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연재기획

알파라발, 열교환기 활용 지속가능성 확보①

대항류 설계 판형열교환기 개방형 냉각탑 미네랄 축적 봉쇄
화학적 처리 등 유지보수비용 절감 기대

에너지효율성과 열회수율을 높이고 연료요금과 이산화탄소 배출을 감소시키며 유지보수비용 절약을 통해 환경에 미치는 영향을 최소화, 수익성 있는 성장을 이루는 것이 기업의 지속가능성이다. 알파라발은 가스켓 열교환기를 활용해 기업의 지속가능성 목표를 달성할 수 있도록 실제사례를 통해 소개할 예정이다. 지속가능성확보를 위한 방안은 개방형 냉각탑, 온수보일러, 증기보일러, 칠러, 공기압축기, 열병합발전장비, 쉘앤튜브 열교환기와 같은 장비의 운용, 유지보수와 에너지소비측면에서 찾을 수 있다.

개방형 냉각탑, 미네랄 침전 ‘골치’
개방형 냉각탑시스템은 순환식 냉각수의 탄산칼슘과 부식성 염화물이온 증가의 원천이다. 이 미네랄은 보충수를 통해 침투해 시간이 흐르면서 허용치 이상으로 축적된다. 물순환을 통해 물은 증발하지만 미네랄은 그대로 남아 냉각계통 내 농도를 증가시키며 6개월간 탄산칼슘과 칼슘의 농도는 2배로 증가되기도 한다. 오염 물질 제거를 위해 주기적으로 순환회로를 클리닝해야 하지만 이로 인한 운영비용이 증가한다. 서유럽의 경우 물비용만으로 m³당 0.10유로가 발생하기도 한다.

대항류로 설계된 냉각탑용 알파라발 판형열교환기는 1℃의 낮은 접근온도에 도달할 수 있는 우수한 열성능 때문에 ‘냉각수 루프 중간 열교환기’로 흔히 사용된다. 알파라발 가스켓열교환기는 32℃의 냉각탑 물을 플랜트에 보내는 대신 33°C의 밀폐된 깨끗한 물을 공급한다. 이를 통해 이물질이 없고 탄산칼슘과 염소이온이 일정하게 유지되는 깨끗한 냉각수로 밀폐회로를 냉각할 수 있으며 내부 고온배관 표면의 칼슘 침전물 접착이 없어 직경이 감소하지 않는 깨끗한 파이프를 유지해 펌핑비용을 절감할 수 있다.

쉘 앤 튜브 열교환기와 같은 다운스트림 냉각장비의 유지보수비용 절감은 물론 높은 수준의 염화이온 부식으로 쉘 앤 튜브 열교환기 막힘으로 인한 전열면적 감소도 최소화할 수 있다.


일반적으로 전체 냉각탑 루프의 10%인 개방형 냉각탑 루프에 대한 화학적 처리비용 절감은 물론 유지보수 및 기계적 부식 때문에 일어나는 계획되지 않은 중단에 대한 비용도 줄일 수 있다. AISI 316 SS 스테인리스 스틸 플레이트 재료를 사용한 가스켓판형열교환기는 40℃에서 최대 300ppm의 염화물을 처리할 수 있어 공장의 저등급 강철장비는 부식으로부터 보호할 수 있으며 한 사람이 몇 시간 안에 가스켓판형열교환기를 빠르고 간편하게 세척할 수 있다.