자동로그인
컨텐츠 | contents
일반게시판
Q&A게시판
공학 S/W
스터디 | study
단위환산
농도계산
일반화학
화공일반
화공실무

   
  PSV 소요분출량 계산
  글쓴이 : 오렌지5   고유ID : ohhj327     날짜 : 18-06-11 09:55     조회 : 2829    
안녕하세요.
 
PSV 소요분출량 계산에 대해서 문의드립니다.
 
필터는 압력용기로써 PSV가 부착되어 있습니다.
코샤 가이드 D-18을 참고하여 계산하려고 하는데, 필터의 경우에는
 
나 목의 기준을 따라 용기 등의 모든 출구가 차단된 경우, 유입되는 액체의 최대 토출량으로 해야 할 것 같습니다.
 
 
이 때, 유량 정보를 알고 있지 않고.
배관 사이즈, 필터 전단 펌프의 용량, psv 셋팅압력 정도만 알고 있다면.
어떤 식을 써야 할까요...
 
Q=AV식을 쓰고 싶은데, 유속을 알지 못합니다.
 
필터의 정보. D=600mm, H=625mm, 운전 압력 : 4kg/cm2, psv 셋팅압력 : 10kg/cm2
인아웃 배관 사이즈 2인치, PSV in 25A, out 50A입니다.
필터 전단 펌프용량 25m3/hr
정격용량 18794kg/hr
 
소요분출량 계산하여 배출용량을 선정한 뒤, 정격용량과 비교하고자 합니다.
소요분출량 케이스 판단하여 계산하는게 초보실무자에게는 어려운 일인듯 합니다.
 
고수님들의 가르침 부탁드립니다.

공정설계 chemtech   18-06-11 10:25
안녕 하세요

이 필터에 공급되는 유량은 펌프에서 오는것 이고 이 펌프의 용량을 알고 있으므로 분출량은
이 펌프의 유량으로 계산하시면 되겠습니다 다만, 펌프의 종류에 따라 계산은 다음과 같이 달라지게 됩니다.
만약에 펌프가 원심펌프라면 펌프의 용량을 PSV의 용량으로 하시면 않되구요 이때는 THERMAL EXPANSION 으로
보시고 분출량을 계산 하시면 되며 기어펌프나 다이아프람 펌프 종류 즉 용적식 펌프라면 펌프의 용량이 곧
PSV의 분출량 이므로 이때는 펌프의 용량이 곧 PSV 분출량 이므로 이 유량으로 PSV SIZING을 하시면 됩니다
CASE 는 OUTLET BLOCK CASE 입니다
THERMAL EXPANSION CASE 시에는 FIRE CASE와 THERMAL EXPANSION 두가지로 계산을 해야 하겠지요
     
오렌지5 ohhj327   18-06-11 10:29
답변 감사합니다.
제가 잘 못된 접근을 하고 있었군요.

혹시 열팽창 관련하여 계산 방법을 알려주실 수 있을까요?
     
멋돌이    18-06-15 16:51
소요분출량 계산식이 외부화재 케이스 경우만 널리 알려져 있고 그 외 다른 케이스의 경우는 아무리 찾아봐도
잘 없었는데 좋은 정보 감사드립니다. 정리가 잘 안되어 질문드립니다.
위 질문의 경우 배출원인은 OUTLET BLOCK CASE 이고
소요분출량을 계산할 때는 THERMAL EXPANSION CASE 로 계산하라는 말씀이시죠?
원심펌프일 경우는 왜 열팽창으로 계산을 하나요? 공회전을 하면서 펌프 내의 유체가 온도에 영향을 받기 때문인가요?
fire case 로 계산 시 액체가 접하고 있는 표면적은 펌프실 내의 표면적인가요?
필터를 배관으로 생각하고 배관에 말씀하신 개념을 적용해도 무방한가요?
공정설계 chemtech   18-06-11 11:00
분출량 (m3/h) = B x H / (998.6 x G x C)

B 유체별 부피 팽창계수

H 열량 (열교환기의 경우에는 열교환기 DUTYx1.3배) kcal/h
  배관에서 태양열에 의한 열팽창시 배관온도가 시간당 20도로 배관내의 온도가 올라간다고
  가정하여 계산. 대부분 MINIMUM SIZE로 계산이 되어지며 이 최소사이즈의 PSV 최대 분출량은
  계산된 값보다 훨씬 크게 되므로 통상 20도로 계산 하시면 됩니다

G 비중

C 비열 kcal/kg'c

B : API비중 3  : 0.00072
                35  : 0.0009
                51 : 0.00108
                64 : 0.00126
                79 : 0.00144
                89 : 0.00153
                94 : 0.00162,        물일경우 : 0.00018
     
오렌지5 ohhj327   18-06-11 14:33
알려주신 내용을 바탕으로 좀 더 이해하고자, 다른 글들을 보았습니다.
그러던 중 스테파노 님의 설명 중에

(액팽창밸브의 배출 유량, Q, m3/h) = (System Volume, V m3) * (부피팽창계수, α  1/℃ ) * (온도 상승속도,  ΔT/ΔΘ,  ℃/h)

라는 식을 보게 되었습니다.

