오리피스 유량계와 쐐기형 유량계 중 어떤 것을 선택해야 하나요? 둘 다 유량을 측정하는 역할을 하지만 장단점이 뚜렷합니다. 오리피스 유량계는 단순성과 내구성으로 잘 알려져 있어 대형 파이프 라인에 이상적입니다. 반면 웨지 유량계는 막힘을 최소화하면서 고점도 유체와 더러운 매체를 처리하는 데 탁월합니다. 이 문서에서는 주요 차이점을 안내하여 애플리케이션에 가장 적합한 유량계를 결정하는 데 도움을 드립니다. 각 유형이 어떻게 특정 요구 사항을 충족하고 프로세스를 최적화할 수 있는지 자세히 알아보세요.
오리피스 유량계와 웨지 유량계는 일정한 단면, 차압 유형의 유량계에 속합니다. 즉, 동일한 개념을 공유합니다.
오리피스 유량계는 중간에 구멍이 뚫린 원형 판을 파이프 라인에 삽입한 다음 오리피스 판 전후의 증기 압력 차이를 측정하는 방식입니다. 그런 다음 이 데이터를 기반으로 증기 유량을 계산합니다.
오리피스 플레이트에서 증기 유량이 수축하면 정압이 감소하고 유량이 증가하여 오리피스 플레이트 전후에 압력 차이가 발생합니다. 연속성 방정식(질량 보존의 법칙)과 베르누이 방정식(에너지 보존의 법칙)에 따르면 유량은 압력 차이에 비례합니다: M2∝ΔP, 여기서 M은 유량이고 ΔP는 압력 차이입니다.
차압 신호는 임펄스 라인을 통해 차압 트랜스미터로 전송된 후 유량 적분기로 전송되고, 유량 적분기는 차압 신호를 기반으로 유량을 계산합니다. 또한 온도 및 압력 센서로 증기의 온도와 압력을 측정하고 유량 적분기는 현재 온도와 압력을 기반으로 보정 유량을 계산합니다.
쐐기 유량계는 쐐기로 유체 흐름을 제한하여 유량의 제곱에 비례하는 쐐기 상류와 하류의 압력 차이를 생성하는 방식으로 작동합니다. 이 압력 차이는 쐐기 양쪽에 있는 두 개의 압력 탭에서 측정되어 차압 트랜스미터로 전송되어 전기 신호 출력으로 변환됩니다. 그런 다음 이 신호는 특수 유량 적분기에 의해 처리되어 유량을 결정합니다.
오리피스 유량계를 선택해야 하는 이유
오리피스 유량계를 선택해야 하는 이유
장점:
견고하고 안정적인 설계: 스로틀링 장치의 구조는 간단하고 쉽게 복제할 수 있으며 내구성이 뛰어나 안정적인 성능과 긴 서비스 수명을 보장합니다.
내구성: 오리피스 유량계의 견고한 구조로 인해 수명이 길어 잦은 교체가 필요하지 않습니다.
종합적인 캘리브레이션 옵션: 개별 구성 요소 보정이 일반적이지만, 기술의 발전으로 전반적인 시스템 보정 기능이 향상되고 있습니다.
비용 효율적: 오리피스 유량계는 성능과 경제성이 균형을 이루고 있어 많은 산업 분야에서 경제적인 선택이 될 수 있습니다.
단점:
복잡한 설치 요구 사항: 스로틀링 장치, 임펄스 라인 및 응축수 팟을 정밀하게 설치하려면 세심한 주의와 숙련된 기술자가 필요합니다.
캘리브레이션 과제: 일반적으로 개별 센서(차압, 압력, 온도)를 개별적으로 보정하기 때문에 전체 시스템 보정은 여전히 어렵고, 이는 잠재적으로 전체 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다.
침식 및 정확도 저하: 오리피스 플레이트 구조는 상당한 압력 강하와 유속 증가를 유발하여 시간이 지남에 따라 침식을 유발합니다. 이는 액화 가스나 프로필렌과 같이 쉽게 기화되는 액체를 측정할 때 특히 문제가 되는데, 유체 특성 변화로 인해 침식이 가속화되고 정확도가 저하될 수 있습니다.
