보일러 매연 발생의 원인이 아닌 것은?
- 불순물 혼입
- 연소실 과열
- 통풍력 부족
- 점화조작 불량
정답과 해설 보기
정답 ② · 보일러 매연 발생의 원인이 아닌 것을 고르는 문제이다. 매연(그을음)은 주로 불완전연소에 의해 발생하며, 불순물 혼입, 통풍력 부족에 의한 공기량 부족, 점화조작 불량 등은 모두 불완전연소를 유발하는 대표적 원인이다.
연소실 과열은 효율 저하나 재료 손상의 원인이 될 수 있으나, 매연 발생의 직접적인 원인은 아니다.
개념 한 쪽
에너지관리기능장 이상연소 조정 — 보일러 연소 제어와 안전
보일러의 연소 관리는 안전과 효율을 확보하기 위해 연료·공기 비율과 연소실 상태를 적절히 조절하는 작업한다. 연소 불량은 매연·검댕·단속 연소·역화·가스폭발 등 다양한 이상 현상을 유발하므로 원인별 대응을 숙지해야 한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「이상연소 조정」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 매연·검댕 원인 구분 | 1 | 매연과 과열 등 원인 구분을 통한 올바른 설명 선택 |
| 연돌 유효 높이 판단 | 1 | 연돌 효과와 배기가스 온도의 관계로 유효 높이 증감 판단 |
| 역화 방지 조치 선택 | 1 | 점화 시 퍼지 등 역화 방지 적절한 조치 선택 |
뜻
연소 조정은 연료와 공기의 공급량을 상황에 맞춰 비례하여 조절하는 것을 기본 원칙으로 삼는다. 연소량을 늘릴 때 연료와 공기를 함께 늘리고, 줄일 때 함께 줄여야 하며, 공기부터 먼저 줄이면 연료에 비해 공기 부족으로 불완전 연소가 발생할 수 있으므로 주의해야 한다.
매연과 검댕은 연료가 완전 연소하지 못해 발생하는 현상으로, 주요 원인은 공기 부족, 혼합 불량, 낮은 연소 온도, 연료 내 불순물 등으로 본다. 검댕 방지를 위해서는 연소용 공기의 예열, 적절한 과잉 공기 조절, 불꽃의 벽면 접촉 회피 등 연소 조건 개선이 직접적인 대책이라고 본다. 연료의 황 함유량 등 연료 자체의 성질은 연소 조건 제어와는 구분되는 항목으로 본다.
단속 연소(연소 불안정)는 주로 연료 분사 시스템의 연속성 장애에서 발생한다고 본다. 중유 속 수분, 증기나 공기 중 드레인, 슬러지로 인한 노즐 막힘 등이 대표적 원인이다. 반면 공기예열기 불량은 연소 온도 저하로 불완전 연소를 유발할 수 있으나, 불꽃이 꺼졌다 켜지는 단속 현상의 직접적 원인으로 보지 않는다.
역화와 가스폭발을 방지하려면 점화 전후에 연소실 내 잔가스를 제거하는 퍼지(purge) 절차를 철저히 시행해야 한다. 또한 연료의 불순물을 제거하고 연료 계통을 정비하여 연소실 내 가연성 가스 축적을 방지하는 것이 핵심이라고 본다.
연돌 효과는 배기가스와 외부 공기 간의 온도 차에 의해 발생하는 자연 통풍력에 기반한다고 본다. 배기가스 온도를 높이면 내부 가스의 밀도가 낮아져 통풍력이 커지므로 연돌의 유효 높이를 증가시키는 데 유리하다고 본다.
예제
1) 연소량을 줄여야 할 때 통풍량(공기)을 먼저 줄여서는 안 된다. 공기부터 줄이면 연료에 비해 공기가 부족해져 불완전 연소와 일산화탄소 발생 위험이 커지므로 연료와 공기를 비례하여 함께 줄이는 절차를 따른다.
2) 중유 연소에서 검댕 발생을 줄이려면 연소용 공기 예열과 적정 과잉 공기 확보, 불꽃의 수냉벽 접촉 회피 등을 통해 연소 온도와 혼합 상태를 개선한다. 황 함유량을 낮추는 것은 연료 성질 변경에 해당하므로 연소 제어 방법과는 분리하여 이해한다.
3) 점화 전 퍼지와 점화 후 포스트 퍼지를 충분히 시행하여 연소실 내 미연 가스를 배출하면 역화 및 가스폭발 위험을 낮출 수 있다. 연료 분사 계통의 수분·슬러지 유입을 점검하여 단속 연소의 원인을 제거해야 한다.
대표 기출 3문항
연돌의 유효 높이를 증가시키는 방법으로 옳은 것은?
- 배기가스의 온도를 높인다.
- 배기가스의 배출 속도를 늦춘다.
- 배기가스의 유량을 감소시킨다.
- 연돌의 굴곡부 개소를 증가한다.
정답과 해설 보기
정답 ① · 연돌의 유효 높이를 높이는 방법을 묻는 문제이다. 연돌의 자연 통풍력은 연돌 높이와 내부 가스와 외부 공기의 밀도차에 비례하는데, 배기가스 온도를 높이면 내부 가스 밀도가 낮아져 밀도차가 커지므로 통풍력이 증가하고 유효 높이도 커진다.
연돌의 자연 통풍력은 배기가스 온도와 외부 공기 온도 차이에 비례하므로, 배기가스 온도를 높이면 연돌 효과(유효 높이)가 증가한다.
보일러 점화 시 발생하는 역화현상(逆火現像)을 방지하는 방법으로 가장 적절한 것은?
- 유압을 높인다.
- 연도 댐퍼를 닫는다.
- 슈트 블로우를 한다.
- 포스트 퍼지를 한다.
정답과 해설 보기
정답 ④ · 보일러 점화 시 역화현상을 방지하는 방법을 묻는 문제이다. 역화나 폭발은 연소실 내에 남아 있는 미연 가스가 주원인이 되므로, 퍼지 작업으로 미연 가스를 배기시키는 것이 핵심 대책이며 그중 하나가 포스트 퍼지이다.
점화 전 연소실 내 미연 가스를 제거하여 폭발 위험을 줄이는 포스트 퍼지(post purge)는 역화 방지 핵심 절차다.
자주 묻는 물음
- 연소 조정에서 연료와 공기는 어떻게 다루어야 하나?
- 연료와 공기는 연소량 변화 시 항상 비례하여 함께 조절해야 한다. 공기를 먼저 줄이면 연료 대비 공기 부족으로 불완전 연소가 일어나기 쉬우므로 함께 증감한다.
- 검댕 발생을 줄이기 위한 적절한 방법은 무엇인가?
- 연소용 공기 예열, 적정 과잉 공기 유지, 연료와 공기의 혼합 개선, 불꽃의 벽면 접촉 회피 등 연소 조건을 개선하는 방법이 검댕 방지에 적합하다고 본다. 연료의 황 함량은 연료 특성 변경으로 구분한다.
- 역화나 가스폭발을 예방하려면 어떤 절차를 지켜야 하나?
- 점화 전 퍼지와 점화 후 포스트 퍼지를 통해 연소실 내 잔가스를 제거하고, 연료 계통의 수분·찌꺼기 제거 등 연료 정비를 철저히 하여 가연성 가스 축적을 방지한다.
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