게시판 > 질답게시판 > 펌프 전단의 REDUCER

스테파노 Stefano

13-05-30 10:57

(1) Pump 전단에 부착된 Reducer는 Pump 흡입측의 마찰손실을 낮게하기 위하여 흡입측 Nezzle크기보다 큰 흡입관을 사용함으로써 자연스레 구경을 맞추기 위해 부착된 것이고 Reducer를 부착했다고 해서 Cavitation이 방지되는 것은 아닙니다. (Reducer가 압력손실을 더 크게 하지만 Reducer를 둠으로써 Suction 관의 크기를 키웠기 때문에 전체의 흡입관내 압력손실이 줄게 하는 효과가 있습니다.

(2) Pump의 Cavitation은 Pump Impeller 중앙에서 유체의 절대압력이 낮아져 액의 일부가 증발하는 현상으로 나타나는데 액의 증발자체의 문제라기 보다는 증발했던 증기가 액과함께 Impeller 출구로 이동하면서 압력이 회복되면 순식간에 응축되면서 압력파동에 의해 소음, 진동, 혹은 파손을 일으키는 문제가 더 심각하지요.

(3) Pump Cavitation을 방지하려면 Pump가 요구하는 NPSHr (Net Positive Suction Head, 첨자 "r"은 "required"를 의미합니다.)보다 큰 절대압력이 Pump 운전시 유지되도록 해주어야 합니다.

운전중 실제 펌프흡입측에 걸리는 NPSHa (첨자 "a"는 "available"을 의미)은 다음과 같이 계산됩니다. (아래 수식에서 압력단위는 밀도로 나누어 m단위 액두(Liquid Head)로 나타내고 마찰손실도 액두로 나타냄)

(운전중 펌프흡입측 NPSHa) = (흡입탱크 액면위 절대압력) + (탱크 액면높이에 의한 정압) - (흡입배관의 마찰손실) -(액체의 증기압) ....(1)

(4) 관 내에 공기가 차있는 경우라면 흘러가 버리면 그만이고 Cavitation의 주 원인은 아닙니다. Cavitation을 방지하려면 (1) 식의 +항의 절대값을 크게 하거나 -항의 절대값을 작게해 주어야 합니다. 즉 액위를 높이고 마찰손실을 줄이고 액의 온도를 낮게 하여 증기압을 낮추면 Cavitation이 방지됩니다. 마찰손실을 줄이려면 관경을 늘이는 것이 좋고 그로 인해 Reducer가 붙기도 합니다.

(2) Pump의 Cavitation은 Pump Impeller 중앙에서 유체의 절대압력이 낮아져 액의 일부가 증발하는 현상으로 나타나는데 액의 증발자체의 문제라기 보다는 증발했던 증기가 액과함께 Impeller 출구로 이동하면서 압력이 회복되면 순식간에 응축되면서 압력파동에 의해 소음, 진동, 혹은 파손을 일으키는 문제가 더 심각하지요.

(3) Pump Cavitation을 방지하려면 Pump가 요구하는 NPSHr (Net Positive Suction Head, 첨자 "r"은 "required"를 의미합니다.)보다 큰 절대압력이 Pump 운전시 유지되도록 해주어야 합니다.

운전중 실제 펌프흡입측에 걸리는 NPSHa (첨자 "a"는 "available"을 의미)은 다음과 같이 계산됩니다.  (아래 수식에서 압력단위는 밀도로 나누어 m단위 액두(Liquid Head)로 나타내고 마찰손실도 액두로 나타냄)

(운전중 펌프흡입측 NPSHa)  =  (흡입탱크 액면위 절대압력) + (탱크 액면높이에 의한 정압) - (흡입배관의 마찰손실) -(액체의 증기압) ....(1)

(4) 관 내에 공기가 차있는 경우라면 흘러가 버리면 그만이고 Cavitation의 주 원인은 아닙니다.  Cavitation을 방지하려면 (1) 식의 +항의 절대값을 크게 하거나 -항의 절대값을 작게해 주어야 합니다.   즉 액위를 높이고 마찰손실을 줄이고 액의 온도를 낮게 하여 증기압을 낮추면 Cavitation이 방지됩니다.  마찰손실을 줄이려면 관경을 늘이는 것이 좋고 그로 인해 Reducer가 붙기도 합니다.

