English 
공장 운영자는 폐열 보일러가 추운 아침 가동을 시작한 직후 스팀 드럼 릴리프 라인에서 갑자기 배출되는 소리를 듣습니다. 증기가 나오고 제어판에는 최대 허용 작동 압력을 향해 올라가는 압력이 표시되며 누군가 시스템을 신속하게 다시 시작할 수 있는지 묻습니다. 산업용 보일러 시스템에 있어서, 보일러 압력 완화 1년에 한 번 점검해야 하는 단일 밸브가 아닙니다. 이는 압력 용기와 함께 계산, 설치 및 검증되어야 하는 보호 기능입니다. 릴리프 밸브는 과압 발생과 보일러, 연결된 증기 네트워크 또는 인근 인력에 대한 심각한 손상 사이의 마지막 장치입니다. 산업용 열 회수 장비 제조업체인 당사의 경험에 따르면 대부분의 현장 문제는 배출구 막힘, 제어 실패, 잘못된 크기 또는 유지 관리 불량 등 밸브 주변 시스템으로 인해 발생합니다. 이 기사에서는 보일러 압력 완화의 작동 방식, 밸브 선택 및 설정 방법, 최종 방어선에 의존하기 전에 플랜트 팀이 수행해야 할 작업에 대해 설명합니다.
보일러 압력 완화의 역할과 무시할 수 없는 이유
보일러 압력 완화는 압력 완화 장치가 보일러의 최대 허용 작동 압력(MAWP)을 초과하지 않도록 보호하는 프로세스입니다. 시스템 압력이 밸브 설정점에 도달하면 밸브가 열리고 과도한 증기나 뜨거운 물이 배출된 다음 압력이 안전한 수준으로 떨어지면 다시 안착됩니다. 이는 제어된 압력 조절 기능이 아닙니다. 그것은 긴급 대응이다.
엔지니어와 구매팀에서는 안전 밸브, 릴리프 밸브, 안전 릴리프 밸브라는 용어를 서로 바꿔 사용할 수 있는 것처럼 사용하는 경우가 많습니다. 밸브는 처리하는 유체에 대해 필요한 개방 특성을 생성해야 하기 때문에 구별이 중요합니다. 안전 밸브는 팝 동작으로 빠르게 열리며 증기 또는 공기 서비스용으로 사용됩니다. 릴리프 밸브는 압력에 비례하여 점차적으로 열리며 일반적으로 액체 서비스에 사용됩니다. 안전 릴리프 밸브는 증기나 액체를 처리할 수 있습니다.
| 장치 유형 | 일반적인 유체 | 개방 특성 | 일반적인 ASME 적용 |
|---|---|---|---|
| 안전 밸브 | 증기 또는 공기 | 신속한 팝 액션 | ASME 섹션 I 동력 보일러 |
| 릴리프 밸브 | 뜨거운 물 또는 액체 | 비례개방 | ASME 섹션 IV 온수 가열 보일러 |
| 안전 릴리프 밸브 | 증기 또는 액체 | 팝 또는 비례 | ASME 섹션 VIII 압력 용기 |
| 파일럿 작동식 릴리프 밸브 | 증기 또는 공기 | 팝 액션, 정확한 세트 포인트 | 안정적인 입구 압력을 갖춘 대규모 산업 시스템 |
증기 보일러의 경우 압력 방출 기능은 일반적으로 ASME 승인 안전 밸브에서 제공되어야 합니다. 온수보일러에는 릴리프 밸브가 필요합니다. 산업 공정 용기는 안전 릴리프 밸브를 사용할 수 있습니다. 잘못된 유형을 사용하면 채터링, 용량 손실 및 검사 실패가 발생합니다.
밸브 내부: 보일러 압력 완화 작동 방식
가장 일반적인 산업용 보일러 압력 완화 장치는 직접 스프링 장착 안전 밸브입니다. 스프링은 강화된 디스크를 시트에 고정시킵니다. 보일러 내부의 정압이 스프링 힘을 극복할 만큼 충분한 힘으로 디스크에 작용하면 디스크가 들어 올려집니다. 증기나 물은 밸브 본체를 통해 배출 라인 밖으로 이동합니다. 압력이 블로우다운 설정까지 떨어지면 스프링이 디스크를 다시 안착시키고 밸브가 닫힙니다.
