화학 플랜트 안전에 릴리프 밸브가 필수인 이유

릴리프 밸브를 통해 화학 플랜트 안전을 강화하는 방법

스웨즈락 제품 매니저 Shaji Arumpanayil

화학 플랜트와 정유 공장의 최신 유체 시스템은 규모가 방대할 수 있으며, 몇 가지 중요한 기능을 달성할 목적으로 다양한 방향에 수많은 소구경 튜빙 분기점이 존재합니다.

이러한 복잡성과 함께 예기치 못한 곳에서 안전 위협이 발생할 가능성이 따릅니다. 또한, 플랜트 관리자와 작업자가 이와 같이 복잡한 시스템의 모든 부분을 항상 모니터링할 수는 없으므로, 화학 플랜트의 안전을 유지하려면 특정 선행 설계 선택은 필수입니다.

이 글은 화학 플랜트 안전에 대한 2부의 연재물 중 첫 번째 게시물입니다. 이 게시물을 읽은 후에 두 번째 글도 꼭 확인해 보십시오.

안전을 위한 여러가지 선택 중 하나는 유체 시스템의 주요 부분에 압력 릴리프 밸브를 도입하는 것입니다. 밸브를 도입하지 않고 그대로 두면 파열, 장비 손상 또는 시스템 장애를 일으킬 수 있습니다. 릴리프 밸브는 실제로 유체 시스템과 전반적인 화학 플랜트 안전에 매우 중요한 부분입니다.

유체 시스템 설계 교육 기회에 대해 알아보기

안전 작동을 위해 릴리프 밸브가 필수적인 이유

다양한 핵심 유체 시스템 내에서 설정 압력을 유지하는 것은 운영 효율과 안전 측면 모두에서 중요한 일입니다. 시스템 전반에 걸쳐 정밀한 압력을 유지하는 데에는 압력 레귤레이터가 가장 일반적으로 사용됩니다. 하지만, 화학 플랜트와 정유 공장에서는 흔히 고압이나 위험 가능성이 있는 유체를 다루며, 예기치 않게 우발적인 압력 변화가 일어날 수 있으므로, 이중 안전(fail-safe) 조치를 적용하는 것이 중요합니다.

릴리프 밸브가 바로 유체 시스템 설계에 포함해야 하는 그러한 이중 안전 조치 중 하나입니다. 실제로, 릴리프 밸브는 최대 허용 압력을 설정하여 시스템 내에 그보다 더 높은 압력이 감지되면 밸브가 열리고 과도한 압력이 빠져 나갈 수 있게 조절할 수 있습니다. 릴리프 밸브는 시스템 매체가 유독하다면 압력이 배출되지 않도록 막고, 안전하다면 대기 중으로 배출되도록 할 수 있습니다.

릴리프 밸브가 작동될 수 있는 이유

대규모 유체 시스템은 굉장히 복잡해서 과압이 발생할 조건이 폭넓고 다양합니다. 그렇지만, 이러한 조건을 몇 가지 넓은 범주로 분류할 수 있습니다.

절차상 오류. 화학 유체 시스템을 운영하는 것은 사람이므로, 시스템이 본질적으로 흔히 일어나는 인적 오류에 노출될 수 밖에 없습니다. 기술자가 시스템의 잘못된 밸브를 열어 다운스트림 압력이 상승하는 상황을 예시로 들 수 있습니다. 또는, 시스템 조건이 잘못 교정되었을 수 있습니다. 유체 시스템의 정기 유지보수 도중 잘못된 유형의 압력 레귤레이터가 설치될 수도 있습니다. 충실한 유체 시스템 교육을 통해 이러한 문제가 일어나는 것을 방지할 수 있지만, 그래도 운영상 오류가 발생할 경우에 대비하여 릴리프 밸브를 도입하는 것이 중요합니다.

부품 마모. 유체 시스템 부품은 시간이 지남에 따라 자연스럽게 마모됩니다. 특히, 자극성이 강한 화학물질을 다루는 유체 시스템에 올바른 합금 재질을 선택하지 않으면 부식으로 인해 조기 마모가 일어날 수 있습니다. 어떠한 상황이든지 부품 마모는 압력 제어 성능을 저하시킬 수 있으므로, 화학 플랜트의 안전을 확보하려면 릴리프 밸브가 필수입니다.

