게시판 > 질답게시판 > 컨트롤밸브와 유량의 관계

Stefano

23-01-09 20:30

Control Valve의 용량결정과정과 유량조절방법에 관해서는 많은 온라인-오프라인 자료들이 있을 것이므르 자세히 알아볼 수 있을 것입니다. Control Vave의 Sizing과 설계표준 용어 등에 대해서는 전세계적으로 미국계장기기표준협회(ISA)표준이 기준이되어 개발되어 왔습니다. 여기서는 질문 번호단위로 답글 올립니다.

A1-1) 맞습니다. Control Valve 용량을 결정하고자 하면 Normal 유량과 밸브 전후의 압력차가 필요합니다.
밸브조절이 잘 되도록 하고 밸브 수명도 오래갈 수 있도록 하고자 하면 적절한 크기로 결정하는 것이 좋습니다. 너무크면 조절이 정교하지 못하고 너무 작으면 유량증가시 제한이 따르게 됩니다.

A1-2) 아닙니다. Cv값 선정은 Normal 유량이 흐를 때의 열림(Opening)이 약 60~80% 정도가 적절합니다. Valve가 완전히 열려있을 때 Nomal 유량이 흘러가게 되도록 선정하면 잘못된 것입니다. 유량이 증가되었을 때 더 늘여운전이 불가능 하기 때문입니다.

A1-3) 아닙니다. 계산된 Cv값에 맞추어 주문하는대로 Valve를 가공하는것이 아닙니다. Cv값이 결정되면 Valve Type에 따라 대체적인 Body 크기가 정해지는데 이는 이미 제작되어 판매되는 Valve중에서 선정하는 방식입니다. Cv값은 Valve Type과 Control Valve Vendor마다 약간씩 다르지만 상용화된 밸브에서 선택하면 됩니다.

A1-4) 운전중 유량변화가 올 수 있지만 원인이 하나만 있는 것이아닙니다. 유량변화가 생기는 원인이 ⓐ운전자가 인위적으로 조절하는 경우 ⓑ공급압력이 달라지는 경우 ⓒ사용처 압력이 달라지는 경우, 등이 있는데 어느 경우에나 유량을 늘이고자 하면 Valve를 더 열어주어야 하고 줄이고자 하면 Valve열림정도를 줄여주어야 하는 일입니다.

만일 자동조절기(Controller)가 있다면 유량이 변화될 때 설정하고자 하는(혹은 변동하고자하는) 유량에 따라 자동적으로 맞추어 유량이 조절되고 그 유량값은 조절기에 자동적으로 Feedback 되어 서서히 안정화 되면 정해진 유량이 일정하게 흐르도록 밸브열림정도가 고정된 상태로 유지됩니다. 인위적으로 유량을 조절하려면 자동조절기에서 유량설정값을 변경시켜주면 됩니다.

(만일 운전중 현재의 설정 유량값을 다른 값으로 변동하고자 하는 경우 그 변화 폭이 매우 큰경우 (예를 들어 10%이상) 갑자기 자동조절기의 설정값 변동에 의한 조절계의 흔들림(Fluctuation)이 나타날 우려가 있습니다. 이럴 경우에는 현재의 Valve Opening값을 그대로 두고 Valve를 Auto Mode에서 Manual Mode로 전환한 후 서서히 수동으로 밸브개도율을 단계별로 조정해서 안정화 시켜가면서 최종 설정치에 안정화 되고 난 후 Manual Mode에서 Auto Mode로 전환하는 요량이 필요합니다. )

A1-5) <만약 컨트롤밸브 전단에 펌프가 있다면 펌프의 후단 압력은 증가한다.(유량이 감소하므로)>==> 이 말은 맞지 않습니다. 운전중 유량이 감소되는 원인은 Control Valve 후단 (System 측)의 압력이 증가하거나 Control Valve 전단 공급압력의 줄어들 경우, 그리고 나머지는 공급 관내 저항이 증가하는 경우 이들 셋중 하나에 해당합니다. 전자는 System (공정처리계) 처리부하가 늘어나거나 처리능력이 줄어드는 경우에 해당하고 후자는 유체 공급장치의 성능이 떨어지거나 (누설, 타 사용처 사용량 증가 등)유량의 손실이 발생하는 경우에 나타나고 마지막은 Control Valve Strainer가 막히거나 Valve Seat에 이물질이 끼어들어 막히는 경우 등의 원인에 의합니다.

