TRAPS

▣ STEAM TRAP의 사용 목적

– 증기와 응축수를 공학적 원리와 내부 구조에 의해 구별하여 자동으로 응축수를 배출시켜 효율적으로 증기를 사용을 할 수 있도록 만들어진 일정의 자동 Valve 형태

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▣ STEAM TRAP 의 성능 수준 및 설계 품질

• 증기 공간 내에서 증기가 응축하여 발생된 응축수를 제거하고 증기의 누출은 없도록 설계 되어야 함
• 공기와 CO2 등 비응축성 가스를 제거할 수 있어야 함
• 시스템 전체 성능을 보장하고 에너지 절약이 유지될 수 있도록 올바르게 작동되어야 함
• 응축수가 원활하게 배출되지 못하면 다양한 문제점 발생
• 증기배관 내 응축수가 차면 유효한 가열면적이 감소되고, Water Hammering이 발생하여 배관이 손상될 수 있으며, 증기관 부식, 재질노화를 촉진시켜 설비 수명이 단축됨

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▣ 열역학적(THERMODYNAMIC) TRAP

• 작동부문이 디스크 하나뿐이므로 디스크 트랩라고도 불림
• 증기와 응축수의 속도차이에 의해 작동됨
• 베르누이정리 “유체흐름에 있어서 모든 점에서의 총압(동압+정압)은 일정하다. 따라서 유체의 속도가 빨라지면 동압이 증가하고 정압은 상대적으로 감소한다”는 이론 근거에 바탕을 두고 있음

 

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▣ 온도 조절식(THERMOSTATIC) TRAP

• 증기와 응축수의 온도 차이를 이용하여 응축수를 배출하는 타입
• 응축수가 냉각되어 증기포화 온도보다 낮은 온도에서 응축수를 배출하게 되므로 응축수의 현열까지 이용할 수 있어서 비교적 에너지 절약ㅎㅇ

1) 압력 평형식 (Balanced Pressure Trap)

2) 바이메탈식 (Bimetallic Type Trap)

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▣ 압력 평형식 (Balanced Pressure Trap)

• 다이아프램 엘리먼트는 외부에서는 두꺼운 스테인레스판으로 보호되어 있고 내부에서는 스프링의 역할을 할 수 있는 얇은 스테인레스판 즉, 다이아프램 2장이 외부의 두꺼운 스테인레스판에 용접되어 있으며 이 다이아프램과 외부의 보호판 사이에는 포화온도보다 약간 낮은 온도에서 증발하는 액체가 봉인되어 있음

또한 다이아프램 중 상부 다이아프램의 중앙에는 볼 밸브가 용접되어 있음

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▣ 바이메탈식(Bimetallic Type Trap)

• 바이메탈은 열을 받으면 팽창되는 성질이 다른 두 개의 이금속을 접합시켜 놓은 것
• 바이메탈이 열을 받게 되면 한쪽으로 휘게 됨
• 바이메탈 한 개만으로는 용량도 부족하고 증기압력에 관계없이 항상 일정 온도에서 작동을 하게 되므로 트랩에서의 역할을 충분히 할 수가 없기 때문에 수 개의 엘리먼트를 조합하여 보완
• 또한 밸브의 위치에 따라 응축수의 배출 형태가 달라짐

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▣ 기계식(MECHANICAL) TRAP

• 증기와 응축수의 비중차 즉, 부력차에 의해 작동되는 타입
• 응축수가 생성되는 것과 거의 동시에 배출됨
• Ball Floating Trap, Bucket Type Trap 등이 사용됨

1) 볼 플로트(Ball Floating Trap)

2) 버켓식 트랩 (Bucket Type Trap)

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▣ 볼 프로트(Ball Floating Trap)

• 온도 조절식(Thermostatic) Trap
• 볼 프로트 트랩은 볼프로트와 래버에 의하여 작동
• 응축수가 트랩에 들어오는 즉시 부력에 의해 볼 프로트가 떠오르며 동시에 밸비가 열려 응축수가 배출됨
• 공기가 트랩 내에 유입되면 플로트는 부력을 읽고 가라앉아 밸브가 열리지 않는 공기장애(Air Bilding) 현상이 발생됨
• 대부분의 플로트 트랩에는 온도 조절식 에어밴트가 내장되어 불필요한 공기를 제거하도록 되어 있음

▣ 버켓식 트랩(Bucket Type Trap)

• 온도 조절식(Thermostatic) Trap

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1) 초기 버켓

– 가라앉아 밸브는 완전 개방되어 있음

공기가 입구를 통해 버켓 내로 유입된 후 벤트홀을 통해 서서히 빠져나감

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2) 공기가 빠져나가면

– 차가운 응축수가 트랩 내에 유입되어 버켓 내외로 물이 차오름

이때 버켓은 계속 가라앉아 있고 밸브는 계속 열려 있어 응축수가 배출됨

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3) 증기가 트랩에 유입되면,

– 증기는 버켓 내부의 응축수를 밀어내고 버켓에 차게 되며 부력을 받아 떠오름

– 이때 레버에 부착된 밸브는 시트에 접근하고 응축수는 빠른 속도로 시트를 통과하면서 밸브를 시트에 순간적으로 밀착시킴

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4) 응축수가 계속 트랩으로 유입되면,

– 버켓 내부의 증기를 벤트홀을 통해 밀어내며 동시에 증기의 일부는 응축되어 버켓은 부력을 잃게 되고 가라앉으며 레버를 당겨 밸브가 열리게 됨

– 이와 같은 작동이 반복되면서 응축수 배출