에너지 17년기출B

16A	16B	16C
17A	17B	17C
18A“	18B	18C*

1️⃣ 집진장치 ☑️F9

종류	17B01	22A03	23b04
장단	16C07	20A02	20c06
건식	22B12	17C03		19B04

보일러에서 연료를 연소 후 배출되는 배기가스 중에 함유된 분진등을 제거하는 집진 장치를 3가지로 분류하여 쓰시오

F9 집진장치(종류)

습식집진장치:
벤투리 스크러버, 제트 스크러버, 사이클론 스크러버,
충전탑, 유수식,
건식집진장치:
중력식, 관성력식, 원심식, 여과식,
전기식집진장치:
코드렐 집진장치

2️⃣ 역화의 원인 ☑️P1

슈트블로	17b07	19b08	20d08	22a01
감압밸브	22C04	18B02
바이패스	17A09	20C11
역화	17B02	24a16

보일러에서 연소 중에 발생하는 역화의 원인 4가지를 쓰시오.

P4 역화의 원인

가스분출속도보다 연소속도가 빠를때
가스압력이 지나치게 낮을때
1차공기가 적을때
혼합기체의 양이적은경우
노즐 콕 등의 기구가 막혀 있을때
연도댐퍼의 개도를 너무 좁힌 경우
연도댐퍼가 고장이 나서 폐쇄된 경우
압입통풍이 너무 강한경우
흡입통풍이 부족한 경우
평형통풍인 경우 압입 흡입의 두 통풍 밸런스가 유지되지 못하는 경우
불완전 연소의 상태가 두드러진 경우
보일러 용량 이상으로 연소량을 증가시키는 무리한 연소를 한 경우
연료공급량 조절장치와 고장 등으로 인하여 분무량이 급격히 증가한 경우
연소실벽이나 노상 또는 버너 타일에 카본이 다량으로 부착된 경우
연소량을 증가시킬 경우는 공급공기량을 증가시키고 나서 연료량을 증가시키고 반대로 연소량을 감소시킬 경우에는 우선 연료걍을 감소시키고 나서 공급공기량을 감소시켜야 하는데 그 반대로 조작한경우

3️⃣ 급수장치 ☑️D5

체크밸브	18b04	22b08
게이트 밸브	18c08	21b07
스트레이너	18c07	21b08
신축이음	17B03	20C10	23C06

펌프 입구 및 토출 측에 설치하는 플렉시블 조인트(flexible joint)를 설치하는 이유목적 및 종류를 쓰시오

B8 플렉시블조인트

펌프에서 발생하는 진동을 흡수
배관에 발생되는 열응력제거
배관의 신축 흡수로 배관 파손이나 밸브 파손 방지

상온 스프링형
루프형
밸로스형

4️⃣ 신에너지와 재생에너지

17b04(열병합) 20b06 21b17 23a04

다음 물음에 답하시오.
(1) 신에너지의 종류 2가지를 쓰시오.
(2) 재생에너지의 종류 4가지를 쓰시오.

Q1 신에너지, 재생에너지

● 신에너지 : 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 수소, 산소 등의 화학반응을 통하여 전기 또는 열을 이용하는 에너지

수소에너지,
연료전지,
석탄을 액화 가스화한 에너지,
중질잔사유를 가스화한 에너지

● 재생에너지 :

태양에너지,
풍력,
수력,
해양에너지,
지열에너지

● 해양에너지에 관련된 신재생에너지 종류 2가지를 쓰시오.

조수, 파도, 해류, 온도차

● 바이오에너지의 범위
생물유기체를 변환시킨 바이오가스, 바이오에탄올, 바이오액화유 및 합성가스 쓰레기 매립장의 유기성 폐기물을 변환시킨 매립지 가스 동물·식물의 유지를 변환시킨 바이오디젤 생물유기체를 변환시킨 땔감, 목재칩 펠릿 및 목탄 등의 고제연료

5️⃣ 관류보일러 ☑️A5

(종류)	17A03	20C02		24b05
(명칭)		17B05	20B07	21C11
(장단)	16C04	21B14

►급수펌프에 의해 급수를 압입하여 하나로 된 관에서 가열 증발 과열과정을 거쳐 순환하는 보일러로 벤슨 보일러, 슐저 보일러가 대표적이다.

A5 관류 보일러(명칭)

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

6️⃣ 비교회전도

21B12 17b06

원심 펌프의 비교회전도를 구하는 공식을 쓰고 설명하시오

F8 원심펌프 비교회전도

비교회전속도(비속도) : 토출량이 1[m³/min], 양정이 1[m]가 발생하도록 설계한 경우의 판상 임펠러의 분당 회전수를 나타낸다

$$ N_s=\frac{N\sqrt{Q}}{(\frac{H}{n})^{\frac{3}{4}}} $$

N회전수 Q유량
H양정 Z단수

7️⃣ 슈트블로(soot blow) ☑️P1

슈트블로	17b07	19b08	20d08	22a01
감압밸브	22C04	18B02
바이패스	17A09	20C11
역화	17B02	24a16

►보일러 전열면에 부착된 그을음이나 연소 잔재물 등을 제거하여 연소열 흡수를 양호하게 유지할 수 있도록 해 주는 장치의 명칭을 쓰시오.

