P&ID 공부 2 일차 (스팀의 온도를 낮추는 물 한 방울의 과학)

Spray Water는 왜 SH1, SH2 사이에 분사될까? P&ID로 이해하는 증기 온도 제어 시스템

보일러에서 생성된 증기는 고온·고압 상태로 터빈으로 이동합니다.
하지만 이 증기의 온도가 너무 높거나 낮으면 효율 저하는 물론 장비 손상까지도 일으킬 수 있죠.

그래서! 이 증기를 정밀하게 제어하는 장치가 있습니다.
바로 Spray Water(스프레이 워터) 시스템입니다.

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🔍 1. Spray Water란?

Spray Water는 말 그대로 고온의 증기 라인에 물을 미세하게 분사하여
증기 온도를 낮추는 시스템입니다.

이 물은 일반 물이 아니라, 보일러의 **Feed Water(급수)**를 이용하므로
수질 조건이 같고 시스템 간섭이 없습니다.

 

🔸 2. 왜 Spray Water가 필요한가요?

💡 스팀 온도는 "제어해야만" 하는 값입니다

• SH1, SH2 등에서 과열된 증기는 540°C 이상이 되기도 함
• 이 증기가 너무 뜨거우면 터빈 블레이드 손상
• 반대로 너무 낮으면 효율 저하 및 응축 가능

따라서, SH1과 SH2 구간 사이 또는 SH2와 SH3 구간 사이에
스프레이 워터를 분사하여 온도를 조절합니다.

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📌 3. P&ID로 보는 Spray Water 흐름

📍분기 지점: Feed Water → Spray Water Valve

• Feed Water는 ECO1 진입 전 지점에서 스프레이 라인으로 분기
• 이 라인에는 **제어밸브(CV)**와 Check Valve, Flow Transmitter가 있음
• 제어밸브는 증기 온도 센서 값에 따라 자동으로 개폐

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📍분사 위치 ①: SH1 ↔ SH2 사이

• 첫 번째 Spray Nozzle이 SH1과 SH2 사이에 위치
• 이곳의 목적은 초기 과열된 증기를 일정 온도로 안정화

📌 과열기 중간에 스프레이를 넣는 이유는?

SH1에서 과열된 증기는 연소가스와 직접 접촉되므로 과도하게 뜨거움
SH2로 가기 전 온도를 낮춰야 터빈 설계 조건에 맞게 제어 가능

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📍분사 위치 ②: SH2 ↔ Intrex SH3 사이

• 두 번째 Spray 라인은 SH2 → Intrex SH3(내부 순환 과열기) 사이에 설치
• SH3는 배기가스 열을 더 흡수하므로 이 구간에서도 재가열 효과 존재
• Spray는 마지막 온도 보정용

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🎛 제어 방식은 어떻게?

• 각 분사 라인에는 스팀온도(TI, TT) 센서가 설치됨
• DCS나 PLC에서 **목표 증기온도(SP)**를 기준으로,
  실제 온도(PV)와 비교해 스프레이 밸브를 조절
• 밸브는 분당 수백 회의 PID 연산으로 미세하게 제어됨

📘 마무리하며

이번 포스팅에서는 P&ID 기반 Spray Water 제어 방식을 분석해보았습니다.
"스팀은 뜨거울수록 좋다"는 오해는 버리고,
**“정해진 온도로 정확히 제어하는 것”**이 고효율 보일러 운영의 핵심입니다.