게시판 > 질답게시판 > 급수가열기 문제원인에 대해 질문드립니다.

스테파노 Stefano

17-08-21 19:59

(1) 응축기에 진공을 걸어주게 되면 터빈의 출구의 압력을 낮추어 줌으로서 터빈의 출력이 늘어나는 효과를 낳게 될 것인데 대신 추기를 위해 Steam Ejector를 사용하여야 합니다. 추기를 계속하지 않으면 응축기에 공기가 새 들어가 Non-condensable Gas로 작용하기 때문에 Ejector를 연속가동함으로서 터빈의 출력을 일정하게 유지할 필요가 있습니다. 이 목적으로 Ejector가 사용되는 것이지요.

(2) 급수가열기를 Bypass 운전해야 하는 이유가 가열기 응축수 수위유지라는 것에 의문이 있습니다.
급수가열기가 Kettle Type으로 제작된 것이 아닌가 생각되는데 수위를 일정하게 유지하면서도 일정온도로 가열할 수 있도록 시스템이 설계되지 않았나요?

급수가열기를 Bypass 시켜 낮은 온도로 Boiler에 공급된다면 그 만큼 Steam 발생량이 줄어드는 효과를 낳게 될 것이므로 일정온도로 가열하도록 하여야 시스템이 안정화 될 것입니다. BFW의 온도가 흔들리면 오히려 Boiler도 함께 흔들릴 요소가 다분하겠지요. 물론 BFW의 온도에 의한 현열의 크기는 크지 않겠지만 보일러 효율을 높이려면 급수온도를 높이는 것이 확실한 방법이지요.

(3) Main Condenser에서 응축된 Condensate는 BFW Tank에 모아 Deaerator를 거치면서 용존산소와 CO2를 제거하고 BFW Chemical과 함께 BFW 예열기를 거쳐 Boiler에 공급되면 되는데 BFW 예열기를 굳이 Bypass 시켜야 하는 이유가 궁금합니다. 보일러 압력에 따라 허용되는 용존산소 용존가스의 농도 규격을 맞출 수 있도록 Deaerator 공급 Steam을 늘여주거나 Oxygen scavenger로 사용하는 Boiler Chemical 사용량을 늘여주면 됩니다.

Flue-Gas와의 온도차가 큰 경우 열교환기에서 열응력이 발생하는 것을 억제하는 방법으로는 접축부위를 Ceramic Ferrule을 사용하여 보호하거나 Thermal Expansion Jont를 두면 대개 해결됩니다.

(4) 가열기 응축수 수위에 따라 가열기 표면적이 잘라지는 경우라면 그 가열기는 설계상 오류가 있어보입니다. 가열기 Tube는 완전히 액에 잠겨 있지 않으면 노출된 부분에서의 과열로 언급하고 있는 열충격이 염려되지요. 설계가 잘못된 것은 아닌가 추측합니다.

<가열기 응축수 수위가 너무 높으면 가열표면적이 감소>라고 적고 있는데 급수 가열기가 전열면적이 조절되는 Steam Heate를 사용하고 있나요? 또한 Dearator에서 BFW Pump로 BFW 예열기를 거쳐 Boiler로 들어가면 될 터인데 여기서 어떤 형태의 급수가열기인지 설명해 주세요.

Bypass Valve를 포함한 System Configuration을 스케치해서 올려주세요.

(2) 급수가열기를 Bypass 운전해야 하는 이유가 가열기 응축수 수위유지라는 것에 의문이 있습니다.  
급수가열기가 Kettle Type으로 제작된 것이 아닌가 생각되는데  수위를 일정하게 유지하면서도 일정온도로 가열할 수 있도록 시스템이 설계되지 않았나요?

급수가열기를 Bypass 시켜 낮은 온도로 Boiler에 공급된다면 그 만큼 Steam 발생량이 줄어드는 효과를 낳게 될 것이므로 일정온도로 가열하도록 하여야 시스템이 안정화 될 것입니다.   BFW의 온도가 흔들리면 오히려 Boiler도 함께 흔들릴 요소가 다분하겠지요.  물론 BFW의 온도에 의한 현열의 크기는 크지 않겠지만 보일러 효율을 높이려면 급수온도를 높이는 것이 확실한 방법이지요.

(3) Main Condenser에서 응축된 Condensate는 BFW Tank에 모아 Deaerator를 거치면서 용존산소와 CO2를 제거하고 BFW Chemical과 함께 BFW 예열기를 거쳐 Boiler에 공급되면 되는데 BFW 예열기를 굳이 Bypass 시켜야 하는 이유가 궁금합니다.  보일러 압력에 따라 허용되는 용존산소 용존가스의 농도 규격을 맞출 수 있도록 Deaerator 공급 Steam을 늘여주거나 Oxygen scavenger로 사용하는 Boiler Chemical 사용량을 늘여주면 됩니다.