높은 에너지 소비: 오리피스 플레이트의 상당한 정압 손실로 인해 펌프와 모터의 에너지 요구량이 증가하여 최신 에너지 효율 목표와 상충됩니다.
제한된 범위성: 오리피스 유량계는 일반적으로 다른 유량계 유형에 비해 턴다운 비율이 낮기 때문에 유량이 매우 다양한 애플리케이션에서 그 효율성이 제한될 수 있습니다.
오염 가능성: 특정 애플리케이션에서는 오리피스 플레이트가 특히 점성이 있거나 입자가 많은 유체로 인해 오염되거나 막힐 수 있으므로 정기적인 유지 관리가 필요할 수 있습니다.
직선 파이프 런 요구 사항: 오리피스 유량계는 정확도를 보장하기 위해 상류 및 하류에 상당한 직선 파이프가 필요한 경우가 많으며, 이는 공간이 제한된 설치에서 어려울 수 있습니다.
웨지 유량계를 선택해야 하는 이유
웨지 유량계를 선택해야 하는 이유
장점:
까다로운 유체에서도 탁월한 성능을 발휘합니다: 웨지 유량계는 점도가 높거나 레이놀즈 수가 낮고 부유 입자 또는 혼입 가스가 있는 유체를 측정하는 데 탁월합니다. 이러한 다용도성 덕분에 복잡한 산업 분야에 이상적입니다.
유체 독립적인 정확도: 유전율이나 기타 유체 특성에 영향을 받지 않는 측정 정밀도로 다양한 매체에서 일관된 성능을 보장합니다.
막힘 방지 설계: 쐐기 모양의 독특한 장애물이 편향 효과를 만들어 막힘 위험을 크게 줄이고 장기간 안정적인 작동을 보장합니다.
고급 보정 기능: 내장된 기능이 유체 점도, 온도 및 밀도 변화에 따라 조정되어 다양한 공정 조건에서 정확도를 유지합니다.
견고한 구조: 진동, 충격, 오염, 부식에 대한 내성이 강해 열악한 산업 환경에 적합합니다.
양방향 유량 측정: 양방향 유량을 정확하게 측정할 수 있어 복잡한 배관 시스템에서 활용도가 높아집니다.
지속 가능성 및 비용 효율성: 단순하면서도 견고한 구조로 높은 신뢰성, 간편한 설치, 낮은 운영 및 유지보수 비용으로 에너지 효율과 배출량 감소 목표를 지원합니다.
유지보수가 필요 없는 작동: 움직이는 부품이나 마모되기 쉬운 부품이 없기 때문에 장기간 사용 시 재보정할 필요가 없어 가동 중단 시간과 유지보수 비용이 절감됩니다.
단점:
높은 초기 비용: 웨지 유량계는 일반적으로 기존 오리피스 플레이트에 비해 구매 가격이 높습니다.
개별 캘리브레이션: 각 장치마다 특정 보정이 필요하므로 리드 타임이 증가하고 재고 관리가 복잡해질 수 있습니다.
제한된 표준화: 이 분야에는 설계, 제조, 계산, 설치 및 사용에 대한 포괄적인 데이터와 확립된 표준이 부족하여 엔지니어링 및 조달 프로세스가 복잡할 수 있습니다.
설치 시 주의사항
오리피스 유량계를 설치할 때 주의해야 할 10가지 사항:
기기를 설치하기 전에 강자성 물질이 기기에 부착되어 기기 성능에 영향을 미치거나 기기가 손상되는 것을 방지하기 위해 공정 파이프라인을 깨끗이 불어내야 합니다. 불가피한 경우 계측기 입구에 마그네틱 필터를 설치해야 합니다. 기기 자체는 손상을 방지하기 위해 작동하기 전에 공기로 불어넣어서는 안 됩니다.
설치하기 전에 기기의 손상 여부를 확인해야 합니다.
