진공 설비의 운전 압력

 

 

오늘에 궁금한 플랜트 이야기 주제는 진공설비의 운전 압력입니다. 

 

진공설비는 주요 기기들을 보조 해주는 혹은 단일 주 기기로서 Plant 설비의 하나입니다. 진공설비를 초기 선정하는 과정에 있어서 각 설비별 특징과 도달 가능한 진공도를 알고 있다면 보다 Engineering 업무에 효과적일 것 입니다. 

 

우선 대표적인 진공 Equipment 들의 도달 가능한 진공도에 대해서 살펴 보겠습니다. Table 1.에 기재되어 있는 설비들 외에도 다양한 종류의 Vacuum equipment 들이 있으나 이번 포스팅에서는 다루지 않았습니다.

Table 1. 진공설비 도달 가능한 진공도 (Typical)

Steam Ejector
One(1) Stage	75 mmhg abs.
Two(2) Stage	12 mmhg abs.
Three(3) Stage	1 mmhg abs.
Four(4) Stage	0.2 mmhg abs
Five(5) Stage	0.02 mmhg abs.
Six(6) Stage	0.003 mmhg abs.
Liquid Ring Vacuum Pump
One(1) Stage	75 mmhg abs.
Two(2) Stage	40 mmhg abs.
*Hybrid System Air Ejector + Liquid Ring Vacuum Pump	10 mmhg abs.
Rotary Vane Pump
Dry Compressor	50 mmhg abs.
Oil Sealed	1 mmhg abs.
Rotary Blowers
One(1) Stage	300 mmhg abs.
Two(2) Stage	60 mmhg abs.

 

보시는 것처럼 단일 설비중에서 Rotary vane pump 의 도달 가능한 진공도가 가장 낮습니다. 1 mmhg abs. 입니다. 

엄청난 진공을 만들어 냅니다. Steam ejector 를 6단 까지 추가하였을 때 도달 가능한 진공도는 0.003 mmhg abs. 입니다. 다단으로 가면서 압축비를 최대한으로 끌어 올려서 도달 가능한 진공도를 만들어 내고 있습니다. 넘사벽입니다.
진공을 만들어내는 과정은 압축비와 연관이 있습니다. 이는 기회가 된다면 다음번 포스팅에서 다루겠습니다.

   이번 포스팅에서의 진공에 대한 개념은
   * 진공도가 낮다 : 진공도가 좋다
   * 진공도가 높다 : 진공도가 좋지않다.

Steam ejector 와 Liquid ring vacuum pump 의 비교 표는 저의 지난 포스팅을 참조하여 주시기 바랍니다. (Ejector vs Liquid ring vacuum pump) Liquid ring vacuum pump 의 가장 큰 특징은 Wet gas 의 Handling 에 가장 적합하다는 것입니다. Dry pump 는 handling 할 수 없는 Wet gas 를 Suction and venting 하는 equipment 로서는 매우 훌륭한 Performance 를 갖고 있습니다. 다만 효율이 낮고 (Approx.30%) 도달 가능한 진공도가 높다는 것이 단점입니다. 수봉식 진공펌프는 초기에 one(1) stage 로만 개발이 되었습니다. 도달 가능한 진공도가 75 mmhg abs. 밖에 안됨으로 때때로 Ejector 를 사용하는 경우가 많이 있었으나 Two stage pump 의 개발로 인해서 근래의 plant 산업에서 많이 사용되는 equipment 중에 하나 입니다. 

테이블상에 붉은색으로 표기한 Equipment 가 있는데요 Air ejector 와 LRVP 를 Combination 으로 사용해서 진공을 형성하는 시스템입니다. 기존의 Two stage LRVP 이상으로 진공도가 필요로 할 때 사용되는 Equipment 로서 극히 제한적으로 사용되기도 합니다. 아래 그림에서 처럼 Air ejector 가 1stage 역활을 하고 vacuum pump 가 2 stage 역활을 함으로서 보다 낮은 진공도를 형성할 수 있습니다. 응용분야에 따라 적용되는 사례가 있습니다. Air ejector 는 Motive gas 를 대기중에 있는 Air를 사용합니다. 이때 Motive gas 를 Ejector nozzle 로 이송해 주는 역활을 하는 것이 Vacuum pump 입니다. 따라서 Vacuum pump capacity 선정시에는 Air ejector 의 Motive gas flow 가 함께 고려 되어야 합니다. 아래 P&ID SIMPLE CONFIGURATION 을 작성해 보았습니다.

 

 

이상 궁금한 플랜트 이야기 였습니다.