대기오염개론 - 유효굴뚝높이, 통풍력

1. 유효굴뚝높이

유효굴뚝높이

He = H + △H

 He : 유효굴뚝높이(m)

△H : 연기의 상승고(m)

      H : 굴뚝의 실제높이(m)

 

(1) 오염물질의 확산조건

- 굴뚝 가스배출 속도를 증가시킨다.

 

- 배출가스의 온도를 높인다.

 

- 배출구의 직경을 작게 한다.

 

- 굴뚝의 높이를 증가시킨다.

 

- 배출가스량을 증가시킨다.

 

(2) SO2의 착지농도를 감소시키는 방법

- 굴뚝높이를 높게한다

 

- 굴뚝 배기가스 배출속도를 높인다.

 

- 배기가스 온도를 가능한 높인다.

 

- 저유황유를 사용한다.

 

(3) △H (연기의 상승고) 계산식

 

△H (연기의 상승고) 계산식

 

He = H + △H

He : 유효굴뚝높이(m)

△H : 연기의 상승고(m)

      H : 굴뚝의 실제높이(m)

 

 

 

ex) 실제굴뚝높이가 50m, 굴뚝내경 5m, 배출가스의 분출속도가 12m/s, 굴뚝 주위의 풍속이 4m/s라고 할 때, 유효굴뚝의 높이는? 

풀이

 

우선 위 공식을 이용해서 연기의 상승고(△H) 값을 계산한다. 그런 다음 He = H + △H 를 이용해 유효굴뚝높이(He)를 구하면 된다.

 

①△H = 1.5 * D * (Vs/U)

         = 1.5 * 5m * ((12m/s)/(4m/s))

         = 22.5m

 

 

②He = H + △H 에서

        =50m + 22.5m

        =72.5m

 

 

 

 

 

 

2. 통풍력

(1) 통풍력 계산식

 

통풍력 계산식

 

 

 

ex) 높이 60m인 굴뚝에서 가스의 평균온도가 250℃, 대기의 온도는 25℃일 때 이 굴뚝의 통풍력은?(mmH2O)

(단, 표준상태의 가스와 공기의 비중량은 1.3kg/Nm3 이고 굴뚝안에서의 마찰손실은 무시한다.)

 

풀이

 

통풍력의 계산도 위의 공식을 이용해 주어진 조건의 값을 대입해 해주면 된다.

 

Z = 355 * H * ( (1/273+ta) - (1/273+tg) )

   = 355 * 60m * ( (1/273+25) - (1/273 + 250))

   = 30.75mmH2O

 

 

 

(2) 통풍력이 커질 조건

- 굴뚝의 높이↑, 단면적↑ 

 

- 배출가스의 온도↑, 외기온도↓

 

- 굴뚝내의 굴곡이 없을수록 

 

- 외기주입이 없을수록

 

- 여름보다는 겨울

 

(3) 통풍방식의 종류

① 압입통풍

- 노 안에 설치된 가압송풍기에 의해 연소용 공기를 연소로 안으로 압입

 

- 연소실 공기를 예열할 수 있으나 역화의 위험성 존재

 

- 송풍기의 고장이 적고, 점검 및 보수가 용이함

 

- 연소실 공기를 예열할 수 있으며, 내압이 정압(+)으로 연소효율이 좋음

 

- 흡인통풍식보다 송풍기의 동력소모가 적음

 

② 흡인통풍

- 통풍력이 커서 굴뚝의 통풍저항이 큰 경우 적합

 

- 노내압이 부압(-)으로 역화의 우려가 없음

 

- 이젝트를 사용할 경우 동력이 불필요함

 

- 송풍기의 점검 및 보수가 어려움

 

③ 평형통풍

- 대용량의 연소설비에 적합함, 통풍손실이 큰 연소설비에 사용됨

 

- 통풍 및 노내압의 조절이 용이하나 소음발생이 심함

 

- 열가스의 누설과 냉기의 침입 X

 

- 동력소모가 크고 설비비와 유지비가 많이 듬