증기 수송관으로부터의 방열에 대해서

증기 수송관으로부터의 방열에 대해서

 

보일러에서 제조한 증기는 증기 수송관을 통과하여 증기 솥, 가열기 등의 수요처로 보내집니다. 증기 수송관으로부터의 방열량은, 증기 온도가 높을수록, 방산 면적(관 사이즈×수송 거리)이 클수록, 또, 같은 보온 사양이면 보온 두께가 얇을수록 커집니다. 아래 “그림 1” 은 증기 수송관이 보온되어 있지 않은 경우의 방열량을, 자연 대류 수평관에 대해 계산으로 구한 일례입니다(출처: 에너지 절약 센터).

예를 들면, 증기압력이 0.8MPa-A일 때의 포화증기온도는 170℃이며, 40A의 배관 사이즈에서의 단위 길이당 방열량은 440W/m로 구해집니다.

 

마찬가지로, 아래 “그림 2” 는 증기 수송관이 보온되어 있는 경우의 방열량을 구한 예입니다(출처: 에너지 절약 센터).

 

예를 들면, 40A의 배관 사이즈로 보온 두께가 20mm일 때의 단위 길이, 단위 온도차당의 방산 열량은 0.47W/m/K로 구해집니다.

 

따라서 20mm의 보온에 의한 단위 길이당 방열량은 71W/m[=0.47×(170-20)]로 구해집니다. 즉, 20mm의 보온을 하는 것으로, 보온되어 있지 않은 경우에 비해 방열량을 84%[보온 효율=(440-71)÷440] 삭감할 수 있게 됩니다.

 

이 보온 효과는, 증기 온도, 보온재의 사양(열전도도), 보온재의 두께, 배관 사이즈 등으로 변화합니다만, 보온되어 있지 않은 경우에 비해 80~95% 정도의 보온 효율이 충분히 기대 할 수 있습니다 (출처 : 에너지 절약 센터).

 

보온재의 보온 효과는 보온재 중에 갇힌 공기가 큰 역할을 하고 있습니다. 따라서 보온재가 젖어 버리면 보온 효과를 발휘할 수 없습니다. 밸브나 플랜지 부분의 보온 시공 처리가 어려워 보온재가 젖어 있는 것을 볼 수 있는데, 물의 열전도율은 공기의 20배나 되어 열전도가 잘 되기 때문에, 보온재의 젖음은 완전히 방지 해야 합니다.

 

덧붙여, 밸브나 플랜지에 대해서는, 같은 배관 사이즈의 직관의 몇배에 상당하는지(상당 알몸 배관길이)를 나타낸 표가 공개되어 있으므로, 직관 길이로 환산하여 방산 열량을 구할 수 있습니다.

 

요약

증기 수송관으로부터의 방열량은, 증기 온도가 높을수록, 방산 면적(관 사이즈×수송 거리)이 클수록, 또, 같은 보온 사양이면 보온 두께가 얇을수록 커집니다. 증기 수송관으로부터의 방열량을 계산으로 구하는 방법을 설명하였습니다.

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