CQ4L

24년기출A

—

제공

4
안
24년기출A
23A23B23C
24A24B24C
25A25B25C

1️⃣☑️ 급수장치 B81

인젝터24A0119B10
화염검출23A06
원심펌프22B10

►인젝터에 대한 다음 질문에 답하시오
1)인젝터의 장점을 2가지 쓰시오
2)인젝터의 작동 순서를 순서대로 다음의 번호로 기입하시오

B81 인젝터*

증기가 보유하고 있는 열에너지를 속도에너지로 전환시키고 압력에너지로 바꾸어 보일러에 급수하는 장치로 급수가 증기에 의해 예열되어 급수 엔탈피가 증가되기 때문에 연료소비량이 감소한다.

  • 설치에 넓은 장소를 요하지 않는다
  • 급수예열효과가 있다
  • 가격이 저렴하다
  • 자체로서의 양수효율은 낮다

펌프 출구밸브 잠금→인젝터 출구 측 밸브 개방
→인젝터 급수/증기밸브 개방→인젝터 핸들개방

2601

2️⃣☑️ 보일러효율 C4

중유를 110[kg/h] 연소시키는 보일러가 있다. 이 보일러의 증기압력이 1[MPa] 급수온도가 50°C 실제증발량이 1500[kg/h] 일때 보일러의 효율[%]을 구하시오

24A0221B0618C1516a15
22B1617B1520B13
효율25B0223B1723A0217A12
21C08

(단, 중유의 저위발열량은 40,950[kJ/kg]이며
1MPa하에서 증기엔탈피는 2,864[kJ/kg],
50[°C] 급수엔탈피는 210[kJ/kg]이다)

C4 보일러효율*

입출열법에 의한 효율

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

열손실법에 의한 효율

$$ \eta=(1-\frac{L_s}{H_h-Q})\times 100 $$

Ga실제증발량 h2포화증기엔탈피 h1급수엔탈피
Gf연료소비량 Hh연료의고위발전량

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

2602

\[\frac{G(h_2-h_1)}{G_f\times H_l}-\frac{300\times(3000-400)}{50\times23400}=0.6667 \]

3️⃣☑️ 이론산소량(O₀) G1

공기량22B1321A1320A1317A11
21C1019C1123A0319C13
22C0524A0321A13

►질량 조성비가 탄소 78[%], 수소12[%], 산소3[%], 황2[%], 기타5[%]인 고체연료 1[kg]을 완전연소시키고자 할 때 이론공기량[Nm³/kg]을 구하시오

G11 이론산소량(O₀*)

이론산소량(O₀)체적계산[Nm³/kg]

\[ O_{0}[Nm^3/kg]=22.4(\frac{C}{12} +\frac{H-\frac{O}{8}}{4}+\frac{S}{32}) \\ =1.867C+5.6(H-\frac{O}{8})+0.7S \]

질량계산식[kg/kg]

\[ O_{0}[kg/kg]=32(\frac{C}{12} +\frac{H-\frac{O}{8}}{4}+\frac{S}{32})\\=2.67C+8(H-\frac{O}{8}+S) \]

이론공기량(A₀)체적계산식[Nm³/kg]

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

G12 이론공기량(A₀*)

이론공기량(A₀)체적계산식[Nm³/kg]

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

질량계산식[kg/kg]

$$A_0[kg/kg]=\frac{O_0}{0.232}\\=11.51C+34.48(H-\frac{O}{8})+4.31S $$

4️⃣☑️ 자동제어 J23

보일러 자동제어에서 입력신호 전달방식을 3가지 쓰시오

전기식, 공기압식, 유압식

5️⃣☑️ 열전달 D71

25[cm]의 내화벽돌(열전도율6[W/m·℃])이 온도 1500[℃]인 노 내부에 접촉하고, 단열재(사용온도 900[℃] 열전도율 0.65[W/m·℃])를 외측에 시공하였으며, 이것은 온도 10[℃]인 외기와 접하고 있다. 이 조건으로 다음을 구하시오(단, 외벽 표면의 열전달률은 40[W/m²·℃]이다)

