제어 밸브 유형 101: 제어 시스템 초보자 가이드

제어 밸브란 무엇인가요? 기본 소개

제어 밸브 유형 살펴보기

압력 강하 특성 기반

• 글로브 제어 밸브: 차압이 큰 시스템에서 정확한 유량 조절을 위한 가장 일반적인 글로브 제어 밸브입니다. 선형 모션 설계로 인해 미세 조정이 가능하여 화학 처리 또는 증기 제어와 같은 공정에 사용하기에 적합합니다. 예를 들어 글로브 제어 밸브는 20bar 이상의 압력 강하에서 작동할 수 있으며 작동이 매우 정확합니다.
• 버터플라이 밸브: 버터플라이 밸브는 낮은 압력 강하가 바람직하고 공간과 비용을 고려해야 하는 곳에 사용하기에 이상적입니다. 일반적으로 HVAC 시스템, 공기 처리 장치 및 대형 파이프 라인에 설치됩니다. 글로브 밸브만큼 정확하지는 않지만 최소한의 저항으로 흐름을 허용할 수 있기 때문에 매우 효율적입니다.
• 볼 밸브: 볼 밸브는 압력 강하가 낮고 높은 수준의 차단을 달성할 수 있는 것이 특징입니다. 가스 유량 조절이나 슬러리 처리와 같이 잦은 작동이 필요한 애플리케이션에 사용하기에 이상적입니다. 유량 저항이 낮기 때문에 대규모 시스템에서 에너지 효율이 높습니다.

제어 요소의 모션 프로파일 기반

• 글로브 밸브: 직선 모션을 사용하여 포지션을 열거나 닫는 데 사용되며 흐름을 미세하게 조정해야 하는 애플리케이션에 이상적입니다.
• 게이트 밸브: 게이트 밸브는 스로틀링 서비스에는 적합하지 않지만 온-오프 서비스에는 사용됩니다. 완전히 열리면 원활한 흐름 경로를 제공하므로 액체 또는 슬러리를 운반하는 파이프 라인에 사용하기에 적합합니다.
• 다이어프램 밸브: 유체가 부식성이 강하거나 마모성이 있는 곳에 사용하기에 가장 적합한 리니어 모션 밸브입니다. 유연한 다이어프램이 프로세스 매체를 분리하고 필요한 내구성과 깨끗한 작동을 제공합니다.

• 버터플라이 밸브: 여기에는 회전 디스크 유형이 포함되며 압력 강하가 거의 없는 빈번한 작동이 필요한 시스템에 적용됩니다.
• 볼 밸브: 90도 회전하는 구형 폐쇄 요소가 있어 흐름을 열거나 닫을 수 있습니다. 빠르고 확실한 차단에 매우 효과적입니다.
• 플러그 밸브: 플러그 밸브는 밸브 본체 내에서 회전하도록 나사산이 있는 원통형 또는 테이퍼형 플러그를 통해 작동합니다. 작고 튼튼하여 화학 또는 오일 애플리케이션에서 자주 사용하기에 적합합니다.

로터리 밸브는 일반적으로 선형 밸브보다 빠르고 컴팩트하며, 빠른 응답이 필요하고 공간이 제한된 애플리케이션에 사용됩니다.

기능별 기준

• 혼합 밸브: 두 개 이상의 유체 스트림을 원하는 온도 또는 농도로 혼합하는 데 사용됩니다. 일반적으로 온도의 안정성이 가장 중요한 HVAC 시스템에서 사용됩니다.
• 전환 밸브: 전환 밸브는 한 파이프라인에서 다른 파이프라인으로 유량을 전달하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어 의약품 생산과 같이 공정 매체를 선택적으로 분배해야 하는 시스템에 일반적으로 적용됩니다.
• 플러그 밸브: 오래 지속되고 사용이 간편한 플러그 밸브는 화학 및 석유 산업에서 사용됩니다. 고압이나 부식성 조건이 특징인 환경에서도 안정적으로 사용할 수 있도록 설계되었습니다.
• 다이어프램 밸브: 이 밸브는 슬러리, 고점도 유체 및 부식성이 강한 유체와 관련된 응용 분야에 사용하기에 이상적입니다. 비교적 사용하기 쉽고 누출 방지 씰을 유지할 수 있어 식품, 음료 및 제약 산업에서 사용하기에 적합합니다.

