샘플 프로브, 캘리브레이션 및 전환 모듈 + 샘플링 단순화를 위한 추가 기능

샘플 프로브 모듈 외 다수의 표준 서브시스템으로 샘플링을 단순화하는 방법

사전 설계된 표준 서브 시스템은 유체 샘플링과 제어 시스템의 설계를 단순화하여 운영의 효율성을 높입니다. 표준 시스템을 사용함으로써 설치 비용, 가동 중단 시간 및 전반적인 유지보수 비용을 대폭 절감할 수 있고, 대륙에 관계 없이 전체 시설 간 일관성을 확보하는 동시에 공장 및 시설 매니저가 부품을 확보 및 조립할 수 있도록 합니다.

즉, 플랜트 및 시설 매니저로 하여금 다른 부분에서 효율성을 개선하고 비용을 더 절감할 수 있는 시간이 주어지는 것입니다.

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샘플링 시스템의 성능을 강화하는 서브시스템의 일반적인 유형, 그리고 샘플링 시스템의 효율성 개선을 위해 각자가 할 수 있는 일은 아래에 나와 있습니다.

교정 및 전환 모듈(CSM)

CSM의 주요 기능은 공정 스트림의 컨디셔닝과 선택 또는 분석을 위해 캘리브레이션 스트림을 선택하는 것입니다. 각 시스템은 최소 2개의 입력단(공정 스트림 입력단 2개, 또는 공정 스트림 입력단 1개와 교정 스트림 입력단 1개)을 갖춰야만 합니다. CSM은 외부(보통은 분석기)의 공기압 신호에 반응하여 분석할 유체를 선택합니다. 이때 신호에 의해 유체가 있는 스트림에 상응하는 스트림 셀렉터 밸브(SSV) 더블 블록 앤 블리드 밸브 모듈이 열립니다. Swagelok의 CSM은 다음과 같이 몇 가지 추가 이점을 제공합니다.

• 애플리케이션 요구사항에 맞춘 다양한 샘플 컨디셔닝 구성
• 언제든지 분석기 캘리브레이션을 시행할 수 있는 수동 캘리브레이션 옵션
• 색상 코드 스트림 식별—공정 스트림 입력단은 항상 파란색이고, 교정 스트림은 주황색, 바이패스는 녹색, 출력단은 흰색입니다.
• 통합된 흐름 루프 설계로 모든 스트림 분석기의 일관적인 처리 시간을 확보하고, 데드레그 또는 스트림 사이의 교차 감염 가능성을 제거
• 공기 배출용 홈을 따로 두어 가압상태에서 압축 공기와 시스템 유체가 혼합되는 위험 상황을 예방
• 유지보수가 쉬운 모듈 설계로, 패널 상단에서 4개의 나사를 풀어 개별 구성부품을 조립체에서 분리 가능. 따라서 실수로 전체 시스템을 잘못 조립하거나 유체 연결이 잘못될 위험이 없음.
• 대유량을 허용하는 바이패스 옵션으로 추후 CSM까지의 샘플 지연 시간을 단축할 수 있습니다.

애플리케이션에 따라, 패스트 루프 모듈(아래 내용 참고)이 CSM에 바이패스 패스트 루프 필터에서 나온 유량을 공급하여 분석기에 응답하는 시간을 향상시킬 수 있습니다. CSM은 연결된 추가 바이패스를 패스트 루프를 통하거나 개별적으로 공정 라인으로 돌려보낼 수 있고, 폐기 시스템으로 보낼 수도 있습니다. 입력단 수는 분석기로 전달하는 샘플과 캘리브레이션 라인 수에 따라 결정합니다.

