|
2001년 3월호 알파와 오메가
밸브 : 디수퍼히터 냉각수 제어밸브 TCV-37/43
1.제어밸브 최초 설치 조건
(1)제어밸브 구매자 / 제작사United Technologies/CVI JOB NO.:91-34285-10
(2)Original Control Valve Sizing Condition [표1참조]
(3)신규로 시스템 운전에 근접하게 운전조건을 가정 [표2참조]
2. 기능
본 제어밸브는 고압 증기 바이패스 배관의 증기 토출 온도를 제어하기 위해 사용되는
디수퍼히터의 냉각수 제어밸브이다.
3. 문제점 및 대책
(1) 문제점 현상
현재 제어밸브의 운전조건은 케비테이션이 발생하는 조건이므로 이를 방지하기 위하여 케스케이드
트림을 채택하고 있다. 따라서 운전 조건상 케비테이션이 있는 밸브이므로 주기적인 점검이
필요한 밸브이다.
(2)문제의 분석/평가
새로 계산된 밸브 데이터 시트에서 보는 바와 같이, 현재 설치되어있는 밸브의 운전조건으로
보아 케비테이션이 발생하고 있으나, 내 케비테이션 (Anti-Cavitation)
트림인 케스케이드(Cascade) 트림을 채택하고 있어 케비테이션에 의한 심각한 문제는
발생하지 않을 것이다. 아울러 운전 특성상 케비테이션외에 다른 특별한 문제점이 밸브의
선정상 발생할 소지는 없는 것으로 판단된다.
(3) 대책
정기 보수 시 본 밸브를 해체하여 침식여부를 확인하고, 침식의 진행정도에 트림을 보수한다.
케스케이드 트림은 주기적으로 교체한다.
밸브 : 디수퍼히터 냉각수 제어밸브 TCV-37A/43A
1.제어밸브 최초 설치 조건
(1)제어밸브 구매자 / 제작사United Technologies/CVI JOB NO.:91-34285-10
(2)Original Control Valve Sizing Condition [표3참조]
(3)신규로 시스템 운전에 근접하게 운전조건을 가정 [표4참조]
2. 기능
본 제어밸브는 고압 증기 바이패스 배관의 증기 토출 온도를 제어하기 위해 사용되는
디수퍼히터용 냉각수 분사목적의 제어밸브이다.
3. 문제점 및 대책
(1) 문제점 현상
현재의 문제점은 실제 운전 조건과 설치된 밸브의 선정 조건간에 입구압력이 현재 약
54kg/cm2 으로 밸브 구매 시 사용된 200psia(약 14kg/cm2)보다
월등히 크고, 따라서 밸브의 구동장치 크기를 결정하는 완전차단(Shut-off) 운전조건이
크게 차이가 나는 현상이 발생했다. 이에 따라 밸브가 닫혀 있어도 밸브 디스크가 들린
상태이기 때문에 근본적으로 밸브 역할을 하지 못하게 되는 것이다. 또한 차단 시 약간
들린 상태로 운전함에 의해 밸브의 트림이 크게 침식되는 우려가 있다.
(2) 문제 원인
문제의 근본 원인은 최초 밸브의 선정 데이터가 잘못되었거나, 또는 운전 모드를 다르게
하여 운전하는 결과로 볼 수 있다.
(3) 문제의 분석/평가
본 밸브는 근본적으로 구동부의 선정이 현 운전조건에 비하여 너무 작게 선정되었기 때문에
구동부의 크기를 현재의 100 inch2 에서 160 inch2 의 것으로 바꾸어야
하며, 현재 운전조건하의 밸브 유량계수는 Cv = 10.3, 밸브개도율 7 ~10%로
매우 작아 밸브가 낮은 개도에서 운전함으로써 제어성능이 떨어지고, 밸브 트림의 침식
등 손상 가능성이 매우 높다. 따라서 현 운전조건 상태 하에서 밸브의 크기를 바꾸지
않는 조건이라면, 밸브의 트림을 적어도 2~3단계이상 줄여서 밸브 트림을 개조하는
것도 좋은 방법이라 평가된다.
