게시판 > 질답게시판 > Pump Minimum Continuous Flow 관련하여.

스테파노 Stefano

14-12-31 21:10

(0) 우선 System에서 이해가 되지 않는 부분이 있지만 우선 답글을 순차적으로 살펴보고 추가 답글을 달아주시기 바랍니다.

(A1) <2. LPG production line (Nor.: 5.7 m3/hr) 에 FIC 설치 되어 있는데 이는 debutanizer column TIC와 LPG production에 있는 FT로부터 signal을 받아 DCS summation logic으로 연결됨.>
위의 <>로 인용된 부분에서 DCS Summation Logic이 LPG Production Line FT로부터의 신호와 Column TIC 신호를 더하는 것으로 설명되어 있는데 이 부분이 잘못 설명된 것 같은데 확인바랍니다. (Flow와 Temperature를 더할수 있는 방법은 없지요)

(A2) <..DCS summation logic은 reflux line FT와 LPG production으로부터 온 signal을 받아 reflux line에 있는 FIC로 signal을 보내줌.>
위의 <>로 인용된 부분은 위의 A1)에서 인용한 부분과 다릅니다. 아마도 Reflux FT신호와 Product FT신호를 DCS Summing Logic에서 더하여 Reflux FIC의 "Set Point"를 주고 Cascade 방식으로 제어하는 것으로 설명하고 있는 것으로 보이는데 이 부분도 잘못 설명된 것 같습니다.

분명히 두개의 Flow값이 Pump의 Minimum Flow 이상을 유지하도록, 즉 (F1+F2) ≥ (Fmin)를 유지하도록 Reflux Flow Controller의 Minimum Opening 값만을 제공하고, 실제의 Reflux Flow Control Valve(FV-1)는 정상상태(Range "A")에서는Column Top Temperature (TIC-1)의 출력으로부터 설정치(Set Point)를 받는 Reflux Flow Controller (FIC-1)에 의해 제어되고 있다가, 펌프유량이 줄어들어 (F1+F2) <(Fmin)인 영역(Range "B")에서는 DCS상에서 어떤 Logic Control 방식으로 변경되는 것인가가 궁금합니다.

(A3) 위의 A1, A2가 이미 설명한 대로 시스템이 연결되어 있다면 Reflux Drum의 액면조절기(LIC-1)의 출력은 Procuct Flow 조절기(FIC-2)의 Set Point를 주도록 연결되어 있을 것으로 추정합니다. 따라서
<1. Debutanizer receiver LIC-> reflux line FIC로 연결>이라고 쓰여있는 부분이 잘못 설명된 것으로 보입니다

아마도 Reflux Drum Level Controller(LIC-1)는 Product Flow Controller(FIC-2)의 설정치 뿐만 아니라 LIC-1에 함께 달려있을 것으로 추측되는 Reflux Drum의 Low Low Level Interlock Swith (LSLL-1)가 Pump보호를 위해 Trip Signal을 공급해야 할 것으로 봅니다.

(A4) 이제 질문으로 돌아가서 <1. Process minimum flowrate < MCF 인 경우 무조건 MCF line을 달아야 하나요? Reflux는 계속 되어야 할 것 같은데...>의 물음에 대한 필자의 판단에 의한 답은 "Yes"입니다.

왜냐하면 Interlock (Protection) Logic은 기계식 안전장치에 비하여 신뢰도가 떨어지기 때문입니다. LPG Pump의 경우 Vaporization에 의해 Pump가 Cavitation 되는 상태로 운전되는 경우 경우 반드시 Pump가 손상될 수 있기 때문입니다. 이 때 Minimum Continuous Flow를 유지해주는 기계식 Minimum Bypass Valve가 추천됩니다.

여기서 이 Pump Minimum Flow의 행선지는 Column Drum 보다 Column Reflux Line으로 연결되는 것이 LPG와 같은 Vapor 처리에 더 유리할 것으로 판단합니다.

(A5) <2. LPG 같은 경우는 specific heat이 높아 discharge block valve가 닫힌 다면 (caused by suction vessel LIC malfunction), 온도가 상승하게 되어..MCF를 설치 해 주어야 할 것 같은데....하지만, LPG production으로 가는 line까지 망가지지는 않을 것 같고..>

이부분에서 "LPG의 specific heat이 높아 discharge block valve가 닫힌다" 는 부분은 논리에 맞지 않습니다. LPG는 다른 유기물과 거의 유사한 Specific Heat를 갖고 있기 때문이기도 하지만 Specific Heat와 Discharge Block Valve의 여닫힘과는 무관할 것이기 때문입니다.

