에너지기사 분류
에너지기사 분류
📘에너지설비 설계
🔯A 보일러종류
👍A1 노통보일러
A1 노통보일러
❶ 코르니쉬(Cornish) ❷ 랭커셔(Lancashire)
👍A2 수관보일러
►수관식 보일러의 보일러수 유동방식 3가지를 쓰고 설명하시오
15B 22A 20A
►강제 순환식 수관보일러 종류 2가지를 쓰시오.
10C 20C 15A
A2 수관보일러
❶ 자연순환식 : 보일러수의 비중량차에 의하여 자연순환하는 형식
❷ 강제순환식 : 순환펌프를 설치하여 보일러수를 강제로 순환시키는 형식 (라몽트(lamont) 보일러, 벨록스(velox))
❸ 관류식 : 증기드럼 폐지하고 긴관을 제작, 구성하여 관의 한 끝에서 펌프로 압송된 물을 가열, 증발, 과열의 과정을 거쳐 증기가 발생되는 형식
►관수 순환을 높이기 위하여 14A
A2 수관보일러(관수순환)
- 강수관이 가열되지 않도록 한다.
- 큰 지름의 수관을 사용한댜
- 수관의 배열을 수직으로 설치한다.
- 방해판을 적당한 위치에 설치하여 열가스와 수관군의 접촉을 알맞게한다.
👍A3 수냉노벽(면흡보열무)
►수관식 보일러의 연소실 벽면에 수냉노벽을 설치하였을 때의 장점 4가지 22C 15B
A3 수냉노벽(면흡보열무)
- 전열면적의 증가로 증발량이 많아진다
- 연소실내의 복사열을 흡수한다
- 연소실 노벽을 보호한다
- 연소실 열부하를 높인다
- 노벽의 무게를 경감시킬 수 있다
👍A4 자연 순환식 수관 보일러
A4 자연 순환식 수관 보일러
➕ 증기 발생시간이 빠르며, 고압 대용량에 적합하다. ➕ 수관의 배열이 용이하고, 패키지형으로 제작이 가능하다. ➕ 외분식이므로 연료 선택범위가 넓고, 연소상태가 양호하다. ➕ 전열면적이 크고, 열효율이 높다. ➕ 원통형 보일러에 비해 보유수량이 적어 파열 사고 시 피해가 적다.
➖ 관수처리에 주의를 요한다. ➖ 구조가 복잡하여 청소, 검사, 수리가 어렵고 스케일 부착이 쉽다. ➖ 부하변동에 따른 압력 및 수위 변동이 심하다.
►상부의 기수드럼(steam drum)을 하부의 물드럼보다 크게 만드는 이유 1001
기수 드럼의 아랫부분에서 포화온도에 도달한 포화수와 발생된 증기가 체류할수 있는 공간이 필요하기때문에 하부의 물드럼보다 크게 하여야 한다.
👍A5 관류 보일러
A5 관류 보일러(명칭)
급수펌프에 의해 급수를 압입하여 하나로 된 관에서 가열, 증발, 과열과정을 거쳐 순환하는 보일러
►관류 보일러의 종류 4가지를 쓰시오.
A5관류보일러(종류)
- 슐저 보일러,
- 벤슨 보일러,
- 소형 관류 보일러 ,
- 강제 순환식 소형 관류보일러
►(장단점) 21B
A5관류보일러(장단점)
➕ 전열면적에 비하여 보유수량이 적으므로 가동시간이 짧다. ➕ 고압 보일러에 적합하다. ➕ 관을 자유로이 배치할 수 있어 구조가 콤팩트하다. ➕ 순환비가 1이므로 드럼이 필요 없다.
➖ 완벽한 급수처리를 요한다. ➖ 정확한 자동제어 장치를 설치하여야 한다. ➖ 발생증기 중에 포함된 수분을 분리하기 위하여 기수분리기를 설치
👍A6 파형 노통
A6 파형 노통
- 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
👍A7 흡수식 냉온수기(압하진물)
흡수식 냉온수기의 장점 2가지를 쓰시오.
A7흡수식 냉온수기(압하진물)
- 압축기를 사용하지 않으므로 전력소비량이 적다.
- 냉온수기 하나로 냉방과 난방을 할 수 있다.
- 설비 내부의 압력이 진공상태로 압력이 높지 않아 위험성이 적다
- 냉매로 물(H₂O)을 사용하는 경우 위험성이 적다
13C*
►흡수식 냉온수기의 원리 16B
증발 흡수 응축 고온재생
물 리튬브로마이드
🔯B 부속장치 및 기기
👍B8 급수장치
볼류트, 터빈
► 인젝터 10C
출구정지밸브개방→급수개방→증기밸브개방→핸들개방
►인젝터의 작동원리 1204
증기가 보유하고 있는 열에너지를 속도에너지로 전환시키고 압력에너지로 바꾸어 보일러에 급수하는 장치로 급수가 증기에 의해 예열되어 급수 엔탈피가 증가되기 때문에 연료소비량이 감소한다.
►👍 방출관크기 40㎜
전열면적 | 10㎡미만 | 15㎡미만 | 20㎡미만 | 20㎡이상 |
---|---|---|---|---|
방출관안지름 | 25㎜이상 | 30㎜이상 | 40㎜이상 | 50㎜이상 |
►플렉시블 조인트(flexible joint) 2003
펌프에서 발생한 진동을 흡수하여 배관에 전달되지 않도록 하고, 온도변화에 따른 배관의 열팽창을 흡수하여 고장이 발생하는것을 방지하기위하여 설치한다
😽B9 화염검출장치
B9 화염검출장치
50[°C]
● 황화카드뮴(CdS)셀, 적외선광전관, 황화납(PbS)셀, 자외선광전관
- 스택스위치(stack switch) : 연도에 바이메탈을 설치하여 연소가스의 발열체를 이용하여 화염유무를 검출한다
- 플레임 아이(flame eye) : 화염이 발광체임을 이용하여 화염의 방사선을 감지하여 화염의 유무를 검출한다.
- 플레임 로드(flame rod) : 화염의 이온화 현상에 의한 전기 전도성을 이용하여 화염의 유무를 검출한다
송기장치
👍B1 증기트랩
B1 증기트랩
✲증기관의 도중에 설치하여 증기를 사용하는 설비의 배관 내에 고여있는 응축수 (증기의 일부가 드레인된 상태)를 자동배출시키는 장치
❶기계식트랩 : 볼플로트식, 버킷식
❷열역학식 : 오리피스식, 디스크식
✲증기와 응축수의 열역학적 유체역학적 특성차를 이용한 것이다
❸온도조절식 : 바이메탈식, 벨로즈식
►(역활) ” 19C 18A 18B 10C 11A 15A 12A “
B1 증기트랩(응잠부건)
- 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.
B1 증기트랩(장점-워부저항)
- 워터해머방지
- 장치내 부식 방지
- 열효율 저하방지
- 관내 마찰저항 감소
👍B2 폐열회수장치
B2 절탄기
과열기 → 재열기 → 절탄기 → 공기예열기
✲보일러 배기가스 현열을 이용하여 급수를 예열하는 장치를 (절탄기)라 하며, 공기를 예열는 장치를 (공기예열기)라 한다.
