스팀 기본 사항: 초가열 스팀
초가열 스팀은 건조, 세척 또는 경화 등의 용도에 적합합니다. 지금 바로 그 장점을 알아보고 스팀 전문가가 되어 보십시오.
초가열 스팀은 포화 또는 불포화 스팀과 같은 또 다른 스팀 유형입니다. 끓는 점 이상으로 가열하면 이러한 유형의 스팀이 나옵니다. 따라서 스팀 온도가 더 높습니다(밀도는 더 낮음). 이 유형은 주로 발전 및 스팀 터빈에 사용됩니다.
포화 스팀은 실제로 100% 건조되지 않습니다. 일반적으로 3% ~ 5%의 수분을 함유합니다. 이로 인해 열 전달 효율이 낮아지거나 파이프 부식이 발생할 위험이 있습니다. 그러나 초가열 스팀에는 수분이 없습니다. 따라서 건조, 세척 또는 경화와 같은 응용 분야에 매우 적합합니다.
초가열 스팀 대 포화 스팀: 어떤 차이가 있습니까?
끓는 점 이상으로 포화 스팀을 가열하면 초가열 스팀을 얻을 수 있습니다. 이 과정에서 남아 있는 물방울에서 수증기를 분리합니다. 따라서 초가열 스팀과 포화 스팀에는 몇 가지 차이점이 있습니다.
압력 - 온도 관계
포화 스팀과 달리 초가열 스팀은 압력과 온도 사이에 직접적인 관계가 없습니다. 따라서 광범위한 온도에서 초가열 스팀을 사용할 수 있습니다. 일반적으로 압력과 가열도(= 포화 스팀 온도보다 높은 정도)로 지정됩니다.
온도 낮추기
포화 스팀에 비해 초가열 스팀은 밀도도 낮습니다. 포화 스팀의 온도를 낮추면 물방울과 같은 액체 상태로 되돌아가지만 초가열 스팀의 경우에는 그렇지 않습니다.
용도에 따른 사용
용도에 따라 다른 스팀 유형이 필요합니다. 이 표는 각 응용 분야에서 선호되는 스팀 유형을 간략하게 보여줍니다. 물론 미묘한 차이는 있습니다! 이 문서에서 자세한 내용을 확인할 수 있습니다.
용도 |
포화 스팀 |
초가열 스팀 |
가열 |
V |
|
멸균 |
V |
X |
건조 |
|
V |
스트리핑 |
|
V |
청소 |
X |
V |
살균 |
|
V |
촉매 작용(스팀 리폼) |
|
V |
어떻게 하면 초가열 스팀을 만들 수 있습니까?
포화 스팀이 보일러의 드럼에서 슈퍼히터라는 2차 가열 영역으로 흘러 나올 때 초가열 스팀을 얻을 수 있습니다. 이는 포화 스팀을 초가열 스팀으로 전환해 주는 2차 가열입니다. 열이 증발하므로 초가열 스팀과 물이 공존할 수 없습니다. 따라서 주 보일러 드럼 외부에서 초가열 스팀이 생성되어야 합니다.
초가열 스팀은 여러 단계로 생성됩니다.
초가열 스팀의 장점과 단점
우리는 초가열 스팀에 수분이 부족하다고 이미 언급했습니다. 이 점은 다음과 같은 몇 가지 이유로 중요합니다.
- 수분이 없으면 보일러의 효율이 증가합니다.
- 부식이나 수격 현상의 가능성을 줄입니다.
그 외에도, 초가열 스팀은 다음과 같은 몇 가지 다른 이점을 제공합니다.
- 정상 압력에서 고온
- 고압을 가하지 않고도 고온에 도달할 수 있으므로 배관이 간단할 수 있습니다. 압력 용기 또는 보일러 사양에 관계없이 고온을 달성할 수 있습니다.
- 매우 높은 열 전도성
- 초가열 스팀은 단위 체적당 열용량이 높기 때문에 뜨거운 공기에 비해 열 전도성이 매우 높습니다.
