1.0 항목 요 이거
냉각탑은 공정 열교환기에서 열을 흡수하여 가열된 물을 공기로 냉각시키는 장치입니다.
냉각수는 CW 순환 펌프에 의해 열교환기, 압축기 응축기 및 각종 메커니즘에 공급되어 열을 흡수하고 온도를 상승시킵니다.
가열된 물은 냉각수 리턴 메인 파이프에 모여 냉각탑 상단의 분배 노즐을 통해 분사되고 팬이 제공하는 공기와 접촉하여 공기가 물로 포화되면 물의 일부가 증발합니다.
온도가 떨어집니다.
냉각수는 물통에 모아 CW 순환 펌프를 통해 공정에 공급됩니다.
한편, 증발, 표류 및 블로우다운에 의해 손실된 물에 대해서는 수조에서 보충수를 보충하고 염소 및 부식 방지제를 사용하여 공정 열교환기 및 냉각수 파이프의 부식 및 스케일링을 방지합니다.
철사. , 스케일 분산제와 같은 화학 물질을 주입하십시오.
이하에서는 냉각탑의 종류별 장단점, 냉각탑 설계에 사용되는 각종 용어의 정의, 구성기기, 약품주입 등을 살펴본다.
2.0 냉각탑~의 유형 그리고 장점과 단점
냉각탑은 유럽의 화력 발전소와 원자력 발전소에서 널리 사용되고 있으며 자연 환기를 위해 높고 큰 직경의 굴뚝을 채택하여 공기를 유입하고 하단에 스프링클러와 패킹 타워를 설치합니다.
대기 습구 온도가 낮은 지역에서 널리 사용되며 송풍기가 필요하지 않아 운영비가 저렴한 장점이 있습니다.
이점:
1) 기계식 환기탑과 비교하여 기계적 부품 및 동력을 소모하지 않고 효율이 거의 동일하다.
2) 유지비가 저렴하다.
피해:
1) 높이 요구 사항이 높아 드래프트를 형성합니다.
2) 출구수온 조절이 어렵다.
3) 기류에 의한 마찰손실을 최소화하는 패킹을 사용하여야 한다.
2.2 기계식 환기탑(그림 11-6, 7a, 7b인용하다)
정유, 석유화학, 화학플랜트에서 가장 널리 사용되는 냉각 장치로 Fan을 사용하여 Tower에 기류를 형성하여 냉각 효과가 높고 성능이 안정적입니다.
송풍기의 위치에 따라 강제 통풍과 유도 통풍으로 나눌 수 있으며, 유도 통풍은 역류형과 직류형으로 나눌 수 있다.
유도 통풍 방식은 효율성, 운영 및 유지 보수 측면에서 이점이 있기 때문에 가장 많이 사용됩니다.
이점:
1) 출구 수온은 팬 속도 및/또는 팬 켜짐/꺼짐 제어로 제어할 수 있습니다.
2) 설치 공간이 작고 설치 위치가 제한되지 않습니다.
3) 접근 방식을 좁힐 수 있고 냉각 범위를 확장할 수 있습니다.
4) 초기 전투 비율이 자연 드래프트 유형보다 낮습니다.
피해:
1) 팬 작동으로 인한 높은 운영 비용
2) 높은 유지 보수 비용과 기계적 고장 가능성.
3) 공기 흡입구의 뜨겁고 습한 배기 가스를 재순환시킬 수 있습니다.
3.0 용어 정당성
냉각탑이 단위 시간당 제거해야 하는 열의 양으로, kcal/시간으로 표시됩니다.
Q = m Cp ΔT, kcal/시간
어디,
m : 냉각수 순환율, (kg/hr)
Cp: 평균 비열, (kcal/kg.°C)
ΔT: 냉각 범위, (°C)
공기가 물로 포화되는 온도를 말하며 냉각탑을 이용하여 이론적으로 냉각할 수 있는 가장 낮은 온도입니다.
설계습구온도는 여름(6월, 7월, 8월, 9월)에 측정된 습구온도 이후 최고기온 상위 5%를 제외한 나머지 95%의 습구온도에서 가장 높은 습구온도이다.
) 오름차순. 더 높은 온도를 선택하십시오.
설계 습구 온도는 냉각탑이 설치된 지역에 따라 다릅니다.
우리나라의 대표적인 산업단지인 울산과 여수의 설계습구온도는 다음과 같다.
| 회사 | 울산 | 회사 | 루시우 |
| 회사 | 27oC | 후난 오일 | 27.2oC |
| 한국 에탄올 | 28oC | ||
| 한국비료 | 27oC |
냉각수 출구 온도와 CT의 설계 습구 온도의 차이입니다.