주요 부품은 흡입 노즐, 안착면, 디스크, 스프링, 스핀들, 블로우다운 제어 링 및 리프팅 레버입니다. 리프팅 레버는 디스크가 비어 있는지 확인하는 방법을 제공하지만 설정점을 확인하지는 않습니다. 설정 압력은 사용 조건에서 밸브가 열리기 시작하는 압력입니다. 블로우다운은 개방 압력과 재안착 압력 간의 차이로, 일반적으로 설정 압력의 백분율로 표시됩니다.
- 압력 설정: 배출이 시작되는 보정된 압력.
- 용량: 밸브가 특정 과압에서 배출할 수 있는 증기의 양(시간당 파운드)입니다.
- 블로우다운: 밸브가 다시 닫힐 때 설정 압력 아래로 떨어지는 것입니다.
- 축적: 완전 방전 중에 허용되는 MAWP 이상의 압력 상승.
일반적인 산업용 증기 보일러에서는 릴리프 중 압력이 MAWP 이상으로 상승하는 것이 허용되지만 상승은 규정에 따라 제한됩니다. ASME 섹션 I이 적용되는 동력 보일러의 경우 한도는 일반적으로 약 6%입니다. 온수 가열 보일러의 경우 한도는 일반적으로 10%입니다. 밸브 용량은 버너가 차단되지 않더라도 해당 한계 내에서 압력을 유지할 수 있을 만큼 충분히 높아야 합니다.
보일러 압력 완화에 대한 압력, 용량 및 코드 요구 사항 설정
보일러 압력 릴리프 밸브가 제 역할을 하는지 여부는 두 가지 숫자, 즉 설정 압력과 릴리프 용량에 따라 결정됩니다. 설정 압력은 보일러 명판에 표시된 최대 허용 작동 압력 이하이어야 합니다. 연료 밸브가 고장 나고 버너가 차단되지 않는 경우에도 최대 증기 발생률을 배출할 수 있을 만큼 용량이 커야 합니다.
동력 보일러에 적용되는 ASME 섹션 I에서는 모든 보일러에 최소한 하나의 압력 방출 밸브가 있어야 한다고 규정하고 있습니다. 가열 표면이 더 넓은 보일러에는 두 개 이상의 밸브가 필요합니다. 완화 이벤트 동안 압력은 제한된 양만큼 MAWP 이상으로 상승할 수 있습니다. 밸브 명판에는 인증된 용량과 설정 압력이 표시되어야 합니다. 보일러에 과열기나 이코노마이저도 있는 경우 각 압력 함유 장비에는 자체 완화 보호 장치가 필요할 수 있습니다.
| 보일러 부품 | 압력 안내 설정 |
|---|---|
| 스팀 드럼 안전 밸브 | 드럼 MAWP 이하로 설정 |
| 과열기 출구 안전 밸브 | 과열기를 보호하기 위해 드럼 밸브 아래에 설정 |
| 이코노마이저 릴리프 밸브 | 이코노마이저 설계 압력 이하로 설정 |
| 온수 보일러 릴리프 밸브 | 열팽창 용량이 있는 MAWP 이하로 설정 |
| 폐열보일러 | 최대 입열량에서 최악의 증기 발생을 위해 설정 |
폐열 보일러에서 릴리프 밸브는 정상 상태 부하로만 크기가 결정되지 않습니다. 최대 열 입력은 연도 가스 온도의 급격한 상승, 그을음 발생 또는 공정 사이클 변경으로 인해 발생할 수 있습니다. 좋은 제조업체는 평균 생산 보고서가 아닌 일시적인 조건에서 릴리프 용량을 계산합니다.
