에너지 10년기출C

1️⃣J5 보일러 자동제어

유류연소 온수보일러 자동제어 장치의 설치 위치를 쓰시오.

(1) 스택 릴레이 : 연도
(2) 콤비네이션 릴레이 : 보일러본체
(3) 프로텍터 릴레이 : 버너

2️⃣점화불량(비료소검봉)

보일러 가동을 시작할 때 점화가 불량한 경우 그 원인 5가지를 쓰시오.

F2 점화불량(비료소검봉)

❶공기비가 나쁠때
❷ 연료의 온도가 높을때
❸ 연소실 온도가 낮을때
❹ 화염검출기의 기능이 불량할때
❺ 점화봉 삽입위치가 불량할때
● 통풍이 적당하지 않을때
● 점화용 트랜스의 전기 스파크가 불량할때

3️⃣B0 급수장치

인젝터에 의한 급수 작동순서를 쓰시오.

출구정지밸브개방→급수개방→증기밸브개방→핸들개방

4️⃣

반지름 5[m]인 구형 공간에 내부압력이 100[kPa]. 20[℃]의 공기가 있을 때 몰 [kmol]수는 얼마인가?

$$ V=\frac{4}{3}\pi r^3 $$

$$ =\frac{4}{3}\times\pi\times 5^3=523.598[m^3] $$

\[PV=nRT \\ n=\frac{PV}{RT}\]

$$ =\frac{(\frac{100+101.325}{101.325})\times 523.6}{0.082\times (273+20)}=43.301[kmol] $$

5️⃣관류보일러

A5 관류 보일러(명칭)

급수펌프에 의해 급수를 압입하여 하나로 된 관에서 가열, 증발, 과열과정을 거쳐 순환하는 보일러

6️⃣정압계산(피토관)

압력 101.325[kPa] 온도 15[℃]에서 공기의 밀도가 1.225[kg/m³]이며 피토관에 설치된 시차 액주계에서 높이차가 330[㎜Hg]일 때 공기의 유속[m/s]은 얼마인가

(수은의 비중은13.6 비중량은 13600[kgf/m³])

I2 정압계산(피토관)

\[ V=\sqrt{2g\frac{P_t-P_s}{\gamma}} \]

\[V=\sqrt{2gh\frac{\gamma_m-\gamma}{\gamma}} \]

\[ \gamma(물의 비중량) : 1000[kgf/m^3] \]

\[ 1[atm]=760[mmHg]\] \[=10332[mmHO]=101.325[kPa] \]

Pt 전압 Ps정압 γ공기밀도

$$ V=\sqrt{2gh\frac{\gamma_m-\gamma}{\gamma}} $$

$$ =\sqrt{2\times 9.8\times 0.33\times\frac{13600-1.225}{1.225}}=267.958 $$

7️⃣폐열회수계산

벙커C유를 사용하는 보일러의 연소 배기가스 온도를 측정한 결과 300[℃]이었다. 여기에 공기예열기를 설치하여 배기가스 온도가 150[℃]까지 낮아졌다면 연료 절감률[%]은 얼마인가?

(단, 벙커C유의 발열량 9750[kcal/kg], 배기기가스량은 연료1[kg]당 13.6[Nm³], 배기가스의 비열 0.33[kcal/Nm³·℃], 공기 예열기의 효율은 0.75이다.)

B3 폐열회수계산

\[Q_s=G_s\times C_s\times \Delta t \times \eta \]

$$ Q_s=13.6\times 0.33\times (300-150)\times 0.75 \\ =504.9[kcal/kg] $$

$$ \eta_\Delta=\frac{504.9}{9750}\times100=5.178[\%] $$

8️⃣수관보일러

강제 순환식 수관보일러 종류 2가지를 쓰시오.

A2 수관보일러

❶ 자연순환식: 보일러수의 비중량차에 의하여 자연순환하는 형식

❷ 강제순환식: 순환펌프를 설치하여 보일러수를 강제로 순환시키는 형식 (라몬트, 벨록스)

❸ 관류식: 증기드럼 폐지하고 긴관을 제작, 구성하여 관의 한 끝에서 펌프로 압송된 물을 가열, 증발, 과열의 과정을 거쳐 증기가 발생되는 형식

9️⃣열전도율

두께 25[cm], 열전도율이 6[W/m·K]인 내화벽돌이 노 내부의 1500[℃]에 접하고,그 외측에 안전사용온도가 900[℃], 열전도율이 0.65[W/m·K]인 단열재를 시공하여 10[℃] 외기와 접할 때 단열재 두께는 몇 [cm]로 시공하여야 하는가? (단, 외벽표면의 열전달률은 40[W/m²·K]이다.)

D7열전도율계산

\[Q=K\cdot F\cdot\Delta T \\ =\frac{1}{R_1+\frac{b}{\lambda}+R_2}\times F\times\Delta T \]

b 벽의두께, λ 열전도율, F 표면적

$$ Q=\frac{1}{\frac{b_1}{\lambda_1}}\times F\times \Delta T $$

$$ =\frac{1}{\frac{0.25}{6}}\times 1\times ((273+1500)-(273+10))=14400[W] $$

$$ Q_2=\frac{1}{\frac{b_2}{\lambda_2}+\frac{1}{\alpha}}\times F\times \Delta T_2 $$

\[=\frac{1}{\frac{b_2}{0.65}+\frac{1}{40}}\times 1\times ((273+900)-(273+10))=14400[W] \\ b_2=2.392[cm]\]

🔟C4 🔢보일러효율

보일러를 열정산 측정결과가 표와 같을 때 효율[%]을 계산하시오.

