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“화학 및 정유 산업에서의 Level 제어 : 안전과 품질을 지키는 숨은 파수꾼”

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화학 및 정유 플랜트에서 수많은 탱크와 장비는 액체의 높이(Level)에 따라

운전 안정성이 크게 좌우됩니다.

레벨 제어는 단순히 액체의 높이를 맞추는 것이 아니라, 안전·품질·효율을 동시에 보장하는 핵심 제어 루프입니다.

탱크가 과충전되면 폭발·누출·화재의 위험이 커지고, 반대로 레벨이 너무 낮으면 펌프가 공회전하며 손상될 수 있습니다.

또한, 반응기의 경우 레벨 불안정은 체류 시간과 반응 조건에 직접 영향을 주어 제품 품질 저하로 이어질 수 있습니다.

레벨 제어는 눈에 보이지 않는 곳에서 **사고를 막고,

공정을 안정시키며, 장비와 원료를 보호하는 숨은 파수꾼**

출처 : dataforth

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화학 및 정유 산업에서 Level 제어가 중요한 이유는 다음과 같습니다 :

| 안전 확보 | • 탱크나 반응기 과충전 시 폭발, 누출, 화재 위험이 있음 • 액체가 너무 낮아지면 펌프 공회전, 과열 등의 위험 발생 • 특히 가연성 물질이나 유해 화학물질을 다루는 경우, 정밀한 레벨 제어 없이는 대형 사고로 이어질 수 있음 | | --- | --- | | 공정 안정화 및 품질 유지 | • 화학 반응에서 정확한 물질 비율 유지가 핵심. 레벨이 불안정하면 반응 조건이 변동되어 제품 품질 저하 • 연속 공정에서는 일정한 유량 및 압력 유지가 필요한데, 레벨 변화는 공정 전반에 불안정성 유발 | | 장비 보호 | • 펌프나 열교환기 등은 적정 레벨 유지가 필수 • 예) 펌프는 흡입부에 액체가 없으면 Cavitation 발생 → 펌프 손상 | | 재고 및 생산 관리 | • 탱크의 액체 높이는 곧 재고량과 직결됨 • 생산 계획, 물류, 운송 타이밍 등과 연계되어 있어 정확한 레벨 측정이 필요 | | 에너지 및 원료 절감 | 과도한 레벨로 운전하면 냉각/가열에 에너지 낭비, 낮은 레벨로 운전하면 공정 중단이나 품질 문제로 인한 원료 낭비가 발생 |

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장치별 레벨 제어

“분리탑(Column or Distillation Tower)”

a. 제어 목적:

• 리보일러의 안정적인 작동
• 트레이/패킹의 침수 방지
• 수율과 품질 안정화

b. bottom액위 제어

• 제품 펌프 밸브로 제어
• 액위가 너무 높으면 트레이 침수 → 분리 효율 저하
• 낮으면 리보일러에 증기공급 불안정

“반응기(Reactor)”

a. 제어 목적:

• 반응기 내 체류시간 확보
• 반응 안정성 및 반응열 제어

b. 반응기 내 액위 제어

• 출구 밸브 또는 순환 펌프로 제어
• 발열 반응인 경우 레벨 변화가 온도에도 영향을 미침
• 급격한 유입 유량 변화에 대비해 Feedforward 보완하는 방안도 고려 필요함

”저장탱크(Storage Tank)”

a. 제어 목적:

• 탱크 오버플로 방지
• 연속 공정의 안정적 원료/제품 공급

b. 탱크 레벨 제어

• 출구 밸브 또는 유입 밸브로 제어
• Cascade 제어 고려 : 탱크 레벨을 외부 유량 제어와 연계하여 안정화
• High/Low Alarm 연동 : 레벨 이상 시 펌프 정지 또는 밸브 차단 기능으로 비상상황 대처

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