퍼프가 있어서 펌프후단의 압력이 늘어나면 Control Valve Upstream 압력이 늘어나 오히려 순간적으로 유량이 늘어날 수 있지만 자동조절기는 알아서 설정압력에 맞추어 밸브 개도율이 달라집니다. (유량 설정치 변경없이 공급압력 늘어나게 되면 자동조절기는 발브를 더 닫아주도록 출력값을 방출합니다. )

A2) 데이터시트에 적힌 압력은 정상 운전중 밸브 전후에 걸리게 되는 압력에 해당하고 이를 기준으로 밸브를 선정하라는 것입니다. 실제 사용중 압력변화가 생기게 되면 설정유량에 맞추어 자동적으로 Valve Opening이 조절되어 운전됩니다.

A3) 운전중 유량이 줄게되는 원인이 무엇이냐에 따라 밸브제어기의 출력값이 달라지는데 설정유량 변동없이 유량이 즐어들 경우 위의 A1-5)에 설명된 방법으로 (자동)안정화 되게되고 안정화 된 상태에서 나타내는 전후 차압, 압력손실, 개도율 등이(자동적으로) 결정된다고 보면 됩니다.

질문에서 <유량이 감소하게 되면 배관에서의 ΔP가 감소하니까 그만큼의 ΔP는 컨트롤밸브에서 흡수해주는 것 아닌가>로 인식하는 것은 오류입니다. 설정유량이 흐르다가 유량이 감소하여 배관내 차압이 감소하게 되면 Control Valve에서는 차압을 줄여주도록 해야 유량저하현상을 보상함으로서 설정유량에 복구되도록 합니다. 이런 작업이 바로 Controller의 명령이고 그에 따라 Control Valve의 Opening이 결정됩니다.

반대로 설정유량이 흐르다가 공급압력이 높아졌다거나 사용처 압력이 낮아져 유량이 증가하게 되면 Control Valve가 이 증가된 차압을 "흡수"하도록 함으로서 설정유량에 복귀됩니다. 질문에서 <공급압력이 늘게 되면 자동적으로 Control Valve가 차압을 흡수하게 된다...>라고 질문하였는데 이는 이 내용을 설명하고 있는 경우에 해당하는 맞는 말입니다.

어느 경우이건, 운전중 유량변화에 따른 배관내 차압변화는 그리크지 않고 대부분 Control Valve의 차압에 의해 유량이 조절됩니다.

(Valve Sizing 참고: https://www.emerson.com/documents/automation/manual-valve-sizing-standardized-method-fisher-en-140724.pdf )

A1-1)  맞습니다.  Control Valve 용량을 결정하고자 하면 Normal 유량과 밸브 전후의 압력차가 필요합니다.   
  밸브조절이 잘 되도록 하고 밸브 수명도 오래갈 수 있도록 하고자 하면 적절한 크기로 결정하는 것이 좋습니다.   너무크면 조절이 정교하지 못하고 너무 작으면 유량증가시 제한이 따르게 됩니다.

A1-2)  아닙니다.  Cv값 선정은 Normal 유량이 흐를 때의 열림(Opening)이 약 60~80% 정도가 적절합니다.  Valve가 완전히 열려있을 때 Nomal  유량이 흘러가게 되도록 선정하면 잘못된 것입니다.   유량이 증가되었을 때 더 늘여운전이 불가능 하기 때문입니다.

A1-3)  아닙니다. 계산된 Cv값에 맞추어 주문하는대로 Valve를 가공하는것이 아닙니다.  Cv값이 결정되면 Valve Type에 따라 대체적인 Body 크기가 정해지는데 이는 이미 제작되어 판매되는 Valve중에서 선정하는 방식입니다.   Cv값은 Valve Type과  Control Valve Vendor마다 약간씩 다르지만 상용화된 밸브에서 선택하면 됩니다.