20C1718B1117C1217B14
중간온도16B1219A1220A1222A07
중공원통25B0118C1319C1216C11
21B11
다층벽24A0521A1820D1223B12
23A1322B18
구형용기 22C1316A1424B17
스케일 16C0920D16

1)열전달률[W/m²·℃]을 구하시오

2)단열재의 두께[cm]를 구하시오

$$ q=k\Delta t=\frac{\Delta t}{\frac{d}{\lambda_1}}=\frac{\lambda_1\Delta t}{d} \\=\frac{6\times(1500-900)}{0.25}=14400$$

D71 열전도율계산*

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

b:벽의두께, λ:열전도율, F:표면적, α:열전달률, R:열저항

2602

\[ q=\frac{(t_2-t_3)}{\frac{x}{\lambda_2}+\frac{1}{\alpha}}\\ \to 14400=\frac{900-10}{\frac{x}{0.65}+\frac{1}{40}}\\ x=0.239[m]=2.39[cm] \]

6️⃣☑️ 전단응력

두 평행 평판 사이로 물이 완전 발달 층류 상태로 흐르고 있다. 아래조건일때 다음을 구하시오

단 r:원관의 중심에서 미소요소까지의 거리V:유속, μ:점성계수이다)

\[\frac{du}{dy}=\frac{4V}{R}(1-\frac{2r}{R})\]

1)r=0.5R일 때의 전단응력

2)r=R일 때의 전단응력

3)평판의 길이 L에 대한 압력변화 P를 μ,V,R,L로 나타내

전단응력을 구하기 위해서 뉴천의 점성법칙을 살펴보면

\[\tau=\mu\frac{du}{dy}\]
\[\tau=\mu\frac{4V}{R}(1-\frac{2r}{R})\]

\[\Delta P =\frac{8\mu LQ}{\pi R^4}\]

7️⃣☑️ [CO₂]max G3

공기비22A0222B1317B12
탄산18B1224A07
가스량20D1020A13

연도가스 분석 결과 CO₂ 13.5[%], O₂ 7.04[%], CO 0.0[%]이다. 이때의 최대탄산가스율을 계산하시오

G3 [CO₂]max*

\[ [CO_2]_{max}=\frac{CO_2}{G_{0d}}\times 100 \\=\frac{21(CO_2+CO)}{21-O_2+0.395CO} \]

8️⃣☑️ 기수분리기 B11

기수종류24A0820D0118A07
증기22A0620B01
기수기능19C0719C05
증기23A1218B0816B03

배관 내의 증기 또는 압축공기 내에 포함되어 있는 수분 및 관 내 벽에 존재하는 수막 등을 제거하여 건포화증기 및 건조한 압축공기를 2차 측 기기에 공급하여 설비의 고장 및 오작동을 방지하여 시스템의 효율을 좋게 하는 장치인
►기수분리기의 종류를 5가지 쓰시오

B11 기수분리기(*종류)
  • 다공판형 : 여러개의 작은 구멍을 이용
  • 사이클론형 : 원심력이용, 원심분리기형, 
  • 스크러버형 : 파형의 다수 강판을 조합한것, 
  • 건조스크린형 : 금속망판을 이용한 것, 
  • 배플(baffle)형 : 급격한 방향 전환을 이용한 것

2601

B13 기수분리기(*워부저항건)

