게시판 > 질답게시판 > fired heater 질문입니다.

스테파노 Stefano

10-07-20 15:28

(1) 우선 먼저 열관리기술 서적을 먼저 읽어보면 손쉽게 많은 지식을 얻을 수 있습니다. 서점에서 "열관리기사"수험서를 구입해서 읽어보도록 하세요. 공학을 전공하지 않았더라도 5일~7일 정도면 독파할 수 있습니다. 책값도 아주 쌉니다.

(2) Fired Heater의 효율 개선을 위해서는 우선 가동되고 있는 Heater의 열정산이 먼저 이루어져야 합니다. 앞서 소개한 서적에서도 열정산 방법이 자세히 소개 되어 있으므로 직접 해보고 효율을 높일 수 있는 방안을 찾도록 하세요.

정성적으로는 1)과잉 공기의 사용량을 줄이고 2)연도가스의 온도를 낮추고 3)공기를 예열하여 연소상태가 좋도록 하고 4) 산소의 농도가 높은 공기를 사용하고 5)열손실을 방지하며, 6)Blow Down Water의 열량을 활용하고 7)수처리를 잘한 급수를 사용해서 Blow-down 량을 줄이며, 8)Heater의 내외부의 Scale의 제거를 자주하여 열전달이 잘 일어나도록 한다는 것 등이 있습니다.

이중 어느 것을 중점적으로 해야할 것인가를 결정하기 위해서라도 앞서 설명한 열정산은 필수적입니다. 열정산은 아주 어려운 것도 아니고 생각처럼 손쉬운 것도 아닙니다. Internship 책임자에게 자주 문의해가면서 풀어가도록 하세요.
"어찌하오리까?"만으로는 안되겠지요.

난초꽃피다

10-07-20 16:19

아! 정말 감사합니다. 열심히 하겠습니다.!

푸르른탱이 sigp77

10-07-20 19:40

우선 Fired Heater (가열로) 로를 이해하려면, API560 Standard (American Petroleum Institute) 책자를 찾아서 보시기 바랍니다.

근래 연료비가 지속적으로 상승함에따라 많은 석유화학 및 정유회사에서 Heater 효율 개선에대한 관심이 많은 것으로 알고있습니다. 연료비 절감을 위해서는 다음의 몇 가지 Case 를 고려하게 됩니다.

1. 대류부 (Convection Section) 에서 빠져나가는 Fluegas (연소가스) 의 온도를 낮추는 방법. 보통 Future Tube Row 라고 하여 최초 Convection Section 을 설계할 때 나중에 가열로의 용량 증대를 위해서 고려하는 부분이 있는데, 이 부분에 추가적인 Tube 를 삽입하여 대기로 빠져나가는 Fluegas 의 온도를 낮추고 대신 그 Enthalpy 에 해당하는 열을 Tube 에서 추가적으로 흡수하여, 결과적으로 Burner 에서의 발열량을 줄여 연료를 절감하는 방법이 있습니다.

2. 두번째 방법은, Burner 에서 연료를 연소할 때 필요한 Air 를 Preheating (예열) 하는 방법입니다. 만약, 현재 설계된 가열로가 대기온도의 Air (Ambient Air) 를 공급하여 Firing 되고 있다면 Air 를 Fluegas 와 병렬로 접촉하여 200~300 deg.C 까지 예열하여 공급할 수 있는 Air Preheater 를 설치하는 방법입니다. Air Preheater 를 설치시 별도로 Forced Draft Fan 과 Induced Draft Fan 이 설치되어야 합니다. 이 방법도 첫번 째 방법과 동일하게 대기로 나가는 Fluegas 의 온도를 낮추는 대신 그에 해당하는 열을 이용 Air 를 Heating 함으로써, 연소시 Cold Air (대기온도의 Air) 로 인한 열손실을 방지하는 방법입니다.

3. 세번째 방법은, 가열로에서 일어나는 내화물에서의 열손실을 줄이는 방법입니다. 일반적으로 가열로의 최외각 철골 (Casing) 의 온도는 82 deg.C 이하게 되어야 합니다. 그에따라 내화물의 두께 및 재질을 선정하게 되는데요. 이 내화물의 재질을 상위 재질로 Upgrade 하여 교체하거나, 해당 내화물의 두께를 추가하게 되면 대기로 손실되는 열손실을 막게됩니다. 일반적으로 내화물에서 손실되는 열손실은 전체열의 1.5~2.5% 로 적은 열량이 아니기 때문에, 내화물을 개선함으로써 연료절감의 효과를 볼 수 있습니다.