1️⃣1️⃣이론공기량(A₀)

[보기]와 같은 중량 비율을 갖는 액체연료를 완전 연소할 때의 물음에 답하시오.

탄소(C) : 75[%], 수소(H) : 15[%], 산소(0) : 5[%], 황(S) : 3[%], 기타 : 2[%] (1) 이론공기량[N㎥/kg]을 계산하시오. (2) 이론습배기 가스량[N㎥/kg]을 계산하시오.

G0 이론공기량(A₀)

\[ A_{0}[Nm/kg]=\frac{22.4}{0.21}(\frac{C}{12} +\frac{H-\frac{O}{8}}{4}+\frac{S}{32}) \]

$$ A_0[Nm/kg]=\frac{O_0}{0.21}=8.89C+26.67(H-\frac{O}{8})+3.33S \\ A_0[kg/kg]=\frac{O_0}{0.232}=11.49C+34.5(H-\frac{O}{8})+4.31S $$

$$ A_{0}=8.89C+26.67(H-\frac{O}{8})+3.33S $$

$$ G_{0w}=8.89C+32.3H-2.63O+3.33S+0.8N+1.244W $$

1️⃣2️⃣G 습배기가스량

이론 습배기가스량 G0w 공기비 a(a > 1), 이론공기량 A0일때 실제 습배기가스량(Gw) 계산식을 완성하시오.

$$ G_w=G_{0w}+(\alpha-1)\times A_0 $$

1️⃣

신호등을 LED로 설치하여 사용할 때 장점을 2가지 쓰시오.

조도가 높고 수명이 길다. 전력소비가 적어 에너지 절약이 뛰어나다

2️⃣습도계

통풍 건습구 습도계로 대기 중의 습도를 측정하였다. 건구온도가 24[°C] 포화수증기 분압 19.82[㎜Hg], 습구온도가 23.5[℃], 포화수증기 분압 15.47[㎜Hg]일 때 상대습도와 절대습도를 각각 계산하시오.

(단, 대기압은 760[㎜Hg]이다)

I8 습도계

►수증기분압

\[ P_w=P_{ws}-\frac{P}{1500}\times(t-t’)\]

►상대습도

\[ \phi=\frac{P_w}{P_s}\times 100 \]

►절대습도

\[ X=0.662\times\frac{P_w}{760-P_w} \]

►수증기분압

\[P_w=P_{ws}-\frac{P}{1500}\times(t-t’)\]

\[ =15.47-\frac{760}{1500}\times(24-23.5)=15.22[mmHg]\]

►상대습도

$$ \phi=\frac{P_w}{P_s} $$

$$ =\frac{15.22}{19.82}=76.791[\%] $$

►절대습도

$$ X=0.662\times\frac{P_w}{760-P_w} $$

$$ =0.662\times\frac{15.22}{760-15.22}=1.271\times 10^{-2}[kg/kg\cdot DA] $$

3️⃣증기트랩(응잠부건)

증기트랩을 사용할 때의 장점 2가지를 쓰시오.

B1 증기트랩(장점-워부저항)

워터해머방지
장치내 부식 방지
열효율 저하방지
관내 마찰저항 감소

워터해머방지 장치내 부식 방지 열효율 저하방지 관내 마찰저항 감소

4️⃣

어느 공장에서 연간 처리하는 물량이 2300[kg]으로 사용하는 연료로 벙커C유 3400[kL/년]. 경유 1500[kl/년]을 사용하고, 전기 1500[MWh/년]을 사용할 때 에너지사용 현황 및 원단위 현황을 작성하시오. (단, 석유환산계수는 벙커C유0.995, 경유 0.901, 전기는 0.23이다.)

(1)에너지사용현황[TOE]

(2)원단위 현황

5️⃣C4 보일러의효율

열매체 보일러 효율 계산식에서 ( ) 안에 알맞은 내용을 쓰시오.

$$ 보일러의 효율 =\frac{열매체사용량\times 비열\times 열매체 입출구온도차}{연료소비량\times 연료의저위발열량}\times 100 $$

6️⃣B0 급수장치

주철제 온수보일러의 최고사용압력이 수두압 50[㎜Aq]이고 용량이 50만[kcal/h]이다. 만일 이 보일러에 안전밸브를 설치하지 않고 방출관을 설치할 경우 방출관의 최소 안지름은 몇 [㎜] 이상이어야 하는가?(단, 전열면적은 18[㎡]이이다)

7️⃣D2 보온제의 안전온도

내화재, 단열재 및 보온재 등은 무엇을 기준으로 분류하는가?

안전사용온도

8️⃣면적식유량계

면적식 유량계 중 로터미터의 장점 2가지를 쓰시오.

I3 면적식유량계

고점도 유체나 작은 유체에 대해서도 측정이가능하다
차압이 일정하여 오차의 발생이 적다
압력손실이 적고, 균등 유량을 얻을수 있다
슬러지나 부식성 유체의 측정이 가능하다

정도가 1~2%로 정밀측정에는 부적당하다
측정하려는 유체의 밀도를 미리 알아야 한다

에너지 10년기출C