deaerator 개요

1. DEAERATOR 개요

 보일러 급수를 STEAM DRUM에 보내기전에 급수내에 용존산소 및 탄산 가스를 분리하여 제거하는 설비로서 분리된 급수는 FEED WATER STORAGE TANK에 저장된다.

이러한 용존 가스는 비응축성 가스로 증기 사용설비의 전열면에 단열 가스층을 만들고 열 전달을 방해하므로 설비의 효율를 감소 시키게 되므로 이를 방지하기 위해 탈기기를 사용한다. 

 

DEAERATOR탈기 STEAM 매체로는 8㎏/㎠ AUX STEAM HEADER로부터 감압하여 HP DEAERATOR는 0.5㎏/㎠로 LP DEAERATOR는 2.7㎏/㎠로 하여 DEAERATOR PEGGING STEAM으로 사용하며 소내 각종 VENT되는 STEAM을 회수하여 탈기 STEAM으로 같이 사용하여 8㎏/㎠ AUX STEAM

HEADER로부터 PEGGING STEAM 소모량을 최소화하여 발전PLANT의 효율적 운전이 되도록 되어있다.

 그리고 각종 CONDENSATE LINE을 통하여 HP 또는 LP DEAERATOR로 고온의 응축수를 재회수하여 보일러 급수로 재사용 하므로 연료비 절감 차원에서도 효율적이며 각 CONDENSATE LINE과 소내 VENTING STEAM 회수 LINE 은 다음 과 같다.

※ 일반 발전소의 CONDENSATE 재회수 LINE(예)

1)MAIN TURBINE GLAND STEAM CONDENSATE PUMP로 응축수 회수.

2)HP BOILER STEAM COIL AIR HEATER PUMP로 응축수 회수.

3)LP BOILER STEAM COIL AIR HEATER PUMP로 응축수 회수.

4)AUX CONDENSATE TANK #A,B PUMP로 응축수 회수.

5)NO 1 HP FEED WATER HEATER 응축수 DRAIN LCV-5101 로 응축수

  회수.

6)NO 2 HP FEED WATER HEATER 응축수 DRAIN LCV-5102B 로 응축수

  회수.

7)NO 3 HP FEED WATER HEATER 응축수 DRAIN LCV-5103B 로 응축수

  회수.

8)AUX TURBINE EXHAUST SEPARATOR DRAIN LCV로 응축수 회수.

※ VENTING STEAM 회수 LINE(예)

1)BFP-T EXHAUST STEAM.

2)NO 1 BOILER STEAM COIL AIR HEATER CONDENSATE TANK VENT.

3)NO 1,2 BOILER C.B.D TANK VENT.

4)NO 3,4 BOILER C.B.D TANK VENT.

5)NO 3,4 BOILER STAM COIL AIR HEATER CONDENSATE TANK VENT.

DEAERATOR 내부로 들어온 탈기 STEAM 은 급수를 가열 시키고 복수됨과 동시에 급수와 같이 FEED WATER STORAGE TANK 로 유입되며 불응축성 가스 내지는 급수에 포함 되어있는 용존 산소는 DEAERATOR VENT를 통해 대기로 배출 하게된다.

그러나 급수에서 분리된 불응축성 가스 속에는 약간의 증기를 함유하고 있으므로 현재는 DEAERATOR VENT STEAM을 대기로 배출시키던 STEAM을 대기로 배출하지 않고 DEAERATOR VENT STEAM 회수 설비를 신설하여 VENT STEAM을 응축하여 공업용수 BASIN 으로 재 회수하여 순수 처리를 걸쳐 다시 급수로 사용 하도록 하고있다.

2.DEAERATOR 급수 저장조 수위조절

보일러 부하가 급격히 떨어지는 경우에는 탈기기 급수 저장조의 수위가 상승하고 부하가 급격히 상승하는 경우에는 반대로 수위가 떨어진다. 이런 경우 수위가 일정하게 유지 되도록 하기 위하여 수위조절 VALVE 와 OVER FLOW VALVE 가 설치되어있다.

가)수위 조절 VALVE(LEVEL CONTROL VALVE)

  DEAERATOR 입구에 설치되어 수위 조절 밸브는 급수 저장소의

  수위 변동에 따라 자동으로 제어 되도록 되어있다.

  이 제어는 탈기기의 유입되는 보일러 급수량을 선행 신호로 하면

  서 급수 저장조의 수위를 추가하여 수위조절 밸브를 제어하는

  방식이다.

나)오버 플로우 밸브(OVER FLOW VALVE)

  OVER FLOW VALVE는 수위가 비정상 적으로 상승되어 탈기 작용을

  원활히 수행치 못하게 하는것을 방지 하기 위해 이상 수위가

  되면 자동으로 열리면서 급수를 방출 시킨다.

3.DEAERATOR 설치목적

1)급수중에 용존되어 있는 산소 및 탄산 가스를 제거한다.그중에서  

  도 용존 산소는 금속에 대한 부식성이 탄산 가스에 10배 정도이

  고 고온 고압에 있어서는 상온시에 비해 약200배 이상에 달하기

  때문에 특히 급수에 함유되어있는 산소 농도는 최대한 감소

  시켜야 한다.

