집진기 소유자나 운영자라면 누구나 총배출량 감소, 필터 수명 연장 또는 압축 공기 절약을 원할 것입니다. 하지만 운전 차압에 대한 기본적인 이해가 부족하여 이러한 절감 효과를 실현하지 못하는 경우가 많습니다. 본 내용은 건식 집진 시스템과 관련된 운전 차압에 대해 설명합니다.

운전 차압이란 무엇인가요?

운전 차압은 집진기 내 오염 구역(필터 측 또는 오염 공기 플리넘)과 청정 구역(청정 공기 플리넘) 사이의 압력 차이를 의미합니다. 이는 두 챔버 사이의 모든 공기 흐름 저항을 측정한 것으로, 일반적으로 튜브 시트 구멍의 손실, 깨끗한 필터 여과재의 저항 및 포집된 분진의 저항을 포함합니다.

운전 차압이 주는 정보

운전 차압의 변화는 필터의 물리적 상태 변화를 나타냅니다. 운전 차압의 갑격한 하락은 필터 누출이나 파손 발생을 경고합니다. 운전 차압의 갑격한 상승은 클리닝 시스템의 고장이나 배출 장치의 오작동을 의미할 수 있습니다.

운전 차압의 점진적인 상승은 필터에 쌓인 분진이 집진기를 통과하는 공기 흐름에 가하는 추가 저항 때문일 수 있습니다. 이 저항 판독값을 통해 필터의 상대적 상태를 확인하고 필요 시 클리닝을 시작할 수 있습니다.

운전 차압 측정 방법

운전 차압은 *Magnehelic® 게이지, *Photohelic® 게이지 또는 디지털 전자식 압력 강하 인디게이터 등 다양한 게이지로 측정합니다. 이러한 게이지는 일반적으로 수주 인치("w.g.) 단위를 사용하며, mmH2O, mmHg 또는 파스칼(Pa) 등의 단위도 사용됩니다.

Magnehelic 게이지와 같은 장치는 운전 차압을 측정하지만 전자식 제어 기능은 없습니다. Photohelic 게이지나 디지털 인디게이터는 운전 차압 측정과 동시에, 이를 기반으로 필터 클리닝을 제어하는 출력 기능을 제공합니다.

일반적인 클리닝 시스템은 어떻게 작동하나요?

집진기 필터용 일반 클리닝 시스템은 압축 공기를 사용합니다. 클리닝 시스템은 압축 공급 장치에 연결되어 집진기에 장착된 공기 매니폴드로 구성됩니다. 매니폴드에는 집진기로 인입되어 각 필터 세트와 정렬되는 취관(blowpipe)과 다이어프램 밸브가 연결되어 있습니다. 각 다이어프램 밸브 내부의 고무 다이어프램은 밸브 양쪽의 압력을 동일하게 유지하여 매니폴드와 취관 사이를 밀봉합니다.

집진기에는 일반적으로 다이어프램 밸브와 동일한 개수의 솔레노이드 밸브가 포함된 솔레노이드 인클로저가 설치됩니다. 일반적으로 직경 0.25인치인 튜브가 각 솔레노이드 밸브를 다이어프램 밸브에 연결합니다.

필터 클리닝을 제어하기 위해 운전 차압을 어떻게 사용할 수 있나요?

Photohelic 게이지나 디지털 인디게이터로 측정한 운전 차압의 상한 및 하한 설정값을 통해 클리닝 주기를 제어할 수 있습니다. 즉, 차압이 상한에 도달할 때 세정을 시작하고 하한에 도달하면 중지합니다.

예를 들어, 상한 설정이 4"w.g.이고 하한이 2"w.g.인 경우, 운전 차압이 4인치에 도달하면 클리닝이 시작되어 2인치까지 떨어질 때까지 지속된 후 중지됩니다. 운전 차압이 다시 4"w.g.에 도달할 때까지 클리닝은 재개되지 않습니다.

운전 차압 기반 클리닝의 이점에는 압축 공기 절약, 총배출량 감소, 솔레노이드 및 다이어프램 밸브의 수명 연장, 필터 수명 연장 등이 있습니다. 차압이 상한값을 초과할 때만 클리닝을 수행하면 연속 가동 시보다 고가의 압축 공기 소비를 줄일 수 있습니다. 필요할 때만 세정하면 펄스 빈도가 낮아져 펄스로 인한 기계적 마모가 필터를 손상시키기까지 더 오랜 시간이 걸립니다. 고품질 표면 포집 필터를 사용하면 각 펄스의 세정 효과가 높아져 하한 설정값에 도달하는 데 필요한 펄스 횟수가 줄어듭니다. 펄스 빈도 감소는 필터에 효과적인 분진층을 유지시켜 평균 효율을 높이는 부가적인 이점을 제공합니다. 과도한 분진 부하로 차압이 상승할 때만 펄스 세정을 수행하므로 집진기가 오랫동안 높은 효율을 유지할 수 있습니다.