슈트블로(soot blow)

8️⃣ 노통보일러 ☑️A1

노통	18A04	22C06	23B05
연관	17B08
수관	22A08	20A07
장점	17C02	20a07	23c07
노벽	22C01

►노통연관보일러의 특징을 4가지만 쓰시오

A1노통연관보일러(중소형)

보일러 크기에 비아혀 전열면적이 크고 효율이 좋다
내북식이므로 발산열량손실이 적다
내부정소가 간단하지 않고, 급수처리가 필요하다
고압이나 대용량보일러에 적합하지 않다.

9️⃣ 유류분사

유류버너의 노즐압력이 증가할때 발생하는 현상을 4가지만 쓰시오

분사각이 명백해진다
유입자가 약간 안쪽으로 가는 현상이 나타난다
유량이 증가한다
유입자가 작아진다.

🔟 연소열량계산

실제연소열량을 계산하는데 필요한 요소 3가지만 쓰시오

연소가스 유출 단면적
연소가스 밀도
연소가스 비열

1️⃣1️⃣ 오리피스(계산) ☑️

►오리피스 ” 19A 19B 11B 15A 15C “

►계산 ” 21A 17B11 “

안지름 80[㎜]인 배관에 지름 20[㎜]인 오리피스를 설치하여 공기의 유량을 측정하려 한다. 오리피스 전후의 차압이 120[㎜H₂O] 발생하였을 때 유랑[L/min]을 계산하시오. (단, 물의 밀도는 1000[kg/㎥], 공기의 밀도는 1.5[kg/㎥] , 유량계수는 0.66 이다)

I4 오리피스(계산)

교축비계산

$$ m=(\frac{D_2}{D_1})^2 $$

유량계산

$$ Q=C\times A\times \frac{1}{\sqrt{1-m^2}}\times \sqrt{2\times g\times h} $$

교축비 계산

$$ m=(\frac{D_2}{D_1})^2 $$

$$ =(\frac{0.02}{0.08})^2=0.0625=0.06 $$

유량계산

$$ Q=C\times A\times \frac{1}{\sqrt{1-m^2}}\times \sqrt{2gh\times\frac{\gamma_m-\gamma}{\gamma}} $$

$$ =0.66\times(\frac{\pi}{4}\times 0.02^2)\times \frac{1}{\sqrt{1-0.06^2}} \\ \times \sqrt{2\times 9.8\times0.12\times\frac{1000-1.5}{1.5}} \\ \times60\times 1000=493.145[L/min] $$

1️⃣2️⃣ 공기비(m) 계산 ☑️

” 22A 17B “ 19C

중유를 연소하는 가열로의 연소가스를 분석했을 때 체적비로 CO₂가 15.0[%], CO가 1.2[%], O₂가 8.0[%]이고, 나머지가 N₂인 결과를 얻었다. 이 경우의 공기비를 계산하시오. (단. 연료 증에는 질소가 포함되어 있지 않고, 공기 중 질소와 산소의 부피비는 79:21 이다.)

G2 공기비(m)계산

\[ m=\frac{N_2}{N_2-3.76(O_2-0.5CO)} \]

\[m=\frac{A}{A_0}=\frac{CO_{2max}}{CO_2}=\frac{21}{21-{O_2}} \]

$$ m=\frac{N_2}{N_2-3.76(O_2-0.5CO)} $$

$$ =\frac{100-15-1.2-8}{75.8-3.76(8-(0.5*1.2))}=1.579=1.58 $$

1️⃣3️⃣ 전열면적(수관) ☑️

	17B13	20D09

10A (14B) 20C (17B) 15A 13A (12B) 14C

외경 100[mm], 두께 2.5[mm], 직관길이 2[m]인 연관 9개의 전열면적[m²]을 계산하시오.

B7 전열면적(수관)

\[A=\pi DLn=(\pi d+Wa)Ln\]

연관의 내경 계산

$$ D_i=D_o-2t=100-2*2.5=95 $$

$$ A=\pi DLn=\pi\times0.095\times2\times9=5.372=5.37[m^2] $$

1️⃣4️⃣ 열전도율계산 D7

	17B14	17C12	18B11	20C17
중간온도	16B12	19A12	20A12
	22A07
중공원통	18C13	19C12
다층벽	22B18	21A18
구형용기	22C13
스케일	16C09

실내온도 20[℃], 실외온도 10[℃]일 때 두께 4[㎜]인 유리를 통한 단위면적1[㎡]당 이동열량 [W]을 구하시오. (단, 유리의 열전도율은 0.76[W/m·℃] 내면과 외면의 열저항은 10[m·°C/W], 50[m·°C/W]이다.)