- 산소 부족 상태
- 초가열 스팀은 산소 레벨이 낮은 가스입니다. 이는 가열된 물품의 산화를 방지하고 화재나 폭발의 가능성을 낮춥니다.
초가열 발생 시 부식이란 무엇입니까?
보일러 드럼에서 스팀이 증발하면 일부 불순물 뒤에 남습니다. 그리고 스팀이 젖을 때 물방울은 이러한 불순물을 용해시킵니다. 결과적으로, 스팀 네트워크와 장비에 불순물이 전달됩니다. 그 응축수는 침식 또는 탄산 부식으로 인한 손상을 일으킬 수 있습니다.
수격 현상이란?
수격 현상은 유체가 움직이면서 압력 서지 또는 파동을 일으키는 현상이며 유압 쇼크라고도 합니다. 초가열의 경우: 응축수가 고속으로 흘러 배관에 부딪히는 덩어리. 소음과 진동에서 배관 파열 또는 붕괴에 이르기까지 다양한 문제를 일으킬 수 있습니다. 각 용도에 맞는 스팀을 사용하여 이러한 영향을 피하거나 줄일 수 있습니다. 하지만 어떤 경우에는 블로우 오프 밸브를 사용하는 것도 좋습니다.
초가열 스팀을 가열에 사용할 경우에는 다음과 같은 몇 가지 단점도 있습니다.
- 낮은 열 전달 계수
- 그 결과 생산성이 저하되고 열전달 표면적이 더 많이 필요하게 됩니다.
- 일정한 압력에서도 다양한 스팀 온도
- 초가열 스팀은 높은 속도를 유지해야 합니다. 그렇지 않으면 열이 손실되면서 온도가 떨어집니다.
- 열을 전달하는 데 사용되는 현열
- 다시 말해, 온도가 떨어지면 제품 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
- 온도가 매우 높을 수 있음
- 초가열 스팀은 일반 압력에서 작동하므로 특별한 배관이 필요하지 않습니다. 그러나 온도가 극도로 높아질 수 있으므로 더 강한 건축 자재가 필요할 수 있습니다. 그리고 더 높은 초기 장비 비용이 필요합니다.
열 전달 계수란 무엇입니까?
열 전달 계수를 사용하여 열이 얼마나 잘 전달되는지 계산합니다. 앞서 우리는 '높은 열 전달 계수는 작은 열 표면적을 필요로 합니다. 그 결과 초기 장비 비용이 감소합니다'라고 했습니다. 더 많은 물이 포화 증기로 증발했기 때문에 증기는 잠열도 더 많이 흡수했습니다. 결과적으로 동일한 질량에 더 많은 열이 포함됩니다. 따라서 더 많은 작업을 수행할 수 있는 능력이 있습니다.
결론
- 초가열 스팀은 끓는 점 이상으로 가열되는 스팀입니다.
- 초가열 스팀은 온도가 높고 밀도가 낮습니다.
- 이는 주로 발전 및 증기 터빈에 사용되며 건조, 세척, 경화와 같은 응용 분야에 매우 적합합니다. 그러나 멸균에는 사용할 수 없습니다.
- 초가열 스팀에는 수분이 포함되어 있지 않습니다. 따라서 습기가 허용되지 않는 공정에 매우 적합합니다. 또한, 부식이나 수격 현상의 발생 가능성을 줄입니다.
- 압력과 온도 사이에는 직접적인 관계가 없습니다. 따라서 포화 스팀과 달리 초가열 스팀은 다양한 온도에서 존재할 수 있습니다.
- 초가열도는 포화 스팀 온도보다 높은 정도입니다.
- 초가열 스팀의 온도를 낮춰도 포화 스팀의 경우와 같이 액체 상태로 되돌아가지 않습니다.
초가열 스팀의 주요 장점 3가지는 다음과 같습니다.
- 정상 압력에서 고온: 간단한 배관을 사용할 수 있습니다.
- 단위 체적당 용량이 높기 때문에 뜨거운 공기에 비해 열 전도성이 매우 높습니다.
- 낮은 산소 조건: 산화 방지 및 화재 또는 폭발 가능성 감소
