한국스파이렉스사코(주)
SGS 총괄지원팀 이상윤 이사
한국스파이렉스사코는 고객들의 현장에 적합한 솔루션을 제공하기 위해 제안했던 내용 중 '스팀 건도 모니터링'의 적용방법과 적용 가능한 공정 및 산업, 실제 적용사례에 대해 소개하고자 한다.
스팀을 사용하는 공정에서 필요한 품질은 무엇일까?
아래와 같이 5가지로 정리할 수 있다.
- 필요한 만큼의 정확한 스팀 양이 공급될 것
-스팀 요구 온도 및 압력을 만족할 것
- 스팀 내에 공기 및 비응축 가스가 제거된 상태일 것
- 이물질이 없이 청정할 것
- 건도가 높을 것
상기 5가지 품질 요건 중 건도가 높아야 하는 이유에 대해 집중적으로 알아보고자 한다. 스팀 발생 과정에서 물을 가열할 때 물 표면을 떠나는 분자 수가 재진입(응축)하는 분자의 수 보다 많아지게 되면 물은 자유롭게 증발하게 된다.
만일 압력이 일정하게 유지될 경우 추가적인 열의 공급은 온도를 계속 상승시키지는 못하지만 대신 물을 모두 증발시켜 생성되는 것이 바로 건포화증기다. 그러나 실제 포화증기를 공급하고 사용하는 공정에서의 건포화증기란 존재하기 어렵다. 스팀이 발생되어 배출되면서 수분이 딸려나가는 캐리오버(Carry over)와 이송과정에서 에너지(열)를 잃으면서 일부가 응축되어 스팀의 건도를 저하시키기 때문이다.
건도란 스팀의 건조한 정도를 나타내는 지표로서 건도 1은 수분이 전혀 없는 건포화증기를 말하고, 건도 0은 스팀이 없는 포화수 상태를 의미한다. 그렇다면 스팀의 건도를 저하시키는 요인 두 가지에 대해 좀 더 자세하게 알아보자.
보일러에서 캐리오버에 의한 스팀 건도 저하
캐리오버란 보일러수 내 용존 고형물(TDS) 농도가 높거나 급격한 부하 변동, 고수위 운전 등에 의해 보일러 수와 불순물 등이 스팀에 섞여 나가는 현상을 말하며, 화학적 캐리오버(Forming), 물리적 캐리오버(Priming), 선택적 캐리오버가 있다. 그렇다면 캐리오버를 방지하기 위해서는 어떻게 해야 할까?
첫째, 화학적 캐리오버를 방지하기 위해서는 2가지를 고려해야 한다. 그림 2와 같이
1. 급수 수처리 장치(경수연화, RO)로 보일러 급수 및 보충수를 1차 처리하고,
2. 탈기기로 용존산소를 제거하여 보일러에 공급한다. 보일러에서 보일러수의 농축 방지를 위해서는 상부 블로우다운(Blow down)과 하부 블로우다운을 해야 한다. 예를 들면 10bar.g 스팀 보일러의 경우 상부 블로우다운은 보일러수 전기전도도 4,000us/cm 기준에서 더이상 농축되지 않도록 보일러수 일부를 연속 배출하는 것이며, 하부 블로우다운은 통상 1일 3회(수질에 따라 다름) 실시하는 것이 일반적이다.
보일러 수질관리와 별도로 에너지적 측면에서 보면 하부 블로우다운은 보일러 하부에 침적된 고형물을 짧은 시간에 순간적으로 배출시키므로 회수할 가치가 낮아 냉각 후 폐수 처리가 일반적이다.
상부 블로우다운은 폐열 회수(플래시 베셀 및 현열 열교환기) 시스템으로 회수하여 재이용하는 것을 추천한다.
중략...
월간 에너지관리 2023년 4월호 게재
한국스파이렉스사코(주)
SGS 총괄지원팀 이상윤 이사
한국스파이렉스사코는 고객들의 현장에 적합한 솔루션을 제공하기 위해 제안했던 내용 중 '스팀 건도 모니터링'의 적용방법과 적용 가능한 공정 및 산업, 실제 적용사례에 대해 소개하고자 한다.
스팀을 사용하는 공정에서 필요한 품질은 무엇일까?
아래와 같이 5가지로 정리할 수 있다.
- 필요한 만큼의 정확한 스팀 양이 공급될 것
-스팀 요구 온도 및 압력을 만족할 것
- 스팀 내에 공기 및 비응축 가스가 제거된 상태일 것
- 이물질이 없이 청정할 것
- 건도가 높을 것
상기 5가지 품질 요건 중 건도가 높아야 하는 이유에 대해 집중적으로 알아보고자 한다. 스팀 발생 과정에서 물을 가열할 때 물 표면을 떠나는 분자 수가 재진입(응축)하는 분자의 수 보다 많아지게 되면 물은 자유롭게 증발하게 된다.
만일 압력이 일정하게 유지될 경우 추가적인 열의 공급은 온도를 계속 상승시키지는 못하지만 대신 물을 모두 증발시켜 생성되는 것이 바로 건포화증기다. 그러나 실제 포화증기를 공급하고 사용하는 공정에서의 건포화증기란 존재하기 어렵다. 스팀이 발생되어 배출되면서 수분이 딸려나가는 캐리오버(Carry over)와 이송과정에서 에너지(열)를 잃으면서 일부가 응축되어 스팀의 건도를 저하시키기 때문이다.
건도란 스팀의 건조한 정도를 나타내는 지표로서 건도 1은 수분이 전혀 없는 건포화증기를 말하고, 건도 0은 스팀이 없는 포화수 상태를 의미한다. 그렇다면 스팀의 건도를 저하시키는 요인 두 가지에 대해 좀 더 자세하게 알아보자.
보일러에서 캐리오버에 의한 스팀 건도 저하
캐리오버란 보일러수 내 용존 고형물(TDS) 농도가 높거나 급격한 부하 변동, 고수위 운전 등에 의해 보일러 수와 불순물 등이 스팀에 섞여 나가는 현상을 말하며, 화학적 캐리오버(Forming), 물리적 캐리오버(Priming), 선택적 캐리오버가 있다. 그렇다면 캐리오버를 방지하기 위해서는 어떻게 해야 할까?
첫째, 화학적 캐리오버를 방지하기 위해서는 2가지를 고려해야 한다. 그림 2와 같이
1. 급수 수처리 장치(경수연화, RO)로 보일러 급수 및 보충수를 1차 처리하고,
2. 탈기기로 용존산소를 제거하여 보일러에 공급한다. 보일러에서 보일러수의 농축 방지를 위해서는 상부 블로우다운(Blow down)과 하부 블로우다운을 해야 한다. 예를 들면 10bar.g 스팀 보일러의 경우 상부 블로우다운은 보일러수 전기전도도 4,000us/cm 기준에서 더이상 농축되지 않도록 보일러수 일부를 연속 배출하는 것이며, 하부 블로우다운은 통상 1일 3회(수질에 따라 다름) 실시하는 것이 일반적이다.
보일러 수질관리와 별도로 에너지적 측면에서 보면 하부 블로우다운은 보일러 하부에 침적된 고형물을 짧은 시간에 순간적으로 배출시키므로 회수할 가치가 낮아 냉각 후 폐수 처리가 일반적이다.
상부 블로우다운은 폐열 회수(플래시 베셀 및 현열 열교환기) 시스템으로 회수하여 재이용하는 것을 추천한다.
중략...
월간 에너지관리 2023년 4월호 게재