👍B2 절탄기(열불응연)
►(장점) 20A (1202 16A) ►(단점) 1801 1901 (11C 1201 1002 16C 1504) ►(명칭) 1804 1502
►보일러 연도에 설치된 절탄기는 장점이 많은 반면 단점도 있는데 이중 3가지와 열정산시 절탄기 전·후단 온도계 증 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.
👍B2 공기예열기(효불효연)
B2 공기예열기장점(효불효연)
- 전열효율 연소효율이 향상된다
- 예열공기의 공급으로 불완전 연소가 감소된다
- 보일러의 열효율이 향상된다.
- 품질이 낮은 연료도 사용할 수 있다
➖ 통풍저항이 증가된다 ➖ 연돌의 통풍력이 저하된다. ➖ 저온부식의 원인이 된다. ➖ 연도의 청소, 검사, 점검이 곤란하다.
👍B3 폐열회수계산
►(회수한열량계산)
B3 폐열회수계산
►(절감) ” 15A “
B3 폐열회수계산
B3절탄기효율
5️⃣폐열회수장치를 설치하여 보일러의 효율을 1[%]정도 향상시키기 위해서는 일반적으로 배기가스 온도는 어느 정도 감소되어야 하는가?
20~25[ °C]
👍B4
👍B5 과열기
✲보일러에서 발생한 습포화증기를 가열하여 압력은 일정하게 유지하면서 증기 온도만을 올려서 과열증기를 만드는 장치
B5 과열기
- ➖ 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
- ➕ 열효율이 증가한다
- ➕ 수격작용을 방지한다
- ➕ 관내 마찰저항이 감소한다
- ➕ 적은 증기로 많은 열을 얻을 수 있다
- ➕ 장치 내 부식을 방지한다
👍B6 과열증기
B6 과열증기
- 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.
과열증기온도를 일정하게 조절하는 방법 4가지를 쓰시오
B6 과열증기
- 연소가스량을 가감하는 방법
- 저온가스를 재순환시키는 방법
- 과열 저감기를 사용하는 방법
- 화염의 위치를 바꾸는 방법
👍 B7 전열면적(수관)
1001 (1402) 2003 (1702) 1501 1301 (1202)
B7 전열면적(수관)
🔯보일러 용량 및 성능계산
👍C1 보일러 마력
(1)시간에(100)[℃]의 물(15.65)[kg]을 같은 온도의 증기로 변환시킬수 있는 능력
증발량
👆C2 상당증발량, 환산증발량
(기본) 2201 2004.4 1101 1304 (16C) 1401 1501 2202 (증발계수) 2101 1802
(포화증기엔탈피) 1903 2102
C2 상당증발량, 환산증발량
539[kcal/kg] 4.1868[kJ/kcal] 증발잠열 : 2256.68[kJ/kcal]
👍C3 🔢보일러 용량계산
🔯보일러 효율계산
👍C4 보일러효율
1ATM=1.01325bar=101324Pa=10332kg/cm2=1.033mAq=760mmHg
(보일러) 2202(연료발열량,효율)
1801 1702 (증기발생량,시간당연료소비량,효율)
(발생증기량)1901
(입열출열) 2002 (기본) 2102 1804 1401 1004 1301 1302 1402 1004
(엔탈피)1201
C4 보일러효율
Ga실제증발량 h2포화증기엔탈피 h1급수엔탈피
Gf연료소비량 Hh연료의고위발전량
열설비재료
🔯내화물, 단열재, 보온재 🗄️
👍D1 스폴링, 슬래킹, 버스팅
2104 (1701 1202) 1902 (1601 1101) 1704
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.
👍D2 보온제의 안전사용온도(1580)
명칭 | 최고사용안전온도 |
---|---|
폴리우레탄폼 | 130[℃] |
탄화코르크 | 130[℃] |
폼글라스 | 300[℃] |
규조토 | 500[℃] |
암면 | 600[℃] |
규산칼슘 | 815[℃] |
세라믹 파이버 | 1000~1300[℃] |
●보온재 : 무기질 보온재 300~800[℃], 유기물 보온재 100~300[℃]
● 보냉재 : 100[℃] 이하
● 단열재 : 800~1200 [℃]
● 내화 단열재 : 1300[℃] 이상
● 내화물 : 1580[℃] 이상
👍D2 단열재효과
요로의 효율을 좋게 운전하기 위한 방법 2가지를 쓰시오.
D2요로의 효율개선
- 단열조치를 강화하여 방사열량을 감소시칸다.
- 가열온도를 적정온도로 유지시켜 과열이 발생하지
- 적정 공기비를 유지시켜 완전연소가 되도록 한다.
- 연소용 공기는 배열을 이용하여 예열시켜 공급한다.
공업용 요로에 단열제를 사용하였을 때 나타나는 단열효과 4가지를 쓰시오
D2 공업용 요로에 단열효과
- 축열 및 전열손실이 적어진다
- 노내 온도가 균일해진다
- 노벽의 온도구배를 줄여 스폴링현상을 방지한다
- 노벽의 내화물의 내구력이 증가한다
- 열손실을 방지하여 연료 사용량을 줄일 수 있다.
👍D3 무기질 보온재
● 무기질 물질을 원료로 사용하므로 불연성이고 안전사용온도가 높다 ● 기계적 강도가 크고, 변형이 적다 ● 내수성, 내구성이 우수하다 ● 기공이 균일하고 열전도율이 낮다 ● 가격이 비싸지만 수명이 길다.
👍D4 보온재 구비조건(전내흡비온,두)
보온재의 구비조건 5가지를 쓰시오.
D4 보온재 구비조건(전내흡비온,두)
- 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.
🔯D5 배관재 및 밸브 🗄️
배관
벨브
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글로브밸브

👍 게이트벨브(슬루스벨브)
✲유체의 흐름을 단속하는 가장 일반적인 밸브로서 냉수,온수,난방 배관 등 에 광범위하게 사용되고, 완전히 열거나 닫도록 설계되어 있다. 벨브 개방시 유체 흐름의 단면적 변화가 없어 압력손실이 적은 특징
● 게이트벨브 또는 사절변이라 한다 ● 리프트가커서 개폐시간이 걸린다 ● 밸브를 완전히 열면 밸브본체속에 관로의 단면적과 거의 같게된다 ● 쐐기형의 밸브 본페가 밸브 시트안을 눌러 기밀을 유지한다 ● 유로의 개폐용으로 사용한다 ● 밸브를 절반 정도 열고 사용하면 와류가 생겨 유체의 저항이 커지기 때문에 유량조절에는 적합하지 않다.
