솔레노이드 밸브 선택 기준, 저온 동작여부·압력범위·전력소모·POC·규제준수 등
[에너지데일리 최일관 기자] 엄격한 규제와 계속되는 안전에 대한 관심 및 효율성 향상을 위한 업계 차원의 광범위한 노력은 가열 시스템 애플리케이션에서 솔레노이드 차단 밸브 기술로의 전환을 촉발시키고 있다.
이 같은 기술 전환 촉발에 따라 솔레노이드 차단 밸브기술은 공기·가스·물·오일·스팀 등에 대한 흐름을 제어하는 기술로 밸브시장 판도를 크게 변화시킬 것이란 전망이다.
최근 아스코(ASCO)는 Valve기술자료를 통해 북미를 비롯한 전세계 정부는 규정을 강화하고, 버너 관리 장비에 대한 보다 까다로운 제 3자 검증을 요구하고 있다며 이같은 전망을 내놨다.
이에 따르면 앞으로 수 년 내에 더 많은 시장에서 더 많은 규제가 이뤄지고, 직원 및 지역사회 안전은 물론, 법규준수 및 환경에 대한 우려가 확산되면서 이미 시행되고 있는 규정 또한 더욱 강화될 것이란 게 전문가들의 예상이다.
따라서 가스 차단 밸브와 같은 중요 구성부품들에 대해서는 반드시 제조업체 및 공급업체들과 협의해 구성부품들이 해당 애플리케이션 및 지역에서 요구하는 모든 적합한 인증에 부합하는지 확인해야 한다는 지적이다.
또한 사용자는 밸브가 올바르게 테스트되었는지 확인해 규제 준수 및 안정적인 성능 여부를 확인해야 한다는 의견이다.
Asco는 다행히도 지속적인 개선작업을 통해 혁신적인 성능 이점을 제공하는 탁월한 제품들이 현재 다수 제공되고 있다고 설명했다.
그러면서 안전차단밸브는 가열시스템에서 중요한 역할을 수행하고 있다고 밝혔다. 이 밸브가 제대로 작동되지 않으면 석유·가스 파이프라인 흐름을 늦추거나 중단시킬 수 있고, 추출한 중유에서 미립자분리를 못하게 할 수 있다는 지적이다.
Asco는 이 같은 작업과정에서 발생할 수 있는 문제점을 해결하면서 더욱 안전하고, 더욱 효율적이고, 더욱 친환경적으로 만들어줄 수 있는 기술이 솔레노이드밸브 기술로 이 기술이 앞으로 차단밸브시장 판도를 변화시킬 수 있을 것으로 전망했다.
다만 솔레노이드밸브기술을 활용하더라도 특수부문 밸브설계는 여전히 많은 어려움을 겪고 있다고 지적했다. 이는 현재 공급되는 제품들이 모두 동일하게 구현되는 것이 아니기 때문이라는 설명이다. 따라서 최상의 기술을 사용해 혹독한 환경이나 부식성 환경에서 효율 및 안전, 서비스 수명을 극대화할 수 있는 이점을 가진 모델을 찾아야 한다고 권고했다.
그러면서 Asco는 솔레노이드 밸브를 선택할 때 고려해야 할 기준으로 ▲저온에서의 동작여부 ▲압력범위 ▲전력소모 ▲POC(Proof of Closure) ▲규제준수 등을 제시했다.
우선 저온에서의 동작여부는 저온에서 견고한 차단이 이뤄지도록 하기 위해서는 특히 까다로운 설계 과제들을 해결해야 하고, 엄격한 규제 승인까지 받아야 한다는 설명이다.
따라서 밸브가 자주 사용되는 곳이 원격지인 경우 서비스 및 교체작업을 매우 어렵게 만들 수 있는 만큼 밸브가 배치된 지역이나 위치에서 직면할 수 있는 동작 온도범위에 적합한 밸브를 선택해야 할 것으로 제시했다.
