확장 또는 새로운 생산 장비를 위해 압축 공기 배관을 추가해야 하는 기업의 경우 배관 구조를 설계하는 것이 전체 시스템 효율성과 신뢰성에 매우 중요합니다. 대부분의 설계자는 시스템 효율성을 높이기 위해 가변 속도 드라이브(VSD) 컴프레서 또는 제어 장치를 고려하지만, 배관은 여전히 시스템 최적화에 중요한 기여를 합니다. 배관 개조는 전체 시스템 효율성에 크게 기여할 수 있습니다.
배관이 시스템 효율성에 미치는 영향을 조사할 때 고려해야 할 네 가지 사항이 있습니다:
- 파이프 직경 - 파이프가 너무 작으면 압력이 많이 떨어집니다. 시스템이 압력을 잃으면 압력 차이를 극복하기 위해 더 많은 공기를 생산해야 하므로 기업은 손해를 보게 됩니다.
- 1차 헤더의 루프 설계 부족 - 이로 인해 공급 측에 과압이 발생하여 압력 손실에 대응합니다.
- 연결 - 연결 상태가 좋지 않으면 누수가 발생할 수 있습니다. 공기 흐름이 끊기면 기업은 손해를 보게 됩니다. 압축 공기 시스템에서 공기가 빠져나가면 전력 손실을 보상하기 위해 더 많은 공기가 생성되어야 합니다.
- 배관 재료 - 일부 배관 재료는 다른 재료보다 부식 및 압력 손실에 더 취약합니다.
크기가 중요합니다
배관 시스템은 최초 건설 당시 예상되는 유량에 맞게 설계되는 경향이 있습니다. 헤더 시스템이 함께 성장하지 않고 시스템이 성장했거나 압축기실의 배관 크기 또는 피팅에 문제가 있을 수 있습니다. 또한 배관은 필터 입구 및 출구 크기 또는 압축기 배출 크기와 같은 구성 요소의 연결 크기에 맞게 크기가 결정되는 경우가 많습니다. 이 전략은 전송에 필요한 유량, 압력 또는 거리라는 중요한 기준을 고려하지 않습니다. 예를 들어 분당 1,000입방피트(cfm) 크기의 2인치 나사 연결 필터의 출구에 직경 2인치 파이프가 연결되어 있다고 가정해 보겠습니다. 이 필터가 1,000cfm의 공기를 100psig(평방인치당 파운드)로 정화할 경우, 크기가 작은 배관은 단 100피트의 배관에서 5psi 이상의 손실이 발생하여 압력 차이를 극복하는 데 연간 약 3,000달러의 전력 비용이 발생할 수 있습니다.
파이프 크기를 늘리면 압력 강하를 줄이는 데 도움이 되고 시스템의 커패시턴스도 증가합니다. 커패시턴스가 증가하면 시스템 효율성에 도움이 되지만 상업적으로도 고려해야 할 사항이 있습니다. 기업에서 배관 100피트당 1psig 이하의 유량으로 배관을 설계하는 경우, 이는 상업적으로 실행 가능한 배관 크기이지만 직경 선택 결정에 다른 요소가 고려될 수 있습니다.
루프 드 루프
압축 공기 분배 설계가 분기가 있는 단일 트렁크와 분기가 있는 분배 링인 경우, 플랜트에서는 트렁크 끝에서 발전 지점까지 병렬 파이프를 연결한 다음 각 끝에서 연결하여 헤더에 루프 설계를 만드는 방법을 고려할 수 있습니다. 이 설계는 루프의 어느 지점에서나 동일한 압력을 보장합니다. 분기가 있는 직선형 트렁크 설계는 마지막 사용자에게 공기를 빼앗기고 라인 끝의 압력 손실을 극복하기 위해 전체 시스템 압력이 비효율적으로 상승하는 상황을 만들 수 있습니다. 이것은 기본적인 세부 사항이지만 종종 간과되는 경우가 많습니다. 다른 문제로 인해 마지막 사용자에게 공기가 부족할 수도 있습니다: 시스템에서 대규모 에어 이벤트가 발생했다고 가정해 보세요. 사용자가 애플리케이션에 필요한 압력을 견딜 수 있는지 먼저 측정해 보는 것이 좋습니다.
연결 접합부
압축 공기 설계의 또 다른 취약점은 파이프가 모이는 곳일 수 있습니다. 조인트, 필터, 레귤레이터, 밸브 등 압축 공기 연결부는 누출 가능성이 있는 곳입니다. 적절한 씰과 고품질 부품을 사용하면 누출로 인한 손실 가능성을 최소화할 수 있습니다. 정기적인 누수 조사는 모범 사례이며 올바른 유지 관리 및 시스템 효율성 전략을 수립하는 데 도움이 됩니다.
파이프 유형 과대 광고
파이프 재질에는 검은색 철, 구리, PVC 또는 플라스틱, 알루미늄, 스테인리스 스틸 등 다양한 옵션이 있습니다. 더 나은 대체품이 있음에도 불구하고 압축 공기에 일반적으로 사용되는 검은색 철 파이프에 대한 흥미로운 점은 없습니다. 검은 철은 습기와 산소가 풍부한 환경에서 압축 공기를 숙주하여 부식을 가속화하고 궁극적으로 배관 시스템을 통해 이동하는 스케일 및/또는 슬러지의 불쾌한 조합을 생성하여 귀중하고 민감한 생산 장비에 해를 끼칩니다. 층류가 중단되고 난기류와 함께 압력 강하가 발생합니다. 일부 작업에서는 구리 또는 PVC와 같은 합성물을 대안으로 사용하기도 합니다. PVC는 압축 공기에 적용할 때 배관이 부서지기 쉽고 부서질 수 있는 내재된 안전 위험이 있습니다.
알루미늄은 부식되지 않으며 합리적인 구매 비용을 자랑합니다. 많은 공급업체가 압축 공기 애플리케이션을 위해 특별히 설계된 알루미늄 파이프를 판매합니다. 직경은 최대 10인치까지 사용할 수 있습니다. 알루미늄 파이프는 보어가 매끄러워 저항이 낮고 압력 강하가 적으며 부식에 강합니다. 또한 가볍고 작업하기 쉬우며 연결이 간단하여 설치가 빠릅니다. 알루미늄은 다른 소재에 비해 초기 투자 비용은 높지만 설치 비용은 낮은 경우가 많습니다.
