연소실에서 가마울림 현상이 발생하는 경우 그 방지대책으로 틀린 것은?
- 2차 공기의 가열 송풍에 대한 조절방식 등을 개선한다.
- 연소실 내에서 천천히 연소시킨다.
- 연소실과 연도의 구조를 개선한다.
- 수분이 적은 연료를 사용한다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 연소실에서의 가마울림 현상 방지 대책으로 틀린 것을 찾는 문제이다. 가마울림은 연소가스의 진동이나 폭발성 연소에 의해 연소실과 연도가 공진하여 소리가 나는 현상이다.
개념 한 쪽
에너지관리기능장 연소장치 정비 — 공기비·불완전연소·역화 예방
보일러 연소장치 정비는 연소의 완전성 유지와 안전 확보가 핵심이다. 적절한 공기비를 유지하고 배기가스를 관찰하며 연소 안정화를 위한 장치와 운전 순서를 지키는 것이 연소관리의 기본 원칙이다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「연소장치 정비」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 가마울림 방지 대책 판별 | 1 | 가마울림 발생 시 올바른 방지대책을 고르기 |
| 역화 원인과 비관련 요소 판별 | 1 | 역화 발생과 거리가 먼 상황을 찾기 |
| 공기비와 배기가스 해석 | 1 | CO2 측정의 목적과 공기비의 관계를 설명하기 |
뜻
연소 장치의 기본 목적은 연료를 완전 연소시켜 열을 안전하게 얻는 것이다. 이를 위해 이론공기량 대비 실제 공급 공기량의 비율인 공기비를 적정 범위로 유지해야 한다. 공기비가 부족하면 산소가 모자라 불완전연소가 발생하고 일산화탄소와 미연소 가스, 매연이 생기며 연소 효율이 저하된다.
공기비의 변화는 연소 효율과 배기가스 성분에 영향을 준다. 배기가스 중 이산화탄소(CO2) 농도는 공기비가 최적일 때 최대가 되므로 CO2 농도 측정은 공기비와 연소효율 최적화에 활용한다. 반대로 일산화탄소(CO)는 미연소를 나타내는 지표가 된다.
연소 불안정 현상으로는 가마울림(연소진동)과 역화가 있다. 가마울림은 연소 불안정이나 배기 저항·구조적 요인으로 발생하며, 이를 줄이려면 2차 공기 등 공기 공급을 적절히 조절하고 연소실 및 연도 구조를 개선하며 연료 품질을 관리해야 한다. 역화는 연소불꽃이 연소기 쪽으로 역류하는 현상으로 배기 저항 증가나 연소 불안정이 원인이므로 배기 통로 상태와 예비공정 점검이 중요하다.
연소 조절 시에는 연료와 공기의 증감 순서를 지켜야 한다. 연소량을 늘릴 때는 공기(또는 공기와 연료)를 먼저 또는 동시에 늘려야 하고, 연소량을 줄일 때는 연료를 먼저 줄인 뒤 공기를 줄여 불완전연소와 유해가스 발생을 방지해야 한다. 연료 첨가제는 연료 특성에 따라 연소 촉진제, 슬러지 분산제, 회분 개질제 등이 사용되며, 연소를 지연시키는 용도의 첨가제는 연소 개선 목적에 부합하지 않는다.
예제
1) 공기비 조정 예: 배기가스 분석 결과 CO2 농도가 낮고 CO가 존재하면 공기비가 부족하거나 혼합 불량을 의심한다. 이 경우 공기 공급을 증가시켜 공기비를 최적화하고 CO2가 증가하여 최대점에 근접하는지를 확인하여 연소효율을 확보한다.
2) 역화 예방 사례: 배기댐퍼가 부분적으로 닫혀 배기 저항이 증가된 상태라면 역화 위험이 커지므로 댐퍼와 배기로 상태를 점검하고 프리퍼지 등 예비공정을 확인하여 안정적 착화를 확보한다.
대표 기출 3문항
보일러 연소시 역화가 발생하는 경우와 가장 거리가 먼 것은?
- 연도 댐퍼가 닫혀 있는 상태에서 점화하는 경우
- 프리퍼지가 부족한 상태에서 점화하는 경우
- 점화시 착화가 빠를 경우
- 유압이 너무 과대한 경우
정답과 해설 보기
정답 ③ · 보일러 연소 시 역화 발생 경우와 거리가 먼 것을 찾는 문제이다. 역화는 화염이 연료 공급 방향의 반대로 역류하는 현상으로, 연도 댐퍼가 닫힌 상태에서 점화하거나 프리퍼지가 부족한 상태에서 점화하면 미연소 가스가 축적되어 역화가 일어나기 쉽다.
역화는 연소 가스가 역류하는 현상이며, 착화가 빠르면 정상 연소가 유지되어 역화 발생 가능성이 가장 낮다.
보일러에서 연소 배기가스의 CO2 성분을 측정하는 주된 이유는?
- 연소부하를 계산하기 위하여
- 연료 소비량을 알기 위하여
- 연료의 구성 성분을 알기 위하여
- 공기비를 조절하여 연소효율을 높이기 위하여
정답과 해설 보기
정답 ④ · 배기가스의 CO2 성분을 측정하는 주된 이유를 묻는 문제이다. 배기가스 중 CO2 농도는 공기비에 따라 변하며, CO2 농도가 최대가 되는 지점에서 공기비가 이론공기비에 가장 가깝고 연소효율이 최고가 된다.
CO2 농도는 공기비 변화에 따라 변하므로, 이를 측정해 공기비를 최적화하면 연소효율을 극대화할 수 있다.
자주 묻는 물음
- 공기비가 작을 때 주된 문제는 무엇인가?
- 공기비가 작다는 것은 공급된 공기량이 부족하다는 뜻이므로 산소 부족으로 불완전연소가 발생하고 일산화탄소·미연소가스·매연이 생성되며 연소 효율이 떨어지고 역화 위험이 커진다.
- 배기가스 중 CO2 농도 측정은 왜 중요한가?
- CO2 농도는 공기비 변화에 따라 변하며 CO2가 최대가 되는 지점이 연소효율이 가장 좋은 최적 공기비 상태이므로 CO2 측정은 공기비 최적화와 효율 향상에 사용한다.
- 가마울림과 역화를 예방하려면 어떤 점검을 해야 하나?
- 가마울림은 연소 불안정이나 배기 저항·구조 이상으로 발생하므로 2차 공기 조절, 연도 구조 개선, 연료 품질 관리를 하고, 역화는 배기 통로 상태와 예비공정 점검으로 배기 저항과 착화 상태가 정상인지 확인해야 한다.
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