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  heater 열량 계산 질문입니다.
  글쓴이 : pneuma   고유ID : cjtzl     날짜 : 18-10-04 08:38     조회 : 117    
fuel gas를 사용하고 있는 heater의 열량을 구하고 싶습니다.

composition과 vol %를 알고 있는데, 어떤 방식으로 구해야하나요?

Q=cmt 공식으로 구하는 게 아닌거 같은데, 저위발열량? 이런 공식을 사용해서 구해야하는 건가요?

그렇다면 필요한 수치들이 어떤 것들이 있을까요?

스테파노 Stefano   18-10-04 13:28
(0) 질문이 명확하지 않습니다.  질문 주제는 <Heater의 열량 구하기>라고 도입하고 있는데 질문 내용은 <Fuel Gas 연소계산>을 의미하고 있는 것으로 보이기 때문입니다. 

(1) 일반적으로 <Heater Duty>라고 하면 "Heater의 기능을 발하기 위해 전달되어야 하는 <Net 필요 열량>"을 말하는데 이 값은 Heater의 기능을 발위하기 위해 절대적으로 필요한 열량이며, 보통 공정유체의 승온열량, 증발열량, 분해반응, 과열열량과 함께 Heater에 함께 딸려있는 Steam 발생열량등을 모두 합한 <Net Heat Absorbed>를 의미합니다.  열량의 용어 정의가 모호할 경우 자세히 설명을 해줄 필요가 있습니다. 

(2) 이 열량을 연료로 공급할 경우 열효율을 고려하여 <Gross Heating Duty>에 해당하는 연료를 공급해야 합니다. 
Gross Heating Duty를 <연료의 저발열량>으로 나눈 값이 연료소비량이 됩니다. 

(Gross) Heating Heater Duty = (Net) Preheating /(Heater Efficiency) ...(1)

(3)연료 소비량 (Fuel Required)

Fuel Required = (Gross Heating Value)/(Lower Heating Value of the Fuel) ...(2)

(4) 연료의 저위 발열량 (Lower Heating Value)

Lower Heating Value of the Fuel = Σ {(Molar of Mass) Fuel Composition * (Molar or Mass) Heating Value} ...(3)

<계산예>

(Propane * Butane 혼합물 저위 발열량 kcal/kg-mole)
= (프로판 농도 * Propane 저위발열량) + (부탄농도 * Butane 저위발열량)
     
pneuma cjtzl   18-10-05 08:47
아 제가 질문에 대한 설명이 부족했네요...

Heater에 사용되는 연료는 Fuel Gas(Mixed)이고, 3ton/hr가 들어가며

조성은 methane, hydrogen, ethane, butane 등 입니다.(fired heater)

해당 heater의 data sheet에는 heat absorbed duty가 33.132 MMkcal/hr인데, heat absorbed duty가 의미하는 것이

Heater가 감당할 수 있는 capa'를 의미하는 것인건가요?

또, <계산예>에서 농도는 어떤 단위의 농도가 사용되는지 궁금합니다. vol %로 해야되는지, vol ppm인지,,,

저위발열량은 각 물질마다 정해져있는 고유값인가요?
스테파노 Stefano   18-10-08 01:46
(1) <Heat absorbed duty>
이는  Heater에서 연료로 연소해서 공정물질에 실제로 전달된 열량을 말합니다. 

반대로 연료를 사용하여 연소된 열량은 <Heat fired duty>로 구분할 수 있습니다.  참고로... 이 때 Heater 열효율은 다음과 같음을 알 수 있습니다.  열효율이 낮은 Heater는 1) Flue Gas로 열량이 많이 배출되거나 2) 열손실이 많거나  3)버너 연소효율이 낮아서 나타나는 결과이지요. 

 Heater Efficiency, % = (Heat absorbed / Heat fired ) *100% .......(1)

(2) Fuel Gas의 연소열 계산은 주로 <Mole Fraction> 또는 <Mole % > 농도를 사용합니다.  또한 Fuel Gas의 경우 Mole 농도는 Vol 농도와 같은 것으로 적용하는 것이 일반적입니다. 

ppm단위의 성분에 해당하는 성분은 무시하고 계산해도 무리가 없습니다.  ppm 농도의 성분은 무시하고 나머지 성분들이 100 mol % (혹은 vol %)라고 보고 연료의 발열량을 계산하면 됩니다. 

(3) 저위 발열량은 고위 발열량으로부터 생성되는 수증기가 0℃에서 응축될 때 방출하는 잠열만큼 빼 준 값에 해당합니다.  핸드북 등에는 고유 성분별로 고위 발열량(Higher Heating Value, HHV)와 저위 발열량(Lower Heating Value, LHV; 혹은 Net Heating Value, NHV)값이 함께 나타나 있습니다.  물질마다 특정온도, 압력값에서 고유의 값을 가집니다.
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