샘플 프로브 모듈(SPM)

샘플 프로브 모듈을 샘플 프로브 밸브(SPV)와 결합하여 사용하면 안전성과 더불어 샘플의 순도 및 적시성을 향상시킬 수 있습니다. 프로브는 샘플 시스템의 부피를 줄여 분석기 반응을 더 빠르게 합니다. 노즐의 부피는 샘플 시스템 전체에서 요구되는 퍼지 부피를 높일 수 있기 때문에 상당히 중요합니다. 프로브는 공정 배관 중심부에서 샘플을 추출하여 배관 벽에 있는 슬러지가 딸려 나오지 않습니다. 또한 45° 각도 프로브를 사용하면 샘플 시스템으로 들어오는 미립자의 양을 크게 줄일 수 있습니다. 두 방법 모두 프로브가 대표 샘플을 추출하는 데 확실한 도움이 됩니다.

그렇기 때문에 파이프 배관에는 2 in.(50mm) 이상 크기의 프로브를 권장합니다. 특히 4 in.(100mm) 초과 직경을 가진 파이프 배관에는 더욱 그래야 합니다. 프로브는 길이, 직경, 벽 두께, 구성부품의 재질에 따라 다양하게 설계할 수 있습니다. 이 매개변수들은 프로브의 강도, 필터 성능, 내부 유속에 영향을 미칩니다. 더 두껍고 큰 용접 프로브는 대유량 공정에서 받는 충격에 더 강하지만, 커진 내부 직경으로 인해 유속은 더 느려집니다. 그래도 느려진 유속 덕분에 샘플 시스템 안으로 딸려 들어오는 미립자의 양이 줄어듭니다. 조그만 인입식 프로브는 용접 프로브만큼 강하지는 않지만, 작은 내부 체적을 갖고 있어 분석기로 향하는 유속이 더 빨라집니다. 스웨즈락 샘플 프로브 모듈에 대한 자세한 정보는 여기서 확인하십시오.

패스트 루프 모듈(FLM)

패스트 루프 모듈은 샘플 이송 라인에서 대유량을 다루도록 설계되어 있어 온라인 분석기 시스템의 시간 지연을 줄여줍니다. 분석기 쉘터에 있는 패스트 루프 모듈(FLM)은 바이패스를 제공하고 샘플 시스템을 차단하며, 시스템 세정을 위해 퍼지 가스를 유입시킵니다. Swagelok의 FLM은 필터를 통해 샘플을 추출하는 동시에 필터 엘리먼트의 청결을 유지할 수 있도록 대유량 바이패스를 사용합니다.

패스트 루프는 샘플 공급과 리턴, 두 가지 공정을 위한 탭이 필요합니다. 샘플 펌프 비용을 절감하고 샘플링 시스템 안정성을 향상하기 위해서는 공급 탭보다 압력이 낮은 리턴 위치를 선택합니다. 이때 가능한 한 분석기와 가까운 곳에 공정 탭의 위치를 선정합니다. 샘플에 응축 가스가 포함된 경우에는 패스트 루프 라인과 FLM을 가열하여 공정 압력에서 샘플의 이슬점 위로 온도를 유지합니다. 액체 샘플은 냉각을 예방할 필요가 있는 경우에만 가열합니다.

필드 스테이션 모듈(FSM)

필드 스테이션 모듈(FSM)은 분석기로 보내기 전에 프로세스 가스의 압력을 낮춥니다. 저압력으로 가스를 전달할 때에는 다음과 같은 세 가지 이점이 있습니다.

