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스테파노 Stefano

09-01-11 21:48

(1) 기본 개념
연소공기의 온도 (Ta) 와 연소 후 연소가스의 온도(Tg)는 일정하고 연료만의 온도(Tf)가 기준온도(Tfo)보다 낮아졌을 때 추가로 소요되는 연료 뿐 만아니라 이를 연소하기 위한 추가 공기의 가열을 위해 필요한 열량을 함께 고려해야 할 것입니다. 열정산에 의해 이루어져야 하지만 개략적으로 다음과 같은 기준으로 계산하면 될 것입니다.

연료의 가열을 위해 가열로는 전열부하가 그만큼 늘어나지만 가열로 내에서 연료의 (실제온도-->기준온도까지)가열과 연료용 공기의 (공급온도에서 연소가스 온도까지) 가열하는데 소비되기 때문에 가열로 출력은 변동이 없겠지요.

기준 연료 소비량, mfo = Q/(LHV*η).............................................(1) 기준 메탄온도 공급시 필요연료량
연료 공급온도 감소에 따른 추가 연료 소요량 Δmf = ΔQ/(LHV*η).......(2)

Q = 가열로 정격 가열열량
LHV = 연료 저위 발열량
η = 가열로 효율

(2) 추가 소요 열량의 계산

위의 (2)식으로 추가 연료 소요량을 계산 하려면 ΔQ를 계산해야 하는데
소요 열량 증가량 ΔQ는 실제로는 다음과 같은 여러 계산 항목이 내재되어 있습니다.
1) 기준연료 가열 소요 열량, q1
2) 추가 연료 가열 소요 열량, q2
3) 추가연료 연소용 공기의 가열 소요열량, q3
4) 추가 연료의 가열을 위한 추가 연료 가열 소요열량, q4
5) 추가 연료의 가열을 위한 추가 연료 연소용 공기 가열 소요 열량, q5
6)....

ΔQ = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + .........................................(3)

이는 Tayler Series와 같은 모양으로 끝없이 계속되지만 이중에서 1,2,3 항 정도만 계산해서 개략 산출합니다.
자세한 연료 증가량은 정밀한 열정산에 의해 계산해야 합니다.

Tfo = 연료 기준온도, Tf = 연료 실제온도( 하락된 후 온도)
Ta = 연소용 공기 온도, Tg = 연소 가스의 배출온도
Cpf = 연료의 비열, Cpa = 공기의 비열
mfo = 기준 연료 소요량, ma = 기준 연료 연소 시 필요한 공기량

기준 연료 가열을 위한 열량 q1 = mfo * Cpf * (Tfo-Tf)...............................(4)
추가연료 가열 소요열량 q2 = Δmf * Cpf * (Tfo-Tf)...............................(5) Δmf =q1/(LHV*η) ..........(5a)
추가연료 연소를 위한 공기의 가열 소요열량 q3 = Δma * Cpa * (Tg - Ta)......(6)

추가 연료 가열용 공기량 Δma = (공기/연료비)*(Δmf) ...............................................................(7)
(이 값은 기존 가열로의 (공기/연료비) 값을 동일하게 적용하여 추가되는 연료량에 곱하여 계산.)

ΔQ ≒ q1 + q2 + q3.........................................(3a)

(3) 추가 연료 소요량 계산,

Δmf ≒ ΔQ/(LHV*η)........................................(2a)

위의 (2a)식에 (3a)식을 대입하여 추가 소요 연료의 양을 개략적으로 구할 수 있는데 이는 가열로에 현재 사용하는 연료의 연소열과 발열량 및 열효율로부터 계산하는 수식입니다.

연료의 가열을 위해 가열로는 전열부하가 그만큼 늘어나지만 가열로 내에서 연료의 (실제온도-->기준온도까지)가열과 연료용 공기의 (공급온도에서 연소가스 온도까지) 가열하는데 소비되기 때문에 가열로 출력은 변동이 없겠지요.

기준 연료 소비량,  mfo  =  Q/(LHV*η).............................................(1)  기준 메탄온도 공급시 필요연료량
연료 공급온도 감소에 따른 추가 연료 소요량  Δmf  =  ΔQ/(LHV*η).......(2)

Q = 가열로 정격 가열열량
    LHV = 연료 저위 발열량
    η = 가열로 효율

(2) 추가 소요 열량의 계산

위의 (2)식으로 추가 연료 소요량을 계산 하려면  ΔQ를 계산해야 하는데 
     소요 열량 증가량 ΔQ는 실제로는 다음과 같은 여러 계산 항목이 내재되어 있습니다. 
     1) 기준연료 가열 소요 열량, q1
     2) 추가 연료 가열 소요 열량, q2
     3) 추가연료 연소용 공기의 가열 소요열량, q3 
     4) 추가 연료의 가열을 위한 추가 연료 가열 소요열량, q4
     5) 추가 연료의 가열을 위한 추가 연료 연소용 공기 가열 소요 열량, q5
     6)....

ΔQ = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + .........................................(3) 
        
이는 Tayler Series와 같은 모양으로 끝없이 계속되지만 이중에서 1,2,3 항 정도만 계산해서 개략 산출합니다. 
자세한 연료 증가량은 정밀한 열정산에 의해 계산해야 합니다.

Tfo = 연료 기준온도,      Tf   = 연료 실제온도( 하락된 후 온도)
    Ta = 연소용 공기 온도,   Tg  = 연소 가스의 배출온도
    Cpf =  연료의 비열,        Cpa =  공기의 비열
    mfo = 기준 연료 소요량,  ma =  기준 연료 연소 시 필요한 공기량

기준 연료 가열을 위한 열량  q1 =  mfo * Cpf * (Tfo-Tf)...............................(4)
추가연료 가열 소요열량       q2 =  Δmf * Cpf * (Tfo-Tf)...............................(5)  Δmf =q1/(LHV*η) ..........(5a)
추가연료 연소를 위한 공기의 가열 소요열량   q3 = Δma * Cpa * (Tg - Ta)......(6)

추가 연료 가열용 공기량    Δma = (공기/연료비)*(Δmf) ...............................................................(7) 
(이 값은 기존 가열로의 (공기/연료비) 값을 동일하게 적용하여 추가되는 연료량에 곱하여 계산.)

ΔQ ≒ q1 + q2 + q3.........................................(3a)

(3) 추가 연료 소요량 계산,

Δmf  ≒  ΔQ/(LHV*η)........................................(2a)

위의 (2a)식에 (3a)식을 대입하여 추가 소요 연료의 양을 개략적으로 구할 수 있는데  이는 가열로에 현재 사용하는 연료의 연소열과  발열량 및 열효율로부터 계산하는 수식입니다.