👍D 체크밸브
펌프 토출측에 설치하여 물이 역류되는 것을 방지하는 밸브
종류
스윙식, 리프트식, 해머리스 체크벨브
👍D 신축이음
열팽창으로 인한 배관의 신축을 흡수완화시켜 장치 파손 및 고장을 방지하기 위하여 배관 중에 설치하는 기기
관지지구
👍 스트레이너
펌프 등 배관계통에서 유체의 흐름 속에 이물질 등으로 인하여 설비의 파손 또는 오동작 그리고 흐름상 저항이 발생하는 것을 예방하기 위하여 주요 설비 전단에 설치하는 장치로서 Y형과 U형 등 형태로 배치되는 부속품
3️⃣증기보일러에 설치되는 주증기 밸브에 대한 물음에 답하시오.
(1) 주증기 밸브를 사용하는 목적을 쓰시오. (2) 주증기 밸브를 개페할 때 천천히 조작하여야 하는 이유를 쓰시오.
(l) 보일러에서 발생된 증기를 송기 및 정지하기 위하여 (2) 주증기관에서 수격작용 방지 및 본체 내에서 프라이밍현상을 방지하기 위하여
열전달
🔯D6 열의 이동 📃
어느 공장에서 가동하고 있는 기계의 발생열을 제거하기 위하여 냉동기와 공조기를 이용하여 냉방을 하고 있다. 겨울철에 공조기의 외기(OA) 댐퍼를 40[%]에서 70[%]로 변경하여 외기도입을 증가시켰더니 [보기]와 같은조건으로되었을때 냉동기부하 감소량[kW]은 얼마인가?
- 공조기 송풍량 : 50000[㎥/h]
- 개선 전 : 실내온도 24[℃], 상대습도 60[%], 엔탈피 11.7[kJ/kg]
- 개선 후 : 실내온도 22[℃], 상대습도 60[%], 엔탈피 10.2[kJ/kg]
- 외기온도 : 20[℃]
- 공조기 년간 가동시간 : 3393[h]
- 공기의 밀도 : 1.24[kg/㎥]
D6 열의 이동
공조기 외부 급기 댑퍼를 40[%]에서 70[%]로 변경하면 외기 도입양은 공조기 동풍량의 30[%]에 해당 하는 양이 증가 하는 것 이고, 증가되는 공기량(단위:질량)에 개선 전후의 엔탈피 차에 해당하는양 만큼 냉동기의 부하가 감소된다
부하 감소량= 공기 질량 x 댐퍼개도 증가량 x 엔탈피 차 = (50000 X 1.24) X (0.7-0.41) / (11.7-10.2)=27900[kcal/h]
👍D7 열전도계산
열전도율[kcaI/m·h·℃], 열관류율[kcaI/m²·h·℃], 내외부온도차[℃]
(기본) 15C 18B 12A 1702 1704 2201+ 1502(대류)
(비례)1903
1804 2001 1002 1102 1402 (효율) 1001
D7 열전도율계산
b 벽의두께, λ 열전도율, F 표면적
👍D8 전도열계산
D8 다층벽 열전도열 계산
►중공원통 대수평균면적 13C (18C 19C 11A 14C)
D8 전도열계산(중공원통)
D8 전도열계산(구형용기)
►전도열계산(스케일)
👍D9 복사전열량, 대류전열량
D9 복사전열량
복사전열량
복사열전달률
D9 대류전열량
대류전열량
👍D0 단위 면적당 복사 전열량
$$ Q=\sigma\times\frac{1}{\frac{1}{\epsilon_1}+\frac{1}{\epsilon_2}-1}\times F\times (T_1^4-T_2^4) $$
$$ Q=\sigma\times F\times \frac{1}{\frac{1}{0.5}+\frac{1}{0.9}-1}\times(T_1^4-T_2^4) $$
$$ Q=K\times F\times \Delta t $$

🔯E 열교환기📃
👍E 열교환기의 성능저하요인
● 유체의 느린이동 ● 병류 방향의 유체흐름 ● 낮은 열전도율의 재료사용 ● 온도차감소 ● 작은 전열면적 ● 이물질 스케일 응축수 존재
👍E1 판형열교환기(고조청압)
E1 판형열교환기(고조청압)
➕ 고난류 유동에 의한 열교환기 능력을 향상시킨다
➕ 판의 매수조절이 가능하여 전열면적증감이 용이하다
➕ 전열면의 청소나 조립이 간단하고, 고점도 유체에도 적용가능하다
➕ 높은 사용압력과 내식성, 내구성이 우수하다
👍E2 쉘 앤 튜브식 열교환기
쉘 앤 튜브식 열교환기에 사용되는 스파이럴 튜브의장점 2가지를쓰시오.
E2 쉘 앤 튜브식 열교환기
- 튜브 전열면적이 증가된다.
- 유체의 흐름이 난류가 되어 전열효과가 우수하다
👍 노후 열화된 보일러 튜브 교체 시기 1002 1404
● 심하게과열되거나 튜브가 소손된경우 ● 스케일 생성이 많이 되었을때 ● 배기가스 온도 상승이 급격히 증가할 때 ● 열효율이 낮아질 경우
스케일 생성방지 대책
● 급수중의 염류 불순물을 되도록 제거한다 ● 보일러 수의 농축을 방지하기 위하여 적절히 분출시킨다 ● 보일러 수에 약품을 넣어 스케일 성분이 고착하지 않도록 한다 ● 수질분석을 하여 급수 한계치를 유지하도록 한다.
