게시판 > 질답게시판 > 저압 스팀 사용에 대해서.

스테파노 Stefano

15-08-07 14:31

(1) 질문에서 언급한 것처럼 Steam이 연료를 태운 열에너지로부터 얻은 열원이기 때문에 실제로 공장에서는 이를 바로 열원으로 사용하고 있습니다. (스팀은 장점도 있고 단점도 가진 에너지 매체입니다.)

스팀이 열원으로 사용하기 좋은 이유는 아래의 이유에서입니다.
1) 스팀이 가진 잠열이 커서 단위질량당 전달해 주는 에너지가 크다
2) 열원 공급을 위해 압력만 있으면 되고, 주 공급관에 연결하면 아무곳에서나 사용할 수 있어서 분배가 쉽다.
3) 스팀을 열원으로 사용하기 위한 장치로는 열교환기나 전열코일, 전열자켓과 같이 매우 간단하다.
4) 열매로서 화재 ,폭발, 독성, 등의 위험성이 없다.
5) 사용 후 부산물이나 폐기물이 전혀없다.
6) 사용 후 순환 재사용이 가능하다.

그러나 Steam사용상의 단점도 있는데 이는 다음과 같습니다
1) 스팀발생을 위한 고온의 연소시설인 "보일러 장치"가 필요하다.
2) 장거리 수송이 어렵다
3) 사용후 응축수를 회수하는 방법이 번거롭다.
4) 고온이 될수록 전달 잠열이 크게 줄어들거나 (임계점 이상에서) 아예없다.
5) 고온열원으로 사용 하기에는 압력이 너무 높다.
6) 다른 에너지형태로 전환하기 위한 효율이 낮다.

MVR(Mechanical Vapor Recompression) 시스템을 적용하여 얻어지는 저압스팀의 사용처가 마땅치 않음을 이해하고 있는데도 불구하고 왜 질문의 맨 끝부분에서 다시 "열원으로 사용하지 않고 전기를 생산하고 있는가"의 이유를 묻고 있는데 뭔가 질문에서 비약되어 있는 내용 설명이 빠져서 그런 것 같습니다.

(2) 질문을 단순하게 만들어서 "스팀을 발생하여 열원으로만 사용하면 되면 이용효율이 높은데 왜 전기를 생산하는가?"라고 고쳐 이에 대한 답변을 하면..

그 이유는 (1)의 Steam 사용시의 단점 2)~6)에의한 제약때문입니다. 발전된 전기를 에너지원으로 했을때 좋은 점들은 스팀이 가진 단점을 모두 해결해 주고 있기 때문입니다. 즉

스팀으로 전기를 만들어 놓으면
1) 장거리 수송이 용이하다.
2) 사용후 회수하는 물질이 존재하지 않는다. .
3) 전압변동에도 전달 에너지 양은 거의 변동없다.
4) 고온열원으로 사용 하는데에도 문제가 없다.
5) 다른 에너지형태로 전환하기 위한 효율이 매우 높다.

(3) 연료로부터 직접 전기생산 시..
스팀은 연료로부터 얻는 것이기 때문에 연료를 직접 전기로 생산하면 스팀발생과 터빈사용에 따른 효율감소를 막을 수 있고, 실제로 천연가스를 직접연소하면서 터빈을 돌려 얻은 동력으로 발전기를 돌려 생산합니다. 석탄이나 석유인 경우에도 가스화 시켜 가스터빈을 구동하면 스팀을 발생시켜 스팀터빈을 사용하는 경우보다도 효율을 크게 높일 수 있습니다.

(4) MVR을 사용하는 이유는..
공정장치에서 증발되어 나오는 수증기나 고압에서 열 사용 후 배출되는 응축수로부터 발생되는 Steam을 압축하여 다시 공정중에 사용하기위해 MVR (혹은 TVR)등의 방법을 사용하는데 (압력상승과 더불어 온도도 상승하기 때문에) 고온의 스팀으로 다시 만들어 줄 수 있기 때문입니다. 고압으로 압축하려면 오히려 압축동력이 소요되기 때문에 가까운 곳의 사용처에 적당한 압력정도로만 높여줍니다.

