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블록화 제어의 기술 동향 - 전동글로브 밸브와 원격제어 감압밸브

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작성자 바램
댓글 0건 조회 239회 작성일 21-12-28 11:27

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 블록화 관리는 효과적인 수자원 관리를 위하여 조건이 비슷한 급수구역을 격리시켜 급수/제어하는 방식을 말한다.
따라서 하나의 수용가는 행정구역이나 지리적인 조건에 따라 여러개의 블록으로 구분되는 형태를 가지게 된다.


< 그림 - 관망도 >

 이러한 구분된 급수구역에 물을 공급하면서 여러가지 관리기법이 발전하였는데, 가장 대표적인 방법이 바로 게이트밸브(글로브 밸브)와 같은 제수밸브를 이용하여 유량제어를 하는 방법과 감압밸브를 이용한 압력제어 방법이다.


< 그림 - 게이트밸브, 글로브밸브 VS 감압밸브 > 

 블록화 시스템을 구현하기 시작한 초기에는 유량제어 방식을 주로 선호했었다. 이는 그 당시에 자체 기술력을 가지고 신뢰성 있는 감압밸브를 공급하는 국내 기업이 없었기 때문으로 추정된다.
 실제로 약 20년 전에는 국내 제어밸브의 대부분은 수입산이 독점하다시피하고 있었으므로 구매자 측에서는 재정적인 부담이 상당했을 것으로 생각되며, 필드 상에서 문제가 생겼을 경우 기술지원을 제대로 받지 못하는 문제가 있었으므로 압력제어를 통한 블록 제어는 그다지 환영받지 못하고 있었다.


 반면 유량을 통한 블록제어는 효율이 떨어지지만 손 쉽게 적용할 수 있고, 구현하는 즉시 얼마 동안이라도 효과를 볼 수 있는 손 쉬운 방법이었으므로 대다수의 지역에서 시도했지만, 유수율의 중요성이 점점 대두되면서 끊임없이 압력제어 방식과 비교를 당하다가 지금은 거의 자취를 감추고 있는 판국이다.

 


< 누수 예시 >


 신설된 배관이라 하더라도 작업자의 부주의로 인해서 누수가 생기는 곳이 있다거나, 노후된 배관에는 압력의 변동에 의해서 연결부에 발생하는 누수 외에도 관 벽이 파손되어 발생하는 누수도 있기 때문이다.


  따라서 누수율을 조금이라도 낮추기 위해서는 유량을 제어하기 보다는 압력을 제어하는 편이 훨씬 효과적이라는 것이 이미 입증되어 있다. 수용가의 특성에 따라 물 사용 패턴이 복잡하게 변할 때, 손실을 최소화하면서 안정적으로 물을 공급해 줄 수 있는 것은 감압밸브이기 때문이다.

 결국 "블록화 제어"에 "누수"라는 개념이 추가되면서 이제는 물을 적당히 분배하는 것이 목적이 아니라 누수율을 줄이고 효과적으로 물을 공급하는 것으로 목적이 변하고 있기 때문에 그 제어방식도 게이트 밸브를 이용한 관망제어에서 감압밸브를 이용한 관망제어로 자연스럽게 변해 가고 있는 것이다.

 여기에서 하나 눈여겨 볼만 한 것이 기존의 게이트 밸브를 감압밸브처럼 사용하기 위한 시도가 있었다는 것이다. 실제로 제품도 현재까지 출시되어 공급되고 있으나 여러가지 문제가 있는 블록화 시스템의 제어에는 맞지 않다. 이와 감압밸브를 원격제어화 한 "원격제어 감압밸브"와 비교하면 다음과 같은 결과를 확인할 수 있다.



< 그림 - 전동 게이트 밸브를 이용한 블록화 제어 VS 감압밸브를 이용한 블록화 제어 >

 핵심은 게이트밸브를 가지고 감압밸브의 흉내를 내려고 하다보니 구동 모터가 하루 종일 작동해야 하는 점 때문에 여러가지로 문제가 많이 일어난다는 것이다.
 또한 구동속도가 느리고 기어박스를 바꾸기 전에는 구동속도를 변경할 수 조차 없다 보니 압력이나 유량의 변화를 밸브 구동속도가 따라가지 못해 제어를 하나마나한 경우가 빈번히 생기는 것이다.
 결국 모터를 장착한 전동 게이트 밸브(글로브 밸브)가 일반적인 기계식 감압밸브보다 효과가 떨어지는 경우가 발생하게 된다.



 또 하나 눈여겨 보아야 할 부분이 기계식 "감압밸브"이다. 사전적인 감압밸브의 정의는 "기체나 액체의 높은 압력을 낮추어 일정하게 유지하는 밸브"이지만, (주)바램에서 정의하는 감압밸브는 "1차측의 압력변화에 상관없이, 2차측의 사용유량 변화에 상관없이 높은 압력을 일정하게 원하는 압력으로 낮추어 2차측에 공급하는 기기"이다.

 즉, 일반적인 누수량 감소의 효과는 기계식 감압밸브만 설치하더라도 충분히 느낄 수 있는 것이다. 하지만 점점 시간이 갈수록 원격제어밸브의 수요가 증가하고 있다. 이는 과잉 설비나 설계상의 오류가 아니라, 관망제어의 방식을 바꾸고 있기 때문이라고 추정하고 있다.
 감압밸브가 필요한 지역에는 대부분 유량을 감시하기 위하여 유량계와 통신 PLC 등이 설치되기 때문에 이를 같이 활용하면서 감압밸브의 전후단에 압력센서를 설치하고 밸브 자체를 원격제어 감압밸브로 설치하여 "감시"가 주 대상이었던 관망제어 방식을 "능동적인 제어 및 감시"로 조금 더 효율적이고 즉각적인 반응을 할 수 있는 방식으로 바꾸고 있는 것이다.






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