게시판 > 질답게시판 > Siphon breaker의 의미

스테파노 Stefano

17-12-27 17:21

(0) <Tower OVHD Condenser에 일정한 전열면적을 확보하기 위하여 Condenser 후단 배관에 Elevation을 주어 배관을 구성하였습니다.> 이부분 설명에 대해서는 이해하기 어렵습니다. 보충설명 바랍니다.

(1) Condenser와 Condensate (Reflux) Drum 사이의 액이 흘러갈 때 흘러내리는 액의 부피만큼의 증기부피를 Condenser로 되돌려 보내주기 위해 Equalizing Line이 필요한데 이 Line은 두 기기간의 압력을 일정하게 해주는 "Pressure Equlizing" 기능을 가집니다. 이 Line은 기기간 양쪽의 압력이 흔들릴 때에도 액의 흐름이 원할하도록 해주는 "균압관(均壓管)"입니다.

질문에서 언급한 3/4" 관은 Siphon Breaker가 아니고 균압관에 해당합니다. Condensate Drum의 증기를 빼주는 관에 해당하므로 질문에서의 1)에 해당하는 균압관(Equalizing Line)입니다.

(2) 만일 Condenser 내부 액면을 U-loop Top부분까지 일정하게 유지하도록 하기위하여 이 Condensate Line을 U-Loop로 만들어두고 U-loop의 가장 높은 부분을 Condense 상부에 연결했다면 이 Line은 Condensate가 Condenser에서 모두 배출되지 않도록 액면을 유지하도록 하고 있다면 이 U-loop <--> Condenser 사이의 관은 Siphon-Breaker에 해당합니다.

짐작하는 바와 같이 Siphon Breaker는 주로 질문의 2)에서 설명하고 있는 관을 말합니다.

코끼리 tnstjssla

17-12-29 10:15

(0) 스테파노님께서 말씀하신 U-Loop가 맞습니다. Condenser 내부 액면을 U-Loop Top 까지 유지하기 위하여 후단에 뒤집어진
U자 형태로 배관을 구성하였습니다.

(1) 답변 감사합니다. 몇 가지 더 궁금한 것이 있습니다.
Q1. 저희 공장에 기 구성된 U-Loop 들은 모두 Reflux Drum으로 연결되어 있으며 도면에 Siphon Breaker 라고 표기돼있습니다.
스테파노님 답변과 비교하면 Equalizing Line이 맞을 것 같은데 헷갈립니다. 어느 것이 맞는지요

Q1.1 위의 Reflux Drum에는 모두 PSV가 설치되어 있습니다. 균압관의 역할이 Drum 내 증기를 빼주는 역할이라면
PSV와 역할이 중복되는 것인지 궁금합니다.

Q3. Siphon Breaker Line 구성시 U-Loop 와 Condenser, Reflux Drum 중 선택하는 기준이 있는지 궁금합니다.
(Condenser 쪽 압력이 더 높으니 Condenser와 연결하는 것이 더 효과적일 것 같지만 고려해야 할 다른 사항이
있는지 궁금합니다.)

스테파노 Stefano

18-01-01 23:40

AQ1. U-loop top에서 Condenser 혹은 Reflux Drum의 Vapor Zone에 연결된 관은 Siphon Breaker가 맞습니다. 그러나 이 Line은 Equalizing 기능도 가집니다. 이 Equalizing Line에 의해 Condenser에 들어있던 액이 주루룩 Reflux Drum으로 흘러내려가지 않도록 하는 역할을 하게 됩니다.

AQ2. Reflux Drum 에는 PSV가 달릴 이유가 없습니다. 이 PSV는 Overhead Vapor Line에 달아두는 것이 일반적입니다. Reflux Drum은 Condenser의 Vapor Space보다 압력이 높아지는 경우는 거의 없습니다. Reflux Drum에 달아둔다면 Overhead Vapor 관경과 같은 Equalizing Line이 필요할 것이기 때문에 그리되어 있지 않다면 그 PSV의 위치는 잘못된 것에 해당한다고 봅니다.

