증기의 건도를 구하는 방법

증기의 건도를 구하는 방법

증기는 물이 기화해 기체(증기)가 된 것이기 때문에, 끈적끈적한 상태(습증기)로부터 바싹바싹한 상태(건증기)까지 여러가지 존재할 수 있습니다. 한편, 증기를 열교환기 등에 의해 간접적으로 이용하는 경우, 열적으로 이용되는 것은 증발 잠열(주1)이므로, 바싹바싹한 상태 쪽이 보다 우수하게 됩니다. 이 증기의 정도를 나타내는 것은 건조도(건도)이며, 전체 증기 중의 건증기의 중량 비율로 정의됩니다. 보일러에는 건도가 높은 증기를 공급하기 위해 기수 분리기가 설치되어 있습니다.

 

증기의 건도는 아래 그림과 같은 조리개 건도계(조리개 열량계라고도 불립니다. 출처: 보일러 편람)에 의해 측정합니다. 증기를 단면적의 갑자기 좁아진 곳(노즐)을 통과시킴으로써, 등엔탈피 변화가 생겨, 2의 장소에서는 건증기로 됩니다. 통과 후의 온도와 압력을 계측함으로써 증기표로부터 과열 증기(주2)의 비엔탈피 i2를, 또한 마찬가지로 증기표로부터 최초의 압력 P1에서의 포화 증기의 비엔탈피 i”와 포화수의 비 엔탈피 i'를 구함으로써, 최초의 증기 중의 건조도 x가 하기 식으로 구해집니다

x＝（i2—i'）÷（i”—i'）

 

다음은, JIS B 8222에 규정된 방법은 아니지만, 일상적인 관리 수단으로서 간이적으로 증기의 건도와 블로우다운비가 동시에 요구되는 방법을 소개합니다.

「보일러 급수 중에 존재하는 Na 이온이 증기중(주3)에는 거의 용해되지 않는다」에 주목하고 있습니다. 이 때문에 Na 이온 미터를 사용합니다. 핸디 타입의 Na 이온 미터가 시판되고 있습니다. Na 이온의 측정 장소는, (1) 보일러 급수, (2) 관수(블로우 물)와 (3) 증기의 3개소입니다. 지금, (1)~(3)에서의 Na 이온 농도를 N1, N2, N3, 보일러 급수량을 W1, 증기의 건도를 x, 블로우다운비를 y로 나타낼 때의 Na 이온에 주목한 물질 수지는 아래 표와 같습니다.

 

	보일러 급수	블로우 물	증기	비고
Na 이온 농도	N1	N2	N3	측정
Na 이온량	A	B	C	A=B+C

 

 

보충 설명:

(식 A) W1×N1

(식 B) W1×N2×y

(식 C) W1×N3×(1-y)=W1×N2×(1-y)×(1-x)

따라서,

(식 C)의 관계로부터, 건조도 x=1-N3÷N2

(식 A~C)의 관계로부터, 블로우다운비 y=(N1-N3)÷(N2-N3)

로 구해집니다.

예를 들어, 보일러 급수 중의 Na 이온 농도가 30ppm, 블로우다운비가 7.5%(0.075), 증기의 건조도가 0.98일 때,

블로우수의 Na 이온 농도는 321ppm[=30÷{0.075+(1- 0.075)×(1-0.98)}]

증기의 Na 이온 농도는 6.4ppm[=321×(1-0.98)] 입니다.

 

주1: 물질이 액상에서 기상(気相)으로 변할 때 필요한 열 에너지의 총량을 증발 잠열이라고 한다. 증발 잠열은 압력이 낮은 증기만큼 크고, 압력이 높아짐에 따라 작아집니다. 마침내 임계압력인 22.06MPa로 증발잠열은 0이 됩니다.

 

주2: 포화증기를 압력은 바꾸지 않고 추가로 가열한 포화온도보다 고온의 증기를 과열증기라고 합니다. 발전 등에 사용되는 대형 보일러에서는 증발기를 나온 포화 증기를 과열기에 통과시키고, 또한 가열하여 과열 증기를 제조하고 있습니다.

 

주3: 건조증기에 액체의 물은 존재하지 않기 때문에 Na 이온 농도는 0이 되지만, 건도 1 미만에서는 액체의 물이 동반되어 있기 때문에 Na 이온이 측정됩니다.

 

 

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공장 신설시 고정 오리피스 스팀트랩(O-TRAP)을 채용한 경우의 Merit (기존 스팀 트랩보다 우수한 점)

 

신규 플랜트 나 설비를 신설할 때에 고정오리피스형 응축수 배출장치(Drainer: 상품명 O-TRAP 등)을 채용한 경우, 다음과 같은 점에서 설비비를 절감시킬 수 있습니다.

꼭 검토하시어 채용해 보시기를 바랍니다.

 

● 능력상의 Merit

접속 구경이 작아도 배출능력이 크게 할 수 있어서, 몇대가 1대로 되어, Layout 이나

 

배관설계가 용이. 이에 따라 구입비와 공사비 감소.(Ethylene Plant에서 65t/hr의 실적)

 

 

사용압력에 상한이 없기 때문에, 복잡한 설계상의 배려가 불요로, 구입비와 공사비도 감소.                                                            (105kg/㎠, 16t/hr의 실적)

 

 

초저압영역에서도 대응 가능하기에, 탱크에 받는 자동제어변에서 배출시킬 필요가 없는 등 설계가 간단 용이하고, 또 구입비 공사비도 감소.      (0.02kg/㎠ 의 실적)

 

 

 

● 소형 경량화에 의한 Merit

 

대형은 기존의 4~5%의 중량이 되므로, 보조대가 불필요하거나 또는 감소로 공사비감소. 또한 보온 비용도 감소.

 

혼자서 들 수 있는 중량이므로, 중장비가 불필요하게 되어 공사비 감소.

 

 

 

● 소구경화에 의한 Merit

 

4B는 2B로, 2B는 1B로 되는 등, 1~2단계 작아지므로, 주변의 배관, 밸브의 구경이 작아져 구입비 와 공사비 감소.

 

● By Pass배관 불필요에 의한 Merit

원 밸브를 열면 바로 흐르기 시작하므로, By Pass Valve를 생략할 수 있어서, 관계배관 과 밸브가 불필요하게 되어, 구입비 와 공사비 감소.

 

● 설치가 자유로운 Merit

수직설치를 포함하여 설치는 모두 자유로워서, 수직으로 설치하면 배관재료가 감소하여, 구입비 와 공사비 감소.

배관 공간이 감소하여, 설계가 용이함. 특히 좁은 장소에 설치할 경우에 유효.

설치 때 수평을 잡을 필요가 없으므로 공사비 감소.

 

● 가격이 저렴

 

 

상담 문의 ;

Tel     :   070-7747-8290

E-Mail :  tjchung@naver.com 

홈페이지:  http://k.o-trap.cn