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  Vertical Reboiler와 Condensate Drum에 대한 질문
  글쓴이 : 도마뱀   고유ID : jasjio17     날짜 : 21-03-20 16:59     조회 : 89    
   https://issuu.com/androsov.info/docs/che_2011_09 (18)
   https://www.youtube.com/watch?v=UBGftryr_CY&ab_channel=NormanLieberman (8)
안녕하십니까 공정 운전 중 궁금한 사항이 있어 질문 드립니다.
입사한지 얼마 되지 않은 신입입니다. 많은 가르침 부탁드립니다.

Distillation Column 중에서 Condensate Drum이 설치되어 있는 Column이 있는 것도 있고 없는 것도 있어서 궁금증이 생겼습니다.
1. Condensate Drum에 설치되어 있는 LT(Level Transmitter)는 Reboiler Shell Side의 Steam Condensate Level과 일치하게 설치되어 있는 것 같습니다.
이 Level을 최대한 낮게 운전하면 열교환기 전열면적을 높게 가져갈 수 있어 운전에 도움이 될 거라고 생각하는데, 여기서 오는 문제점은 Steam Condensate가 과냉각되어 Steam Condensate Header로 들어가 Hammering 이 발생할 수도 있으련지요.
(링크 #1 Page 56~59)

2. 현재 저희 공장 같은 경우는 Condensate Equalizing Valve를 모두 Open하여 운전 중에 있습니다. Open 이 맞는지, Close가 맞는지 잘 모르겠습니다..
한 개의 타워는 Condensate Level 100% 꽉 차있는 상태이고 Condensate Drain 양을 늘려 Level를 낮추더라도 다시 꽉차게 되는 문제가 있습니다. 설계가 잘못된 상태인지요? 이를 해결할 수 있는 방법은 어떤 게 있을 지 고민입니다. 꽉 차 있는게 문제가 되지는 않는지 궁금합니다.

3. 링크 2에서 처럼 Column bottom에는 baffle이 설치되어 있는데 Baffle을 넘어서 나온 Liquid가 Pump에 의해 송출되어 지는데, Bottom과 Reboiler Inlet Line을 연결하는 Line이 설치되어 있어 공정을 단기간 Shut Down하는 기간에는 두 라인을 차단하는 Valve를 열어 통수시키곤 합니다. Baffle 왼쪽에는 LT가 설치되어 있어 Tower Bottom의 Level을 확인할 수 있는데요, 이 둘을 분리 시켜 놓은 이유가 있을까요?


스테파노 Stefano   21-03-21 15:45
A1) Distillation Column의 Steam Condensate Drum은 응축수를 배출하기 위하여 설치하는데 이 Drum에 모아지는 Condensate는 항상 Steam과 접해있어서 포화온도이하로 유지되기는 하지만 과냉되지는 않습니다.  따라서  LCV(Level Control Valve)를 거쳐 나오는 응축수 배관이 보온되어 있는 상태라고 하면 Flashing 된 후 발행하는 Steam도  Flashed Condensate의 온도도 포화상태로 유지하기 때문에 Hammering 문제는 거의 일어나지 않습니다.  보온되어있지 않은 Condensate Header라면 Hammering이 일어날 수도 있는데  대부분 보온되어 있는 상태라서 문제되지 않지요.

A2-1) Condensate Equalizing Line은 Condensate가  Drum으로 흘러들어올때  Drunm에 있는 Vapor(Gas, Air 포함)가 흘러나가도록해야 하기 때문에 항상 열린상태로 운전해야 합니다.

A2-2) Level Controller가 작동되고 있는데도 Condensate Drum에 차있는 응축수가 배출되지 않는다면 Drum의 압력이 Header보다 압력이 낮기 때문입니다.  Condensate 호수라인보다 Drum이 높이 설치되어 있거나  Reboiler 부하가 낮아 Stem 측의 압력이 낮게 유지되어 Condensate 배출이 원할하지 않기 때문일 것입니다.  항상 이런 문제가 생긴다면 Condensate Discharge 펌프를 설치하거나 Steam Condensate Header를 Drum보다 낮게 설치해야 합니다.    Condensate Discharge Pump는 일반원심펌프를 사용하기도 하지만 "Ogden Pump(R)"라는 Steam 작동 Pump가 사용됩니다.

A3) Column Bottom Area (보통 "Sump"라고 부릅니다.)의 한단의 단효과를 나타내도록 하기 위한 것입니다.  Reboiler유입액이 Reboiler 유출액과 섞임으로써 단효율을 떨어짐을 방지하는 것이지요.  두개의  LT중 하나는 Level Controller용이고 나머지는 Reboiler Circulation Loop의 액면 지시용입니다.  LC용은 Vapor Seal 목적을 포함하고 있습니다.
도마뱀 jasjio17   21-03-21 16:33
답변 감사드립니다.

Condensate Drum Bottom Tangent Line과  Vertical Reboiler Bottom Tangent Line은 지면에서 동일한 높이로 설치되어 있어
Condensate Drum이 설치되어 있는 Tower의 경우에는 Reboiler Shell Side의 액면의 높이를 확인할 수 있는데,
대부분의 Tower Reboiler Condensate Line에는 Condensate Drum이 설치되어 있지 않고 액면을 확인할 수 있는 장치가 마련되어 있지 않습니다. 단순하게 Condensate Flow Control Valve로 유량조절하여 Condensate 를 배출하고 있습니다.
액면 높이를 관리하는 것이 특별한 효용가치가 없기 때문에 이렇게 설치되어 있는 것인지요?
http://www.chemeng.co.kr/site/bbs/board.php?bo_table=vqna&wr_id=27119
의 답변 (2) 항목에서 말씀하신 것처럼 액면 조절범위(최하 300mm 권장)를 낮게 가져가고 Condensate Inlet Line Nozzle보다는 높게 가져가는 것이 유리할 것으로 판단되는데요.

공정 전체 Stream에서 시작 지점에 해당하는 Column 에는 Condensate Drum 이 설치되어 있어 조성 변화에 따른 Reboiler Load 변화에 대응하기 위해 Condensate Drum이 설치되어 있는 것으로 생각하고 있습니다. 나머지 Column에는 상대적으로 Reboiler Load 변화가 적어 Vapor Seal이 없어도 Steam Condensate Line으로 Steam 이 Passing 될 우려가 없어 Condensate Drum이 설치되어 있지 않은게 맞는지 궁금합니다.

A2-2) 에서 말씀해주셨듯이 현재 Tower Reboiler로 유입되는 라인에는 Vertical Steam Reboiler 이외에 추가적인 Plate Type의
Reboiler가 설치되어 있어 공장의 폐열을 회수하여 Steam 절감의 효과를 나타내고 있습니다. Reboiler 부하가 낮아 Steam 측의 압력이 낮게 유지되어 Condensate 배출은 이루어 지고 있으나 Level Control이 되지 않았습니다.
Condensate 배출이 원할하지 않아서 발생한 문제였습니다. 감사드립니다.
Steam Condensate Header를 Drum 보다 낮게 설치하기는 어려운 현 상태이므로 Discharge Pump 설치를 고려해볼 필요가 있을 것 같습니다.
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