증기 보일러 안전밸브 분출용량

「에너지이용 합리화법」에 따른 증기 보일러의 압력방출장치(안전밸브) 설계를 위한 분출용량 계산식에 대해 공유하고자 한다. (산업통상자원부 고시 제2015-183호)

 

 

 

증기 보일러 안전밸브 분출용량

 

안전밸브의 개수

- 증기 보일러에는 2개 이상의 안전밸브를 설치하여야 한다. 다만, 전열면적 50 ㎡ 이하의 증기 보일러에서는 1개 이상으로 하며 U자형 입관을 부착한 보일러는 안전밸브를 부착하지 않아도 된다.

- 관류보일러에서 보일러와 압력방출장치와의 사이에 체크밸브를 설치할 경우 압력방출장치는 2개 이상이어야 한다.

 

 

안전밸브 및 압력방출장치의 용량

- 안전밸브 및 압력방출장치의 분출용량은 최대증발량을 분출하도록 그 크기와 수를 결정하여야 한다.

- 자동연소제어장치 및 보일러 최고사용압력의 1.06배 이하의 압력에서 급속하게 연료의 공급을 차단하는 장치를 갖는 보일러로서 보일러 출구의 최고사용압력 이하에서 자동적으로 작동하는 압력방출장치가 있을 때에는 동 압력방출장치의 용량(보일러의 최대증발량의 30 %를 초과하는 경우에는 보일러 최대증발량의 30 %)을 안전밸브용량에 산입할 수 있다.

 

 

안전밸브 분출용량 계산

(1) 증기에 대한 공칭 분출량

(a) 공칭 분출계수에 따라 계산하는 경우는 다음 식에 따라 구한다.

 

 

여기에서	Qw	:	공칭분출량(㎏/h)
	A	:	분출면적(㎟),  A=π·di^2/4(전량식)
	di	:	목부의 지름(㎜)
	P	:	공칭분출량 결정압력(㎫){㎏f/㎠}으로, 설정압력이 0.1 ㎫{1 ㎏f/㎠}을 초과할 때에는 설정압력의 1.03배, 설정압력이 0.1 ㎫{1 ㎏f/㎠} 이하인 때는 설정압력에 0.02 ㎫{0.2 ㎏f/㎠}을 더한 값으로 한다. 다만, 지정이 있는 경우는 그 값에 따른다.
	Kd	:	공칭분출계수
	C	:	증기의 성질에 따른 계수로서 <표 1>에 따른다. - 증기압력 0.4 ㎫{4 ㎏f/㎠}미만인 포화온도의 경우는 1로 하고, 기타의 경우는 표에 따른다.

 

 

<표 1> 증기의 성질에 따른 계수(C)

 

 

 

(b) 공칭 분출계수의 측정을 하지 않는 경우는 (a)의 계산식 중 Kd대신 <그림 1>에서 구해지는 Kd값을 사용하여 공칭 분출량을 계산할 수 있다. 이 경우, 전량식 안전밸브는 Kd=0.864로 한다.

<그림 1> 분출계수 Kd

 

 

(2) 압력 릴리프 장치의 분출용량

압력 릴리프 장치의 분출용량은 다음에 따른다.

여기에서	W	:	공칭분출량(㎏/h)
	A	:	최소 증기통로 면적(㎟)
	P	:	압력 릴리프 장치의 분출압력 (㎫){㎏f/㎠}
	K	:	공칭 분출계수로서 상기 항의 (1)의 규정을 준용하든가 또는 0.75로 한다.
	C	:	증기의 온도․압력에 대한 보정계수로서 <표 2>에 따른다.

 

 

<표 2> 증기온도∙압력에 대한 보정계수(C)

 

 

안전밸브 및 압력방출장치의 크기

- 안전밸브 및 압력방출장치의 크기는 호칭지름 25A이상으로 하여야 한다. 다만, 다음 보일러에서는 호칭지름 20A이하로 할 수 있다.

(1) 최고사용압력 0.1 ㎫{1 ㎏f/㎠} 이하의 보일러

(2) 최고사용압력 0.5 ㎫{5 ㎏f/㎠} 이하의 보일러로 동체의 안지름이 500 ㎜ 이하이며 동체의 길이가 1,000 ㎜ 이하의 것

(3) 최고사용압력 0.5 ㎫{5 ㎏f/㎠} 이하의 보일러로 전열면적 2 ㎡ 이하의 것

(4) 최대증발량 5 t/h 이하의 관류보일러

(5) 소용량 강철제보일러, 소용량 주철제보일러(소용량보일러)