A1-4) 운전중 유량변화가 올 수 있지만  원인이 하나만 있는 것이아닙니다.   유량변화가 생기는 원인이 ⓐ운전자가 인위적으로 조절하는 경우 ⓑ공급압력이 달라지는 경우 ⓒ사용처 압력이 달라지는 경우, 등이 있는데   어느 경우에나  유량을 늘이고자 하면  Valve를 더 열어주어야 하고 줄이고자 하면 Valve열림정도를 줄여주어야 하는 일입니다.

만일 자동조절기(Controller)가 있다면 유량이 변화될 때 설정하고자 하는(혹은 변동하고자하는) 유량에 따라 자동적으로 맞추어 유량이 조절되고 그 유량값은 조절기에 자동적으로 Feedback 되어 서서히 안정화 되면 정해진 유량이 일정하게 흐르도록 밸브열림정도가 고정된 상태로 유지됩니다.   인위적으로 유량을 조절하려면  자동조절기에서 유량설정값을 변경시켜주면 됩니다.

(만일 운전중 현재의 설정 유량값을 다른 값으로 변동하고자 하는 경우 그 변화 폭이 매우 큰경우 (예를 들어 10%이상) 갑자기 자동조절기의 설정값 변동에 의한 조절계의 흔들림(Fluctuation)이 나타날 우려가 있습니다.   이럴 경우에는 현재의 Valve Opening값을 그대로 두고 Valve를 Auto Mode에서 Manual Mode로 전환한 후 서서히 수동으로 밸브개도율을 단계별로 조정해서 안정화 시켜가면서 최종 설정치에 안정화 되고 난 후 Manual Mode에서 Auto Mode로 전환하는 요량이 필요합니다. )

A1-5) <만약 컨트롤밸브 전단에 펌프가 있다면 펌프의 후단 압력은 증가한다.(유량이 감소하므로)>==> 이 말은 맞지 않습니다.  운전중 유량이 감소되는 원인은 Control Valve 후단 (System 측)의 압력이 증가하거나 Control Valve 전단 공급압력의 줄어들 경우, 그리고 나머지는 공급 관내 저항이 증가하는 경우 이들 셋중 하나에 해당합니다.    전자는 System (공정처리계) 처리부하가 늘어나거나 처리능력이 줄어드는 경우에 해당하고 후자는 유체 공급장치의 성능이 떨어지거나 (누설, 타 사용처 사용량 증가 등)유량의 손실이 발생하는 경우에 나타나고 마지막은 Control Valve Strainer가 막히거나  Valve Seat에 이물질이 끼어들어 막히는 경우 등의 원인에 의합니다.

퍼프가 있어서 펌프후단의 압력이 늘어나면 Control Valve Upstream 압력이 늘어나  오히려 순간적으로 유량이 늘어날 수 있지만 자동조절기는 알아서 설정압력에 맞추어 밸브 개도율이 달라집니다.  (유량 설정치 변경없이 공급압력 늘어나게 되면 자동조절기는 발브를 더 닫아주도록 출력값을 방출합니다. )

A2)  데이터시트에 적힌 압력은 정상 운전중  밸브 전후에 걸리게 되는 압력에 해당하고 이를 기준으로 밸브를 선정하라는 것입니다.   실제 사용중 압력변화가 생기게 되면 설정유량에 맞추어 자동적으로 Valve Opening이 조절되어 운전됩니다.

A3) 운전중 유량이 줄게되는 원인이 무엇이냐에 따라 밸브제어기의 출력값이 달라지는데  설정유량 변동없이 유량이 즐어들 경우  위의 A1-5)에 설명된 방법으로 (자동)안정화 되게되고  안정화 된 상태에서 나타내는 전후 차압, 압력손실, 개도율 등이(자동적으로) 결정된다고 보면 됩니다.

질문에서 <유량이 감소하게 되면 배관에서의 ΔP가 감소하니까 그만큼의 ΔP는 컨트롤밸브에서 흡수해주는 것 아닌가>로 인식하는 것은 오류입니다.   설정유량이 흐르다가 유량이 감소하여 배관내 차압이 감소하게 되면 Control Valve에서는 차압을 줄여주도록 해야  유량저하현상을 보상함으로서  설정유량에 복구되도록 합니다.   이런 작업이 바로 Controller의 명령이고 그에 따라  Control Valve의 Opening이 결정됩니다.

