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  버너 연소 온도 및 설계 관련 질의의 건
  글쓴이 : 얼빵한얼빵   고유ID : songeol5     날짜 : 20-06-09 11:36     조회 : 205    
안녕하세요 공정설계 담당하고 있는 현업 실무자입니다.
제가 드릴 질문은 공정설계 관점에서 버너의 용량과 연소가스의 온도를 어떻게 설정하는 것이 좋은지 조언을 얻고자 합니다.
이번에 공정을 upscaling하면서 반응기 에너지 공급방법을 기존 전기히터에서 연소로 변경하려고 하고 있습니다.
반응기의 운전온도와 필요 에너지량을 알고 있기 때문에, 버너의 연소가스 온도에 따라서 연료가스의 용량이 결정될 것으로 생각 됩니다. (반응기를 하나의 열교환기로 취급 시, Q=mCpdT가 결정이 되어야 연료의 유량이 결정?)
버너에 들어가는 연료가스의 조성은 대략적으로 메탄 60%, 수소22% 외의 비활성가스들로 구성되어있습니다.  이 조건에서 HYSYS로 버너 모사를 할 경우 이론 연소가스 온도는 약 2,254 'C가 나옵니다.
저의 일천한 지식에 따르면 열적 NOx를 피하기 위해서 통상적으로 버너 연소 온도는 1,600'C 정도가 max로 알고 있는데, 2,254'C를 연소 온도로 설정할 경우 NOx도 문제고, 재질 선정 등등의 여러가지 엔지니어링 문제가 발생할 것으로 생각 됩니다. 다만, 연소 온도를 낮추자니, 연료가 너무 많이 들어 갈 것으로 생각 되고요.
질문은 연소온도로 문의 드렸지만, 통상적으로 버너를 사이징하는 방법에 대해서 조언을 구하고, 설계 관련 문헌이 있으면 추천해주시면 대단히 감사하겠습니다.
코로나로 인한 건강 유의하시기를 소망합니다.
감사합니다.

스테파노 Stefano   20-06-09 22:15
가스 버너의 연소온도는 연료와 공기가 연소하여 생성되는 자체 연소가스가  승온하여 도달할 수 있는 최고온도에 해당합니다.  다른 가스가 혼합되지 않는다고 보고 계산하는 것이라서 실제 연소실에서 연소가스와 섞인다거나 보조공기와 섞이게 되면 연소온도보다 낮은 온도가 나타납니다. 

이 때 혼합되는 가스의 양은 버너 설치위치와 버너형태, 버너 노즈부분의 형상에 따라달라집니다.  또한  화실의 복사열에 의해서도 연소가스의 온도가 크게 달라지기 때문에 전문 버너 메이커의 도움을 받도로 하세요.

단순히 필요한 열량을 연료와 과잉공기로 연소시키는 열량으로 가열은 되겠지만 버너의 불꽃이 규일하지 않으면 위치별로도 온도가 달라져 국부과열문제라는가 가열코일 손상 등의 나타날 수 있습니다.

연료소비량은 필요열량과 열손실량을 더한 값을 연소기 효율과 연소열로 나누면 됩니다.
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