에너지 16년기출C
에너지 16년기출C
1️⃣ 보일러 이상현상
보일러에서 발생하는 이상 현상에 대하여 설명하시오.
O2 보일러 이상현상
- 프라이밍(priming) 현상 : 급격한 증발현상으로 동수면에 작은 입자의 물방울이 증기와 혼입하여 튀어 오르는 현상
- 포밍(foaming) 현상 : 동저부에서 작은 기포들이 수면상으로 오르면서 물거품이 발생하여 수면에 달걀모양의 기포가 덮이는 현상
- 캐리오버(carry over) 현상 : 프라이밍, 포밍 현상에 의하여 발생된 물방울이 증기 속에 섞여 관내를 흐르는 현상으로 기수공발, 비수현상이라 한다
2️⃣측정*
석탄의 공업분석 측정항목 중 수분을 정량하는 방법을 설명하시오.
107℃ 에서 1시간건조시켜 시료의 무게에 대한 건조감량의비[%]로표시
3️⃣보온재의 구비조건(전내흡비온,두)
다음 ( ) 안에 증가 또는 감소를 쓰시오
(1) 보온재의 열전도율은 기공이 클수록 ( 감소 ) 한다.
(2) 보온재의 열전도율은 습도가 높을수록 ( 증가） 한다
(3) 보은재의 열전도율은 밀도가 작으면 ( 감소） 한다
(4) 보은재의 열전도율은 온도가 상승하면 ( 증가） 한다
D4 보온재 구비조건(전내흡비온,두)
- 열전도율이 작을것
- 적당한 내구성을 가질것
- 흡습성 흡수성이 작을것
- 부피, 비중이 작을것
- 안전 사용온도 범위에 적합할것
- 시공성이 좋을것
- 내열성 내약성이 있을것
D4 보온재 열효율
● 보온재의 두께를 두껍게 한다. ● 보온재의 비중(밀도)을 작게 한다. ● 내부와 외부의 온도차를 줄인다 ● 보온재 내부의 수분을 제거한다.
4️⃣폐열회수계산
벙커C유를 사용하는 보일러에서 급수온도를 65[℃]에서 80[℃]로 상승시켰을 때 연료절감률[%]은 얼마인가?
(단, 발생증기 엔탈피는 639[kcal/kg]이고. 보일러 효율은 변함이 없다.)
B3 폐열회수계산
5️⃣관류 보일러
관류 보일러의 장점 4가지를 쓰시오.
A5 관류보일러(장단점)
➕ 전열면적에 비하여 보유수량이 적으므로 가동시간이 짧다. ➕ 고압 보일러에 적합하다. ➕ 관을 자유로이 배치할 수 있어 구조가 콤팩트하다. ➕ 순환비가 1이므로 드럼이 필요 없다.
➖ 완벽한 급수처리를 요한다. ➖ 정확한 자동제어 장치를 설치하여야 한다. ➖ 발생증기 중에 포함된 수분을 분리하기 위하여 기수분리기를 설치
6️⃣내화물*
부정형 내화물의 종류 3가지를 쓰시오.
캐스터블내화물, 플라스틱내화물, 레밍믹스, 내화피복제, 내화몰타르
7️⃣전도열계산
두께 20[㎜]강관에 스케일이 3[㎜] 부착하였을 때 열전도 저항은 초기상태인 강관의 몇 배에 해당되는가? (단, 강관의 열전도율은 40[W/m·K]스케일의 열전도율은 2[W/m·K]이다.)
D8 다층벽 열전도열 계산
8️⃣세정식 집진장치
집진장치 중 세정식 집진장치의 장점과 단점을 각각 2가지씩 쓰시오
F9 세정식 집진장치(장단점)
분진이 포함된 배기가스를 세정액이나 액막 등에 충돌시키거나 접촉시켜 액체에 의해 포집하는 방식이다.
- 구조가 간단하고 처리가스량에 비해 장치의 고정면적이 적다
- 가동부분이 적고 조작이 간단하다
- 포집된 분진의 취출이 용이하고 작동 시 큰 동력이 필요하지 않다
- 연속 운전이 가능하고
- 분진의 입도, 습도 및 가스의 종류 등에 의한 영향을 받지 않는다.
- 가연성 함진가스의 세정도에도 편리하게 이용할 수 있다.