Flue-Gas와의 온도차가 큰 경우 열교환기에서 열응력이 발생하는 것을 억제하는 방법으로는 접축부위를 Ceramic Ferrule을 사용하여 보호하거나  Thermal Expansion Jont를 두면 대개 해결됩니다.

(4) 가열기 응축수 수위에 따라 가열기 표면적이 잘라지는 경우라면 그 가열기는 설계상 오류가 있어보입니다.  가열기 Tube는 완전히 액에 잠겨 있지 않으면 노출된 부분에서의 과열로 언급하고 있는 열충격이 염려되지요.  설계가 잘못된 것은 아닌가  추측합니다.

<가열기 응축수 수위가 너무 높으면 가열표면적이 감소>라고 적고 있는데  급수 가열기가 전열면적이 조절되는 Steam Heate를 사용하고 있나요?   또한 Dearator에서 BFW Pump로 BFW 예열기를 거쳐 Boiler로 들어가면 될 터인데 여기서 어떤 형태의 급수가열기인지 설명해 주세요.

Bypass Valve를 포함한 System Configuration을 스케치해서 올려주세요.

thermo thermo9798

17-08-22 03:29

답변 감사드립니다.

by pass원인으로 '가열기 응축수 수위유지'는 순전히 저의 추측이었습니다.
덕분에 가능성이 없다는 것을 알았습니다. 감사합니다.

그렇다면 열응력 발생은 thermal expansion joint로 쉽게 해결할 수 있고,
불응축성 가스(산소, co2) 잔존에 의한 부식은 deaerator를 거치면서 해결할 수 있다고 하셨습니다.

허나 또 궁금한 점이 생겨서, 추가로 질문드리겠습니다.
1) BFW예열기는 economizer와 같은 것인가요?
현재 bypass하고 있는 것은 고압가열기 뿐으로, 저압가열기, 탈기기, 예열기는 모두 지나가고 있습니다.
궁금한 점은, 탈기기와 BFW예열기만으로 불응축성가스에 의한 부식문제는 해결할 수 있는 것인가요?

2) 그렇다면 고압급수가열기가 파열이 돼서, 플러깅한 원인에 대해 감이 잘 오지 않습니다.
불응축성 가스에 의해서도 아니고, 열응력에 의해서도 아니고, 응축수 수위 저하에 의해서도 아니라면,
어떠한 원인으로 고압급수가열기가 파열이 될까요?

고온고압으로 운전되어 시간이 지남에 따라 파열이 일어나고 장치의 성능이 떨어질수 밖에 없는 것인가요?
이러한 경우라면 역시 설계값이 제대로 됐다면, 일어나지 않는 문제라고 생각됩니다만...

system configuration은 회사 보안정책상 올릴 수가 없게 됐습니다. 양해부탁드립니다.

스테파노 Stefano

17-08-22 10:08

A1-1) BFW 예열기를 무엇으로 가열하느냐에 달려 있는데 발생된 고압 과열스팀은 가열용으로 사용할 수 없고 Turbine 추출 중, 저압 스팀을 이용하거나 Air Preheater를 거쳐 Stack으로 배출되기전 Flue Gas를 이용하여 가열할 수도 있습니다. 이중 Economizer라고 부르는 것은 후자를 흔히 말합니다.

우리말로 "절탄기"인데 석탄을 연소하는 증기기관에서 연소가스로 물을 가열하여 포화스팀과 과열스팀을 만들면서 배출되는 연소가스를 BFW 가열하는데 사용함으로써 급수 온도가 올라가 스팀이 많이 생산될 수 있어서 결과적으로 석탄을 절약할 수 있었던 것에서 비롯된 용어입니다.

A1-2) 고압가열기는 아마 터빈추출 중압, 저압 스팀을 Desuperheating시켜 사용하는 가열기로 보입니다. 이 고압급수가열기를 Bypass 시킨다면 중, 저압스팀 사용량은 줄겠지만 급수온도는 내려가 고압 증발스팀량이 줄어들겠지요.

A1-3) 탈기기를 거치고도 "Boiler 약품"을 투입하여 Boiler 수를 처리하는데 이 약품의 성분은 주로 "부식방지제", "분산제", "PH 조정제", 등으로 구성됩니다.

