게시판 > 질답게시판 > 압력해소량 관련해서 문의드립니다.

스테파노 Stefano

15-12-31 10:59

(1) 우선 시스템을 이해할 필요가 있습니다.

암모니아가 배출되는 조건은 기상일 것이므로 과냉된 상황은 고려할 필요는 없을 것입니다. 배출온도, 배출압력 조건에서 응축되지 않는 증기중 배출압력을 1kg/cm2 초과하는 증기만 배출한다고 보고 그 양을 계산하고자 하는 것입니다.

시스템내의 부피가 정해져 있지 않기 때문에 시스템 부피 m^3당 배출해야할 NH3 증기량을 계산해야 하겠지요. 그래서 분출량의 단위가 mass/volume으로 되어 있습니다.

(2) 계산은 이상기체 방정식을 이용하면 됩니다. (*주의: 압력과 온도는 모두 절대값을 사용해야 합니다.)

PV = n R T.....................................(1)
n/V = P/RT....................................(2)
Δ(n/V) = Δ(P/RT) = ΔP/RT..............(3) R=이상기체 상수(하기 참조), T=상수(=배출온도 413.15 K)

위의 (3) 식으로부터 ΔP=1kgf/cm2 일 때의 Δ(n/V)값을 먼저 구하면 kg-mole/m3의 단위의 값이 얻어지는데 이를 kg/m3 단위로 고치기 위해 분자량 (17.xx kg/kg-mole)을 곱하면 됩니다.

P=[kgf/cm2 abs], T = [K], n = [kg-mole], V=[m3],
R = PoVo/n/To = 1.033227 kgf/cm2*22.414 m3/1 kg-mole/273.15K = 0.084784 (kgf/cm2)/m3/kg-mole/K

(3)직접계산해서 답글로 올리세요. 아마 새해 첫 게시물이 될지도 모르겠습니다.

새해	16-01-05 13:56

Stafano 님을 비롯해서 이 글을 읽으시는 모든 분들 새해 복 많이받으시기 바랍니다.

(1) 답변해주신 것들을 바탕으로 Δ(n/V)를 구해보았습니다.
Δ(n/V) = ΔP/RT = 1kgf/cm2 / {0.084784 (kgf/cm2)/m3/kg-mole/K} * 313.15K (여기서 배출온도가 40℃ 이므로 413.15K 가 아닌 313.15K 로 했습니다.)
위 식에 분자량 17kg/kg-mole를 곱해서 나온 최종 결과과
Δ(n/V) = 0.66kg/m3

(2) 시스템 부피라고 말하셔서 제가 공부하는 자료의 암모니나 Condenser 부피가 10.3m3여서,
1kg/cm2을 낮추는데 필요한 Vent량은 위에서 구한 0.66kg/m3 * 10.3m3 = 6.80kg라고 구해봤습니다.

(3) 이 시스템(암모니아 Condenser)에 안전밸브가 존재하는데, 이 안전밸브의
정격소요배출용량은 14,629kg/hr(=4kg/sec)입니다.

(4) 그렇다면 1kg/cm2을 낮추는데 필요한 Vent 시간은 6.80kg / (4kg/sec) = 1.7sec
약 1.7초 동안 Vent가 제대로 이루어진다면 압력을 해소할 수 있다고 판단합니다.

제가 계산한 것들이 맞는지 부족한 부분이 있으시면 가르침 감사히 받고 싶습니다.

스테파노 Stefano

16-01-05 14:36

맞는 계산입니다. 수고하셨습니다. 그러나 PSV 계산에서는 상승을 방지하기 위한 양을 배출하는 시간을 점검하는 방법을 취하지 않고 PSV가 배출되고 있더라도 압력이 계속 상승한다면 그 상승폭이 안전밸브 설정치의 10%(화재시엔 21%)를 넘지 않도록 해야한다는 것입니다. 여기서 말하는 "상승폭"은 바로 "Accumulation"이라고 합니다.

이를 고려해서 시스템 설계자는 PSV의 구경크기도 중요하지만 PSV 배출구측에 걸리는 배압도 중요하다는 것을 인식하고 배출구측의 배관경과 배출 Header에 걸리는 배압(Back Pressure)도 함께 고려해야 합니다.