개념 한 쪽
보일러의 연소장치는 연료와 공기를 적절히 혼합해 안정적으로 연소시키는 장치라는 점이 핵심이다. 버너는 연료 상태와 분사 방식에 따라 여러 형식으로 나뉘며 각 형식은 조절범위, 분무성, 유지보수 방식 등에서 차이를 보인다. 연소실 내부에서는 고온에 의해 복사가 주요한 열 전달 방식으로 작용한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「기체연료 연소장치」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 유량 조절범위 판단 | 1 | 버너 형식 중 유량 조절범위가 가장 넓은 형식을 고른다 |
| 압력 범위 확인 | 1 | 고압기류식의 공기 또는 증기 압력 범위를 묻는다 |
| 열전달 방식 판별 | 1 | 연소실에서 주로 작용하는 열전달 방식을 가린다 |
버너는 연료와 공기의 공급 방식으로 구분되며 주요 형식으로 고압기류식, 저압공기식, 유압식, 회전식, 건타입 등이 있다. 고압기류식은 연료와 공기를 모두 고압으로 분사하여 미세한 분무와 우수한 혼합을 얻는 방식이라는 점을 재료에서 제시한다. 이 방식은 유량 조절범위가 가장 넓어 최소 연소에서 최대 연소까지 안정적으로 조절할 수 있다는 특징을 가진다.
고압기류식의 작동 압력 범위는 약 1~8 kgf/cm²로 제시된다. 이 수치는 분무를 위한 공기 또는 증기의 압력 범위를 의미하며, 1 kgf/cm² 미만은 저압기류식에 가깝고 8 kgf/cm²를 넘으면 통상적 운영 범위를 벗어난다는 설명이 제공된다. 따라서 고압기류식의 명칭과 압력 범위를 함께 기억하면 관련 문항에 대비하기 유리하다.
연소실 내부에서 벽면으로의 열 전달은 고온 조건 하에서 복사가 지배적이라고 설명한다. 전도는 주로 고체 내부에서, 대류는 유체 흐름에 의해 발생하나 고온의 불꽃과 벽면 사이에서는 복사에 의한 열전달이 크게 작용한다는 점을 이해해야 한다.
버너 관련 장치와 유지보수 항목도 중요하다. 화염을 안정화하고 착화를 확실히 하기 위해 설치하는 장치는 보염기이며, 화염의 유무 감지에는 플레임 로드가 전기 전도성을 이용해 화염 존재를 확인한다는 설명이 재료에 포함된다. 회전식 버너는 오일 콘의 끝단 관리가 분무 품질에 직접 영향을 미치므로 눈금이 세밀한 줄로 다듬질하는 유지보수가 필요하다는 점도 유의해야 한다.
또한 분젠버너의 작동 특성에서 가스 유속이 증가하면 층류에서 난류로 전환되어 혼합과 연소가 빨라지고 그 결과 화염이 짧아지는 현상이 나타난다는 설명이 제공된다. 이 관계를 통해 유속과 화염 길이의 상관관계를 문제에서 판별할 수 있다.
문제 예시는 다음과 같다. 유류 버너의 유량 조절범위가 가장 큰 형식을 묻는 문항에서 고압기류식을 선택하는 근거는 연료와 공기를 고압으로 분사하여 미세 분무와 우수한 혼합을 얻기 때문이라는 점이다. 동일한 문제에서 고압기류식의 압력 범위가 묻힌다면 1~8 kgf/cm² 범위를 근거로 선택할 수 있다.
열전달 관련 문제에서는 연소실 안쪽에서 주로 발생하는 전달 방식이 복사라는 점을 근거로 정답을 고른다. 예를 들어 '연소실 내부에서 벽면으로 열이 전달되는 방식 중 가장 크게 작용하는 것'이라는 질문에는 복사를 답으로 선택하는 접근을 제시한다.
유류 버너 중 유량의 조절범위가 가장 큰 것은?
정답 ① · 유류 버너 중 유량 조절범위가 가장 큰 것을 고르는 문제이다. 고압기류식 버너는 고압의 공기나 증기로 연료를 분무하므로 분무 입자가 미세하고 혼합이 잘 이루어져 넓은 부하 범위에서 안정된 연소가 가능하여 조절비(턴다운비)가 가장 크다.
고압기류식 버너는 연료와 공기를 모두 고압으로 분사하여 혼합하므로 유량 조절 범위가 가장 넓다.
보일러의 연소실 내부에서 전열면으로 열이 전달되는 형태 중 가장 크게 작용하는 열전달 방식은?
정답 ③ · 보일러 연소실 내부에서 전열면으로의 열전달 중 지배적인 방식을 묻는 문제이다. 연소실의 고온 불꽂이나 고온 가스는 절대온도의 4제곱에 비례하는 복사열을 방사하므로, 수백~1000℃ 이상의 연소 온도에서는 복사에 의한 열전달이 압도적으로 크다.
연소실 내부의 고온 불꽃과 벽면 간 열전달은 복사열 전달이 가장 지배적으로 작용한다.
2유체 버너라고도 하며, 유류 버너 중 유량의 조절범위가 가장 큰 것은?
정답 ① · 유류 버너 중 유량 조절범위가 가장 큰 것을 묻는 문제이다. 고압기류식 버너는 연료유와 고압 증기 또는 압축공기라는 두 유체를 분사 혼합하여 연소시키므로 2유체 버너라고도 하며, 분사 압력과 유량을 넓게 조절할 수 있어 조절비가 가장 크다.
고압기류식 버너는 연료와 공기를 고압으로 분사하여 혼합하므로 유량 조절 범위가 가장 크다.
에너지관리기능장 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.