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작성일 : 14-07-11 12:45
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글쓴이 :
코스모가스
 조회 : 3,508
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가스연소설비의 선두주자 코스모 가스 테크(주)
가스연소의 기초
1. 서론
현장에서 가스 연소에 대한 설계를 접하게되면 누구나 당황한 경험이 있을 것이다.
이것은 연소에 관한 경험과 자료의 부족이 설계자를 당황하게 만드는 것으 로 결코 좌절하여서는 안될 것이다.
여러 생산현장에 설치된 가스 연소장치는 다양한 특징을 가지고 있으며
이러한 특징을 잘살려서 설비를 보존하며 운전할수 있도록 하는것도 우리 설계자의 의무일 것이다.
여기서는 형광등 배기대 및 베이킹기를 중심으로 연소 전반에 관한 설명을
하려고 한다.
내용중에 귀사의 생산 현장과 다른부분이 있을수 있으나 이것은
연소 전반에 관한 내용임으로 보다상세한 것은 추후 논의 키로한다.
2. 연소 (COMBUSTION)
우리가 현재사용하는 도시가스는 메탄이 주성분으로 이외에 에탄 ,프로판
이소부탄, 노말부탄,이소펜탄,질소등의 조성을가지고 있으며
L.P.G 또한 프로판이 주성분으로 메탄 ,에탄,이소부탄,노말부탄,에틸렌,
프로필렌,등의 조성을 가진 복잡한 혼합물이다.
여기에서는 메탄과 프로판을 중심으로 설명하고져 한다
도시가스(CH₄),프로판(C3H8) 연소는 공기중의 O2 와의 화합에 의하여 이루 어진다.
즉 CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O + 열
C₃H8 + 5O₂ = 3CO₂ + 4H₂O + 열
위의 연소방정식을 완성하기 위해서는 다음의 식을 이용하면 해결할수 있다
탄화수소의 연소방정식
CmHnOy + zO₂ = mCO₂ + n/2 H₂O
여기에서 이론산소량은
Z = m + n/4 - y/2 로서 구할 수 있다
위의연소식에 따라서 메탄(CH₄) 1㎥가 완전연소하기 위해서는 산소 (O₂)
2㎥가 필요하며
프로판(C₃H8) 1㎥가 완전연소하기 위해서는 산소가스 5㎥가 필요함을 알수
있다
현재 배기대 및 베이킹기에서 사용하는 것은 산소를 사용하지 않고
BLOWER를 이용한 압축공기를 이용함으로 AIR 로 환산하면
공기중의 산소(O₂) 농도는 21%임으로
도시가스의경우
100%
------- x 2㎥ = 9,52㎥
21%
프로판의 경우
100%
------- x 5㎥ = 23.80㎥
21%
즉 도시가스1㎥를 연소시키는 경우 이론공기량은 9.52㎥,프로판의 경우는 23.80㎥의 공기량이 필요함을 알 수 있다.
배기대 및 베이킹기의 경우와 같이 밀폐또는 반밀폐의 경우라면 내부버너 에의한 연소는 2차공기를 기대 할수 없기 때문에 연소에 필요한 공기는
완전히 1차 공기의 공급에 의존하지 않으면 않된다.
또 산소의 농도는 배기가스중의 농도 6% 전후가 열효율을 최대로 얻을수
있고 배기가스중의 일산화탄소의 농도도 최저로 낮출수 있다.
이렇게하기위해서는 연소기(버너)에 공급되는 과잉 공기는 25% ～ 30%로
할 필요가 있다. (계산생략)
따라서 CH₄1㎥연소시 필요공기량은
1㎥CH₄ x 9.52㎥AIR x 1.3 = 12.38㎥
같은 방법으로 프로판의 경우는
1㎥C₃H8 x 23.80㎥AIR x 1.3 = 30.94㎥
특히 가스를 공기와 혼합시 폭발범위에 들지않도록 각별한 주의가 요구되며
같은 도시가스의 경우라도 지방의 경우 L.P.G + AIR의 경우는 다른계산이
필요합니다 .
또 수소(H₂)의 경우는 연소 속도 및 폭발범위가 대단히 넓어서 각별한
주의가 요구 됩니다
(폭발범위계산생략)
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