반대로 설정유량이 흐르다가 공급압력이 높아졌다거나 사용처 압력이 낮아져 유량이 증가하게 되면 Control Valve가 이 증가된 차압을 "흡수"하도록 함으로서 설정유량에 복귀됩니다.    질문에서 <공급압력이 늘게 되면 자동적으로 Control Valve가 차압을 흡수하게 된다...>라고 질문하였는데  이는 이 내용을 설명하고 있는 경우에 해당하는 맞는 말입니다.

어느 경우이건,  운전중 유량변화에 따른 배관내 차압변화는 그리크지 않고 대부분 Control Valve의 차압에 의해 유량이 조절됩니다.

(Valve Sizing 참고: https://www.emerson.com/documents/automation/manual-valve-sizing-standardized-method-fisher-en-140724.pdf )

오일보이 zhok93

23-01-10 13:50

빠르고 자세한 답변 감사드립니다.

1-4)에서 답변주신 내용을 읽어보았는데, 요약해본다면
유량이 감소했으면, 어쨋든 Control Valve는 Set 되어있는 유량으로 복구시켜야 하니 Opening을 높여서 유량을 증가시킨다.

이렇게 이해하고 나니 System 내에 CV 전후단에 있는 장치/배관들에서의 ΔP의 감소 CV의 오프닝에 영향을 미치는게 없는것처럼 생각이 들었습니다.

그런데 제가 읽어본 교육자료에서의 예시를 보니 헷갈리는게 있어 추가 질문을 드립니다.

압력용기(1) -> (Pump) -> (Control Valve) -> (Exchanger) -> (Line) -> 압력용기(2) 로 System이 구성되어있고,

P1 = 압력용기(1)의 Outlet 압력
P2 = 압력용기(2)의 Inlet 압력
ΔPp = Pump 전후단 차압
ΔPv = Control Valve 전후단 차압
ΔPh = Exchanger 전후단 차압
ΔP_L = 배관 내 압력손실
ΔPg = Pump와 User측 간의 Head

일때, 설명은 아래와 같이 되어있습니다.

가정1) 압력용기(Tower, Vessel)은 일반적인 운전 압력이 있으므로, 공정의 inlet과 outlet 압력은 동일하므로 (P2-P1)의 차압은 일정하다 = System 전체의 ΔP는 일정하게 유지되어야 한다.
가정2) Pg는 일정하다.

설명1) Control Valve가 open되면 ΔPv는 줄어들고 / flow는 증가하며 / 다른 설비에서의 pressure drop이 증가한다.

설명2) 위 system에서 유량이 증가하기 위해서는 pump의 토출량이 증가해야 하며, 토출량이 증가할수록 pump 후단 압력은 감소하게 된다. system 상 유량이 증가하면 열교환기 및 배관에서의 ΔP는 유량의 제곱에 비례하여 증가한다.

설명3) 유량이 min에서 max로 증가하면 valve에 걸리는 차압 ΔPv는 max에서 min으로 변한다.
유량이 작을 경우 pump 토출압력이 높고, 열교환기/배관에서 발생하는 ΔP가 감소하며, process에 공급되는 압력은 일정하게 유지되고 있으므로 control valve가 감당해야 하는 ΔP는 커진다.

(Q1) 설명1)에서 말하는 "Control Valve가 Open되면"이 갑작스럽게 공정의 유량이 감소하는 문제가 발생했을 때 (위의 3가지 경우) Control Valve의 Set 유량은 일정하기 때문에 유량을 높여주기 위해 Valve를 open해주면서 ΔPv 감소 / flow 증가 / 다시 유량이 증가하면서 다른 설비에서의 ΔP 증가 라고 이해하면 될까요?

