증기 공급시의 해머링에 대한 질문에 대해 답변해 드렸던 내용입니다.
[질문]
겨울에 난방용으로 본문과 같은 설비를 가동하고 있습니다.
워낙 가동률이 떨어지다 보니 초기 가동때 해머링이 우려되어 보일러 메인과 헤더밸브를 열어놓은 상태로 가동합니다.
헤더 드래인 밸브 열고 응축수 탱크에 증기가 나오기 시작하면 드래인 잠그고 정상 가동합니다.
물론 이때도 가끔 해머링이 발생하긴 합니다만 헤더 메인을 잠근 상태에서 보일러 압력을 올려놓고 헤더 밸브를 열면
아무리 서서히 열어도 해머링이 생길거 같은데 괜찮나요?
[답글]
증기 공급시 해머링이 생기는 것은 두가지 이유 때문이라고 생각합니다.
첫번째 이유는, 증기설비가 정지되었을 때 내부의 응축수가 배출되지 못하고 배관 바닥에 고여 있다가, 증기가 재공급되면서 바닥의 물들이 증기에 의해 밀려가다가 점점 많아져 물 덩어리가 되면서 배관 굴곡부를 때리면 햄머링이 발생합니다. 증기설비가 중지되었을 때 배관 내부의 응축수가 제대로 다 배출되지 않는 이유는 배관의 기울기가 트랩쪽으로 경사지지 못하고 수평으로 설치되어 바닥에 응축수가 깔려 있게 되는 경우와, 증기 공급이 중지되면서 증기배관 내부의 증기가 응축되고 체적이 줄어들면서 배관 내부에 음압이 형성되어 응축수가 증기트랩을 통해 배출되지 못하는 경우입니다. 증기배관의 기울기가 시공시 거의 수평으로 설치된 것은 현실적으로 나중에 유지보수 단계에서 기울기를 수정해서 바로 잡는것은 거의 불가능할 겁니다. 증기 공급이 중지 되었을 때 내부의 증기가 응축수로 식으면서 진공이 걸리는 것은 진공브레이커의 설치를 통해 어느 정도의 해결은 가능합니다.
결론적으로 이부분은 증기나 응축수 배관을 설치할 때, 그리고 증기트랩을 설치할 때 원칙대로 잘 설치하고, 증기헤더나 입상관 최상부, 수평배관 긴 구간의 증기메인관 중간중간에 진공브레이커를 설치한다면 어느 정도 완화가 가능할 겁니다.
해머링이 생기는 두번째 이유는, 보일러에서 증기 공급 초반에 수분이 많은 습증기가 공급되면 해머링이 악화됩니다. 증기의 온도가 낮고 건도도 낮기 때문에 배관을 조금만 지나다보면 금새 응축수가 잔뜩 생기게 되고 이로 인해 해머링이 악화됩니다. 이부분은 다른 게시글에서 설명한대로 보일러 가동초기에 증기헤더의 밸브를 닫은 상태로 보일러를 5K 정도까지 압력과 온도를 높힌 상태에서 서서히 헤더의 밸브를 열고 건도와 온도가 높은 증기를 공급하면 기존보다는 해머링이 좀 완화되겠죠. 이때도 헤더의 밸브를 조금 열고 배관 내부에 쌓였던 응축수와 증기가 다시 공급되면서 배관을 뎊히느라 추가로 생긴 응축수가 증기트랩을 통해 배출될 때까지 조금 기다린 후 다시 증기 밸브 여는 것을 좀 더 늘려 가는 식으로 증기밸브를 단계적으로 시간차를 두고 천천히 개방해야 합니다. 밸브를 조금 열었다가 그 다음에 어느 정도 시간후에 밸브를 좀 더 열지는 현장에 따라 다르므로 경험적으로 해머링 발생하는 것을 봐가면 조정하시면 될 것 같습니다.
증기트랩에서 배출하는 응축수량의 용량이 있을테니 증기 공급 초기에 그 배출량보다 많은 응축수가 증기트랩쪽으로 밀려가면 미처 배출되지 못한 응축수는 그 다음 구간으로 넘어가면서 물덩어리가 될 수 있으니 증기트랩의 배출 용량을 초과하지 않도록 천천히 개방하시는게 필요합니다.
이 때문에 증기트랩 설치시 충분한 사이즈의 포켓을 설치하는 것도 매우 중요합니다. 증기트랩에서 순간적으로 다 배출되지 않더라도 포켓에 좀 고여있게 하면 약간의 용량의 여유가 생기는 효과가 있겠죠. 해머링이 많이 생기는 구간은 가능하다면 증기트랩을 추가로 설치하는 것도 방법이고요.
해머링이 지속적으로 생기고 있는데 지금 상태에서 운영상의 방법으로 어떻게 해보려고 하는 것은 한계가 있습니다. 증기트랩을 추가로 설치하고, 증기트랩을 뽕따기로 연결했다면 포켓으로 수정하고, 해머링이 많은 구간은 진공브레이커를 설치하는 등 할 수 있는 시설개선조치들을 추가로 해나가면 해결해 나가야 합니다.