(4) 대책
<1안> 밸브를 교체하지 않는다면, 밸브 다이아후람 구동부를 현재의 100
inch2에서 160 inch2로 교체한다. 이 경우 트림사이즈를 밸브 트림의 원활한
제어범위(적어도 40%이상의 개도에서 운전되도록)에 맞는 트림으로 교체하여야 한다.
<2안> 밸브의 다이아후람 구동부를 교체하지 않고 현재의 밸브 3”(80mm)-4port
트림을 1”(25mm)-4port의 작은 트림 사이즈로 엔지니어링하여 교체한다. 정기
보수 시 본 밸브를 해체하여 침식여부를 확인하고, 침식의 진행정도에 트림을 보수한다.
- 이 밸브의 경우 개/보수 작업 시 제작사의 전문적인 조언이 필요하다.
1. 미니멈 흘로우 배관 및 밸브가 설치되는 이유
일반적으로 보일러 급수 펌프는 전형적인 고에너지(높은 압력, 높은 온도) 수송용
펌프로써, 펌핑작용에 의해 발생되는 전체 에너지 중에서 어느 정도는 열로 변환된다.
발전소 기동시 시스템은 보일러가 아직 완전 부하로 되지 않아 많은 급수량을 필요로
하지 않는다. 따라서 급수 펌프는 토출 유량이 펌프의 성능곡선상의 적정 유량으로 운전되지
않고, 펌프의 최소 흐름상에 가깝게 운전하게 된다.
이때 펌프의 토출 압력은 급격히 증대하면서 펌프내의 온도가 상승하여 펌프내의 케비테이션이나
급격한 압력 상승으로 펌프 구조 자체를 손상시킬 수 있다.
이러한 현상의 발생을 시스템적으로 예방하기 위한 조치로써 펌프에 미니멈 흘로우 배관을
설치하고, 펌프의 운전 부하에 따라 미니멈 흘로우의 유량을 제어하여 펌프의 정격 압력을
유지시키고, 펌프 보호를 위하여 미니멈 흘로우 유량을 탈기기, 탈기기 저장탱크 또는
복수기로 재순환 시키는 것이다.
2. 미니멈 흘로우 배관 시스템의 전형적인 운전
-보일러 급수 펌프가 운전을 시작하면, 미니멈 흘로우 밸브는 열리고, 급수 또는
시동용 급수 배관의 제어밸브는 닫힌다.
-미니멈 흘로우 배관 시스템을 통한 초기 펌프의 정상 운전준비(Warm up)가
끝나면 급수 제어밸브는 서서히 열린다.
-급수 펌프의 10~25% 용량까지 급수량이 증대되면 미니멈 흘로우 밸브는 닫히기
시작한다. 대부분의 경우 급수량 기준 출력이 일정량(설계에 따라 다르지만 일반적으로
30~40%)에 다다르면 미니멈 흘로우 밸브는 닫힌다.
-미니멈 흘로우 밸브가 닫힌 후, 급수 시스템 유량이 펌프의 정격 유량의 25%
이하까지 떨어지면, 펌프에서의 급격한 압력 상승 및 온도 상승에 대비하여 미니멈 흘로우
밸브는 열린다.
-따라서 통상적으로 미니멈 흘로우 밸브는 시스템 운전 기간 중 90~95% 정도는
완전히 닫힌 상태로 운전한다.
-따라서 이러한 운전 모드를 분석하면, 미니멈 흘로우 밸브는 발전소내의 어떠한 밸브
보다도 높은 차압 하에서 운전하는 밸브이다.
3. 미니멈 흘로우 밸브의 시스템 구성
-밸브 자체를 시스템 부하에 따라 유량 제어밸브로 하는 경우 한전의 500만KW급
규모이상의 대용량 발전소 주로 채택
-밸브를 단순히 개폐용으로만 하고 높은 차압을 밸브 후단에 오리피스로 해결하는 경우
포스코 광양 발전소와 같이 출력이 150~300만KW급의 중소형 발전소 채택
-밸브를 설치하지 않고, 오리피스로만 해결하는 경우 소형 보일러일 경우만 채택
|