(1) 질문에서 언급한 것처럼 Steam이 연료를 태운 열에너지로부터 얻은 열원이기 때문에 실제로 공장에서는 이를 바로 열원으로 사용하고 있습니다.   (스팀은 장점도 있고 단점도 가진 에너지 매체입니다.)

스팀이 열원으로 사용하기 좋은 이유는 아래의 이유에서입니다. 
1) 스팀이 가진 잠열이 커서 단위질량당 전달해 주는 에너지가 크다
2) 열원 공급을 위해 압력만 있으면 되고, 주 공급관에 연결하면 아무곳에서나 사용할 수 있어서 분배가 쉽다. 
3) 스팀을 열원으로 사용하기 위한 장치로는 열교환기나  전열코일, 전열자켓과 같이 매우 간단하다.
4) 열매로서 화재 ,폭발, 독성, 등의 위험성이 없다.
5) 사용 후 부산물이나 폐기물이 전혀없다.
6) 사용 후 순환 재사용이 가능하다. 
  
그러나 Steam사용상의 단점도 있는데 이는 다음과 같습니다 
1) 스팀발생을 위한 고온의 연소시설인 "보일러 장치"가 필요하다.
2) 장거리 수송이 어렵다
3) 사용후 응축수를 회수하는 방법이 번거롭다.
4) 고온이 될수록 전달 잠열이 크게 줄어들거나 (임계점 이상에서) 아예없다. 
5) 고온열원으로 사용 하기에는 압력이 너무 높다.
6) 다른 에너지형태로 전환하기 위한 효율이 낮다.

MVR(Mechanical Vapor Recompression) 시스템을 적용하여 얻어지는 저압스팀의 사용처가 마땅치 않음을 이해하고 있는데도 불구하고 왜 질문의 맨 끝부분에서 다시 "열원으로 사용하지 않고 전기를 생산하고 있는가"의 이유를 묻고 있는데 뭔가 질문에서 비약되어 있는 내용 설명이 빠져서 그런 것 같습니다.

(2) 질문을 단순하게 만들어서 "스팀을 발생하여 열원으로만 사용하면 되면 이용효율이 높은데 왜 전기를 생산하는가?"라고 고쳐 이에 대한 답변을 하면..

그 이유는 (1)의 Steam 사용시의 단점 2)~6)에의한 제약때문입니다.   발전된 전기를 에너지원으로 했을때 좋은 점들은 스팀이 가진 단점을 모두 해결해 주고 있기 때문입니다.   즉

스팀으로 전기를 만들어 놓으면 
1) 장거리 수송이 용이하다. 
2) 사용후 회수하는 물질이 존재하지 않는다. .
3) 전압변동에도 전달 에너지 양은 거의 변동없다.  
4) 고온열원으로 사용 하는데에도 문제가 없다.
5) 다른 에너지형태로 전환하기 위한 효율이 매우 높다.

(3) 연료로부터 직접 전기생산 시..
스팀은 연료로부터 얻는 것이기 때문에 연료를 직접 전기로 생산하면 스팀발생과 터빈사용에 따른 효율감소를 막을 수 있고, 실제로 천연가스를 직접연소하면서 터빈을 돌려 얻은 동력으로 발전기를 돌려 생산합니다.  석탄이나 석유인 경우에도 가스화 시켜 가스터빈을 구동하면 스팀을 발생시켜 스팀터빈을 사용하는 경우보다도 효율을 크게 높일 수 있습니다.

(4) MVR을 사용하는 이유는.. 
공정장치에서 증발되어 나오는 수증기나 고압에서 열 사용 후 배출되는 응축수로부터 발생되는 Steam을 압축하여 다시 공정중에 사용하기위해 MVR (혹은 TVR)등의 방법을 사용하는데 (압력상승과 더불어 온도도 상승하기 때문에) 고온의 스팀으로 다시 만들어 줄 수 있기 때문입니다.   고압으로 압축하려면 오히려 압축동력이 소요되기 때문에 가까운 곳의 사용처에 적당한 압력정도로만 높여줍니다.