게시판 > 질답게시판 > 펌프 운전 질의 건(수정)

Stefano

22-05-25 20:07

3.74 m3/h 유량에 16.5 mH (최고)양정으로 설계된 펌프의 성능곡선상에서 유량이 6m3/h로 늘면 (최고)양정15.8 mH가 되는데 실제로 운전은 7.1 mH로 운전될 때?? 문제 전연 없습니다. 동력이 (7.1/15.8) 즉 약 45% 정도만 필요할 뿐 운전에 지장이 없습니다.

펌프 성능곡선은 유량에 따른 최고 양정과의 관계를 운전가능영영에서 선으로 나타낸 것입니다.

최대 15.8 m3 용량의 탱크에 반드시 15.8 m3만 담아두어야 한다는 이유가 없는것과 같습니다. 더 담을 여유가 많이 남았잖아요.

김앙꼬 kimangkko

22-05-26 07:18

1) 운전에 문제가 없을 것 같습니다
단, 소형 펌프라는 것을 염두에 두십시오

(아래는 정속 펌프라 가정하고 설명합니다)
-펌프 성능 곡선을 보면 centrifugal pump의 전형적인 운전형태를 가지고 있고 펌프를 구입하고 나면 커스상의 지점에서만 운전이 가능합니다.

- 원하시는 운전조건을 보면 유량은 6m3/h에서 펌프는 전양정 15.9m 를 뿜어내게끔? 되어 있습니다. 그런데 필요한 전양정은 7.1m 입니다. 그럼 15.9 - 7.1 = 8.8m의 전양정 차이는 어떻게 설명하죠? 바로 펌프 출구쪽의 유량조절 밸브나 수동밸브, 오리피스 등으로 시스템 저항-강제 차압을 만들어줘야 합니다.

예를 들면 평지에서 자동차 기어 2단에서 2000rpm으로 달리면 50km로 달리게 됩니다. 속도를 줄이거나 높이려면 기어단수를 변경하거나 엔진회전속도를 변경하게 되죠. 마지막으로 오르막이거나 내리막이거나 경사도가 바뀌면 어쩔 수 없이 속도가 바뀌게 됩니다.

다시 펌프로 되돌아와서 위 펌프의 경우에는 정속운전 입니다 (펌프에 속도를 변화하는 VFD나 유체커플링이 달려있진 않을 겁니다. 작은 펌프라서..). 이미 만들어진 펌프의 운전특성은 정해져 버렸고 그 정해진 커브상의 유량에서는 정해진 전양정만 만들어 냅니다. 낮은 전양정을 만들어 낼 수는 펌프 자체의 동작(자동차 기어단수.rpm조절) 은 할 수 없으니 원하는 양정인 7.1m 압력을 만들려면 외부조건인 펌프시스템 저항(도로 경사) 를 조절하게 됩니다. 즉 15.9m 압력으로 펌프 출구쪽 계기 압력은 보입니다. 그리고 출구쪽 밸브를 많~이 닫아서 8.8m의 압력손실(차압)을 만듭니다. 그럼 소요처에서는 계산하신 7.1m 압력이 공급 됩니다.

펌프는 정해졌고 필요한 소요처(시스템 저항) 도 정해졌다면 그 사이를 조율할 (차압을 만들) 밸브종류들~가 있어야 합니다

자동차 비유 설명이 이해하시는데 도움이 되면 좋겠습니다

2) 그럼 밸브 등이 없어 차압을 적절히 만들지 못한다면 어떻게 될까요? 란 질문이 생각 나실 겁니다

- 유량이 증가합니다. 차압을 강제로 8.8m 생길만큼 20%만 열러두었다고 가정하겠습니다. 밸브가 없다면 집에 세면대 수도꼭지로 생각하면 밸브를 더 열면 (수도꼭지를 없애버리면) 물이 더 나옵니다. 위 펌프도 동일합니다.