계측기를 수직 또는 수평으로 설치할 수 있습니다. 수직으로 설치하는 경우, 계측기의 중심선과 수직선 사이의 각도가 2° 미만이어야 합니다. 수평으로 설치하는 경우, 계측기의 수평 중심선과 수평선 사이의 각도는 2° 미만이어야 합니다.
계측기의 업스트림 및 다운스트림 파이프라인은 계측기와 동일한 직경을 가져야 합니다. 파이프 라인을 연결하는 데 사용되는 플랜지 또는 나사산은 계측기의 플랜지 및 나사산과 일치해야 합니다. 업스트림 직선 파이프 섹션은 계측기의 공칭 직경의 5배 이상이어야 하며, 다운스트림 직선 파이프 섹션은 250mm 이상이어야 합니다.
계측기의 신호는 자기 커플링을 통해 전송되므로 계측기의 성능을 보장하려면 설치 주변 250px 이내에 강자성 물질이 없어야 합니다.
기기가 가스를 측정하는 경우 특정 압력에서 보정됩니다. 가스가 계측기의 배출구에서 대기 중으로 직접 배출되면 플로트에서 압력 강하가 발생하여 데이터가 왜곡될 수 있습니다. 이 경우 계측기의 배출구에 밸브를 설치해야 합니다.
파이프라인에 설치된 계측기는 스트레스를 받지 않아야 합니다. 계측기의 입구와 출구에는 계측기가 최소한의 스트레스 상태를 유지할 수 있도록 적절한 파이프 지지대가 있어야 합니다.
PTFE 라이닝이 있는 기기를 설치할 때는 특별한 주의를 기울여야 합니다. 압력을 받으면 PTFE가 변형되므로 플랜지 너트를 너무 세게 조여서는 안 됩니다.
LCD 디스플레이가 있는 기기는 직사광선이 디스플레이에 닿아 LCD의 수명이 단축되지 않도록 설치해야 합니다.
저온 매체를 측정할 때는 재킷형 측정기를 선택해야 합니다.
28 오리피스 플레이트 유량계 설치 시 주의사항
오리피스 플레이트 유량계는 형성된 파이프 라인에 설치해서는 안 됩니다.
유량계 전후의 직선 파이프 섹션 길이에 주의를 기울여야 합니다.
접지 요구 사항이 있는 전자기 및 질량 유량계의 경우 지침에 따라 접지를 수행해야 합니다.
파이프라인 용접 과정에서 접지선은 계측기 본체를 피하여 접지 전류가 계측기 본체를 통해 흐르고 계측기가 손상되는 것을 방지해야 합니다.
기간 동안 공정 용접접지 전류가 단일 또는 이중 플랜지 기기의 모세관 압력 튜브를 통과해서는 안 됩니다.
중압 및 고압 압력 가이드 튜브의 경우, 아르곤 아크 용접 또는 소켓 용접을 사용할 수 있습니다. 풍속이 2m/s 이상인 경우 방풍 조치를 취해야 합니다. 풍속이 8m/s 이상인 경우 용접을 중단해야 합니다.
오리피스 플레이트 유량계의 압력 탭핑 장치의 설치 방향에 주의하세요.
스테인리스 스틸 압력 가이드 튜브는 가열하거나 납작하게 만드는 행위가 엄격히 금지되어 있습니다.
기기 압력 유도 튜브, 공기 덕트 및 와이어 관통 튜브의 설치 위치는 향후 공정 생산 작업에 방해가되지 않아야하며 고온 및 부식성 장소를 피하고 단단히 고정되어야합니다. 와이어 스루 튜브의 최하단은 위에서 아래로 연결된 기기의 배선 입구보다 낮아야 합니다. 기기 측 근처에 Y자형 또는 원뿔형 방폭 밀봉 조인트를 추가해야 합니다. 계측기의 주 공기 덕트의 가장 낮은 지점에는 응축(오염) 밸브가 있어야 합니다.
기기에 사용되는 구리 개스킷은 사용하기 전에 어닐링해야 하며 다양한 재료 개스킷의 허용 온도, 매체 및 압력 조건에 주의를 기울여야 합니다.
