Level instrument에서의 condensate pot 이해

 

condensate pot는 일반적으로 distillation column의 heat source로 사용하는 스팀이 열을 column에 전달 후 응축된 condensate를 저장하고, level 제어하에 안정적으로 condensate header에 보내기 위해 사용되는 용기로 알려져 있다. 하지만 그러한 holding vessel 용도가 아니라 instrument의 auxiliary로서 사용되기도 한다.

 

condensate pot는 차압측정에서의 정확도를 극대화하기 위해 사용되며, 특히 liquid level 측정시 저압 part인 vapor의 impulse line에 설치되어 응축에 따른 저압 part와 고압 part와의 차압 측정의 에러를 최소화하기 위해 설치된다.

 

또한 saturated vapor의 유량 측정을 위해 설치된 orifice의 process tapping과 condensate pot사이의 impulse line에는 vapor가 있으며 condensate pot와 DP transmitter사이에는 항상 liquid가 가득 채워져 있어서 condensate pot가 없을 경우의 차압측정시 vapor의 응축 정도에 따라 liquid/vapor의 혼재로 인한 liquid static head의 가변성에 따른 측정 에러를 제거할 수가 있다. 이 때 고압 part와 저압 part의 impulse line 길이는 같아야 한다.

 

condensate pot를 통해 vapor와 condensate를 분리하여 pot 이후의 impulse line에 condensate로 채우고 pot 이전의 vapor가 measuring element에 영향을 주지 않으며, 정확히 측정 하기 위함이다.

 

 

 

 

위와 같이 저압 part에 형성된 condensate pot에서 DP trasnmitter까지의 liquid density에 의한 static head를 빼면 순수한 저압 part의 압력을 알 수 있다.

 

condensate pot는 수직 또는 수평 설치가 가능하며 다만, 동일한 elevation에 설치해야 하고 또한 process ttapping과 DP trasnmiter사이에 barrier 역할을 하여 차압 측정에 영향을 없앨 수 있다.

condensate pot에 설치되는 connection을 확인하여 inlets, outlets, fill port, drain port, gas vent port 필요 여부를 판단하고 codensate pot의 운전조건 및 volume을 정의한다. 모든 impulse line에 대해 tracing 필요 여부를 결정하고 water line으로의 글리콜과 같은 부동액을 추가할지를 고려하며 가급적 vapor impulse line에 대해 짧게 설치한다. 아울러 condensate pot와 DP transmitter사이에 blow down line을 설치하여 주기적으로 blow down하여 정체될 수 있는 debris들을 제거하여 plugging issue를 없애고 측정의 정확도를 높인다.

그리고 vapor line을 통한 이물질이 DP transmitter로 유입되어 민감한 계기 측정의 오류를 야기하지 않도록 이물질을 trapping하는 역할도 한다.

 

pot chamber는 측정하려는 양 side의 액체 head를 동일하게 유지하며 chamber가 없을 경우 condensate가 불균일하게 증발하여 결국 액체 높이의 차이를 유발함에 따라 유량 측정의 에러를 야기할 수 있다. 그리고 condensate pot의 top에는 manual air vent를 설치하여 commissioning단계에서 air를 venting한다.

 

유량계에서 pot까지는 vapor이고, pot에서 DP meter까지는 condensate로 채워져 결국 고온의 vapor가 transmitter로 영향을 주지 않고 수명을 유지하도록 보호하며 아울러 액체가 full로 채워진 상태에서 잉여의 vapor가 유입되어 응축될 경우에도 그 응축수는 다시 source drum으로 흘러 들어가 consensate pot내 liquid level의 변화가 없도록 한다.

 

일반적인 transmitter의 허용온도는 약 85도 내외이지만 고온의 vapor에 직접 노출될 경우 손상을 야기할 수 있어서 condensate pot를 설치하여 vapor를 액체로 응축시켜 전송기 본체로 뜨거운 열이 직접 전달되는 것을 막는 열 차단벽 역할을 한다.

 

차압식 레벨 측정에서는 기준이 되는 Impulse Line 내 액체 높이가 일정해야 하며 이를 위해 Condensate Pot은 증기를 응축시켜 impulse line 내에 항상 일정한 높이의 응축수가 차 있게 함으로써 측정 오차를 줄인다. pot가 없으면 증기가 배관 내부에서 불규칙하고 무작위로 응축되어 액체 높이가 계속 변하게 되고, 이는 심한 수치 변화나 오동작의 원인이 된다.

 

vapor와 condensate가 섞인 혼합 상태에서의 측정 오차를 제거하고, 순수 액체 상태로 압력을 전달하여 안정적인 출력을 보장할 수 있다. 오직 차압측정이 목적이므로 공정 유체의 압력을 측정하기만 하면 되기 때문에 굳이 계기에 영향을 주는 고온의 vapor가 transmitter에 contact하지 않고 액체가 contact하여 그 액체를 통해 전달된 압력을 측정하므로서 계기의 정확도를 높일 수 있다.

 

저압 part인 impulse line을 따라 vapor가 응축이 되면서 흐름이 형성되어 이때 만들어진 응축수는 pot에 모이게 된다. 아울러 응축수가 transmiiter에 연결된 impulse line을 채워 고온의 vapor가 직접 transmitter에 contact되는 것을 방지하는 sealing역할을 한다.

flow metering with condensate chamber

 

condensate pot의 장점으로는 유량이나 차압을 정확히 측정할 수 있으며 sealing 역할을 함으로서 고온으로부터 계기를 보호할 수 있으며 pot에서의 liquid level은 일정하게 유지되며, 이물질이 측정 계기로 유입되어 오차를 야기하지 않도록 한다.

 

용기내 상부 공간의 vapor는 항상 condensate pot와 equalizing되어 있어서 impulse line이나 pot에서의 열손실로 인해 일부 vapor가 자연적으로 응축이 일어나, 응축수가 지속적으로 발생한다. 이로 인해 DP meter에 연결된 vertical line은 응축수로 모우 채워지고 그 이후 추가된 응축수는 더 이상 pot에 존재할 수 없어서 압력 용기쪽으로 흘러가 pot내 일정한 액위를 유지하여 결국 DP 측정의 정확도를 높일 수 있다.

 

#응축수포트#condensate_pot#DP_meter#impulse#venting#열차단벽#sealing