포화 증기 유량계

금번에는 포화 증기 전용으로 설계된 스파이렉스사코의 TVA 유량계에 대해 공유하고자 한다.

본 내용은 스파이렉스사코 기술 자료를 바탕으로 작성되었다.

 

 

 

포화 증기 유량계

TVA 포화 증기 유량계는 순간 유량에 대해 콘이 움직이면서 발생된 응력을 측정하여 작동한다. 이 응력은 다시 밀도가 보상된 질량 유량으로 변환되어 단일 루프 전원의 4~20 mA와 펄스, RS 232 Modbus 출력으로 전송된다.

 

유량계 구조 

 

<그림 1> TVA 포화 증기 유량계 구조(Source: 스파이렉스사코 기술 자료)

 

 

유량계 사양(Specifications)

● 압력/온도 한계

 

(Source:  스파이렉스사코 기술 자료)

* 압력강하 : TVA 전후의 압력 강하는 DN80, DN100일 경우 최대 유량에서 500 mbar (200″H2O),

                                                          DN50일 경우는 750 mbar(300″H2O)

<그림 2> 압력/온도 한계

 

 

● 재 질

 

<표 1> 부품별 재질

● 기술자료

 

<표 2> 전기 사양

● 제품성능

 

 

 

TVA 유량계 선정

TVA 유량계의 허용 유량을 결정하기 위해 다음과 같이 단계별로 선정한다.

- 1단계 ; 실측을 기본으로 하여 실제 물 환산량 (QE)를 계산
- 2단계 : 적절한 타입 결정

 

1단계 : 물 환산량(QE) 결정(ℓ/min)
* 질량 유량 단위를 부피 단위로 환산
증기(흐름 조건)   QE = QM x SQRT(1,000/DF)
여기서,
QE = 물 환산량(ℓ/min) 
QM = 질량유량(kg/min)
DF = 실제 운전전조건에서 증기의 밀도(kg/m^3)

 

2단계 : 1단계에서 결정된 QE값을 사용하여 아래의 표에서 정확한 크기의 DIVA를 선정

 

<표 3> DIVA 선정표

▶ 유량계 선정 시 일반적으로 배관 크기와 동일하게 선정할 수 있다.

 

 

예제 : 다음과 같은 포화 증기 유량 을 측정하기 위해 필요한 DIVA 유량계 선정 

 

1) 예측 최대 유량 = 1,000 kg at 5 bar g

2) 계산

 QE = QM x SQRT(1,000/DF)

        = 1,000 x SQRT(1,000/3.174)

        = 295.83 ℓ/min

3) 따라서 DN50 TVA 유량계가 선정됨

 

 

포화 증기에서 TVA 유량계 사이징(kg/h) (수평 설치)

 

<표 4> 차압(bar g)에 따른 최대 유량(kg/h)

 

 

안전정보, 설치 및 정비

1. TVA 유량계는 상류에 최소 6D, 하류에 최소 3D의 직관 거리를 두고 설치되어야 한다. 이 배관 거리 내에는 어떠한 밸브나, 피팅류 또는 유로에 대한 단면 변화가 있어서는 안된다. 배관직경을 키워야 할 경우에는 유량계 상류측의 직관 거리는 12D로 늘어난다. 유사하게 유량계 상류측에 두개의 평면상에 90도로 꺽인 엘보가 2개 있거나 감압밸브, 반쯤 열린 밸브가 있는 경우에 상류 직관거리는 12D를 유지하여야 한다.

 

2. 상류와 하류측 배관 내부가 매끄러워야 한다. 이상적으로 Seamless 배관을 사용하여야 하고 배관 내부에 용접 비드가 있어서는 안된다. 이것을 방지하려면 slip on 플랜지를 사용할 것을 권고한다.

 

3. TVA 유량계를 설치할 때는 배관에 대해 동심으로 설치하도록 주의해야 한다. 이렇게 설치되지 않았을 경우에는 유량 측정 시 에러가 발생할 수 있다.

 

4. TVA 유량계는 배관 내 압력이 7 bar g까지의 경우에는 어떠한 방향으로도 설치가 가능하다.

 

5. 모든 증기 유량 측정 장비를 설치할 경우에 다음과 같은 기본적인 증기 엔지니어링 경험을 따라야 한다.
- 적절한 트래핑을 통한 배관 드레인 
- 정확한 정렬과 그에 따른 배관 작업
- 배관 사이즈에 변화를 줄 때는 편심 리듀서를 사용 
- TVA 몸체와 플랜지는 보온하지 말 것

 

6. TVA 유량계는 폭우에 영향을 받거나 동결의 위험을 피하기 위해 외부에 설치하지 말아야 한다.

 

Reference : 스파이렉스사코 기술 자료