개념 한 쪽
보일러에 공급하기 전의 급수를 정화하는 처리가 외처리이다. 외처리는 보일러 외부에서 물의 불순물과 용존 가스 등을 제거하여 보일러 내부의 스케일과 부식을 예방하는 목적을 가진다. 외처리 방법은 물리적 처리와 화학적 처리로 나뉘며, 대상 물질의 상태(용존/부유)에 따라 적절한 공정을 선택한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「보일러 급수의 외처리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 물리적·화학적 처리 구분 | 1 | 처리 방법이 물리적인지 화학적인지 구분하는 능력을 묻는다 |
| 고형물 처리 방법 식별 | 1 | 외처리에서 고형물 제거에 해당하지 않는 항목을 가리는 문제 유형 |
| 분출량 계산 | 1 | 급수량과 농도 값을 이용해 분출량을 계산하는 능력을 묻는다 |
외처리는 보일러로 들어가기 전에 급수의 불순물을 제거하는 공정을 말한다. 주된 목적은 모래나 흙과 같은 부유 고형물을 걸러내고, 용존 이온이나 용존 가스를 줄여 보일러 내부의 스케일 형성과 부식을 방지하는 것이다. 외처리는 내처리와 구분되어 보일러 밖에서 수행되는 처리를 의미한다.
물리적 처리 방법에는 여과법, 침강법, 기포법(부유물의 표면으로 띄워 제거) 등이 포함된다. 이들은 물리적인 힘이나 상태 변화를 이용해 입자성 물질을 분리하는 방식이다. 반면 화학적 처리에는 석회 소다법 등 약품을 첨가하여 경도 성분을 화학적으로 침전시키는 방법이 포함된다. 약품을 사용하는 경우에는 화학 반응을 통해 용존 이온을 제거하거나 성질을 변화시키는 점을 기준으로 화학적 처리로 분류한다.
급수 내의 용존 가스는 보일러 금속의 부식을 촉진하므로 이를 제거해야 한다. 용존 가스를 분리하는 장치는 탈기기이며, 진공 탈기기에서는 진공 펌프를 감압 장치로 이용하여 기체를 물에서 분리한다. 또한 탈산소제로는 아황산소다나 히드라진 등이 사용되어 용존 산소를 화학적으로 제거하는 역할을 한다.
용존 고형물과 부유 고형물은 처리 방법이 다르므로 구분하여 설계해야 한다. 이온교환법·가성소다법·석회소다법 등은 용존 이온을 처리하는 방법이고, 응집·침강·여과 등은 주로 부유 고형물 제거에 사용된다. 외처리 설계에서는 처리 대상의 상태에 맞춘 공정 선택이 중요하다.
대표적인 분출량 계산 문제는 농도 보존 원리를 이용하여 해결한다. 분출량 B는 급수량 a, 급수의 이온농도 Ca, 보일러수의 허용 이온농도 Cb를 이용하여 B = a × Ca / (Cb - Ca) 공식을 사용한다. 예를 들어 a = 36000 ℓ/day, Ca = 100 ppm, Cb = 2000 ppm이면 B = 36000 × 100 / (2000 - 100) = 3600000 / 1900 ≈ 1894.7 ℓ/day가 된다. 이 계산은 급수로 유입되는 이온량과 보일러수에서 제거되어야 할 농도 차이를 기반으로 분출량을 구하는 방법이다.
실무적으로는 응집-침강-여과의 흐름으로 부유물을 제거하고 필요시 이온교환이나 화학 침전을 통해 용존 이온을 낮추며, 탈기기와 탈산소제를 병행하여 용존 가스를 제거하는 조합을 사용한다.
1일 급수량이 36000 ℓ 인 보일러에서 급수 중 염화물의 이온농도를 100 ppm, 보일러수의 허용 이온농도를 2000 ppm으로 할 때 1일 분출량(ℓ/day)은?
정답 ③ · 보일러의 1일 분출량을 계산하는 문제이다. 물질수지 원리에 따라 급수량을 a, 급수 중 염화물 이온농도를 Ca, 보일러수 허용 농도를 Cb라 하면 분출량 B = a × Ca / (Cb - Ca)로 구한다.
순환율 공식 N=Ca/Cb를 이용해 분출량 B=a(1-N)/N으로 계산하면 약 1894.7ℓ/day가 된다.
보일러 급수의 외처리 방법 중 물리적 처리 방법이 아닌 것은?
정답 ④ · 보일러 급수의 외처리 방법 중 화학적 처리에 해당하는 것을 골라내는 문제이다. 여과법, 침강법, 기포법은 불순물을 물리적으로 분리 제거하는 방법이다.
석회 소다법은 화학 약품을 첨가하여 경도 성분을 침전시키는 화학적 처리 방법이므로 물리적 처리 방법이 아니다.
보일러 급수의 외처리에서 고체협잡물의 처리 방법이 아닌 것은?
정답 ① · 보일러 급수의 외처리 중 고체 협잡물 처리 방법이 아닌 것을 찾는 문제이다. 외처리는 보일러에 급수되기 전에 물속의 부유물이나 고체 협잡물을 제거하는 물리적·물리화학적 처리 공정으로, 침강법은 무게에 의해 가라앉혀 제거하고, 응집법은 응집제를 투입하여 미세 입자를 크게 뭉치게 하며, 여과법은 여과재를 통과시켜 걸러내는 방식이다.
보일러 급수 외처리는 침강, 응집, 여과 등 물리적 분리 과정이며 기폭법은 관련이 없는 용어이다.
에너지관리기능장 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.