기기 정션 박스에는 서로 다른 접지 시스템을 혼용할 수 없습니다. 모든 기기의 차폐선은 상부 및 하부 차폐층에 별도로 연결해야 하며 함께 꼬아서는 안 됩니다.
계측기의 관찰 및 유지보수 위치가 불편한 경우 위치를 변경하거나 플랫폼을 설치하세요.
계측기 전선에는 이음새가 없어야 하며 숨겨진 기록을 만들어야 합니다. 와이어 조인트를 보정하려면 용접 또는 압력 연결을 사용해야 합니다.
스테인리스 스틸 용접부는 산세, 부동태화, 중화 처리해야 합니다.
탈지가 필요한 기기와 피팅의 경우, 사양에 따라 탈지를 엄격하게 수행해야 합니다. 탈지 후에는 보관 및 설치 중 2차 오염을 방지하기 위해 기기와 피팅의 밀봉 및 보관을 주의 깊게 수행해야 합니다.
스테인리스 스틸 파이프 라인은 탄소강과 직접 접촉하는 것을 엄격히 금지합니다.
아연 도금 및 알루미늄 합금 케이블 트레이는 다음에서 엄격히 금지됩니다. 전기 용접, 가스 절단 및 펀칭. 대신 톱날이나 특수 펀칭기와 같은 기계식 절단 및 펀칭 도구를 사용해야 합니다.
스테인리스 스틸 파이프는 다음과 같은 사용이 엄격히 금지됩니다. 전기 용접가스 절단 및 펀칭을 사용할 수 없습니다. 대신 플라즈마 또는 기계식 절단 및 펀칭을 사용해야 합니다.
폭발 위험 지역에 있는 기기 전선 관통 파이프의 경우 전기적 연속성을 유지해야 합니다. 접지된 기기 전선 관통 파이프의 나사산에는 전도성 페이스트를 사용해야 합니다. 36V 이하의 전선 관통 파이프의 나사산은 최소한 녹슬지 않아야 합니다. 노출된 나사산은 하나의 나사산보다 크지 않아야 합니다.
방폭 지역의 경우, 기기 와이어 관통 파이프는 전기적 연속성을 유지해야 합니다.
100V 미만의 계측기 라인의 절연 저항은 250V 흔들림 측정기로 측정해야 하며, 5메가옴 이상이어야 합니다.
알루미늄 합금 케이블 트레이는 단락 전선으로 연결해야 하며, 아연 도금 케이블 트레이는 최소 2개의 풀림 방지 나사를 조여야 합니다. 30미터보다 짧은 케이블 트레이의 경우 양쪽 끝을 안정적으로 접지해야 하며, 30미터보다 긴 케이블 트레이의 경우 30미터마다 접지 지점을 추가해야 합니다.
서로 다른 접지 시스템의 기기 라인 또는 기기 라인이 동일한 케이블 트레이를 공유하는 경우 금속 칸막이를 사용하여 분리해야 합니다.
가스 사용은 엄격히 금지되어 있습니다. 용접 방법 계기판, 캐비닛, 박스 및 테이블의 설치 및 가공 시 용접을 사용해서는 안 됩니다. 설치 및 고정을 위해 용접을 사용해서는 안 됩니다. 기계식 펀칭 메서드를 사용하여 구멍을 열어야 합니다.
기기 열 추적 및 리턴의 블라인드 끝은 100mm보다 크지 않아야 합니다.
특히 방폭 지역에서는 밸브 누출을 방지하기 위해 트랜스미터의 배수 밸브 배출구에 파이프 캡을 추가해야 합니다.
계측기와 케이블 트레이, 임펄스 파이프 및 압력 파이프의 한쪽 끝은 열팽창 영역(타워의 열팽창에 따라 움직이는 타워 및 액세서리 등)에 고정하고 다른 쪽 끝은 비열팽창 영역(예: 노동 보호실)에 고정해야 합니다. 기기를 연결할 때 플렉시블 파이프, 케이블 트레이 및 임펄스 파이프는 현장의 실제 상황에 따라 일정한 열팽창 허용치를 남겨 두어야 합니다.
