플래시증기(재증발 증기)의 회수ㆍ재이용으로 에너지절감ㆍ비용절감과 작업환경개선을 실현합시다!
100 ℃ 이상의 드레인(가열 역할을 끝낸 고온수)을 스팀 트랩을 경유하여 대기중으로 방출할 때에 플래시 증기(재증발 증기)가 발생합니다. 이 저압증기를 효율 좋게 온풍건조기의 예열 등에 재이용하는 것으로, 에너지절감 과 생산성 향상을 얻을 수 있습니다. 또, 플래시 증기의 방출을 줄어 들기 때문에, 작업환경 개선에 도움이 됩니다.
Q 그럼 플래시 증기란 뭣인가?
응축수 와 증기가 물로 상변화(相変化)한 것으로, 일반적으로는 증기가 가압상태이기 때문에, 응축수 온도는 100 ℃ 이상입니다. 이 응축수가 대기 중으로 방출되면, 대기 중의 포화수 온도 인 100 ℃ 가 되도록 일부가 다시 자기 증발합니다. 이 증기를 플래시 증기 (재 증발 증기)라고 합니다.
● 보일러에서 생산된 증기는 증기 수송관을 지나 증기솥, 히터(가열기) 등의 수요처에 보내집니다. 증기 수송관에서는 방열로 또한 증기 솥이나 히터 등에서는 열적으로 이용된 결과로 드레인 물이 발생합니다. 드레인 물은 증기가 물로 상 변화(相変化) 한 것으로, 일반적으로는 증기가 가압상태여서 드레인 물의 온도는 100 ℃ 이상입니다. 이 드레인 물이 대기중에 방출되면 대기 중의 포화 수 온도인 100 ℃가 되도록 일부가 다시 자기 증발합니다. 이 증기를 플래시 증기 (재증발 증기)라고 부릅니다.
플래시하는 증기의
비율은 아래 식으로 계산할 수 있습니다.
F = (h1-h2) ÷ r2 × 100
F : 플래시 증기율 [중량 %]
h1 : 고압
드레인 물 비율 엔탈피 [kJ/kg]
h2
: 플래시 증기 압력에서 포화수의 비율 엔탈피 [kJ/kg]
r2 : 플래시
증기 압력에서 증발잠열 [kJ/kg]
예를
들어, 배관 내의 압력이 0.8MPa-A에서 발생한 드레인
물 (170 ℃)를 대기중에 방출했을 때의 플래시 증기율은
증기 표에서 0.8MPa-A에서의 드레인 수의 비율 엔탈피가 721 kJ/kg,
대기의 포화 수의 비율 엔탈피가 419 kJ/kg, 대기의 증발 잠열이 2257 kJ/kg이기 때문에 플래시 증기율은 13 % [= (721-419)
÷ 2257 × 100]으로 요구되며, 스팀
트랩에서 드레인 물과 함께 구름 모양의 증기가 발생하는 것을 볼 수 있는데, 이것이 플래시 증기입니다.
재증발 증기 발생률 |
| |
◆ 4 bar·g, 152 ℃ 의 응축수 = 641 kJ/kg (= 153 kcal/kg) | ||
◆ 0 bar·g, 100 ℃ 의 응축수 = 419 kJ/kg (= 100 kcal/kg) | ||
◆ 0 bar·g, 100 ℃ 의 증기 잠열 = 2,257 kJ/kg (= 539 kcal/kg) | ||
◆ 재증발 증기 발생율 = ( 641 - 419 ) / 2,257 = 9.8 % | ||
◆ △P 가 클수록 더 많은 재증발증기 발생 | ||
스팀 트랩에 문제가 있거나 증기 수송관에 작은 구멍이 나 있으면, 생 증기가 직접 대기중에 방출 되어 에너지 손실이 발생합니다. 플래시 증기가 다량의 드레인 물을 수반하는 반면에, 생증기는 드레인 물을 동반하지 않습니다.
