에너지관리기능사 필기시험 10회 핵심요약노트 및 실전테스트

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📝 에너지관리기능사 필기시험 10회 핵심 요약노트







아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

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1. 연소 및 연료 이론 핵심 정리


1-1. 이론 산소량 및 공기량

  • 탄소(C) 1kg 연소 시 이론 산소량: 약 1.87 Nm³ (노멀 세제곱미터)입니다.

  • 실제 공기량과 이론 공기량의 관계: 완전 연소를 위해서는 실제 공기량이 이론 공기량보다 항상 커야 합니다. (과잉 공기 필요)


1-2. 가스 연소 현상 (리프팅)

  • 리프팅 (Lifting, 선화) 현상 원인: 가스 분출 압력이 연소 속도보다 더 빠른 경우, 즉 가스 압력이 너무 높은 경우에 발생합니다.

  • 다른 원인: 댐퍼가 과대 개방되거나 염공(화구)이 막혀 가스가 지나치게 분출되는 경우.


1-3. 연료별 특성 (LNG)

  • LNG (액화천연가스) 주성분: **메탄 (CH4)**이 함유량이 가장 많습니다.

  • 특징: 연소 조절이 쉽고 청결하지만, 배관 공사비 등 시설비가 많이 들고 누출 및 폭발 위험성이 큽니다.


1-4. 발열량 계산 (저위발열량)

  • 저위발열량 (HL) 공식 (단위: kcal/kg):

    HL = 고위발열량 - 600 x [(9 x 수소 함량) + 수분 함량]

    • (수소 함량과 수분 함량은 질량비로 대입합니다.)



2. 보일러 성능 및 효율 계산


2-1. 보일러 효율 공식

  • 보일러 효율 (%):

    효율 = [실제 증발량 x (발생 증기 엔탈피 - 급수 엔탈피) / (매시 연료 소비량 x 연료 저위발열량)] x 100


2-2. 상당 증발량 공식

  • 상당 증발량 (We):

    We = [실제 증발량 x (발생 증기 엔탈피 - 급수 엔탈피)] / 539

    • 539는 100도 C 물의 증발잠열 (kcal/kg) 입니다.


2-3. 보일러 부하율

  • 부하율: 보일러의 최대 연속 증발량에 대한 실제 증발량의 비율을 백분율로 나타낸 것입니다.


2-4. 열손실량 (배기가스)

  • 열손실량:

    열손실량 = 배기 가스량 x 가스의 평균 비열 x (배기가스 온도 - 외기온도)



3. 보일러 구조, 통풍 및 안전


3-1. 증기 특성 및 건도

  • 증기압력과 잠열: 증기 압력이 높아지면 증발 잠열은 감소합니다.

  • 임계점: 물의 임계 압력에서 증발 잠열은 0 kcal/kg 입니다.

  • 과열도: 과열 증기 온도 - 포화 증기 온도

  • 증기 건도 기준: 강철제 보일러 98% 이상, 주철제 보일러 97% 이상.


3-2. 통풍 방식 및 통풍력

  • 흡입 통풍 (유인 통풍): 연도 내 압력이 대기압보다 낮게 유지되며, 송풍기 고장이 잦은 단점이 있습니다.

  • 이론 통풍력 (Hw) 공식 (단위 mmAq):

    Hw = 273 x H x [ (대기 비중량 / (273 + 대기온도)) - (연소가스 비중량 / (273 + 연소가스 온도)) ]


3-3. 안전 및 보호 장치

  • 안전밸브에 작용하는 힘: 힘 = 보일러 압력 x 단면적

  • 분출 밸브 (Blowdown Valve): 보일러 최고 사용 압력의 1.25배 이상의 압력에 견딜 수 있어야 합니다.

  • 급수 밸브/체크 밸브 크기 기준: 전열 면적 10 m² 초과 시 20 A 이상입니다.

  • 인터로크 (Interlock) 제어 종류: 저수위, 압력 초과, 불착화, 저연소, 프리퍼지 등이 있습니다. (저압력 인터로크는 해당되지 않습니다.)

  • 보일러 휴지 보존법: 단기 보존법은 가열 건조법 (2개월 이내) 또는 보통 만수법입니다.


3-4. 보일러 부식 및 손상

  • 래미네이션 (Lamination): 보일러 본체나 수관 등이 사용 중 내부 기포에 의해 2장의 층으로 분리되는 현상.

  • 청관제 (연화제): 보일러수의 경도를 낮추는 약품은 수산화나트륨, 탄산나트륨, 인산나트륨 등입니다. (황산나트륨은 연화제로 사용되지 않습니다.)



4. 난방, 배관 및 열전달


4-1. 난방 방식 및 배관

  • 하트퍼드 접속법 (Hartford Connection): 저압 증기 난방 방식에서 환수관 파손 시 보일러수의 역류를 방지하기 위해 사용됩니다.

  • 온수 난방 배관 기울기: 1/250 이상 앞올림 기울기로 배관합니다.

  • 방열기의 표준 방열량 (증기): 게이지 압력 1.1 kgf/cm², 온도 102도 C 공급 기준입니다.


4-2. 열전달 및 열용량

  • 열용량: 어떤 물질의 비열에 그 물질의 질량을 곱한 값입니다.

  • 열손실량 (전도) 공식:

    열손실량 (전도) = (열전도율 x 전열 면적 x 온도차) / 두께


4-3. 배관 및 보온재

  • 고온 배관용 탄소강 강관 KS 기호: SPHT 입니다.

  • 배관 식별 색상: 기름은 어두운 주황입니다.

  • 규산칼슘 보온재: 안전 사용 최고 온도는 650ºC 입니다.

  • 유리솜/암면 용도: 보온재, 보랭재, 단열재로 사용됩니다. (방습재는 아닙니다.)



5. 열역학 및 계측

  • 열역학 제1법칙: 에너지 보존의 법칙입니다.

  • 단열 변화: 외부와 열의 출입이 없는 상태 변화를 뜻합니다.

  • 액면계 (직접식): 유리관식, 검척식 등이 있습니다.

  • 전기 저항 온도계: 백금, 니켈, 서미스터 온도계입니다. (베크만 온도계는 유리제 온도계입니다.)

  • 압력 계량 단위: N/m², mmHg, mmAq 등.



6. 에너지 이용 합리화법

6-1. 검사 및 관리 기준

  • 보일러 제조 검사: 용접 검사, 구조 검사.

  • 계속 사용 검사: 안전 검사, 운전 성능 검사.

  • 검사 대상 기기 관리자 교육 기간: 1일

  • 효율 관리 기자재 표시 의무자: 효율 관리 기자재의 제조업자 또는 수입업자.


6-2. 소형 온수 보일러 기준

  • 소형 온수 보일러: 전열 면적 14 m² 이하 이고, 최고 사용 압력 0.35 MPa 이하의 온수를 발생하는 것을 말합니다.







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