공부중

Purging 하는 방법에는 어떤게 있을까요? 4가지!!

1. Dilution purging (희석)

2. Displacement purging (대체)

3. Pressure-Cycle purging (가압하여 빼는 방법)

4. Evacuation-Replacement purging (비우고 대체하는 방법)

Purging하는 방법에 따라 어떤 이점이 있을까요?

1. Dilution purging 

용기의 purge 압력을 최소화 할 수 있음.

질소 주입속도를 최대화 할 수 있음.

Bulk Storage Tank 등에 사용 가능함.

2. Displacement purging

질소보다 무거운지 가벼운지에 따라 purge 방향 고려해야됨.

질소 소모량 최소화 할 수 있음.

주입 속도를 최소화 할 수 있음.

길고 좁은 Chemical Reactor 나 Pipe line 등에 사용 가능함.

3. Pressure-Cycle purging

가압되고 배기되는 비율에 따라 산소 농도가 감소함.

4. Evacuation-Replacement purging 

3번이랑 비슷한 방법인데 진공을 거는 방법임.

vacuum break를 inert gas로 사용함.

deadleg 나 pocket이 많은 용기에 효율적임.

3번과 4번은 특별할 게 없네요. 가압하여 빼내는건 압력을 견딜 수 있는 용기에 사용해야 해요. Evacuation 방법은 진공이 걸리니까 진공으로 design 되어야 합니다. 주의 하세요. 

먼저 이번 포스팅은 API 521 CODE 에 나와 있는 방법을 소개해 볼려고 해요.

API 521 에서 Orifice size 할 때 분출압력이 임계압력 보다 높다면 Liquid 가 있다 하더라도 Vapor 나 Gas 처럼 Vessel 을 "unwetted"로 보고 계산 합니다. 

API 521 의 계산식은 Air 의 물성치와 유체의 온도가 변하지 않는 이상기체 방정식을 이용해요.

Supercritical fluids 는 이상기체 법칙을 따르지 않고, 압축인자 0.5 ~ 0.7 의 범위를 갖어요. 하지만 Vessel 에서 분출하는동안은 일정하지 않아요. 온도 역시 일정치 않습니다. 

다행스럽게도 API 521 의 계산법은 요구되는 Orifice area 보다 더 크게 산출 됩니다. 그런데 Over size 된 Valve는 파괴적인 떨림이 잠재하며, PSV가 커져 비싸지는 단점이 있습니다.

Vortex flow meter

1. Liquids, Gas and steam 의 공정 유체의 넓은 범위에 사용 가능.

2. 최소한의 측정가능한 흐름은 아래의 factors의 어느 하나에도 제한된다.

     - a low Reynolds number(20,000), 와류 방출 현상을 중지시키는 원인임.

        (preferably above 40,000)

     - minimum fluid velocity

     - too low a signal/noise ratio, sensors가 signal 진동수와 소음간의 차이를 구분짓지 

       못한다.

3. start-up과 같이 최소한의 흐름 조건들에서 vortex flow meter가 절적한 작동으로 측정될

   수 있도록 size 되어야 한다.

4. 일반적으로 vortex flow meter는 line size 보다 one or two 사이즈 적다.

5. vortex meters와 관련된 많이 발생하는 문제점은 oversizing과 관계된다.

   oversizng은 cut-off point(구분점)를 증가시키는데 적절한 control을 불안정하게 만든다.

6. 측정된 maximum flow는 선택된 vortex meter 의 최대로 측정가능한 flow rate의 35%보다 

   적어선 안된다.

7. low flow switch functions을 setting할 경우 cut-off point를 충분히 초과해야 한다.

8. vortex meters는 오직 single-phase 유체 조건하에 적절한 역할을 한다.

9. Liquid에 응용되는 경우, vortex meter는 압력 profile에 따라 모든 작동 조건하에도 

   cavitaion을 발생 하지 않는다.

10. Cavitation은 signal을 drop-out 시키거나 vortex meter와 downstream piping 에 손상을 

   줄 수 있다.

11. Vortex meter는 positive displacement pumps/compressors의 downstream 에 

    suction/discharge dampers와 상관없이 위치해서는 안된다.

12. Vortex meter는 wet gas 나 wet steam 또는 어떠한 다른 two-phase에 이용되어서는 

    안된다.

    (예, liquids with gas bubbles or foam, flashing liquids, half-full lines)

13. 매우 viscous하거나 waxy 또는 erosive services의 경우 고려해서는 안된다.

14. Process flanges와 함께 제공한다.

Swirl flow meter

1. Vortex flow meter의 특별한 type.

2. Vortex flow meter의 body 의 inlet에 helical blades 한(one) set이 설치되어 있고 이걸 통

   해서 공정 유체가 들어온다.

3. 장점은 swirl flow meter로 들어오는 유체의 flow pattern에 민감하지 않다.

   이건.. 다시 말해..기존에 있는 vortex meter보다 요구되는 straight length가 짧다.

   그리고 허용되는 Reynolds number가 낮다.