스팀 트랩

스팀 트랩은 스팀 시스템의 중요한 구성 요소입니다. 스팀 트랩은 스팀 시스템의 생산성과 신뢰성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 스팀 트랩의 역할은 스팀 장치에서 응축수, 공기 및 기타 응축되지 않는 가스를 제거하면서 살아있는 스팀이 빠져나가지 않도록 하는 것입니다. 이 문서 가이드에서는 스팀 트랩의 필요성, 작동과 관련된 요구 사항, 표준 작동 모드, 문제 해결 및 관련 요구 사항을 모두 다룹니다.

스팀 트랩

스팀 트랩이란 무엇인가요?

스팀 트랩은 스팀과 응축수를 결정하는 자동 배수 밸브 제품군 중 하나입니다. 스팀 트랩은 다양한 압력이나 부하에서 스팀을 차단하고 응축수를 배출합니다. 스팀 트랩은 공기 및 기타 비응축성 가스를 쉽게 배출하면서 살아있는 스팀을 다시 유지할 수 있는 적절한 용량을 가져야 합니다. 산업에서 증기는 치유 목적으로 또는 기계 제어를 위한 원동력으로 매일 사용됩니다. 스팀 트랩은 이러한 용도에서 스팀이 손실되지 않도록 하기 위해 사용되고 있습니다.

공식 성명서에서 ANSI는 스팀 트랩을 다음과 같이 정의합니다:

"증기가 들어 있는 인클로저에서 응축수를 자동으로 배출하는 독립형 밸브로, 살아있는 증기를 꽉 채우거나 필요한 경우 증기가 제어되거나 조정된 속도로 흐르도록 합니다. 대부분의 스팀 트랩은 응축되지 않는 기체도 통과시키면서 라이브 스팀에 밀폐된 상태를 유지합니다."

스팀 트랩이 필요한 이유는 무엇인가요?

간단히 말해 스팀 트랩은 스팀 시스템에서 응축수 및 비응축성 가스를 제거하는 데 사용되고 있습니다.

물이 기화하여 기체 상태로 바뀌면서 증기가 생성됩니다. 기화 현상이 일어나려면 물 분자가 분자 사이의 결합을 끊을 수 있는 충분한 에너지가 있어야 합니다. 액체를 기체로 변환하는 데 필요한 이 에너지를 '잠열'이라고 합니다.

보일러에서 생성된 증기는 제품을 가열하는 데 필요한 열 에너지를 제공합니다. 공정에서 제품을 가열하여 증기가 에너지를 잃으면 응축수가 형성됩니다. 증기에서 발견되는 에너지의 대부분은 밸브와 피팅에서 누출되는 복사열로 인해 낭비되는 경우가 많습니다. 이 열이 손실되면 증기가 응축되어 포화 상태가 됩니다. 이 응축수가 발생하자마자 즉시 제거하지 않으면 상으로의 열 흐름을 느리게 하여 장치의 작동 성능을 최소화할 수 있습니다. 응축수가 증기 시스템에 존재하면 수격 또는 부식으로 인해 물리적 손상을 일으킬 수 있습니다.

수평 도관의 바닥에는 응축수가 그 위로 이동하는 증기와 함께 모입니다. 응축수가 쌓이면 고속으로 움직이는 비압축성 물의 고밀도 덩어리가 만들어집니다. 파이프, 피팅 또는 밸브가 갑자기 물 덩어리를 막으면 파이프 또는 피팅에 기계적 손상이 발생할 수 있습니다.

증기 시스템에서 공기 및 기타 비응축성 가스를 제거하는 것도 마찬가지로 네 가지 중요한 측면에서 중요합니다.

