나뉘어 운영되고 있던 두 공정을 한 구역으로 통합하여 운영할 때의 경제… | [화공기사 필기] 22년 2회차 기출문제 상세 페이지
1[화공기사 필기] 22년 2회차
나뉘어 운영되고 있던 두 공정을 한 구역으로 통합하여 운영할 때의 경제성을 평가하고자 한다. △Tmin = 20℃로 하여 최대 열교환을 하고, 추가로 필요한 열량은 수증기나 냉각수로 공급한다고 할 때, 필요한 유틸리티와 그 에너지량은? (단, 필요에 따라 Stream은 spilt 할 수 있으며, Ts와 Tt는 해당 STream의 유입온도와 유출온도를 의미한다.)
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냉각수, 10kW
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냉각수, 30kW
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수증기, 10kW
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수증기, 30kW
해설
스트림별 발열/흡열량을 계산하면, Stream 1(고온측, 190→110℃, Cp=20)은 열량 1600kW 방출, Stream 2(90→170℃, Cp=10)는 800kW 흡수, Stream 3(140→50℃, Cp=10)은 900kW 방출이다. Area A, B를 합쳐 전체 열원(방출)은 Stream 1+3=2500kW, 열침(흡수)은 Stream 2=800kW로 전체적으로는 열이 남는 구조이지만, 제약 때문에 핀치 온도 구간에서 열교환이 제한되어 저온 스트림(2)의 일부 구간에서 뜨거운 스트림과 매칭이 불가능해 수증기(가열유틸리티)가 필요해진다. 핀치 해석 결과 추가로 공급해야 하는 최소 가열 유틸리티는 10kW로 산출되므로, 필요한 유틸리티는 수증기 10kW이다.
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