Column Top 혹은 Overhead Vapor Line에 PSV가 달려있다면 다른 PSV는 필요가 없습니다 Reflux Drum의 PSV는 설계오류에 해당합니다.

AQ3. 해당 Siphon Breaker는 일반적으로 Condenser에 연결하는 것이 맞습니다. 그래야 Condenser ~ Reflux Drum간 액 Line의 흐름이 단순 Gravitational Flow가 가능해집니다.

(3) 그러나 만일 해당 Condenser가 Variable Area Control방식의 Condenser로 운전되는 경우라면 Reflux Drum에 연결하여 줍니다. 이 방법으로 연결하는 방식은 예전에 게시판에서 다룬적이 있으므로 이를 참고하시기 바랍니다.

http://www.chemeng.co.kr/site/bbs/board.php?bo_table=vqna&wr_id=31333&sca=&sfl=wr_subject%7C%7Cwr_content&stx=Reflux+Control&sop=and

바로 윗 인용한 부분게시판 질문에 첨부된 Sketch는 Condensate가 Reflux Drum Bottom으로 연결되어 있어서 Siphon Breaker가 없는 경우입니다. 이 연결라인이 만일 U-Loop를 거처 Reflux 드럼으로 연결되어있을 때의 Siphon Breaker는 Reflux Drum쪽으로 연결되어아 Condenser와 Reflux Drum간의 차압이 형성될 수 있습니다. (Condenser와 Reflux Drum이 Equalizing이 되면 안되는구조에 해당)

여러 Condenser Control과 관련된 Configuration및 Control 방법에 관해서 다룬적이 있으므로 이곳 Q&A게시판에서 "Condenser"라는 키워드로 먼저 찾아보세요.

http://www.chemeng.co.kr/site/bbs/board.php?bo_table=vqna&sca=&sfl=wr_subject&stx=Condenser&sop=and&x=22&y=13

AQ2. Reflux Drum 에는 PSV가 달릴 이유가 없습니다.  이 PSV는 Overhead Vapor Line에 달아두는 것이 일반적입니다. Reflux Drum은 Condenser의 Vapor Space보다 압력이 높아지는 경우는 거의 없습니다.  Reflux Drum에 달아둔다면 Overhead Vapor 관경과 같은 Equalizing Line이 필요할 것이기 때문에 그리되어 있지 않다면 그 PSV의 위치는 잘못된 것에 해당한다고 봅니다.

Column Top 혹은 Overhead Vapor Line에 PSV가 달려있다면 다른 PSV는 필요가 없습니다   Reflux Drum의 PSV는 설계오류에 해당합니다.

AQ3.  해당  Siphon Breaker는 일반적으로 Condenser에 연결하는 것이 맞습니다.  그래야 Condenser ~ Reflux Drum간 액 Line의 흐름이 단순 Gravitational Flow가 가능해집니다.

(3) 그러나 만일 해당 Condenser가 Variable Area Control방식의 Condenser로 운전되는 경우라면 Reflux Drum에 연결하여 줍니다. 이 방법으로 연결하는 방식은 예전에 게시판에서 다룬적이 있으므로 이를 참고하시기 바랍니다.

http://www.chemeng.co.kr/site/bbs/board.php?bo_table=vqna&wr_id=31333&sca=&sfl=wr_subject%7C%7Cwr_content&stx=Reflux+Control&sop=and

바로 윗 인용한 부분게시판 질문에 첨부된 Sketch는 Condensate가 Reflux Drum Bottom으로 연결되어 있어서 Siphon Breaker가 없는 경우입니다.   이 연결라인이 만일 U-Loop를 거처 Reflux 드럼으로 연결되어있을 때의 Siphon Breaker는 Reflux Drum쪽으로 연결되어아 Condenser와 Reflux Drum간의 차압이 형성될 수 있습니다.  (Condenser와 Reflux Drum이 Equalizing이 되면 안되는구조에 해당)

여러 Condenser Control과 관련된 Configuration및 Control 방법에 관해서 다룬적이 있으므로 이곳 Q&A게시판에서 "Condenser"라는 키워드로 먼저 찾아보세요.

http://www.chemeng.co.kr/site/bbs/board.php?bo_table=vqna&sca=&sfl=wr_subject&stx=Condenser&sop=and&x=22&y=13

코끼리 tnstjssla

18-01-04 11:00

감사합니다. 많은 도움이 되었습니다.