작동 방식에 따라

• 수동 밸브는 일반적으로 핸드 휠이나 레버를 사용하여 손으로 조작하는 밸브입니다. 복잡하지 않고 저렴하며 소규모 시스템이나 튜닝이 거의 이루어지지 않는 환경에 적합합니다. 자동 밸브에 비해 작동 속도가 훨씬 느리고 정확도가 떨어지지만 유량 제어 속도가 낮거나 중간 정도인 애플리케이션에 필요한 수준의 신뢰성을 제공합니다.

• 공압 밸브는 압축 공기로 밸브 작동이 이루어지는 밸브입니다. 응답 속도와 사용 편의성이 가장 중요한 화학 처리 공장 및 정유 공장과 같은 산업 분야에서 매우 선호됩니다. 공압 밸브는 전기 스파크가 발생하지 않기 때문에 위험한 조건에서도 사용됩니다. 하지만 항상 신선한 압축 공기가 필요하고 전기식 밸브보다 정확도가 떨어질 수 있습니다.

• 전동 밸브는 전기 모터로 작동하며 매우 정확하고 자동화 시스템에 쉽게 통합할 수 있습니다. 특히 수처리 플랜트나 난방 환기 및 공조 시스템과 같이 고도의 제어가 필요한 시스템에 사용하기에 적합합니다. 전기 밸브는 일반적으로 공압 밸브보다 약간 느리지만 해상도가 매우 높으며 압축 공기가 없고 환경이 매우 깨끗한 곳에서 주로 사용됩니다.

• 중공업 장비, 해양 분야, 석유 및 천연가스 산업 등 큰 힘을 필요로 하는 분야에 사용됩니다. 유압 액추에이터는 고압과 큰 하중을 처리할 수 있으므로 까다롭고 응력이 높은 애플리케이션에 이상적입니다. 그럼에도 불구하고 누출을 방지하고 장치의 효율적인 작동을 보장하기 위해 유압 유체 시스템을 관리해야 합니다.

다양한 산업 분야에서의 제어 밸브 적용

• 글로브 밸브: 정확한 유량 제어로 제어의 정확성을 높이고 화학 물질의 유량 조절이나 고압 반응에 사용하기에 적합합니다.
• 다이어프램 밸브: 오염을 허용하지 않고 화학 물질에 강하기 때문에 주로 부식성 및 마모성 매체에 사용됩니다.
• 플러그 밸브: 신뢰성으로 널리 사용되는 플러그 밸브는 높은 순환 속도와 점도가 높거나 부식성이 있는 유체를 사용하는 공정에 적용됩니다.

• 게이트 밸브: 전체 흐름 또는 완전 차단 특성으로 인해 원유 운송 파이프라인의 온/오프 서비스에서 흔히 사용됩니다.
• 볼 밸브: 이 밸브는 빠르게 작동하고 누출을 최소화하기 위해 포지티브 차단 기능을 제공하므로 가스 파이프 라인에 사용하기에 적합합니다.
• 버터플라이 밸브: 가스 처리 플랜트와 같이 낮은 압력 강하와 작은 크기가 바람직한 정제 공정에 적용됩니다.

• 버터플라이 밸브: 무게가 가볍고 경제적이며 대형 공조 덕트의 공기 흐름을 관리하는 데 적용됩니다.
• 혼합 밸브: 난방 시스템과 냉방 시스템에서 적절한 온도를 달성하기 위해 온수와 냉수의 흐름을 제어합니다.
• 글로브 밸브: 대형 빌딩의 에너지 사용을 개선하기 위해 냉수 및 온수 시스템의 물 흐름을 제어합니다.

• 볼 밸브: 매우 단단히 차단할 수 있기 때문에 깨끗한 물 사용 및 대형 파이프 라인 취급에 적합합니다.
• 게이트 밸브: 밸브를 완전히 열어도 물이 계속 흐를 수 있는 대형 급수 시스템에서 온/오프 용도로 적용됩니다.
• 버터플라이 밸브: 폐수 시스템의 흐름을 쉽게 제어하고 부식성 조건에서 오래 지속되고 신뢰할 수 있는 광범위한 서비스를 제공합니다.

• 글로브 밸브: 터빈의 효율을 위해 고압 및 고온 조건에서 증기를 조절하는 데 널리 사용됩니다.
• 전동 액추에이터 밸브: 보일러에 공급되는 급수와 같은 공정을 정확하고 자동으로 제어하기 때문에 발전소에서 매우 중요합니다. 이 장치가 없으면 지속적인 수동 개입으로 시간 낭비, 인력 증가, 실수 가능성이 높아집니다. 이러한 정확성은 터빈의 안정적인 작동, 에너지 변환 효율 증가, 시스템의 신뢰성 향상을 보장합니다.
• 다이어프램 밸브: 발전소 보조 시스템의 냉각수 및 연마제 또는 화학물질이 포함된 유체 관리에 적용됩니다.

