수충격 예지 밸브의 올바른 시운전 방법과 개선안
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1. 개 요
본 기술서는 ㈜바램에서 제공하고 있는 ‘수충격 예지 및 릴리프 밸브(이하 수충격 예지 밸브)’의 올바른 시운전 방법을 확인하고 기존 제품이 가지고 있던 어려움을 해소하기 위한 개선안의 실효성을 검토하기 위한 기술서이다.
2. 수충격 예지 밸브 기술 설명
※ 특징
- 일반적인 릴리프 밸브와는 달리 반드시 두 개 이상의 파일럿 밸브를 가지고 있다.
- 밸브의 1차측에서 감지압력을 전달받는 것이 아니라, 본관(Header Pipe line)에서 따로 배관을 연결하여 전달받는다.
- 반드시 물을 버리는 곳이 필요하다.
- 구배 배관의 펌프 시스템에 가장 적합하다. ( 평관로, RO시스템-역삼투(reverse osmosis)-의 가압 등은 부적합 )
- 밸브 압력 등급과 릴리프 파일럿의 압력 등급은 같지만, 저압 파일럿(수충격 파일럿)의 압력등급은 상대적으로 낮다. ( 단, 설정 압력에 따라 파일럿 형태, 스프링 종류가 변한다.)
- 사전에 밸브를 개방하게 되므로, 정전 시 부압은 발생하지 않는다.
3. 기존 수충격 예지 밸브의 올바른 시운전 방법
3-1. 최초 펌프 기동 시
(1) ⓸의 제수변을 완전히 차단한 채로 펌프를 기동시킨다.
(2) 주 배관 내의 물이 저압설정 압력 이상으로 공급된 것을 확인하고, ⓸의 제수변을 개방한다.
(3) 수충격 예지 밸브가 차단되는 것을 확인한다.
(4) 관 내에 물을 끝까지 채운다.
(5) 정상순서대로 펌프를 정지시킨 후 주 배관 내의 흐름을 안정시킨다.
(6) 수충격 예지 밸브를 강제 개방하여 주 배관의 최저 압력을 체크한다. (A 지점)
(7) 수충격 예지 밸브를 다시 차단모드로 바꿔서 자력으로 차단되게 만든다. 이때, 발생하는 압력파의 최대점과(B지점) 최저점을(C 지점) 체크한다.
(8) 이때, 수충격 예지 밸브의 차단 속도가 너무 빠르면 A>C의 결과가 나오는데, 이럴 경우 밸브가 재 개방되어 맥동을 일으킬 수 있으므로 A<C의 결과가 나올 때까지 수충격 예지 밸브의 차단속도를 조절한다.
(9) 위 (8)항의 결과를 참고하여 저압설정은 C지점보다 조금 낮게, 고압설정은 정상 운용압보다 10~15%정도 높게 설정한다.
3-2. 정전 후 재 기동 시
(1) 배관이 안정되고 난 이후 잔압이 저압설정압력 이상이면 그대로 펌프를 가동해도 무방하다.
(2) 만약 물이 많이 빠져나가 수충격 밸브가 지속적으로 개방되어 주 배관의 물을 모두 방출시켜 버린 경우라면 3-1-(1)항부터 실시한다.
4. 기존 수충격 예지 밸브의 대표적인 문제점 – 어려움
※ 상수 관로에 설치되는 밸브 종류 중 가장 시운전 난이도가 높은 밸브는 수충격 예지 밸브라고 해도 과언이 아니다. 이는 현장에 맞는 설정을 실패할 경우 곧바로 수충격에 의한 배관의 파손으로 이어지기 때문에, 각별한 주의를 필요로 하며 같은 맥락으로 관리자의 지식 역시 상당한 수준이 되어야 안전하게 운영할 수 있다는 어려움이 있다.
4-1. 밸브 차단이 안되서 배관 물이 올라가지 않습니다 – 주요 불만사항 1
잘 운영하고 있던 펌프 배관을 추가적인 공사, 유지보수 등의 이유로 관 내부의 물을 완전히 비워버린다면, 최초 시운전과 동일한 작업을 다시 시행해야 하는 어려움이 있다.
이와 관련된 대표적인 불만사항이 펌프를 기동했는데 물이 수충격 예지 밸브를 통하여 거의 다 빠져버린다는 이야기이다.
위 그림에서 쉽게 알 수 있듯이, 압력 설정 상으로는 단지 몇의 차이이지만, 실제로는 대구경의 배관 몇km를 물로 가득 채워야 하는지 모르는 상황이 발생한다.
물론, 작업자가 사전에 올바른 시운전 방법을 숙지하고 작업할 경우에는 이런 일이 발생하지 않지만, 기기 유지보수 관리자에게 제조사의 기술 수준을 요구하는 것은 이치에 맞지 않는 일이다.
4-2. 왠지 밸브가 지속적으로 열리고 닫히고를 반복합니다 – 주요 불만사항 2
수충격 밸브가 한 번 개방되면, 밸브 내부를 무시무시한 속력으로 유체가 빠져나가기 시작한다. 이를 서서히 안전하게 닫아야 하는데, 그 시간이 생각보다 길기 때문에, 많은 양의 물이 배관 밖으로 버려지게 된다.
이를 방지하기 위해 차단시간을 단축할 경우, 밸브 최종 차단 순간에 압력이 다시 상승 및 하강하게 되고, 이를 다시 수충격 예지 밸브가 감지하여 다시 순간 개방을 해버리는 경우가 발생한다.
하지만, 안전이 우선이기 때문에 대부분의 설치지역에서는 물을 밖으로 많이 버리더라도 안전하게 차단하는 쪽을 선택한다.
(3) 버려지는 물이 너무 아깝습니다 – 주요 불만사항 3
수충격 예지 밸브를 통하여 버려지는 물은 크게 두 부류로 나눌 수 있다.
1. 빈 관에 최초로 물을 공급 시 저압설정점 이상으로 배관에 물이 차기 전까지는 100% 개방되어 있다.
2. 정전 발생 시 배관 내부 압력이 완전히 안정될 때까지는 계속 개방되어 있다.
하지만, 제대로 수충격 예지 밸브의 기능을 사용하기 위해서는 필수 불가결한 부분이며, 물을 많이 버릴수록 배관은 안전하다는 개념을 가지고 있다.
5. 개선된 수충격 예지 밸브
6. 결과 비교
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