생 증기는 열적으로 이용되기 전 이며, 생 증기의 누설을 발견했을 때는 즉시 보수가 필요합니다.
또한 위의 시산 사례에서 상상할 수 있는 바와 같이, 압력이 높은 드레인 물일 수록 고온이며, 높은 에너지를 보유하고 있습니다. 따라서 압력이 높은 드레인 물을 플래시 탱크에 모아, 대기압 이상으로 플래시 증기를 만들어, 저압 증기로 이용할 수 있습니다. 또한, 드레인 물을 회수하여 보일러 공급수로 재사용 할 수 있습니다.
플래시 증기의 회수 와 재이용 방법으로서 하기 내용을 참고하시길 바랍니다.
▶플래시 증기를 재이용하지 않는 경우의 문제점
▪ 플래시 증기를 그냥 그대로 대기 중으로 방출하기 때문에, 열에너지를 버리고 있습니다.
▪ 배출 설비로부터 나온 증기로 인해서, 작업환경이 악화합니다.
▶ 플래시 증기의 회수·재이용 방법
▪ 새로운 플래시 탱크와 열교환기를 설치하여, 플래시탱크내에서 발생하는 증기를 열교환기에서 예열하는 것에 의해서, 온풍건조기 등으로 보내 온풍 온도를 효율적으로 상승시킵니다.
이런 점에서, 보일러를 소유하여 매일 생산 활동에 증기를 사용하는 사업자 님들은, 폐증기 (드레인 물)의 행방과 배관에서의 증기 누출에 주의를 기울여, 폐증기 (드레인 물)에 대해서는 적어도 열 회수를 도모하고, 또한 증기 누출에 대한 보수 및 스팀 트랩의 교환을 함으로써 증기 생산 비용의 확실한 감축 과 동시에 에너지 손실의 저감을 도모 할 수 있습니다.
(참고) 증기와 수증기(김)는 다릅니다. 증기는 기체로서 무색 투명하지만, 김은 수증기가 대기 중에서 미세한 물방울이 된 것으로, 빛이 난반사되어 하얗게 보이는 것입니다. 에너지 절약의 관점에서 보면, 김은 기체에서 액체로 변화하는 과정에서 잠열을 잃어, 열적인 재활용을 기대할 수 없습니다.
위의
두 그림은 공정에서 발생되는 재증발증기를 활용해 차가운 공기를 고온의 공기로 만들어 주는 공정에 도입된 사례입니다. 차가운
공기가 히터를 통과하는 처음 단계의 히터를 2,3,4 번째 히터에서 나온 응축수를 후레쉬 벧셀로 보내서 재븡발 증기를 만들어서
그증기로 첫번째 히터의 열원으로 보내서 히팅시키는 Preheater 로 사용한 현장 설비의 사례입니다.
구성품의 명칭과 용도
| 번호 | 구성품 | 기능 |
|---|---|---|
| 1 | 에어 벤트 | 재증발증기의 공기 벤트 |
| 2 | 차단 밸브 | 후래쉬베셀로부터 에어벤트 차단 |
| 3 | 안전 밸브 | 감압 밸브 후단의 과압을 방지 |
| 4 | 압력계 | 후래쉬 베셀의 압력을 감시 |
| 5 | 후래쉬 베셀 | 고압의 응축수로부터 재증발증기 분리 |
| 6 | 차단 밸브 | 후래쉬 베셀로부터 트랩 세트 차단 |
| 7 | 스트레나 | 이물질로부터 트랩 보호 |
| 8 | 볼 후로트식 스팀 트랩 | 후래쉬 베셀의 응축수 드레인 |
| 9 | 체크 밸브 | 트랩을 통한 역류 방지 |
| 10 | 차단 밸브 | 응축수 시스템으로부터 트랩 차단 |
상담 문의 : Tel : 070-7747-8290
E-Mail : tjchung@naver.com
홈페이지: http://k.o-trap.cn
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