대기환경기사 기체연료의 연소장치 및 연소방법 — 예혼합연소와 확산연소

기체연료의 연소방식은 연료와 공기를 섞는 시기로 대별된다. 미리 섞는 사전혼합연소와, 따로 보내 연소실 안에서 섞이게 하는 확산연소가 두 축이다. 그 사이에 절충식이 있다. 부분예혼합연소는 연소용 공기의 일부를 미리 기체연료와 섞고 나머지 공기는 연소실 안에서 섞이게 하는 방식으로, 소형이나 중형 버너에 널리 쓰인다. 연료나 공기의 분출속도로 생기는 흡인력을 이용해 다른 쪽을 끌어들이는 구조라는 점도 함께 기억한다.

예혼합연소는 이미 섞인 상태로 타므로 화염이 짧고 온도가 높으며, 연소부하를 크게 잡을 수 있다. 대신 불꽃이 연료 공급관 쪽으로 거슬러 올라가는 역화 위험이 있어 역화방지기가 필수이다. 확산연소는 섞이면서 타므로 화염이 길고 그을음이 생기기 쉽다. 연료와 공기가 혼합되지 않은 상태에서 타기 때문에 화염 온도가 낮고 예열 효율도 예혼합보다 떨어지지만, 예열 자체가 불가능한 것은 아니다. 그래서 확산연소는 예열할 수 없다고 단정한 선지가 틀린다.

포트형 버너는 확산형 가스버너의 한 갈래이다. 연료와 공기를 버너 내부가 아니라 노 안에서 혼합해 연소시키므로, 버너 안에서 미리 섞는다고 적으면 방식을 바꾼 것이 된다. 압력 특성도 저압 확산 쪽으로 다루어지므로 고압 특성이라고 적은 선지도 거리가 멀다.

액체연료 버너는 분무각과 1차 공기량으로 갈린다. 저압기류 분무식은 분무각이 30~60도이고 1차 공기량이 30~50%인 반면, 고압식은 분무각이 70도에 이르고 유량조절비가 1대 3 정도이다. 고체연료 쪽에서는 유동층 연소의 특징이 따로 물어진다. 유동층 연소는 입자가 비산할 수 있어 미연탄소 방출을 최소화하는 것이 주된 특징은 아니다. 미분탄 연소는 연소시간이 입자 지름의 제곱에 비례하고, 화염전파속도는 기체연료보다 느리다.