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  보일러 내 일정압력을 받을 때 Blow Down 되는 양 문의
  글쓴이 : Stemp   고유ID : friend018     날짜 : 20-02-12 14:40     조회 : 23    
안녕하세요, 항상 이 사이트에서 많은 도움을 받고 있는 엔지니어입니다.
표제의 건 관련해서, 보일러 내 수질관리를 위해 Blow Down을 진행하고 있습니다만 급수 수질의 Spec.이 좋음에도 (DIW 수준) 과농축되어 이슈가 있었습니다. 현장 운전원들이 수동으로 Blow Down을 진행하고 있어 일정한 시간에 진행 못한다는 점 등의 문제로, Timer와 On/Off Valve를 연동하여 일정시간이 되면 On/Off Valve가 동작하여 Blow-Down을 할 수 있게 만드려고 하고 있습니다.
여기서 문제는 'On/Off Valve가 어떠한 문제로 Off가 되지 않아 급수량 대비 Blow Down량이 많으면 보일러 저수위가 있을 수 있다.'라는 의견이 있었습니다. (보일러 저수위 Low Level과 연동하여 Low Level일 때 Valve가 On되지 않도록 Interlock은 할 예정입니다.) 하여 내압을 받는 밀폐 용기의 압력 및 배관 Size별 Drain되는 양을 알고 싶습니다.
 
현재 조건은 하기와 같습니다.
1. Main Steam 공급 압력 : 7kgf/cm2
2. Blow-Down 간 배관과 보일러 하부 높이차 △H = 100mm
3. 보일러 Spec. : 10 ton/hr
4. 급수 Pump Spec. : 12m3/hr
5. Blow Down 배출 되는 곳 : Open된 Pit

감사합니다.

스테파노 Stefano   20-02-12 16:46
(1) Blow-down 유량

On-off형 Boiler Water Blow-down Control Valve가 작동 오류로 인하여 닫히지 않는 것에 대비하기 위해  추가로 Interlock 장치를 설치하여 닫아두려면 별도의 On-off Valve를 고려해 보겠다는 것으로 이해됩니다. 

Valve 차압은 보일러수 액면 높이보다는 보일러 압력이 커서 나타나게 됩니다.  Opening이 작게 유지되는 상태에서 Valve Seat에 이물질이 낌으로써 정상동작이 잘 안되는 경우에 해당합니다.  배관경의 크기보다는 배출밸브 차압에 의해 배출량이 결정됩니다.  따라서 관경별 Drain량은 알 수 없습니다.  대신  <밸브흐름 계산식>에 의해 계산할 수 있습니다.

Q =  Cv * (ΔP)^0.5 .......(1)      Q: 유량,  Cv: 밸브유량계수; ΔP: 밸브차압

이곳을 참고하세요; https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/flow-coefficient

(2) Blow-down 유량 결정수식

<보일러 급수수질>과  운전압력 별  <보일러수 수질>로부터 배출량을 결정하여 그 양을 연속 혹은 주기적으로 배출함으로써 원하는 수질을 유지할 수 있습니다.  Blow-down 유량 결정 수식을 소개합니다.

보일러 급수(BFW) 수질(특정성분) :    Cf
보일러수 품질요구 권장 수질: Cb

보일러 급수유량:  F
보일러 스팀유량 :  S
Blow-down 유량:  B
 
전체 물질수지:  F = S + B  ..............................(2)
특정성분 물질수지  Cf * F =  Cb * B .................(3)

위의 (1)식의 F를 (2)식에 대입하고  B를 구해보면 
(Cb-Cf) B= Cf*S  =>  B = Cf * S /(Cb-Cf)  .........................(4)

위의 (4)식에서 알 수 있듯이  보일러 Blow-Down 유량은  Steam 유량 S이 정해진 상태에서 Cb 와 Cf 값을 알고 B값이 계산됩니다.   

이 유량 B를 (연속적으로) 배출할 수 있으려면..  밸브 차압(ΔP)이 유지되는 상태에서 (1)식을 배출할 수 있는 밸브를 선정하여 달아주면 됩니다.    이 유량은 연속흐름 밸브를 달았을 때의 Blow-down 유량에 해당합니다.

(3) On-Off형 Valve

On-off 밸브를 달아 두려면  동작시간 주기(t)동안 모아두는 양(B*t)을 밸브개방시간(θ) 동안 배출해야 하기 때문에 밸브의 크기가 커집니다.  밸브 동작은 불과 θ = 0.2~0.5초 동안만 열리게 되므로  그에 맞는 밸브크기가 선정되어야 하고 밸브선정은 마찬가지로 (1)식을 이용합니다.

 (On-Off 밸브유량 Q ) = (연속 Blow-down 유량 B)*(적분동작 시간  t) /(밸브 개방시간  θ)  = Cv * (ΔP)^0.5  ... (5)
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