공정설계님께서 알려주신 내용과 비슷한 듯 하나, 부피와 998.6에 대한 내용이 조금 다른 듯 하여....
System Volume과 998.6에 대한 설명을 조금 더 해주시면 정말 도움이 많이 될 것 같습니다.
공정설계 chemtech   18-06-11 11:15
.                141.5
API 비중 =  ----------  - 131.5 , 따라서 액체의 비중을 알면 API 비중으로
                  비중
상기식을 이용해서 환산해서 API비중에 해당하는 부피팽창계수 값을 적용 하면 됩니다
공정설계 chemtech   18-06-11 15:38
API RP521 을 참고 하시면 되며 이 숫자 998.6은 단위환산 계수값 입니다
그대로 적용을 하시면 됩니다

스테파노님 께서 해 주신것은 이론적인 계산방법 이며 동일한 것 입니다 다만 , API의 STANDARD는 여기에
실험적 FACTOR가 더해진것 입니다

API RP-521의 계산방법을 참고로 알려 드리면, British 단위로 나와 있으며 이를 MKS 단위로 적용한 식이 위의
식이 되겠습니다

gpm = B x H / (500 x G x C) 로서 B값은 위에 설명된 부피팽창계수값이고 H는 열량, G는 비중, C는 비열값
입니다

따라서 위의 식을 드대로 적용 하셔서 계산 하시면 됩니다

계산근거는 API RP-521 의 3-14 Hydraulic Expansion 입니다
스테파노 Stefano   18-06-13 16:54
<공정설계>님..
앞선 답글들의 수식들에서  적용한 B의 단위가    1/℃인지  1/F 인지 확인하여 확인해 주세요.
이종석 chemtech   18-06-18 12:50
원심펌프일 경우는 밸브를 다 막아도 압력이 계속 올라가는 것이 아니라 pump 의 shut-up pressure 까지 올라가므로
배관이나 장치들의설계압력이 이 이상이라 터지지 않므으로  PSV가 필요하지 않으나 외부열원에 의해 열팽창으로
문제가 될수 있으므로 THERMAL EXPANSION으로 계산을 하는것 이구요

용적식 펌프는 출구밸브가 막히면 압력이 한없이 계속올라 갑니다 그러니 당연히PSV의 설치가 필요 하지요
 
fire case 로 계산 시 액체가 접하고 있는 표면적은 당연하게 배관 총 부피를 가지고 계산 하시면 됩니다
중간에 열교환기가 있다면 이 부피도 포함이 되어야 하구요

스테파노님 께서 요청하신 확인사항은 1/F 입니다
     
멋돌이 heat90   18-06-25 11:12
답변 감사 드립니다. 정리가 되었습니다.
zzz    18-06-19 19:26
시스템을 봐서 어떤 시나리오가 있는지 파악을 해야겠지요. 외부화재가 가능할 수도 있고, 용적식 펌프면 outlet blocked case일 수도 이고요.

외부화재는 KOSHA Guide에 있으니 확인하시면 될 것 같습니다. API 521을 보시면 가능한 시나리오 확인이 될 것이고요. 열팽창은 고려할 수 있지만, 필터에 열팽창이 나오기는 쉽지 않겠지요. 열팽창이라는 것은 액체가 외부의 열에 의해 살짝 부피가 팽창하는 경우인데, 열교환기의 cooling water 또는 큰 배관의 태양 복사열이나 heat tracing에 의해 발생하니까요.

또한 열팽창은 보통 3/4" x 1"면 문제 없습니다. 보통 설계시 sizing 하지 않지요. 워낙에 작으니... 이러한 문구도 API 521에 나와 있습니다.
초보설계자 jwlee2000   19-03-01 11:26
안전밸브  설계업무를 하고 있는 초보자 입니다.

제가 잘 몰라서 여쭤 봅니다.

온도조절장치에 붙착된 팽창탱크에 PSV를 설치하고 합니다. 이때 팽창탱크에는 1kg/cm2 N2로 일정하게 가압 합니다.

이때 팽창탱크의 PSV 소요 분출량 결정 케이스를 외부화재로 봐야 되는지 아니면 열팽창으로 봐야 되는건지 그리고

대상 물질을 질소로 봐야 하는 건지 열매유로 봐야 하는 건지 조언 부탁 합니다.

온도조절장비의 운영 범위 최대 80도 입니다. 이정도 일때 팽창탱크는 내 열매유 온도는 약 40도 이내 입니다.
코멘트입력
   

Copyright 1999.07.10-Now ChemEng.co.kr & 3D System Engineering. (mail : ykjang@naver.com, call 010-4456-8090)