게시판 > 질답게시판 > 응축수 배관의 water hammer

스테파노 Stefano

16-11-01 15:08

(1) 고압수증기의 응축수는 압력이 낮아지면 일부가 증발되어 낮아진 압력에 해당하는 포화수증기가 발생하고 그 온도의 응축가 남습니다. 낮은 압력의 스팀은 다시 이용할 수 있습니다.

수증기가 찬물과 직접 만나게 되면 해머링현상이 나게 되는데 그 이유는 부피가 큰 수증기가 순식간에 물의 부피로 줄어들면서 압력충격을 주기 때문입니다. 응축수와 물의 경우에는 잘 섞이도록 하면 그 현상이 거의 나타나지 않습니다 .

(2) 따라서 Steam 사용처 Trap 후단에 Flash Drum을 두고 기상은 감압발브를 거쳐 저압스팀으로 사용하고 액상은 액면조절기를 두고 물배관에 Mixing Nozzle 삽입하여 혼합하도록 하는 것이 권장됩니다.

(3) 저압스팀 사용처가 없는 경우에는 (열손실은 있지만 )Trap 출구 응축수를 간접냉각시킨 후 Mixing Nozzle을 이용하여 물과섞어 방출하면 됩니다.

참고: https://www.google.co.kr/search?q=mixing+nozzle&biw=2178&bih=1149&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwj1jqDw8IbQAhXMnZQKHf3VCJgQsAQIHA&dpr=0.75#tbm=isch&q=%22Tank+heating+mixing+nozzle%22

greentea skehwkf

16-11-01 15:20

답변 감사합니다. Water hammer 관련한 지식이 많이 없어 열심히 찾아보고는 있지만 아직 부족합니다.

1) 만약 flash drum을 놓을 만한 여력이 되지 않아, 10%의 재증발증기를 가지고 있는 응축수배관을 그대로 물배관에 연결하게 되더라도 mix를 잘 하게된다면 (2 phase 응축수 배관에 Mixing nozzle 사용) 큰 water hammer 현상이 일어나지는 않을 거라는 말씀이신가요?
응축수배관과 물배관의 온도차이는 약 8도, 응축수배관길이는 250m 정도 됩니다.

2) 응축수와 물을 잘 혼합하는 경우 water hammer 현상이 줄어드는 이유는 무엇인가요?

3) 또한, 응축수를 간접 냉각 시킬 수 있는 방법은 어떤의미인가요? 열교환기없이 다른 방법을 말씀하신건지 궁금합니다.

지현배

22-05-25 14:35

안녕하십니까, 스테파노님

water hammer에 관하여 몇 가지 질문사항이 있어서 이렇게 글을 남깁니다.

현재 열교환기에 8KG Saturated steam 이 열교환되고 나가는 온도가 150도씨 정도로 응축수가 나가고있습니다.
pressure drop은 0.5KG 정도이고 따라서 나오는 응축수의 압력은 7.5KG정도가 됩니다.

이 과정에서 나오는 응축수의 폐열을 수집하기 위해 응축수에 열교환기를 추가로 설치하여 55도씨의 DW와 2차 열교환을 하고자 합니다.

2차 열교환기 후에 최종 TARGET온도가 80~130도씨 정도 될것으로 예상하고있습니다.

저는 나오는 응축수에 추가 HEATING을 가하지 않는이상 재증발 증기는 일어나지 않는다고 판단했는데, 위원회 회의에서 이 과정에서 재증발증기가 발생하여 WATER HAMMERING을 우려하고 있는 상황인데 이러한 상황에서 어떻게 조치를 해야할지 감이 안잡히는 상황입니다.

정확히 Water hammering 이 발생하는 이유가 재증발 증기 때문에 맞는건지 이러한 경우에는 어떻게 판단해야하지는 여쭙고 싶어서 이렇게 문의를 남깁니다.

감사합니다~

스테파노 Stefano

16-11-02 10:43

1A) Hammering 현상이 나타나는 이유는 압력이 유지되고 있던 공간이 없어져 갑자기 수축되면서 액과 액이 부딛치기 때문입니다. 그러므로 응축수에서 Live Steam이 발생하지 않으면 Knocking 현상은 일어나지 않습니다. 액끼리 부딛침을 완충하기 위하여 공기를 일부러 투입하면 소음이 크게 줄어들기도 합니다.

2A)따라서 응축수 배관안에 Steam이 섞여있으면 Knocking 현상이 나타나기 때문에 응축수를 배출하는 곳에서 온도가 높지 않아야 Hammering을 방지할 수 있습니다.

3A) Steam을 직접 Mixing Nozzle에 투입하여 물을 직접가열하는 경우, 심한 Knocking 현상은 나타나지 않지만 물이 끓어오르는듯한 연속적 소음은 나타납니다. Two-Phase로 불규칙한 압력 변화의 응축수 흐름은 Mixing Nozzle을 사용하여도 Steam의 경우보다 불규칙한 소음이 더 나타날 수 있기 때문에 Two-Phase 응축수가 직접 냉각유체와 직간접으로 접촉되지 않도록 하는 것이 중요합니다.

이런 이유로 소형 Flash Drum (Condensate Pot)를 두는 것이지요. Steam Trap에서 Condensate Pot로 Flashing되어 배출되면 일단 응축수의 일부가 부분적으로 Flash Steam으로 되고 남는 응축수를 Orifice나 밸브를 사용하여 서서히 흐르도록 하고 이를 간단한 Double Pipe 냉각관을 거치게 한 다음 끝에 Mixing Nozzle를 달아 물과 혼합하도록 하면 될 것입니다. Douple Pipe도 열교환기 종류 중 하나입니다.