공급되는 증기 중에 포함되어 있는 수분을 제거하여 증기의 건도를 높여 건조 증기만 설비에 공급되도록 하는 기기

  • 워터해머(수격작용)방지
  • 장치내 부식방지
  • 열효율저하방지
  • 관내 마찰저항감소
  • 발생증기의 물방울을 제거하여 건도를 높임

2601

9️⃣☑️ 무기질 보온재  D1

조건17C0720B1022B11
전내흡비온두16c0322C09
원인17a0724c1219A06
내화물23C0124A0916A01

►무기질 보온재의 특징 5가지 쓰시오

D3 무기질 보온재의 특징*
  • 기계적 강도가 큰 편이며 경도가 높다.
  • 최고안전사용 온도가 높다.
  • 불연성이며 열전도율이 낮다.
  • 내수성, 내소성, 변형성이 우수하다.
  • 비싼 편이지만 수명이 길다.
  • 열에 강하다
  • 흡습성이 크다

🔟☑️ 폐열회수계산 B4

효율20D1816B1422C02
절감율16C1024B1821A14
온도23A0116A1322A14
감소량23A1518A13
손실감소24A1023A0722B0920C15
절감금액23B10

배기가스 온도가 400[℃] 인 보일러 연도에 절탄기를 설치하였더니 배기가스의 온도가 150[℃]가 되었다. 이때 절탄기에서 회수한 열량을 구하시오(단, 배기가스량은 42[kg.min], 배기가스의 비열은 1.045[kJ/kg℃], 절탄기의 효율은 95%이다)

B4 폐열회수계산

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

\[Q=GC\Delta t\times\eta \] \[=\frac{30\times60\times1.045\times(350-180)}{1000}\times0.95\]

=303.78[MJ/h]

1️⃣1️⃣☑️ 탈산소제 J3

청관제18A0122B05
탈산소19A0321B1023b07
24a1124b06
탈기기23A08 19c04

►다음에 표기된 보일러수 내처리제의 용도를 각각 다음의 보기에서 찾아 해당번호를 쓰되 1가지가 넘는 경우는 해당번호를 모두 쓰시오

  • 하이드라진
  • 타닌
  • 수산화나트륨

탈산소제, 슬러지조정제, 연화제, pH 및 알카리 조정제

J3 탈산소제

아황산나트륨, 히드라진, 타닌

$$ 2Na_2SO_3+O_2→2Na_2SO_4 $$

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

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

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

1️⃣2️⃣☑️ 비중계산 H9

비중이 1인 물에 비중계를 넣었을 때의 수위를 기준점 0으로 하여 연료의 비중을 측정하기 위하여 비중계에 연료를 넣었더니 수위가 기준점 위 2[cm]로 올라갔으며, 비준계의 질량은 0.04[kg] 이고 비중계 유리관의 단면적은 4[cm²]이다. 이 연료의 비중을 계산하시오

\[\gamma_1 V_1=\gamma_2 V_2\]

1️⃣3️⃣☑️ 대수온도차 E3

응용22C1821B0924A13
기본16C1420C1817A1521A11
24b0222d13

►플래시탱크의 분출수를 이용하여 대향류 열교환기로 급수를 가열하려 할 때 분출수의 처음 온도는 169.6[℃] 나중온도는 50[℃] 이었으며 급수의 온도는 처음에는 15[℃] 이었던 것이 나중에는 40[℃]로 올라갔다. 급수의 비열은 4.18 급수량은 12.5톤 이며 분출수 배출량은 2.5톤일때 다음을 구하시오.

E3 대수온도차(LMTD)

\[\Delta t_m=\frac{\Delta t_1-\Delta t_2}{\ln(\frac{\Delta t_1}{\Delta t_2})} \]

1️⃣4️⃣☑️ 에너지 법령 J9

에너지다소비사업자에 대한법령규정을 다음의 기준으로 답하시오

1)에너지다소비사업자의 연간 에너지사용량?

2000[TOE]

2)에너지다소비사업자의 신고업무 담당자?

에너지관리자

15.☑️ 손실수두계산 H6

동점성계수 6*10^-6인 유체가 지름 5cm이며, 길이100m인 매끈한 관을 유속 0.2m/s으로 흐를때 발생되는 손실수두m를 계산하시오.