중간 저온 회복을 위한 코크스 오븐 굴뚝 가스 폐열 보일러 이 보일러는 260~300°C의 코크스로 연소 가스에서 열을 회수하여 증기를 생성하고 출구 온도를 140~160°C로 낮춥니다. 릴리프 밸브 크기는 일시적인 열 입력을 고려해야 하므로 과압 현상을 조사할 때 적합합니다. 제품보기 → 보일러 압력 방출 밸브가 열리는 이유는 무엇입니까? 데이터 기반 현장 관찰
보일러 압력 릴리프 밸브가 열리는 이유를 이해하는 것은 이를 재설정하는 방법을 아는 것만큼 중요합니다. 산업용 증기 발전소의 문제 해결 보고서에 대한 엔지니어링 검토에서 특정 원인이 다른 원인보다 훨씬 더 자주 나타납니다. 아래 차트에는 공장 유지 관리 팀과 공급업체 엔지니어가 수집한 180개의 계획되지 않은 릴리프 밸브 방출 이벤트에 대한 현장 기반 샘플이 요약되어 있습니다. 원인 그룹화는 학문적이지 않고 실용적이며 공장 팀이 검사 시간을 보낼 위치를 결정하는 데 도움이 됩니다. 해당 원인으로 인해 기록된 이벤트의 비율로 각 막대의 길이를 읽습니다.
산업용 보일러 압력 릴리프 밸브 배출의 일반적인 원인
첫 번째 발견은 이 샘플에서 과도한 실행이 주요 트리거로 나타난다는 것입니다. 고장난 버너 컨트롤러, 잘못 보정된 연료 밸브 또는 중단된 화염 신호는 보일러가 물을 증기로 변환하는 것보다 더 빨리 열을 추가할 수 있습니다. 그러면 릴리프 밸브는 압력 이탈을 방지하는 유일한 구성 요소가 됩니다. 두 번째로 큰 원인인 폐쇄되거나 제한된 증기 배출 밸브는 간단한 작동 규칙을 통해 피할 수 있는 경우가 많습니다. 많은 공장에서는 유지 관리를 위해 증기 라인을 분리한 다음 차단 밸브가 닫혀 있다는 사실을 잊어버립니다. 실패한 압력 센서 및 제어 장치가 세 번째 그룹을 구성하여 정기적인 교정 값을 확인합니다. 이러한 경우에는 설정점이 문제가 되지 않았습니다. 시스템은 발사를 줄이기 위한 올바른 신호를 수신하지 못했습니다. 열팽창은 팽창 탱크의 크기가 작거나 차단 밸브에 의해 격리되는 온수 시스템의 현상을 설명합니다. 기계적 마모와 설정값 드리프트는 작지만 여전히 중요한 부분을 차지하며 일반적으로 시작 테스트 중에 나타납니다. 가장 작은 그룹인 수격 현상은 드물지만 갑작스러운 압력 과도 현상을 생성하기 때문에 위험합니다. 이는 종종 증기 수요의 급격한 변화, 응축수 배수 불량 또는 빠른 밸브 움직임으로 인해 발생합니다. 전반적으로, 교훈은 보일러 압력 방출 밸브가 조기 경고 없이 나타나는 문제로부터 거의 보호하지 못한다는 것입니다.
산업용 및 폐열 보일러용 보일러 압력 방출 밸브 선택
기존 밸브 크기가 아닌 보일러 MAWP와 인증된 릴리프 용량으로 선택을 시작해야 합니다. 밸브를 잘못 설치한 경우 보일러의 명판, 용량, 설정압력이 설계계산치와 일치해야만 검사에 합격할 수 있습니다. 또한 밸브는 사용 가능한 입구 연결, 배출 배관 레이아웃 및 작동 온도 범위에 맞아야 합니다.
다음 선택 요소를 출발점으로 사용하세요.
- 보일러 부품의 MAWP 및 설계 온도
- 필수 ASME 섹션 및 밸브 유형
- 설정 압력 및 허용 과압에서 인증된 용량
- 증기측 및 물측 서비스용 밸브 재질
- 입구 배관 압력 강하는 채터링을 방지하기 위해 설정 압력의 약 3%로 제한됩니다.
