개념 한 쪽
저온장치와 반응기는 가스의 제조 및 설비에서 핵심 설비로서 압축과 화학반응에 따른 위험 관리가 중요하다고 본다.
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출제기준 단원 「저온장치 및 반응기」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 터보압축기 불안정 현상 판단 | 1 | 써징의 발생 원인과 방지책을 식별하는 능력을 묻나 |
| 반응설비 위험성 구분 | 1 | 화학반응 여부에 따라 설비의 폭발 위험성을 구분하는 능력을 묻나 |
| 구조와 운동 변환 이해 | 1 | 크로스헤드의 기능과 최종 운동 전달 대상을 묻나 |
공기액화 분리장치와 같은 저온장치는 세정 시 가연성 잔류물을 남기면 폭발 위험을 증가시키므로 광유 등 가연성 유류는 배제하고 알코올류 등 적절한 용매로 세정해야 한다고 설명한다.
압축기는 형태에 따라 동작 특성과 제어 방법이 다르다고 본다. 스크류 압축기는 두 로터의 맞물림으로 연속 압축을 수행하는 용적형이며 맥동이 적지만 터보형에 비해 효율이 항상 더 높다고 단정하지 못한다고 설명한다. 왕복동 압축기는 피스톤의 왕복운동을 이용하므로 클리어런스 포켓, 바이패스, 언로더 같은 방법으로 용량을 제어한다고 본다.
터보압축기에서는 써징이 유량 감소로 인해 발생하는 불안정 현상이며 정격 운전 중에도 유량 변화로 나타날 수 있으므로 기동 중에만 일어난다고 한정할 수 없다고 설명한다. 이러한 써징은 바이패스 설치 등으로 흡입측으로 가스를 돌려줌으로써 방지한다고 본다.
반응기와 물리적 분리를 수행하는 설비를 구분해야 한다고 본다. 반응기는 발열반응이나 2차반응으로 인한 폭발 위험이 크고 특별한 주의가 필요하나, 증류탑과 같은 상압증류탑은 물리적 분리 공정으로서 화학반응에 의한 발열 위험이 적다고 설명한다.
가스설비의 안전장치 설치는 압력상승방지장치, 긴급정지장치, 역류방지장치 등 사고 예방을 위한 장치가 필수이며 단순 측정장치인 밀도측정장치는 필수 설치 대상이 아니라고 본다. 또한 산소압축기 등 산소가 직접 접촉하는 설비에는 석유류·유지류와 같은 기름성 윤활유 사용을 금지하고 물이나 묽은 글리세린과 같이 비반응성 윤활매체를 사용해야 한다고 설명한다.
기계 구조 측면에서는 다단 왕복동 압축기에서 크로스헤드가 크랭크의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 최종적으로 피스톤에 전달한다고 본다.
공기액화 분리장치의 세정 방법을 묻는 문제에서 광유 사용을 옳다고 하면 폭발 위험과 상충하므로 오답으로 판단한다는 해석을 제시한다. 3단 압축기의 2단 토출 안전밸브가 열렸을 때는 후단인 3단 흡입밸브의 고장을 먼저 의심해야 한다는 판단 근거를 제시한다. 터보압축기의 써징을 설명할 때는 유량 감소가 주요 원인임을 근거로 기동 중만 발생한다는 선지는 배제해야 한다고 설명한다.
터보압축기의 써징(SURGING)에 관한 설명중 옳지 않은 것은?
정답 ③ · 터보압축기의 써징 현상에 대한 설명 중 옳지 않은 것을 고르는 문제이다. 써징은 풍량이 감소하여 운전점이 풍량-압력 곡선의 좌측 불안정 영역에 들어갈 때 토출측 유체가 역류하면서 관로에 심한 맥동과 진동을 일으키는 현상이다.
고압가스제조설비 중 반응기 또는 이와 유사한 설비로서 발열반응 또는 부차적으로발생하는 2차반응에 의한 폭발등의 재해발생 가능성이 큰 반응설비가 아닌 것은?
정답 ④ · 발열반응이나 2차 반응에 의한 폭발 위험이 큰 반응설비가 아닌 것을 고르는 문제이다. 아세틸렌 수첨탑, 에틸렌과 산소의 산화반응기, 중유 직접수첨 탈황반응기는 모두 발열반응이 수반되고 부반응에 의한 폭발 위험이 큰 화학 반응설비이다.
상압증류탑은 단순 물리적 분리 공정으로 발열반응이나 2차 폭발 위험이 없는 반면, 나머지는 모두 발열 또는 부반응 위험이 큰 반응기이다.
피스톤로드의 한 끝과 커넥팅로드의 한 끝을 결부시킨 다단 압축기의 경우 대부분 크랭크에 의한 회전운동은 크로스헤드를 통해서 ( )에 직선 운동을 주는 것이다. ( )속에 적당한 것은?
정답 ② · 크로스헤드가 회전운동을 직선운동으로 변환하여 전달하는 대상을 묻는 문제이다. 다단 압축기에서 크랭크의 회전운동은 커넥팅로드와 크로스헤드를 거쳐 직선 왕복운동으로 바뀌며, 크로스헤드는 피스톤로드를 통해 피스톤에 이 직선운동을 전달한다.
크로스헤드는 크랭크의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 피스톤에 전달하는 부품이므로 괄호 안은 피스톤이다.
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