 **Delta-P Plus® 컨트롤러는  메인 팬을 끈 후 필터를 세정할 수 있는 다운타임 클리닝 기능을 갖추고 있습니다. 클리닝 시간을 설정하면 해당 시간 동안 세정을 수행한 후 장치가 자동으로 종료됩니다. 이 기능은 공정 중단 시 실수로 밤새 세정 기능이 작동하여 필터가 손상되거나 압축 공기가 낭비되는 것을 방지합니다. 이 기능을 사용할 때는 흡입구 덕트에 분사 게이트(blast gate)를 설치하고 다운타임 클리닝 중에는 이를 닫아야 합니다. 분사 게이트를 닫으면 팬 흡입력이 없는 상태에서 분진이 흡입구로 역류하는 것을 방지할 수 있습니다.

용도마다 조건이 다르기 때문에 클리닝 제어 설정은 발생 분진 유형, 필터 부하 및 일일 사용 시간에 따라 달라집니다. 예를 들어, 레이저 또는 플라즈마 절단과 같이 필터 부하가 큰 매우 미세하고 균일한 입자의 경우, 운전 차압 상승 시 성능 회복을 위해 연속 클리닝 주기가 필요할 수 있습니다. 입자 크기가 더 크고(1 마이크로미터 미만 입자 아님) 분포가 광범위한 분진은 상한 및 하한 설정을 통해 필요할 때만 펄스 세정을 수행할 수 있습니다. 이는 클리닝 주기 동안 집진기 근처에서 작업해야 하는 인원에게 유리할 수 있습니다.

운전 차압은 또 어떤 영향을 미치나요?

특정 용도의 팬을 선정할 때는 대개 4~5"w.g. 수준의 일반적인 운전 차압을 가정해야 합니다. 이 가정된 운전 차압과 집진기 전후 덕트의 추가 정적 손실을 합산하여 팬의 총 정적 요구 사항을 결정합니다. 예상 덕트 손실이 3인치이고 필터 수명 말기 운전 차압이 5인치라면, 설계 유량에서 9~10"w.g.의 정적 성능을 제공하는 팬을 권장합니다. 이를 통해 팬은 필터에 분진이 쌓이며 높아지는 운전 차압을 극복할 수 있습니다. 깨끗한 필터는 5인치의 정압 저항을 발생시키지 않기 때문에, 공기량을 설계 수준으로 유지할 수 있도록 제어 댐퍼 또는 모터에 가변 주파수 드라이브(VFD)를 적용할 것을 권장합니다. 이를 통해 시스템은 후드에서의 포집 속도, 덕트 내 이송 속도, 그리고 집진기로의 설계 유량을 유지할 수 있습니다.

집진기 필터 교체 시기는 대개 필터의 운전 차압 판독값이 팬 선정 시 설계된 용량(예시: 5인치)을 초과하거나, 클리닝 후에도 하한 운전 차압으로 복구되지 않을 때로 결정합니다. 이때 설계 유량을 재설정하려면 필터를 교체해야 합니다. 시스템이 팬 선정 시 고려된 것보다 높은 운전 차압으로 작동하면 발생 분진을 포집하는 후드 흡입력이 손실될 수 있습니다. 이로 인해 포집 효율이 허용 수준 미만으로 떨어질 수 있으나, 항상 그런 것은 아닙니다.

팬의 정적 성능이 충분하다면 운전 차압이 높아져도 분진 포집에 즉각적인 문제가 발생하지 않을 수 있습니다. 이 경우 필터를 즉시 교체할 필요는 없으며 클리닝 제어 시스템의 상한 및 하한 설정값을 상향 조정할 수 있습니다.

집진 응용 분야와 시나리오는 매우 다양하지만, 대부분의 운영자는 운전 차압에 대한 이해를 높임으로써 이점을 얻을 수 있습니다. 숙련된 운영자는 효율을 개선하여 기업의 수익에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

*Magnehelic 및 Photohelic 게이지는 Dwyer Instruments, Inc.의 등록 상표입니다.

**Delta-P Plus는 Donaldson Torit의 등록 상표입니다.