열교환기전열량
👍E3 대수온도차
(기본) ” 21A 20C 19B 17A 10B 18C* 16C “
E3 대수온도차
열설비의설계
🔯보일러 전열면적
🔯열설비 설계 📃
👍E 원통보일러 동판의 최소두께
P재료의 허용인장응력 D최고사용압력 동체에 증기온도에 대응하는 값 동체의 지름
👍E 수압시험압력
● 0.43[MPa]이하 : 2배 ● 1.5[MPa]이하 : 1.3배+0.3 ● 1.5[MPa]초과 : 1.5배
👍E 스테인리스강 2201
(1) STS304 오스테나이트계 (2) STS410 마텐자이트계 (3) STS430 페라이트계
👍 열정산 📃
출열
● 배기가스 보유 열량 ● 불완전연소에 의한 열 손실 ● 노벽의 흡수 열량 ● 증기의 보유 열량 ● 미연분에 의한 열 손실 ● 재의 현열
🔯용접 및 리벳이음의 설계 📃
👍E9 리벳이음
E9 리벳이음
인장응력계산
P : 리벳의피치, d : 리벳의지름
📕 2.에너지설비 관리
📘에너지설비관리
🔯F 난방부하 및 난방설비
🔯난방방법
👆 복사난방
F 복사난방
➕ 실내온도의 분포가 균등하여 쾌감도가 높다 ➕ 방열기가 필요하지 않으므로 바닥면의 이용도가 높다 ➕ 공기 대류가 적으므로 바닥면 먼지상승이 없다 ➕ 방이 개방된 상태에서도 난방효과가 있다 ➕ 손실열량이 비교적 적다
➖ 외기온도 급변에 따른 방열량 조절이 어렵다 ➖ 초기 시설비가 많이 소요된다 ➖ 시공, 수리, 방의 모양을 변경하기가 어렵다 ➖ 열손실을 차단하기 위하여 단열층이 필요하다
🔯난방기기
방열기
🔯연료의 종류 및 특성
🔯연소 및 연소장치
👆F 액체연료의 분무방식
F 액체연료의 분무방식
● 가압 분사식 : 유압펌프를 이용하여 연료에 압력을 가한 후 연료 자체의 압력에 의해 노출에서 고속으로 분출시켜 미립화 시키는 버너
● 회전식 : 고속으로 회전하는 분무컵에 연료 공급관을 통해 연료가 공급되면, 이 연료는 분무컵의 원심력에 의해 분무컵 내면에 액막이 형성되고, 여기에 1차공기가 고속으로 분출되면서 미립화시키는 버너
● 기류 분무식 : 저압의 공기 또는 고압의 공기나 증기 분무매체를 이용하여 연료를 미립화시키는 버너로 2유체 버너라고도 한다
👆F 블로우오프
F 블로우오프
버너출구에서 가연성 기체의 유출속도가 연소속도보다 큰 경우 불꽃이 노즐에 장착되지 않고 꺼져버리는 현상
👆F2 보일러점화 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
점화전극의 클리어런스가 맞지 않을 때 연료의 유출속도가 너무 빠르거나 늦을 경우 버너의 유압이 맞지 않을때
👆F 미분탄연소기
F 미분탄연소기
석탄을 200메쉬(mesh)이하로 분쇄해서 1차 공기와 혼합하여 연소실에 분사하는 보일러의 연소장치
➕ 적은공기비로 완전 연소가 가능하다 ➕ 점화, 소화가 쉽고 부하변동에 대응하기 쉽다 ➕ 대용량에 적당하고, 사용연료 범위가 넓다
➖ 설비비 유지비가 많이소요된다 ➖ 회, 분진 등이 많이 발생하여 집진장치가 필요하다 ➖ 연소실이 크고, 폭발의 위험성이 크다
🔯연료저장 및 공급장치
🔯통풍 및 통풍장치
👆F4 자연통풍에서 통풍력이 증가되는 조건
❶ 연돌의 높이를 높게한다 ❷ 연돌의 단면적을 크게 한다 ❸ 연돌의 굴곡부가 적게 한다 ❹ 배기가스의 온도를 높게 유지한다
● 외기온도가 낮을수록 ● 습도가 낮을수록 ● 연도의 길이가 짧을 수록 ● 배기가스의 비중량이 작을수록 ● 외기의 비중량이 클수록
👆F5 보일러 통풍방법
F5 보일러 통풍방법
- 평형통풍법 : 연소실 내의 압력이 정압이나 부압으로 조절이가능하고 강한 통풍력을 얻을수 있지만 초기 설비비와 유지비용이 많이 소요된다
- 압입통풍법 : 송풍기를 연소실 앞에 설치하여 연소용 공기를 대기압이상의 압력으로 연소실에 밀어 넣는 방식으로 연소실 압력이 정압으로 유지된다
- 흡입통풍법 : 송풍기를 연도 중에 설치하여 연소 배기가스를 배출시키는 방식으로 연소실 압력이 부압으로 유지된다
👆F6 🔢통풍력
$$ Z=273H(\frac{\gamma_a}{T_a}-\frac{\gamma_g}{T_g})\times \eta[mmH_2O] $$
👆F7 🔢송풍기의 상사
F7 송풍기의 상사
👆F8 원심펌프의 비교회전도
비교회전속도(비속도) : 토출량이 1[m3/min], 양정이 1[m]가 발생하도록 설계한 경우의 판상 임펠러의 분당 회전수를 나타낸다
🔯 매연 및 집진장치
매연발생의원인
👆F9 집진장치
(종류) 19A 10B 15C (1002 1504) 1903 (1501) 1501 (1204)
►보일러에서 연료를 연소 후 배출되는 배기가스 중에 함유된 분진 등을 제거하는 집진장치를 3가지로 분류하여 쓰시오
F9 집진장치
건식집진장치 중력식, 관성력식, 원심식, 여과식,
F9 집진장치(중력침강식)
배기가스 중 매연 함유 입자를 중력으로 자연 침강시키는 집진장치의 이름은 무엇인가
F9 집진장치(습식)
● 습식집진장치, 벤투리 스크러버, 제트 스크러버, 사이클론 스크러버, 충전탑, 유수식,
● 습식집진장치, 벤투리 스크러버, 제트 스크러버, 사이클론 스크러버, 충전탑, 유수식,
● 전기집진장치
F9 집진장치(전기집진장치)
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.
👆F9 세정식 집진장치
F9 세정식 집진장치(장단점)
분진이 포함된 배기가스를 세정액이나 액막 등에 충돌시키거나 접촉시켜 액체에 의해 포집하는 방식이다.
- 구조가 간단하고 처리가스량에 비해 장치의 고정면적이 적다
- 가동부분이 적고 조작이 간단하다
- 포집된 분진의 취출이 용이하고 작동 시 큰 동력이 필요하지 않다
- 연속 운전이 가능하고
- 분진의 입도, 습도 및 가스의 종류 등에 의한 영향을 받지 않는다.
- 가연성 함진가스의 세정도에도 편리하게 이용할 수 있다.
- 설비비가 비싸다
- 다량의 물 또는 세정액이 필요하다
- 집진물을 회수할 때 탈수, 여과, 건조 등의 하기 위한 별도의 장치가 필요하다
- 한랭시 세정액의 동파 방지 대책이 필요하다
● 유수식 : S형. 임펠러형. 회전형, 분수형 및 나선 가이드베인형 ● 가압수식 : 가압한 물을 분사시키고 이것이 확산에 의해 배기가스 중의 분진을 포집하는 방식 밴투리 스크러버, 제트 크러버, 사이클론 스크러버, 충전탑(세정탑)등 ● 회전식 : 타이젠 와셔, 충격식 스크러버
👆F 매연 슈트 분진 발생하는 원인4
F 매연 슈트 분진 발생하는 원인
- 통풍력이 과대 과소할때무리한 연소를 할때
- 연소실의 온도가 낮을때
- 연소실의 크기가 작을때
- 연료의 조성이 맞지 않을때
- 연소장치가 불량할때
- 운전 기술이 미숙할때
🔢이론산소량및 이론공기량계산 📃
완전연소반응식
이론산소량, 이론공기량계산
👆G0 이론산소량(O₀)
수소(H2) 4, 탄소(C) 12, Na 22 산소(O) 16, 황(S) 32 Cl 35
몰부피 22.4
G0 이론산소량(O₀)
👆G0 이론공기량(A₀)
2101.8 2104 2001.1 1002 1004 1904 1904 1501 2202 1903 1903 1701 1102
G0 이론공기량(A₀)
🔯공기비(m) 및 실제공기량 계산
👆G2 공기비(m)계산
G2 공기비(m)계산
👆G3 [CO₂]max
G3 [CO₂]max
🔯연소 가스량 계산(G)
G 습배기가스량 G’ 건배기가스량
👆G4 이론습연소 가스량(G₀w)
👆G5 건연소가스량(Gd)
G5 건연소가스량(Gd)
🔯발열량 및 연소온도 계산 📃
👆H1 고위발열량계산
” 19B 20B 11B 12C 1204 14C 15B “
H1 고위발열량계산
보일러효율
📕 3.계측 및 제어
📘계측 및 제어
🔯연소가스 분석기기 🗄️
😽I 오르사트법
I 오르사트법 분석기
보일러 연도에서 배기가스 시료를 채취하여 분석기 내부의 성분 흡수제에 흡수시켜 체적변화를 측정하여 CO₂ – O₂ – CO 순서로 분석하는 분석기 명칭을 쓰시오.
