이번 글에서는 Chemical Plant에서 자주 사용되는 PCV(Pressure Control Valve)와 PRV(Pressure Regulating Valve)에 대해 알아보자. 해당 계장류들의 작동 원리, 그리고 두 장치가 서로 혼동되기에 구분 방법도 알아보도록 하자. PCV는 쉽게 이해할 수 있기에 우리에게 생소한 PRV를 중점적으로 알아볼 예정이다.
1. 정의
❏ PCV(Pressure Control Valve)
- 단어 그대로 압력 조절 밸브이다. 다만 PCV는 압력을 Sensing하는 계장류(PT, Pressure Transmitter)가 추가로 필요하며, 해당 계장류와 연결한 하나의 Loop로 구성된다. 아래 그림을 보면 쉽게 이해 할 수 있다.
❏ PRV(Pressure Regulating Valve)
- 흔히 Regulator라고도 불리는 장치로 유체를 원하는 압력으로 유지하는 장치이다. 외부 힘으로 움직이는 구동부 없이 배관에 흐르는 유체 힘으로 동작하기에 자력식 조절 밸브(Self-Acting Pressure Regulating Valve)라고도 한다.
2. 원리
❏ PCV의 작동 원리
- PCV는 앞에 정의에서 말한대로, 후단 압력을 Sensing하여 Valve의 궤도를 조절하여 원하는 압력으로 유지한다. 정밀한 PT를 설치했다면 고정밀도를 유지할 수 있다.
❏ PRV의 작동 원리
- PRV의 종류에 따라 그 원리가 상반되는 경우가 있긴하지만, 여기서는 보편적인 내용으로 작성하고자 한다. 아래 그림처럼 PRV가 설치되어 있을 경우 후단 압력 상황에 따라 밸브는 아래 도표와 같이 작동한다.
| 구분 | 후단 압력이 하락할 경우 | 후단 압력이 상승할 경우 |
| 작동 Process | Valve가 서서히 Open되어 Valve후단으로 유량을 늘려서 압력을 상승시킴 | Valve가 서서히 Close되어 Valve후단으로 유량을 줄여 압력을 감소시킴 |
3. PCV와 PRV의 구분
- 생각보다 현장에서 PCV와 PRV의 차이를 모르고 혼동하여 사용하는 경우가 있다. PCV와 PRV에 대한 차이는 아래 도표와 같이 정리할 수 있다.
| 구분 | PCV | PRV |
| Control Loop | PT ⇒ PIC ⇒ PV로 이어지는 하나의 Loop로 작동함 | PRV하나만 설치하면 자체 압력을 감지하여 작동함 |
| 구동력 | Control Valve를 작동하기 위한 전기 또는 Air, 유압 등이 필요함 | 배관 내 흐르는 유체의 힘으로 작동되어 외부 구동력 불필요 |
| 설치 비용 | 고비용(PT설치, PIC 구성 등필요) | 저비용(유지보수도 저비용임) |
| 정밀도 | 높음 | 낮음 |
| 운전 온도•압력 | 고온, 고압용 가능 | 고온, 고압도 가능은 하나 제한적임 |
| Safety 기능 | Fail Safe 기능 有 | Fail Safe 기능 無 |
| 운전 방법 | 원하는 Setting Pressure를 원격으로 변경 가능 | 원하는 Setting Pressure를 현장에서 수동으로 변경해야 함 |
4. 결론
오늘은 Chemical Plant에서 자주 사용되는 계장 중 하나인 PCV, PRV에 대해 알아보았다. 현장에서 생각보다 두 계장에 대한 개념이 명확하게 있으신 분들이 없다. 이번 글을 통해 PCV와 PRV에 대한 개념이 조금 더 명확해졌으면 한다. 다음은 PRV 종류와 그 원리에 대해 알아보도록 하겠다.