보일러 Priming and forming의 정의와 발생원인

보일러 Priming and forming

보일러의 Priming 과 Forming 은 어떤 것을 말하는 것일까요? Priming 이란 용어는 열교환기나 콘덴서, 보일러, 펌프에서 공통적으로 용어로 특정 공간에 물질(가스)이 차 있는 상태라는 공통점을 가지고 있습니다. 예를 들어 Condenser 와 같은 열교환 장치류의 냉각수 IN/OUT 챔버 내에서 냉각수가 100%차 있지 않은 상태가 발생하는 데 이는 냉각수 안에 녹아 있던 산소나, 기타 가스가 시스템 내에서 상부(용기 윗부분-아래 그림 참조)로 이동 축적되면서 일정 공간을 형성하여 기기의 효율을 떨어뜨리는 것을 말 합니다. 이러한 영향을 최소화 하기위해 Priming 펌프를 추가하여 빈 공간의 특정 가스를 추출하는 등 부가적인 해결 방안을 모색해야 하기 때문에 기기에 긍정적이라 볼 수 없는 현상입니다.

본문의 용어 이해에 앞서 각 단어들이 갖고 있는 사전적 의미를 먼저 살펴보겠습니다.

• Priming : 특정 공간의 공기를 배출(제거)하는 일
• Foaming : 거품이 생기는 현상

이를 종합하면 Priming and forming 을 아래와 같이 한 줄로 요약할 수 있습니다. 

 

- 특정 기기(보일러) 에 거품이 발생하면서 빈 공간이 형성되는 것

Priming

 

Boiler Priming 의 정의

 

보일러 프라이밍의 원인은 드럼(Vessel) 안의 수위가 너무 높아 증기 방출 표면적을 감소시키고 갑작스러운 증기 Load 의 증가로 인해 보일러의 수위 상승으로 인해 발생하는 것으로 규칙적이지 않은 고온 가스의 흐름과 열의 증가 시에 발생합니다. 이를 방지하기 위해서는 드럼내의 수위를 유지해야 하는데 이는 제조사별로 설계된 수위가 유지되어야 합니다. 위의 그림은 Priming zone 을 표기한 것으로 보일러의 증기가 머물러야 할 공간이 부족하거나 증기와 함께 미세한 물 입자가 과도하게 운반되는 것을 말하는 것으로 설계 및 작동상태의 결함을 의미하기도 합니다. Priming 은 보일러의 증기 압력이 설계 범위를 벗어나거나 오염물질의 화학적 요인에 의해 발생하기도 합니다. 이는 불필요한 증기 사용과 공정상의 품질, 기기의 수명에 영향을 미칩니다. 

 

Boiler Foaming 의 정의

 

포밍은 가용성 염류(Soluble salts)의 농도가 보일러의 증기 공간에 거품을 발생시키는 상태로 정의합니다. 이렇게 발생한 기포는 프라이밍을 유발하고 생성된 기포가 붕괴하면서 빠른 속도를 가진 액체를 발생하여 큰 피해를 발생할 수도 있습니다. 다시 말해 포밍, 프라이밍 현상에 의해 액체 상태의 유체가 스팀 파이프를 통해 터빈과 같이 기관 내로 직접적으로 들어가는 것만으로도 시스템 내에 위험적 요인이 될 수 있다는 것을 기억해야겠습니다. Foaming 이 발생하면 결과적으로 터빈에 영향을 주거나 과열 증상이 발생합니다. 

 

Priming and forming

 

보일러와 같은 과열 증기를 사용하는 기기류의 물은 증기 상태로 운반되어 집니다. 프라이밍의 생성은 포밍과 연관성을 가지고 있습니다. (포밍 형성 ->프라이밍) 포밍에 의해 비누 거품과 같은 유사한 형태의 거품이 증기 공간을 부분적 혹은 완전히 채우는 프라이밍 현상을 동반하게 됩니다. 물은 격력하게 흔들릴 때 거품을 일으키는 것과 같은 보일러 내의 특정 유기물 또한 같은 현상이 발생하게 됩니다. 프라이밍이 발생하는 원인은 고체의 미립자가 액체안에 분산된 상태 즉 현탁액에서 고체 물질의 가벼운 입자가 원인이 될 수 있습니다. 화학 물질의 혼합시 물이 불규칙적으로 처리되는 경우 과량의 화학 물질이 유입된 후 물질의 침전의 결과는 포밍으로 이어져 프라이밍을 동반하게 됩니다. 

 

프라이밍, 포밍을 방지하기 위해 보일러에 미세 입자가 과도하게 축적되는 것을 방지하고 급수 중에 발생할 수 있는 부유 물질의 최대할 여과할 수 있도록 해야 합니다. 또한 용해성 성분의 농도를 낮출 필요가 있는 경우 하루에 정해진 회수 만큼 블로우 오프 밸브를 개방하는 것을 통해 수위를 조절하고 내부 침전물을 제거해야 한다는 것을 기억해야 겠습니다.

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