보일러의 급수 및 증기 회로

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필드: 기본 전기학

China

보일러의 급수 및 증기 회로에는 다양한 구성 요소가 있으며, 이들 회로의 필수 구성 요소를 알아야 합니다. 이러한 구성 요소는 Economizer, boiler drums, water tubes, 그리고 super heater입니다.

Economizer

Economizer 는 배기 가스로부터 열을 받아와 급수 공통 헤더에서 들어오는 급수의 온도를 보일러 압력에 해당하는 포화 온도까지 높이는 열 교환기입니다.
고온의 배기 가스를 대기 중으로 방출하면 많은 에너지 손실이 발생합니다. 이러한 가스를 이용하여 급수를 가열하면 더 높은 효율과 경제성을 달성할 수 있으며, 이를 위해 열 교환기는 "Economizer"라고 불립니다.
구조적으로 Economizer는 급수가 통과하는 구부러진 공극관 모음체입니다. 관의 외부는 배기 가스에 의해 가열됩니다. 더 많은 수의 수관 이 있을수록 더 많은 열 교환 면적을 가집니다. 관의 수와 단면적은 요구되는 보일러 매개변수에 따라 사전 설계됩니다.
위의 T-S 곡선에서, 그림자 부분은 Economizer 영역을 나타냅니다. 급수가 흡수한 열은 'Qeco'로 표시됩니다.

또 다른 중요한 구성 요소는 급수 및 증기

회로의 보일러 드럼입니다.

Boiler Drums

모든 종류의 보일러에서 사용되는 두 가지 유형의 보일러 드럼은 스팀 드럼과 머드 드럼입니다. 두 드럼 모두 특정 기능을 가지고 있습니다.

Steam Drum

급수 및 증기 회로에서 스팀 드럼의 기능은 다음과 같습니다:

변동하는 부하 요구에 충분히 대응하기 위해 물과 증기를 저장합니다.
자연 순환을 돕기 위해 수관을 통해 물이 순환하도록 고정합니다.
라이저에서 방출된 수증기 혼합물에서 증기를 분리합니다.
용해된 O2 제거를 위한 화학 처리를 도와 필요한 pH를 유지합니다.

스팀 드럼에서 두상 혼합물에서 증기 분리:

증기가 드럼을 떠나기 전에 혼합물에서 분리되어야 하는 이유는 다음과 같습니다:

증기에 함께 운반되는 수분에는 용해된 염분이 포함되어 있습니다. 슈퍼히터에서 수분이 증발하고 염분은 튜브 내부 표면에 침착하여 스케일을 형성합니다. 이 스케일은 슈퍼히터의 수명을 줄입니다.
수분에 포함된 일부 불순물 (예: 증발된 실리카)은 터빈 블레이드에 침착물을 유발할 수 있습니다.

스팀-드럼의 중요한 기능 중 하나는 증기-수 혼합물에서 증기를 분리하는 것입니다. 낮은 압력 (20 bar 미만; 1 bar = 1.0197 kg/cm2)에서는 간단한 중력 분리를 사용합니다. 중력 분리 방법에서는 수분이 증기보다 높은 밀도 때문에 증기에서 분리됩니다.
보일러 드럼 내부의 압력이 증가함에 따라 증기의 밀도가 증가합니다. 따라서 증기와 물의 밀도 차이가 감소하며, 중력 분리는 효율적이지 않아집니다.
따라서 고압 보일러의 스팀 드럼에는 증기와 물을 분리하기 위한 일부 기계적 장치 (드럼 내부 또는 반포밍 장치로 알려져 있음)가 있습니다.
다음 그림은 열병합 발전소에서 사용되는 다양한 반포밍 장치를 보여줍니다:
배플은 핫 스팀-수 혼합물을 건조한 스팀과 분리하고, 건조한 스팀이 이동할 수 있는 안내 경로를 제공합니다.
사이클론 분리기에서는 스팀-수 두상 혼합물을 나선형 경로로 이동시키고 원심력에 의해 수분 입자가 두상 혼합물에서 분리됩니다. 사이클론 분리기 내부의 작은 바인은 수분 입자를 수집합니다.
스크러버에서는 두상 혼합물을 지그재그 경로로 이동시키며, 이는 스팀을 최종적으로 건조하는 단계를 제공합니다.
스크러버를 거친 후 스팀은 천공된 스크린을 통해 슈퍼히터로 이동합니다.

Mud Drum

머드 드럼은 보일러 하단에 위치한 또 다른 헤더이며, 일반적으로 수증기 튜브를 통해 물의 자연 순환을 돕습니다. 머드 드럼은 포화 온도의 물뿐만 아니라, 슬러리로 알려진 침전염 및 불순물을 포함하고 있습니다. 주기적으로 배수 밸브를 열어 슬러리를 제거합니다.

Water Tubes

이것들은 또한 보일러의 급수 및 증기 회로에 필수적입니다.
수관은 증기-물 혼합물이 순환하는 구부러진 또는 직선형의 공극관입니다. 수관은 두 가지 유형이 있습니다: 다운컴머와 라이저. 이 다운컴머-라이저 조립체는 또한 증발기 (또는 보일러 자체)로 알려져 있습니다. 증발기에서 실제 상태 변화, 즉 물에서 증기로의 변화가 발생합니다. 옆의 T-S 다이어그램에서 증발기 영역이 설명되어 있습니다. 'Qeva'는 증발기에 의해 흡수되는 열입니다. 주로 물의 응축 열입니다.