항상 일정한 수압으로 급수할 수 있는 급수 방식은?
- 옥상 탱크식
- 직결 배관식
- 압력 탱크식
- 상향 배관식
정답과 해설 보기
정답 ① · 옥상 탱크식 급수 방식은 옥상에 저수조를 설치하여 중력에 의한 수두로 급수하는 방식입니다. 펌프의 가동 유무와 관계없이 저수조의 높이에 의해 항상 일정한 수압을 유지할 수 있는 장점이 있습니다.
옥상 탱크식은 중력에 의한 수두로 급수하므로 펌프 가동 여부와 관계없이 항상 일정한 수압을 유지한다.
개념 한 쪽
에너지관리기능장 급수펌프의 구비조건 — 병렬운전·내압성·유량계산
보일러에 물을 안정적으로 공급하는 급수펌프는 고온·고압 환경에서 견딜 수 있는 내구성, 조작의 용이성, 저부하에서도 효율이 유지되는 성능, 그리고 가동률을 확보하기 위한 병렬 운전 가능성이 핵심 구비조건이다. 이 개념은 펌프의 작동 원리와 운전 방식, 설계 기준과 간단한 계산 문제로 출제된다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「급수펌프의 구비조건」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 급수방식의 수압 특성 판별 | 1 | 급수 방식별 수압 안정성의 차이를 구분하도록 묻는다 |
| 급수내관의 기능 판별 | 1 | 급수내관의 목적과 블로우다운의 역할 차이를 묻는다 |
| 급수펌프 성능 계산 | 1 | 양정·유량·효율로 축마력이나 rpm 변경에 따른 유량을 계산하게 한다 |
뜻
급수펌프는 보일러 내부의 압력과 온도를 이겨내고 지속적으로 물을 공급해야 하는 장치이므로 고온·고압을 견딜 수 있는 구조적 내구성이 필요하다. 펌프 재질과 밀봉, 설계 강도 등이 이러한 역할을 담당한다는 점을 이해해야 한다.
조작과 유지보수가 용이해야 한다는 조건은 현장 운영성과 안전성 확보를 위해 중요하다. 밸브나 배관 연결부, 점검 접근성 등이 운전자의 작업을 단순화하고 고장 시 빠른 복구를 가능하게 한다.
운전 조건이 변화하는 환경에서는 저부하에서도 효율적으로 물을 공급할 수 있어야 연료와 에너지의 낭비를 줄일 수 있다. 따라서 펌프 선정 시 운전 범위에서의 효율 특성을 고려해야 한다.
여러 대의 펌프를 설치할 때에는 가동률 유지와 신뢰성 확보를 위해 병렬 운전이 가능해야 한다. 병렬 운전은 유량을 증가시키고 부하 변동에 유연하게 대응하기 위한 방식이며, 반대로 직렬 운전은 양정을 증가시키는 목적이라는 점을 구분해야 한다.
펌프의 연속 운전성도 중요한 요소이다. 부하가 낮아진다고 해서 임의로 펌프를 정지하면 보일러 운전에 위험이 발생할 수 있으므로, 정지 여부는 시스템 설계와 안전 조건에 따라 엄격히 결정되어야 한다.
예제
1) 축마력 계산 예제 문제 조건: 압력 2 kgf/cm², 유량 0.18 m³/min, 펌프 효율 80%일 때 축마력을 구해야 한다는 상황이다. 1 kgf/cm²는 약 10 m 양정으로 환산하므로 양정은 20 m가 된다. 축마력 공식은 SHP = (Q × H) / (4.5 × η) 이므로 Q=0.18, H=20, η=0.8을 대입하면 분자는 0.18×20=3.6, 분모는 4.5×0.8=3.6이 되어 SHP = 1이 도출된다. 따라서 축마력은 1 PS가 된다.
2) 원심펌프 회전수와 유량 예제 문제 조건: 펌프가 2,500 rpm에서 200 m³/h를 공급할 때 1,500 rpm으로 낮추면 유량을 구해야 한다는 상황이다. 원심펌프 법칙에 따라 유량은 회전수에 비례하므로 비율은 1,500/2,500 = 0.6이다. 따라서 새로운 유량은 200 × 0.6 = 120 m³/h가 된다.
대표 기출 3문항
보일러 급수내관(內管)을 설치하는 목적과 무관한 것은?
- 급수를 얼마 정도라도 예열하기 위하여
- 냉수를 직접 보일러에 접촉시키지 않게 하기 위하여
- 보일러수의 농축을 막기 위하여
- 보일러수의 순환을 좋게 하기 위하여
정답과 해설 보기
정답 ③ · 보일러 급수내관은 급수 배관의 끝을 보일러 내부에 삽입하여 설치하는 것입니다. 주된 목적은 차가운 급수가 보일러 본체나 내화물에 직접 닿아 열충격을 주는 것을 방지하고, 급수를 보일러 내에서 어느 정도 예열하여 순환을 원활하게 하는 데 있습니다.
보일러 급수내관은 급수의 예열, 열충격 방지, 순환 촉진이 주목적이며 수질 농축 방지는 블로우다운의 역할이다.
강철제 증기보일러의 전열면적이 10 m²를 초과하는 경우 급수밸브의 크기는 얼마 이상이어야 하는가?
- 15 A
- 20 A
- 30 A
- 40 A
정답과 해설 보기
정답 ② · 강철제 증기보일러의 전열면적에 따른 급수밸브 크기 기준을 묻는 문제이다. 보일러 및 압력용기 안전기준에 따르면 강철제 증기보일러로서 전열면적이 10제곱미터를 초과하는 것은 급수밸브의 크기가 20A 이상이어야 한다.
강철제 증기보일러 전열면적 10㎡ 초과 시 급수밸브 직경은 20A 이상이어야 한다.
자주 묻는 물음
- 급수펌프의 기본 구비조건은 무엇인가?
- 급수펌프는 고온·고압을 견디는 내구성, 조작과 유지보수가 용이한 구조, 저부하에서도 효율이 유지되는 성능, 그리고 가동률 유지를 위한 병렬 운전 가능성을 갖추어야 한다.
- 병렬 운전과 직렬 운전의 차이는 무엇인가?
- 병렬 운전은 여러 대를 나란히 연결하여 유량을 증가시켜 부하 변동에 대응하는 방식이고, 직렬 운전은 펌프를 순서대로 연결하여 압력(양정)을 증가시키는 방식이라 목적이 다르다.
- 급수내관의 설치 목적과 블로우다운의 역할은 어떻게 다른가?
- 급수내관은 차가운 급수가 보일러 내부와 직접 접촉하여 열충격을 일으키는 것을 방지하고 급수를 예열하여 순환을 원활하게 하는 역할을 한다. 반면 보일러수의 농축을 방지하고 수질을 관리하는 것은 블로우다운의 역할이다.
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