2)DEAERATOR 는 보일러 급수 PUMP에 필요한 SUCTION 흡입 수두를

  충분히 확보 하기위해 높은곳에 설치되어 급수 PUMP에 CAVITATION

  을 방지하기 위하여 급수PUMP의 SUCTION PRESSURE를 유지하여

  준다.

가)급수 PUMP의 CAVITATION(수격작용)

 *기포발생

  액체의 압력이 그 온도의 포화 증기압 이하로 내려가면 액체의

 내부에서 증발하여 기포가 생김.

 *캐비테이션

  펌프 내부 에서도 흡입 양정이 높거나 유속의 급변 또는 와류의

  발생 장애등에 의해 압력이 국부적으로 포화 증기압 이하로

  내려가 기포가 발생되는 현상이 일어날 수 있는데 이 현상을

  캐비테이션 이라고 함.

 *이상현상

  펌프 에서는 회전자 입구 부에서 발생하는 경향이 크며 생성된

  기포가 액체의 흐름에 따라 이동하여 고압부에 이르러 갑자기

  붕괴하는 현상이 되풀이 됨에따라 펌프의 성능은 저하되고 진동

  및 소음을 수반하며 나중에는 양수감소 또는 양수 불능이 된다.

  또한 캐비테이션이 오랜 시간동안 계속되면 기포가 터질때

  생기는 충격의 되풀이에 의한 재료의 손상이 발생한다. 이와

  같이 캐비테이션의 발생은 펌프의 성능저하 재료의 손상 등   

  해로운 영향이 있기 때문에 캐비테이션 발생이 방지 되도록

  흡입조건의 결정에 각별한 주의가 필요하다.

3)FEED WATER PUMP 의 흡입측에 설치되어 급수를 저장 하므로서

 급수량 급변에 안정적으로 대처할 수 있도록 되어있다. 부하가

 급변하게 되면 DEAERATOR 의 급수 저장조의 수위가 부하 변화에

 따라 수위가 급변하게 되므로 이런 경우 수위가 일정하게 유지

 되도록하기 위해 수위조절 VALVE 와 OVER FLOW VALVE 가 설치

 되어있다.

4)급수 중에 용존 된 가스를 분리 하기위해 공급된 증기가 급수와

  섞임으로써 급수를 증기 포화 온도까지 가열 시킨다.

4.DEAERATOR 탈기 원리

DEAERATOR 내부로 유입된 급수는 SPRAY VALVE를 통하여 탈기실로 분사된다.

분사된 급수는 미세한 물방울 이 되어 분배접시(TRAYS)로 떨어지는 동안 DEAERATOR PEGGING STEAM과 접촉하여 탈기가 이루어진다.

이 과정에서 대부분의 용존 산소는 분리되어 DEAERATOR VENT로 통해서 VENT회수 설비로 유입된다. 처음 탈기가 이루어지고나서 약간에 용존 산소를 포함한 채 분배 접시에 모인 급수는 균일하게 넘치게 되며 직각 방향으로 설치된 여러층의 하부 TRAYS 에의해 안개같은

미세한 물방울이 되어 PEGGING STEAM 과 혼합 되면서 잔존 가스를 분리 시키는 두 번째 탈기가 이루어진다. 충분히 탈기된 급수는 하부에 있는 급수 저장소에 유입된다.

5.DEAERATOR MAKE-UP LCV 및 PEGGING STEAM  PCV CONTROL

  불능시

가)DEAERATOR MAKE-UP LCV CONTROL 불능시

1)현상

  DEAERATOR MAKE-UP LCV CONTROL불능 발생시에는 보일러 부하

 만큼 LCV로 통해 급수가 급수 저장 TANK에 유입 되어야하나 순간

 유입 불능시 DEAERATOR 급수 저장소의 LEVEL이 NORMAL상태에서

 급격히 DROP 되어 어느 한도까지 LEVEL DROP 시에는 급수펌프

 보호차원에서 급수펌프가 TRIP 되도록 되어 있으며 그여파로

 보일러도 같이 TRIP될 수 있는 상황이 벌어질수있다.

  급수펌프 보호차원에서 급수펌프가 TRIP 되도록 되어있는 이유는

  다음과같다.

  보통 급수펌프를 설치시에는 급수펌프의CAVITATION을 방지 하기

  위하여 유효 흡입 수두를 감안하여 급수 펌프를 설치한다.

  급수펌프의 CAVITATION은 보통 펌프 내에서 액체의 압력이 그

  포화 증기압 보다 적을때 생기는 것이므로 포화증기압 이하

  부분이 생기지 않도록 하면된다.

  이를 위해선 펌프의 흡입 조건에 따라 정해지는 유효 흡입

  수두(NPSHav) 및 흡입 능력을 나타내는 필요 흡입수두(NPSHre)

  관계를 생각해볼때 NPSHav ≥ 1.3NPSHre 조건이 만족하면

  CAVITATION이 발생하지 않는다.

 *유효 흡입수두(NPSHav)

  펌프가 설치되어 사용될 때, 펌프 그 자체와는 무관하게 흡입측의 

  배관 또는 System에 따라서 정하여지는 값으로 펌프 흡입구 중심

  까지 유입되어 들어오는 액체에 외부로 부터 주어지는 압력을