에너지 16년기출A

1️⃣D3 무기질 보온재

유기질 보온재와 비교한 무기질 보온재의 특성 5가지를 쓰시오 AE07

경도가 높다
최고안전사용온도가 높다
불연성이며 열전도율이 낮다
내수성, 내소성변형성이 우수하다
비싼편이지만 수명이 길다.

2️⃣수격작용

증기를 송기할 때 발생하는 수격작용에 대한 물음에 답하시오. BD05

O5 수격작용

1)수격작용을 정의하시오

배관 내부에 체류하는 응축수가 송기 시에 고온 고압의 증기에 의해 배관을 심하게 타격하여 소음을 발생하는 현상으로 배관 및 밸브류가 파손될 수 있다

2)수격작용 방지대책을 5가지만 쓰시오

❶ 주증기 밸브를 서서히 개방할것
❷ 캐리오버를 방지할것
❸ 증기배관의 보온을 철저히 할 것
● 응축수가 체류하는 곳에 증기트랩을 설치할 것
● 드레인 빼기를 철저히 할 것
● 송기 전에 소량의 증기로 배관을 예열할 것(난관조작)

3️⃣이상현상!

보일러 운전 중에 발생하는 프라이밍현상을 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

4️⃣집진효율*!

보일러 집진장치의 입구와 출구의 함진농도를 측정한 결과 각각 50[g/Nm3],5[g/Nm³]일때 집진효율[%]은 얼마인가

$$ \eta=(\frac{입구농도-출구농도}{입구농도})\times 100\\ =(\frac{50-5}{50})\times100=90[\%] $$

5️⃣이상기체상수*!

온도 27[°C], 압력5[bar]에서 비체적이 0.168[m³/kg]인 이상기체의 기체상수 [kJ/kg ·K] 는 얼마인가? （단. 압력은 절대압력이다)

$$ PV=GRT \ \ v=\frac{V}{G} $$

$$ R=\frac{PV}{GT}=\frac{V}{G}\times \frac{P}{T}=v\times\frac{P}{T} $$

$$ =0.168\times\frac{(\frac{5}{101325}\times101.325)}{273+27}=0.28[kJ/kg K] $$

6️⃣냉매순환(압응수팽증)

증기 압축식 냉동장치의 냉매 순환 프로세스(process)를 순서대로 나열하시오. (단. 액압축을 방지하는 장치와 액화된 냉매가 일시 체류하는 설비까지 포함한다.)

N9 냉매순환(압응수팽증)

압축기→( 응축기 )→( 수액기 )→( 팽창밸브 )→( 증발기 )→압축기

7️⃣폐열회수계산!

시간당 30,000[kg]의 물을 절탄기를 통해 50[℃]에서 80[℃]로 높여 보일러에 급수한다. 절탄기 입구 배기가스 온도가 350[℃]이면 출구온도는 몇 [℃] 인가?

(단, 배기가스량은 50000[kg/h], 배기가스 비열 1.045[kJ/kg･°C], 급수 비열 4.184(kJ/kg･℃], 절탄기 효율은 75[%]이다)

B3절탄기효율

\[ m_f\times C_{pf}\times(T_{fi}-T_{fo})=m_a\times C_{pa}\times(T_{ai}-T_{ao}) \]

$$ m_f\times C_{pf}\times(T_{fi}-T_{fo})=m_a\times C_{pa}\times(T_{ai}-T_{ao}) $$

$$ x=350-\frac{30,000\times 4.184\times (80-50)}{50,000\times 1.045 \times 0.75}=254 $$

8️⃣전도열계산(구형용기)!

안쪽 반지름 55[cm] 바깥 반지름 90[cm]인 구형 고압 반응용기(K=41.87[W/m K]) 내외의 표면온도가 각각 551[K], 543[K]일 때 열손실은 몇[kW]인가

D8 구형용기의 열전도 계산

$$ Q=L\frac{4\pi(T_i-T_o)}{\frac{1}{r_i}-\frac{1}{r_o}} $$

$$ =(41.87\times 10^{-3})\times \frac{4\pi(551-543)}{\frac{1}{0.55}-\frac{1}{0.9}}=5.953[kW] $$

9️⃣랭킨사이클

랭킨 사이클로 작동하는 증기원동소에서 과열증기 엔탈피 660[kcaI/kg ] 습증기 엔탈피 530[kcal /kg], 포회수 엔탈피 80.87[kcal/kg]일 때 열효율[%]을 계산하시오.

N4 랭킨사이클(효율)

\[ \eta=\frac{W_T}{Q_1}\times 100=\frac{h_2-h_3}{h_2-h_4}\times 100 \]

$$ \eta=\frac{W_T}{Q_1}\times100=\frac{h_2-h_3}{h_2-h_4}\times100=\frac{660-530}{660-80.87}\times100=22.447[\%] $$

🔟절탄기(열불응연)

보일러 페열회수장치인 절탄기를 사용하였을 때 장점 4가지를 쓰시오.