4. 만약 가열로의 연료가 Gas 가 아닌 Oil 이라면, Oil 을 장기간 연소시 Dust 및 Particulate 가 생성되는데 이것이 Convection Section (대류부) 의 Studed Tube (전열면적을 높기위해 Tube 에 Stud를 용접한 것) 사이에 끼어 열효율을 상당히
떨어뜨립니다. 즉, Convection Section 외부로 나가는 연소개스의 온도가 올라가게 됩니다. 이 Studded Tube 에 적절한 Sootblowing 이나, Mechanical Cleaning 을 하여 Soot 를 제거하면 Tube 열전달이 원할하여 연료비가 또한 절감될 수 있습니다.

이외에 추가적으로 몇가지 방법이있지만, 모두 열손실을 줄이거나 폐열을 회수하는 방법입니다. 도움이 되었으면 좋겠습니다.

우선 Fired Heater (가열로) 로를 이해하려면, API560 Standard (American Petroleum Institute) 책자를 찾아서 보시기 바랍니다.

근래 연료비가 지속적으로 상승함에따라 많은 석유화학 및 정유회사에서 Heater 효율 개선에대한 관심이 많은 것으로 알고있습니다. 연료비 절감을 위해서는 다음의 몇 가지 Case 를 고려하게 됩니다.

1. 대류부 (Convection Section) 에서 빠져나가는 Fluegas (연소가스) 의 온도를 낮추는 방법. 보통 Future Tube Row 라고 하여 최초 Convection Section 을 설계할 때 나중에 가열로의 용량 증대를 위해서 고려하는 부분이 있는데, 이 부분에 추가적인 Tube 를 삽입하여 대기로 빠져나가는 Fluegas 의 온도를 낮추고 대신 그 Enthalpy 에 해당하는 열을 Tube 에서 추가적으로 흡수하여, 결과적으로 Burner 에서의 발열량을 줄여 연료를 절감하는 방법이 있습니다.

2. 두번째 방법은, Burner 에서 연료를 연소할 때 필요한 Air 를 Preheating (예열) 하는 방법입니다. 만약, 현재 설계된 가열로가 대기온도의 Air (Ambient Air) 를 공급하여 Firing 되고 있다면 Air 를 Fluegas 와 병렬로 접촉하여 200~300 deg.C 까지 예열하여 공급할 수 있는 Air Preheater 를 설치하는 방법입니다. Air Preheater 를 설치시 별도로 Forced Draft Fan 과 Induced Draft Fan 이 설치되어야 합니다. 이 방법도 첫번 째 방법과 동일하게 대기로 나가는 Fluegas 의 온도를 낮추는 대신 그에 해당하는 열을 이용 Air 를 Heating 함으로써, 연소시 Cold Air (대기온도의 Air) 로 인한 열손실을 방지하는 방법입니다.

3. 세번째 방법은, 가열로에서 일어나는 내화물에서의 열손실을 줄이는 방법입니다. 일반적으로 가열로의 최외각 철골 (Casing) 의 온도는 82 deg.C 이하게 되어야 합니다. 그에따라 내화물의 두께 및 재질을 선정하게 되는데요. 이 내화물의 재질을 상위 재질로 Upgrade 하여 교체하거나, 해당 내화물의 두께를 추가하게 되면 대기로 손실되는 열손실을 막게됩니다. 일반적으로 내화물에서 손실되는 열손실은 전체열의 1.5~2.5% 로 적은 열량이 아니기 때문에, 내화물을 개선함으로써 연료절감의 효과를 볼 수 있습니다.

4. 만약 가열로의 연료가 Gas 가 아닌 Oil 이라면, Oil 을 장기간 연소시 Dust 및 Particulate 가 생성되는데 이것이 Convection Section (대류부) 의 Studed Tube (전열면적을 높기위해 Tube 에 Stud를 용접한 것) 사이에 끼어 열효율을 상당히
떨어뜨립니다. 즉, Convection Section 외부로 나가는 연소개스의 온도가 올라가게 됩니다. 이 Studded Tube 에 적절한 Sootblowing 이나, Mechanical Cleaning 을 하여 Soot 를 제거하면 Tube 열전달이 원할하여 연료비가 또한 절감될 수 있습니다.

이외에 추가적으로 몇가지 방법이있지만, 모두 열손실을 줄이거나 폐열을 회수하는 방법입니다. 도움이 되었으면 좋겠습니다.

난초꽃피다

10-07-21 08:45

정말 감사합니다. 효율을 높이는 키워드가 있는것 같습니다.

방희수 rhodes

10-07-26 12:57

실질적으로 현장에 적용될만한 것이라면

Excess O2를 줄이거나
Oil을 사용하는 Heater라면 Chemical Cleaning을 주기적으로 하는 것

그리고 투자를 많이 수반하지만 Air Preheater를 신설/추가하는 것 정도겠네요

아마 위와 같은 내용들은 선배들께서 다 알고 있는 내용일 것입니다. 실제 운전 자료를 잘 Manipulate하여 위의 사항들을 적용한 뒤의 예상 결과를 정리하면 어느정도 윤곽은 잡을 수 있지 않을까 하네요