• 더 빠른 분석기 응답 시간: 후단에서 유량을 제어하는 고압 라인에서는 밀집된 가스 분자로 인해 더 느린 유속과 더 긴 퍼지 시간이 형성됩니다. 가스 샘플에서 압력을 낮추게 되면 샘플 이송 라인 및 샘플 컨디셔닝 부품에 더 적은 양의 분자가 들어오고, 이로써 시스템을 더 쉽게 세척하고, 분석기는 공정 변화에 더 빨리 응답할 수 있게 됩니다. 이송 라인에 있는 가스양은 가스의 절대 압력에 비례합니다. 절반의 절대 압력에는 가스 분자도 절반만 존재하고, 새로운 샘플이 분석기에 도달하는 시간도 절반이 걸립니다(나머지는 모두 동일). FSM은 프로세스 압력이 3 bar (gauge) (43.5 psig) 이상일 때 주로 사용합니다.
• 응축 현상 감소: 가스의 상대 습도는 혼합물의 수증기 분압에 정비례합니다. 상대 습도(또는 포화도)가 100%에 이르면 수증기 분압은 작동 온도에서 허용된 최대 분압으로 올라갑니다. 따라서 가스 혼합물에 있는 수증기의 포화도가 한계점에 도달하면, 수증기는 샘플 이송 라인에서 응축되기 시작합니다. FSM은 가스 샘플의 응축을 방지하기 위해 샘플 혼합물 내의 모든 가스 분압을 낮춥니다. 모든 가스의 분압은 전체 압력 변화에 비례하여 떨어지기 때문에, 이를 낮추는 한 가지 방법은 시스템 압력을 전체적으로 낮추는 것입니다. 따라서 샘플의 절대 압력이 절반으로 줄어들면, 혼합물 내의 각 가스의 분압도 절반으로 떨어지고, 결국 샘플 내의 수증기 포화도도 절반으로 감소할 것입니다. FSM을 사용하여 샘플 이송 라인에 형성된 응축 현상을 크게 감소시켜 보십시오.
• 더 안전한 환경: 시스템이 불안정하면, 가압된 가스는 대기압으로 빠르게 팽창하여 시스템을 손상시키거나 사람을 다치게 할 수도 있습니다. 부피 팽창률은 절대 압력 감소에 정비례합니다. 필드 스테이션 모듈이 없는 고압식 시스템에서 팽창이 발생하면 폭발적인 결과를 초래할 수 있습니다. FSM을 프로세스 샘플링 위치에 설치함으로써 고압에 노출되는 부분이 줄어들고, 샘플링 환경이 전반적으로 더 안전해집니다.

유체 분배 헤더(FDH)

유체 분배 헤더는 다양한 가스와 액체 애플리케이션에서 사용하는 공통 구성부품 조립체입니다. FDH는 유로를 제공하는 동시에 여러개의 출구를 허용하며, 마치 큰 브랜치 피팅처럼 작동합니다. 유체 분배 헤더는 한쪽 끝에 입력구가 있고 다른 쪽 끝에 배출구가 있으며, 측면에는 여러개의 출력구가 달린 구조입니다. 일반적인 유체 분배 헤더는 하나의 파이프 또는 바를 사용하여 제조하고, 용접 또는 나사산 연결구를 사용합니다.

분배 매니폴드 또는 헤더를 통해 다수의 사용자가 동시에 유체를 사용할 수 있습니다. 일반적으로 사용하는 유체:

• 냉각수
• 증기용
• 압축 공기
• 공장 질소

예를 들어, 일반적인 분석기 건물 내에서 FDH 중 한 개는 공기 헤더를, 또 다른 FDH는 공장 질소 헤더를, 또 다른 FDH는 저압 증기 헤더를 사용할 수 있습니다. 필요한 경우 헤더를 더 길게 사용할 수 있도록 다중 FDH 서브시스템으로 끝과 끝을 결합할 수 있습니다.

일반적으로 FDH는 주 차단 밸브와 차단 밸브가 각각 달린 여러 개의 출구로 구성되어 있습니다. 압축 공기나 증기 등 잠재적인 습성 가스는 FDH의 배출구 밸브가 아래로 오도록 수직으로 설치하는 것이 가장 좋습니다. 유체가 액체인 경우, FDH를 수직으로 설치하여 아래의 밸브를 통해 유체를 공급하고 맨 위의 밸브를 통해 갇힌 공기를 빼내거나, 유지보수 시 배출을 위해 공기의 유입을 허용할 수 있도록 합니다.

스웨즈락의 표준 사전 제작 서브시스템 또는 기타 유체 평가 및 자문 서비스에 관한 궁금한 사항이나 자세한 정보는 현지 판매/서비스 센터로 문의하십시오.

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