(A6) 또한 <..discharge block valve가 닫힌 다면 (caused by suction vessel LIC malfunction), 온도가 상승하게 되어..MCF를 설치 해 주어야 할 것 같은데..> 이부분도 논리에 맞지 않습니다. LIC의 Malfunction이라고 하면 주로 LIC-1과 연결된 Control Valve의 Malfunction을 의미하게 되는데 (추정컨데) LV-1은 존재하지 않고 대신 Cascade Controller의 예하에 달려있는 FIC-2의 Control Valve (FV-2)의 고장을 의미하게 될 것인데 이에 의해 Pump의 Minimu Flow를 유지하지 못하는 상태를 의미할 것으로 봅니다.

이 때는 주로 LIC-1에 함께 달려있는 LSLL 또는 LSHH에 의해 Interlock System이 동작하도록 되어 있을 것으로 봅니다. 경우에 따라서는 Level Switch에 의한 Plant Shut-down 대신 Level Alarm이 먼저 울리고 운전자가 이를 감지하여 Flow Control Valve의 Bypass Valve를 수동으로 운전해야 하는 상황으로 돌입할 수도 있습니다. (이러한 운전방식과 제어시스템의 구성은 운전자들의 숙련에 관련된 사항입니다. )

우선 Debutanizer Overhead (온도, 압력, 액면, Reflux) Control System을 잘 점검해 보고 답글바랍니다.

(A2) <..DCS summation logic은  reflux line FT와 LPG production으로부터 온 signal을 받아 reflux line에 있는 FIC로 signal을 보내줌.>
위의 <>로 인용된 부분은 위의 A1)에서 인용한 부분과 다릅니다.  아마도 Reflux FT신호와 Product FT신호를 DCS Summing Logic에서 더하여 Reflux FIC의 "Set Point"를 주고 Cascade 방식으로 제어하는 것으로 설명하고 있는 것으로 보이는데 이 부분도 잘못 설명된 것 같습니다.

분명히 두개의 Flow값이 Pump의 Minimum Flow 이상을 유지하도록, 즉 (F1+F2) ≥ (Fmin)를 유지하도록 Reflux Flow Controller의 Minimum Opening 값만을 제공하고, 실제의 Reflux Flow Control Valve(FV-1)는 정상상태(Range "A")에서는Column Top Temperature (TIC-1)의 출력으로부터 설정치(Set Point)를 받는 Reflux Flow Controller (FIC-1)에 의해 제어되고 있다가, 펌프유량이 줄어들어 (F1+F2) <(Fmin)인 영역(Range "B")에서는 DCS상에서 어떤 Logic Control 방식으로 변경되는 것인가가 궁금합니다.

(A3) 위의 A1,  A2가 이미 설명한 대로 시스템이 연결되어 있다면 Reflux Drum의 액면조절기(LIC-1)의 출력은 Procuct Flow 조절기(FIC-2)의 Set Point를 주도록 연결되어 있을 것으로 추정합니다.   따라서 
<1. Debutanizer receiver LIC-> reflux line FIC로 연결>이라고 쓰여있는 부분이 잘못 설명된 것으로 보입니다

아마도 Reflux Drum Level Controller(LIC-1)는 Product Flow Controller(FIC-2)의 설정치 뿐만 아니라 LIC-1에 함께 달려있을 것으로 추측되는 Reflux Drum의 Low Low Level Interlock Swith (LSLL-1)가 Pump보호를 위해 Trip Signal을 공급해야 할 것으로 봅니다.
 
(A4) 이제 질문으로 돌아가서 <1. Process minimum flowrate < MCF 인 경우 무조건 MCF line을 달아야 하나요? Reflux는 계속 되어야 할 것 같은데...>의 물음에 대한 필자의 판단에 의한 답은 "Yes"입니다.

왜냐하면 Interlock (Protection) Logic은 기계식 안전장치에 비하여 신뢰도가 떨어지기 때문입니다.  LPG Pump의 경우  Vaporization에 의해 Pump가 Cavitation 되는 상태로 운전되는 경우 경우 반드시 Pump가 손상될 수 있기 때문입니다.  이 때 Minimum Continuous Flow를 유지해주는 기계식 Minimum Bypass Valve가 추천됩니다.

