D – 60 – 2017 플레어 시스템 녹아웃드럼 설계 및 설치 기술지침(KOSHA GUIDE) – 2017.11
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1. 목적
이 지침의 목적은 안전밸브 등의 배출물에 포함된 액체가 가스와 함께 플레어 스택으로 유입되지 않도록 분리 및 포집하는 녹아웃 드럼의 설계 및 설치에 필요한 사항을 제시하는데 있다.
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2. 범위
이 지침은 안전밸브 등에서 배출되는 플레어에서 액체를 분리 수집하기 위해 설치되는 녹아웃 드럼에 적용됩니다.
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3. 정의
(하나)”플레어 시스템안전밸브 등에서 배출되는 물질을 포집하여 플레어 형태로 태워 대기로 방출하는 데 필요한 모든 설비를 말하며 플레어 헤드, 녹아웃드럼, 액봉드럼, 플레어 등의 설비를 포함합니다.
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(2) “안전 밸브밸브 입구의 압력이 설정 압력에 도달하면 자동으로 액체를 배출하고 일정 압력 이하로 떨어지면 정상 상태로 돌아가는 밸브를 말합니다.
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(삼) “플레어 헤더그룹안전밸브에서 배출되는 가스 및 액체를 모아 플레어스택으로 보내기 위해 설치하는 메인 라인을 말합니다.
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(4) “녹아웃 드럼안전밸브 등 배출물에 포함된 액체가 가스와 함께 플레어스택으로 유입되지 않도록 액체를 분리 수집하는 장치를 말한다.
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(5) “불타는 비‘는 액상 탄화수소 화합물이 불완전 연소되어 플레어 상단에서 땅으로 떨어지는 현상을 말한다.
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4. 녹아웃 드럼의 분류
4.1 녹아웃 드럼의 종류별 분류
녹아웃드럼은 모양에 따라 수평녹아웃드럼과 수직녹아웃드럼으로 구분되며 그 특징은 다음과 같다.
(1) 큰 액체 저장 용량이 필요하고 증기 유량이 크고 압력 강하가 작은 경우 수평 녹아웃 드럼을 설치할 수 있습니다.
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(2) 수직녹아웃드럼은 액하중이 적거나 별도의 설치공간이 부족할 때 선택하며 플레어스택 바로 아래에 설치할 수 있다.
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4.2 녹아웃 드럼 증기 유로에 따른 분류
증기의 흐름 경로에 따라 여러 유형으로 분류됩니다.
(1) 용기의 한쪽 끝에서 도입된 증기 흐름이 다른 쪽 상단으로 나가고 배플이 없는 수평 드럼.
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(2) 용기 중앙으로 들어가는 증기 스트림이 배플에 의해 아래쪽으로 편향되어 수직 샤프트의 상단으로 나가는 수직 드럼.
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(3) 접선 방향으로 유입된 증기 흐름이 회전하여 하강한 다음 중앙 튜브 아래에서 상승 방향으로 변경되어 유출되는 수직 드럼.
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(4) 증기 흐름이 중앙 배출구를 통해 수평축의 양쪽 끝에서 나오는 수직 드럼.
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(5) 중앙에서 유입되는 증기류가 수평축의 양단으로 빠져나가는 수평드럼
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5. 녹아웃 드럼의 액적 크기 기준
안전밸브 등을 빠져나가는 가스류의 크기가 큰 물방울이 가스류 등과 함께 흐를 경우 배관 등에 기계적 손상을 일으킬 수 있으므로 기계적 손상 및 버닝 트레일(burning trail) 현상을 방지할 필요가 있다.
분리 드럼을 통해 가스 흐름을 동반하는 특정 크기 이상의 액체 방울에 의해 분리됩니다.
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5.1 불타는 차선 현상
(1) 불완전 연소 상태의 액적이 버너 선단에서 분출될 때 착화 상태로 땅에 떨어지는 버닝 레인 현상이 발생할 수 있다.
(2) 직경 1,000μm보다 큰 물방울은 플레어 시스템의 형태에 관계없이 버닝 트레일 현상을 일으킬 수 있습니다.
(3) 특수 플레어 시스템에서는 액적 직경이 작아도 버닝 트레일 현상이 발생할 수 있습니다.
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5.2 액적 크기 기준
(1) 직경 300~600μm의 액적은 보통 녹아웃 드럼에 의해 분리됩니다.
(2) 직경이 600μm를 초과하는 액정은 불완전 연소 및 스코치 현상을 일으켜 심한 연기를 내뿜을 수 있습니다.
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6. 녹아웃 드럼의 크기 결정
효과적인 가스/액체 분리를 위한 녹아웃 드럼 크기는 다음 절차에 따라 결정됩니다.
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6.1 가스/액체 분리를 위한 배럴 크기 설계
액체 방울은 다음 두 가지 조건에서 기체 흐름에서 분리됩니다.
(1) 증기 또는 기체의 체류시간이 액적이 수직으로 하강하는 데 필요한 시간 이상인 경우
(2) 기체의 속도가 물방울이 떨어질 시간을 주기에 충분히 낮을 때.
직경 300~600㎛의 액적은 배출 드럼에서 수직으로 낙며 액체/기체 분리의 낙하 속도(Uc)는 다음과 같이 계산됩니다.
