에너지 15년기출A

👆G0 이론공기량(A₀) 1️⃣ 

프로판가스 1[N㎥]를 연소시키는데 필요한 이론공기량은 몇[N㎥]인가?

$$ C_3H_8+5O_2→3CO_2+4H_2O $$

$$ 22.4[Nm^3]:5\times22.4[Nm^3]=1[Nm^3]:x(O_0)[Nm^3] $$

$$ A_0=\frac{O_0}{0.21}=\frac{1\times 5\times 22.4}{22.4\times 0.21}=23.81[Nm^3] $$

2️⃣ 교토의정서에는 당사자국들이 온실가스 배출감축요구량에 대한 잠재적인 경제영향을 줄일수 있도록 한 유연성 체제인 교토 메커니즘에 해당하는사항 3가지를 쓰시오

● 공동이행제도 ● 청정개발체제 ● 배출권거래제도

✋I2 속도,유량계산(피토관)3️⃣

유량계수가 1인 피토튜브를 공기가 흐르는 직경 400[㎜]의 배관 전압이 80[㎜Aq], 정압이 40[㎜Aq]로 지시되었을 때 평균 유량[m3/s]을 계산하시오. (단, 공기의 비중량은 1.25[kgf/㎥]이고, 평균유속은 배관 중심부 유속의 4/3에 해당된다.)

● 액주계 높이차 계산

높이차(h) = 전압 – 정압 = 80 – 40 = 40[㎜Aq] =0.04 [mAq]

● 중심부 유속계산 :

엑주계에 들어 있는 물의 비중량은 1000[kgf/㎥]을 적용한다,

$$ V=C\sqrt{2g\frac{P_t-P_s}{\gamma}}=C\sqrt{2gh\frac{\gamma_m-\gamma}{\gamma}} $$

$$ =1\times\sqrt{2\times9.8\times0.04\times\frac{1000-1.25}{1.25}}=25.028[m/s] $$

● 평균유량 계산

$$ \bar Q=A\times\bar V=\frac{\pi}{4}\times D^2\times(V\times\frac{3}{4}) $$

$$ =\frac{\pi}{4}\times0.4^2\times(25.03\times\frac{3}{4})=2.359[m^3/s] $$

4️⃣청관제의 기능(피치연조탈밍)

보일러수 내처리 방법 중 청관제를 사용하는 목적 4가지를 쓰시오.

K1 청관제의 기능(피치연조탈밍)

• 보일러수의 pH조정
• 가성취화 방지
• 보일러수의 연화
• 슬러지조정
• 보일러수의 탈산소
• 포밍방지

👆F9 집진장치 5️⃣

보일러에서 연료를 연소후 배출되는 가스 중에 함유된 분진등을 제거하는집진장치의 종류 6가지를 쓰시오

● 건식집진장치 중력식, 관성력식, 원심식, 여과식,

● 습식집진장치, 벤투리 스크러버, 제트 스크러버, 사이클론 스크러버, 충전탑, 유수식,

● 전기집진장치

😽J2 자동제어(시퀀스,피드백,인터록)6️⃣ 

보일러 자동제어중 시퀀스제어를 설명하시오

미리 순서에 입각해서 다음 동작이 연속 이루어지는 제어로 보일러의 점화. 자동판매기 등이 해당된다.

👍B3 폐열회수계산(공기비,절감율) 7️⃣

벙커C유를 연료로 사용하는 보일러의 배기가스 성분을 분석한 결과 공기비가 1.3이고

• 이론 배기가스랑이11.443[Nm³/kg],
• 배기가스 평균비열 0.33[kcal/Nm³·℃]
• 이론공기량 10.709[Nm³/kg],
• 배기가스온도 225[℃],
• 연소용 공기 공급온도 25[℃]이었다.

이 때에 공기량을 조정하여 공기비를 1.1로 하였을 때 연간 연료절감금액은 얼마인가 계산하시오.

(단. B-C유 년간 사용량은 450만[L], 발열량은 9500[kcal/kg]. 연료단가는 200[원/L], 공기비 조절 전·후의 조건은 변화가 없는 것으로 한다)

$$ Q_1=G_w\times C_w\times\Delta t \\ =(G_{0w}+(m-1)\times A_0)\times C_w\times\Delta t \\ =\{11.443+(1.3-1)\times10.709\}\times0.33\times(225-25) \\ =967.276[kcal/kg] $$

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

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

👍C4 보일러효율 👆C2 상당증발량, 환산증발량 8️⃣ 발생증기 압력 1[MPa]로 운전되는 보일러가 [보기]와 같은 조건일때 물음에 답하시오

급수 사용량 : 1500[kg/h] 연료의 저위발열량 : 40950[kJ/kg] 급수 엔탈피 : 83.96[kJ/kg] 연료(중유) 사용량 140[kg/h] 발생증기 엔탈피 : 2860.5 [kJ/kg] 증발잠열 : 2257[kJ/kg) [kJ/kg]

(1)환산증발랑[kg/h]을 구하시오.

