자동로그인
컨텐츠 | contents
일반게시판
Q&A게시판
공학 S/W
스터디 | study
단위환산
농도계산
일반화학
화공일반
화공실무

   
  가스 유량계 관련 질문 드립니다.
  글쓴이 : kwsosu   고유ID : kwsosu     날짜 : 20-03-12 10:16     조회 : 282    
안녕하세요.
가스 유량계 관련하여 질문이 있어서 글 올립니다.
현재 저희는 산업용 가스버너의 가스 소모량(kg/h)을 측정하고자 합니다.
설비는 아래와 같습니다.
LPG 탱크 1ton ->  (25kPa)  ->  막식가스미터(m3)  ->  (25kPa)  ->  레귤레이터  ->  (3kPa)  ->  가스버너
위와 같은 설비를 통해 가스미터의 시간당 m3를 측정하여 버너의 가스 소모량을 계산하려고 합니다.
이때 외부온도 15도라고 가정했을때, 가스미터에 표기된 유량을 그대로 반영하여
가스미터유량(m3/h) x LPG 밀도 @15도 (1.898 kg/m3) = 가스소모량(kg/h) 라고 계산하는게 맞는건지 아니면 추가로 온압보정이 필요한 건지 알고싶습니다.
감사합니다.

스테파노 Stefano   20-03-13 19:37
(1) 가스유량계 온압보정
현장에 설치된 유량계측기의 측정조건이 25kPa 15℃이라고 하면 측정한 가스유량의 온도만 보정하면 되지만 압력이 다르다면 표준상태의 가스유량으로 환산하고자 하면 절대압력비율을 곱해주어서 환산하여야 합니다.

또한 만일 측정가스의 성분이 다르다면 밀도도다르기 때문에 분자량비에 해당하는 비율도 곱해주어야 질량유량이 됩니다.

(2)  온압보정 t2, p2를 측정기 측정조건 유량으로 환산

가스유량계 온도보정:  측정온도가 t2 이고 계측기 기준온도가  t1일 경우  t2측정유량에  (273.15+15)/*273.15+t2) 를 곱해줌
가스유량계 압력보정:  실측정압력 p2이고 계측기 기준압력이  p1인경우  p2측정유량에  (p2+대기압)/(p1+대기압)을 곱해줌

만일 측정기준 가스의 종류가 다르다면 가스의 밀도도 보정해 주어야 함.
가스성분이 다른경우 밀도(분자량) 보정:    (측정밀도 혹은 분자량)/(기준밀도 혹은 분자량)

(3) 표준상태유량(Nm3/h)을 질량유량으로 환산하는 방법

질량유량(kg/h)=표준상태유량 (Nm3/h) * (분자량 kg/kg-mole)/(기체 몰당 표준상태부피 22.414 Nm3/kg-mole)

(4) 프로판과 부탄의 표준상태 밀도 (kg/Nm3)

순수프로판의 표준상태 밀도 = (프로판 분자량  44.0956 kg/kg-mole)/(22.414 Nm3/kg-mole) =  1.9673 kg/Nm3
순수부탄의 표준상태밀도 = (부탄분자량  44.0956 kg/kg-mole)/(22.414 Nm3/kg-mole) =  2.5931 kg/Nm3

프로판의 대기압 15℃밀도 = 1.9673 * (273.15)/(273.15+15)=1.865 kg/m3  <---  kg/Nm3 단위가 아님
프로판의 25kPa 15℃밀도 =  1.9673 * (273.15)/(273.15+15)*(101.325+25)/(101.325) = 2.325  kg/m3
kwsosu    20-03-16 14:53
답변 감사합니다.

유량계측기의 기준온도 t1 / 기준압력 p1 / 측정온도 t2 / 측정압력 p2 의 배관 시스템내에서 어디인지 위치 설명 다시한번 부탁드립니다.

t1 / p1은 유량계측기로 공급되는 온도(15도)와 압력(25kPa)을 말씀하시는 것 같은데 t2, p2의 측정위치는 잘 모르겠습니다.
Stefano    20-03-16 20:59
유량계측기의 온도나 압력의 기준점은 유량 감지기 전단위치가 됩니다.  그 점에서 계측기 기준온도와 압력이 t1, p1이 되고 실측점의 경우에도 계측기 전단의 t2, p2를 취합니다.    설치된 계측기의 기준온도가 15도 25 kPa로 되어 있고 실제온도도 15도 25 kPa이라면 온도압력을 보정할 필요가 없지만 기준온도가 실제측정온도와 다를 경우 보정해 주어야 합니다.

가스유량 계측기 중에는 자동으로 측정위치의 온도와 압력을 자동으로 측정하여 보정하는 경우가 있는데 이 경우에는 미리 정해져 있는 기준 온도와 압력 t1, p1, 을 바탕으로 측정시의 온도, 압력 t2,p2 을 자동으로 측정해서 Nm3/h 단위로 환산해서 지시해 줍니다.  자동 온압 보정의 경우에도 측정위치는 계측기의 입구가 됩니다.

계측기 기준온도와 기준 압력이 t1, p1이고 기준온도 압력에서 측정한 유량단위가  Nm3/h 로 되어 있다고 하면 이를  t2, p2에서 측정한 유량 Nm3/h 단위로 환산하는 과정이 온도, 압력 보정과정이 되지요

설치된 계측기의  전단에 압력조정기가 달려있다면 압력조절기 후단압력이 계측기의 측정압력 p2가 됩니다.
권순성    20-03-17 11:57
빠른 답변 감사합니다.

기준온도 t1과 압력 p1은 가스미터기 자체의 측정 기준값을 말씀하시는 건가요?
막식 가스미터기 자체에 기준온도 값과 압력값이 없는것 같습니다.(업체자료상 허용 max 압력만 표기됨)
또한 측정값이 m3/h로 되어있습니다.

그렇다면 버너의 가스 소모량 kg/h를 계산하기 위해선
가스미터기 전단 온도t2, 압력p2을 취한 후, 가스미터기에서는 't2 / p2 상태에서 Q2(m3/h) 만큼의 유량이 흐른다'고 생각하고
프로판의 대기압, 15℃ 밀도 값을 기준으로 p2, t2에서의 밀도값을 얻어 최종 질량 유량 kg/h를 구하면 되는 걸까요?
스테파노 Stefano   20-03-19 01:07
Gas Meter 자료상 기준온도와 압력 t1, p1이 명시되어 있지 않았고 또한 Mass Flow Meter가 아닌 경우라면..
t2, p2에서의 측정부피가 m3/h로 되어 있으면 그 유량에다  t2, p2에서의 밀도를 곱하면 질량유량이 됩니다.

압력을 모른 상태에서 15도에서의 밀도라하면 아마 대기압 밀도를 나타내고 있다고 추정이 됩니다.  만일 그렇다면 이를 t2, p2에서의 밀도(kg/m3 at t2, p2)로 환산해서 계산하면 되지요.  밀도 환산방법은 이전 답글에 설명되어 있습니다.

(유량계 Maker의 Catalog를 찾아보도록 하세요.)
권순성    20-03-19 10:54
감사합니다. 많은 도움 되었습니다.
코멘트입력
   

Copyright 1999.07.10-Now ChemEng.co.kr & 3D System Engineering. (mail : ykjang@naver.com, call 010-4456-8090)