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  냉수 분기 배관 유량 배분 관련 문의 드립니다
  글쓴이 : 화공엔지뉘…   고유ID : wkdgusrb0     날짜 : 23-05-08 11:41     조회 : 141    
안녕하세요.
항상 양질의 Q&A 를 보며 좋은 정보를 얻어가고 있어, 감사드립니다.
이번에 장치를 교체하면서 생긴 문제점이 있는데, 아무리 고민해도 결론이 나지 않아 문의를 드리게 되었습니다.
1. 개요
- 냉수(C.W) 를 공급하는 배관 Header 에서 분기하여 여러 열교환기로 공급 및 회수(to C.W.R Header)하고 있습니다.
- 이 중, 한 열교환기를 용량 증대(열교환기 내부 유속 증가로 인한 차압 증가)하였는데, 교체 이후 해당 열교환기로
  냉수 유량이 잘 흐르지 않는 문제가 발생하였습니다.
  * 기존에는 해당 열교환기 냉수 배관을 일부 Close 운전하여도 충분한 유량이 흘렀으나, 교체 후 Full Open 하여도
    유량이 잘 흐르지 않음

2. 문의 사항
- 기존 냉수 공급 Balance 에서 차압이 큰 열교환기 교체로 해당 열교환기에 냉수 유량이 크게 감소하는 문제가
  발생할 수 있는지 궁금합니다.
  * 여러 답변을 봤을 때, 분기 배관에서의 유량 배분은 결국 압력에 의해 배분되므로 충분히 발생할 수 있는 문제라고
    생각은 하고 있습니다..
- 상기 원인으로 유량이 흐르지 않는다면, 이 문제를 해결하기 위한 방법이 무엇이 있을까요 ??
  * 우선, 다른 열교환기의 공급 밸브를 쓰로틀링하여 공급 압력을 낮추는 방법을 생각하고 있습니다.
    (교체된 열교환기는 구조상 차압을 줄일 수 없는 상황이므로 상기 방법으로 생각했습니다..)

항상 질문에 답변 주셔서 감사드립니다..
많이 배워가겠습니다..

Stefano    23-05-08 16:23
(A1) 병렬로 연결된 기기에서 항상 일어나는 문제입니다.  2대의 기기를 연결할 때 흐름저항이 완전히 같고 또 완전 대칭배관 연결을 하더라도 흐름이 동일하지 않기 대문에 수동식 흐름조절 밸브를 달아 조절하도록 하거나  자동 정유량 조절기 (http://sspshop.co.kr/shop/prd_view.php?prdcode=1804300024,  https://m.myoung119.com/goods/view?no=1373,  https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=yuhanmetal&logNo=221681215232 등 참조 )연결구를 달아서 개선하는 방법이 사용됩니다.

(A2) 기기 설계가 달라지면 차압도 달라질 수 있으므로 유량이 달라질 수 있으며 특히 여러개의 기기가 함께 병렬로 연결되어 있는 경우 흐름저항(차압. 압력차)이 가장 적은 쪽으로 유체가 많이 흘러가게 됩니다.

해결방법은 위(A1)에서 설명, 소개한 부품을 달아두거나 수동 밸브를 각각 달아두고 각각의 밸브들을 더 열어주거나 닫아주는 방법을 사용해야 합니다.  정유량 조절기를 달아두어도 유량이 균일하지 않을 수 있으므로 수동조절 밸브를 낱낱이 붙여 달아두고 조절할 필요가 있습니다. 

완벽한 유량조절을 위해서는 자동유량조절기와 조절밸브를 사용하여야 하지만  비용증가가 크게 늘어나기 때문에  정유량 조절기가 가성비가 높은 배관 부품이라 할 수 있습니다.

연결기기가 3개밖에 되지 않으므로 가장 비용이 적게 들고 손쉽게 해결하는 방법은 냉각기 출구의 공정유체측에 온도계를 달아두고 이 온도를 비교 측정해가면서 수동조절밸브를 고정해 두면 이후로는 거의 손댈 필요가 없이 균일하게 흐름을 유지할 수 있습니다.    온도계가 가장 저렴한 계기에 해당합니다.
     
화공엔지뉘… wkdgusrb0   23-05-09 16:55
친절한 답변에 감사드립니다.

말씀해주신 바와 같이 병렬 설치된 기기에 정유량 조절기 설치 또는 온도계로 C.W Balance 잡는 부분은 잘 이해했습니다.

다만, 그림 표기는 설명을 위해 열교환기 3대만 그려넣었으나 실제는 설비가 다수 있습니다..

또한, 현재 차압이 증가(기존 대비 3배 증가) 한 열교환기로의 C.W 유량을 늘리기 위해 다른 열교환기 공급 밸브를 만지는데
공정 운전에 대한 Risk 가 존재하는 것 같습니다..

이에, 문제되는 설비쪽의 공급 압력을 높여주기 위해 해당 분기 배관에 Booster Pump 설치를 고려하고 있는데,
이러한 방법으로 상기 문제가 개선될 수 있는지 ? 궁금합니다..
Stefano    23-05-10 02:04
(AA1) 저항이 많일 걸리는 해당기기에 Booster Pump를 설치하면 그 기기에 흐르는 양을 늘여줄 수 있지만 (1)다른 User들에 공급되는 냉각수의 유량이 줄게 되어 또 다른 문제를 야기할 수도 있고 (2)Booster Pump 후단 밸브가 잠귀는 날 Booster Pump 혹은 연결된 기기의 설계압력을 초과하게 되어 펌프 또는 기기가 파손될 우려가 있습니다.  Pump 흡입측 압력에다 Booster 압력이 더해지기 때문입니다. 

(AA2) 대신 이동식 온도측정기를 사용하여 점검해 보면서 밸브를 조절해 보면 어떨까 추천해 봅니다. 
전세계적으로 코로나 감염 문제가 발생한 이후 열상감지 카메라가 아주 일반화 되게 되어 얼굴 체온을 아주 쉽게할 수 있기 때문입니다. 

과거에는 회전기기나 송전선로 등의 국부 과열 온도측정에 사용되는고가의 장비였지만 지금은 아주 흔한 기기가 되었습니다.  냉각기 필요한 기기들의 출구온도를 측정해 가면서 밸브를 조절해 두는 방법이 아주 번거롭기는 해도 손쉬운 방법일 것 같습니다.
김앙꼬 kimangkko   23-05-20 07:51
- 위와 같은 문제는 수계산은 어려워 fluidflow, AFT fathom과 같은 상용툴을 사용해서 풀어야 합니다.
  접근법은 유튜브에도 잘 설명된 것이 나오지만 개별 배관, 각 배관별 길이와 차압, 필요유량이 다르니 이러한 다양한 조건의 합을 맞추는 답은 interation을 통해서 찾게 됩니다. 컴퓨터(상용툴) 도움없이는 현실적으로 어렵습니다.

- 그래서 엔지니어링 회사가 돈 받고 하는 일들이 이러한 것입니다.

  (닉네임이) 엔지니어이시니 이번 기회에 툴을 한번 배워보시는 것이 어떨까요? 만약 운전원 직무시라면, 설계업체에 의뢰하시는 것이 정확한 결과를 얻는데 도움이 될 것 같습니다. 원리만 이해하시면 충분할 것 같습니다.
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