재증발 증기량 계산 방법
⑴ 포화온도의 응축수로부터 재증발 증기 발생 계산
에너지 보존법칙에 의해 스팀트랩 전·후단의 열량은 동일합니다. 따라서 1차측 포화수의 열량(포화증기의 현열) = 2차측 응축수 열량입니다.
아래 그림과 같이 7 bar·g의 포화온도는 170℃, 포화수의 열량은 721 kJ/㎏(=171.5 ㎉/㎏)이고, 스팀트랩 후단은 0 bar·g의 응축수로, 열량은 419 kJ/㎏(=100.1 ㎉/㎏)이며, 최고온도는 100 ℃ 입니다. 스팀트랩 전·후단의 열량이 같으므로, 스팀트랩의 후단은 0 bar·g에서 (719-419) = 302 kJ/㎏의 과잉열량이 생깁니다. 이 과잉열량은 재증발증기가 되는 데 사용됩니다.
물 1 ㎏ 이 일정압력에서 스팀 1 ㎏ 이 되기 위해서 필요한 열량은, 잠열에 해당하므로 포화증기표를 참고하면, 0 bar·g에서 2,257 kJ/㎏(=539 ㎉/㎏)입니다.
따라서, 재증발증기의 발생율은, 302 kJ/㎏ ÷ 2,257 kJ/㎏ x 100 % = 13.4 % 로 계산됩니다.
예와 같이 응축수 유량이 1,000 ㎏/h 이므로, 13.4 % x 1,000 ㎏/h = 134 ㎏/h이며, 남은 응축수는 1,000 ㎏/h – 134 ㎏/h = 866㎏/h 가 됩니다.
그림: 응축수속의 과잉 열량은 재증발 증기로 됨.
⑵ 과냉 응축수에서 재증발증기 발생 계산
7 bar·g에서 응축수의 과냉도가 15 ℃라고 한다면, 7 bar·g의 포화온도는 170 ℃이므로, 과냉응축수는 155 ℃입니다. 물의 비열을 약 4.19 kJ/㎏℃(1 ㎉/㎏℃)로 보면, 155℃의 응축수는 654 kJ/㎏(155 ㎉/㎏)의 열량을 가지고 스팀트랩 후단은 0 bar·g에서 응축수의 열량은 419 kJ/㎏(100 ㎉/㎏)이므로 (654-419)=235 kJ/㎏(55 ㎉/㎏)의 과잉열량이 생깁니다.
마찬가지로 물 1㎏이 일정 압력에서 스팀 1 ㎏이 되기 위해서 필요한 열량은 잠열에 해당하므로, 포화증기표를 참고하면 0 bar·g에서 2,257 kJ/㎏(=539 ㎉/㎏)이므로 재증발증기의 발생율은 235 kJ/㎏ ÷ 2,257 kJ/㎏ x 100 % = 10.4 % 로 계산됩니다.
응축수 유량이 1,000 kJ/㎏ 이라면, 10.4 % x 1,000 kJ/㎏/h = 104.0 ㎏/h 이고, 남은 응축수는 1,000 ㎏/h – 104,0 ㎏/h = 896 ㎏/h 가 됩니다.
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