D7 열전도율계산

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

b 벽의두께, λ 열전도율, F 표면적

$$ Q=K\times F\times \Delta t $$

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

$$ =\frac{1}{\frac{0.04}{0.76}+10+50}\times 1\times(20-10)=0.166=0.17[W] $$

1️⃣5️⃣ 보일러효율 C4

16a15	24A02	18C15	21B06
22B16	20B13	17B15
23A02	23B17	17A12
21C08

보일러의 운전 조건이 [보기]와 같을때 물음에 답하시오.

급수사용량 : 4000[L/h]
B-C유 소비량 : 300[L/h]
급수온도 : 90[℃]
포화증기 엔탈피 : 673.5[kcal/ kg ]
연료 발열량 : 9800[kcal/kg]
급수 비체적 : 0.001036[㎥/kg]
급유온도 : 65 [℃]
15[℃]의 B-C유 비중 : 0.965
온도에 따른 체적 보정계수(k) : 0.9754- 0.00067(t-50)

(1) 시간당 증기 발생랑[kg]을 구하시오.
(2) 시간당 연료 소비량[kg]을 구하시오.
(3) 보일러 효율[%]을 구하시오 .

C4 보일러효율

$$ \eta=\frac{G_a\times (h_2-h_1)}{G_f\times H_l}\times 100 $$

$$ \eta=(1-\frac{손실열}{입열})\times 100 $$

시간당 증기발생량

$$ G_a=\frac{급수량[m^3/h]}{비체적[m^3/kg]} $$

$$ =\frac{4000\times10^{-3}}{0.001036}=3861.00[kg/h] $$

시간당 연료소비량

$$ G_f=d\times k\times V_t $$

$$ 0.965\times\{0.9754-0.00067*(65-50)\}*300=279.468=279.47[kg/h] $$

보일러효율

$$ \eta=\frac{G_a\times (h_2-h_1)}{G_f\times H_l}\times 100 $$

$$ =\frac{3862\times (673.5-65)}{279.47\times9800}\times 100=82.258=82.26[\%] $$

에너지 17년기출B

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1️⃣2️⃣캐비테이션

원심펌프에서 발생하는 캐비테이션(cavitation) 현상을 방지하기 위하여 펌프 선정, 설치 높이 또는 운전방법에 관련된 사항을 4가지로 구분하여 설명하시오

O4 캐비테이션

❶ 펌프의 위치를 낮춰 흡입양정을 짧게 한다 ❷ 수직축 펌프를 사용하여 회전차를 수중에 완전히 잠기게 한다 ❸ 양흡입 펌프를 사용한다 ❹ 펌프의 회전수를 낮춘다 ● 두대 이상의 펌프를 사용한다.

1️⃣

액체연료 연소장치인 로터리 버너의 특징 4가지를 쓰시오.

분무컵을 고속으로 회전시켜 연료를 분출하고, 1차 공기를 이용하여 무화시키는 방식이다.
종류에는 직결식(3000~3500[rpm]). 벨트식(7000~10000[rpm])이 있다.
설비가 간단하고 자동화가 쉽다.
점도가 작을수록 분무 상태가 양호해진다.
고점도 연료는 예열이 필요하다.
청소, 점검, 수리가 간편하댜
분무각도 30~80, 연료 유압은 0. 3 ~0.5[kgf/cm]이다.
유량 조절범위가 1 : 5이다

2️⃣탈산소제

보일러 급수를 외처리하는 장치인 탈기기(脫氣器 : deaerator)의 기능을 쓰시오.

보일러 급수 중의 산소(O2), 탄산가스(CO2) 등의 용존가스를 제거하여 부식을 방지하는장치이다.

K2 탈산소제

아황산나트륨, 히드라진, 타닌

$$ 2Na_2SO_3+O_2→2Na_2SO_4 $$

$$ (2000\times10^6)\times\frac{9}{10^6}=18000[g] $$

$$ 2\times 126[g]:32[g]=x[g]:18000[g] $$

$$ x=\frac{2\times 126\times 18000}{32}=141750[g] $$

4️⃣ 보일러 부속장치 중 하나인 저수위 차단장치에 의하여 동작되는 기능을 2가지 쓰시오

급수의 자동조절 최저수위가지 내려가기 직전에 저수위 경보 최저수위까지 내려가는 즉시 연료 차단

5️⃣자동제어(주의점-신불범응)

보일러 자동제어장치를 설계 및 작동시 주의할 점 4가지를 쓰시오

J4 자동제어(주의점-신불범응)

● 제어동작이 신속하게 이루어지도록할것 ● 제어동작이 불규칙한 상태가 되지않도록 할것 ● 잔류편차가 허용되는 범위를 초과하지 않도록 할것 ● 응답의 신속성과 안정성이 있도록할것

https://m.blog.naver.com/jhmillennium/221144297480

에너지 17년기출B