• 다이어프램 밸브: 깔끔한 디자인으로 쉽게 오염되지 않아 식재료, 시럽, 세제와 같은 액체를 취급할 때 사용하기에 이상적입니다.
• 혼합 밸브: 저온 살균과 같은 작업에서 재료를 혼합하거나 열을 조절하는 데 사용됩니다.
• 버터플라이 밸브: 무게가 가볍고 쉽게 세척할 수 있으며 음료 생산 시 유량 조절에 사용됩니다.

• 볼 밸브: 일반적으로 매우 밀착된 차단과 높은 내마모성이 필요한 슬러리 파이프라인에 적용됩니다.
• 플러그 밸브: 구조상 열악한 환경에서 장비를 자주 사용하는 애플리케이션에 사용하기에 적합합니다.

• 다이어프램 밸브: 백신이나 약물과 같이 중요한 유체가 포함된 시스템에서 오염이 바람직하지 않은 애플리케이션에서 일반적으로 사용됩니다.
• 글로브 밸브: 높은 정확도가 요구되는 투약 애플리케이션 또는 클린룸 애플리케이션에 사용됩니다.
• 전동 액추에이터 밸브 : 투약 및 혼합과 같은 공정에 정확한 제어가 필요하기 때문에 제약 및 생명공학 산업에서 널리 사용됩니다. 이 장치가 없으면 수동 제어로 인해 생산 공정에서 부정확성, 오염, 일관성 결여가 발생할 수 있습니다.

제어 밸브는 거의 모든 산업에서 사용되며, 특정 산업의 요구 사항에 따라 그 용도가 달라집니다. 정확한 투약을 위한 제약 제조 또는 고압 원유 파이프라인을 처리하는 경우 글로브, 버터플라이, 다이어프램 또는 볼 밸브를 포함한 각 유형의 밸브에는 고유한 이점이 있습니다. 각 산업의 특정 요구 사항에 대한 지식은 최고의 안전, 신뢰성 및 성능을 제공하는 밸브를 선택할 때 유용합니다.

제어 밸브 유형 선택 시 고려해야 할 요소

• 공압 액추에이터는 저렴한 비용, 높은 신뢰성 및 짧은 응답 시간으로 인해 산업 분야에서 사용됩니다. 40°C~200°C의 온도 조건에서 유연하게 사용할 수 있기 때문에 화학 산업과 같은 환경에서 사용하기에 적합합니다. 하지만 압축 공기를 지속적으로 공급해야 하므로 설치 및 유지보수 비용이 매우 많이 들 수 있습니다. 또한 시스템에서 공기를 압축하는 과정에서 에너지 낭비 문제가 발생하여 에너지 소비가 높아질 수 있습니다. 하지만 민감하고 강력하기 때문에 자주 작동할 수 있습니다.

• 전동 액추에이터는 의약품 제조와 같이 높은 정확도와 제어가 필요한 곳에서 사용됩니다. 설정 포인트의 0.1%까지 낮은 제어 정확도를 달성할 수 있으므로 높은 정밀도가 필요한 공정에 사용하기에 적합합니다. 비공압식이기 때문에 소음이 발생하지 않으며 압축 공기를 사용하지 않는 청정 시스템으로 깨끗한 환경에 이상적입니다. 공압식 액추에이터보다 반응 속도가 약간 느리지만 에너지 효율이 높고 장기적으로 유지보수가 덜 필요합니다. 이러한 특징 덕분에 전동 액추에이터는 높은 정확도와 청결도가 필요한 공정에 사용하기에 적합합니다.

• 유압 액추에이터는 채굴이나 해양 시추와 같이 큰 힘이 필요한 애플리케이션에 사용하기에 이상적입니다. 최대 300bar의 압력에서도 작동할 수 있으며 고강도 애플리케이션을 위한 뛰어난 제어 기능을 제공합니다. 그러나 유압 시스템은 유체 누출에 취약한 것으로 알려져 있으며, 이는 수리 비용이 많이 들고 환경에도 좋지 않습니다. 이러한 위험과 함께 더 많은 유지보수가 필요하다는 사실 때문에 특정 고부하 애플리케이션에만 적합합니다.

제어 밸브 성능을 위한 유지보수 및 최적화 팁

결론