- 블로우다운 탱크 및 스택의 효과를 포함한 출구 배압
- 블로우다운 설정 및 예상되는 재장착 동작
- 테스트, 유지 관리 및 향후 교체를 위한 액세스
| 선택 요인 | 결정 영향 | 일반적인 함정 |
|---|---|---|
| 설정 압력 대 MAWP | 밸브가 열리는 시기를 정의합니다. | 불필요한 방전을 방지하기 위해 너무 높게 설정 |
| 인증된 용량 | 최악의 열 입력에서도 전체 흐름을 보장합니다. | 용량 확인 없이 보일러 명판 복사 |
| 밸브 재질 | 증기, 응축수 및 공정 오염물질에 대한 내성 | 탄소강 본체가 적합한 경우 고온 합금 선택 |
| 입구 배관 배열 | 압력 손실 및 채터링을 제한합니다. | 편리한 배출 위치에 도달할 수 있도록 길이와 팔꿈치 추가 |
| 배압 | 개방 및 용량에 영향을 미칩니다. | 하나의 소형 배수 헤더에 여러 밸브 연결 |
폐열 보일러의 경우 용량 계산에는 최대 배가스 흐름, 높은 배가스 온도 및 최악의 공정 조건에서 가능한 최대 증기 생성이 포함되어야 합니다. 릴리프 밸브 크기 계산 없이 폐열 회수 장치를 인용하는 제조업체는 추측할 여지가 너무 많습니다.
산소 취입 가스화기용 고온 연도 가스 폐열 회수 장치 이 장치는 고온 합금 및 방진 설계를 사용하여 800°C 이상의 연도 가스를 처리합니다. 릴리프 밸브 용량은 최악의 조건을 고려하여 계산해야 하므로 ASME 인증을 확인하고 압력 문서를 설정하는 것이 중요합니다. 제품보기 → 도매업자나 제3자 유통업자로부터 밸브를 공급받는 경우 ASME 인증 용량 명판과 설정 압력에 대한 명확한 문서를 요구하십시오. 추가 서류 작업은 관료주의가 아닙니다. 이는 과압이 발생하는 동안 밸브가 작동하는지 확인하는 유일한 방법입니다.
설치, 테스트 및 유지 관리: 실용적인 보일러 압력 완화 체크리스트
올바른 설치는 모든 요구에 맞춰 보호하는 릴리프 밸브와 비상 시 작동하지 않는 릴리프 밸브 사이의 차이를 만듭니다. 밸브는 보일러 스팀 드럼에 가깝게 수직으로 장착되어야 하며, 관할권에서 허용하지 않는 한 전체 크기의 입구가 있고 중간에 스톱 밸브가 없어야 합니다. 출구 배관은 자체 배수가 가능해야 하며 과도한 배압을 발생시켜서는 안 됩니다.
보일러 압력 릴리프 밸브의 수동 레버 테스트는 신중하게 접근해야 합니다. 레버 테스트는 밸브 메커니즘이 들어올려질 수 있음을 입증하지만 밸브가 올바른 설정 지점에서 열릴 것이라는 점을 입증하지는 않습니다. 오래된 밸브의 경우 수동 테스트로 인해 스케일과 잔해물이 시트 안으로 밀려들어 이전에는 존재하지 않았던 누출이 발생할 수 있습니다. 수년간의 사용 후에는 밸브를 제거하고 벤치 테스트를 수행하는 것이 더 안전한 방법인 경우가 많습니다.
