주증기 배관의 증기 소비량 계산 방법 (How to Calculate Steam Consumption)

증기 소비량 계산 방법 (How to Calculate Steam Consumption)

 오일의 밀도 (The density of the oil)   ρο = 0.9 x 1000

                                                 ρο = 900 ㎏/㎥

1000 리터 로(Litres)= 1㎥                ρο = 900 ㎏/㎥

                                                 ρο = 0.9 ㎏/l

따라서, 기름의 질량 = 0.9 x 35

                       m = 31.5 ㎏

 

         31.5 x 1.9 kJ/㎏℃ x (120 – 35)℃

  Q = -------------------------------------

                   600 seconds

 

  Q = 8.48 kJ/s (8.48 kW)

 

 

증기 배관(파이프)의 증기 소비량이란 무엇입니까?

사용된 스팀과 적용 지점에서 사용되는 스팀은 동일하지 않습니다. 일반적으로 증기 보일러 에서 소비되거나 생성되는 증기 는 적용 지점에서 사용하는 데 필요한 것보다 많습니다.

 

증기 소비량과 증기 이용률의 차이는 다음의 2가지로 인한 것입니다.

 

 ▶주로 노출된 표면으로 인해, 사용 지점으로 이동할 때 증기 응축 발생해 증기소비.

 ▶누출(있는 경우: 어떤 원인이든 간에 누출이 있는 경우 증기소비)

 

증기가 노출되거나 단열되지 않아 증기 파이프의 벽에 응축되면 증발 엔탈피를 포기합니다.

 

증기의 적절한 활용은 물과 석탄의 투입 비용을 절약하는 데 도움이 됩니다. 증기 1kg의 절약은 물, 석탄 및 전기의 일정 비율 절약에 정비례합니다.

 

시동 운전 및 정상 연속 운전 중 배관 내 증기 소모량 계산 이 가능하며, 아래에서 자세히 설명합니다.

 

 

증기 본관(주관)의 증기 소비량

파이프 시스템 내의 증기 소비는 신중하게 모니터링하고 제어해야 합니다. 증기 배관 네트워크의 증기 응축 속도는 부하 유형(예: 예열 부하 또는 작동 부하)에 따라 다릅니다.

 

스팀 트랩의 크기를 결정하고 보일러 출력을 최종적으로 결정할 때 스팀 응축 속도를 고려해야 합니다.

 

워밍업 부하 란 무엇입니까?

오랜 시간 후 또는 저온에서 플랜트를 시동하는 동안 시스템을 시스템의 정상 작동 온도에 가깝게 만들기 위해 시스템을 균일하게 가열하기 위해 증기가 필요합니다.

 

'예열 부하'는 설비 가동 중 증기 소비와 관련된 증기 부하입니다. 이것은 콜드 셧다운 또는 매우 오랜 시간 후에 시작될 수 있습니다.

 

예열 기간 동안의 증기 응축 속도는 최대입니다. 스팀트랩의 설계는 이 하중을 기준으로 해야 합니다.

 

좋은 방법은 안전상의 이유로 시스템을 매우 천천히 예열하는 것입니다. 파이프는 열 및 기계적 응력을 줄이는 이점이 있습니다. 따라서 다음과 같은 이점이 있습니다.

 

▶누출 제거

▶유지 관리 비용 절감

▶파이프의 수명 연장

▶워터 해머 (수격 현상) 없음

 

 

공정 플랜트 가동 부하란 무엇입니까?

공정 플랜트 가동 부하는 플랜트의 정상(전체 부하) 연속 부하와 관련된 증기 부하입니다. 설비의 부하를 가동하는 전체 부하 동안의 증기 응축 비율은 최소입니다.

 

 시스템을 워밍업하는 방법?

균일하고 느린 시스템 예열은, 메인 라인 차단 밸브와 병렬로 연결된 작은 바이패스 밸브로 달성할 수 있습니다.

 

배관 네트워크를 워밍업하는데 필요한 시간에 따라 워밍업(바이패스) 밸브 크기가 결정됩니다. 이 밸브는 사용자/클라이언트에 따라 수동 또는 자동 유형이 될 수 있습니다.

 

워밍업을 위해 바이패스 밸브 대신 메인 밸브를 사용하지 않는 것이 항상 더 좋습니다. 메인 밸브는 크기가 훨씬 더 커서 (최대 유량 요구 사항에 맞게 설계됨) 워밍업 기간 동안 소량의 유량에 사용하기에 적합하지 않습니다.

 

위의 그림과 같이 메인 밸브/바이패스 밸브 전단에 "기수분리기와 트랩세트"를 설치하여 밸브를 통과하는 증기가 건조되어, 밸브 마모 보호, 파손을 방지해야 합니다.

 

워밍업을 위한 충분한 시간을 제공하면 다음과 같은 이점을 얻을 수 있습니다.

 

▶배관 응력을 최소화

▶작동 안전

▶보일러 시동 부하 감소

 

배관 시스템을 작동 온도까지 끌어올리는 데 필요한 증기 유량은 다음과 같은 함수입니다.

 

▶대량

▶재료의 비열

▶온도 상승

▶증기 증발 엔탈피 또는 포화 증기 엔탈피

▶허용 시간

 

▶ms : 증기의 평균 응축 속도(kg/hr)

▶W : 파이프와 플랜지 및 피팅의 총 중량(kg)

▶T s : 증기 온도 ℃

▶Tmb : 주변 온도

▶Cp : 파이프 재료의 비열(kj/kg ℃)

▶hfg : 작동 압력에서 증발 엔탈피 또는 포화 엔탈피(kj/kg)

▶t : 워밍업 시간(분)

 

참고: 시스템의 예열/가열 시간을 6분에서 12분으로 늘리면 증기의 초기 유량을 쉽게 절반으로 줄일 수 있다고 가정합니다. 시스템의 예열/가열 시간을 24분으로 늘리면 가열을 위한 초기 증기 유량을 더 줄일 수 있습니다.

 

 

 

증기 시스템에서 30분 동안의 예열 응축 부하를 계산하는 방법

허용치:

▶시스템은 150mm 크기의 탄소강 파이프로 구성됩니다.

▶증기 압력 — 16 bar(g)

▶증기 온도(T s ) — 201 ℃

▶위의 매개변수에 해당하는 증발 엔탈피 hfg — 1933

▶주변 공기 온도(T amb ) — 20 ℃

▶파이프의 길이는 —  120m

▶강철의 C p 는 — - 0.49 kj/kg ℃

▶예열 시간(분)(t) — 30

▶파이프와 플랜지 및 피팅의 총 중량 [kg(W)]

▶파이프 네트워크는 10쌍의 PN-40 플랜지 조인트와 2개의 차단밸브로 구성됩니다.

 

 

표 1: 강관, 플랜지 및 볼트, 차단 밸브의 일반적인 중량(kg).

파이프 크기(mm) Pipe size(mm)	Sch.40 파이프 kg/m Sch.40 pipe kg/m	쌍 플랜지 무게 Flange weight per pair	차단 밸브 플랜지 PN40 Isolating valve flanged PN40
		PN 40	ANSI 150	ANSI
150	28.2	28.0	26.0	32	88

 

W를 찾으려면 표 1에서 다양한 증기 주요 항목의 질량을 찾으십시오.

 

▶150mm 강철 메인 = 28.2kg/m

▶PN-40에 대한 150mm 플랜지 = 쌍 28kg

▶150mm 스톱 밸브 = 각각 88kg

 

 

예열 시간 동안 생성된 응결률(응축율)은 다음과 같이 표시됩니다.

 

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