[스크랩] 증기설비에서의 공기제거의 필요성
증기설비에서의 공기제거의 필요성
1. 개요
- 증기 시스템내의 공기는 물과 함께 열전달에 악 영향을 미친다 이는 증기시스템이 정지중인 경우 증기 공간 내부에는 공기로 가득차 있으며 정상 운전 중에도 보일러수의 수처리에의해 비응축성 가스가 계속 증기 시스템내로 공급이 되고 있는 실정입니다.
증기 설비에서 최고의 전열효과를 얻기위해서는 공기의 효율적인 제거가 필수적입니다.
증기 설비에서 비응축성 가스란 주로 공기를 말하며 증기 설비내에 있는 공기가 증기 공급시 신속히 제거가 되지 않으며는 증기와 혼합되어 열전달을 방해하는 큰 요인으로 작용 합니다.
2. 영향
1) 증기와 공기의 혼합물은 같은 압력의 증기온도보다 낮게 되어 증기와 피 가열체 사이의 온도 차이를 감소시켜 전열량이 영향을 받게 된다.
2) 증기가 응축되면 스팀 트랩을 통하여 전열면에서 제거되게 되나 공기는 계속 전열면에 남아 열전달을 방해하는 보온막을 형성하는 것입니다. 공기는 보온성이 매우 뛰어난 열전달 방해 물질로서 철 또는 강(스틸)에 비해 약 1500 배, 구리에 비해 약 13000 배 이상의 저항을 갖고있는 물질입니다.
3. 공기의 유입 경로
1) 증기의 사용설비가 가동이 정지 되며는 증기 공간 내에 남아있던 잔유 증기는 서서히 응축되며 증기 공간 내부에는 진공이 걸리게 되는 것입니다. 이때 스팀트랩, 에어 밴트, 밸브의 그랜드 패킹, 등을 통하여 자연스럽게 공기가 유입되는 것입니다.
2) 보일러 설비의 보충수 탱크에 보급되는 보충수에는 항시 산소가 녹아 있으며 CO2를 함유하고 있습니다( 0.03%) 비록 소량이지만은 물에는 산소보다 30배 이상 녹아있습니다. 또한 수처리시 투입되는 약품중에도 CO2가 발생 되게 되므로 유입되는 비응축성 가스는 증가 하게 되는 것입니다.
3) 증기 시스템내에 산소와 CO2 가스가 존재하게 되며는 증기 배관설비를 부식시키는 원인이 되기도 합니다. 고로 모든 비 응축성 가스는 설비의 효율을 저하시키고 증기 소비량을 증가 시키게 되므로 반듯이 제거를 해야하는 것입니다.
4. 공기에 의한 장애
1) 예열의 지연 : 잘 느끼지 못하는 부분인데 건조기 등에 많이 나타남.
2) 분압에 의한 증기 온도의 감소 : 혼합물(공기+증기)의 온도는 그 분압 만큼 온도가 낮아 집니다.
3) 열전달 능력의 감소 : 증기는 훌륭한 보온재의 역할을 합니다.
- 공기의 열전달율 ; 0.026
- 물 ; 0.6
- 철 ; 46
- 구리 ; 340
5. 공기의 제거
- 공기에 의한 장애는 여러 가지가 있다는 것을 위에서 설명을 드린바와 같고 증기 배관 내에서도 효율적인 에어밴팅이 필요하게 되는 것입니다.
1) 보일러수의 처리
- 용존산소의 제거는 물속에 녹아 있기 때문에 온도(60 도)가 올라 가며는 자연히 제거가 되어 밴트를 통하여 대기중으로 방출이 됩니다.
- 응축수 회수로 인한 열량으로 재 보급수 되는 물속에 녹아있는 불 응축성 가스가 제거 되기도 합니다마는 이는 별도의 탈기 장치를 해주며는 효과적인 제거 방법이 될 수가 있습니다.
2) 탈기 시스템
- 응축수 탱크에서 재 증발 되는 증기나 회수되는 응축수를 이용하여 불응축성 가스를 제거 할 수가 있으며 또한 재증발 증기의 발생으로 빠져 나가는 열을 보급수(보충수)와열교환 하여 재 이용할 수 있는 이점이 있는 장치가 바로 탈기 시스템입니다.
현장에서 간단히 제작이 가능하고 응축수 밴트로 나가는 증기의 양을 현저하게 줄일수 있는 장치 이기도 합니다.
6. 에어 밴트의 설치 위치 및 작동 원리
1) 스팀 트랩에서의 에어 밴팅은 에열을 신속하게 할수 있으며, 증기와 공기의 혼합물 형성을 방지 할 수가 있습니다. 또한 증기 설비 공간내에 에어 포켓(유량을 작게 하는 작용을 함)이 형성되는 것을 방지 할 수가 있는 것입니다.
2) 증기 설비에서의 에어 밴트는 스팀 트랩과 같이 병용으로 설치를 하나 이 기능이 하나로 혼합된 스팀 트랩도 있습니다. 대형의 건조기 같은 곳에서의 에어 밴팅은 증기의 공급이 상부로 공급될시에는 공기가 하부로 밀려나게 되므로 아래쪽에 에어 밴트를 설치 해야하며 증기가 하부에서 공급될 시에는 공기가 상부로 밀려 나가므로 상부쪽에 증기용 에어밴트를 설치 하여야 합니다.
3) 증기용 에어밴트는 증기와 공기의 온도차에 의하여 공기를 제거하는 온도 조절식 에어밴트 이지만은 액체용 에어밴트는 액체의 밀도와 공기의 밀도 즉, 밀도차에 의한 부력을 이용하는 기계식 에어 밴트입니다. 현장에서 상호 호환이 있는 것으로 생각하여 물용 에어밴트를 증기에 사용을 하시며는 작동이 불가능하니 참고 하시기 바랍니다.