배관 시스템 Engineering

“유효양정(Net positive suction head)”이라 함은 펌프가 설치되어 사용될 때, 펌프 그 자체와는 무관하게 흡입 측의 배관 또는 시스템에 따라서 정하여지는 값으로 펌프 흡입구 중심까지 유입되어 들어오는 액체에 외부로부터 주어지는 압력을 절대압력으로 나타낸 값에서 그 온도에서의 액체의 포화 증기압을 뺀 것을 유효양정이라 한다.

 

 

 

배관 시스템 Engineering

배관 크기 선정 기준

(1) 배관지지대(Pipe rack) 위로 설치되는 배관의 최소 호칭지름은 50 mm(2 inch)이다.

(2) 배관은 호칭지름 20 mm(3/4 inch) 이상을 사용한다. 단, 벤트, 드레인과 계기 연결부위는 제외한다.

(3) 물질수지에서 나타난 유량은 배관 호칭지름 설정을 위해 정상상태로 표시한다.

(4) 최고공정유량은 정상상태의 110 %로 하며 최저흐름은 공정사양이나 공정흐름도(Process flow diagram)에서 보여주지 않는 한 50 %로 한다

 

펌프의 수압(Hydraulic) 계산 시 고려 사항

- 펌프를 포함한 배관 스케치

- 유체의 물성치의 결정

- 펌프의 정상(Normal)운전조건과 설계(Rating)운전조건의 토출압력 계산

- 펌프의 설계 운전조건에서의 허용유효양정(NPSHa) 계산

- 원심펌프의 경우 예상 펌프성능곡선

- 펌프 드라이버(Driver) 시방 결정

 

 

펌프 수압 계산 절차

 

(1) 펌프의 설계(Rated) 용량은 정상운전유량의 통상 115 %로 하며 최소한 110 % 이상으로 한다.

(2) 도달압력은 유체가 펌프를 통해 공급되는 용기 또는 탱크의 최고운전압력을 말한다.

    여기서 최고운전압력은 설계압력을 의미하지 않는다.

- 배관 손실은 배관 부속품, 밸브 등의 압력 손실과 배관에서의 압력손실을 모두 더한 값이다.

- 유량계에서의 압력손실은 13.8 kPa(2 psi)로 간주한다.

- 열교환기에서의 압력손실은 정상운전유량의 압력손실에 (설계유량/정상 운전유량)^2 을 곱하여 적용한다.

- 조절밸브의 압력손실은 계산값과 103.4 kPa(15 psi) 중 큰 값으로 한다.

- 펌프의 토출압력은 도달압력, 배관손실, 유량계의 압력손실, 열교환기의 압력손실, 조절밸브의 압력손실, 그리고 기타손실의 합계이다.

 

펌프의 허용유효양정

 

(1) 펌프의 허용유효양정은 KOSHA GUIDE (화학설비 등의 공정설계지침)에 따라 계산한다.

* 세부적인 내용은 다음 링크 포스트 참조

https://sec-9070.tistory.com/305

펌프의 허용유효양정

 

(2) 펌프는 어느 경우에도 시스템에서의 허용유효양정이 펌프의 제작자가 요구하는 유효양정(NPSHr)보다 커야 한다.

(3) 펌프의 허용유효양정은 다음과 같이 계산한다.

 

 

최소우회흐름(Minimum flow bypass) 결정 시 고려사항

- 최소우회흐름의 필요조건은 펌프 제작자가 지정한다.

- 설계유량(Rated flow)은 보통 최소우회유량을 고려하여 증량하지 않는다.

- 최소우회흐름은 펌프 토출 측으로부터 펌프 흡입측 용기로 돌아간다.

- 최소우회흐름 배관의 수동밸브는 자물쇠형으로 늘 개방되어 있어야한다.