강제순환보일러

Forced circulation boiler
자연순환과 강제순환의 비교

강제순환 보일러는 펌프를 이용해 보일러 내부에 물을 순환시키는 보일러다.이는 보일러 내부에 물을 순환시키기 위해 전류 밀도에 의존하는 자연 순환 보일러와는 다르다.일부 강제 순환 보일러에서는 물이 증발 속도의 20배 정도 순환한다.[1]

수도관 보일러에서 수증기가 되기 전에 보일러 내부에서 물을 재순환시키는 방법은 자연순환이나 강제순환이라고 할 수 있다.수도관 보일러에서는 물의 증기압이 하천 드럼 내부의 증기압을 이겨내고 포화 증기가 될 때까지 내부의 물을 재순환시킨다.강제순환보일러는 급수펌프에서 자연순환보일러와 동일하게 시작한다.물은 증기 드럼에 유입되어 보일러 주위로 순환되어 증기로만 남는다.강제순환 보일러를 다르게 만드는 것은 보일러를 통해 물을 순환시키는 2차 펌프를 사용하는 것이다.보조펌프는 보일러로 가는 급수를 받아 들이는 물의 압력을 높인다.자연순환 보일러에서 물의 순환은 가열되면서 물의 밀도 변화에 의해 발생하는 차압에 의존한다.즉, 물이 가열되어 증기로 변하기 시작하면 밀도가 감소하여 가장 뜨거운 물과 증기를 용광로 관 꼭대기로 보내게 된다.자연 순환 보일러와는 달리 강제 순환 보일러는 물 순환 펌프를 사용하여 차동체가 형성되기를 기다리는 대신 그 흐름을 강제한다.이 때문에 강제순환 보일러의 발전관은 공간 제약에 의해 요구되는 어떤 방식으로든 방향을 잡을 수 있다.물은 드럼에서 꺼내어 강관을 통해 강제된다.[2]이렇게 하면 자연 순환 보일러의 그것보다 훨씬 빨리 증기를 생산할 수 있다.

종류들

라몬트 주

강제 순환 보일러의 한 예는 라몬트 보일러다.이런 보일러는 압력이 30메가파스칼 이상일 경우 사용된다.[3]

클레이턴

추가 정보:증기발생기(보일러) § 클레이턴

클레이튼 강제순환 증기발생기는 일반적인 의미에서 증기 드럼이 없다.보통 강철로 만들어진 하나의 거대한 코일의 일부인 일련의 작은 튜브들은 엄청난 속도로 물을 퍼내고 있다.물은 증기발생기 꼭대기에서 바닥으로 펌핑되어 나온다.연소 가스가 튜브 주위를 통과하는 방식으로 배열된 튜브는 이후 물을 가열한다.본질적으로, 배치는 바닥에 닿을 때까지 휘감고 있는 수직 강철 드럼의 둘레를 감싸고 있는 크고 얇은 벽의 파이프 코일을 갖는 것으로 가장 잘 설명할 수 있다.물의 일부만이 증기가 될 수 있기 때문에, 더 많은 열을 흡수하기 위해 그 둘을 분리하고 물을 다시 통과시키는 것이 중요하다.이러한 분리가 발생하지 않으면 시스템 손상이 비용이 많이 들 수 있다.증기가 내부의 발전관을 통과하면 관이 과열돼 약해질 수 있고, 증기계통으로 물을 흘려보내면 부식, 물해머 등 부작용이 발생할 수 있다.이에 맞서기 위해 증기발생기를 빠져나온 후 혼합물을 원심증기분리기를 통해 넣어 99% 이상의 건조한 포화증기를 만들어낸다.[4]과열 증기가 필요할 경우, 추가 코일이 증기 발생기를 통해 역류된다.증기 분리기의 일정한 수위 유지를 위해 급수펌프를 레벨링 시스템과 연계하여 활용한다.이 시스템의 큰 장점은 증기가 매우 빨리 생성될 수 있다는 것이다.그러나 이 시스템의 단점은 지속적인 공급에 대한 완전한 의존이다.지속적인 공급이 없다면, 이 시스템은 엄청난 양의 값비싼 피해를 입을 수 있다.

이점

  • 증발기 튜브는 어떤 방향으로든 제작할 수 있다.자연 순환은 수직 배관을 필요로 하는 반면 강제 순환은 어떤 방향으로든 흐름을 보장한다.[6]
  • 높은 압력 손실에 대한 더 큰 공차로 인해 튜브의 벽은 더 작게 건설될 수 있다.[6]
  • 일반 강제순환 보일러는 3~10개 범위에서 순환비율이 낮다.순환비율은 사료를 얼마나 넣었는가에 따라 증기가 얼마나 생산되는가이다.자연순환 보일러는 순환비율이 5백에서 100까지 매우 다양하다.[6]

단점들

  • 강제순환 보일러는 자연순환 보일러보다 더 많은 전력과 물을 필요로 한다.이는 순환을 강제하는 펌프의 전기적 요건과 튜브를 통해 순환되는 물의 양 때문이다.[6]
  • 증기 드럼, 순환 펌프, 오리피스 등 필요한 추가 부품은 강제 순환 보일러가 비용 증가뿐 아니라 고장 기회 증가로 이어져 자연 순환보다 신뢰성이 낮다.[6]
  • 펌프가 증기 드럼 아래에 있어야만 물의 높이에 따른 압력을 이용할 수 있다.펌프가 없는 경우, 증기 분리기에 도달하여 펌프로 물이 되돌아올 때 임펠러의 눈에서 압력이 낮아져 공동화 및 후속 손상이 발생할 수 있다.[6]
  • 펌프가 두 개 있기 때문에 펌프를 제어하고 동기화와 협업을 통해 작동시키는 것은 어려운 일이다.
  • 증기 발생이 압력 차이에[6] 좌우되지 않기 때문에 보일러가 초임계 압력을 발생시킬 수 없음

참고 항목

참조

  1. ^ 보일러 운영자 핸드북 제2판 Graham 및 Totman 페이지 58 ISBN1 85333 285 2
  2. ^ Ganapathy, Viswanathan (October 2013). "UNDERSTANDING BOILER CIRCULATION" (PDF). www.che.com. Chemical Engineering. Retrieved 2 April 2016.
  3. ^ Springer Handbook of Mechanical Engineering 10권, Karl-Hainrich Grot, Erik K.안톤손 파트 C 16.24 ISBN 978-3-540-49131-6
  4. ^ "CLAYTON STEAM SYSTEMS IN THE POWER INDUSTRY" (PDF). Clayton Industries. Clayton Industries. 2008. Retrieved 2 April 2016.
  5. ^ Hunt, Everett C. (1999). Modern Marine Engineer's Manual, Vol. 1. Cornell Maritime Pr. ISBN 978-0870334962.
  6. ^ a b c d e f g Sebastian, Tier (2002). Steam/Water Circulation Design (PDF). Energy Engineering and Environmental Protection Publications.