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  LNG 저장탱크 BOG 발생 관련 질문입니다.
  글쓴이 : CHLOE   고유ID : yu45599     날짜 : 17-03-08 14:17     조회 : 2019    
안녕하세요, 스테파노님! 궁금한 사항이 있어 문의드립니다.
탱크로리로부터 저장탱크로 LNG 하역 시 BOG 발생량을 억제하기 위해 냉각기를 설치하고자 합니다.
저장탱크 내 LNG 일부를 냉각기로 순환시킨 후 저장탱크 spray nozzle로 분사하는 시스템입니다.
BOG최대 발생량 및 냉각기 필요열량까지는 산정했는데, 다음부터 진행이 안되네요 ㅠㅠ
1. 냉각기를 거친 LNG가 저장탱크 상부 spray nozzle로 분사되면 저장탱크 내 LNG, BOG 온도가 낮아질텐데, 온도저하만큼 압력도 낮아지나요? 아님 계속 온도만 낮아지나요?
2. 하역 시 저장탱크 안전밸브가 터지기 전까지만 압력이 상승해야 BOG가 방출되지 않지요..?맞나요..?
어떻게 냉각기 가동 시작조건(온도,압력)을 계산해야 할 지 모르겠어요! 계산식좀 부탁드립니다.ㅠㅠ
(냉각기는 항시 가동이 아니라, 하역 전 일정시간(하루정도) 가동할 계획입니다.)

스테파노 Stefano   17-03-08 15:10
하역시 BOG 유량을 정확히 추정하기는 어렵습니다.  대신 최소한의 양만 배출하도록 시스템이 설계되어 있다면 크게 줄겟지만 액상투입라인만 갖춘경우라면 투입액량에 부피에 해당하는 증기부피는 BOG Line으로 배출될 것입니다.

A1) 냉각된(Subcooled) LNG 액을 분사하여 Tank 내의 액의 온도가 떨어졌다고 하면 그 온도에 해당하는 증기압이 낮아지기 때문에 Sytem 내에 존재하는 액상의 압력이 낮아집니다.  순수한 물질의 경우 온도와 증기압은 함께 변합니다.  온도가 낮아지면 증기압도 낮아지기 때문에 그에 따라서 압력도 낮아지기 때문입니다.

A2) LNG Tank에서 Storage Tank에 Unloading시 안전밸브가 터질정도로 압력이 상승되지는 않을 것입니다.  안전밸브는 정상운전중에는 동작하지 않도록 설계되기 때문이지요. 

BOG(Boil Off Gas)는 Tanklorry로부터 액상의 유체가 저장탱크에 채워질때 저장탱크에 들어있던 증기가 배출될 때 발생되는 것이고 액의 온도가 높을 수록 증기 발생량이 늘어납니다.  만일 Unloading 액상관과 Vapor Equalizing Line(VEL)이 함께 연결되어 있다면 BOG의 유량이 크게 줄겠지만 Vapor Equalizing Line이 없다면 투입하는 액상의 부피만큼의 증기는 배출되어야 할 것입니다.

BOG 억제를 위해 시도하려는 시스템의 기능을 바탕으로 증발증기부하 혹은 냉각부피로부터 계산해야 할 것이므로 요구하는 시스템 사양에 대해 조사해 보도록 하세요.

미리 저장탬크에 남아있는 액을 순환하면서 일정온도고 떨어뜨리는 것을 가정하고 순환펌프에 의해 발생되는 열량등을 고려해서 추정하는 수 밖에 없을듯 합니다.  가동상황이 수시로 바뀔 수 있기 때문에 최악의 조건에서의 설계조건과  합리적 설계여유치를 고려하여 설계에 반영되어야 할 것입니다.   

예를 들어 탱크에 남아있는 액의 온도를 일정 시간에 걸쳐 온도를 떨어뜨리는 용량으로 계산한다면
(냉각부하, kcal/h) = (액량, kg) * (비열, kcal/kg℃) * (과냉을 위한 온도차 ℃) / (냉각소요시간, h) ....(1)

증발되는 증기 유량을 알고 있는 경우라면
(응축부하, kcal/h) = (증기 유량, kg/h) * (응축잠열, kcal/kg)....................................................(2)
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