고온·고압용 오리피스 차압 유량계 KPL Series - KOBOLD

KPL 오리피스식 차압 유량계

고온·고압, 유량 변동이 심한 유체에 사용하는 차압 유량계

오리피스식(Orifice) 차압 유량계는 가스, 액체, 증기를 포함한 다양한 유체를 측정할 수 있는 범용 계측 장비입니다.

차압(Differential Pressure) 원리를 바탕으로 설계되었으며, 이 차압 방식의 핵심은 오리피스 플레이트입니다.

 

파이프 내부에 유량 제한부를 설치하여 압력 강하(차압)를 발생시키고, 차압 변환기와 결합해 체적 유량과 질량 유량을 산출합니다.
이는 베르누이 원리와 연속 방정식에 기반한 전통적이고 안정성이 검증된 유량 측정 기법입니다.

 

고온·고압 환경이나 유량 변동이 큰 까다로운 조건에서도 안정적으로 작동하며,설치와 유지보수가 간편해

화학, 석유화학, 에너지 산업과 같이 정확한 유량 측정이 필수인 산업 현장에서 사용되고 있습니다.

차압 유량계 작동 원리

1. 압력 강하 발생
   • 파이프 내부에 오리피스 플레이트를 설치하면 유체가 좁은 구멍을 통과하면서 속도가 증가합니다.
   • 이때 정압(Static Pressure)은 감소하고, 그 차이를 차압(∆p)이라 합니다.
2. 베르누이 원리 적용
   • 베르누이 방정식에 따르면, 유체의 속도가 증가하면 압력은 감소합니다.
   • 따라서 유량은 압력 강하에 비례하여 변화하게 됩니다.
3. 유량 계산
   • 차압 변환기(Transmitter)가 압력 차이를 감지하고 이를 전기 신호로 변환합니다.
   • 유량은 아래 식으로 계산됩니다.
   q = c√∆p
   (q: 유량, c: 보정 계수, ∆p: 압력 강하)
4. 출력 및 모니터링
   • 변환된 유량 값은 모니터링 시스템으로 전달되어 체적 유량(Volumetric Flow) 또는 질량 유량(Mass Flow)으로 표시됩니다.
    

오리피스식 차압 유량계 작동원리

KPL 차압 유량계 주요 특징

KPL - Orifice Plates for Differential Pressure Flow Measurement

 

KOBLD의 KPL 시리즈는 차압식 유량계의 대표 모델로, 다양한 산업 환경에서 안정적이고 정확한 계측을 제공합니다.

1. 다양한 유체 측정 가능
   액체, 가스, 증기 등 단상 유체의 정확한 유량 측정이 가능합니다.
2. 넓은 적용 범위
   화학, 석유화학, 에너지, 수처리, HVAC, 식품·제약 등 다양한 산업 현장에서 사용됩니다.
3. 차압 유량계 구성 요소
   특정 응용 분야에 맞도록 여러 기본 요소로 차압 유량계를 구성할 수 있습니다.
   V-Cone 미터, Wedge 미터 및 Segmental 오리피스 플레이트 등이
   낮은 레이놀즈 상수 흐름, 점성이 있는 유체 및 슬러리와 같은 특수 응용 분야에 사용됩니다.
   • 오리피스 플레이트: 간편하고 저렴한 방식으로, 일반적으로 차압을 발생하여 유량을 측정하는 광범위한 응용 분야에 사용됩니다.
   • 피토 튜브: 주로 가스 또는 공기 흐름 측정에 사용되며 정적 압력과 동적 압력 간의 차이를 감지하여 유체의 속도를 측정합니다.
   • 벤츄리 튜브: 에너지 손실을 최소화하도록 설계된 벤투리 튜브는 더 낮은 압력 강하가 중요한 경우에 사용되므로 더 큰 유량 시스템과 에너지 효율성이 필요한 응용 분야에 이상적입니다.
   • FLOW 노즐: 고유량 응용 분야에 일반적으로 사용되는 흐름 노즐은 벤츄리 튜브와 유사하지만 특정 흐름 조건에 맞게 설계되었습니다.
4. 극한 조건에서도 안정적 작동
   • 최대 압력: PN420 (ANSI Class 2500)
   • 최대 온도: +500°C
     까다로운 고온·고압 조건에서도 신뢰성 높은 성능을 발휘합니다.
5. 다양한 오리피스 설계 지원
   • 동심 오리피스(Concentric Orifice) – 표준형
   • 양방향 오리피스(Bidirectional) – 양방향 흐름 측정
   • 쿼터서클 노즐(Quarter Circle) – 저 레이놀즈수 유체용
   • 콘형 입구 오리피스(Conical Entrance) – 극저 레이놀즈수 유체용
   • 세그먼트 오리피스(Segmental) – 고형물 함유 액체 및 기포가 있는 유체 측정
   • 편심 오리피스(Excentric) – 침전물 및 기포 방지
6. 경제성과 유지관리 편의성
   구조가 단순하고 움직이는 부품이 없어 유지보수가 거의 필요 없습니다.
   → 운영 비용 절감 효과까지 기대할 수 있습니다.
7. 국제 규격 준수
   DIN EN ISO 5167 규격을 기반으로 설계되어 국제 표준에 부합합니다.
   

