23년기출B

에너지 23년기출B

22A	22B“	22C*
23A	23B	23C
24A	24B	24C

1️⃣ 캐리오버 O1

이상현상	17C06	22c07
캐리오버	20C08	23b01	24C04
방지대책	20A04	17A05
프라이밍	23c02	16a08	21c17	16c01
포밍	23A05
캐비 테이션	21B13	16a06
수격작용	21B15	16A07

다음 보기에서 설명하는 보일러에서 발생할 수 있는 이상현상의 명칭을 쓰시오

보일러수 중에 용해되고 부유하고 있는 고형물이나 물방울이 보일러 내에서 생산되는 증기에 혼입되어 보일러 외부로 튀어나가는 현상으로 기수공발이라고도 한다. 이는 프라이밍과 포밍에 의해 발생한다.

2️⃣ 요,로 ☑️D1

슬래킹	16A10	17A06	21C04
온도	22A11	23A11	20C04	18B07
가마울림	17A01	22C03	23b03
요로	16B07	16b08	23B02	20B02
	20A06

조업방식에 따른 요 의 분류 3가지를 쓰시오

연속식 가마
반연속식 가마
불연속식 가마

3️⃣ 가마울림현상(수밸량면2) ☑️D1

슬래킹	16A10	17A06	17C07	21C04
온도	22A11	23A11	20C04	18B07
가마울림	17A01	22C03	23b03
요로	16B07	16b08	23B02	20B02

►연소실이나 연도 내에서 지속적으로 발생하는 울림현상인 가마울림현상 방지대책 4가지를 쓰시오

K4 가마울림현상 (수밸량면2)

❶ 연료 속에 함유된 수분이나 공기는 제거한다
❷ 연료량과 공급되는 공기량의 밸런스를 맞춘다
❸ 무리한 연소와 연소량의 급격한 변동은 피한다
❹ 연도의 단면이 급격히 변화하지 않도록 한다
● 2차 연소를 방지한다
● 2차 공기를 가열하여 통풍조절을 적정하게 한다
● 노 내의 연도 내에 불필요한 공기가 유입되지 않도록 한다
● 연소실내에서 완전연소시킨다
● 연소실이나 연도를 연소가스가 원활하게 흐르도록 개량한다

수분이 적은 연료를 사용한다
공연비를 개선한다
연소실이나 연도를 개선한다
연소실 내에서 완전연소 시킨다.

4️⃣집진장치 ☑️F9

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

보일러에서 연료 연소 후 발생되는 배출가스에 함유된 분지 공해물질 등이 대기 중에 방출되지 않도록 모아 제거하는 집진장치의 종류 6가지를 쓰시오

F9 집진장치(종류)

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

5️⃣ 원통형보일러 ☑️A1

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

원통형 보일러를 4가지로 분류하고 각각의 종류를 2가지 쓰시오

입형보일러-코크란, 입형연관, 입형횡관
노통보일러-코니시, 랭커셔
연관보일러- 횡연관식, 기관식, 케와니
노통연관보일러-스코치, 하우덴존스, 노통연관패키지

6️⃣ 재생에너지

다음 보기의 ( )안에 해당하는 내용 2가지를 쓰시오

해양에너지 설비는 해양의( )등을 변화시켜 전기나 열을 생산하는 설비이다.

7️⃣ 탈산소제 ☑️K1

청관제	18A01	22B05
탈산소	19A03	21B10	23b07
	24a11	24b06

►보일러 내처리제 중 슬러지 조정제이면서 가성취제의 역할을 하는 것 2가지를 쓰시오

타닌 리그린

K2 탈산소제

아황산나트륨, 히드라진, 타닌

$$ 2Na_2SO_3+O_2→2Na_2SO_4 $$

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

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

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

8️⃣ 과열기☑️B2

효불효연 공기예열 장단	20C03	23C04
열불응연 절탄기 장	16A02	20A01	18A10	23c08
과열기 장단	17A02	23b08	19b03	21b02
	20D03
조절	18A08	18B06
명칭	19C01	20B03	18C03	17C05
	24c02
계산	23B10

►보일러에서 과열증기 사용 시의 장점 4가지를 쓰시오

관 내 마찰저항이 감소한다
수격작용을 방지한다
열효율이 향상된다
증기소비량이 감소된다

B6 과열증기(장단)

증기 원동소의 이론적 열효율이 좋다
수격작용이 방지
증기의 마찰저항이 감소
같은 압력의 포화증기에 비해 보유 열량이 많으므로 증기 소비량이 적어도 된다

가열표면의 일정온도를 유지하기 곤란하다
가열장치에 큰 열응력이 발생한다
직접가열시 열 손실이 증가한다
높은 온도로 인하여 제품의 손상 우려가 있다 과열기 표면에 고온부식이 발생할 우려가 있다.

9️⃣ 착화

착화지연시간에 대해 설명하시오

착화지연시간은 어느 온도에서 가열하기 시작하여 발화에 이르기까지의 시간으로 고온, 고압일수록, 가연성 가스의 산소의 혼합비가 완전 산화에 가까울수록 짧아진다.

