에너지관리기능사 보일러 열효율 향상기술 — 효율 계산과 연료소비량

보일러 효율은 보일러가 실제로 흡수한 열량을 연소한 연료가 가지는 전열량으로 나눈 뒤 100을 곱해 구한다. 연료가 100의 열을 냈는데 보일러가 90을 흡수했다면 효율은 90%다. 분자는 실제로 쓴 열, 분모는 연료가 공급한 열이다.

효율은 두 단계로 나누어 볼 수 있다. 연료가 가진 화학에너지가 연소로 열에너지가 되는 단계의 연소효율과, 그 열을 물이 증기로 흡수하는 단계의 전열면효율을 곱한 값이 전체 보일러 효율이다. 따라서 효율을 높이려면 두 단계 가운데 어느 한쪽만 손보는 것으로는 부족하고, 연소와 전열이 함께 좋아져야 한다.

연료소비량은 실제증발량에 증기엔탈피와 급수엔탈피의 차이를 곱한 뒤, 보일러효율과 저위발열량을 곱한 값으로 나누어 구한다. 실제증발량 5,000kg/h, 증기엔탈피 656kcal/kg, 급수온도 56℃, 효율 85%, 저위발열량 9,750kcal/kg이면 필요 열량은 5,000 × (656 − 56) = 3,000,000kcal/h이고, 연료 1kg이 실제로 내는 열은 9,750 × 0.85 = 8,287.5kcal/kg이므로 연료소비량은 약 362kg/h가 된다. 급수온도는 급수엔탈피로 보아 계산한다.

상당증발량으로 효율을 구할 때는 상당증발량에 538.8을 곱한 값을 연료소비량과 연료의 발열량을 곱한 값으로 나눈 뒤 100을 곱한다. 분자의 538.8은 100℃의 물을 100℃의 증기로 바꾸는 기준 증발잠열이다.

보일러 마력은 상당증발량을 15.65로 나누어 구한다. 1보일러 마력은 100℃의 물 15.65kg을 1시간에 100℃의 포화증기로 만드는 능력이며 약 2,546kcal/h에 해당한다. 539는 증발잠열로 증발계수 계산에 쓰는 값이지 마력 공식에 넣는 값이 아니다. 마력 공식에 539를 넣거나 15.65 대신 27.25를 쓰면 틀린 식이 된다.