(Q2) 설명2)와 설명3)을 다시 생각해보면 이 경우는 "인위적으로 유량을 조절하기 위해 Control valve의 Set 유량값을 높인 경우"에 대한 설명으로 이해하면 될까요?
system에서 유량이 증가하기 위해서는 유량을 높이기 위해 System 전체의 차압 P1-P2의 값 자체도 증가하고 / 유량이 증가하므로 ΔPh와 ΔP_L도 증가하게 되고 / Control Valve에서도 Set 유량값 자체를 늘림으로써 Opening은 증가하고 ΔPv는 감소한다.

(Q3) A1-5) 답변에 대한 질문으로 CV 후단에서의 처리부하가 늘어나거나 처리능력이 줄어드는 경우는 반대되는 말 아닌가요? 처리능력이 줄어들 때 CV 후단 Tower의 압력이 증가할 수가 있는지 궁금합니다.

제가 공부를 하다보니 무엇이 변수이고 무엇이 종속되는 값인지도 헷갈려하는것 같습니다 ㅠㅠ
그러다 보니 제가 질문하는 내용도 완벽한 이해를 바탕으로 쓰는 글이 아니라 읽기 어려우실 수도 있어 미리 양해의 말씀을 드립니다.
답변 주시면 감사드리겠습니다.

빠르고 자세한 답변 감사드립니다.

1-4)에서 답변주신 내용을 읽어보았는데, 요약해본다면 
유량이 감소했으면, 어쨋든 Control Valve는 Set 되어있는 유량으로 복구시켜야 하니 Opening을 높여서 유량을 증가시킨다.

이렇게 이해하고 나니 System 내에 CV 전후단에 있는 장치/배관들에서의 ΔP의 감소 CV의 오프닝에 영향을 미치는게 없는것처럼 생각이 들었습니다.

그런데 제가 읽어본 교육자료에서의 예시를 보니 헷갈리는게 있어 추가 질문을 드립니다.

압력용기(1) -> (Pump) -> (Control Valve) -> (Exchanger) -> (Line) -> 압력용기(2) 로 System이 구성되어있고,

P1 = 압력용기(1)의 Outlet 압력 
P2 = 압력용기(2)의 Inlet 압력 
ΔPp = Pump 전후단 차압 
ΔPv = Control Valve 전후단 차압 
ΔPh = Exchanger 전후단 차압 
ΔP_L = 배관 내 압력손실 
ΔPg = Pump와 User측 간의 Head

일때, 설명은 아래와 같이 되어있습니다.

가정1) 압력용기(Tower, Vessel)은 일반적인 운전 압력이 있으므로, 공정의 inlet과 outlet 압력은 동일하므로 (P2-P1)의 차압은 일정하다 = System 전체의 ΔP는 일정하게 유지되어야 한다. 
가정2) Pg는 일정하다.

설명1) Control Valve가 open되면 ΔPv는 줄어들고 / flow는 증가하며 / 다른 설비에서의 pressure drop이 증가한다.

설명2) 위 system에서 유량이 증가하기 위해서는 pump의 토출량이 증가해야 하며, 토출량이 증가할수록 pump 후단 압력은 감소하게 된다. system 상 유량이 증가하면 열교환기 및 배관에서의 ΔP는 유량의 제곱에 비례하여 증가한다.

설명3) 유량이 min에서 max로 증가하면 valve에 걸리는 차압 ΔPv는 max에서 min으로 변한다. 
유량이 작을 경우 pump 토출압력이 높고, 열교환기/배관에서 발생하는 ΔP가 감소하며, process에 공급되는 압력은 일정하게 유지되고 있으므로 control valve가 감당해야 하는 ΔP는 커진다.

(Q1) 설명1)에서 말하는 "Control Valve가 Open되면"이 갑작스럽게 공정의 유량이 감소하는 문제가 발생했을 때 (위의 3가지 경우) Control Valve의 Set 유량은 일정하기 때문에 유량을 높여주기 위해 Valve를 open해주면서 ΔPv 감소 / flow 증가 / 다시 유량이 증가하면서 다른 설비에서의 ΔP 증가 라고 이해하면 될까요?