- 이 때 문제가 될 것은 펌프의 기계적인 부분인 NPSHre ~ NPSHav도 고려하지만 전기적인 모터의 힘도 충분한지도 살펴봐야 합니다.
유량이 늘어나면 원심형은 소요동력도 증가합니다. 올려두신 펌프성능곡선은 16톤정도가 최대 유량으로 표현해 두었지만 아마 훨씬 더 많은 유량을 퍼낼 수 있을 겁니다. 그리고 작은 용량으로 모터 마진도 상대적으로 비율로는 많을 겁니다. (모터도 95. 100. 105 옷사이즈 처럼 소형은 규격품이라 펌프 곡선과 별개로 필요한 것보다 큰 모터가 들어가고 규정에도 마진이 언급되어 있어서 통상 10%정도 여유가 있습니다. )

-모터가 힘 닫는데까지 . 펌프가 NPSH가 모자라 퍼낼 수 있는 한계치까지 퍼낼 수 있습니다. 전기적 측면에서 모터에 과부하가 걸리면 전류가 많이 흘러 열이나고 절

1) 운전에 문제가 없을 것 같습니다
단, 소형 펌프라는 것을 염두에 두십시오

(아래는 정속 펌프라 가정하고 설명합니다)
-펌프 성능 곡선을 보면 centrifugal pump의 전형적인 운전형태를 가지고 있고 펌프를 구입하고 나면 커스상의 지점에서만 운전이 가능합니다.

- 원하시는 운전조건을 보면 유량은 6m3/h에서 펌프는 전양정 15.9m 를 뿜어내게끔? 되어 있습니다. 그런데 필요한 전양정은 7.1m 입니다. 그럼 15.9 - 7.1  = 8.8m의 전양정 차이는 어떻게 설명하죠? 바로 펌프 출구쪽의 유량조절 밸브나 수동밸브, 오리피스 등으로 시스템 저항-강제 차압을 만들어줘야 합니다.

예를 들면 평지에서 자동차 기어 2단에서 2000rpm으로 달리면 50km로 달리게 됩니다. 속도를 줄이거나 높이려면 기어단수를 변경하거나 엔진회전속도를 변경하게 되죠.  마지막으로  오르막이거나 내리막이거나 경사도가 바뀌면 어쩔 수 없이 속도가 바뀌게 됩니다.

다시 펌프로 되돌아와서 위 펌프의 경우에는 정속운전 입니다 (펌프에 속도를 변화하는 VFD나 유체커플링이 달려있진 않을 겁니다. 작은 펌프라서..). 이미 만들어진 펌프의 운전특성은 정해져 버렸고 그 정해진 커브상의 유량에서는 정해진 전양정만 만들어 냅니다. 낮은 전양정을 만들어 낼 수는 펌프 자체의 동작(자동차 기어단수.rpm조절) 은 할 수 없으니 원하는 양정인 7.1m 압력을 만들려면 외부조건인 펌프시스템 저항(도로 경사) 를 조절하게 됩니다. 즉 15.9m 압력으로 펌프 출구쪽 계기 압력은 보입니다. 그리고 출구쪽 밸브를 많~이 닫아서 8.8m의 압력손실(차압)을 만듭니다. 그럼 소요처에서는 계산하신 7.1m 압력이 공급 됩니다.

펌프는 정해졌고 필요한 소요처(시스템 저항) 도 정해졌다면 그 사이를 조율할 (차압을 만들) 밸브종류들~가 있어야 합니다

자동차 비유 설명이 이해하시는데 도움이 되면 좋겠습니다

2) 그럼 밸브 등이 없어 차압을 적절히 만들지 못한다면 어떻게 될까요? 란 질문이 생각 나실 겁니다

- 유량이 증가합니다. 차압을 강제로 8.8m 생길만큼 20%만 열러두었다고 가정하겠습니다. 밸브가 없다면 집에 세면대  수도꼭지로 생각하면 밸브를 더 열면 (수도꼭지를 없애버리면) 물이 더 나옵니다. 위 펌프도 동일합니다.

