한, 응축수가 트랩으로 유입되어 공기와 결합되는 것을 방지할 수 없습니다. 레버 볼 플로트 스팀 트랩 제조업체는 때때로 E 지점에 수동 콕이 있는 트랩을 설계하기도 하지만 이 수동 콕은 스팀이 켜질 때마다 수동으로 작동해야 합니다. 

온도 조절식 에어 벤트 볼 플로트 스팀 트랩

레버식 볼 플로트 스팀 트랩의 경우 수동 콕 대신 자동 공기 배출구가 있는 볼 플로트 스팀 트랩입니다. 공기 배출구는 응축수 레벨 위의 스팀 공간에 위치합니다. 초기 공기가 방출된 후에는 정상 작동 중에 공기 및 기타 응축되지 않는 가스가 모일 때까지 닫혀 있다가 개방되어 증기/공기 온도 혼합을 감소시킵니다. 이러한 유형의 자동 온도 조절식 에어 벤트 볼 플로트 스팀 트랩은 냉간 시동 시 응축수의 용량을 증가시킨다는 점에서 유리합니다.

온도 조절식 에어 벤트 볼 플로트 스팀 트랩

볼 플로트 스팀 트랩의 응용 분야 

• 열 전달을 향상시키기 위해 열교환기에 사용됩니다. 
• 오븐을 가열하는 데 사용됩니다. 
• 히터 배터리 및 장치 히터. 
• 분리기 배수. 
• 건조 실린더에 사용됩니다. 
• 난방 탱크. 
• 표면에 열을 전달하는 가열 프레스. 

볼 플로트 스팀 트랩의 장점 

• 특히 자동 환기구를 사용하는 경우 증기 압력 변화에 관계없이 응축수를 즉시 배출하세요. 
• 증기 온도에서 응축수를 지속적으로 배출합니다. 따라서 사용 가능한 표면적을 가열할 때 열 전달률이 높은 곳에 가장 먼저 선택됩니다. 
• 가볍고 무거운 응축수 부하를 처리하며 갑작스럽고 큰 압력 변동이나 유량의 영향을 받지 않습니다. 
• 물망치에 대한 내구성. 
• 이 트랩은 특히 자동 통풍구를 사용할 때 공기를 자유롭게 배출할 수 있습니다. 
• 볼 플로트 스팀 트랩 제조업체는 다양한 용도에 맞게 대용량으로 설계합니다. 

볼 플로트 스팀 트랩의 단점

• 과도한 동결로 인해 손상되기 쉽습니다. 
• 이러한 트랩에는 다양한 압력 범위에서 작업할 수 있도록 다양한 내부 부품이 필요합니다. 
• 이러한 트랩에 설계 압력 범위보다 높은 차압이 가해지면 트랩이 닫히고 응축수를 통과시키지 못할 수 있습니다. 

볼 플로트 스팀 트랩 문제 해결 

라이브 증기 누출

• 밸브 시트에 먼지가 쌓였습니다. 볼 플로트 스팀 트랩 앞에 별도의 스트레이너를 설치하세요. 스트레이너가 제대로 제거되고 청소되었는지 확인합니다. 스핀들과 시트에 먼지가 쌓여 있는지 검사하고 표면을 청소합니다. 

응축수 미방출 

• 볼 플로트에 구멍이 뚫렸습니다. 이렇게 하면 플로트에 물이 가득 차게 되어 부력을 잃게 되고 공이 물 위에 뜨지 않게 됩니다. 이로 인해 트랩이 질식합니다. 이 경우 플로트 볼을 다른 것으로 교체해야 합니다. 
• 낮은 차압. 낮은 차압은 배압에 의해 쉽게 무효화될 수 있습니다. 따라서 볼 플로트 트랩은 응축수를 배출하지 않습니다. 이를 방지하려면 차압을 권장하는 대로 높게 유지하세요. 

요약 

볼 플로트 스팀 트랩은 기계식 스팀 트랩의 일종입니다. 이 트랩은 스팀과 물을 분리하는 데 사용됩니다. 볼 플로트 스팀 트랩은 밸브를 열어 유체 흐름을 허용하는 방식으로 작동합니다. 동시에 트랩은 증기가 빠져나가는 것을 방지합니다. 볼 플로트 스팀 트랩은 스팀이 낭비되지 않도록 도와줍니다. 볼 플로트 스팀 트랩은 밸브와 시트 어셈블리의 두 가지 요소로 구성됩니다. 밸브는 응축수가 배출되는 가변 오리피스를 제공합니다. 두 번째 요소는 유체의 배출 여부를 결정하는 밸브를 닫거나 여는 데 도움이 됩니다. 유체 분리는 밀도 차이의 개념을 적용하여 이루어집니다. 볼 플로트 스팀 트랩은 물이 증기보다 밀도가 높기 때문에 물과 증기를 분리하는 데 도움이 됩니다. 이 트랩은 플로팅 볼을 사용합니다. 트랩에 액체가 가득 차면 공이 그 위에 떠 있습니다. 볼이 뜨면 밸브 게이트가 열려 응축수가 흐르게 됩니다. 응축수 레벨이 매우 낮으면 트랩에 증기가 가득 차게 됩니다. 결과적으로 증기가 볼을 아래로 밀어내어 게이트 밸브를 닫습니다. 

볼 플로트 스팀 트랩의 세 가지 유형은 온도 조절식 에어 벤트 볼 플로트 스팀 트랩, 레버 볼 플로트 스팀 트랩, 루스 볼 플로트 스팀 트랩입니다. 이러한 트랩은 가열 프레스, 가열 탱크, 열교환기, 건조 실린더 등 다양한 용도로 사용됩니다. 볼 플로트 스팀 트랩은 수격에 대한 저항성, 대용량, 증기 온도에서 응축수를 배출하는 능력, 응축수가 형성되는 즉시 배출하는 능력 등의 특성으로 인해 선호됩니다.