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.

1️⃣1️⃣자동제어(시퀀스,피드백,인터록)!

자동제어에서 다음 제어를 간단히 설명하시오.

(1) 시퀀스 제어
(2) 피드백제어

J2 자동제어(시퀀스,피드백,인터록)

❶ 시퀀스 제어 : 미리 정해진 순서에따라 다음 동작이 연속으로 이루어지는 제어로 자동판매기, 보일러의 점화 등이 있다.
❷ 피드백 제어 : 제어량의 크기와 목표값을 비교하여 그 값이 일치하도록 되돌림 신호를 보내어 수정동작을 하는 제어방식
❸ 인터록제어 : 보일러의 안전한 운전을 위하여 어떤 일정한 조건이 충족되지 않으면 다음 단계의 동작이 작동하지 못하도록 저지하는 제어방식

1️⃣2️⃣보일러점화 불량(비료소검봉) !

보일러 가동을 시작할 때 점화가 불량한 경우 그 원인 5가지를 쓰시오.

F2 점화불량(비료소검봉)

❶공기비가 나쁠때
❷ 연료의 온도가 높을때
❸ 연소실 온도가 낮을때
❹ 화염검출기의 기능이 불량할때
❺ 점화봉 삽입위치가 불량할때
● 통풍이 적당하지 않을때
● 점화용 트랜스의 전기 스파크가 불량할때

1️⃣보일러 오일서비스탱크*!

액체 연료를 사용하는 보일러에 오일 서비스 탱크를 설치하는 목적 4가지를 쓰시오

원활한 연료공급을위하여
2~3시간 연소할 수 있는 연료량을 저장하여 가열열원을 절감하기 위하여
자연압에 의한 급유펌프까지 연료가 공급될수 있도록 하기 위하여
환류되는 연료를 재저장하기 위하여

2️⃣

태양열을 이용한 난방시스템에서 매니폴드(man ifolder)의 역할을 설명하시오

진공관으로 구성된 집열기에서 태양열을 이용하여 온수를 가열하는 장치로 별도로 설치된 축열조에 온수를 저장하여 난방 및 급탕용으로 사용한다.

3️⃣스폴링, 슬래킹, 버스팅!

급격한 열응력에 의하여 내화물 및 캐스터블이 떨어지는 현상을 무엇이라 하는가

D1 스폴링, 슬래킹, 버스팅

● 스폴링(spalling)현상 : 박락현상이라 하며 급격한온도변화로인해 내화물이 사용하는 도중에 갈라지든지, 떨어져 나가는 현상을 말한다.

● 슬래킹(slacking)현상 : 수증기를 흡수하여 체적변화를 일으켜 균열이 발생하 거나 떨어져 나가는 현상으로 염기성 내화물에서 공통적으로 일어난다.

● 버스팅(bursting)현상 : 크롬 철광을 원료로 하는 내화물이 1600[°C]이상에서 산화철을 흡수하여 표면이 부풀어 오르고 떨어져 나가는 현상으로 크롬질 내회물에서 발생한다.

4️⃣수위검출기*!

저수위 경보장치(저수위 차단장치)에 대한 물음에 답하시오.

급수의 자동조절, 저수위경보 및 연료의 차단신호 등

플로트식, 전극식, 차압식, 열팽창식

6️⃣압력계!

진공 압력과 게이지압력을 측정할 수 있는 연성계에서 진공압력이 50[cmHg]일 때 절대압력[kgf/cm 이은 얼마인가?（단 대기압은 760[mmHg]이다.)

I1 절대압력=대기압-진공압력

$$ 1.0332-(\frac{500}{760}\times 1.0332)=0.353[kgf/cm^2\cdot a] $$

절대압력계산

절대압격=대기압력-진공압력=760-500=260[mmHg]

단위변환

1atm=760mmHg=1.0332[kgf/cm2]이다

$$ =\frac{260}{760}\times1.0332=0.353[kgf/cm^2\cdot a] $$

7️⃣절탄기(열불응연)!

보일러 연도에 설치된 절탄기는 장점이 많은 반면 단점도 있는데 이 중 3가지와 열정산 시 절탄기 전· 후단 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.

👍B0 급수장치 8️⃣

원심펌프에 대한 물음에 답하시오.

(1) 종류 2 가지를 쓰시오
(2) 가동 중에 발생할 수 있는 이상 현상 2가지를 쓰시오

볼류트펌프, 터빈펌프

케비테이션, 서징

8️⃣자동제어(주의점-신불범응)

보일러 자동제어 장치를 설계 및 작동 시 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