• 작동이 재개될 때 시스템에 공기가 있는 경우 공기가 배출될 때까지 스팀이 유입되지 않습니다.     
• 공기-증기 혼합물은 증기 온도보다 훨씬 낮은 온도를 가지므로 전달되는 열이 줄어듭니다.
• 공기가 파이프나 용기의 내부 표면에 달라붙어 열 전달이 느려집니다.
• 응축수에 용해되어 시스템을 부식시키는 비응축성 산성 가스에 녹아 있습니다.

스팀 트랩은 어떻게 작동하나요?

모든 스팀 트랩 작동은 속도, 온도, 밀도라는 세 가지 기본 작동 원리 중 하나로 분류할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 다양한 유형의 스팀 트랩이 다양한 용도에 맞게 제작되었습니다. 스팀 트랩의 중요한 기능은 스팀과 응축수를 구분하는 능력입니다. 다양한 유형의 스팀 트랩은 다양한 작동 기준과 방법을 사용하여 스팀, 응축수 및 공기를 구분합니다. 이러한 작동 원리에 따라 분류할 때 각 유형에는 특정 용도에 맞는 스팀 트랩을 선택할 때 반드시 고려해야 하는 장단점이 있습니다.

스팀 트랩에는 몇 가지 종류가 있나요?

스팀 트랩은 작동 원리에 따라 크게 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다:

1. 기계식 스팀 트랩: 기계식 스팀 트랩은 온도 변화나 속도/상 변화에 의존하는 다른 유형의 스팀 트랩과 달리 비중의 개념에 따라 작동합니다. 기계식 케이지에서는 응축수 급증에 따라 상승 및 하강하는 플로트의 변위로 인해 밸브가 열리고 닫힙니다.

기계식 트랩에는 플로트 트랩과 인버티드 버킷 트랩의 두 가지 주요 디자인이 있습니다. 플로트 트랩은 일반적으로 밀폐된 구형 플로트를 사용하는 반면, 인버티드 버킷 트랩은 부력이 있는 원통형 컵을 거꾸로 뒤집어 사용하는 방식입니다.

부력은 모든 유형의 기계식 트랩의 핵심에서 작동하는 핵심 요소이지만, 메커니즘과 작동 개념은 약간 다릅니다.

• 볼 플로트 스팀 트랩: 온도와 밀도의 효과를 모두 통합합니다. 볼 플로트가 트랩에 충분한 응축수가 도달하면 1차 밸브가 열려 플로트가 상승하여 응축수가 배출됩니다. 기계가 배수되면 볼이 떨어지고 밸브가 닫힙니다. 트랩 상단에 있는 별도의 온도 조절 부품이 트랩의 온도를 약간 떨어뜨리는 즉시 공기와 비응축성 가스를 방출하기 위해 열립니다.

볼 플로트 스팀 트랩

• 거꾸로 된 버킷 스팀 트랩: 증기와 물의 밀도 차이로 작동하는 거꾸로 된 버킷 또는 개방형 플로트를 사용합니다. 뒤집혀 물에 잠긴 버킷 아래로 증기가 흐르면 증기가 떠서 배출 밸브가 닫힙니다. 트랩에 응축수가 가득 차면 버킷이 가라앉고 트랩 밸브가 열려 응축수가 제거됩니다. 버킷 상단에 있는 작은 통풍구를 통해 저장된 공기가 흐르면서 응축수를 배출할 수 있습니다.

인버티드 버킷 스팀 트랩

2. 열역학적 스팀 트랩: 열역학적 스팀 트랩은 크기가 작고 다양한 압력 범위에서 유연하게 사용할 수 있다는 점에서 높이 평가됩니다. 기본적인 구조로 수평 또는 수직으로 작동할 수 있습니다. 이러한 특성 덕분에 열역학적 스팀 트랩은 다양한 추적, 드립 및 가벼운 흐름 스팀 애플리케이션에 널리 사용되는 대안입니다.

열역학적 스팀 트랩에는 열역학적 디스크와 열역학적 임펄스(온도 조절식 스팀 트랩)의 두 가지 기본 유형이 있습니다.

