게시판 > 질답게시판 > 가스 온도에 따른 연료 사용량 상관관계

스테파노 Stefano

08-01-09 19:31

고비점의 연료를 예열하거나 공기를 예열하여 연소시키큰 경우 연료와 공기의 혼합이 잘되기 때문에 같은 공기과잉율에서도 불완전 연소 되는 경향이 작습니다. 따라서 동일한 완전 연소를 목표로 하는 경우 예열된 연료나 예열된 공기를 사용하는 경우가 불필요한 과잉공기를 연소가스 온도고 가열해서 배출하는 에너지 만큼의 에너지 손실을 절감할 수가 있습니다.

예열온도와 과잉공기의 비율간의 관계는 연료의 종류에 따라 달라질 수 있으므로 일괄적으로 언급할 수 없지만 혹시 인터넷에서 이러한 자료를 찾아볼 수 도 있지 않나 생각됩니다. 연료 및 연소 혹은 열관리 관련 서적에서도 예열공기를 사용하는 경우와 사용하지 않는 경우의 비교가 되어 있을 것으로 생각됩니다만..

추후에 독자중에 이런 자료의 예가 있으면 이곳에 답글로 올려주기 바랍니다.

ray rayman9801

08-01-11 11:30

언제나 자세한 답변에 감사드립니다.
앞서 언급한 것 처럼 LNG의 경우에는 보온을 하지 않지만, combustion air의 경우 공정 폐스팀을 이용하여 예열을 한 후 사용을 합니다. (예열 온도 약 190도)
대기온도가 내려갔을 때 combustion air의 예열 온도를 비교해 보니 대기온도가 높을 때보다 약 3도가 차이가 납니다. 이에 따른 combustion air 양을 추적을 해보려고 했는데 아쉽게 데이터가 없네요
관련 서적을 찾아보려고 하는데 추천할 만한 책은 없나요? 혹 기사책을 찾아보아도 좀 나올까요?(가스기사, 열관리기사)

스테파노 Stefano

08-01-12 13:53

(1) Boiler에 공급되는 Air와 Flue Gas온도가 Boiler Efficiency에 미치는 영향과 관련된 관계 수식이 소개되어 있는 곳을 소개합니다. 이수식 말고도 연료에 따라 달라지는 수식들이 있을 것으로 보이나 출처는 잘 모르겠지만 경험적으로 얻어진 수식인 것으로 보입니다.

http://www.google.co.kr/search?complete=1&hl=ko&q=%22Hassanstein+formula%22&btnG=Google+%EA%B2%80%EC%83%89&lr=

(2) 연도가스와 예열공기온도의 Boiler Efficiency와의 관계수식(예)

Hassenstein formula: 100-K(TG-TA)/CO2%
where K is the factor refered to by msonnet
TG = stack temp in C
TA = ambient in C
CO2% = CO2 expressed as percent

For natural gas the K factors are related to the CO2 as follows...
CO2 K
8 0.457
9 0.466
10 0.476
11 0.486

(3) Hassenstein Coefficients, K 값은 아래 참고서적 p92~93에서 찾아볼 수 있습니다.

Giovanni Petrecca, Industrial Energy Management: Principles and Applications, Kluwer Academic Pub, 1993

http://books.google.com/books?id=0hTBodW0EkIC&pg=PA419&lpg=PA419&dq=hassenstein+boiler+efficiency&source=web&ots=CnG17O6dGT&sig=QznXglUV7Q4OfQ9wO6VPbufN04E#PPA94,M1

제이엔케이 kdu11111

08-01-19 14:55

저는 대한민국의 전문 히터 엔지니어로서 외국기업만 가지고 있는 Know How를 드디어 국내에서도 터득하여
독자적인 기술로 국내 및 전 세계적으로 Service를 해 나가고 있습니다.

효율은 Feul Efficiency 혹은 Thermal Efficiency라는 항목으로 나타내는데 통상 Fuel Efficiency를 주로 사용하죠.
즉, Process가 흡수한 총 열량 / 사용된 Fuel입니다.
Feul이 연소되면서 LHV에 해당하는 열량을 방출하며 이 방출된 열량을 reformer tube가 흡수하고 나머지 flue gas는 대기로 방출되죠. Energy Balance를 잡아보면
Q(combustion) + Q(Fuel) + Q(Air) = Q(Absorbed Duty) + Q(Flue gas duty) + Q(heat loss)
이때, Q combustion은 공급된 공기와 fuel을 reformer내의 flue gas온도로 높이는 데도 사용됩니다.

따라서, 공급되는 Q(fuel), Q(Air)가 높을 수록 히터내의 효율은 높아집니다.

겨울철에 효율이 떨어지는 이유는 이와 같은 연유이며 이를 해결하기 위해 fuel line의 steam tracing은 한국에서 기본사양입니다.

참고자료는 API 560 page 147에 자세히 나와 있습니다.