(Q2) 설명2)와 설명3)을 다시 생각해보면 이 경우는 "인위적으로 유량을 조절하기 위해 Control valve의 Set 유량값을 높인 경우"에 대한 설명으로 이해하면 될까요?
system에서 유량이 증가하기 위해서는 유량을 높이기 위해 System 전체의 차압 P1-P2의 값 자체도 증가하고 / 유량이 증가하므로 ΔPh와 ΔP_L도 증가하게 되고 / Control Valve에서도 Set 유량값 자체를 늘림으로써 Opening은 증가하고 ΔPv는 감소한다.

(Q3) A1-5) 답변에 대한 질문으로 CV 후단에서의 처리부하가 늘어나거나 처리능력이 줄어드는 경우는 반대되는 말 아닌가요? 처리능력이 줄어들 때 CV 후단 Tower의 압력이 증가할 수가 있는지 궁금합니다.

제가 공부를 하다보니 무엇이 변수이고 무엇이 종속되는 값인지도 헷갈려하는것 같습니다 ㅠㅠ
그러다 보니 제가 질문하는 내용도 완벽한 이해를 바탕으로 쓰는 글이 아니라 읽기 어려우실 수도 있어 미리 양해의 말씀을 드립니다.
답변 주시면 감사드리겠습니다.

Stefano

23-01-10 21:12

(A1) <.."Control Valve가 Open되면"이 갑작스럽게 공정의 유량이 감소하는 문제가 발생..>
=> (압력, 유량 등이 일정하게 유지되는) 정상운전중 Control Valve를 열었는데 <유량이 감소하는 문제>가 발생한다는 상황이 이해되지 않는 가설입니다.

유량조절기와 유량조절 밸브가 설정유량에 따라 운전되고 있었는데 유량이 감소되는 이유가 어떻든 유량이 줄어들면 Control Valve는 더 열리게 되는데 이 때 Control Valve의 차압변동은 없는 상태에서 밸브를 더 열어주도록 유량조절기가 출력을 나타낼 것입니다. Valve 전후의 조건이 달라지더라도 그 조건에서 설정유량에 도달하도록 제어기가 자동적으로 동작하게 됩니다.

(A2) 설명2와 3에서 Pump, System, 열교환기, 배관, Control Valve들이 한꺼번에 혼합하여 상황이 달라지는 것을 고려하고 있는데 무엇이 문제인가를 알아보려는지 알 수 없습니다.

정상운전하다가 System에 공급하는 유량을 늘이고자하면 질문내용에서 설명한대로 각 기기와 배관내에 걸리는 차압이 늘어나는 것처럼 (Opening이 동일하다고 가정했을때) Control Valve에서의 차압도 늘어나게 됩니다. 그러고도 유량이 설정유량에 도달하지 않으면 밸브 제어기는 Opening을 더열어주게 됩니다. 이때 이전의 ΔPv보다 즐어들 수도 커질 수도 있다는 것에 유의하세요.

(A3) Control Valve 후단에서 연결된 공정장치에서 1) 처리부하가 늘어난다는 것과 2) 처리능력이 줄어든다는 것은 마찬가지로 후단에 연결된 공정장치가 설계능력을 벗어나고 있다는 것인데 전자의 예를 들면 Feed 농도가 높아진 경우, 후자의 예를 들면 반응촉매의 활성이 떨어진 경우와 같습니다. 결국 어느경우에나 Feed 유량을 자동적으로 줄일 수 밖에 없는 조건입니다.

증류탑 압력이 증가하는 경우의 한 예로 Inert Gas가 Condenser에 쌓이게 되면 Condenser가 제 기능을 발하지 못하게 되고 이로인하여 Tower 압력이 증가하고 증류탑 처리 용량이 크게 줄어들게 됩니다. 운전자는 부하를 줄여야 할 상황입니다. 이럴때는 Condenser Off Gas Valve를 수동으로 열어줌으로써 간단히 해결될 수 있습니다.

(만일 해당 Control Valve가 Feed Control Valve라면 부하(유량)을 줄여야 할 상황이라는 뜻입니다. Flow Controller가 System Pressure Controller의 하단에 Cascade 형식으로 엮여 있다면 자동적으로 Flow 설정치를 자동적으로 낮출 것입니다. )

화학공정 System은 생각보다 복잡한 계에 해당합니다. 전처리, 가열, 반응, 분리, 냉각 등의 공정장치에 유틸리티가 유기적으로 결함되어 있고 이를 안정적으로 제어하기위해 제어기가 사용되는데 실제 운전공장에서 공정제어계가 어떻게 구성되어있는지 자세히 조사해 보면 아주 흥미로울 것입니다. 처음부터 복잡한 계를 거론하지 말고 가장 간단한 제어계통으로부터 접근해 보도록 하세요.

