[34회] 배관 역류 방지

P&ID보는법 기초 

[34회]

배관 역류 방지

공정상에서 유체의 흐름은 일정하게 방향성을 갖고 이동합니다. 

 

이러한 유체의 흐름을 일정하게 유지하고 역류를 방지하기 위해 역류방지밸브(Check valve) 를 부착하거나, 배관의 특정 구간을 "U" type 으로 구성하는등의 방법을 사용하나 가장 기초적이며 경제적인 방법은 공극 (Air gap) 을 형성하는 것으로 배관의 위치 선정으로 역류를 방지할 수 있습니다. 

 

아래 P&ID 예시(그림 1.)는 일반적으로 볼 수 있는 배관의 In/out 을 표기한 것으로 좌측(Water in) 에서 유체가 유입되고 우측(Water out) 으로 나가는 중간에 저장탱크를 배치한 것입니다.

그림 1.

 

위의 그림을 통해서 간단히 살펴 볼 수 있는 것은 좌측과 우측의 배관 입/출구의 높이가 동일 선상에있는 것이 아닌 일정 높이 이상 차이가 있다는 점을 확인할 수 있습니다. 

 

이를 기기의 공극(Air gap) 형성이라 하며 앞서 기술한 가장 기초적인 역류 방지 배관 구성을 의미합니다.

그림 2.

 

그림 2. 에서 노란색 구간으로 표기된 구간을 공극이라 합니다. 

 

유체는 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르려는 방향성을 갖고 있기 때문에 유체가 좌측(Water in)에서 들어온 이후에 우측 (Water out) 의 낮은 곳으로 흐른 이후에는 다시 Water in 쪽으로 역류하는 것을 방지한다는 것을 알 수 있습니다. 

 

이러한 방법은 물과 같은 액체의 역류를 방지하는데 가장 완벽한 시스템 구성을 제시하지만 출구 쪽에 이상현상 (동결, 밸브 고장) 등이 발생하였을 때는 역류를 기본적으로 방지할 수 없다는 점에서 추가적인 제어나 물리적인 장치를 필요하면 고려해야 한다는 점을 기억해야겠습니다.

가스의 경우

가스의 경우에는 어떻게 역류를 방지할 수 있을까요? 위의 내용을 응용해서 생각하면 예를 들어 특정 가스의 비중이 공기보다 가볍고 응축되지 않는다고 가정하였을 때 배관의 구성을 아래와 같이 구성함으로써 역류를 방지할 수 있습니다.

그림 3.

내용정리

• 액체와 같은 유체의 흐름은 방향성(높은 곳에서 낮은 곳)을 갖고 있음

 

• 역류를 방지할 때 이러한 방향성을 이용해서 배관의 입/출구의 높이를 고려

 

• 입구측 높이는 출구쪽 배관보다 높게 배치함

 

• 이를 공극(Air gap) 배열 이라 하며, 액체의 경우 가장 완벽한 역류 방지를 구현함. 

 

• 다만 출구쪽에 동결이나 밸브 고장 등의 원인이 발생 시 수위가 올라가면서 역류할 수 있기 때문에 필요시 관련 사항에 대한 안전장치 (Level gauge, Sensor) 를 고려해야 함.

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