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붕괴 상수(C)의 값은 다음에서 C(Re)입니다.
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(3) 용량계산의 세부계산방법은 별첨(예시)의 절차를 따른다.
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6.2 녹아웃 드럼의 잔류액 고려
(1) 녹아웃 드럼에 남아 있는 액체의 출처는 증기 분출 중에 분리된 응축수 또는 증기 분출에 수반되는 액체 스트림입니다.
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(2) 녹아웃 드럼 내 액체의 보유 용량은 비상시 배출될 수 있는 액체의 양을 고려하여 결정되어야 하며 설정 수준을 초과하지 않아야 합니다.
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(3) 녹아웃드럼내 액체의 체류시간은 기본적으로 20~30분이며 유출이 더 오래 지속될 수 있다면 체류시간을 더 늘려야 한다.
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(4) 탱크 하부에 남아 양수할 수 없는 경우를 고려하여 액층의 높이가 최대 높이를 초과할 경우 이송펌프 등을 자동으로 작동시켜 이송하여야 한다.
별도의 치료실로.
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7. 녹아웃 드럼 설치 시 고려 사항
7.1 일반
(1) 녹아웃 드럼에서 회수된 액체는 공정으로 반환되거나 증발 또는 기화 후 플레어 스택으로 보내집니다.
(2) 녹아웃 드럼은 플레어 또는 액밀 드럼 앞에 설치됩니다.
(3) 녹아웃드럼은 폭발, 화염소화 또는 버너 끝부분의 스패터가 없도록 설계하여야 한다.
(4) 녹아웃 드럼에는 고점도 액체의 배출 또는 운반을 방지하기 위해 증기 코일, 재킷 또는 기타 가열 장치가 장착되어야 합니다.
(5) 수분을 함유한 액체는 추운 날씨에 동결될 수 있으므로 이를 방지하기 위한 조치를 고려해야 합니다.
(6) 모든 화학물질은 외부 열원에 반응할 수 있으므로 특별한 주의가 필요합니다.
(7) 녹아웃드럼에 연결된 플레어 컬렉터는 중력에 의해 자연스럽게 흐르도록 경사지게 설치된다.
(8) 녹아웃 드럼을 통해 플레어 스택과 연결된 플레어 콜렉터의 정체된 가스 흐름의 추가 응축을 준비하기 위해서는 녹아웃 드럼과 플레어 스택 사이의 거리가 짧아야 한다.
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7.2 중간드럼 설치기준
7.2.1 중간드럼 설치의 필요성
다음과 같은 현상이 발생하면 안전 밸브의 후단과 메인 녹아웃 드럼 사이에 중간 녹아웃 드럼을 설치할 수 있습니다.
(1) 플레어 콜렉터에 다량의 액체를 배출하는 장치 또는 단위 공정이 있는 경우
(2) 메인 녹아웃 드럼과 플레어 스택 사이의 거리가 멀어지면 안전 밸브 등에서 방출되는 증기 방울의 응축 또는 응집으로 인해 물방울의 크기가 증가합니다.
(3) 매우 낮은 온도의 배출물이 플레어 수집기를 통해 흐르고 수집기 내부에 남아 있는 증기가 즉시 응축되는 경우.
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7.2.2 브레이크 아웃 중간 드럼의 설치 기준
(1) 다량의 누액이 발생하는 공정에서는 안전밸브 후단 근처에 중간드럼 설치를 고려한다.
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(2) 공정과 플레어 스택 사이의 거리가 멀고 배출 증기가 다량으로 응축되는 경우 중간 집진 드럼을 사이에 설치하는 것을 고려해야 합니다.
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(3) Main Knockout Drum과 Flare Stack 사이의 거리가 멀고, 대기와의 온도차에 의해 고온의 증기가 배관 내에 일정시간 머물다가 대량으로 응축되는 경우에는 설치를 고려하여야 한다.
그들 사이의 중간 녹아웃 드럼.
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(4) 전체 액체 보유 용량은 중간 녹아웃 드럼과 메인 녹아웃 드럼의 용량을 합산하여 계산할 수 있습니다.
즉, 필요한 액체 체류 시간(20-30분)이 충분하지 않으면 전단 중간 이젝터 드럼의 용량을 달성할 수 있습니다.
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(부록 1 – 예시) 수평탈피드럼 용량계산 예시
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필요한 최소 녹아웃 드럼 길이를 가정된 녹아웃 드럼 길이와 비교하십시오. 이때, 주둥이 드럼의 최소 길이(Lmin)가 주둥이 드럼의 상정 길이(L)보다 작다면, L은 주둥이 드럼의 길이이다.
그러나 최소 녹아웃 드럼 길이(Lmin)가 추정 녹아웃 드럼 길이(L)보다 크면 내경과 길이를 다시 가정하여 위의 계산 절차를 반복합니다.
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(부록 2 – 예시) 수직 탈피 드럼 용량 계산 예시
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플레어 시스템 녹아웃 드럼 설계 및 설치에 대한 기술 지침(KOSHA GUIDE) – 2017.11
D – 60 – 2017 Fackel System 녹아웃 드럼 설계 및 설치 기술지침(KOSHA GUIDE) – 2017….
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