가스크로마토그래피
🔯계측기기
✋I1 압력계
1[atm]=1.01325[bar]=101325[Pa] =1.0332[kg/cm2]=1.033[mAq]=760[mmHg]
22B*
I1 압력계
►압력계의 최고눈금은 보일러 최고사용압력의 1.5배 이상, 3배이하이므로 압력계의 최고눈금은 1~3[MPa]이 되어야 하며, 압력계 바깥지름은 100[㎜]이상으로 하여야 한다.
►압력계를 증기보일러에 부착할 때 압력계 내부의 부르동관을 보호하기 위하여 안지름(6.5[㎜])이상의 (사이펀관)또는 동등한 작용을 하는 장치를 부착하여 증기가 직접 압력계에 들어가지 않도록 하여야 한다
(진공도계산) 10A
(절대압력) 10B ( 18A 12C 16A ) 15B 12A
I1 절대압력=대기압-진공압력
(전수두) 1202
I2 유량계
✋I2 피토관
I2 피토관
배관 내에 흐르는 유체의 전압과 정압을 측정하여 그 차이인 동압을 이용하여 베르누이 방정식에 의해 속도수두에서 유속을 구하고 그 값에 관로 단면적을 곱하여 유량을 측정하는 것이다.
✋I2 정압계산(피토관)
2201 (1802 1304) 1002 2101+ 1903 16C 1004 (1801) 2202 (1902)
2104 2001
I2 정압계산(피토관)
Pt 전압 Ps정압 γ공기밀도
✋I2 속도,유량계산(피토관)
I2 속도,유량계산(피토관)
교축비계산
속도계산
Pt : 전압 Ps : 정압
γm마노미터의비중량 γ유체의 비중량
ρm마노미터액체밀도 ρ 유체밀도
유량계산
🔟건조 포화증기가 노즐 내를 단열적으로 흐를 때 출구 엔탈피가 입구 엔탈피보다 100[kcaI/kg] 만큼 감소한다. 노즐 입구에서의 속도가 10[m/s]일 때 노즐 출구에서의 속도[m/s]를 구하시오.
✋I2 면적식유량계
I2 면적식유량계
- 고점도 유체나 작은은 유체에 대해서도 측정이가능하다
- 차압이 일정하여 오차의 발생이 적다
- 압력손실이 적고, 균등 유량을 얻을수 있다
- 슬러지나 부식성 유체의 측정이 가능하다
- 정도가 1~2%로 정밀측정에는 부적당하다
- 측정하려는 유체의 밀도를 미라 알아야 한다
✋I2 초음파 유량계
초음파식 유량계의 장점 4가지를 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
✋I2 열선식유량계
I2 열선식유량계
저항선에 ( 전류 )를 흐르게 하여 ( 열 )을 발생시키고 여기에 직각으로 ( 유체 )를 흐르게 하면 온도가 변화하는 변화율로부터 유속을 측정하는 방식과 유체의 온도를 전열선으로 일정온도 상승시키는데 필요한 전기량을 측정하여 유랑을 측정하는 방식으로 분류된다.
✋I4 오리피스
I4 오리피스
유체가 흐르는 일정한 단면을 갖는 배관중에 조리개 기구를 삽입하고, 유체를 통과시키면 조리개 전후에 연결된 U자형 액주계에서 압력차에 의한 높이차가 발생하고 이것을 측정하여 유량을 계산하는 간접식 유량계 중 차압식 유량계에 해당된다. 측정원리는 베르누이 방정식이다.
장점
➕ 구조가 간단하고 제작이 쉬워 가격이 저렴하다. ➕ 협소한 장소에 설치가 가능하다. ➕ 유량계수의 신뢰도가 크다 ➕ 오리피스 교환이 용이하다.
I4 오리피스(계산)
교축비계산
유량계산
✋I5 노즐의속도
I5 노즐의속도
✋I6 마찰손실계수
I7 온도계
😽I7 온도계의 측정원리
I7 온도계의 측정원리
- 바이메탈 : 선팽창계수가 다른 2종류의 앏은 금속판을 결합시켜 온도변화에 따라 구부러지는 정도가 다른 점을 이용
- 전기저항식 : 온도가 올라가면 금속제의 저항이 증가하는 원리를 이용
- 방사온도계 : 측정대상물체에서의 전방사에너지(복사에너지)를 렌즈 또는 반사경으로 열전대와 측온접점에 모아 열기전력을 측정하여 온도를 측정
접촉식온도계
● 열팽창 : 유리제 봉입식 온도계, 바이메탈 온도계, 압력식 온도계 ● 열기전력 : 열전대 온도계 ● 저항변화 : 저항온도계, 서미스터 ● 상태변화 : 제게르콘, 서머힐
비접촉식온도계
광고온계, 광전관 온도계, 색온도계 방사 온도계
😽I7 열전대(연안강경)
I7열전대(구비조건)
- ❶ 열기전력이 크고, 온도상승에 따라 연속적으로 상승할 것
- ❷ 열기전력의 특성이 안정되고 장시간 사용해도 변형이 없을 것
- ❸ 기계적 강도가 크고 내열성, 내식성이 있을 것
- ❹ 재료의 구입이 쉽고(경제적이고) 내구성이 있을 것
- ● 재생도가 크고 가공이 용이할 것
- ● 전기저항, 온도계수와 열전도율이 낮을 것
형식 | 명칭 | 측정범위 |
---|---|---|
K | 크로멜-알루멜 | -20~1200[℃] |
R | 백금-백금로듐 | 0~1600[℃] |
T | 동-콘스틴탄 | -180~350[℃] |
J | 철-콘스틴탄 | -20~800[℃] |
😽I8 습도계
” 10C 13B 14C 20B 11B 14A 18A 12A “
I8 습도계의종류
● 모발습도계 ● 전기저항식 습도계 ● 광전관식 노점계 ● 가열식 노점계(듀셀 노점계)
I8 습도계
수증기분압
상대습도
절대습도
😽 I9 비중계
” 11A “
I9 비중계
🔯자동제어 🗄️
😽J1 자동제어
J1 자동제어(비례,적분,미분)
●비례동작(P) : 조작부를 편차의 크기에 비례하여 움직이게 하는 동작 외란이 있으면 잔류편차가 발생한다. 비례동작으로 동작신호에 대하여 조작량의 출력변화가 일정한 비례관계에 있는 제어동작으로 외란이 있으면 잔류편차가 발생한다.