(A1)  <.."Control Valve가 Open되면"이 갑작스럽게 공정의 유량이 감소하는 문제가 발생..> 
=> (압력, 유량 등이 일정하게 유지되는) 정상운전중 Control Valve를 열었는데 <유량이 감소하는 문제>가 발생한다는 상황이 이해되지 않는 가설입니다.

유량조절기와 유량조절 밸브가 설정유량에 따라 운전되고 있었는데 유량이 감소되는 이유가 어떻든 유량이 줄어들면 Control Valve는 더 열리게 되는데  이 때 Control Valve의 차압변동은 없는 상태에서 밸브를 더 열어주도록 유량조절기가 출력을 나타낼 것입니다.   Valve 전후의 조건이 달라지더라도  그 조건에서 설정유량에 도달하도록 제어기가 자동적으로 동작하게 됩니다.

(A2) 설명2와 3에서 Pump, System, 열교환기, 배관, Control Valve들이 한꺼번에 혼합하여 상황이 달라지는 것을 고려하고 있는데 무엇이 문제인가를 알아보려는지 알 수 없습니다.

정상운전하다가  System에 공급하는 유량을 늘이고자하면  질문내용에서 설명한대로 각 기기와 배관내에 걸리는 차압이 늘어나는 것처럼  (Opening이 동일하다고 가정했을때) Control Valve에서의 차압도 늘어나게 됩니다.   그러고도 유량이 설정유량에 도달하지 않으면 밸브 제어기는 Opening을 더열어주게 됩니다.   이때  이전의  ΔPv보다 즐어들 수도 커질 수도 있다는 것에 유의하세요.

(A3)  Control Valve 후단에서 연결된 공정장치에서 1) 처리부하가 늘어난다는 것과  2) 처리능력이 줄어든다는 것은 마찬가지로 후단에 연결된 공정장치가 설계능력을 벗어나고 있다는 것인데  전자의 예를 들면 Feed 농도가 높아진 경우, 후자의 예를 들면 반응촉매의 활성이 떨어진 경우와 같습니다.    결국 어느경우에나  Feed 유량을 자동적으로 줄일 수 밖에 없는 조건입니다.

증류탑 압력이 증가하는 경우의 한 예로  Inert Gas가 Condenser에 쌓이게 되면 Condenser가 제 기능을 발하지 못하게 되고 이로인하여 Tower 압력이 증가하고  증류탑 처리 용량이 크게 줄어들게 됩니다.  운전자는 부하를 줄여야 할 상황입니다.   이럴때는 Condenser Off Gas Valve를 수동으로 열어줌으로써 간단히 해결될 수 있습니다.

(만일 해당 Control Valve가 Feed Control Valve라면 부하(유량)을 줄여야 할 상황이라는 뜻입니다.   Flow Controller가 System Pressure Controller의 하단에 Cascade 형식으로 엮여 있다면  자동적으로 Flow 설정치를 자동적으로 낮출 것입니다. )

화학공정 System은 생각보다 복잡한 계에 해당합니다.   전처리, 가열,  반응,  분리, 냉각 등의 공정장치에 유틸리티가 유기적으로 결함되어 있고  이를 안정적으로 제어하기위해 제어기가 사용되는데 실제 운전공장에서 공정제어계가 어떻게 구성되어있는지 자세히 조사해 보면 아주 흥미로울 것입니다.    처음부터 복잡한 계를 거론하지 말고  가장 간단한 제어계통으로부터 접근해 보도록 하세요.

오일보이 zhok93

23-01-17 09:51

확인이 늦었습니다. 답변 감사드립니다!

요즘 갑자기 업무가 많아져서 공부할 여유가 없어서 제대로 읽어보고 있지 못하는데, 시간될때 천천히 읽어보시면서 이해해보겠습니다 감사합니다!