타워에 부착된 케이블 트레이와 전선관은 현장의 실제 상황에 따라 열팽창 조인트 또는 유연한 연결부를 장착해야 합니다.
웨지 유량계 설치 및 사용 시 4가지 주의 사항:
웨지 유량계에 표시된 방향에 따라 설치하세요.
일부 기사 및 자료에서는 쐐기 유량계를 설치하는 데 방향 요구 사항이 없으며 역방향 유량 측정에 사용할 수 있다고 주장하지만, 쐐기 유량계의 측정 원리를 보면 표준 V자형 쐐기를 사용하면 유체의 스로틀링은 정방향 및 역방향 유량 모두 동일하게 나타납니다.
그러나 제조업체는 웨지 유량계 본체에 유체 흐름 방향을 표시합니다. 웨지 유량계의 양쪽 끝 플랜지를 보면 웨지의 설치 위치가 웨지 유량계의 중앙에 있지 않습니다.
따라서 잘못된 설치 방향으로 인한 측정 오류 증가를 방지하기 위해 웨지 유량계를 장치에 표시된 방향으로 설치하는 것이 중요합니다.
압력 탭핑 인터페이스의 방향
측정 기기의 압력 탭핑 지침에 따르면 기체 유량을 측정할 때는 압력 탭핑 인터페이스가 스로틀링 요소의 중간과 상부에, 액체 유량을 측정할 때는 압력 탭핑 인터페이스가 스로틀링 요소의 중간과 하부에, 더럽고 오염된 유체를 측정할 때는 압력 탭핑 인터페이스가 스로틀링 요소의 중앙에 위치하도록 규정하고 있습니다.
그러나 웨지 유량계의 웨지 블록은 장치의 내부 챔버에 고르게 분포되어 있지 않으며 압력 태핑 인터페이스의 위치는 장치의 웨지 블록 용접 위와 아래에 위치한 제조업체에서 미리 설정되어 있습니다.
액체를 측정할 때 압력 탭핑 인터페이스가 파이프 라인의 중간과 하단에 설치되어 있는 경우, 웨지 유량계 내부의 웨지 블록도 파이프 라인의 중간과 하단에 위치합니다.
즉, 웨지 유량계 상부에서 유체가 흘러야 하므로 장치 하단에 불순물이 침전되어 웨지 블록 앞의 압력 탭핑 인터페이스가 막히고 측정 오류가 발생할 위험이 있습니다. 따라서 설치 시 실제 상황에 따라 차별화할 필요가 있습니다.
수직 파이프라인 설치
웨지 유량계를 수직으로 설치하면 영점 교정이 어렵습니다.
수직 설치에서는 웨지 유량계의 영점 교정이 어렵기 때문에 웨지 유량계를 수평으로 설치하고 수직 설치 사용을 최소화하는 것이 좋습니다.
웨지 유량계의 영점 교정을 위해서는 프로세스 매체가 웨지 유량계를 채워야 합니다. 파이프 라인 전후의 밸브를 닫은 후 웨지 유량계 내부의 프로세스 매체가 정적 상태에 있는지 확인하면서 유량계를 교정해야 합니다.
스로틀 요소의 유량 측정 기기는 일반적으로 2차 라인 제거 시설을 설계하지 않기 때문에 일반적으로 스로틀 요소 전후에 공정 차단 밸브가 없습니다. 이러한 상황에서는 웨지 유량계의 교정이 더 어렵습니다.
웨지 유량계가 수평으로 설치된 경우, 정적 유체가 웨지 유량계가 감지한 차압에 추가적인 영향을 미치지 않는다고 가정할 수 있습니다.
따라서 웨지 유량계의 전면 및 후면 압력 취수 밸브를 닫고 대기 중으로 배출하여 유량계의 영점 교정을 수행하기만 하면 됩니다.
웨지 유량계를 수직으로 설치하면 웨지 유량계 캐비티에 정압이 발생하여 양압 챔버에서 차압 트랜스미터의 차압 값이 증가하고 웨지 유량계의 영점 차압 값이 0이 되지 않게 됩니다.
