증기 사용량·감압·트랩 실무

Steam Usage, Reducing and Traps

증기사용량은 가열부하를 증발잠열로 나눈 값이에요. 감압은 교축(엔탈피 일정)으로 저압측 상태를 읽고, 트랩은 응축수를 빼요. 증기설비 실기 삼 축 계산이에요. 공급 증기압과 가열부하로 사용량을 맞춰 봐요.

가열에 필요한 증기, 감압의 결과, 그리고 트랩

증기설비 실기는 세 축입니다. 가열부하를 증발잠열로 나눠 증기사용량 Gs를 구하고, 감압밸브를 지날 때 엔탈피가 일정한 교축으로 저압측이 과열되는 것을 이해하며, 발생한 응축수 부하에 안전율을 곱해 트랩 용량을 선정합니다.

🔑 세 계산의 뼈대

①증기사용량 Gs = 가열부하 Q ÷ 증발잠열 r (= 응축수 발생량)

②감압밸브 교축은 엔탈피 일정(h1 = h2) → 저압에서 과열·건도 증가

③트랩 요구용량 = 응축수 부하 × 안전율(연속 2배, 시동 3배)

④증발잠열 r은 압력이 높을수록 작아진다(같은 Q에 증기량 증가)

증기사용량 Gs 계산

공급 증기압5 ata

가열부하 Q300000 kcal/h

증기사용량 단계 풀이

G_s = Qh - h_w = 300,000503.7 = 595.6 kg/h

5ata 포화증기: h - hw = 증발잠열 r = 503.7 kcal/kg

📏 왜 증발잠열로 나누는가

①증기가 응축(포화증기→포화수)하며 내놓는 열이 증발잠열 r

②가열에 쓰인 열 Q를 이 잠열로 나누면 필요한 증기 질량

③급수를 포화온도까지 데우는 현열은 별도(여기선 잠열 기준)

④예: Q=300,000, r=503.7 → Gs=595.6 kg/h

감압밸브: 엔탈피가 일정한 교축

교축(감압) 결과

h₁ = h₂ = 654.8, 과열분 = 8.9 kcal/kg

5ata 포화증기 h=654.8 → 2ata 포화 h=645.9보다 큼 → 과열

💡 감압하면 왜 과열되나

①감압밸브는 일·열 교환 없이 압력만 떨어뜨리는 교축과정

②교축은 엔탈피가 일정(h1 = h2)

③저압에서는 포화증기 엔탈피가 더 낮아, 남는 엔탈피가 과열도로

④습증기라면 교축으로 건도가 올라가 더 건조한 증기가 된다

응축수 부하로 트랩 용량 선정

트랩 요구용량

용량 = G_s × 안전율 = 595.6 × 2 = 1191 kg/h

응축수 부하 595.6 kg/h (= 증기사용량), 안전율 2배

⚙️ 안전율을 두는 이유

①시동(기동) 시 배관을 데우느라 응축수가 정상운전의 2~3배 발생

②연속부하는 약 2배, 시동부하가 큰 계통은 약 3배 적용

③트랩 앞뒤 차압이 낮으면 배출능력이 떨어져 여유가 필요

④용량 과대는 증기누설, 과소는 응축수 정체(수격) 위험

핵심 공식

증기사용량

G_s = Qh - h_w = Qr

가열부하 ÷ 증발잠열 (= 응축수 발생량)

감압(교축)

h₁ = h₂

교축은 엔탈피 일정 → 저압에서 과열·건도 증가

트랩 선정 용량

용량 = 응축수부하 × 안전율

연속부하 약 2배, 시동부하 큰 계통 약 3배

핵심 정리와 시험 포인트

🎯 시험 포인트

①증기사용량 Gs = Q/(h - hw) = Q/r (가열부하 ÷ 증발잠열)

②증발잠열 r은 압력이 높을수록 작아진다(증기량은 늘어남)

③감압밸브 교축은 엔탈피 일정(h1=h2) → 저압측 과열·건도 증가

④트랩 요구용량 = 응축수부하 × 안전율(2~3배)

⑤증기사용량이 곧 응축수 발생량이므로 트랩 계산과 연결

📝 대표 기출문제

①[기출유형] 가열부하 500,000 kcal/h, 증발잠열 500 kcal/kg의 증기사용량은? (답: 500000/500 = 1,000 kg/h)

②[기출유형] 감압밸브를 지난 증기의 상태 변화 원리는? (답: 교축 = 엔탈피 일정 → 저압에서 과열)

③[기출유형] 응축수 부하 600 kg/h, 안전율 3배 트랩 용량은? (답: 600×3 = 1,800 kg/h)