●적분동작(I) : 제어량에 편차가 생겼을 때 편차의 적분차를 가감하여 조작단의 이동속도가 비례하는 동작으로 잔류편차가 제거되지만 진동하는 경향이 있어 제어의 안정성이 떨어진다.
●미분동작(D) : 조절계의 출력 변화가 편차의 변화속도에 비례하는동작 조작량이 동작 신호의 미분치에 비례하는 동작으로 제어량의 변화 속도에 비례한 정적동작을 한다. 일반적으로 진동이 제거되어 빨리안정되며 비례동작과 함께 사용된다.
● 비례적분동작(PI)
● 비례적분미분동작(PID)
● 비례미분동작(PD)
비례동작의 특징
자동제어 연속 제어동작 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.
😽J2 자동제어(시퀀스,피드백,인터록)
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
😽J3 인터록
J3 인터록
어떤 일정한 조건이 충족하지 않으면 다음 단계의 동작이 작동하지 못하도록 저지하는것으로 보일러의 안전한 운전을 위하여 반드시 필요한 것이다.
● 저수위 인터록 보일러 수위가 안전 저수위에 도달할 때 전자밸브를 닫아 보일러 기동을 정지시키는 역할을 한다 ● 압력초과 인터록 증기압력이 일정 압력에 도달할 때 전자밸브를 닫아 보일러의 가동을 정지시키는 역할을 한다 ● 불착화 인터록 버너 착화 시 점화되지 않거나 운전 중 실화가 될 경우 전자밸브를 닫아 연료공급을 중지하여 보일러 가동을 정지시키는 역할을 한다.
● 저연소 인터록 보일러 운전 중 연소상태가 불량하거나 저연소 상태로 유량조절밸브가 조절되지 않으면 전자밸브를 닫아 보일러 가동을 정지시킨다
● 프리퍼지 인터록 점화 전 일정시간동안 송풍기가 작동되지 않으면 전자밸브가 열리지 않아 점화가되지않는다. 보일러를 가동하기 전에 노 내와 연도에 체류하고 있는 가연성 가스를 배출시켜 점화 및 착화 시에 폭발을 방지하여 안전한 기동을 위한 것
😽J4 자동제어(주의점-신불범응)
1001 1101 1102 1704 1301 1801 16A
J4 자동제어(주의점-신불범응)
● 제어동작이 신속하게 이루어지도록할것 ● 제어동작이 불규칙한 상태가 되지않도록 할것 ● 잔류편차가 허용되는 범위를 초과하지 않도록 할것 ● 응답의 신속성과 안정성이 있도록할것
🔯보일러 자동제어
😽J5 보일러 자동제어
명칭 | 제어량 | 조작량 |
---|---|---|
급수제어(FWC) | 보일러 수위 | 급수량 |
증기온도제어(STC) | 증기온도 | 전열량 |
자동연소제어(ACC) | 노내압, 증기압력 | 연소가스량, 공기량, 연료량 |
증기압력제어(SPC) | 증기압력 | 연료공급량, 연소용 공기량 |
7️⃣ 저수위 차단장치(저수위 경보장치)의 기능 3가지를 쓰시오.
® 급수의 자동조절 ® 저수위 경보 ® 연료의 차단신호 발신
📕 4.에너지 실무
🔯K 보일러 급수처리 🗄️
연화제, 이온교환법 1502
🍀K1 청관제(피취연조탈밍)
보일러수 내처리 방법 중 청관제를 사용하는 목적 4가지를 쓰시오.
K1 청관제의 기능(피치연조탈밍)
- 보일러수의 pH조정
- 가성취화 방지
- 보일러수의 연화
- 슬러지조정
- 보일러수의 탈산소
- 포밍방지
🍀K2 탈산소제
보일러 보급수 2000[톤] 중에 용존산소가 9[ppm] 용해되어 있을 때 이를 제거하기 위하여 아황산나트륨(Na₂SO₃)은 몇 [g]이 필요한가?
K2 탈산소제
아황산나트륨, 히드라진, 타닌
🍀K3 보일러의 부식
K3 보일러의 부식
보일러 물의 pH가 낮게 유지되어 약산성이 되면 약알칼리성의(수산화제1철)은 철과 물로 중화 용해 되면서 그 양이 감소하면 보일러 드럼의 철이 물과 반응하여 그 감소량을 보충하는 방향으로 반응이 진행되기 때문에 강으로부터 용출되는 철이 양이 많아져 부식이 발생하게 된다. 보일러 물에 용존산소가 존재하고 물의 온도가 고온이 되면 (수산화제1철Fe(OH)₂)은 용존산소와 반응하여 (수산화제2철Fe(OH)₃)로 산화된다.
🍀K4 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
🍀K5 수위 검출기구에 적용되는 방식
플로트식, 전극식, 열팽창식, 차압식
🔯보일러가동 전 점검사항
🔯보일러 운전 중 점검 및 조작
👍K6 스프링식 안전밸브
” 16B 21A 20A ” ” 18A ” ” 18A “
K6 스프링식 안전밸브
증기 누설 원인
❶ 작동압력이 낮게 조정되었을 때
❷ 스프링의 장력이 약할때
❸ 밸브디스크와 밸브 시트에 이물질이 있을때
❹ 밸브 시트가 불량일 때
● 밸브 축이 이완되었을 때
안전밸브의 미작동원인
❶ 스프링의 탄력이 강하게 조정된 경우
❷ 밸브 시트의 구경. 밸브 각의 사이틈이 적은 경우
❸ 밸브 시트의 구경 밸브 각의 사이틈이 많은 경우
❹ 열 팽창 등에 의하여 밸브각이 밀착된 경우
❺ 밸브각이 뒤틀리고 고착된 경우
보일러에 설치된 스프링식 안전밸브의 미작동 원인 5가지를 쓰시오
K6 스프링식 안전밸브
- 스프링의 탄력이 강하게 조정된 경우
- 밸브 시트의 구경 밸브 각의 사이틈이 적은 경우
- 밸브 시트의 구경 밸브 각의 사이틈이 많은 경우
- 열 팽창 등에 의하여 밸브각이 밀착된 경우
- 밸브각이 뒤틀리고 고착된 경우
🔯보일러정지
🔯보일러 손상 및 사고방지
🍀O1 프라이밍 포밍현상
조치사항 ● 연료를 차단한댜(줄인다) ● 공기를 차단한다(줄인다) ● 주증기 밸브를 닫고. 수위를 안정시킨다. ● 급수 및 분출작업 반복한다 ● 계기류를 점검한다
방지대책 ● 보일러수를 농축시키지 않는다. ● 과부하가 되지 않도록 한다 ● 주중기 밸브를 급격히 개방하지 않는다. ● 보일러수 중의 불순물을 제거한다 ● 비수방지관을 설치한다. ● 수위를 고수위로 하지 않는다.
