배출량부하량 산출 및 벤트헤더 크기 설계

화학공정에서 정상적인 물질/에너지 흐름의 불균형 또는 교란으로 인해 시스템 내부에 물질/에너지가 축적될 때 과압(Overpressure)이 발생하며, 그 원인 및 크기를 파악하기 위해서는 공정시스템에 대한 물질 및 에너지 수지 분석이 필요하다.

과압으로 부터 용기나 장치를 보호하기 위해서는 내부 압력이 설정압력에 도달할 때 내부 유체를 분출시키는 압력방출장치(Pressure relief device)를 사용하거나, 설정압력에 도달하기 전에 증기를 배출하는 증기감압시스템(Vapor depressuring system)을 사용하여야 한다.

따라서 배출용량(Relieving capacity)을 산출하기 위해서는 안전밸브 등의 작동 원인별 소요분출량(Required capacity)을 계산한 후 각 압력 상승 요인에 따른 소요 분출량 중 가장 큰 소요 분출량(이를 배출부하량(Relief load)이라 함)을 압력방출장치 등의 배출용량으로 선정한다.

 

 

 

배출량부하량 산출 및 벤트헤더 크기 설계

단위 공장(벤트헤더)별 소요배출량 산출

각 단위공장별로 각 안전밸브 등의 작동요인별 소요배출량산출 계산서를 작성한다.

 

sec-9070.tistory.com/134

과압 원인별 소요분출량 산출방법

안전밸브의 소요배출량산출 계산서에서 각 벤트헤더로 배출되는 안전밸브 등을 선택하여 <표 1>에 안전장치 번호, 보호 기기번호, 설정압력 및 외부화재, 전원공급 중단, 냉각수공급 중단 또는 출구차단 등과 같은 압력상승 요인별로 배출되는 소요배출량 등을 기입한다.

 

 

각 단위공장(벤트헤더)에 대하여 외부화재, 전원공급 중단, 냉각수 공급 중단, 차단 등과 같은 압력상승 요인별 소요배출량의 소계 및 평균 분자량을 계산한다.

 

<표 1> 단위 공장(벤트헤더)별 소요배출량 산출내역

안전장치번호

보호기기번호

설정압력 (MPa G)

소요배출량(kg/sec)

비고

외부화재

전원공급중단

냉각수공급중단

출구차단

기타

배출온도 (℃)

분자량

배출량

배출온도 (℃)

분자량

배출량

배출온도 (℃)

분자량

배출량

배출온도 (℃)

분자량

배출량

소계

 

 

총 배출량부하량 산출

전항에서 선택된 벤트헤더별 소요배출량에 대하여 <표 2>를 사용하여 외부화재, 전원공급 중단, 냉각수 공급 중단, 출구차단 등과 같은 압력상승 요인별 총 배출부하량의 합을 계산하여 이중 가장 큰 수치를 처리설비와 연결된 벤트헤더들(공통헤더)의 배출용량으로 한다.

 

<표 2> 총 배출부하량 산출내역

 

단위공장명 (벤트헤더명)	총 배출부하량(kg/sec)					비 고
	외부화재	전원공급 중단	냉각수공급 중단	출구차단	기타
총 계

 

 

벤트헤더 크기 결정

벤트헤더의 크기는 안전밸브 등의 후단에 걸리는 압력(배압)이 중요하다.

따라서 공장의 배치도면과 <표 1>의 단위공장별 소요배출량 산출내역을 참고하여 벤트헤더가 지나갈 수 있는 방향에 따라 주요 지점별로 모든 압력 상승요인에 의하여 안전밸브 등에서 동시에 배출될 수 있는 배출량을 결정하고, 모든 압력 상승요인별 분출량에 대하여 배출설비 끝단으로부터 안전밸브까지의 총 압력손실이 허용 가능한 범위 내에 있도록 벤트헤더의 직경을 조정하여 벤트헤더의 크기를 결정한다.