증기 감압밸브

감압밸브의 정의

증기 감압밸브는 상류의 고압 증기를 설정된 하류 압력으로 낮추는 자동 조절 밸브다.

하류 압력을 감지해 밸브 개도를 자동으로 조절하고, 설정치로 유지한다.

보일러에서 만든 고압 증기를 가열코일과 가습기에 맞는 압력으로 낮춰 공급한다.

구성과 작동 원리

감압밸브는 주밸브 본체, 다이어프램, 조정 스프링, 제어관으로 이루어진다.

출구 압력이 설정치보다 낮아지면 스프링이 다이어프램을 밀어 밸브를 연다.

출구 압력이 높아지면 다이어프램이 밸브를 닫는다. 이 힘의 균형으로 출구 압력이 일정해진다.

이 방식은 자력식이라 전원이나 공기압 없이 증기 압력만으로 작동한다.

감압밸브의 형식 비교

감압밸브는 구조에 따라 단동형, 복동형, 파일럿식으로 나뉜다.

단동형은 한 단계로 감압해 구조가 단순하지만 최대 제어 유량에 한계가 있다.

복동형은 두 단계로 나눠 감압해 정밀도가 높고, 파일럿식은 대용량에 쓴다.

복동형과 파일럿식은 이물질에 민감하므로 필터 내장형으로 선정한다.

계산 예: 압력 단위 환산

가열용 2 kgf/cm²와 가습용 0.35 kgf/cm²를 SI 단위로 환산해 본다.

1 kgf/cm²는 약 98.07 kPa이므로, 가열용은 약 196 kPa, 즉 0.196 MPa이다.

가습용은 약 34.3 kPa로, 가열용의 약 1/5.7 수준인 저압이다.

가습 부하에 맞는 저압이므로 결과는 상식 범위 안에 있다.

안전밸브와 설치 방법

감압밸브 설치 때는 전단에 스트레이너와 트랩을, 후단에 안전밸브를 둔다.

감압밸브는 수평 배관에 스템이 수직으로 서도록 설치한다.

이물과 응축수가 밸브 시트를 손상시키지 않도록 전단 설비를 먼저 둔다.

감압밸브가 고장 나면 하류 압력이 올라가므로 후단 안전밸브가 과압을 막는다.

안전밸브 설정과 정리

과압 보호용 안전밸브는 감압밸브 설정치보다 높게 설정한다.

정리하면 감압밸브는 압력을 제어하고, 증기트랩은 응축수를, 안전밸브는 과압을 막는다.

세 기기는 역할이 달라 서로 대체할 수 없다.

이제 직접 구해 보자.

정답 확인

정답은 0.385~0.403 kgf/cm²이다. 안전밸브 설정이 감압밸브보다 약 10~15% 높은 값이다.

감압 설정값에 1.10~1.15를 곱하면 된다.