A study on the reliability enhancement of Ultrasonic water treatment system to boiler

This study was carried out to diminish the formation of scale in boilers which is one of the defect elements when they are operating. The defect relating to scale can cause a fatal impact on the explosion of boilers due to the overheating of their tubes, or it can affect the flow of water inside boilers with its bad circulation and result in a disparity of water inside the equipment. Heat transfer in the scale is low comparing to the boiler material, so it can lead to energy losses and has also impact on the global warming. In 2005, the Korean government introduced a system which requires boiler users to install the equipment which can prevent or eliminate the formation of scale to improve the management of water quality in boilers. The study on the techniques for preventing or eliminating the formation of scale started in 1821 and since then subsequently there have been lots of similar studies. The first one was about the scale reduction using potato starch. Since an ultrasonic scale preventer developed by a scientist from a Russian acoustic institute was introduced in1993, a variety of equipment of this kind have been disseminated in Korea. There has been a need to demonstrate the condition for the best performances of such equipment. Boilers are mostly composed of the main body and 288 the tube with a circular curved surface. I carried out a demonstration study on a circular tube which affects the scale defect the most among the boiler components. As a result of it, I found out the fact that the ultrasonic wave needs to reach a certain level of sound pressure and frequency to affect the formation of scale.

보일러 초음파 수처리장치의 신뢰성향상에 관한 연구

이 논문은 보일러 운전중에 일어나는 결함요소의 하나인 스케일형성을 감소하기 위한 연구이다. 스케일의 결함은 보일러 튜브의 과열로 보일러 파열에 치명적인 영향을 미치거나, 보일러내부의 수의 순환 불량으로 내부의 물흐름에 영향을 미쳐 내부의 수의 불균등을 가져오기도 한다. 그리고 스케일은 보일러 재료보다 열전달이 되지 않음에 따른 에너지손실도 가져와 지구 온난화의 환경에 영향을 끼친다. 이러한 스케일의 형성을 방지하거나 제거하기 위하여 한국정부에서는 보일러수질관리를 위하여 2005년도에 스케일부착을 방지하거나 제거할 수 있는 장치를 시설하도록 하였다. 이러한 스케일형성 방지 및 제거하기 위한 기법에 관한 연구는 1821년 감자 전분에 의한 스케일형성 감소에 의한 연구를 시작으로 그 후 많은 연구가 있어왔다. 1994년 한국에 러시아 음향연구소의 한 과학자로부터 개발된 초음파 스케일 방지장치가 소개된 이래로 다양한 보일러에 보급되기 시작했다. 초음파 스케일방지 장치가 성능을 발휘할 수 있는 조건을 실증할 필요가 있다. 보일러는 대부분 원형 곡면의 본체와 튜브로 구성 되어 있다. 보일러의 구성 요소 중 스케일결함 가장영향을 많이 미치는 원통형에 대한 실증을 실시하였다. 그 결과 초음파의 일정음압과 주파수에 도달하여야 스케일형성에 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었다.