맥동 기준

맥동 기준 (Pulsation Criteria)

맥동 설계 기준 (Pulsation Limit)

압력 손실 (Pressure Drop), 진동 기준 (Vibration Limit), 분리 여유 (Separation Margin)

이너턴스(INERTANCE)에서는 왕복동 압축기, 펌프에 대한 맥동 설계를 미국 석유협회 API 618, 674규격에 따라 수행합니다. 맥동 설계 기준의 종류로는 맥동 크기(Pulsation Amplitude), 분리 여유(Separation Margin), 진동 설계 기준(Vibration Criteria), 압력 손실(Pressure Drop) 등이 있습니다.

맥동 기준 (Pulsation Criteria)

맥동 기준
[맥동 설계 기준, Pulsation Limit]

왕복동 압축기 실리더(Cylinder)에서 발생하는 맥동의 경우, 설계 단계에서 평가된 전진폭(Peak to Peak)이 배관 평균 압력의 7% 수준 이내로 설계되어야 합니다. 그러나, 적용 가능한 맥동 제어 대책이 수립되었음에도 불구하고, 평가된 맥동 진폭이 여전히 설계 기준(Pulsation Limit)을 초과하는 경우에는 배관 시스템의 고유진동수 분리 여유(Separation Margin), 배관 진동 진폭(Vibration Amplitude), 스트레스(Stress) 등을 추가로 평가하여 그 적절성 여부를 결정하게 됩니다.

[불평형 힘 평가, Unbalance Shaking Force]

분리 여유 (Separation Margin)

맥동 발생 주파수와 배관의 고유진동수(Natural Frequency)가 일치하는 공진(Resonance) 현상이 발생하지 않도록 배관 시스템의 고유진동수를 설계해야 합니다. 배관의 고유진동수는 압축기 운전 속도(Operating Speed)의 2.4배 이상이 되도록 설계해야 합니다. 또한, 압축기 운전 속도의 정수배(Harmonic)로 발생하는 맥동 가진 주파수(Pulsating Excitation Frequency) 성분을 평가하여 배관의 고유진동수가 충분한 분리 여유(Separation Margin, %)를 가질 수 있도록 배관 Support를 배치해야 합니다.  

[분리 여유, Separation Margin]

압력 손실 (Pressure Drop)

오리피스(Orifice), 맥동 댐퍼(Pulsation Dampener), 서지 볼륨(Surge Volume), 배관 직경 및 경로 변경 등의 맥동 제어 설계는 배관 시스템에 추가적인 압력 손실을 불가피하게 발생시킵니다. 공정 설계 시 적용되는 일반적인 설계 여유(Design Margin)보다 큰 압력 손실(Pressure Drop)이 발생할 경우, 에너지 효율 저하와 압축기 전동기의 설계 마력(Power, kW)에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다. 이에 따라, 맥동 설계 절차(Design Approach)에 따라 적용된 맥동 제어 장치는 API 규격에서 정한 범위의 압력 손실 기준치 이내로 적용될 수 있도록 그 규격을 선정해야 합니다.

진동 기준 (Vibration Criteria)

[진동 설계 기준, Vibration Criteria]

불평형 힘(Unbalance Shaking Force)에 의해 배관 시스템의 진동 응답(Vibration Amplitude) 크기를 평가하게 됩니다. 진동 설계 기준(Vibration Criteria)은 10Hz 이하의 주파수에서는 진동 변위 0.5 mm (전진폭, Peak to Peak), 10Hz 이상의 주파수에서 진동 속도 32 mm/s로 적용하고 있습니다.

핵심 키워드 (Major Key Words)

  • 압력 손실 (Pressure Drop)
  • 진동 기준 (Vibration Criteria, Limit)
  • 맥동 기준 (Pulsation Criteria, Limit)
  • 고유진동수 분리 여유 (Natural Frequency Separation Margin)

유사 사업 영역

주식회사 이너턴스(INERTANCE)는 소음 진동 엔지니어링 업체로서 상기 언급된 맥동 설계 기준 (Pulsation Criteria, Limit) 평가를 포함하여, 아래와 같은 유사 엔지니어링 업무 수행이 가능합니다. 문의 사항은 당사 이메일(mountain@inertance.com)로 연락주시면 성실히 업무 수행하겠습니다.