Stefano Stefano   39-08-02 00:00 (1)질문내용으로 봐서 150 barg용기-->밸브A-->고압호스-->밸브-->연결배관-->감압밸브-->안전밸브-->30"주배관의 순서로 연결된 듯합니다. 그런데 감압밸브가 후단의 압력을 감지하여 이 8.4 barg를 유지하도록 되어있다고 하면 후단의 압력이 8.4 barg에 도달하면 그 이상으로 유지하기 위해 밸브가 열리지 않을 것이므로 일단 일단 8.4 barg의 저압으로부터 50 barg의 압력으로 수송이 되지 않을 것입니다. (물이 낮은 곳에서 높은 곳으로 자연히 흘러갈 수 없듯이 압력이 낮은 곳에서 높은 곳으로 유체가 흘러갈 수 없지요.)  또한 감압밸브가 완전히 닫힌상태로 유지되고 있다고 하여도 50 barg에 연결된 배관에 Check Valve가 달려있지 않은경우  오히려 50 barg의 30" 배관과 연결된 밸브를 열면 안전밸브 후단측으로 50 barg로 유지되고 있는 30"배관측에서 역류되어 압력이 상승하게 될 것이므로 감압밸브 후단에 연결된 안전밸브가 열려버리게 될 것입니다. 결국 150 barg로 유지되고 있는 용기는 압력이 그대로 유지되고 50 barg의 압력이 안전밸브가 달려있는 곳으로 역류되고 10 barg에 도달할 때까지 안전밸브가 열려 배출되게 될 것입니다. (2) 감압밸브가 현재 Pilot Operated 형태로 되어 있다고 하여도 설정압력8.5 barg 보다 훨씬 높은 150 barg의 압력에 의해 Actuator(밸브 작동기)의 기능이 무능화 되어 발브의 개도정도와 관계없이 그냥 열려버릴 우려가 있습니다 또 감압밸브나 안전밸브의 내압을 초과하는 경우 밸브가 파손될 우려가 있으므로 주의해야 합니다. (3) 압력의 헌팅여부에 대해 문의하였지만 위에 설명한 발브의 파손가능성의 조사가 우선적으로 검토되어야 할 것입니다. 밸브가 파손되지 않을경우 발브를 급격히 열게되면 압력의 충격은 피할 수 없으므로 이를 방지하려면 밸브를 조금만 열어주도록 하여 유량을 크게 줄일 필요가 있습니다. (1)질문내용으로 봐서 150 barg용기-->밸브A-->고압호스-->밸브-->연결배관-->감압밸브-->안전밸브-->30"주배관의 순서로 연결된 듯합니다. 그런데 감압밸브가 후단의 압력을 감지하여 이 8.4 barg를 유지하도록 되어있다고 하면 후단의 압력이 8.4 barg에 도달하면 그 이상으로 유지하기 위해 밸브가 열리지 않을 것이므로 일단 일단 8.4 barg의 저압으로부터 50 barg의 압력으로 수송이 되지 않을 것입니다. (물이 낮은 곳에서 높은 곳으로 자연히 흘러갈 수 없듯이 압력이 낮은 곳에서 높은 곳으로 유체가 흘러갈 수 없지요.) 또한 감압밸브가 완전히 닫힌상태로 유지되고 있다고 하여도 50 barg에 연결된 배관에 Check Valve가 달려있지 않은경우 오히려 50 barg의 30" 배관과 연결된 밸브를 열면 안전밸브 후단측으로 50 barg로 유지되고 있는 30"배관측에서 역류되어 압력이 상승하게 될 것이므로 감압밸브 후단에 연결된 안전밸브가 열려버리게 될 것입니다. 결국 150 barg로 유지되고 있는 용기는 압력이 그대로 유지되고 50 barg의 압력이 안전밸브가 달려있는 곳으로 역류되고 10 barg에 도달할 때까지 안전밸브가 열려 배출되게 될 것입니다. (2) 감압밸브가 현재 Pilot Operated 형태로 되어 있다고 하여도 설정압력8.5 barg 보다 훨씬 높은 150 barg의 압력에 의해 Actuator(밸브 작동기)의 기능이 무능화 되어 발브의 개도정도와 관계없이 그냥 열려버릴 우려가 있습니다 또 감압밸브나 안전밸브의 내압을 초과하는 경우 밸브가 파손될 우려가 있으므로 주의해야 합니다. (3) 압력의 헌팅여부에 대해 문의하였지만 위에 설명한 발브의 파손가능성의 조사가 우선적으로 검토되어야 할 것입니다. 밸브가 파손되지 않을경우 발브를 급격히 열게되면 압력의 충격은 피할 수 없으므로 이를 방지하려면 밸브를 조금만 열어주도록 하여 유량을 크게 줄일 필요가 있습니다.