또한 음압 측정 기준 압력 파이프에서 정압 오차가 발생합니다. 따라서 현재로서는 영점 보정이 어렵습니다.
이중 플랜지 트랜스미터를 사용하더라도 음압 측정에 의해 추가된 정압을 계산할 수 있지만, 설계 시 이상적인 값을 기준으로 측정된 매체의 밀도만 계산할 수 있습니다.
따라서 실제 설치 시에는 웨지 유량계를 수직으로 설치하지 않는 것이 가장 좋습니다. 공정이 수평 설치 요구 사항을 충족 할 수없는 경우 웨지 유량계에 공정 매체가 채워져 있는지 확인하는 것 외에도 수직 설치 중에 영점의 수정 된 압력 차이를 정확하게 계산해야합니다. 단순히 양압 및 음압 취수 밸브를 닫고 영점 교정을 수행할 수는 없습니다.
배수 및 압력 릴리프 밸브 설치
웨지 유량계와 함께 배수 밸브를 설치하면 유지보수 및 수리 작업이 훨씬 더 편리해집니다.
웨지 유량계 + 이중 플랜지 트랜스미터 유량 측정 모드에서는 압력 취수 밸브와 이중 플랜지 연결부 사이에 배수 및 압력 릴리프 밸브를 설치해야 합니다.
이 밸브는 매우 중요합니다. 유량계 교정 과정에서 양수 및 음수 플랜지 사이의 압력이 대기압과 일치하도록 하여 교정의 신뢰성을 보장하고 유지보수 담당자의 안전을 보장할 수 있습니다.
이중 플랜지 트랜스미터가 손상되어 교체해야 하는 경우 배수 및 압력 릴리프 밸브를 통해 압력 취수 밸브의 누출 여부를 확인할 수 있습니다.
안전이 보장된 경우에만 이중 플랜지 트랜스미터를 제거할 수 있습니다. 많은 엔지니어링 설치에서 배수 및 압력 릴리프 밸브 설치를 생략하는 경우가 있는데, 이는 잘못된 것으로 반드시 수정해야 합니다.
요약: 유량계 유형에 관계없이 제조업체의 지침에 따라 고유한 특성을 고려하여 설치 및 사용해야 합니다.
오리피스 유량계는 액체, 가스, 천연 가스 및 증기를 포함한 다양한 유체의 체적 및 질량 유량을 연속 측정하는 데 광범위하게 사용됩니다. 석유, 화학, 천연 가스, 야금, 전력, 제약, 식품 가공, 농화학 및 환경 보호 분야와 같은 다양한 산업 분야에서 활용도가 높습니다.
새로운 스로틀 차압 유량 측정 장치인 웨지 유량계는 까다로운 유량 측정 시나리오에서 고유한 이점을 제공합니다. 고점도 유체, 낮은 레이놀즈 수 조건(500 이하), 낮은 유속, 작은 유량, 큰 파이프 직경이 특징인 어플리케이션에서 유량을 정확하게 측정하는 데 탁월한 성능을 발휘합니다. 이러한 기능 덕분에 웨지 유량계는 기존 유량계가 정확성을 유지하는 데 어려움을 겪을 수 있는 상황에서 필수적인 도구입니다.
석유화학 및 석탄 화학 산업에서 웨지 유량계는 다음과 같은 애플리케이션에서 특히 두각을 나타내고 있습니다:
공정 제어 및 효율성을 위해 정밀한 유량 측정이 중요한 정제 장치 및 에틸렌 플랜트
고점도 및 오염된 유체를 처리하여 까다로운 유체 특성에도 정확한 측정 보장
고온, 고압, 마모성이 높은 매체가 포함된 극한의 작동 조건
석탄-물 슬러리(흑수 및 회수 포함), 오일-석탄 슬러리 및 이와 유사한 이종 혼합물과 같은 다상 유체 측정
웨지 유량계는 이러한 까다로운 어플리케이션에서 정확성과 신뢰성을 유지하는 능력 덕분에 중공업의 복잡한 유량 측정 과제에 적합한 솔루션으로 명성을 쌓아왔습니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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