여기서 이 Pump Minimum Flow의 행선지는 Column Drum 보다 Column Reflux Line으로 연결되는 것이 LPG와 같은 Vapor 처리에 더 유리할 것으로 판단합니다.

(A5) <2. LPG 같은 경우는 specific heat이 높아 discharge block valve가 닫힌 다면 (caused by suction vessel LIC malfunction), 온도가 상승하게 되어..MCF를 설치 해 주어야 할 것 같은데....하지만, LPG production으로 가는 line까지 망가지지는 않을 것 같고..>

이부분에서 "LPG의 specific heat이 높아 discharge block valve가 닫힌다" 는 부분은 논리에 맞지 않습니다.   LPG는 다른 유기물과 거의 유사한 Specific Heat를 갖고 있기 때문이기도 하지만  Specific Heat와 Discharge Block Valve의 여닫힘과는 무관할 것이기 때문입니다.

(A6) 또한 <..discharge block valve가 닫힌 다면 (caused by suction vessel LIC malfunction), 온도가 상승하게 되어..MCF를 설치 해 주어야 할 것 같은데..> 이부분도 논리에 맞지 않습니다. LIC의 Malfunction이라고 하면 주로 LIC-1과 연결된 Control Valve의 Malfunction을 의미하게 되는데 (추정컨데) LV-1은 존재하지 않고 대신 Cascade Controller의 예하에 달려있는 FIC-2의 Control Valve (FV-2)의 고장을 의미하게 될 것인데 이에 의해 Pump의 Minimu Flow를 유지하지 못하는 상태를 의미할 것으로 봅니다.

이 때는 주로 LIC-1에 함께 달려있는 LSLL 또는 LSHH에 의해 Interlock System이 동작하도록 되어 있을 것으로 봅니다. 경우에 따라서는  Level Switch에 의한 Plant Shut-down 대신 Level Alarm이 먼저 울리고 운전자가 이를 감지하여 Flow Control Valve의 Bypass Valve를 수동으로 운전해야 하는 상황으로 돌입할 수도 있습니다.  (이러한 운전방식과 제어시스템의 구성은 운전자들의 숙련에 관련된 사항입니다. )

우선 Debutanizer Overhead (온도, 압력, 액면, Reflux) Control System을 잘 점검해 보고 답글바랍니다.

낭만고양이 kornight

15-01-02 15:06

저도 스태파노님과 같은 의견입니다.
일단 질문지의 Logic 구성이 좀 이상한 것 같긴 하지만
개괄적인 모습으로 판단하건데,

Pump Discharge Flowrate 가 Pump의 required min. flowrate보다 적은 Case를 고려할 필요가 있다면
Kick-back Line과 Valve 를 설치하여 '항상' Pump의 Flowrate을 required min. flowrate 보다 높게
유지해줄 필요가 있습니다. 그 필요성에 대해서는 위에 스태파노님이 설명해주셨습니다.
(Vendor의 Required Min. flowrate spec. 은 process temp. 상승 보다는 cavitation 문제로 제한되는 경우가 많고,
경우에 따라서는 Discharge 배관이나 destination 쪽 설비의 design Pressure에 의해서 제약되는 경우도 있습니다.
어떤 이유인지는 직접 확인해봐야 하겠습니다만)

Pump의 Model에 따라서 잠깐 동안의 Min. flowrate 이하 운전이 허용될 수 도 있겠지만
말 그대로 잠깐일 뿐이고, continous 운전이라면 반드시 Vendor의 Spec. 권고를 따를 필요가 있겠습니다.

kick-bakc line은 Column 또는 reflux drum 으로 보내는 것이 맞을테고요.

스테파노 Stefano

15-01-02 15:43

필자가 추천하는 Mininum Flow Valve는 Pump Discharge 측에 달아두는 "Minimum Flow Bypass Check Valve"입니다.
구조에 관해서는 여기에 나오는 그림들을 참조하세요

https://www.google.co.kr/search?q=%22Minimum+Flow+Bypass+Check+Valve%22&newwindow=1&biw=1400&bih=897&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=1jymVOqTHouP8QWo2YGgBg&ved=0CAYQ_AUoAQ&dpr=0.9#newwindow=1&tbm=isch&q=%22Minimum+Flow+Bypass%22+%22Check+Valve%22