Stefano Stefano   39-08-02 00:00 올려놓은 도면을 보니 이미 올렸던 답글과 다른 연결입니다. (1) 1"배관의 유량 30" 배관의 압력변화는 1"배관에서 흘러나오는 유량에 달려 있는데 이 유량을 q kg-mole/h라고 하면 이 유량은 1" 배관에 달려있는 발브의 앞뒤 압력차의 1/2승에 비례하게 됩니다. 1" 배관 유량, q, kg-mol/h = Cm*(Ph - P)^0.5 .... (a)   Cm=발브 배출계수[=] kg-mole/h/(bar)^0.5   Ph=고압탱크측  압력, barg   P=30" 배관측 압력, barg 이 유량은 Ph와 P에의해 달라지며 압력이 시간에 따라 달라지기 때문에 모두 시간의 함수, 즉 Ph(t), P(t)라고 가정합니다.  (2) Tank의 압력 변화 150 barg로 유지하고 있던 Tank의 압력변화는 (1)식에 의해 흘러나가는 가스에 의해 압력이 다음과 같이 달라집니다. d Ph/dt =  - (RT/Vt)* q = -(RT/Vt)*(Cm)*(Ph-P)^0.5 ...(b)   R,T,Vt=가스상수,탱크의 온도,부피 (3) 30" 배관의 압력변화 한편 30" 배관에 압력 조절발브가 없다고 가정했을 때 압력의 변화는 dP/dt = + (RTs/Vs)*q = (RTs/Vs)*(Cm)*(Ph-P)^0.5 ...(c)   Ts,Vs,P = 30"시스템의 온도,부피,압력 엄밀하게는 Ts와 T가 다르겠지만 같다고 보고 위의 (b).(c) 두개의 미분방정식을 연립으로 풀어 30"시스템의 압력변화를 구해야 하겠으나 (c)식에서 유량 q가 아주 작다거나 Vs가 아주 큰 경우라고 하면 30" 배관의 압력변화 (=dP/dt)는 극히 미미할 것입니다. (4) 8.5 barg Header의 압력변화 Pilot Operated Pressure Reducing Valve는 Dounstream의 압력을 감지해서 이 압력이 8.5 barg를 일정하게 유지하도록 감압 Valve간의 압력차를 조절함으로써 유량을 일정하도록 조절될 것이고 이의 Response는 지극히 빠른 순간이 이루어질 것이므로 8.5 barg의 Header의 압력변화는 거의 나타나지 않을 것입니다.  결론적으로 정확한 압력변화는 수식을 풀어서 예측할 수 있지만 1"배관의 유량이 미미하고 30"배관의 System Volume이 큰경우 (또한 30"배관의 압력조절밸브가 존재하는 경우에는 더더구나) 압력변화는 무시할 수 있습니다.  올려놓은 도면을 보니 이미 올렸던 답글과 다른 연결입니다. (1) 1"배관의 유량 30" 배관의 압력변화는 1"배관에서 흘러나오는 유량에 달려 있는데 이 유량을 q kg-mole/h라고 하면 이 유량은 1" 배관에 달려있는 발브의 앞뒤 압력차의 1/2승에 비례하게 됩니다. 1" 배관 유량, q, kg-mol/h = Cm*(Ph - P)^0.5 .... (a) Cm=발브 배출계수[=] kg-mole/h/(bar)^0.5 Ph=고압탱크측 압력, barg P=30" 배관측 압력, barg 이 유량은 Ph와 P에의해 달라지며 압력이 시간에 따라 달라지기 때문에 모두 시간의 함수, 즉 Ph(t), P(t)라고 가정합니다. (2) Tank의 압력 변화 150 barg로 유지하고 있던 Tank의 압력변화는 (1)식에 의해 흘러나가는 가스에 의해 압력이 다음과 같이 달라집니다. d Ph/dt = - (RT/Vt)* q = -(RT/Vt)*(Cm)*(Ph-P)^0.5 ...(b) R,T,Vt=가스상수,탱크의 온도,부피 (3) 30" 배관의 압력변화 한편 30" 배관에 압력 조절발브가 없다고 가정했을 때 압력의 변화는 dP/dt = + (RTs/Vs)*q = (RTs/Vs)*(Cm)*(Ph-P)^0.5 ...(c) Ts,Vs,P = 30"시스템의 온도,부피,압력 엄밀하게는 Ts와 T가 다르겠지만 같다고 보고 위의 (b).(c) 두개의 미분방정식을 연립으로 풀어 30"시스템의 압력변화를 구해야 하겠으나 (c)식에서 유량 q가 아주 작다거나 Vs가 아주 큰 경우라고 하면 30" 배관의 압력변화 (=dP/dt)는 극히 미미할 것입니다. (4) 8.5 barg Header의 압력변화 Pilot Operated Pressure Reducing Valve는 Dounstream의 압력을 감지해서 이 압력이 8.5 barg를 일정하게 유지하도록 감압 Valve간의 압력차를 조절함으로써 유량을 일정하도록 조절될 것이고 이의 Response는 지극히 빠른 순간이 이루어질 것이므로 8.5 barg의 Header의 압력변화는 거의 나타나지 않을 것입니다. 결론적으로 정확한 압력변화는 수식을 풀어서 예측할 수 있지만 1"배관의 유량이 미미하고 30"배관의 System Volume이 큰경우 (또한 30"배관의 압력조절밸브가 존재하는 경우에는 더더구나) 압력변화는 무시할 수 있습니다.