압력범위와 관련해선 밸브로 공급되는 압력이 최소 압력 차(보통 3 psi 정도) 아래로 떨어지면, 밸브가 닫히면서 파이프나 탱크로의 열이 차단됨으로써 공급 압력이 낮아져 불필요한 차단을 야기하거나 전혀 작동하지 못할 수도 있다는 지적이다.
따라서 압력 요구사항이 각기 다른 여러 유정의 경우, 가능한 가장 넓은 동작압력 범위에서 만족스러운 서비스를 제공할 수 있는 밸브를 선택해야 할 것이란 조언이다.
Asco는 넓은 압력 범위를 처리할 수 있는 밸브는 일부 사용자들의 경우 컴포넌트 사이즈를 줄일 수 있는 추가적인 혜택을 얻을 수 있다며 이러한 방법으로 연료 트레인을 소형화해 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대했다.
Asco는 또 사용자는 가능한 전력소모를 최소화할 수 있는 제어 장치를 선호하게 된다며 대부분 초기 솔레노이드밸브는 20W이상 전력을 지속적으로 소모하면서 문제를 야기했다고 밝혔다.
이후 밸브 설계자들은 원격 애플리케이션의 전력 소모를 줄이기 위해 제품을 재설계하는데 노력한 결과 현재는 대부분의 모델들이 크게 개선됐다는 설명이다.
Asco는 안정적인 성능도 강조하고 있다. Asco에 따르면 프로세싱 이전에 대부분의 가스는 얼마간의 불순물이나 혼입된 미립자를 포함하고 있어 안정적인 차단 동작에 문제를 유발할 수 있다. 이에 따라 솔레노이드 밸브가 오염된 가스를 처리할 수 있는 경우는 거의 없으나 일부 솔레노이드 밸브 제조업체는 이를 보다 수용할 수 있는 설계를 만들고 있다는 설명이다.
Asco는 또 많은 관할권 내에서 시행되는 안전 규정은 밸브가 특정 발화율 이내의 버너 시스템에 사용될 때 POC(Proof of Closure)를 사용하도록 요구하고 있다고 밝혔다.
그러나 POC를 사용하면 밸브 씰이 완전히 폐쇄된 지점에 있을 때 전기 접점이 제공돼 전기 신호(접점 클로저)를 컨트롤러 안전 회로와 연동시킬 수 있다는 설명이다.
따라서 밸브의 폐쇄된 위치를 확인하는 것은 대형 파이프라인 및 탱크 가열 시스템의 시동 및 정지 시에 고려해야 할 매우 중요한 사항으로 BMS는 12.5mmBTU/hr 이상이기 때문에 2개의 직렬 차단 밸브가 필요하며, 모두 POC를 갖추고 있어야 한다.
이에 따라 최근까지 POC는 구동 밸브 패키지에만 제공됐다는 것. 그러나 구형 기술로부터 벗어나기 위해 노력하면서 최근에는 OEM 및 사용자를 위한 POC가 내장된 솔레노이드 밸브가 공급되고 있다는게 Asco의 설명이다.
Asco 기술진은 “원칙적으로 밸브는 전력 소모에서 서비스 가용성에 이르기까지 다양한 요소의 제약 조건에서도 안정적인 동작을 제공해야 한다”며 “하지만 구식 제어장치들은 성능 저하를 비롯해 현행 규제에 대한 불이행, 환경문제 유발 등의 문제를 야기할 수 있다”고 지적했다.
Asco 기술진은 이어 “최근 몆년간 최신 세대의 솔레노이드 밸브 기술을 통한 최신 설계로 견고하고 내구성 있는 성능과 안전, 규제준수 등을 모두 제공하면서도 효율성과 생산성을 높일 수 있는 파이프라인 및 탱크 가열 시스템이 공급되고 있다”면서 “다만 현재 공급되는 모든 솔레노이드 차단 밸브가 동일하게 구현된 것은 아닌 만큼 최상의 기술을 사용해 혹독한 환경이나 부식성 환경에서 효율 및 안전, 서비스 수명을 극대화할 수 있는 모델을 찾아야 한다“고 강조했다.