KPL 차압 유량계 주요 사양

• 측정 유체 : 액체, 가스 또는 증기
• 연결부: DN 50 ... DN 600, 2" ... 24" ASME 플랜지
• 재질: 스틸, 스테인리스 스틸, 하스텔로이 C, 티타늄, 모넬, 탄탈럼
• 최대 압력: 420 Bar(클래스 2500 tmax +500 °C)
• 최대 온도: +500°C

구분	사양
크기	DN 50 … DN 600 (2" … 24")
최대 사용 온도	Compact: +200 °C (liquids/gases), +300 °C (steam) Remote: +500 °C
최대 사용 압력	PN 420 / Class 2500
압력 손실	d/D 비율에 따라 변동, Δp의 약 20 … 70%
오리피스 직경 (d)	운전 데이터에 따라 계산됨
설치 위치	파이프 중심 (concentric with pipe)
표기	Tag Nr, DN, PN, Pipe ID(D), Orifice ID(d), 재질, Upstream 방향
Plate Roughness	Ra < 0.8 µm

 

KPL 오리피스식 차압 유량계 오리피스 외관치수와 Orifice Flange Union

KPL 차압 유량계의 설치와 유지관리

1. 설치 방법

• 설치 방향: 액체, 가스, 증기 모두 수평 및 수직 배관에 설치 가능
• 직관부 확보:
  • 전단(유입부): 파이프 직경의 10~30배
  • 후단(유출부): 파이프 직경의 5~10배
    → 충분한 직선 구간을 확보해야 측정 오차 최소화
• 압력탭 위치: 플랜지 탭, 코너 탭, D/2 탭 등 응용에 맞게 선택
• 드레인/벤트 홀 적용:
  • 액체 측정 시 → 기포 제거를 위해 상단에 적용
  • 가스 측정 시 → 응축수 제거를 위해 하단에 적용
   

KPL 오리피스식 차압 유량계 마운팅 위치표 - 액체, 가스, 스팀

KPL 오리피스식 차압 유량계 마운팅 위치 - 액체 / *스팀과 가스는 별도 문의

3. 유지보수

KPL 오리피스 유량계는 구조가 단순해 유지보수가 거의 필요 없습니다. 다만, 정확한 계측을 위해 아래 사항을 고려해야 합니다.

• 오리피스 플레이트
  • 침전물, 스케일, 이물질에 의해 막히지 않도록 주기적 점검 필요
  • 청소 주기는 유체 특성과 공정 조건에 따라 결정
• 벤츄리, 노즐 타입과 비교 시 장점
  • 설치와 교체가 간단
  • 유지보수 비용이 적음
• 압력탭 관리
  • 탭이 막히지 않도록 주기적으로 확인
  • 필요 시 세정 또는 드레인 조치

움직이는 부품이 없기 때문에 기계적 마모가 없으며, 최소한의 점검과 청소만으로 장기간 안정적인 사용이 가능합니다.

차압 유량계 적용 산업

• 석유 및 가스: 파이프라인 및 기타 생산 시설의 석유 및 가스 흐름 측정
• 화학 처리: 화학 처리 시 화학 물질의 흐름을 모니터링, 제어
• 물 및 폐수 처리: 수처리 공정에서 물과 폐수의 흐름을 모니터링, 제어
• HVAC: HVAC 시스템의 공기 흐름을 모니터링하고 제어
• 식음료 및 제약: 생산 시설의 액체 흐름을 측정
• 상거래용: 석유 및 가스 산업의 상거래용 응용 분야

 

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이상 아이엠테크에서 오리피스식 차압 유량계를 소개해 드렸습니다.
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