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배관 해석 프로그램을 통한 해수담수화 플랜트 수압 시스템 분석
Analysis of hydraulic system for seawater desalination plant through piping analysis program 원문보기

上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater, v.34 no.3, 2020년, pp.221 - 230  

최지혁 (국민대학교 건설시스템공학부) ,  최용준 (국민대학교 건설시스템공학부) ,  양흥식 (국민대학교 건설시스템공학부) ,  이상호 (국민대학교 건설시스템공학부) ,  최준석 (한국건설기술연구원 국토보전연구본부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In actual seawater desalination plant, the pressure loss due to frictional force of pipe is about 3~5 bar. Also, the pressure loss at pipe connection about 1~3 bar. Therefore, the total pressure loss in the pipe is expected to be about 4~8 bar, which translates into 0.111 to 0.222 kWh/㎥ of en...

주제어

#해수담수화 플랜트   #수압 시스템   #압력 손실   #배관 설계   #고유전력소비  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 비록 배관 내부에서의 마찰에 의한 압력 손실 자체를 없앨 수는 어렵지만 배관 연결부에서의 압력 손실은 적절한 배관 설계를 통해 저감할 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구는 해수담수화 플랜트 단위 공정별 배관에서의 압력 손실을 분석하기 위한 목적으로 진행되었다. 이를 위하여 플랜트 관망 해석을 할 수 있는 상용프로그램을 사용하였으며 500 m3/day과 1,000 m3/day 규모의 담수화 시설에 대하여 배관 및 운전 조건별 유체역학적 해석을 수행하였다.
  • 본 연구에서는 기존 해수담수화 플랜트 배관에서 발생되는 압력 손실을 줄여 전체 에너지 사용량을 저감하기 위하여 수압 시스템 영향 평가를 진행하였다. 국내에 설치되어 있는 SWRO 파일럿 플랜트를 참조하여 기본 모델을 구축하였고, 상용화 프로그램인 PIPENET을 통하여 배관에서의 압력 손실을 계산하였다.

가설 설정

  • 2와 같이 국내에 설치되어 있는 소규모 해수담수화 파일럿 플랜트 도면을 참조하였다. 설계에 이용된 펌프의 성능은 제공된 펌프특성곡선을 따라 설정하였으며, 배관에서의 압력의 손실만을 고려하기 위하여 각종 펌프(고압 펌프, 부스터 펌프, ERD 펌프)의 효율은 100%로 가정하였다. 단위 공정별 사용된 피팅 및 밸브의 loss coefficient(K)는 종류별로 0.
  • 8으로 설정하여 피팅과 밸브로 인한 손실을 고려하여 계산하였다. 전체 배관의 재질은 PVC계열의 재질로 가정하였고, roughness는 0.005~0.045 mm로 가정하여 해석을 진행하였다. 한외여과 필터와 카트리지 필터의 회수율은 100%로 가정하였으며, 역삼투 필터는 40%로 설정한 후에 공정별 압력 손실에 따른 비에너지 값을 계산하였다.
  • 045 mm로 가정하여 해석을 진행하였다. 한외여과 필터와 카트리지 필터의 회수율은 100%로 가정하였으며, 역삼투 필터는 40%로 설정한 후에 공정별 압력 손실에 따른 비에너지 값을 계산하였다.
  • /day 해수담수화 플랜트의 수압 시스템 해석결과를 나타내고 있다. 한외여과와 카트리지 필터의 회수율을 100%로 가정하여, 각 공정의 유입 유량은 모두 1,250 m3/day 로 동일하게 해석을 진행하였다. 배관에서의 손실은 취수와 역삼투에서 1 bar와 1.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
해수담수화란? , 2012). 이러한 상황에서 해수담수화는 전체 수자원의 98%를 차지하고 있는 바닷물을 담수로 이용할 수 있다는 측면에서 물 부족 문제를 해결할 수 있는 대안으로 관심이 높아지고 있다. 특히 역삼투(Reverse Osmosis, RO) 공정은 현재 여러가지 해수담수화 기술 중에서 가장 널리 적용되고 있다.
해수담수화 플랜트 배관에서 발생되는 압력 손실을 줄여야 하는 이유는? 본 연구에서는 기존 해수담수화 플랜트 배관에서 발생되는 압력 손실을 줄여 전체 에너지 사용량을 저감하기 위하여 수압 시스템 영향 평가를 진행하였다. 국내에 설치되어 있는 SWRO 파일럿 플랜트를 참조하여 기본 모델을 구축하였고, 상용화 프로그램인 PIPENET을 통하여 배관에서의 압력 손실을 계산하였다.
역삼투(Reverse Osmosis, RO) 공정의 단점은? 그러나 RO 공정에 의한 해수담수화는 상대적으로 에너지 사용량이 높다는 단점을 가지고 있다. 증발법 등 다른 해수담수화 기술에 비하면 RO 공정의 에너지 사용량은 낮은 편이나 지표수나 지하수를 이용하는 기존 정수처리 공정에 비해서는 상당히 높은 편이다 (Lauren et al.
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