개념 한 쪽
보일러 수질과 관내 처리 약품은 증기 품질과 설비 수명에 직접 영향을 미친다. 스케일과 슬러지 제거, 캐리오버 및 프라이밍 예방, 청관제의 역할을 중심으로 보일러 세관 관리의 핵심을 정리한다.
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출제기준 단원 「보일러 세관」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 캐리오버 발생 원인 판별 | 1 | 캐리오버의 원인과 비원인을 구분하여 고르기 |
| 캐리오버 발생 여부 판단 | 1 | 주어진 조건에서 캐리오버 발생 여부에 해당하지 않는 항목 찾기 |
| 보일러수 이상 증발·수위 대책 | 1 | 이상 증발 예방책 가운데 잘못된 조치 식별하기 |
스케일은 보일러수 속의 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg) 화합물이 온도 상승이나 용해도 변화로 침전하여 생성되는 고체 침전물이다. 황산칼슘, 황산마그네슘, 탄산마그네슘 등은 모두 Ca·Mg 계열 화합물이므로 스케일의 주원인이 된다. 반면 탄산소다(탄산나트륨)는 경도 제거용 약품으로서 스케일 형성 성분이 아니라 스케일을 방지하기 위해 투입하는 물질이다.
보일러의 분출(Blowdown)은 내부의 스케일이나 슬러지 같은 불순물을 외부로 배출하는 작업이다. 분출 작업 중에는 다른 작업을 하지 않는 것이 안전 원칙이며, 부하가 작을 때 실시하면 수위 변동이 적어 보다 안전하다. 작업이 끝난 후에는 분출 밸브가 반드시 닫혀(잠겨) 있는지 확인해야 한다.
캐리오버(Carry Over)는 증기와 함께 물방울이나 불순물이 함께 유입되는 현상으로, 보일러수의 수면 과다, 증발면 협소, 프라이밍·포밍 등으로 인해 발생한다. 드레인 존재 자체는 캐리오버의 직접 원인이 아니므로 구분해야 한다. 캐리오버를 방지하려면 보일러수의 불순물 농도를 낮게 유지하고 수면과 부하를 적정하게 관리해야 한다.
청관제의 주요 목적은 보일러수의 부식과 수질 문제를 억제하는 데 있다. 구체적으로 pH 조정으로 산성 부식을 방지하고, 용존 산소를 제거하여 산소 부식을 막으며, 가성취화(취성) 발생을 억제하는 것이 청관제의 핵심 역할이다. 반대로 기포 발생을 촉진하는 것은 청관제의 목적이 아니며 오히려 수질과 증기 품질을 저하시킬 수 있다.
프라이밍과 포밍은 보일러수의 표면장력 증가, 수질의 농축, 과도한 증기부하 등으로 인해 증기와 물이 혼합되어 나오는 현상이다. 표면장력이 작을 때는 거품 안정성이 떨어져 프라이밍·포밍 발생과 거리가 멀므로 이를 반대 조건으로 기억해야 한다. 슬러지 조정제는 슬러지의 침전성을 개선하여 배출을 용이하게 하는 약제로 리그린·텍스트린·탄닌 등이 해당한다.
문제에서는 종종 스케일 성분과 수질 관리 약품을 혼동시키는 지문을 제시한다. 예를 들어 보기들에 황산칼슘이나 탄산마그네슘과 탄산소다가 함께 있으면, Ca·Mg 계열은 스케일 성분으로, 탄산소다는 경도 제거 약품으로 구분하여 오답을 소거한다. 분출 관련 문항은 작업 후 밸브 상태를 묻는 경우가 많으므로 분출을 마치면 밸브를 닫아야 한다는 점을 기억한다.
캐리오버 관련 문제는 '수면 과다, 증발면 협소, 프라이밍/포밍'을 핵심 원인으로 떠올리고, 드레인은 원인이 아닌 보조설비로 판별한다. 청관제 목적을 묻는 문항에서는 pH 조정·탈산소·가성취화 방지를 정답군으로 삼고, 기포발생 촉진은 오답으로 처리한다. 슬러지 조정제는 리그린·텍스트린·탄닌 계열을 매칭하여 정답을 도출한다.
케리 오버(carry over)의 발생 원인이 아닌 것은?
정답 ③ · 케리 오버의 발생 원인이 아닌 것을 고르는 문제이다. 케리 오버는 보일러수의 물방울이나 불순물이 증기와 함께 튀어 올라 운반되는 현상으로, 증기부하가 과대하거나 수면이 고수위일 때, 보일러수에 불순물이 많이 용해되어 있을 때 발생한다.
케리 오버는 급수 부족, 수면 과대, 보일러수 불순물 등이 원인이지만, 주증기밸브 개도 속도와는 직접적인 인과관계가 없습니다.
캐리 오버가 발생하는 경우가 아닌 것은?
정답 ① · 캐리 오버가 발생하지 않는 경우를 고르는 문제이다. 캐리 오버는 증기 중에 물방울이나 불순물이 혼입되는 현상으로, 보일러 수면이 너무 높거나 증기실이 적어 증발 수면이 좁은 경우, 프라이밍이나 포밍이 발생한 경우 등 보일러 내부 수리학적 조건에 의해 주로 발생한다.
캐리 오버는 수면 과다, 증발면 협소, 프라이밍 등 수증기 내 물방울 혼입 시 발생하며, 드레인 존재 자체는 직접 원인이 아니다.
보일러수(水)의 이상 증발 예방대책으로 잘못된 것은?
정답 ③ · 보일러수의 이상 증발 예방대책으로 잘못된 것을 찾는 문제이다. 이상 증발은 보일러수 중의 고형물 농도가 지나치게 높거나 급격한 압력 저하, 증기밸브의 급개 등으로 물거품이나 물방울이 증기와 함께 튀어 올라가는 현상이다.
보일러수 이상 증발(급수 폭주)은 수위 과다, 급수 불량, 급개 밸브 등이 원인이므로 수위 높여 운전을 하는 것은 옳지 않다.
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