A2) 고압급수 가열기 튜브가 파열된 원인이 무엇인지 해당기기의 "History Card"를 열람해 보도록 하세요. 튜브를 보수했다고 하면 튜브파열의 원인진단과 함께 처리 방법, 처리비용 등이 적혀있을 터이니까요. 이 것이 없다면 시설 관리가 잘 안되고 있다는 증거에 해당합니다.

Tube Sheet의 어느 부위가 파열되었는지, 어떤 형태로 파열되었는지 확인해 볼 필요가 있는데 Tube 외부인지 내부인지, Tube 중간인지 말단부분인지, Tube Sheet 가까운 부분인지, Tube Sealing 부분인지.. Tube 두께가 얇아져 파열된 것인지, 변형되어 있었는지.. 등의 조사가 필요한 부분입니다. 장기간 사용으로 부식되어 Tube 두께가 얇아져 Tube 축방향으로 파열된 상태이거나 Tube표면이 미세한 Hole로 패인 모양(곰보현상)이 라고 한다면 Boiler 급수관리 불량으로 인한 부식현상이 맞습니다.

A3)설계, 제작 자체가 고온 고압에 견딜수 있도록 되어 있었을 것이므로 고온 고압에 의한 파열일 것으로는 보이지 않습니다. 혹시 밀봉된 열교환기 상태에서 액체의 열팽창으로 파손되었는지도 검토해 볼 일입니다.

A4) System Configuration은 질문 1)의 설명으로부터 이미 이해했습니다. 보여줄 필요가 없습니다. 다만 고압가열기로 사용하는 Heating Medium이 무엇인가가 궁금할 따름입니다.

A1-1) BFW 예열기를 무엇으로 가열하느냐에 달려 있는데 발생된 고압 과열스팀은 가열용으로 사용할 수 없고 Turbine 추출 중, 저압 스팀을 이용하거나 Air Preheater를 거쳐 Stack으로 배출되기전 Flue Gas를 이용하여 가열할 수도 있습니다.  이중 Economizer라고 부르는 것은 후자를 흔히 말합니다.

우리말로 "절탄기"인데 석탄을 연소하는 증기기관에서 연소가스로 물을 가열하여 포화스팀과 과열스팀을 만들면서 배출되는 연소가스를 BFW 가열하는데 사용함으로써 급수 온도가 올라가 스팀이 많이 생산될 수 있어서 결과적으로 석탄을 절약할 수 있었던 것에서 비롯된 용어입니다.

A1-2) 고압가열기는 아마 터빈추출 중압, 저압 스팀을 Desuperheating시켜 사용하는 가열기로 보입니다.  이 고압급수가열기를 Bypass 시킨다면 중, 저압스팀 사용량은 줄겠지만 급수온도는 내려가 고압 증발스팀량이 줄어들겠지요.

A1-3) 탈기기를 거치고도 "Boiler 약품"을 투입하여 Boiler 수를 처리하는데 이 약품의 성분은 주로 "부식방지제", "분산제", "PH 조정제", 등으로 구성됩니다.

A2) 고압급수 가열기 튜브가 파열된 원인이 무엇인지 해당기기의 "History Card"를 열람해 보도록 하세요.  튜브를 보수했다고 하면 튜브파열의 원인진단과 함께 처리 방법, 처리비용 등이 적혀있을 터이니까요.  이 것이 없다면 시설 관리가 잘 안되고 있다는 증거에 해당합니다.

Tube Sheet의 어느 부위가 파열되었는지, 어떤 형태로 파열되었는지 확인해 볼 필요가 있는데 Tube 외부인지 내부인지, Tube 중간인지 말단부분인지, Tube Sheet 가까운 부분인지, Tube Sealing 부분인지.. Tube 두께가 얇아져 파열된 것인지, 변형되어 있었는지.. 등의 조사가 필요한 부분입니다.   장기간 사용으로 부식되어 Tube 두께가 얇아져 Tube 축방향으로 파열된 상태이거나 Tube표면이 미세한 Hole로 패인 모양(곰보현상)이 라고 한다면 Boiler 급수관리 불량으로 인한 부식현상이 맞습니다.

A3)설계, 제작 자체가 고온 고압에 견딜수 있도록 되어 있었을 것이므로 고온 고압에 의한 파열일 것으로는 보이지 않습니다.  혹시 밀봉된 열교환기 상태에서 액체의 열팽창으로 파손되었는지도 검토해 볼 일입니다.

A4) System Configuration은 질문 1)의 설명으로부터 이미 이해했습니다.  보여줄 필요가 없습니다.  다만 고압가열기로 사용하는 Heating Medium이 무엇인가가 궁금할 따름입니다.

종피리 azzie

18-08-21 21:47