프라이밍(priming) 현상의 발생원인
O2 보일러 이상현상(프라이밍)
- 보일러 관수가 농축되었을 때
- 보일러수위가높을때
- 송기 시 주중기 밸브를 급개하였을 때
- 보일러 증발능력에 비하여 보일러수의 표면적이 작을 때
- 부하의 급격한 변화 및 증기발생 속도가 빠를 때
- 청관제 시용이 부적합할 때
🍀O2 이상현상
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
🍀O2 보일러에서 이상증발을 초래하는 원인
O1 이상증발
● 주증기밸브를 급개할 때 ● 고수위 운전시 ● 증기 부하가 과대할때 ● 보일러수에 불순물 다량 함유시 ● 보일러수의 농축시 ● 증기압력을 급격히 강하시킨 경우
🍀O3 캐리오버
보일러에서 비수[기수공발(캐리오버)] 발생원인 5가지를 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
🍀O4 캐비테이션(cavitation)현상을 방지하는 방법
O4 캐비테이션
❶ 펌프의 위치를 낮춰 흡입양정을 짧게 한다 ❷ 수직축 펌프를 사용하여 회전차를 수중에 완전히 잠기게 한다 ❸ 양흡입 펌프를 사용한다 ❹ 펌프의 회전수를 낮춘다 ● 두대 이상의 펌프를 사용한다.
🍀O5 수격작용
O5 수격작용
배관 내부에 체류하는 응축수가 송기 시에 고온 고압의 증기에 의해 배관을 심하게 타격하여 소음을 발생하는 현상으로 배관 및 밸브류가 파손될 수 있다
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)
🍀O6 기수분리기
O6 기수분리기
공급되는 증기 중에 포함되어 있는 수분을 제거하여 증기의 건도를 높여 건조 증기만 설비에 공급되도록 하는 기기
● 증기 속에 혼입된 수분을 분리하여 수격작용을 방지한다 ● 습증기 발생을 방지하여 증기의 건도를 높인다. ● 증기관 내의 마찰손실을 감소시킨다 ● 증기관의 부식을 방지한다.
수관식 보일러 기수드럼에 부착하여 송수관을 통하여 상승하는 증기 속에 혼입된 수분을 분리하는 기수분리기의 종류 4가지를 쓰시오.
O6 기수분리기
- 사이클론형 : 원심 분리기를 사용,
- 스크러버형 : 파형의 다수 강판을 조합한것,
- 건조스크린형 : 금속망판을 이용한 것,
- 배플형 : 급격한 방향 전환을 이용한 것,
- 다공판형
설치목적
🔯보일러 보존
🍀P1 슈트블로(soot blow)
보일러 전열면 외측 또는 수관 주위에 부착된 그을음이나 연소 잔재물등을 증기나 공기를 분사시켜 제거하여 연소열 흡수를 양호하게 유지할 수 있도록 해 주는 장치
🍀P2 증기감압밸브
P2 증기감압밸브 (근스기패압)
보일러에서 발생된 고압의 증기를 저압의 증기로 만들고, 부하측의 증기압력을 일정하게 유지시키고, 부하변동에 따른 증기의 소비량을 절감시킨다.
피스톤식, 다이어프램식, 벨로즈식
- 감압밸브는 가능한 사용처에 가깝게 설치한다.
- 감압밸브 입구측에 반드시 스트레이너를 설치한다
- 감압밸브 앞에서 기수분리기 또는 스팀트랩에 의해 응축수가 제거되도록 한다
- 감압밸브 앞에 사용되는 리듀서는 편심리듀서를 사용한다
- 바이패스 배관 및 바이패스 밸브를 설비하여 고장 등에 대비한다
- 감압밸브 입구 및 출구측에 압력계를 설치하여 입출구 압력을 확인할 수 있도록 한다
- 감압밸브 전 후 배관의 관경 선정에 주의하여야 한다
🍀P3 바이패스
P3 바이패스
배관 중에 유량계, 수량계, 감압밸브, 순환펌프 등의 설치 위치에 고장, 보수등에 대비하여 설치하는 우회배관이다
🍀P4 역화의 원인
P4 역화의 원인
- 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
🍀P5 고온부식
P5 고온부식
● 연료를 전처리하여 바나듐 성분을 제거할 것 ● 전열면의 온도가 높아지지 않도록 설계할 것 ● 전열면의 표면에 보호피막 형성 또는 내식성 재료를 사용한다 ● 연료에 첨가제를 사용하여 바나듐의 융점을 높인다 ● 부착물의 성상을 바꾸어 전열면에 부착하지 못하도록 한다
🍀P6 저온부식
P6 저온부식
연료 중에 함유된 유황분이 연소되어 (아황산가스(SO₂))가 되고 이것이 다시 (오산화바나듐(V₂O₅))의 촉매작용에 의하여 과잉공기와 반응하여 일부분이 (무수황산(SO₃))이 되고 이것이 연소가스 중의 (수증기(H₂O))와 화합하여 (급수예열기나 공기예열기) 등과 같은 저온의 전열면에 응축되어 황산(H₂SO₄)이 되어서 심한 부식을 일으키는 것이다.
방지대책
P6 저온부식 방지대책
● 연소가스를 노점이상으로 유지한다 ● 연료중 황을 제거한다 ● 무수황산을 다른 생성물로 변경시킨다. ● 첨가제를 첨가하여 황산증기의 노점온도를 낮춘다 ● 과잉공기를 적게하여 배기가스중 산소를 감소시킨다.
22C*
🍀 보일러 보급수 2,000 톤 중에 용존산소 농도가 9 ppm인 경우, 이를 제거하기 위해 아황산나트륨 (Na₂SO₃)을 얼마나 필요할까요?
2Na₂SO₃+O₂→Na₂SO₄
🔯신에너지 및 재생에너지
🍀Q1 신에너지, 재생에너지
● 신에너지 : 수소에너지, 연료전지, 석탄을 액화, 가스화한 에너지, 중질잔사유를 가스화한 에너지
기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 수소, 산소 등의 화학반응을 통하여 전기 또는 열을 이용하는 에너지
● 재생에너지 : 태양에너지, 풍력, 수력, 해양에너지, 지열에너지
햇빛, 물, 지열(地熱), 강수(降水), 생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지로서 다음 어느 하나에 해당하는 것을 말한다.
● 해양에너지에 관련된 신재생에너지 종류 2가지를 쓰시오.
