1ATM=1.01325bar=101324Pa=10332kg/cm2=1.033mAq=760mmHg

• 온도차감소
• 유체의 느린이동
• 병류 방향의 유체흐름
• 낮은 열전도율의 재료사용
• 작은 전열면적
• 이물질 스케일 응축수 존재

• 두 유체의 온도차를 크게 한다
• 유체의 유속을 빠르게 한다
• 유체의 흐름방향을 향류로 한다
• 열전도율이 높은 재료를 사용한다
• 전열면적을 크게 한다
• 이물질 스케일을 제거한다

• 고난류 유동에 의한 열교환기 능력을 향상시킨다
• 판의 매수조절이 가능하여 전열면적증감이 용이하다
• 전열면의 청소나 조립이 간단하고, 고점도 유체에도 적용가능하다
• 높은 사용압력과 내식성, 내구성이 우수하다

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

• 심하게과열되거나 튜브가 소손된경우
• 스케일 생성이 많이 되었을때
• 배기가스 온도 상승이 급격히 증가할 때
• 열효율이 낮아질 경우

• 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.

P : 재료의 허용인장응력
D : 최고사용압력 동체에 증기온도에 대응하는 값 동체의 지름

입열항목

• 공기의 현열
• 급수의 현열
• 연료의 현열
• 연료의 연소열

출열항목

재의 현열

배기가스 보유 열량 

불완전연소에 의한 열 손실 

노벽의 흡수 열량 

증기의 보유 열량 

미연분에 의한 열 손실 

• 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

● 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

버너출구에서 가연성 기체의 유출속도가 연소속도보다 큰 경우 불꽃이 노즐에 장착되지 않고 꺼져버리는 현상

• 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

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

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

• 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

비교회전속도(비속도) : 토출량이 1[m³/min], 양정이 1[m]가 발생하도록 설계한 경우의 판상 임펠러의 분당 회전수를 나타낸다

N회전수 Q유량
H양정 Z단수

• 습식집진장치:
  벤투리 스크러버, 제트 스크러버, 사이클론 스크러버, 충전탑, 유수식,
• 건식집진장치:
  중력식, 관성력식, 원심식, 여과식,
• 전기식집진장치:
  코드렐 집진장치

배기가스 중 매연 함유 입자를 중력으로 자연 침강시키는 집진장치의 이름은 무엇인가

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.

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

• 통풍력이 과대 과소할때무리한 연소를 할때
• 연소실의 온도가 낮을때
• 연소실의 크기가 작을때
• 연료의 조성이 맞지 않을때
• 연소장치가 불량할때
• 운전 기술이 미숙할때

보일러 연도에서 배기가스 시료를 채취하여 분석기 내부의 성분 흡수제에 흡수시켜 체적변화를 측정하여 CO₂ – O₂ – CO 순서로 분석하는 분석기 명칭을 쓰시오.

1ATM=1.01325bar=101324Pa
=10332kg/cm²=1.033mAq
=760mmHg

►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

배관 내에 흐르는 유체의 전압과 정압을 측정하여 그 차이인 동압을 이용하여 베르누이 방정식에 의해 속도수두에서 유속을 구하고 그 값에 관로 단면적을 곱하여 유량을 측정하는 것

• 피토관의 헤드 부분은 유동 방향에 대해 평행하게 부착
• 프름에 대해 충분한 강도를 가져야 한다
• 5m/s이하의 기체에는 부적당하다
• 더스트, 미스트 등이 많은 유체에 부적합하다

Pt 전압 Ps정압 γ공기밀도

교축비계산

속도계산

Pt : 전압 Ps : 정압
γm마노미터의비중량 γ유체의 비중량
ρm마노미터액체밀도 ρ 유체밀도

유량계산

• 고점도 유체나 작은 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

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

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.

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.

교축비계산

유량계산

• 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

• ❶열전도율이 작을것
• ❷전기저항과 온도계수가 작을것
• ❸기계적 강도가 크고 내열성 내식성이 있을것
• ❹온도상승에 따른 열기전력이 클것
• 온도상승에 따라 연속적으로 상승할 것
• 열기전력의 특성이 안정되고 장시간 사용해도 변형이 없을 것
• 재료의 구입이 쉽고(경제적이고) 내구성이 있을 것
• 재생도가 크고 가공이 용이할 것

• 모발습도계
• 전기저항식 습도계
• 광전관식 노점계
• 가열식 노점계(듀셀 노점계)

►수증기분압

►상대습도

►절대습도

●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)

• 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.

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

• 제어동작이 신속하게 이루어지도록할것
• 제어동작이 불규칙한 상태가 되지않도록 할것
• 잔류편차가 허용되는 범위를 초과하지 않도록 할것
• 응답의 신속성과 안정성이 있도록할것

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

보일러를 가동하기 전에 노 내와 연도에 체류하고 있는 가연성 가스를 배출시켜 점화 및 착화 시에 폭발을 방지하여 안전한 가동을 위한 것

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

보일러 급수 외처리장치인 탈기기는 급수 중에 녹아 있는 산소(O₂), 이산화탄소(CO₂) 등의 용존가스를 제거하여 부식을 방지할 목적으로 설치한다

• 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

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.

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.

• 연소가스를 노점이상으로 유지한다
• 연료중 황을 제거한다
• 무수황산을 다른 생성물로 변경시킨다.
• 첨가제를 첨가하여 황산증기의 노점온도를 낮춘다
• 과잉공기를 적게하여 배기가스중 산소를 감소시킨다.

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.

2Na₂SO₃+O₂→Na₂SO₄

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

• 연료를 차단한다(줄인다)
• 공기를 차단한다(줄인다)
• 주증기 밸브를 닫고. 수위를 안정시킨다.
• 급수 및 분출작업 반복한다
• 계기류를 점검한다

• 보일러수를 농축시키지 않는다.
• 과부하가 되지 않도록 한다
• 주중기 밸브를 급격히 개방하지 않는다.
• 보일러수 중의 불순물을 제거한다
• 비수방지관을 설치한다.
• 수위를 고수위로 하지 않는다.

• 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

• 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

● 주증기밸브를 급개할 때 ● 고수위 운전시 ● 증기 부하가 과대할때 ● 보일러수에 불순물 다량 함유시 ● 보일러수의 농축시 ● 증기압력을 급격히 강하시킨 경우

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

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.

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)

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

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

• 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

● 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

● 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

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