에너지 17년기출A"

1️⃣ 가마울림현상 (수밸량면2)

가마울림 현상의 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

2️⃣ G0 이론공기량(A₀)

매탄 3[Nm³]를 연소시키는데 필요한 이론공기량은 몇 [Nm³]인가?

G0 이론공기량(A₀)

\[ A_{0}[Nm/kg]=\frac{22.4}{0.21}(\frac{C}{12} +\frac{H-\frac{O}{8}}{4}+\frac{S}{32}) \]

$$ A_0[Nm/kg]=\frac{O_0}{0.21}=8.89C+26.67(H-\frac{O}{8})+3.33S \\ A_0[kg/kg]=\frac{O_0}{0.232}=11.49C+34.5(H-\frac{O}{8})+4.31S $$

22.4:2*22.4=3:x

$$ A_0=\frac{O_0}{0.21}=\frac{3222.4}{22.4*0.21}=28.571=28.57[Nm^3] $$

3️⃣과열기

보일러에서 발생한 습포화증기를 가열하여 압력은 일정하게 유지하면서 증기 온도만을 올려서 과열증기를 만드는 장치를 설치, 사용했을 때의 장점 4가지를쓰시오.

B5 과열기

1)과열증기 사용 시의 단점

가열 표면의 일정 온도를 유지하기 곤란하다
가열장치에 큰 열응력이 발생한다
직접 가열 시 열손실이 증가한다
높은 온도로 인하여 제품의 손상 우려가 있다
과열기 표면에 고온부식이 발생할 우려가 있다

2)과열증기 사용 시의 장점

열효율이 증가한다
수격작용을 방지한다
관내 마찰저항이 감소한다
적은 증기로 많은 열을 얻을 수 있다
장치 내 부식을 방지한다

4️⃣자동제어

자동제어 연속 제어동직 중 비례동작의 특징 4가지를 설명하시오.

J1 자동제어(비례동작의 특징)

동작신호에 대하여 조작량의 출력변화가 일정한 비례관계에 있는 제어동작이다.
외란이 있으면 잔류편차(off set)가 발생한다
반응온도 제어 보일러 수위제어 등과 같이 부하 변화가 작은 곳에 사용된다.
비례대를 좁게 하면 조작량(밸브의 움직임)이 커진다.
비례대가 좁게 되면 2위치 동작과 같게 된다.

5️⃣인터록

보일러에 적용하는 자동제어 증 인터록(interlock)에 대하여 설명하시오.

J3 인터록

어떤 일정한 조건이 충족하지 않으면 다음 단계의 동작이 작동하지 못하도록 저지하는것으로 보일러의 안전한 운전을 위하여 반드시 필요한 것이다.

6️⃣캐리오버

보일러 운전 중 발생하는 비수현상(carry over)의 방지대책 4가지를 쓰시오.

O3 캐리오버

보일러 운전 중 수분 일부가 증기와 함께 취출되는 현상으로 프라이밍, 포밍현상이 발생할 때 나타나는 현상

❶ 보일러수를 농축시키지 않는다
❷ 보일러수 중의 불순물을 제거하다
❸ 주증기 밸브를 급격히 개방하지 않는다
❹ 과부하가 되지 않도록 한다
● 수위를 고수위로 하지 않는다
● 비수방지관을 설치한다

7️⃣보일러효율

[보기]의 조건으로 운전되는 보일러의 효율[%]을 계산하시오.

연료의 연소열 : 1200[MJ/kg] 배기가스 손실열 : 80[MJ/kg] 미연소분에 의한 손실열 : 40[MJ/kg]

C4 보일러효율

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

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

$$ =(1-\frac{80+40}{1200})\times 100=90[\%] $$

8️⃣상당증발량, 환산증발량

20[°C]이 물 10[kg]을 100[°C] 수증기로 만들 때 필요한 열량[kcal]을 구하시오.

C2 상당증발량, 환산증발량

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

$$ Q_1=CG\Delta t \\ Q_2=G\gamma $$

9️⃣관류 보일러

관류 보일러의 종류 4가지를 쓰시오.

A5관류보일러

슐저 보일러,
벤슨 보일러,
소형 관류 보일러 ,
강제 순환식 소형 관류보일러

🔟 스폴링, 슬래킹, 버스팅

마그네시아 또는 돌로마이트를 원료로 하는 내화물이 수증기의 작용을 받아 Ca(OH)₂나 Mg(OH)₂를 생성하는데 이 때 큰 비증변화에 의하여 체적변화 일으키기 때문에 노벽에 균열이 발생하거나 붕괴하는 현상을 무엇이라고 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.

1️⃣1️⃣

다음 반응식을 이용하여 CO 1 [kg]이 완전 연소하였을 때의 발열량[MJ/kg]을 구하시오

1️⃣2️⃣보온재 열효율

보온재의 열전도율이 작아지는 원인 4가지를 쓰시오.

● 열전도율이 작을것 ● 적당한 내구성을 가질것 ● 흡습성 흡수성이 작을것 ● 부피, 비중이 작을것 ● 안전 사용온도 범위에 적합할것 ● 시공성이 좋을것 ● 내열성 내약성이 있을것

D4 보온재 열효율

● 보온재의 두께를 두껍게 한다. ● 보온재의 비중(밀도)을 작게 한다. ● 내부와 외부의 온도차를 줄인다 ● 보온재 내부의 수분을 제거한다.

1️⃣연료*

선박을 이용해 운반하는 LNG의 주성분을 쓰시오

2️⃣수소*

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

수증기(H 20)

3️⃣요*

내화물을 제조하는 터널요(tunnel kiIn)에서 소성품을 싣고 연소가스 진행방향과 반대 방항으로 진행하는 것의 명칭을 쓰시오.

대차

4️⃣바이패스

배관 중에 바이패스(by-pass) 배관을 설치하는 이유를 설명하시오

P3 바이패스

배관 중에 유량계, 수량계, 감압밸브, 순환펌프 등의 설치 위치에 고장, 보수등에 대비하여 설치하는 우회배관이다

5️⃣노통연관*

노통연관 보일러 연소실 후면에 설치되는 방폭문의 역할(기능)을 설명하시오.

연소실 내의 미연소 가스의 폭발 및 역화 시 그 내부압력을 외부로 방출시켜 동체의 파열사고를 방지하는 장치이다.

6️⃣대수온도차

대향류식 공기예열기에 240[℃] 의 배기가스가 들어가서 160[℃]로 나오고, 연소용 공기는 20[℃] 로 들어가서 90[℃]로 나올때 이 공기예열기의 대수 평균온도차[℃]를 계산하시오.

E3 대수온도차

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

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

$$ =\frac{150-140}{\ln(\frac{150}{140})}=144.94 $$

7️⃣자동제어(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

에너지 17년기출A”

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