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  원심펌프에서 용적식펌프로의 교체 타당성
  글쓴이 : 화공초보엔…   고유ID : jbpark4888     날짜 : 18-11-08 17:17     조회 : 57    

안녕하세요.

 

  25% 수분을 함유한 물질을 150, -0.2kg/cm2조건의 vessel에서 수분을 증발시켜 5% 수분을 함유한 물질로 만드는 수분증발공정을 운전하고 있습니다.

  5% 수분함유물질을 후단공정으로 이송하기 위한 펌프의 dis' flow 간헐적으로 뜨지않아 이를 개선하고자 스터디를 진행하였습니다. 처음에는 계기 문제를 의심하였으나, recycle line에서도 역시 no flow 되므로 계기 문제는 아닌 것으로 확인하였습니다.

  NPSH margin 충분함에도 불구하고 이러한 문제가 발생하는 것이 이해가 되지 않아 문제발생 당시의 운전조건을 자세히 들여다보니 증발vessel feeding 하는 25% 수분함유 물질의 유량을 증가하거나 다소 높은 유량으로 지속적으로 운전하면 위의 문제가 발생하는 것으로 상관관계가 보였습니다. 그래서 증발vessel에서의 충분한 체류시간을 거치지 않은 유체가 수분이 제거되기 전에 후단 공정으로 pumping되려다보니 내부에서 vaporizing되어 공회전을 유발한 것이 아닌가하고 추측하게 되었습니다.

  그런 와중에 다른 분이 용적식펌프로 교체해보는 것이 어떤가 하고 의견을 제시해주셨습니다. 용적식 펌프 특성상 일정유량을 밀어줄 있으니 중간에 잠시 공회전이 발생하더라도 다시 유체를 밀어낼 있을 것이라고 생각하지만 폐수처리장에 슬러지 펌프 외에는 용적식 펌프를 다루는 공정이 없어 해당 펌프에 대해 생소합니다.

 

용적식 펌프로 단순히 교체하는 것이 과연 옳은 선택일지요?


Stefano    18-11-08 20:44
(1) 시스템이 진공상태에서 운전되고 있고 희석용액을 연속적으로 투입하면서 농축된 액을 진공상태에서 배출되고 있는 것으로 보입니다.  (이렇게 운전되는 펌프를 흔히 "vacuum discharge pump"라고 부릅니다. )

이 펌프의 배출측이 대기압이고 흡입측이 진공일 경우 Discharge Line에 흘러들어온 공기가 Suction Line까지 흘러들어와 Pump내에 공기가 들어있다고 하면 펌핑이 되지 않을 것이므로,

Pump Suction과 Discharge간 Equalizing Valve를 두고 기동전 Pump에 액이흘러들어가도록 한다음 펌프가 정상압력을 나타낼 때 배출밸브를 열어 배출하도록 하는 방법을 사용하면 해결 가능할 것입니다. 

(2) 간단히 Vacuum Discharge가 가능한 용적식 펌프를 사용해도 되지만 반드시 용적식 펌프로 바꿀 필요는 없습니다.  용적식 펌프라도 액이 비워진 상태로 운전되는 경우 수명이 단축됩니다.  따라서 앞서 권장하는 방법의 적용이 적당합니다.

(3) Pump를 자주 기동, 정지 하는 방법을 사용하는 것보다  일단 기동이 되면 연속운전하도록 하면 운전이 수월해 집니다.  가동-정지를 반복하면 기동하기가 불편하기 때문에 액면조절밸브를 두고 항상 펌프가 액면을 일정하게 유지하도록 하면서 연속운전하면 문제가 없을 것입니다.  또한 혹여 잠시라도 펌프가 정지되는 경우에도 흡입 배출관에 공기가 역류되지 않도록 역류 방지가 잘되는 Ball Check Valve를 2개 연달아 설치하는 방법이 좋습니다.

(4) 만일 설명이 부족하여 보충설명이 필요하다면 시스템 Sketch를 첨부하여 재 질문하도록 해 주세요.
이종석 chemtech   18-11-12 11:22
일반적 으로는 증기가 발생되는 경우 펌핑이 안되는 경우는 극히 보기드문 현상이며 이경우 CAVITATION이
발생되는 것은 당연 하지만 아예 펌핑이 안되지는 않습니다. SUCTION HEAD가 충분 하다면요
NPSH의 검토를 보다 정밀하게 해 보실 필요가 있다고 판단이 됩니다

진공 걸기전에 펌프 SUCTION 에 액이 채워져 있지 못한 상태애서 펌프 SUCTION VALVE를 여는경우 진공
이라 액이 차지않을수도 있겠으나 유량증가시 에도 펌핑이 않된다면 NPSH에 문제가 있다고 밖에는 볼수가 없을것 같습니다

물론 일반적으로 당연히 진공을 걸기전에 펌프에 액을 DISCHARGE VALVE 전단까지는 채워놓아야 하지만....
어찌 되었든 CAVITATION은 발생될수 있으나 아예 펌핑이 되지 않는경우는 극히 이례적이 일이라서
다시한번 정확한 확인이 필요 하다고 판단 됩니다 물론 다량의 증기가 발생될 경우 펌핑이 안될수도 있습니다.

이경우라면 증발농축의 공정검토가 필요한 경우로 자세한 스케치가 없어서 판단은 어렵구요.....

용적식으로 바꾸면 나아질수도 있겠으나 이는 근본적 해결책은 아닌것 같습니다
물론 예를들어 탱크로리를 이용해서 저장탱크 상부로 부터 액을 흡입할 경우 배관이 비워져 있으나 기어펌프로
펌핑할 경우 SUCTION이 감압되면서 액을 퍼올리게 되고 펌핑이 되기는 합니나만....윤활에 문제로 펌프의
수명에 좋지않은 영향을 줍니다.

자세한 스케치와 액의 조성 등 관련정보가 있다면 NPSH를 비롯해서 용기 하부에 증기가 발생될 소지에 대해
검토해 볼수 있을것 같네요
스테파노 Stefano   18-11-12 15:04
여기서의 문제는 NPSH와는 전혀 관련이 없고  진공장치와 연결된 펌프가 기동전에 Casing이 액으로 채워지지 않아서 생기는 문제에 해당합니다.  필자의 이전 답글을 참고하세요.    않된다면=>안된다면
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