(2)보일러 효율[%]을 구하시오.

$$ G_e=\frac{G_a(h_2-h_1)}{539\times 4.1868}=\frac{G_a(h_2-h_1)}{100[℃]증발잠열} $$

$$ G_e=\frac{1500(2860.5-83.96)}{2257}=1845.285[kg/h] $$

$$ \eta=\frac{G_a(h_2-h_1)}{G_f\cdot H_l}\times 100=\frac{2257\cdot G_e}{G_f\cdot H_l}\times 100 \\ =\frac{2257\times1845.29}{140\times40950}\times 100=72.646[\%] $$

👆G3 [CO₂]max 9️⃣ 연도가스 분석결과 CO2 13.5[%], O2 7.04[%], CO 0.0[%]이라면 [CO₂]max는 몇 [%]인가?

$$ [CO_{2}]{max}=\frac{CO{2}}{G_{0d}}\times 100=\frac{21(CO_2+CO)}{21-O_2+0.395CO} $$

$$ =\frac{21(0.135+0)}{21-7.04+(0.395\times 0)}=0.20308 $$

👍A2 수관보일러

🔟강제순환식보일러종류 2가지를 쓰시오.

라몽트(lamon)보일러, 벨록스(velox)보일러

👆C2 상당증발량, 환산증발량 1️⃣1️⃣ 상당증발랑이 1.5[t/h], 급수온도가 40[℃] 발생증기의 엔탈피가 689[kcal/kg] 일 때 실제 증발랑[kg/h]을 구하시오.

$$ G_e=\frac{G_a(h_2-h_1)}{539} $$

$$ G_a=\frac{G_e\times539}{(h_2-h_1)} \\ =\frac{(1.5\times1000)\times539}{(689-40)}=1245.762[kg/h] $$

👍C1 보일러 마력
1️⃣2️⃣ 80[℃]의 물을 급수하여 압력 0.85[MPa]의 증기를 3000[kg/h] 발생시키는 보일러의 마력은 얼마인가? (단 발생증기의 엔탈피는 640[kcal/kg]이다.)

$$ 보일러마력=\frac{G_e}{15.65}

=\frac{G_a(h_2-h_1)}{539\times15.65} $$

$$ =\frac{3000\times(640-80)}{539\times15.65} \\ =199.161 $$

✋I4 오리피스 1️⃣ 오리피스미터의 측정원리를 설명하시오.

유체가 흐르는 일정한 단면을 갖는 배관 중에 조리개 기구(Orifice)를 삽입하고. 유체를통과시키면 조리개 전후에 연결된 U자형 액주계에서 압력차에 의한높이차가발생하고 이것을 측정하여 유량을 계산하는 간접식 유량계 중 차압식 유량계에 해당된다.측정원리는 베르누이 방정식이다

2️⃣ 수소(H2)가 않은 연료를 사용할 때 배기가스 중 어떤 성분이 많이 증가하는가?

수증기

👍 B7 전열면적(수관) 3️⃣수관의 길이 방향으로 핀이 부착되어 있는 수관식 보일러의 멤브레인 월의 외경이 60[㎜], 길이가 2[m]인 수관 8개가 설치되어 있고 폭 3[㎜], 두께2.5[㎜]길이2[m]의 핀이 7개 부착되어 있을 때 전열면적[m²]을 계산하시오

(단, 수관의 양쪽면이 연소가스 등에 접촉하여 양쪽면에 방사열을 받는 경우에 해당하는 계수는 1.0을 적용하고 내부온도는 1000, 외부온도는 430이다.)

$$ A_1=\pi d Ln=\pi\times0.06\times2\times8=3.015 $$

$$ A_2=b’ d L\alpha=0.003\times2\times7\times1 =0.042 $$

$$ A=A_1+A_2=3.02+0.04=3.06[m^2] $$

👍 증기트랩(응잠부건) 4️⃣ 증기트랩을 사용하는 목적(역할)2가지를 쓰시오.

● 증기사용설비 및 배관 내의 응축수를 제거한다. ● 증기의 잠열을 유효하게 이용할 수 있도록 한다. ● 응축수 배출로 증기관의 부식 및 수격작용을 방지한다. ● 증기의 건조도가 저하되는 것을 방지한다.

👆F9 집진장치 5️⃣ 전기식 집진장치의 원리에 대한 설명 중 ( )안에 알맞은 용어를 쓰시오.

판상(板狀) 또는 관상(管狀)으로 이루어진 집진전극을 (양극)으로 하고, 집진전극 중앙에 매달린 금속선으로 이루어진 (음극)간에 직류 고전압을 가해서 (코로나방전)을 발생하게 하고, 이곳에 분진이 포함된 가스를 통과시키면 전극 주위의 함진가스는 (이온화)되면서 대전입자가 되어 정전기력에 의해 양극(+극)에 포집(捕集)되어 처리되는 집진장치이다.

👍A6 파형 노통 6️⃣때통보일러에 설치되는 파형 노통의 장점 2가지를 쓰시오. ➕ 전열면적을 증가시킨다 ➕ 노통의 신축을 흡수할 수 있다 ➕ 외압에 대한 강도가 증가한다

➖ 내부 청소 및 검사가 어렵다 ➖ 통풍 저항이 크다 ➖ 스케일이 부착하기 쉽다 ➖ 제작이 어렵고, 가격이 비싸다

🍀O6 기수분리기 7️⃣공기압축기에서 기수분리기의 성능이 감소되어 수분이 충분히 제거되지 않을때 발생하는문제점2가지를 쓰시오

● 압축기 효율감소로 소비전력이 증가한다 ● 수분으로 인한 배관부식이 발생한다 ● 압축공기를 사용하는 장치의 성능저하 및 고장의 원인이 된다.

👍E2 쉘 앤 튜브식 열교환기
8️⃣ 쉘 앤 튜브식(sheII & tube type) 열교환기에 스파이럴 튜브{spiral tube)를 사용하였을 때 장점 2가지를 쓰시오.

➕ 튜브 전열면적이 증가된다. ➕ 유체의 흐름이 난류가 되어 전열효과가 우수하다