공부중

큰 공장 내에 위험지역에 전기장치 공급업자나 제조업자 그리고 설계자들은 Steam trace heating 대신에 

실행 가능한 대안으로서 향상된 효율의 더 정확한 control system 에 의해 

Electrical Trace Heating(ETH)을 사용 할 것을 추천해요.

Electrical Trace Heating(ETH)은 옛날 방식의 Steam trace heating 보다 더 비용효과가 커요.

그리고 비교적 정비가 필요 없죠.

세부적인 응용에 따라 ETH system은 일반적으로 10년까지 보증되요. 

그리고 안전을 위해 지속적으로 절연처리(Insulation) 와 보호(Protection)를 하죠.

게다가 Electrical system은 석유산업(Petrochemicals industry)에 알맞게 steam을 사용하는것 보다 정확성이 더 높아요. 

Electrical system은 0.1℃ 내의 정확한 온도조절을 감안해요. 또한 이 system을 이용하여 엄청 많이(1 km) 장치(Equipment)나 파이프(Piping)을 감을 수 있어요. 그리고 아주 쉽게 더 연결하거나 수정이 가능해요.

이렇게 많은 이점이 있음에도 큰 공장에서는 Steam trace heating을 이용하죠. 

왜냐하면 큰 공장에서는 Steam을 이용할 수 있거든요. 공정 부산물이 나오면 이걸 원료로 해서 Steam을 생산하여 사용하면 더 싼 가격으로 Running 할 수 있어요. 

그런데 이렇게 Steam을 이용하면 정밀한 온도조절이 어렵고 상당한 설치비용과 유지보수 비용이 들어요.

수정하거나 보수하는것도 시간 제한이 있기 때문에 매우 어려워요. 

게다가 스팀 기술은 수명과 길이에 제한이 있어요. 

그리고 시간이 흐르면서 상단한 손상을 야기하는 것에 종종 노출되어 있죠.

Electrical trace heating 이 전혀 새로운 기술은 아니지만 지속적으로 개선되고 증진되어 왔기 때문에 이점이 많은거 같아요. 부산물을 연료로 사용하지 않는 작은 공장이라면 고려해 볼만 하겠어요.

Centrifugal compressor는 낮은 flow에 제한을 가지는데, 일반적으로 rated flow의 대략 50%~70%정도입니다.

Variable-speed control, by using suction, discharge vanes, valves 로 컨트롤 되는데, compressor를 통과한 흐름이

저유량 제한지점으로 감소된다면, "Surge"라는 불안정한 상태가 발생합니다.

Centrifugal compressor 의 Surge Control 은 어떻게 할까요?

Centrifugal compressor의 작동원리는 rotating impeller를 통해 유체의 kinetic energy를 상승시키는 거잖아요..유체의 kinetic energy가 압력 상승의 형태의 potential energy로 변환 될때(유체가 흐르다가 서서히 멈춘다고 생각하면 편하겠네요), surge 영역으로 volume이 천천히 down됩니다.

Surge 지점에서 Gas는 대략 2초 빈도수로 compressor를 통과해 앞 뒤로 번갈아 흐릅니다.

Compressor behind에 있는 plenum(chamber) pressure가 compressor outlet pressure 보다 높을 때, 유체가 compressor 방향으로 반대로 되돌아오는 경향이 있다고하네요..

Surge는 증가된 소음, 떨림, 열을 동반하게 되요.

Surge 지점에서의 장기적인 작동은 compressor에 손상을 줄 수 있습니다.

어떤 블로그에서 봤는데 centrifugal compressor와 axial compressor에 surge 가 일어났을때 나는 소리가 다르다고 해요.

스르륵~스르륵~ 소리가 난다고 그러던데...

 Figure 1: Surge phenomenon.

Control systems이 surge를 막아줘요,

일반적으로 compressor 후단에서 전단으로 흐름을 재순환시키거나, 대기로 흐름을 배출(특히 air compressor이 경우에)하죠. 두 방법은 공정쪽(사용처)으로 더 낮은 흐름으로 제공하면서 compressor를 통과한 흐름은 커지게 하는 결과를 가진데요. 그렇게해서 surge를 벗어나게 하는 원리 인거 같아요.

Figure 2: Surge Protection Definitions

위에 그림에서 확인 할 수 있는건 surge line과 surge control line 사이의 margin 인데요, 일반적으로 surge에서 inlet volume flow의 3~10%와 같아요. 그런데 더 낮은 margin을 줄 수도 있는데 왜냐하면 높은 효율은 recycle valve가 닫혀 있을때 얻을 수 있기 때문이래요..

모범사례로 재순환 흐름에 cooling이 요구된다고 하네요.

(왜냐하면 재순환 되면서 heating 된만큼 cooling 시켜주기 위해)

Source : Rules of thumb for chemical engineers