H6 레이놀즈수(Re)

\[Re=\frac{\rho VD}{\mu}=\frac{VD}{v}\]

레이놀즈수

\[Re=\frac{VD}{v}=\frac{0.2\times0.05}{6\times10^{-6}}=1666.67\]

레이놀즈수가 2100보다 작으므로 층류라고 할 수 있다.

마찰계수

\[\lambda=\frac{64}{Re}=\frac{64}{1666.67}=0.0384\]

\[H_L=\lambda\times\frac{L}{D}\times\frac{V^2}{2g}\\ =0.0384\times\frac{100}{0.05}\times\frac{0.2^2}{2\times9.8}=0.156[mH_2O]\]

1️⃣6️⃣☑️ 역화의 원인 J7

슈트블로22a0117b0720d0819b08
감압밸브22C0418B02
바이패스17A0920C11
역화17B0224a16

►보일러 연소 시 이상현상 중의 하나인 역화의 역인을 5가지만 쓰시오

J7 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

1️⃣7️⃣☑️ 초음파 유량계 H2

면적19a0518A02
초음파18A0221B0324a17
열선식15B11C

관 외부에서 음파를 보내어 관 내 유체의 체적유량을 측정하는 초음파 유량계의 장점을 4가지만 쓰시오

I2 초음파 유량계*
  • 측정체가 유체와 접촉하지 않아 압력손실이 없다
  • 정확도가 높고, 대유량 측정용으로 적합하다
  • 고온, 고압, 부식성의 유체 측정이 가능하다
  • 비전도성 액체의 유량측정이 가능하다

2601

1️⃣8️⃣☑️ 랭킨사이클 N2

랭킨N4
(증기량)		17C1418C12
효율23C1718C1618A1122C12
출력19C1524A18
건도22A17
습증기
N5		20C14
재생재열16C0818C17
폴리N519A1421C01
엔트로피
N7		16B1517C1320B15 
냉매순환22C10
단열압축

랭킨사이클에서 2[kg/s]의 증기 유량으로 고압 터빈 입구에서 4[MPa] 400[℃] 의 과열증기에서 400[kPa]로 단열팽창하였을 때 출력 [MW]을 구하시오.
(단, 과열증기 4MPa 400[℃]에서의 비엔트로피는 6.7733[kJ/kg K]비엔탈피 3251.7[kJ/kg]이고 1.5[MPa]에서는 비엔트로피 6.7099[kJ/kg K],비엔탈피 2923.5[kJ/kg]이다)

압력kPa비엔탈피[kJ/kg]비엔트로피[kJ/kg K]
Phfhssfsg
400604.672737.61.77646.8943
150225.942598.31.43367.2234

압력MPa비엔탈피[kJ/kg]비엔트로피[kJ/kg K]
43251.76.7733
1.52923.56.7099

고압단열팽창(고압터빈1-2)에서의 비엔트로피를 통하여 건도를 구하다

단열과정은 등엔트로피 과정이므로 엔트로피를 통해서 건도를 계산할수 있다.

습증기의 비엔탈피는 hx=h’x(h”-h’)

6.7733=1.7764+x(6.8943-1.7764)

고압터빈(1-2)에서의 터빈출구 엔탈피를 구하다

터빈출구 엔탈피=604.67+0.9113(2737.6-604.67=2687.263[kJ/kg]

저압단열팽창(저압터빈3-4)에서의 비엔트로피를 통하여 건도를 구한다

6.7099=1.4336+x(7.2234-1.4336)

x=0.9113

저압터빈(3-4)에서의 터빈출구 엔탈피를 구한다

터빈출구 엔탈피=225.94+0.9113(2598.3-225.94)=2387.872[kJ/kg]

이론출력을 구한다

W=G(h”-h’)=2*((h4-h5)(h6-h7))

=2*[(3251.7-2687.263)+(2923.5-2387.872)]=2200.13=2.2[MW]

24년기출A

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