- 설비비가 비싸다
- 다량의 물 또는 세정액이 필요하다
- 집진물을 회수할 때 탈수, 여과, 건조 등의 하기 위한 별도의 장치가 필요하다
- 한랭시 세정액의 동파 방지 대책이 필요하다
9️⃣보일러의 부식
보일러에서 발생하는 일반부식에 대한 내용에서()안에 알맞은 용어를 쓰시오
K3 보일러의 부식
보일러 물의 pH가 낮게 유지되어 약산성이 되면 약알칼리성의(수산화제1철)은 철과 물로 중화 용해 되면서 그 양이 감소하면 보일러 드럼의 철이 물과 반응하여 그 감소량을 보충하는 방향으로 반응이 진행되기 때문에 강으로부터 용출되는 철이 양이 많아져 부식이 발생하게 된다. 보일러 물에 용존산소가 존재하고 물의 온도가 고온이 되면 (수산화제1철Fe(OH)₂)은 용존산소와 반응하여 (수산화제2철Fe(OH)₃)로 산화된다.
👍D9 손실열량 🔟
배관 외경이 30[㎜]인 길이 15[m]의 증기관에 두께 15[㎜]의 보온재를 시공하였다. 관 표면온도 100[℃]. 보온재 외부온도 20[℃]일 때 단위 시간당 손실열량은 몇[kJ]인가? (단. 보온재의 열전도율은 0.2093[kJ/m•h•℃ ]이다.)
$$ r_o=\frac{0.03}{2}+0.015=0.03[m] \\ r_i=\frac{0.03}{2}=0.015[m] $$
$$ F_m=\frac{2\pi L(r_o-r_i)}{\ln\frac{r_o}{r_i}} $$
$$ =\frac{2\pi\times 10\times(0.03-0.015)}{\ln\frac{0.03}{0.015}}=1.3597 $$
$$ Q=K\times F\times \Delta t $$
$$ Q=\frac{1}{\frac{0.03}{0.015}}\times 1.3597\times (150-25)=84.98 $$
1️⃣1️⃣정압계산(피토관)
상온, 상압의 공기유속을 피토관으로 측정하였더니 동압이 100(㎜Aq]이었다 이때 유속[m/s] 은 얼마인가?（단, 공기의 비중량은 1.3[kgf/㎥], 물의 비중량은 1000[kgf/㎥]， 피토관 계수는 1 이다.）
I2 정압계산(피토관)
Pt 전압 Ps정압 γ공기밀도
$$ V=\sqrt{2g\frac{P_t-P_s}{\gamma}} $$
$$ V=\sqrt{2\times9.8\times\frac{100}{1000}} $$
1️⃣2️⃣상당증발량, 환산증발량
[보기]와 같은 조건을 이용하여 증기 발생량[kg/h] 을 계산하시오. (단 보일러 열정산 기준을 적용한다)
- 급수온도 : 50[℃]
- 보일러 효율 : 85 [%]
- 연료의 저위발열량 : 10500 [kcal/Nm²]
- 고위발열량 : 12000 [kcal/Nm²]
- 발생 증기의 엔탈피 : 663.5 [kcal/kg]
- 연료 사용량 : 373.9 [Nm³/h]
- 보일러 전열연적 : 102 [m²]
C2 상당증발량, 환산증발량
$$ \eta=\frac{G_a(h_2-h_1)}{G_f\cdot H_h}\times 100 $$
$$ G_a=\frac{G_f\times H_h\times \eta}{(h_2-h_1)}=\frac{373.9\times12000\times0.85}{663.8-50}=6213.391[kg/h] $$
1️⃣재생사이클 재열사이클
증기 원소동의 이상 사이클인 랭킨 사이클을 개선한 재열 사이클과 재생사이클을 각각 설명하시오
N6 재생사이클 재열사이클
● 재열사이클 : 증기의 초압을 높이면서 팽창후의 증기 건조도가 낮아지지 않도록한 것으로 효율증대보다는 터빈의 복수장해를 방지하여 수명연장에 주안점을 둔 사이클
● 재생사이클 : 팽창 도중의 증기를 터빈에서 추출하여 급수의 가열에 사용하는 사이클로 열효율이 랭킨 사이클에 비해 증가한다
2️⃣대수온도차
대항류식 공기 예열기에 240[℃]의 배기가스가 들어가서 160[℃]로 나오고 연소용 공기는 20[℃]로 들어가서 90[℃]로 나올 때 이 공기예열기의 대수평균온도차를 계산하시오
E3 대수온도차
3️⃣절탄기(열불응연)
보일러 연도에 설치된 절탄기는 장점이 많은 반면 단점도 있는데 이중 3가지와 열정산 시 절탄기 전후단 온도계 중 어느 쪽 온도를 사용하는가?
B2 절탄기(열불응연)
✲온도계는 절탄기 입구
➕ 보일러 열효율이 향상된다. ➕ 급수 중 불순물을 일부 제거한다. ➕ 열응력 발생을 방지한다. ➕ 연료 소비량이 감소한다.
➖ 통풍저항 증가된다. ➖ 연돌의 통풍력이 저하된다. ➖ 연소가스 온도 저하로 인한 저온부식의 우려가 있다. ➖ 연도의 청소가 어렵다. ➖ 연도의 점검 및 검사가 곤란하다.
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