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기획특집 <특집: 최신 초음파 유량계와 그 응용>다방향 밸브를 이용, 유량계 직관화 최소화 및 현장교정 실현

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작성자 댓글 0건 조회 5,426회 작성일 21-10-06 10:37

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그림 1. 3-way 밸브 활용 유량실 구성도 



필요성

현재 상수도 현장의 안정적인 성능과 유지보수를 위해서는 직관부를 고려한 맨홀 크기 개선 및 최적화가 필요하다. 현재 거의 모든 유량실은 상수도 시설기준과 유량계 지침 기준에 불합격 수준인 경우가 상당하다. 가장 직관부가 짧은 형식을 고려하더라도 100% 게이트 밸브 개도시를 예로 들면, 직관부 3D/2D에서 배관 단면변화 없이 유지되어야 한다. 또한 추가 비교측정용으로 곡관부에서는 최소 직관부 10D/5D를 밸브 하류에서는 30D/10D의 직관부를 요구하고 있다.


전자기 유량계 설치시에는 추가로 우회관이 필요하여, 우회관을 축소관으로 활용하여 유량계 설치하고 있다. 그러나 이는 이러한 권장 설치기준도 없으며 이는 명백히, T배관, 본관 단수 확인 불가, 정체수 등 위험 등 유량측정 정확도 보증 면에서는 매우 위험한 구조이다.


· 직관부 결정을 위한 실험조건 해설: ±1.0 % 이내(V≈1㎧, 선진국 제품으로 기초실험)

· 버터플라이 밸브 등 단면변화가 있거나 개도율이 변하면 훨씬 긴 직관부 필요

· 별도의 비교측정실 제작 이외의 해결책이 없음.


비교측정은 설치현장 기준으로 유량 변화 범위 내에서 정확도 보증방법이 필요하며 현재 측정방법은 어떠한 정확도도 보증할 수 없는 상태이다. 즉, 현장 비교측정 방법의 불확도 요소가 정의되지 않아 직관부, 유속분포, 배관 재질, 구경, 유속보정계수 등(V≈1㎧ , 1~5% 변동)의 영향을 받고 있다. 유속변화를 고려한다면 24시간 이상의 소요시간이 필요하며 설치 위치와 방법, 시험자 수준, 제조사에 따라 서로 다른 결과를 도출할 것이다. 


추가적으로 배관 내부와 유체상태 확인이 필요한데, 이는 단면적, 온도변화, 기포 혼입 여부 등 내부와 유체 상태를 확인할 수 없어 추가적인 오차요소가 상존함을 의미한다.

현장에서의 성능에서 중요한 것은 최저유속 및 최대유량에서 확인이 필요하다. 이는 현장 운전조건에서 인위적인 최대, 최소유속 구현 확인이 어려워 확인하기 매우 어렵다,

· 현대화 성과보증 : 유수율 85% 데이터 신뢰도 보증할 수 없음.(운전유속, 운전계절별 동일 유량계 활용하여도 다른 값일 수 있음.)


기존 기술 현황

유량실 배관 구성은 우회관 및 별도의 유량실 구성이 필요하고, 우회관은 최소한 밸브 3개 및 전체적으로는 직관부~20D 이상이 필요하게 된다. 이렇게 구성하더라도 우회관 내부 정체수 및 누수여부 확인이 불가하다. 현재는 비교측정실에 충분한 직관부 확보로 배관 후 유량실 내부 스테인리스 단관 설치하는 추세이다. 이를 통해 단면변화 및 유속분포 대칭화 보장을 유도하고 있다.


3-way 밸브를 이용, 맨홀내 유량측정 직관화 및 현장교정

3-way 밸브를 활용한 우회관 미설치(제거) 및 현장교정이 되도록 유량실 배관을 구성한다. 이를 통해 주 배관(직관)의 누수 및 정체수를 없애고, 관경 축소 등 다양하게 이용 가능(용이)하고, 유량계(수도미터) 재검정, 유량계 AS가 용이해진다. 특히 임시 유량계 설치와 임시 우회관 즉시 가설이 가능하게 되므로 이를 활용한다면 현장에서 KOLAS 교정방법을 이용하여, 3-way 밸브 추가로 현장교정이 가능하다는 것이다. 이 경우 최대~최소유량 범위 가능(항상)하고 결과는 유량측정불확도 수준을 KOLAS ±0.5% 이내로 관리하는 것이 언제나 가능하다.

물론 3-way 밸브가 아닌 4-way 밸브를 활용할 수도 있다.


후략...


황상윤 / 에이치에스씨엠티 연구소장

본 기사는 2021년 10월호에 게재되었습니다. 


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