증기 공급시의 해머링에 대한 질문에 대해 답변해 드렸던 내용입니다.
[질문]
겨울에 난방용으로 본문과 같은 설비를 가동하고 있습니다.
워낙 가동률이 떨어지다 보니 초기 가동때 해머링이 우려되어 보일러 메인과 헤더밸브를 열어놓은 상태로 가동합니다.
헤더 드래인 밸브 열고 응축수 탱크에 증기가 나오기 시작하면 드래인 잠그고 정상 가동합니다.
물론 이때도 가끔 해머링이 발생하긴 합니다만 헤더 메인을 잠근 상태에서 보일러 압력을 올려놓고 헤더 밸브를 열면
아무리 서서히 열어도 해머링이 생길거 같은데 괜찮나요?
[답글]
증기 공급시 해머링이 생기는 것은 두가지 이유 때문이라고 생각합니다.
첫번째 이유는, 증기설비가 정지되었을 때 내부의 응축수가 배출되지 못하고 배관 바닥에 고여 있다가, 증기가 재공급되면서 바닥의 물들이 증기에 의해 밀려가다가 점점 많아져 물 덩어리가 되면서 배관 굴곡부를 때리면 햄머링이 발생합니다. 증기설비가 중지되었을 때 배관 내부의 응축수가 제대로 다 배출되지 않는 이유는 배관의 기울기가 트랩쪽으로 경사지지 못하고 수평으로 설치되어 바닥에 응축수가 깔려 있게 되는 경우와, 증기 공급이 중지되면서 증기배관 내부의 증기가 응축되고 체적이 줄어들면서 배관 내부에 음압이 형성되어 응축수가 증기트랩을 통해 배출되지 못하는 경우입니다. 증기배관의 기울기가 시공시 거의 수평으로 설치된 것은 현실적으로 나중에 유지보수 단계에서 기울기를 수정해서 바로 잡는것은 거의 불가능할 겁니다. 증기 공급이 중지 되었을 때 내부의 증기가 응축수로 식으면서 진공이 걸리는 것은 진공브레이커의 설치를 통해 어느 정도의 해결은 가능합니다.
결론적으로 이부분은 증기나 응축수 배관을 설치할 때, 그리고 증기트랩을 설치할 때 원칙대로 잘 설치하고, 증기헤더나 입상관 최상부, 수평배관 긴 구간의 증기메인관 중간중간에 진공브레이커를 설치한다면 어느 정도 완화가 가능할 겁니다.
해머링이 생기는 두번째 이유는, 보일러에서 증기 공급 초반에 수분이 많은 습증기가 공급되면 해머링이 악화됩니다. 증기의 온도가 낮고 건도도 낮기 때문에 배관을 조금만 지나다보면 금새 응축수가 잔뜩 생기게 되고 이로 인해 해머링이 악화됩니다. 이부분은 다른 게시글에서 설명한대로 보일러 가동초기에 증기헤더의 밸브를 닫은 상태로 보일러를 5K 정도까지 압력과 온도를 높힌 상태에서 서서히 헤더의 밸브를 열고 건도와 온도가 높은 증기를 공급하면 기존보다는 해머링이 좀 완화되겠죠. 이때도 헤더의 밸브를 조금 열고 배관 내부에 쌓였던 응축수와 증기가 다시 공급되면서 배관을 뎊히느라 추가로 생긴 응축수가 증기트랩을 통해 배출될 때까지 조금 기다린 후 다시 증기 밸브 여는 것을 좀 더 늘려 가는 식으로 증기밸브를 단계적으로 시간차를 두고 천천히 개방해야 합니다. 밸브를 조금 열었다가 그 다음에 어느 정도 시간후에 밸브를 좀 더 열지는 현장에 따라 다르므로 경험적으로 해머링 발생하는 것을 봐가면 조정하시면 될 것 같습니다.
증기트랩에서 배출하는 응축수량의 용량이 있을테니 증기 공급 초기에 그 배출량보다 많은 응축수가 증기트랩쪽으로 밀려가면 미처 배출되지 못한 응축수는 그 다음 구간으로 넘어가면서 물덩어리가 될 수 있으니 증기트랩의 배출 용량을 초과하지 않도록 천천히 개방하시는게 필요합니다.
이 때문에 증기트랩 설치시 충분한 사이즈의 포켓을 설치하는 것도 매우 중요합니다. 증기트랩에서 순간적으로 다 배출되지 않더라도 포켓에 좀 고여있게 하면 약간의 용량의 여유가 생기는 효과가 있겠죠. 해머링이 많이 생기는 구간은 가능하다면 증기트랩을 추가로 설치하는 것도 방법이고요.
해머링이 지속적으로 생기고 있는데 지금 상태에서 운영상의 방법으로 어떻게 해보려고 하는 것은 한계가 있습니다. 증기트랩을 추가로 설치하고, 증기트랩을 뽕따기로 연결했다면 포켓으로 수정하고, 해머링이 많은 구간은 진공브레이커를 설치하는 등 할 수 있는 시설개선조치들을 추가로 해나가면 해결해 나가야 합니다.