| 빈도 | 작업 | 목적 |
|---|---|---|
| 매번 시작하기 전에 | 출구 라인이 막히지 않았고 밸브 메커니즘이 자유로운지 확인하십시오. | 단순 회선 방해 방지 |
| 월별 또는 분기별 | 코드에서 허용하는 경우 서비스 압력에서 주의 깊게 레버 테스트를 수행하십시오. | 디스크 움직임 및 시트 상태 확인 |
| 매년 | 설정 압력, 블로우다운 및 용량에 대한 밸브 벤치 테스트 | 밸브가 여전히 명판 등급을 충족하는지 확인하십시오. |
| 퇴원행사 후 | 착석면 점검 및 손상된 부품 교체 | 점진적인 누출 방지 |
| 수처리 화가 난 후 | 디스크에 스케일, 부식 또는 오일 잔여물이 있는지 확인하십시오. | 좌석에 영향을 미치기 전에 오염을 잡아내세요 |
설계 계산 및 보일러 데이터 보고서를 검토하지 않고 밸브 설정점을 조정하지 마십시오. 많은 관할권에서 설정된 압력을 변경하려면 새로운 용량 인증과 검사가 필요합니다. 유지보수 팀은 또한 모든 서비스 날짜, 테스트 결과, 교체 부품을 기록해야 합니다. 왜냐하면 이 기록은 보일러가 작동하기에 안전하다는 증거가 되기 때문입니다.
보일러 압력 방출을 시스템 구성 요소로 취급하는 제조업체와 협력
숙련된 제조업체는 보일러 압력 완화를 구매 액세서리가 아닌 전체 보일러 열수력 설계의 일부로 취급합니다. 당사의 자체 엔지니어링 프로세스에서는 스팀 드럼 MAWP, 안전 밸브 설정점 및 하류 스팀 압력 제어가 함께 검토됩니다. 이는 열원이 연료 연소 보일러만큼 안정적이지 않은 폐열 회수에서 가장 중요합니다.
예를 들어 소결 원형 냉각기의 경우 배출 공기 온도와 부피는 재료 베드 깊이, 냉각 공기 흐름 및 생산 속도에 따라 달라집니다. 릴리프 밸브는 평균 생산 곡선이 아닌 최악의 증기 흐름에 맞게 크기를 조정해야 합니다. 이러한 공정 변동을 이해하는 공급업체는 응답 시간, 블로우다운 설정, 긴 배기 가스 덕트가 압력 과도 상태에 미치는 영향도 확인합니다.
증기 발생을 갖춘 소결 원형 냉각기 폐열 보일러 순환냉각 및 내열성 소재를 사용하여 약 400℃의 소결 배기가스에서 폐열을 회수하여 증기를 생성하는 보일러입니다. 릴리프 밸브 크기는 다양한 배기 조건과 배출 경로 설계를 고려해야 합니다. 제품보기 → 산소 취입 변환기 또는 코크스 오븐 연도 가스 시스템과 같은 고온 공정에서는 증기가 대기로 배출되거나 탈기기로 전달되는지 여부에 관계없이 릴리프 라인 배출 경로를 설계에 포함해야 합니다. 제조업체는 밸브 인증서, 설치 도면, 권장 예비 부품을 포함한 전체 시스템 설명을 제공해야 합니다. 보일러 제조업체와 열회수 장비 공급업체의 입찰을 비교할 때 릴리프 밸브 용량이 어떻게 계산되었는지 각자에게 물어보십시오. 단순히 유사한 프로젝트에서 복사했다는 답변이 있는 경우에는 이를 위험으로 간주하십시오. 책임 있는 공급업체가 최대 열 입력 케이스, MAWP 및 허용되는 과압에 대해 안내해 드립니다.
추가 보일러 압력 완화 정보를 찾을 수 있는 곳
보일러 압력 완화는 코드 중심 주제이며 요구 사항은 관할권, 보일러 유형 및 압력 등급에 따라 다를 수 있습니다. 아래 링크는 산업 폐열 시스템과 당사 제조 시설에서 사용되는 품질 프로세스에 대한 배경 자료로 연결됩니다.
밸브 설정을 변경하기 전에 항상 원본 설계 문서, 보일러 데이터 보고서 및 해당 지역 규정을 검토하십시오. 필요한 것보다 일찍 열리는 릴리프 밸브는 에너지를 낭비하지만, 너무 늦게 열리는 릴리프 밸브는 심각한 안전 위험을 초래합니다.
Previous
