오늘 내가 얘기하려고 하는 주제는 PSV(Pressure Safety Valve)이다.
공장을 돌리다 보면 다양한 변수로 인해 예상치 못하게 압력이 상승하여 응급 상황이 발생하기도 한다.
설계당시에는 모든 상황을 고려했다고 하더라도 역시나 사람이 하는 일이다 보니 완벽할 순 없기 때문이다.
공장을 돌리는 과정에서 현장 작업자의 실수로 인해 장치들의 압력이 설계 압력 이상으로 올라 갈 수도 있고,
애초 설계단계에서부터 잘못 된 설계로 인해 장치들의 설계 압력이 잘못 될 수도 있다.
그렇게 되면 공장의 장치들이 압력을 버티지 못하고 손상이 되는 경우가 발생하고 최악의 경우 폭발사고로 인명피해까지 발생할 수 있다.
사진에서 보는 것처럼 과압으로 인해 튼튼해서 절대 망가지지 않을 것 같은 쇳덩어리가 과압으로 찢어졌다.
그래서 이러한 과압으로 부터 공장을 보호할 수 있는 방법중 하나가 바로 PSV를 설치하는 것이다.
그렇다면 PSV는 어떨 때 설치를 해야 될까?
KOSHA GUIDE (D-18-2020)에 따르면 PSV설치 기준은 다음과 같다.
간단하게 설명하자면
(가)항목은 Vessel, Tank, Heat Exchanger 등의 압력 용기에 해당하는 것으로 item들의 size가(I.D) 150mm 이상이면 설치해야 된다는 뜻
(나)항목은 Compressor를 의미하며 Compressor가 강한 압력으로 기체를 이송시키기 때문에 과압에 의한 보호를 의미한다.
(다)항목은 (나)항목과 비슷한데 간단하게 설명해서 Compressor가 기체를 이송한다면 Pump는 액체를 이송한다는게 차이다.
(라)항목은 배관에 액체가 흐를 경우 태양열에 의한 온도 상승으로 인해 부피가 팽창해서 압력이 증가하는 것을 의미한다.
위의 내용에 해당 되는 기계장치 / 배관에는 무조건 PSV를 설치해야 한다.
여기서 갑자기 궁금증이 생겼다
모든 열교환기는 전부 PSV가 설치 되어야 할까?
열교환기도 다양한 type이 존재한다.
Shell & Tube 열교환기, Double Pipe(이중관 열교환기), Plate 열교환기 등등 상황에 따라 다양한 열교환기를
사용하게 된다.
결론부터 얘기한다면
상황에 따라 다르다!
이게 무슨 엿장수 엿 팔아먹는 소리냐? 할 수 있겠지만 사실 진짜다.
일단 shell & tube열교환기에는 설치하는게 맞다.
Shell & Tube 열교환기 역시 I.D가 150 mm가 넘어가게 되는 경우, Shell 측과 Tube측 모두 설치 해야 된다.
cooler역할을 하는 경우(유체가 cooling water또는 chilled water)
Hot side에 의한 온도 상승, 혹은 태양열에 의한 온도 상승으로 인해 액체가 가열 되면서 유체가 팽창되어 압력이 증가하게 되는 것을 고려해야 한다.
뿐만 아니라 25ft 보다 낮은 곳에 설치 된 화재에 의한 과압도 역시 다른 압력용기들과 마찬가지로 고려해야 한다.
그 외에도 Shell 측과 Tube측의 압력 차이로 인한 tube rupture case, blocked outlet case 등등 다양한 변수들을 고려하여
PSV를 설치를 해야 하는 것이다.
그렇다면 Double pipe와 Plate열교환기는?
이거이거 정말 애매하다.
먼저 Double pipe의 경우를 보자면
KOSHA GUIDE에는 다음과 같은 문구가 있다.
KOSHA GUIDE에는 설치하지 않아도 된다고 한다!
일반적인 배관과 같이 shut-off pressure를 고려하여 design이 정해졌을 것이고 혹은 정변위 압축기나 펌프가 설치가 되어 있다면 압축기나 펌프 후단에 PSV가 설치가 이미 되어 있을 것이기 때문에 굳이 필요가 없는 것이다.
다음으로 Plate열교환기의 경우
KOSHA GUIDE에는 다음과 같은 문구가 있다.
간단히 설명하자면 저압측의 압력이 장치의 최대허용압력(Design Pressure라고 생각하면 된다)보다 공정상 높아질 경우설치를 해야 한다는 말이다
하지만 이 경우도 내용 그대로 장치의 design pressure가 충분히 높다면 굳이 PSV를 설치할 필요가 없는 것이다.
.
.
.
그런데 가장 큰 문제는...
바로 인허가 심사 담당자들이다
KOSHA GUIDE뿐만 아니라 당연히 동일한 내용이 API에도 분명히 명시가 되어 있지만
인허가 심사 담당자들의 말은 법이다
설치하라면 해야 된다...
나의 경험을 예로 들면
해외 베트남 프로젝트를 했을 당시 API의 내용을 근거로 PSV를 설치하지 않는 방향으로 설계를 진행했고
또 인허가 심사시 이 점을 어필하여 PSV를 설치하지 않는 것으로 최종 결정 되었다.
그런데 망할 국내 프로젝트는 인허가 담당자들마다 말이 전부 제각각이고 본인들 맘이다.
프로젝트를 하면서 이거 근거 자료를 찾느라 KOSHA GUIDE와 API를 뒤지고 자료를 만들고
다른 Project들을 참고해가면서 굳이 PSV설치가 필요 없다는 것을 설득하여도 인허가 하는 사람들이
"아 됐고 설치해!" 이러면 결국 설치 해야 된다.
심지어 어떤 프로젝트는 또 PSV 설치 안해도 넘어 갔다....
뭐 엿장수 맘대로도 아니고..
결론은 허무하지만 결국 인허가 심사 담당자들 맘이다.
뭐 그렇다...
'공정설계 & 플랜트 엔지니어링' 카테고리의 다른 글
| 열교환기 2탄! Shell & Tube 열교환기 구조에 대해 좀 더 알아보자 (1) | 2024.11.28 |
|---|---|
| 열교환기 종류는 어떤게 있을까? (0) | 2024.11.25 |
| 쪼랩 공정설계 엔지니어의 성장기 시작합니다 (0) | 2024.09.19 |