오염. 압력 레귤레이터는 압력을 원하는 수준까지 안정적으로 낮출 수 있지만, 더럽거나 오염된 유체로 인해 성능이 저하될 수 있습니다. 오염 물질이 레귤레이터의 씰을 손상시켜 불필요한 압력이 미세하게 시트를 통과하면서 다운스트림 압력이 상승될 수 있습니다. 이때, 릴리프 밸브로 그러한 불필요한 압력을 배출할 수 있습니다.

전력 손실. 일부 유체 시스템은 작동 또는 압력 제어용 특정 부품을 전자식으로 제어할 수 있습니다. 시스템에서 예기치 않은 전력 손실이 발생하여 특정 부품의 설계상 기능이 발휘되지 않는다면, 릴리프 밸브가 과압 현상을 관리하는 데 유용할 수 있습니다.

릴리프 밸브를 설치해야 하는 곳

화학 플랜트의 안전을 유지하려면, 일반적으로 다음과 같은 애플리케이션에 릴리프 밸브를 설치해야 합니다.

고압 시스템. 특정 psi를 초과하는 유체 시스템 분야에서, 릴리프 밸브는 잠재적인 사고를 예방하는 데 도움이 될 수 있는 필수적인 안전 요소입니다. 고품질 소구경 튜브 피팅을 선택하는 것도 과압으로 인한 잠재적인 위험을 방지하는 데 좋은 방법이지만, 고압 적용 분야에서 릴리프 밸브는 최적의 보조 안전 조치입니다.

유독성 유체 또는 화학물질 적용 분야. 시스템 유체가 유출되면 즉각적으로 화학 플랜트의 안전 위협이 발생할 때(예: 유독성 또는 유해 화학물질) 릴리프 밸브는 필수적인 안전 장치입니다. 이러한 적용 분야에서는 과압이 발생할 때 배출되는 압력과 유체를 대기에 방출하는 대신 포집하도록 릴리프 밸브를 설정할 수 있습니다. 그 이후에 유출된 유체를 안전하게 처분할 수 있습니다.

민감한 장비. 압력 릴리프 밸브의 가장 중요한 역할 중 하나는 민감한 분석 장비를 과압으로부터 보호하는 것입니다. 온라인 분석기와 같은 고가의 시스템이 정격보다 높은 압력에 노출되면 쉽게 손상될 수 있습니다. 특히 분석기는 주 공정에서 직접 유체를 샘플링할 수 있도록 배치되므로 더욱 조심해야 합니다. 유체가 분석기에 도달할 때까지 주 공정에서 압력이 충분히 경감되도록 적절한 정격으로 올바르게 설정된 릴리프 밸브와 최적의 레귤레이터를 쌍으로 조합해야 합니다.

화학 플랜트 안전에 대응하여 시스템 설계를 최적화하는 방법

산업용 유체 시스템 내의 적절한 장소에 압력 릴리프 밸브를 설치하는 것은 화학 플랜트의 안전을 개선하기에 좋은 방법이며 초기 시스템 설계 단계에서 고려해야 합니다. 안전한 작업을 고려하여 시스템을 설계하고 구축할 수 있는 다른 방법도 많이 있습니다. 튜브 피팅의 혼용을 피하고, 시스템 전반에서 불필요한 복잡성을 제거하며, 진동과 같은 운영상 요소를 고려하는 등의 간단한 팁이 더 안전하고 신뢰성 높은 시스템에 기여할 수 있습니다.

스웨즈락의 유체 시스템 설계 전문가들은 수십 년간 화학 및 정유 산업 분야의 고객 여러분이 더 안전한 시스템을 구축할 수 있도록 조력해왔습니다. 화학 플랜트의 안전을 개선할 수 있는 새로운 방법을 찾고 계십니까? 스웨즈락 화학 공정 분야 전문 기술을 활용하여 가장 까다로운 환경에서도 모든 시스템이 안정적인 성능을 유지하도록 도와드릴 수 있습니다. 스웨즈락이 귀사 플랜트의 안전 개선에 어떻게 도움을 드릴 수 있는지 자세히 알아보려면, 가까운 스웨즈락 영업 및 서비스 센터에 문의하십시오.

화학 플랜트 안전 전문가와 상담하기