조수, 파도, 해류, 온도차
● 바이오에너지의 범위
생물유기체를 변환시킨 바이오가스, 바이오에탄올, 바이오액화유 및 합성가스 쓰레기 매립장의 유기성 폐기물을 변환시킨 매립지 가스 동물·식물의 유지를 변환시킨 바이오디젤 생물유기체를 변환시킨 땔감, 목재칩 펠릿 및 목탄 등의 고제연료
🍀Q2 연료전지에 사용되는 재료
수소, 천연가스, 나프타, 메탄올
🔯에너지진단
📕 5.열역학 및 유체역학
📘에너지실무
에너지이용/진단하기
에너지관리하기
에너지안전 관리하기
🔯열역학 🗄️
단위
길이(m), 질량(kg), 시간(s), 전류(A), 물질량(mol), 온도(K), 광도(cd)
절대단위, 공학단위
힘(N)
일(N*M=J)과 에너지
동력(W=J/s)
온도(273+)
압력 1[atm]=760[mmHg] =10332[kgf/m2] =101325[N/m2][Pa]=1.01325[bar] =14.7[lb/in2]=14.7[psi]
열량
1[kcal]
열용량과 비열
[kcal/℃]
현열과 잠열
Q=mCΔt
Q=mr
열에너지
엔탈피
h=U+Pv
엔트로피
열역학법칙
열역학0법칙
열평형의법칙
열역학1법칙 에너지보존의법칙
열역학2법칙
엔트로피 법칙, 비가역법칙
열역학3법칙 절대영도 불가능의 법칙
비중 밀도 비체적
비중=기체분자량/공기의평균분자량
가스밀도=분자량/22.4
가스비체적=22.4/분자량=1/밀도
기체의 상태
보일의법칙
$$ P_1V_1=P_2V_2=C(일정) $$
샤를의법칙
$$ \frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}=C(일정) $$
보일-샤를의법칙
$$ \frac{P_1V_1}{T_1}=\frac{P_2V_2}{T_2}=C(일정) $$
🍀이상기체 상태방정식
증기
증기의유동
🔯N 관련사이클

✋N1 카르노사이클
- 카르노 사이클을 구성하는 과정 : 등온팽창→단열팽창→등온압축→단열압축
N1 카르노사이클

✋N2 오토사이클 📃
적용 : 가솔린기관의 기본 사이클
구성 : 2개의 등적과정과 2개의 등엔트로피과정
과정 : 1-2가역 단열(등엔트로피)압축, 2-3가역 정적가열, 3-4가역 단열(등엔트로피)팽창, 4-1가역 정적방열
전기점화기관(불꽃점화기관)의 이상적 사이클이다.
열효율
$\eta_o=\frac{유효한일}{공급열량}=\frac{W}{Q}=\frac{공급열량-방출열량}{공급열량}=\frac{mC_V(T_3-T_2)-mC_V(T_4-T_1)}{mC_V(T_3-T_2)}$
$=1-\frac{T_4-T_1}{T_3-T_2}=1-(\frac{1}{\epsilon})^{k-1}$
열효율은 압축비만의 함수이다
열효율은 공급열량과 방출열량, 작동유체의 비열비와 압축비에 의해서 결정된다
열효율은 작동유체의 비열비가 클수록 증가한다
4행정기관은 2행정기관보다 열효율이 높다
카르노사이클의 열효율보다 낮다.
✋N3 스털링 사이클



✋N4 랭킨사이클
(증기 사이클 또는 베이퍼 사이클)
단열압축→정압가열→단열팽창→정압냉각
- 랭킨 사이클의 열효율
랭킨사이클의 열효율 향상요인
- 고대 : 초온, 초압, 보일러 압력, 고온측과 저온측의 온도차, 사이클 최고온도, 과열도(증기가 고온으로과열될수록 출력 증가)
- 저소 : 응축기(복수기)의 압역(배압)과 온도
- 재열기를 사용한 재열 사이클(2유체 사이클)에 의한 운전
응축기의 압력을 낮출 때 나타나는 현상
- 고대 : 이론 열효율이 향상된다
- 저소 : 터빈출구의 증기건도, 응축기의 포화온도, 응축기 내의 절대압력, 배출열량
랭킨사이클의 특징
- 랭킨사이틀에도 단점이 존재한다
- 카르노 사이클에 가깝다
- 포화수증기를 생산하는 핵동력장치에 가깝다.
►랭킨 사이클로 작동되는 터빈에 4[MPa] 400[℃]
과열증기가 2[kg/s]로 공급되어 터빈에서 등엔트로피 팽창한 후 15[kPa]이 되었다. 다음 표를 이용하여 물음에 답하시오. 22A 22C
(단, 터빈에서 실제로 발생되는 동력은 1.5[MW]이고, 펌프의 소요동력은 무시한다)

(1)터빈 출구의 건조도를 구하시오
(2)터빈의 효율[%]을 구하시오
● 건조도(x3) (비엔트로피)
● 비엔탈피(h3)
● 터빈 출력 계산
랭킨사이클로 작동하는 증기원동소에서
터빈 입구의 과열증기 온도는 500[℃], 압력은 2[MPa]이며, 터빈 출구의 압력은 5[kPa]이다. 펌프일을 무시하는 경우 이 사이클의 열효율[%]을 계산하시오.
(단. 터빈 입구의 과열증기 엔탈피는 3465[kJ/kg]이고, 터빈 출구의 엔탈피는 2556[kJ/kg]이며, 5[kPa]일 때 급수엔탈피는 135[kJ/kg]이다.)
N4 랭킨사이클(효율)
👆N5 습증기엔탈피계산
N5 습증기엔탈피계산
✋N6 재생사이클 재열사이클
N6 재생사이클 재열사이클
● 재열사이클 : 증기의 초압을 높이면서 팽창후의 증기 건조도가 낮아지지 않도록한 것으로 효율증대보다는 터빈의 복수장해를 방지하여 수명연장에 주안점을 둔 사이클
● 재생사이클 : 팽창 도중의 증기를 터빈에서 추출하여 급수의 가열에 사용하는 사이클로 열효율이 랭킨 사이클에 비해 증가한다
✋N7 폴리트로픽
산소의 정압비열(Cp)
산소의 비열비(k)
공업일(압축일)
절대일(팽창일)
✋NE 엔트로피의 변화
✋N8 COP
N8 냉동능력, 성능계수(COP)
✋N9 냉매순환(압응수팽증)
N9 냉매순환(압응수팽증)
압축기→( 응축기 )→( 수액기 )→( 팽창밸브 )→( 증발기 )→압축기
✋N0 단열압축
” 10A 14A 20B “
기체상수 8.314[kJ /kmol・K]→1.987[kcal/kmol・K] 4.184[J]=1[cal]
N0 단열압축
🔯유체역학 🗄️
🔯유체흐름
관마찰손실(압력손실)
$$ h_f=f\times \frac{L}{D}\times\frac{V^2}{2g} $$
5️⃣ 온도 27[°C], 압력5[bar]에서 비체적이 0.168[m3/kg]인 이상기체의 기체상수 [kJ/kg ·K] 는 얼마인가? (단. 압력은 절대압력이다)
$$ PV=GRT \ \ v=\frac{V}{G} $$
$$ R=\frac{PV}{GT}=\frac{V}{G}\times \frac{P}{T}=v\times\frac{P}{T} $$
$$ =0.168\times\frac{(\frac{5}{101325}\times101.325)}{273+27}=0.28[kJ/kg K] $$
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