- 이 때 문제가 될 것은 펌프의 기계적인 부분인 NPSHre ~ NPSHav도 고려하지만 전기적인 모터의 힘도 충분한지도 살펴봐야 합니다. 
 유량이 늘어나면 원심형은 소요동력도 증가합니다.  올려두신 펌프성능곡선은 16톤정도가 최대 유량으로 표현해 두었지만 아마 훨씬 더 많은 유량을 퍼낼 수 있을 겁니다. 그리고 작은 용량으로 모터 마진도 상대적으로 비율로는 많을 겁니다. (모터도 95. 100. 105  옷사이즈 처럼 소형은 규격품이라 펌프 곡선과 별개로 필요한 것보다 큰 모터가 들어가고 규정에도 마진이 언급되어 있어서 통상 10%정도 여유가 있습니다. )

-모터가 힘 닫는데까지 . 펌프가 NPSH가 모자라 퍼낼 수 있는 한계치까지 퍼낼 수 있습니다. 전기적 측면에서 모터에 과부하가 걸리면 전류가 많이 흘러 열이나고 절

Stefano

22-05-27 00:02

앞선 김양꼬 님의 답글에서 오류를 지적합니다.

<..프 성능 곡선을 보면 centrifugal pump의 전형적인 운전형태를 가지고 있고 펌프를 구입하고 나면 (성능)커브상의 지점에서만 운전이 가능..> => 성능커브의 Head 선 이하와 최재용량 이하의 점에서는 어떤 운전도 가능합니다.

<...15.9 - 7.1 = 8.8m의 전양정 차이는 어떻게 설명하죠? 바로 펌프 출구쪽의 유량조절 밸브나 수동밸브, 오리피스 등으로 시스템 저항-강제 차압을 만들어줘야 합니다.> ==> 펌프의 출구 부하측의 압력이 낮은데도 (밸브등을 이용해서) 성능곡선상의 압력까지 올려줄 필요가 없을 뿐더러 유량조절이 필요한 밸브열림위치 이상으로 밸브를 완전히 열어준다해도 시스템(부하)측에서 걸리는 압력이상으로 올라가지도 않습니다.

결론적으로.. 한마디로 정리하면.. .<원심펌프의 성능곡선은 펌프가 유량에 따라 펌프가 올릴수 있는 최고의 Head를 나타낸 것이지 그 선상 위에서만 운전하라고 만들어진 도표가 아닙니다. >

김앙꼬 kimangkko

22-06-07 23:15

https://youtu.be/ktPZ6UXFy9c
위 링크의 32분 부터 보시면 펌프운전에 대한 그림이 잘나오기에 이해가 쉽습니다.

펌프 시스템 설계에 대해서 이해하시려면 아래 AFT사의 세미나 동영상을 참고하세요
https://youtu.be/PhmKWxYIPz4

스테파노 Stefano

22-06-11 00:53

(1) 앞선 김앙꼬님의 답글(6월7일 자)소개한 두번째 링크, AFT사의 세미나 (https://youtu.be/PhmKWxYIPz4 )설명이 거의 모든 펌프 운전솽황에 대해 잘 설명을 들었습니다. 명쾌한 설명을 해주고 있었습니다.

이의 설명을 들으니 필자의 이전 답들에 오류가 있음을 알았습니다. 따라서 이전의 필자의 답글 오류를 바로잡습니다.

(2) 김양꼬님의 5/26일자 답변내용 <...15.9 - 7.1 = 8.8m의 전양정 차이는 어떻게 설명하죠? 바로 펌프 출구쪽의 유량조절 밸브나 수동밸브, 오리피스 등으로 시스템 저항-강제 차압을 만들어줘야 합니다.> 이 옳은 설명이었습니다.

즉 운전유량이 성능곡선상과 접하는 점보다 운전압력이 낮을 경우에는 Control Valve나 Manual Valve를 사용해서 그 차이에 해당하는 만큼의 Head 저항을 걸어주어야 합니다.
(그리 하지 않으면 차압이 걸리지 않은 상태에서 유량이 크게 증가하여 Motor의 부하가 크게 증가하고 허용 NPSH 이하로 내려가 Pump 파손될 우려가 있습니다. )

그러므로.. 필자의 5/27일자 답변은 옳지 않은 답글이었습니다 .
잠시... 언짢은 답변으로 김앙꼬님과 독자 및 질문자에게 실망시켜드렸던 것에 대해 사과드립니다.