접근 온도가 낮으면 CW 공급 온도를 낮출 수 있지만 냉각탑 크기가 급격히 증가합니다.
반대로 유입수 온도가 높으면 냉각탑이 낮아질 수 있지만 냉각수 공급 온도는 높아집니다.
따라서 일반적인 최소 접근 온도는 5°F(3°C)입니다.
대부분의 경우 산업 지역의 온도는 기상 관측소가 있는 곳보다 1-2°C 더 높습니다.
따라서 실제로는 냉각수 공급 온도를 설계 습구 온도보다 4~5°C 높게 설정하십시오.
냉각탑으로 들어가는 입구 수온과 출구 수온의 차이를 말하며, 온도 강하가 크면 냉각수 순환 펌프와 냉각수 배관의 크기를 줄일 수 있지만 공정의 크기가 열교환기를 크게 할 수 있으며, 반대의 경우 열교환기의 크기는 줄일 수 있지만 냉각수 순환 펌프 및 배관의 크기는 커진다.
일반적으로 10°C가 최적의 값으로 간주됩니다.
이것은 대기로 증발하는 순환 물의 양으로, 일반적으로 냉각 범위 10°F당 증발된 물의 1%입니다.
즉, 냉각 범위가 10°C인 경우 증발 손실은 순환수의 약 1.7-2%입니다.
냉각탑에서 냉각수가 공기와 접촉할 때 미세한 물방울 형태로 손실되는 물의 양. 이 손실은 제거기 유형 및 설치 방법에 따라 다르지만 일반적으로 가장 큽니다.
순환수의 0.2%.
냉각수를 재활용할 때 증발 손실, 드리프트 손실 및 기타 원인으로 인해 순환수 내 염분 또는 기타 불순물의 농도가 증가하고 침전물이 형성됩니다.
이러한 상황을 방지하기 위해서는 순환수의 일부를 버리고 새로운 물을 추가해야 하며 이중 농축된 순환수를 버려야 하는데 이를 블로우다운(blowdown)이라 한다.
블로우다운은 냉각수 회수 라인(즉, 냉각탑 입구)에서 경제적입니다.
블로우다운 비율은 다음과 같이 농축 주기와 밀접한 관련이 있습니다.
B = E /(C – 1) – D
어디,
B: 하수 방류량, kg/hr
E: 증발 속도, kg/hr —– 1% 순환수 / 10oF 냉각 범위
D: 드리프트 손실, kg/hr —– 최대. 순환수 0.2%
C: 초점 주기
농축 주기는 보충수의 이온 농도에 대한 하수의 칼슘과 같은 비휘발성 이온의 비율입니다.
C = 투자 은행/투자 은행
어디,
IB: 배출수의 이온 농도, ppm
IM: 보충수의 이온 농도, ppm
하수방류량은 사업 초기에 산정되며, 농축주기는 약 5배로 산정할 수 있다.
증발 손실, 표류 손실 및 하수 손실로 인한 손실을 보충하는 담수(일반적으로 여과수)를 말하며 다음과 같이 표현할 수 있습니다.
남 = 전자 + D + B
어디,
M: 물 보충율, kg/hr
E: 증발수, kg/hr
D: 드리프트 손실, kg/hr
B: 하수 방류량, kg/hr
순환수를 농축할 수 있는 한계는 이온마다 다릅니다.
경도와 관련된 대표적인 물질인 실리카와 칼슘의 허용농도는 다음과 같다.
실리카 한계: 130~170ppm
칼슘 경도 한계: 900~100ppm
예를 들어 설명해 보겠습니다.
수화 분석:
알칼리도 35ppm, CaCO3로 계산
황산염 88ppm, SO4로 계산
SiO2로 계산되는 실리카 8ppm
Ca 경도 200ppm, CaCO3로 환산 라면
집중 주기
Cs = 150/8 = 18.7
채널 = 1000/200 = 5
따라서 허용되는 농축 주기는 칼슘 경도에 의해 5 주기로 제한됩니다.
냉각탑에서의 물/공기의 질량비로 기계식 환기탑에서는 0.5~2.25의 값이 있으나 가장 널리 사용되는 범위는 0.6~1.4이다.
냉각탑의 단위면적 및 단위시간당 냉각수 유량을 말하며 역류유도 통풍식의 경우 6~14m3/hr.m2 정도이나 대부분 10~12m3/hr로 설계된다.
m2. 프로젝트 초기에 플롯 계획을 생성할 때 10m3/h. m2 잡기
4.0 냉각탑 기본 장비
냉각탑의 냉각수를 공정장비(열교환기)에 공급하고 가열된 물을 냉각탑 상부 분배기로 전달하는데 사용됩니다.
