개념 한 쪽
에너지관리기사 보일러 사고원인과 대책 — 압력·열충격·재료
보일러 사고는 압력이 갑자기 흔들리거나 재료가 열을 견디지 못할 때 생긴다. 보유수량이 적은 관류보일러의 압력 변동, 단열벽돌이 열을 막는 방식, 보온재를 고르는 조건, 열충격에 강한 캐스터블, 내화물의 제조 순서, 복사열을 되돌리는 알루미늄박을 본다.
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뜻
관류보일러는 드럼 없이 관계만으로 구성되고 물이 관을 한 번 통과하면서 증기가 된다. 보유수량이 적어 축열 능력이 작으므로 부하가 변하면 압력이 크게 흔들린다. 고압·대용량에 쓰고 관 배치가 자유로워 설비를 작게 만들 수 있지만, 이 압력 변동이 운전 사고의 출발점이 된다.
단열벽돌은 열이 밖으로 새는 것을 막는다. 그래서 가마의 승온이 빨라지고, 벽체를 얇게 만들 수 있고, 안쪽 온도 분포가 고르게 된다. 반대로 내화벽돌 안팎의 온도가 급격히 오르는 것은 단열 효과가 아니라 오히려 균열을 부르는 현상이다.
보온재는 열전도율이 낮고 사용온도 범위에 맞으며, 물리·화학적 강도와 내용년수가 충분하고 불연성이 있어야 한다. 가격도 조건에 든다. 노재에 수분이 있어 급격히 승온하는 문제는 내화물을 처음 가열할 때의 스폴링 대책이지 보온재 선택 조건이 아니다.
캐스터블은 소성 없이 현장에서 부어 성형하고 접합부 없이 한 덩어리로 만든다. 열충격에 강해 스폴링이 잘 일어나지 않는 것이 장점이다.
내화물은 원료를 분쇄하고, 혼련하고, 성형하고, 건조한 뒤 소성하는 순서로 만든다. 분쇄가 처음이고 소성이 마지막이다.
알루미늄박은 표면 반사율이 크고 방사율이 작아 복사열을 되돌려 보낸다. 은박지가 빛을 반사하는 것과 같은 원리로 열의 출입을 막는다.
예제
선지 판단은 관류보일러의 보유수량이 적어 부하변동 시 압력이 크게 변한다고 보는지, 단열벽돌의 효과를 승온 촉진·벽체 박형·온도 균일로 잡는지, 보온재 선택 조건에 불연성과 가격을 넣는지, 캐스터블이 스폴링에 강하다고 읽는지, 내화물 제조 순서를 분쇄에서 소성으로 잡는지에서 갈린다. '보유수량 적음'과 '소성 마지막'이 그 예다. 단열벽돌이 내화벽돌 안팎 온도를 급격히 올린다고 본 선지, 캐스터블이 스폴링에 약하다고 본 선지는 어긋난다.
자주 묻는 물음
- 관류보일러는 왜 부하변동에 약한가요?
- 드럼이 없고 보유수량이 적어 축열 능력이 작기 때문에 부하가 변하면 압력이 크게 흔들립니다.
- 단열벽돌을 쓰면 어떤 효과가 있나요?
- 승온이 빨라지고 벽체를 얇게 만들 수 있으며 온도 분포가 고르게 됩니다.
- 캐스터블 내화물의 장점은 무엇인가요?
- 현장에서 부어 접합부 없이 만들 수 있고 열충격에 강해 스폴링이 잘 일어나지 않습니다.
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