안전밸브 선정 공무2팀 보전반 기술 교육 교육대상 : SPB 기계보전반 2006년 7월 28일

목 차 1.안전밸브 관련 산업 안전 규정 2.안전밸브의 종류 및 용도 3.소요분출량 및 배출용량 선정 목 차 1.안전밸브 관련 산업 안전 규정 2.안전밸브의 종류 및 용도 3.소요분출량 및 배출용량 선정 4.안전밸브 선정 CAE 사용법

안전밸브 관련 산업안전규정 한국산업안전공단 KOSHA – CODE : 등에 관한 기술지침 *D-22-2003 : 공정용 안전밸브의 기술 기준 *D-29-1998 : 가스 및 증기상의 화재, 폭발 위험성이 있는 설비의 설계 지침 (1998.7월)

D-14-2001 *D-14-2001 : 안전밸브 등의 설정압력, 배출용량 산출 및 설치 등에 관한 기술지침 <KEY POINT> 1.설정압력 : 안전밸브 입구측에서의 GAUGE PRESSURE -> 설계압력 또는 최고허용압력 이하 2.소요 분출량 : 실제로 발생 가능한 모든 압력상승 요인에 의하여 각각 분출될 수 있는 유체의 양. 3.배출용량 : 각각의 소요 분출량 중 가장 큰 소요 분출량. 4.안전밸브 전후단에 차단밸브 설치 불가. (예외 사항 有)

D-22-2003 *D-22-2003 : 공정용 안전밸브의 기술기준 <KEY POINT> 1)PSV 설정압력은 OPERATION MAX. PRESSURE보다 높게 DESIGN PRESSURE보다 같거나 작게 설정 2)R/D 설정압력은 PSV 설정압력의 90% 3)PSV 계산된 오리피스 구경으로 PSV 사이즈를 표로 부터 선정

D-29-1998 *D-29-1998 : 가스 및 증기상의 화재, 폭발 위험성이 있는 설비의 설계 지침 -> PDF 지침서 별첨 자료 참조

안전밸브 종류 및 용도 안전밸브 종류 기구에 따른 구분 - 스프링식, 지렛대식, 추식 등 유량제한 기구에 따른 구분 - 양정식, 전량식 용도에 따른 구분 - 안전밸브, 릴리프밸브, 안전릴리프밸브 *안전밸브와 릴리프밸브의 차이? 릴리프 – 회로의 압력 유지, 최고압력 한정 (폐회로) (펌프 토출측) 안전밸브 - 최고압력 한정 (개회로) (압력용기) *참고사이트 : http://www.jokwang.co.kr/

PSV선정 1.조건 확인 2.소요 분출량 계산 3.ORIFICE 면적 계산 5.배출 용량 계산 4.적정 PSV 선정

조건 확인 (1) SIMPLE : 단순 사용량을 계산한다. 공급 유체 특성 파악. 1)유체의 분자량 -> 질소 28, AIR 28.9, 열매(THERM-S 300, 600) 166 3. 공급 조건 파악. 1)공급압력 – 공급압력, 설정압력 (보호기기압력) 2)온도 – 공급 유체의 온도 3)속도 – 유체 표준 속도 -. 증기 (2~5kg/㎠) 15~20 m/sec -. 증기 (5~15kg/㎠) 20~30 m/sec -. 압축성가스 (1~2) 8~15 m/sec -. 압축성가스 (200~300) 5~7 m/sec

조건 확인 (2) 공급 조건 파악. 4)배관 구경 5)비중량 -.증기의 경우 포화증기표 참고 -.압축성 유체(기체) : r=(1.0332+P)*10^4 / RT

소요분출량 계산 1.계산 방법 가정1) 공급되는 유체의 양을 단순 계산한다. 1)비압축성 (물, 액체) : Q = VA 2)압축성 (증기, 기체) : Ws=0.28Vrd² (r:비중량) D : 배관내경 (mm) V : 증기속도 (M/sec) μ: 증기의 비용적 (㎥/Kg) 증기의 비용적은 압력, 온도에 따라 다르므로 포화증기표 참조

오리피스 면적 계산(1) 1.오리피스 계산식 A=131.6W√(TZ)/(C*Kd*P1*Kb*Kc*√M)

오리피스 면적 계산(2) 2.계수 및 조건 1)Kb 배압용량 계수 : 벨로우즈형 안전밸브는 <그림1>참조, 일반형 및 파일롯트 조작형 안전밸브는 1임. 2)Kc 결합보정계수 : 안전밸브만 설치하는 경우 1 안전밸브와 파열판을 직렬로 설치하는 경우 0.9 3)Kd 분출계수 : 0.975 4)G 유체의 비중 : 공기를 1로 기준한 비중 5)Kn (Napier 방정식에 의한 보정계수) : 6)Ksh 과열수증기 보정계수 : 표6 참조 7)분자량 : 공기28.9 질소28 산소32 물(수증기)18 8)C 비열용량 계수 (표참조)

배출 용량 선정 1. 선정된 PSV 구경에 따라 소요분출량 계산과 동일한 방법으로 계산.

안전변 선정 (1) *제작사마다 차이가 남.

안전변 선정 (2) *제작사마다 차이가 남.

열매의 PSV 선정 1. 열매의 경우 소요 배출량 계산 1)HEATER 용량으로부터 열용량 계산 -.1KW = 860 Kcal 2)증기압 계산 -. Log P = A – B / (t+C) 3)소요배출량 -. W = Q / Lw (Lw 열매의 증발잠열) (열매의 포화증기표 참조) 2.오리피스 면적 계산 A=W/(230(P+1)√(M/T))

CAE 사용 실습 1. 각 유체별 PSV 선정 CAE 사용법 및 선정 실습