냉각탑 백연

백연의 정의

냉각탑 백연은 배출 공기 속 수증기가 외기와 만나 응축되어 보이는 흰색 기둥 모양 흐름이다.

증발로 빠져나간 물은 순수한 물이고, 백연 자체는 주로 응축된 물방울이다.

그래서 백연의 양은 증발량보다 배출 공기의 포화도와 외기 조건에 크게 좌우된다.

백연 발생 원리

냉각수 일부가 증발하면서 열을 빼앗고, 공기는 수증기를 많이 머금은 포화 상태가 된다.

이 포화 배기공기가 토출구를 나와 온도가 낮은 외기와 섞이면 이슬점에 도달한다.

이슬점 이하로 식은 수증기가 미세 물방울로 응결하면, 이것이 눈에 보이는 백연이다.

백연 발생의 핵심은 포화 배기공기의 응축이며, 외기 온도가 낮을수록 더 뚜렷해진다.

열량 계산 예시

가열 방식의 열량은 공기 질량유량과 엔탈피 증가량의 곱으로 구한다.

공기 질량유량이 50kg/s이고 엔탈피가 10kJ/kg 늘어나면 열량은 500kW가 된다.

중형 냉각탑의 가열 부하로 상식 범위에 있는 값이다.

직접 풀어 보자.

저감 기술 비교

백연 저감 기술은 배출 공기를 가열하거나 건식 열교환부를 두어 포화를 피하는 방식이다.

가열 공기 혼합형은 폐열을 활용할 수 있을 때 효율이 좋다.

열교환 코일형은 배출 공기를 직접 재가열해 저감 효과가 안정적이다.

건식 냉각탑은 백연을 거의 없애지만 외기온도가 높을 때 냉각 능력이 떨어진다.

저감 효과가 큰 만큼 설비비와 동력비가 함께 늘어난다.

헷갈리는 점과 정리

백연과 수증기는 혼동하기 쉽다. 수증기는 투명하고, 백연은 응축된 미세 물방울이다.

채점에서는 원인을 외기 온도만으로 설명하면 감점되니, 배출 공기의 포화 상태와 함께 적어야 한다.

시험에서는 발생 원리, 문제점, 저감 기술을 묶어 묻는 경우가 많다.

정리하면 백연은 포화 수증기의 응축이며, 저감 효과와 설비비·동력비의 균형을 본다.