급탕 탱크/온수 탱크 증기 사용량 계산 및 스팀트랩(O-TRAP) 기종선정

급탕 탱크(온수 탱크) 증기 사용량 계산

급탕 탱크/온수 탱크는 생증기를 직접 넣어(분사하여) 온수를 만드는 공정에 대해서 알아 보겠습니다. 냉수를 가열하기 위한 별도의 열 교환기가 없는, 이런 경우 증기가 갖고 있는 열량 중에 전열을 사용해야 되며, 중요한 것은 증기가 온수 탱크로 유입이 되어서 같은 온수가 되므로 증기가 갖고 있는 전열을 전부 사용하게 된다면 증기의 온도는 0℃가 될 것입니다. 즉 유입되는 스팀의 최종 온도는 온수와 같은 온도가 되어야 하므로 증기의 전열에서 온수 온도를 뺀 나머지 열량이 냉수를 온수로 만드는 열량으로 사용됩니다.

이러한 직접 분사 방법은 제품의 농도가 중요한 공정 일 경우는 스팀이 직접 제품에 닿기 때문에 농도 변화가 생길 수 있으면 안되는 곳은 이를 피하는 것이 좋습니다.

 

1. 생증기 직접 분사 방식 때의 증기 사용량 계산

    급탕(온수) 탱크 증기 사용량 계산 (증기 직접 분사 방식의 가열 시스템의 경우)

      ⒜운전 조건

          급탕 탱크에 공급되는 냉수(공급수)의 량 : 8,000 ㎏/h

          증기 공급 압력        :   2 bar·G (전열 651.002 ㎉/㎏)

          온수 온도                :   입구 온도(냉수) 10 ℃,   목표 온도 60 ℃

          물의 비열                :   1.0 ㎉/㎏℃

 

     ⒝증기 사용량 계산

        사용(열)량 = (냉수 공급물의 량 x 물의 온도 차 x 물의 비열) ÷ (사용 증기의 전열 – 온수 온도)

             = {8,000 ㎏/h x (60-10)℃ x 1 ㎉/㎏℃} ÷ (651.002 ㎉/㎏ - 60℃)

             = 400,000 ㎉/㎏ ÷ 591.002 ㎉/㎏ = 676.82 ㎏/h

 

이 경우, 온수 탱크의 온수 총량은 공급 된 증기의 량까지 포함한 8,676.82kg/hr이 됩니다. 만약 정확하게 원하는 온수의 량이 시간 당 8,000 kg/h 이라면 증기 사용량 계산은 아래의 방법으로 해야 합니다.

 

 

2. 정확하게 원하는 온수 량을 만들때의 증기 사용량 계산

    급탕(온수) 탱크 증기 사용량 계산 (정확한 온수 사용량이 필요한 경우)(간접 가열)

      ⒜운전 조건

         필요 온수 (정확히 필요한 물)의 량 : 8,000 ㎏/h

         증기 공급 압력      : 2 bar·G (전열 651.002 ㎉/㎏, 잠열 516.721 ㎉/㎏)

         온수 온도              : 입구 온도 10 ℃,   목표 온도 60 ℃

         물의 비열              : 1.0 ㎉/㎏℃

 

    ⒝증기 사용량 계산

       증기 사용량을 A로 하고, 냉수의 량을 B로 하면,

        A ㎏/h + B ㎏/h = 8,000 ㎏/h

       여기에서, 열역학1법칙인 증기가 주는 열과 냉수가 받는 열은 같으므로,

       (A ㎏/h x 591.002 ㎉/㎏) = (B ㎏/h x 50 ℃) 로 부터,

       A ㎏/h = (8,000㎏/h - B ㎏/h 이므로

      (8,000 ㎏/h - B ㎏/h ) x 591.002 ㎉/㎏ = (B ㎏/h x 50 ℃) 로 부터,

       B ㎏/h (=냉수의 량) 를 구하면,

       4,728,016 ㎉/㎏ = 641.002 B  →  B ㎏/h (=냉수의 량) = 7,375.98 ㎏/h

       → A ㎏/h (=증기 사용량) = (8,000 ㎏/h – 7,375.98 ㎏/h) = 624.02 ㎏/h

 

 

3.발생한 드레인을 신속하게 배출 시키는 고정 오리피스식 스팀트랩인 O-TRAP 의 기종선정

    증기 사용량 계산으로 얻은 드레인 발생량은 624.02 ㎏/h  입니다.

    사용 증기 압력  0.2 MPaG 이며, 트랩 2차측 드레인 회수관 높이는 3m (배압 0.03 MPaG), 차압(ΔP) 0.17 MPaG 이 되겠습니다.

    이런 조건에서 발생한 응축수가 정체하지 않고 지속적으로 연속 배출시키는 트랩 기종은 O-TRAP No.17 (15A Type) 입니다.  No.17 의 응축수 최대 배출 능력은 차압(ΔP) 0.17MPaG에서 936.16 ㎏/h 입니다.

    고장날 부품이 없어 수명이 거의 반영구적으로, 워터해머가 발생하지 않고, 드레인 정체(=스톨 현상)가 발생하지 않으므로, 열효율이 기존 트랩보다 월등하게 높습니다. 에너지 효율이 높다는 것입니다.

워터해머가 발생하지 않고, 드레인 정체(=스톨 현상)가 발생하지 않으므로, 열교환기의 팩킹 트러블 등의 수명 또한 기존 트랩 사용시 보다는 더 길어집니다.

 

증기 배관속의 응축수를 외부로 배출하는 고정오리피스식 스팀트랩(O-TRAP) 은, 상시 개방된 원형 구멍 (고정오리피스식)에서 응축수를 연속 배출하며, 간단한 구조인 데다, 가볍고 콤팩트 하기 때문에 스페이스(공간) 을 차지하지 않아, 시공 비용은 물론, 더더욱 유지 비용도 줄일 수 있습니다. 고장 날 부분이 없어서, 제품의 수명은 반영구적으로 사용 가능합니다

 

O-TRAP 상담 문의 ;

O-TRAP 관련 홈페이지 : http://k.o-trap.cn

O-TRAP 관련 E-mail 문의처 : tjchung@naver.com

O-TRAP 관련 Tel 문의처 : 070-7747-8290

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