냉각탑 상부에서 분사되는 물과 공기가 접촉하고 공기를 공급하는 장치로 온도가 높을 때 과도한 냉각을 방지하기 위해 2단 모터(50%, 100%)가 필요할 수 있음 한국과 같은 여름과 겨울의 차이. 팬모터의 경우 열교환기 튜브의 파열을 고려하여 방폭형을 사용하여야 한다.
필요한 팬 전력은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.
BHP = 기류(ft3/hr) x 팬 정적 헤드(Aq)/ 6356 x 60 x ε
여기,
팬 정압 헤드: Aq에서 0.4 ~0.5
ε: 효율
노즐에는 미세한 물방울이 장착되어 공기와 함께 비행하여 발생하는 드리프트 손실을 줄입니다.
분사되는 냉각수와 공기가 잘 접촉되도록 설치하는 필러로 냉각탑의 효율과 관련된 중요한 부품 중 하나입니다.
주로 골판지 PVC 또는 PP를 사용합니다.
냉각탑의 냉각 후 냉각수가 바닥으로 모이는 곳으로 체류시간은 10~20분이다.
어느 정도 크기. 유역 깊이는 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.
유역 깊이 = F x (E+D) xt / 100A
여기,
F: 셀당 최대 유량, ft3/min
이: 최대.증발 손실, 순환수의 %
D: 최대. 드리프트 손실, 순환수 %(0.1% 사용)
A: 플롯의 예상 면적, ft2
‘t: 머무름 시간, 분(보통 20분)
펌프 섬프의 설계는 냉각수 펌프의 흡입 파이프를 고려해야 합니다.
펌프 흡입구와 흡입관의 부적절한 배치는 펌프에 와전류 및 진동을 발생시킬 수 있으므로 각별한 주의가 필요합니다.
각 펌프 공급 업체마다 다른 값을 권장하지만 Gould의 값이 사용되는 것으로 가정합니다.
| 제조사 | 남성 | 씨 | 두번째 | 작은 |
| 굴드 | 참고 1 | D/2(분) | 1.5D | 노트 3 |
| 슐처 | 1.75일 | D/2(분) | 1.0D(포인트) | 1.5D(분) |
| 루드비히 | 노트 2 | 일/3~일/2 | 1.0D |
여기,
흡입관 직경: d
종 입구 직경: D
벨 마우스에서 가장 낮은 수위까지의 거리: S
최소 수위: H=C+S
하단 여유: C
벽과의 간격: B.
참고 1: D의 속도 제한: 3.5ft/s
참고 2: 권장 속도: 3ft/s
주3: 흡입관의 유량에 의해 결정됩니다.
V = 4ft/s—-à 2ft(최소)
V = 6ft/s—-à 3.4ft(최소)
V = 8ft/s—-à 4.8ft(최소)
5.0 약품 주입
냉각수 수질은 사용 장비 및 배관의 부식 방지, 스케일링, 미생물 침전을 최소화하도록 관리되어야 하며, 냉각수의 일부는 지속적으로 배출되고 청수로 보충됩니다.
블로우다운 또는 CW 손실을 최소화하면서 유해한 고체로 인한 손상을 최소화하기 위해 화학 물질을 주입합니다.
화학물질은 용도에 따라 크게 다음과 같은 범주로 분류할 수 있습니다.
– 부식 방지제
– 미생물 살균제
– PH 조절기
-억제제
크로메이트 및 폴리포스페이트는 주로 부식 억제제로 사용됩니다.
철, 칼슘 등 물에 침전되기 직전의 물질을 분산시켜 금속 표면에 얇은 막을 형성시켜 부식을 방지하는 화학약품입니다.
또한 물에 부유 물질이 침전되는 것을 방지하고 스케일링을 방지합니다.
5.2 미생물 살균제
냉각수에 존재하는 조류, 곰팡이 및 박테리아는 열 교환기 튜브 및 배관을 오염시키고 막힐 수 있습니다.
이를 제거하기 위해 주로 염소 가스가 사용되지만 최근에는 운영 위험으로 인해 NaOCl로 대체되었습니다.
5.3 박사 조정 화학
냉각수의 pH 값은 6-8.5로 제어되며 H2SO4 또는 NaOH가 주입됩니다.
pH값이 7보다 낮으면 부식되는 경향이 있고, pH값이 너무 높으면 스케일링되는 경향이 있다.
스케일링을 방지하기 위해 산을 사용하여 pH 값을 낮추거나 스케일 방지제를 주입하십시오. 폴리포스페이트(Polyphosphate)는 대표적인 핵생성 방지제로 염의 용해도를 높여 결정 성장을 막는 화학물질이다.