석이 kjss123

13-05-30 11:44

잘 이해가 됐습니다.. 감사합니다. 그런데 (1)에서 `Reducer가 압력손실을 더 크게 하지만 Reducer를 둠으로써 Suction 관의

크기를 키웠기 때문에 전체의 흡입관내 압력손실이 줄게 하는 효과가 있다`고 하셨는데요

제가 보는 공정의 P&ID는 모두 기존 Line이 6" 라면 6"×4" 이런식으로 Size가 작아지는데 이게 Suction 배관을 키웠다라고

할수 있는건가요? . 아니면 말씀하신대로 Pump Suction N/Z 보다 사이즈를 키웠다는 말씀인것 같네요~^^

그럼 Discharge의 경우는 3"×6" 이런 식으로 Size가 커지는데.. (4)번에 말씀 하신 마찰손실을 줄여주기 위한 건가요?

그리고 이런 Reducer를 선택하는 Standard가 잇는지 궁금합니다.

장현수 jddast

13-05-30 13:18

1) 6"라는 것은 NPSH 및 sizng basis가 문제가 없도록 선정이 된 Suction line size이고, 이에 Pump vendor가 선정한 모델의 4"노즐을 맞추려 하다보니 reducer가 자연스레 발생한 것이라고 판단이 되네요.

2) 일반적으로 pump suction에는 Eccentric reducer를 많이 사용하는데 이는 관구경이 줄어드는 구간에서 Air pocket이 발생하는 것을 방지 하기 위함입니다. 구글에서 검색하면 그림이 많이 나올꺼예요.

3) NPSH는 pump suction과 관련이 있으며 discharge와는 무관합니다. 즉, 3"x6"는 선정된 pump discharge nozzle과 sizing된 discharge배관과 단순히 연결하기 위함이라고 보시면 될 것 같습니다.

스테파노 Stefano

13-05-30 16:55

장현수 님의 답변을 참고하세요. 추가 보충설명하자면..
Reducer를 선택하는 기준에 의해 Reducer가 붙는것이 아니고 배관의 연결상 필요에 의해 Reducer를 부착합니다. 동일유량이라고 해도 관의 길이가 긴 경우 압력손실이 커서 관경을 키워야 하는 경우가 나타는데 펌프는 표준 규격으로 제작되기 때문에 흡입관 혹은 배출관에서 펌프와 연결할 때 크기가 다르면 당연히 Reducer가 달려야 연결이 가능하겠지요.

대개 관경의 크기는 펌프보다 같거나 큰 것이 대부분이고 펌프보다 작은 관이 흡입 혹은 배출측에 연결되는 경우는 거의 없다고 보면 됩니다.

이재혁 circuss

13-09-11 16:44

보통 펌프 석션 배관보다 펌프 업체에서 선정한 펌프흡입구는 더 작을수 있습니다.(Centrifugal Pump) Suction 및 Discharge는 설계할때 부터 여유율을 고려하여 설계 하므로 더 커집니다. Cavitation은 NPSHa 와 NPSHr 값을 비교 하시기 바랍니다. 계산된 NPSHa값이 펌프업체에서 선정된 NPSHr 보다 작다면 Cavitation의 위험이 있습니다. NPSHr이 Cavitation이 발생할수 있는 최소 Head값이기 때문입니다. 이미 Cavitation이 발생하고 있다면 Suction에 약간의 압력을 걸어주면 될것입니다. Suction Head를 높여준다던가. 두가지 모두안되면 온도를 떨어뜨려 주는 방법. 위에서 다 언급이 되었네요.
보통 온도가 높은 Condensate Line이나 높은 온도의 공정 유체, 이런 경우에 증기압이 높아져서 NPSHa값도 떨어지고 Cavitation이 발생합니다. 증기압을 떨어뜨려주기 온도를 낮추거나 해주어야 될듯합니다.