• 온도 조절식 스팀 트랩: 압력에 따라 포화 증기의 온도가 결정됩니다. 스팀 챔버에서 증기는 증발 엔탈피(열)를 잃고 증기 온도에서 응축수를 생성합니다. 더 이상 열 손실이 발생하면 응축수 온도가 낮아집니다. 온도 조절 트랩은 이 낮은 온도가 관찰될 때 응축수가 통과할 수 있도록 합니다. 스팀이 트랩에 들어가면 온도가 상승하고 트랩이 닫힙니다.

온도 조절식 스팀 트랩

• 열역학적 스팀 트랩: 열역학 트랩은 가장 일반적인 트랩 유형으로, 속도 이론을 기반으로 합니다. 응축수와 공기는 트랩에 도달하여 게이트, 가열 및 제어 영역으로 이동합니다. 증기 또는 플래시 증기가 입구로 들어가면 유속이 상승하고 디스크가 시트 쪽으로 당겨집니다. 디스크는 제어 챔버의 압력 상승으로 닫힙니다. 디스크의 밀봉면에 대한 증기압의 제어된 팽창으로 인해 트랩이 다시 열리고 사이클링 속도가 제어됩니다.

열역학적 스팀 트랩

스팀 트랩이 중요한 이유는 무엇인가요? 

공장에서 공정 및 공간 난방을 위해 증기를 생산하고 보유하는 데는 비용이 듭니다. 낭비하기에는 너무 많은 비용이 듭니다. 증기는 용광로에서 수천 또는 수백 개의 분기로 보내집니다. 스팀 트랩은 각 분기 끝에서 스팀이 장치 밖으로 빠져나가는 것을 방지합니다.

응축수를 추출하지 않으면 파이프 내부의 흐르는 증기와 작은 파도가 빠르게 움직이는 증기와 함께 밀려날 수 있습니다. 파도 중 하나가 기본적으로 플러그의 상단에 부딪히면 플러그 뒤의 증기의 힘은 숫양의 힘과 같은 물의 소강 상태를 만듭니다. 이 물살은 찻잔, 무릎, 펌프, 일부 트랩의 부유물 및 기타 장치 장비에 부딪힐 수 있습니다. 이러한 행동은 매우 큰 피해를 줄 수 있으며 워터 해머의 유형 중 하나입니다.

증기, 응축수, 공기는 열교환 장치 내부에서 같은 공간을 공유합니다. 응축수, 공기 및 비응축 가스는 생성되는 즉시 분리되므로 스팀은 열 에너지를 전달할 수 있는 표면이 더 많습니다. 물이나 공기가 있는 상태의 증기는 건식 증기보다 에너지 전달 매체의 효율이 떨어집니다.

스팀 트랩이 터지면 어떻게 되나요?

하나의 트랩이 오작동하는 것을 간과하면 일부 스팀이 분출되어 대기 중으로 방출될 수 있습니다. 증기를 생산하는 데 평균 $5/1000파운드의 비용이 들며, 매년 수천 달러의 손실이 발생할 수 있습니다. 현재 트랩 조사에 따르면 트랩 결함으로 인해 시간당 평균 50파운드의 증기가 손실되는 것으로 나타났습니다. 연간 손실량은 $2044의 비율로 환산하면 40만 Ib 이상의 증기에 달합니다. 여기에 100을 곱하여 표준 증기 기계의 규모를 추정하면 사소한 증기 손실이 실제 돈으로 환산되기 시작합니다. 작은 트랩이 증기를 절약하는 비결은 붕괴에 취약하기 때문이 아니라 여러 개가 있기 때문입니다.

