안전밸브 Set pressure 설정 방법을 위한 개요

 

모든 압력을 받는 시스템 (압력용기, 배관, 기타)은 정상 압력 범위를 설정해 놓습니다. 그 이상의 압력범위를 고려하기 위해 최대 설계 압력을 다시 설정합니다. 만약 최대 설계 압력 범위를 초과한 압력이 시스템 내부에 가해지고 이를 정상 범위로 돌려 놓기 위한 안전 장치가 없을 경우 안전사고로 이어질 수 있습니다. 이러한 사고를 미연에 방지하기 위해 안전밸브를 설치하는 것을 법률로 규제하고 있습니다. 우리 나라의 경우도 마찬가지로 압력을 받는 용기등의 시스템에 대해서 안전밸브를 설치할 것을 규정하고 있습니다. (공정 및 운전 압력 및 유체 성분에 따라 KOGAS, KOSHA구분 됩니다-이부분은 다음번에 포스팅 하겠습니다) 안전밸브는 가압시스템 내부의 정상범위를 벗어난 압력에 의한 시스템 내부의 압력을 정상 또는 관리 가능한 범위로 돌려주는 장치를 총칭합니다. 현장에서 종종 볼 수 있는 안전밸브는 평상시에는 아무런 하는 일 없이 한자리를 차지하고 있지만 시스템 내부의 이상현상 즉 Over pressure 에 가장 신속하게 대응할 수 있는 장치입니다.

안전밸브를 동작시키는 것으로 간단하게 이상상태에 대비할 수 있습니다. 이를 위해서는 안전밸브의 Set pressure 가 필요합니다. 예를 들면 열교환기 Shell side의 정상 운전 압력이 20 kg/cm2 g 라고 가정하고 안전밸브의 Set pressure 즉 밸브가 동작하여 유체를 분출하는 압력을 정상 운전압력의 120% 라고 가정한다면 Set pressure 는 24 kg/cm2 g가 되는 것이지요. 산수를 통해 간단히 알 수 있는 내용입니다.




글쓴이가 이해를 돕기위해 임의로 설정한 Set pressure 이지만 이를 설정하는데는 기준이 있습니다. 고온 고압의 유체를 다루는 Severe service 일 경우 Set pressure 를 고려할 때는 더욱더 신중하고 엄격할 수 밖에 없습니다. 안전밸브 관련된 대표적인 CODE는 API RP520 이 있습니다. 크게 2가지 Part 로 구분되며 안전밸브의 종류나 선정 방법등이 상세히 기술되어 있으며 오늘의 주제인 Set pressure 설정하는 기준을 확인할 수 있습니다.

API RP 520 - Part I Sizing and selection
API RP 520 - Part 2 Installation
Sizing, Selection, and Installation of Pressure-Relieving Devices in Refineries.

Part I 에서는 안전밸브의 선정 방법과 기술적인 내용이 Part II 에서는 설치 방법에 대한 내용을 확인할 수 있습니다.

API RP520 System pressure and temperature 관계를 통해서 Set pressure를 가늠할 수 있습니다. MAWP(Maximum allowable working pressure)를 기준으로 110% 까지를 Overpressure 범위이며 100% 이하에서 약 92.5% 까지를 Blowdown 범위로 설정하고 있습니다. MAWP 를 기준으로 90%를 MEOP(Maximum Expected operating pressure) 로 설정하며 Leak test pressure 또한 90% 를 기준으로 합니다. Overpressure 영역 즉 MAWP의 110%를 초과할 경우 최대 121% 까지 설정수 있다고 기술하고 있습니다.

일반적인 설비의 경우 Set pressure 는 Overpressure range MAWP를 기준 105% 범위 내에서 설정하며 이 이상으로 올라갈 경우 Single, Multiple, Fire exposure 로 구분하게 됩니다.

정리하면 Typical 한 Set pressure 는 MAWP 의 100% 지점이며 Maximum 은 110%, Reseating pressure 는 94% 입니다. 

Inside Insight 였습니다.