재킷 탱크에 필요한 열량과 재킷 탱크에서 물 가열 증기의 소비량(증기량) 계산
⑴ 장치(설비)인 DOUBLE JACKET TANK의 조건
– 재킷 탱크 수량: 3개
– 재질 : SUS304 (두께 3mm, 비중 7.9, 비열 0.118kcal/kg℃)
– JACKET TANK 내용적 : 2,000 ℓ (2.03472 ㎥)
– TANK SIZE : 직경(d 직경) 1,200mm(1.2m), 높이(h) 1,800mm(1.8m)
– 가열할 물질의 이름: 물
– 가열조건 : 원수(냉수) 20℃, 목표온도 95℃, 목표온도 상승시간 60분(1시간)
– 공급증기압력 0.2MPa·G(증기온도 133.25℃), 잠열 516.88kcal/kg
– 이중벽 탱크로서 외부로의 열손실은 고려하지 않고 열이 내부로 전달되는 것을 가정하여 필요한 열량을 계산합니다.
⑵ 칼로리 계산
⒜ 재킷 탱크의 열 요구 사항
① 내용적 2000ℓ; ( 2.03472 ㎥ ) 【 π/4 * d² * h (체적 공식에서 】
② 재킷 탱크 가열 중량
– 상 ·베이스 플레이트 무게: 1.2^² * 3.14/4 * 2장 = 2.26m² * 0.003m = 0.00678m³ * 7.9 = 0.0535m³= 53.5kg
– 구리 무게 : 2 * 3.14 * 0.6 * 1.8 * 7.9 * 0.003 = 160kg
– 재킷 탱크의 총 중량 : 213.5kg
③ 재킷 탱크 열 소모량
– 칼로리 소모량 = 213.5kg * 0.118kcal/kg℃ * (95℃ – 20℃ ) = 1,889칼로리/시간
⒝ 재킷 탱크에서 가열되는 물의 가열 소비량
① Q = m * Cp * ΔT(온도차) = 2,000 * 1 * 75 = 150,000칼로리/시간
⒞ 재킷 탱크에 2,000ℓ의 물(가열물)을 가열하고자 할 경우,
② 150,000kcal/h + 1,889kcal/h = 151,889칼로리/시간 보지 못하다.
⒟ 재킷 탱크는 총 3개이며 공급 증기압은 0.2MPa G이다.
③ 151,889kcal/h * 3단위 = 455,667kcal/h ÷ 516.88kcal/kg = 881.572kg/h.
⒠ 보일러 출력이 결정되면 상기 ⒟의 증기량을 기준으로 마진율(안전계수, 효율 등)을 고려하여 약 30% 정도 증가시켜 조정한다.
④ 881.572kg/h * 1.3(130%) = 1,146kg/h 보일러 필요량.
향후 증설이 필요하지 않다면 이 용량의 보일러를 주문/제작하거나 여유가 조금 더 있다면 1.25톤 또는 1.5톤 정도의 용량의 보일러를 설치할 수 있다.
⑶ 위와 같은 상황에서 증기 공급관의 직경은 어느 정도가 적당합니까?
⒜ 평균 증기 공급 속도 25m/s를 고려하여 Spirax Sarco의 증기 속도 테이블을 사용하면 보일러의 공급 압력은 약 0.7MPa G로 표시되며 재킷 탱크 전단에서 압력을 감소시켜 최대화합니다.
잠열의 영향을 고려하여 감압밸브 후단의 압력을 고려하여 배관경을 2MPa G로 판단하면 보일러 헤더는 65A 배관으로 공급하고 각 배관마다 감압밸브를 설치하면 재킷 탱크, 65-A 라인의 압력이 감소했습니다.
밸브 전면에 40A, 후면에 65A를 설치하여 납품할 수 있습니다.
그래프와 같이 속도는 25m/s를 기준으로 하고 공급압력과 감압의 유량을 고려하여 선정하여야 한다.
⒝ 증기배관에 흐르는 증기량(kg/h)(KSD 3562 기준)
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