기능적으로 블로우 스루 트랩은 열교환 시스템으로 확장되는 영향을 미칠 수 있습니다. 고장난 트랩이 다른 트랩이 배출되는 응축수 회수 라인에 부착되어 있으면 예기치 않은 양의 살아있는 증기가 회수 라인을 압박하여 다른 트랩에 역압을 유발할 수 있습니다. 모든 스팀 트랩은 높은 배압에서 제대로 작동하지 않습니다. 두 경우 모두 높은 배압으로 인해 응축수가 시스템의 다른 부분으로 역류할 수 있습니다.

스팀 트랩이 잠겨서 배출되지 않으면 어떻게 되나요?

스팀 라인의 트랩이 닫히지 않으면 닫힌 밸브로 인해 스팀과 응축수가 흐르지 못하고 라인에 축적됩니다. 응축수는 계속해서 낮은 지점으로 이동하여 그곳에 모이고, 증기의 흐름을 부분적으로 방해하여 수격 현상을 일으킬 수 있습니다. 라인이 영하의 온도에 노출되면 응축수가 동결되어 파이프가 파손될 수 있습니다.

몇 가지 주요 문제점은 다음과 같습니다:

• 워터 해머 및 압력 서지.
• 워터 로깅을 진행 중입니다.
• 배관 및 프로세스 장비 손상.
• 안전에 대한 타협.

한 유형의 트랩이 다른 유형보다 나은 이유는 무엇인가요?

이는 전적으로 사용하려는 트랩의 용도 및 작동 요건에 따라 달라집니다. 또한 스팀 트랩에서 기대하는 기능에 따라 달라집니다. 스팀 트랩은 일반적으로 다음과 같은 요구 사항에 사용됩니다:

• 증기 손실을 최소화합니다.
• 사용되는 열 교환 장비에서 최대 출력을 끌어냅니다.
• 장애가 없고 문제 없이 원활하게 작동합니다.
• 시스템에 있는 장비의 수명을 늘립니다.
• 더러운 증기 조건에서도 안정적으로 작동합니다.

트랩은 어디에 위치해야 하나요?

접근성를 초과하면 모든 트랩이 충돌하여 실패합니다. 트랩은 주기적으로 테스트하여 손상된 트랩이 수개월 또는 수년간 스팀을 낭비하지 않도록 해야 합니다. 트랩에 쉽게 접근할 수 있다면 검사 방법이 더 간단해집니다. 트랩 위치 목록이 있으면 모든 트랩을 쉽게 찾을 수 있는 경우가 많습니다.

기계 아래 가 배출되고 있습니다. 히터 코일과 스팀 트랩은 250psi 증기 압력에서 작동하지만 응축수는 어느 중력 지점에서 트랩으로 끌어당겨야 합니다. 대부분의 열교환기에서는 트랩 입구를 약 10~12인치에 배치하는 것이 일반적인 규칙입니다. 응축수 배수구의 관계 아래. 트랩을 먼지로부터 보호하기 위해 6인치 크기의 먼지 포켓을 제공해야 합니다.

스팀 주배관은 고속 스팀으로 인해 응축수를 제거하기 어렵기 때문에 약간의 추가 관리가 필요합니다. 드립 다리는 메인 라인과 높이가 같고 4인치 이상으로 적절하게 설계되어야 하며, 메인 라인 크기의 1/2을 사용하되 4인치 이상이어야 합니다.

시설과 가까운 거리 비워지고 있습니다. 위에서 언급했듯이 중력의 흐름은 응축수를 트랩으로 운반합니다. 동시에 공기와 증기가 파이프를 통해 위로 밀려 올라오고 있습니다. 이러한 역류 문제를 완화하려면 스팀 트랩으로 연결되는 긴 배관을 차단하세요.

요약하자면

스팀 트랩은 생산성을 높이는 동시에 공정의 운영 비용을 낮추기 위해 사용되는 안전 장비입니다. 이 기사에서는 스팀 트랩에 대한 간략한 소개를 제공했습니다. Ntgd는 전문가입니다. 스팀 트랩 제조업체궁금한 점이 있으시면 언제든지 문의해 주세요.