안전밸브 정격용량 계산 사례

과압안전장치에 대해서 대상설비의 소요분출량에 따라 적절한 안전밸브ㆍ파열판 또는 릴리프 밸브를 선정하여야 한다.

이론적으로 과압안전장치의 용량 선정을 위해 살펴보았고 금번에는 그 이론식에 따라 정격용량을 실제로 계산하는 사례를 공유하고자 한다. 

 

 

 

안전밸브 정격용량 계산 사례

 

공정조건에 따른 소용배출량을 계산하는 식과 실제 사례에 대해서는 기 포스팅한 자료들을 참조하라.

그리고 안전밸브 또는 파열판(이하 "안전밸브")의 설계 중 공정의 조건에 따른 분출 면적(정격용량)을 계산하는 방법에 대해서는 기 포스한 다음 링크 자료를 참조

https://sec-9070.tistory.com/186

계산사례

과압안전장치 분출 면적 계산

 

 

(1)임계흐름의 경우

 

배출용량(W) : 24,267 kg/hr 분자량(M) : 65 배출유체의 온도(T) : 348 K 설정압력 : 5.2 barg 배압(Pb) : 0 barg 유체의 압축계수(Z) : 0.84 유체의 비열비(k) : 1.09 초과압력 : 10%

 

⓵ P1의 계산

C = 326

Kb = 1 (일반형 안전벨브)

Kc = 1 (안전밸브만 설치)

Kd = 0.975

 

⓸ 오리피스 면적산출

 

 

A= 3,164.4 ㎟

 

⓹ 정격용량계산

A값과 가장 근사치인 P오리피스(4,116 ㎟) 선택

 

 

W= 31,564 ㎏/hr

 

 

(2) 임계흐름이 아닌 경우

배출용량(W) : 24,267 kg/hr 분자량(M) : 65 배출유체의 온도(T) : 348 K 설정압력 : 5.2 barg 배압(Pb) : 3.79 barg 유체의 압축계수(Z) : 0.84 유체의 비열비(k) : 1.09 초과압력 : 10%

⓵ P1,P2의 계산

P1 = 설정압력 +초과압력

= 5.2*(100+10)/100

= 5.72 barg

= 5.72 + 1.01 = 6.73 bara

P2 = 배압 + 초과압력

= 3.79 + 5.2*0.1

= 4.31 barg = 4.31 + 1.01 = 5.32bara

 

⓶ 임계흐름 판단

 

 

= 6.73*(2/2.09)^(1.09/0.09)

= 3.95bara

 

Pb= 3.79 barg = 4.80 bara

Pb>Pcf 임으로 임계흐름이 아니다

 

⓷ 계수의 결정

r = P2/P1 = 5.32/6.73 = 0.79

Kc = 1 (안전밸브만 설치)

Kd = 0.975

 

 

= 0.849

 

⓸ 오리피스 면적산출

 

 

A= 3,612 ㎟

 

⓹ 정격용량계산

A값과 가장 근사치인 P오리피스(4,116 ㎟) 선택

 

 

W=27,653 ㎏/hr