🔟 폐열회수장치 ☑️B3

효율	16B14	22C02		23B10
	20D18
연료 절감율	16C10	24B18	21A14	16A13
	20C15	23A01
	23A07	24A10	22A14

►현재 공기비를 측정한 결과, 공기비 1.6으로 과잉공기가 유입되고 있는 보일러를 자동 공기비 제어시스템을 구성하여 공기비를 1.2로 개선했을때, 다음의 자료를 이용하여 개선 후 연간 배출가스 절감금액을 구하시오

연료사용량 350[Nm³/h]
가동시간 연간 300일, 일일 12시간
보일러 효율 90[%]
사용열료 LNG(발열량 9540[kcal/Nm³])
연료금액 : 600[원/Nm³]
이론연소공기량 10.685[Nm³/Nm³]
이론배기가스량 11.687[Nm³/Nm³]
배기가스 비열 0.33[kcal/Nm³도]

B3 폐열회수계산

$$ Q_1=G_w\times C_w\times\Delta t \\ =(G_{0w}+(m-1)\times A_0)\times C_w\times\Delta t \\ $$

$$ Q_1=G_w\times C_w\times\Delta t \\ =(G_{0w}+(m-1)\times A_0)\times C_w\times\Delta t $$

$$=\{11.443+(1.3-1)\times10.709\}\times0.33\times(225-25) \\ =967.276[kcal/kg] $$

$$ Q_2=G’w\times C_w\times\Delta t \\ =(G_{0w}+(m’-1)\times A_0)\times C_w\times\Delta t $$

$$=\{11.443+(1.1-1)\times10.709\}\times0.33\times(225-25) \\ =825.917[kcal/kg] $$

$$ 절감율[\%]=\frac{967.28-825.92}{9500}\times 100=1.488[\%] $$

$$ =4,500,000\times1.49[\%]\times200=13,410,000[원/년] $$

1️⃣1️⃣ 이론산소량(O₀) G0

22C05	24A03	21A13	20A13	17A11
22B13	21C10	19C11	23B11

에틸렌C2H4 20kg연소 시 실제공기량이 800kg 일때 과잉공기량 kg을 구하시오 (단 공기중 산소의 실량비는 23.2%이다)

1️⃣2️⃣ 열전달계산 D7

	17B14	17C12	18B11	20C17
중간온도	16B12	19A12	20A12
	22A07			21B11
중공원통	16C11	18C13	19C12
다층벽	22B18	21A18	20D12	23B12
구형용기	22C13	16A14	24B17
스케일	16C09	20D16

단열재의 전후 양쪽에 두게 30[mm]의 금속판으로 구성된 일반 냉동창고의 내부온도는 -25도로 유지되고 있고 이때의 외기온도는 22도이다 냉동창고 외부면의 온도가 19도 미만이될 때 수분이 응축되어 이슬이 맺힌다고 가정할 때 다음의 자료를 이용하여 냉동창고의 외벽면에 대기 중의 수분이 응축되어 이슬이 맺히지 않도록 하기 위한 단열재의 최소두께 를 구하시오

대류 열전달율

벽내측 7.7 벽외측 15.5

열전도율

금속판 17.5 단열제 0.033

1️⃣3️⃣ 마찰손실계수

길이가 25m이고 안지름 50mm인 원형관에서 마찰손실수두는 운동에너지의 3.2%일때 마찰손실계수f를 구하시오

1️⃣4️⃣ 폐열회수장치

16A13	16B14	22C02		21A14
16C10	22A14	23B10
24B18	24A10	23C04	20C03	23A07
20C15	20B03	18C03	17C05
19C01	20D03

14.보일러 연도에 설치된 공기예열기에 20도 인 연소용 공기가 유입되고 온도 400도 인 배기가스가 공기예열기를 통과한 후 150도의 온도로 변하였다 이때 다음의 자료를 이용하여 공기예열기를 통과한 연소용 공기의 출구온도를 구하시오

공기예열기를 통과하는 공기량

1️⃣5️⃣ 엔트로피계산

증기터빈의 입구 조건은 3MPa 350도 이고 출구의 압력은 30kPa이다. 이때 정상 등엔트로피 과정으로 가정할 경우 다음 자료를 이용하여 유체의 단위질량당 터빈에서 발생되는 출력[kJ/kg]을 구하시오 단 표에서 h는 단위질량당 엔탈피 s는 단위질량당 엔트로피이다.)

1️⃣6️⃣ 고위발열량계산 H1

다음의 반응식을 참고하여 프로판 1kg의 완전연소 시 고위발열량 을 구히시오(단, 물의 증발잠열 2.5MJ/kg]이다)

1️⃣7️⃣ 보일러효율 ☑️C4

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

압력이 0.7[MPa]인 건포화증기를 시간당 2000[kg]을 발생하는 보일러에 저위발열량이 40,820[kJ/kg d]인 연료 150[kg/h]를 사용할 때 보일러의 효율은 몇[%]인가

단 0.7[MPa]의 헌열은 697[kJ/kg] 잠열은 2065.8[kJ/kg]급수엔탈피는 167[kJ/kg]이다

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

$$ \eta=\frac{2000\times ((697+2065.8)-167)}{150\times40820}\times 100 \\=84.79[\%]$$

C4 보일러효율