스팀트랩의 기초
스팀트랩의 선정: 안전율과 라이프 사이클 코스트
이전의 Part에서는 운전조건등의 선정기준을 보았으며 이번 Part에서는 안전율과 라이프 사이클 코스트(LCC)에 대하여 알아 봅니다.
안전율이란?
안전율은 스팀트랩에 요구되는 배출량을 선정하는 계수입니다. 이 안전율은 응축수가 예상치 못하게 증가했을 경우 버퍼로써 작용을 합니다. 따라서 스팀트랩의 선정시 안전율은 반드시 요구 됩니다.
아래의 내용은 스팀트랩의 안전율을 정리한 것 입니다.
| TLV트랩의 형식 | 안전율의 최소요구치 |
|---|---|
| 플로트 | 1.5 |
| 버켓 | 2 |
| 디스크 | 2 |
| 증기압식(X-element) | 2 |
| 바이메탈 | 3～5이상 |
안전율을 정하는 데에는 2가지 요소가 필요합니다. 응축수의 최대 발생량과 스팀트랩의 배출방식에 따른 반응시간입니다.
응축수의 최대발생량
몇가지 이유로 응축수의 최대 발생량은 평균치 보다 많습니다. 먼저 차가운 장치를 스타트업 하기 위해서는 장치 자체의 온도를 올리는데 열량이 소모되게 됩니다. 그리고 배치 운전을 하는 곳이라고 한다면 장치가 가동할 때마다 증기의 소비량이 늘어나게 됩니다.
증기 주관에서는 만약에 한개의 스팀트랩이 막혔다고 한다면 다음에 설치되어 있는 스팀트랩에서 배출해야 하는 응축수의 양은 2배가 되게 됩니다.
안전율의 수치
제조사에서 추천하는 안전율은 1.5배에서 5.0배 혹은 그이상입니다. 이는 스팀트랩의 특징에 따라 달라집니다.
스펙시트에 나타나 있는 응축수 배출용량은 연속 배출시의 응축수 배출량을 나타낸 것으로 간헐적인 작동을 하는 스팀트랩(디스크식/버켓식)은 더 큰 안전율이 필요합니다.
게다가 몇몇 제조사에서는 막히는 문제를 줄이기 위하여 안전율을 크게 추천하여 오리피스 사이즈를 크게 선정하는 경우도 있습니다. 이에 반해 연속적인 배출이 가능한 플로트 타입의 스팀트랩은 일반적으로 1.5배의 안전율만 있으면 충분합니다.
안전율은 배압이 변하는 곳에서의 보정계수로의 역활도 합니다.
스팀트랩을 선정할 때에는 응축수 발생량의 확인과 적절한 사이즈의 선정 그리고 제조사가 추천하는 안전율을 지키는 것이 필요합니다.
스팀트랩의 라이프 사이클 코스트(LCC)
증기시스템에 있어서 스팀트랩은 반드시 필요합니다. 이 증기시스템을 적은 비용으로 유지하기 위해서는 라이프 사이클 코스트(Life Cycle Cost)가 중요합니다. 라이프 사이클 코스트란 단순히 스팀트랩의 비용뿐 아니라 설치비, 교체비, 자가증기 소비량, 수명등을 전부 고려한 비용입니다.
스팀트랩은 통상 사용년수에 따라 밸브시트의 마모가 진행되어 증기의 누설량이 증가해 수명이 끝나게 됩니다. 따라서 스팀트랩의 구입비와 교체비용을 보수비용, 스팀트랩의 고장으로 인한 증기누설량과 생산기기의 손상에 따른 비용을 손실비용라고 하면, 이 보수비용과 손실비용을 최소화 하는 것이 경제적으로 도움이 됩니다.
실제 2종류의 스팀트랩의 라이프 사이클 코스트를 구체적으로 비교해 보도록 하겠습니다.
| 항목 | Model A | Model B |
|---|---|---|
| 구입비용 | $300 | $100 |
| 교체비용* | $80 | $80 |
| 자가증기소비량 | 0.05 kg/h | 1.0 kg/h |
| 증기손실량 | 0.06 kg/h (매년) | 0.4 kg/h (매년) |
| 수명 | 8년 | 3년 |
* 인건비와 교체 부품등의 비용.
수명이 8년인 모델A와 3년인 모델B를 증기단가 20$/t 에서 각각의 라이프 사이클 코스트를 계산한 결과 입니다. 9년을 기준으로 보았을때 수명이 8년인 모델A는 1번 교체를 진행하여 총 비용이 $1180입니다. 수명이 3년인 모델B는 2번의 교체를 실시하여 $3060으로 약 2.6배의 비용차이가 발생하는것을 알 수 있습니다.
| Model A vs Model B 모델별 라이프 사이클 코스트 |
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최적의 스팀트랩을 선정하는 것은 스팀트랩의 가격 뿐 아니라 수명, 교체비, 증기손실량등의 모든면을 고려해야 합니다.