스테파노 Stefano

18-01-04 19:13

(0) 인용한 참고자료를 찾아보았다면 알 수 있는 내용이지만 Siphon Breaker 관련하여 추가설명을 곁들입니다.

(1) U-loop Top을 Reflux로 연결되어 있으면 Condenser와 Reflux Drum간의 압력차에 따라 Condenser 액면이 달라지고 이로인해 Condenser의 Surface Area가 달라집니다.

Condenser내의 액면이 가장 높을 경우는 Condenser와 Reflux Drum의 압력이 같아질 때입니다. Reflux Drum의 압력은 Hot Vapor Bypass Control Valve로 조정되며 이 밸브가 완전히 열려있을때 Condenser내 액면이 최고에 달합니다.
(따라서 Condenser Area을 최대의 면적으로 할 경우에는 이 밸브가 완전히 닫혀있을 때에 해당합니다.)

(2) 앞선 답글에서도 언급했지만 Reflux Drum에 달린 PSV는 불필요합니다.

소금쟁이 hotchkiss

18-01-05 16:31

reflux drum에 설치되는 PSV건에 대해 참고하세요.

tower OVHD line에 설치된 PSV가 reflux drum의 external fire 경우의 required relieving load를 충분히 감당하더라도 API 521에서 요구하는 PSV rated capacity 기준하 inlet friction loss (OVHD condenser 포함, 특히 total condensicng 경우 OVHD condenser와 reflux drum간 piping size가 OVHD vapor line 보다 상당히 작음.)가 set pressure의 3%를 넘어가게 되는 경우가 많습니다.

따라서 API 521 규정을 지키기 위해 reflux drum의 design pressure를 높히는 안, OVHD line에 설치한 PSV type을 Pilot type으로 변경하는 안, 작은 PSV를 reflux drum에 추가하는 안들을 고려하게 되는데 가장 설계 영향이 적고 cost impact가 작은 마지막안을 채택하는 경우가 있습니다.

스테파노 Stefano

18-01-05 18:29

(1) 소금쟁이님의 답글을 읽다보니 PSV 관련 시나리오 중에서 Reflux Drum이 화재시 화염에 쌓이거나 복사열에 의해 증발되는 Vapor 량을 고려해야 하겠다는 생각이 듭니다.

그렇지만 필자의 경험이나 다른 Project 사례에서도 Reflux Drum에 PSV를 달아야 될 경우는 본일이 없었습니다.

왜냐하면, Reflux Drum이 Reflux Pump NPSH 문제를 회피하기 위해 주로 2층 아니면 3층에 설치되는데 그러다 보니 층고가 6~7m 이상이 되어서 화재시 화염의 영향이 없다고 간주되는 높이25ft 이상에 Reflux Drum이 설치되므로 Fire Case를 거론할 필요가 없는 경우가 대분분이었습니다.

(2) 만일 Reflux Drum을 Ground Level에 설치함으로써 화염의 영향을 받는 위치에 놓는다고 하면 Fire Case를 고려해야 할 터인데 Condenser~Reflux Drum간 Equalizing Line으로 해결하기 위해 Reflux Drum의 설계압력을 높여야 하므로, 이 때는 PSV를 추가로 달아두는 것이 Cost면에서 낮아지겠지만 과연 이런 시나리오가 존재하는지 면밀히 확인해 보아야 할 것 같습니다.