Deaerator flooding

문제점

​운전중 deaerator level이 감소하는 문제가 발생하였다.

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​Monitoring

operator report 에 따르면 level감소에 대처하기 위해 ​water make-up level control valve를 full로 열었더니 level감소가 더 빨라 졌다. 이 문제를 해결하고자 operation측에서 make-up valve를 닫았을 때 level이 오히려 회복되었다고 하였다.

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일반적인 개념으로 make-up valve를 열면 liquid level이 더 올라가야 하는데 trouble reprot상 더 빨리 감소했다고 하였으며, 아울러 make-up valve를 close했는데 liquid level이 증가했다는 운전원의 주장에 의문이 생겼다. operation측의 주장이 이치에 맞지 않다고 판단이 들었으며 이에 대해 면밀한 현장 검증 및 운전상황을 확인해 볼 필요가 있었다.

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Design 상황 check

Balance상 cold BFW유량이 hot condensate유량보다 훨씬 작았고, cold BFW line은 유량 대비 충분히 overdesign되었지만 stripping steam은 그에 반해 overdesign이 없었다.

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운전 상황 check

​운전중 process로부터 Hot BFW 요구량이 증가하여 level control에 연동이 된 cold BFW 유입량이 증가하였으며 유입 온도가 70도로서 deaerator 운전온도에 비해 매우 낮아 결국 차가운 물이 더 많이 유입이 되어 deaerator내 온도와 압력이 동시에 하강하였다.

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이에 따라 압력 제어를 위한 stripping steam양이 더 증가하였고, level control valve opening이 40%가 되었을 때 stripping steam control valve는 이미 100% full open된 상태이었다. (이는 차가운 물의 유입에 따라 압력이 계속 떨어지고 이를 만회하기 위해 스팀 주입량이 계속 증가하였음.)

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Deaerator내 압력이 점점 줄게 되어 유입되는 스팀의 부피 유량은 더욱 커지게 되었고, 결국 deaerator 상부 tray로 들어가는 스팀의 유속이 급격히 증가하여 위에서 내려오는 cold BFW가 충분히 아래로 내려가지 못하는 flooding상황이 발생되었다.

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이로 인해 cold BFW는 packing zone에서 점점 accumulation되어 vent line을 통해 배출되었음. 그 결과 deaerator inventory내 액위도 점점 내려가게 되었으며 이러한 상황에서 level이 더 줄어들게 됨에 따라 make-up valve opening이 점점 증가하고 이는 다시 deaerator내 온도, 압력을 감소시켜 스팀의 유속이 빨라지고 flooding이 더 심각해지는 악순환이 발생하였다.

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임시 조치 사항

​따라서 임시적으로 make-up valve를 잠근 결과 냉각 감소에 따라 deaerator내 압력이 회복되어 flooding이 더 이상 발생되지 않았다.

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Design Modification

추후 이러한 문제가 반복되지 않도록 하기 위한 대안으로 cold BFW온도는 available heat source를 이용하여 90도로 증가시키고, 더불어 steam control valve의 Cv를 좀 더 키워, cold BFW유량이 증가하여도 deaerator내 온도, 압력이 유지할 수 있도록 제안하였다.

 

 

#deaerator#flooding#stripping#packing#tray