Deaerator는 보일러 급수에서 용존산소와 탄산가스를 제거해 금속 부식을 방지하는 중요한 장치입니다. 적절한 설계를 통해 발전소 운영의 안정성을 높이고 보일러 시스템의 수명을 연장할 수 있습니다. 이번 글에서는 Deaerator의 기능과 작동 원리, 설계 시 고려해야 할 요소, 그리고 주요 유형에 대해 살펴보겠습니다.
Deaerator의 기능
Deaerator는 보일러 급수 내 포함된 산소 및 탄산가스를 제거해 내부 부식을 예방하는 역할을 합니다. 보일러 시스템은 높은 압력과 온도에서 운전되므로, 용존 산소가 잔존하면 부식 속도가 빨라질 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 Deaerator는 급수를 가열하여 용존 가스를 분리하고, 이를 배출하는 과정을 거칩니다. 또한, 급수가 가열되면서 발전 효율도 향상됩니다.
Deaerator의 작동 원리
이 장치는 급수를 포화온도까지 가열해 물 속 용존 가스의 용해도를 감소시킵니다. 온도가 상승하면 산소 및 탄산가스가 방출되며, 이를 제거하기 위해 스프레이 및 트레이 시스템이 사용됩니다. 증기를 활용해 가스를 배출하는 방식이며, 일반적으로 요구되는 용존 산소 농도는 약 7 ppb 이하로 유지됩니다.
Deaerator 설계 시 고려사항
Deaerator를 설계할 때는 다음 요소를 신중히 고려해야 합니다.
- 온도 차이: 공급수와 포화온도 간 차이는 최소 5℃ 이상이어야 합니다.
- 운전 압력: 일반적으로 고압형은 10 bar, 저압형은 3~4 bar로 설계됩니다.
- NPSH(순양정흡입고): 급수펌프가 안정적으로 작동하려면 20~30m 이상의 높이차를 유지해야 합니다.
- 저장탱크 용량: 하부 탱크는 급수펌프가 안정적으로 운전할 수 있도록 약 5분간 급수를 공급할 수 있는 용량을 확보해야 합니다.
Deaerator의 주요 유형
Deaerator는 구조와 동작 방식에 따라 다음과 같이 분류됩니다.
- Spray Type(스프레이 방식)
- 노즐을 통해 급수를 미세한 입자로 분사하여 증기와 직접 접촉시켜 가스를 제거하는 방식입니다.
- Tray Type(트레이 방식)
- 여러 층의 트레이를 통해 급수를 분산시켜 가열된 증기와 접촉하면서 용존 가스를 제거하는 방식입니다.
- Spray-Tray Type(복합 방식)
- 위 두 가지 방식을 결합한 형태로, 가장 효과적으로 산소와 탄산가스를 제거할 수 있습니다.
결론
Deaerator는 보일러 시스템의 안전성과 효율성을 유지하는 핵심 장치입니다. 적절한 수위 및 압력 관리를 통해 발전소의 운영 안정성을 확보하고, 에너지 효율을 극대화할 수 있습니다. 발전소 환경과 요구 사항에 맞춰 적절한 유형을 선택하고, 정기적인 유지보수를 통해 최적의 성능을 유지하는 것이 중요합니다.