개념 한 쪽
보일러 사고는 제조상의 결함, 운전 상의 실수, 또는 시스템 거동에서 발생하는 여러 현상으로 나뉜다. 대표적 현상으로는 배관 충격을 일으키는 수격작용, 증기 중 물방울 혼입을 가져오는 캐리오버, 그리고 보일러수 불순물로 인한 포밍이 있다. 각 현상은 원인과 예방책이 서로 다르므로 원인 규명과 조치가 중요하다.
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출제기준 단원 「보일러 사고의 종류와 특징」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 수격의 방지조치 판별 | 1 | 에어포켓·밸브 조작 등 수격 예방책의 적합성 판단 |
| 이상 저수위 원인 식별 | 1 | 저수위 발생 원인과 안전밸브의 관련성 판별 |
| 캐리오버·포밍 원인 구분 | 1 | 캐리오버의 정의와 포밍·프라이밍 등 원인 구분 |
수격작용(워터해머)은 배관 내 응축수나 정지된 물이 증기 흐름이나 밸브 조작으로 인해 갑작스럽게 이동하면서 충격파를 발생시켜 배관과 설비에 손상을 줄 수 있는 현상이다. 방지 대책으로는 밸브를 급개하지 않기, 응축수 배출 설비 설치, 에어포켓 형성을 피하기 위한 조치 등이 유효하다.
캐리오버(Carry over)는 보일러에서 생성된 증기가 보일러수 내의 불순물이나 물방울을 함께 운반하여 증기 계통으로 반출되는 현상이다. 캐리오버는 증기 품질을 저하시켜 터빈 등 하류 장치에 손상을 주므로, 원인별 구분(포밍·프라이밍 등)과 수면 관리로 예방해야 한다.
포밍(Foaming)은 보일러수에 기름 성분이나 용해된 고형물 및 떠다니는 입자들이 많이 포함되어 드럼 수면에서 안정한 거품이 발생하고 그 거품이 기실 전체로 확대되는 현상이다. 포밍이 심해지면 증기 중에 물방울이 혼입되어 습증기가 발생하고, 이는 캐리오버로 이어질 수 있다.
보일러 사고 원인은 제작상의 결함과 운전상의 과실 등으로 분류할 수 있다. 제작상의 문제는 재료 불량·용접 불량·설계 결함 등이고, 운전상의 문제는 압력 초과·수위 관리 부실·수질 관리 소홀 등으로 인한 사고 발생을 포함한다. 사고 대응 시에는 원인 차단(예: 폭발 시 연료 차단)과 2차 피해 방지를 우선적으로 고려해야 한다.
수격작용 관련 문항에서는 에어포켓 형성이 방지조치인지 여부를 묻는 선지가 함정으로 자주 등장한다. 에어포켓은 수격의 원인이므로 에어포켓을 형성하라는 선지는 오답이다. 캐리오버 관련 문제에서는 캐리오버 정의와 이를 일으키는 원인(수면 과다, 증발면 협소, 포밍)을 구분해야 정답을 찾기 쉽다. 포밍을 묻는 문제는 '거품' 키워드로 포밍을 연상하면 오답 소거가 빠르다.
수격작용의 방지조치로서 적합치 않은 것은?
정답 ① · 수격작용의 방지조치로 적합하지 않은 것을 고르는 문제이다. 급수관 도중에 에어포켓이 형성되면 그 부분의 압력 변동이 큰 충격파를 유발할 수 있으므로, 수격 방지를 위해서는 오히려 에어포켓이 생기지 않도록 관을 배관하고 공기를 빼 주어야 한다.
수격 현상을 방지하려면 급수관 내 에어포켓 형성을 막아야 하며, 형성시키는 것은 오히려 위험하다.
보일러 이상 저수위 원인에 해당되지 않는 것은?
정답 ④ · 보일러 저수위 현상의 원인이 아닌 것을 고르는 문제이다. 안전밸브는 보일러 압력이 허용 압력을 초과할 때 증기를 대기로 방출하여 과압을 방지하는 장치로, 저수위와는 직접적인 인과관계가 없다.
안전밸브는 과압 시 증기를 배출하는 장치로, 저수위 발생 원인과는 직접적인 인과 관계가 없다.
보일러의 수격작용 발생 방지 조치로 옳은 것은?
정답 ① · 보일러의 수격작용 발생 방지 조치를 묻는 문제이다. 수격작용은 증기나 물이 배관 내에서 급격히 응축·정지하면서 압력파를 발생시키는 현상으로, 송기 시 주증기밸브를 천천히 열어 증기 흐름의 급변을 피하면 방지할 수 있다.
캐리오버는 증기 중 물방울 혼입 현상으로, 드레인 축적이 아닌 수면 상승, 증발면 협소, 포밍 등이 주요 원인이다.
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