에너지관리기능사 필기시험 2회 핵심요약노트 및 실전테스트

📝 에너지관리기능사 필기시험 2회 핵심 요약노트

아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

본 글 최하단에

실전테스트를 하시면 됩니다.

1. 보일러의 구성 및 종류

보일러는 열을 생산하고 관리하는 핵심 장치이므로, 구성 요소와 원리를 명확히 이해해야 합니다.

보일러 3대 구성요소

보일러 본체
연소 장치
각종 제어장치
- (참고: 보일러실은 3대 구성요소에 해당하지 않습니다.)

밸브 및 안전 장치

앵글 밸브 (Angle Valve): 스톱 밸브의 일종으로, 출입 유체의 방향을 90도 바꾸어 주는 밸브입니다.
안전 밸브의 분출 면적: 고압일수록 저압일 때보다 분출 면적을 좁게 설계합니다.
안전 밸브 작동 시험 (강철제 보일러, 1개 부착 시): 최고사용압력 이하에서 작동해야 합니다.
급수 펌프 (왕복식 아님): 터빈 펌프는 회전식이며, 웨어 펌프, 워싱턴 펌프, 플런저 펌프는 왕복식입니다.

보일러의 종류 및 순환

보일러 1 마력: 100도C의 물 15.65kg을 1시간 동안 같은 온도의 증기로 변화시킬 수 있는 능력입니다.
건포화 증기: 포화 온도 상태에서 증기의 건조도가 1인 증기로, 수분을 전혀 포함하지 않는 포화 증기입니다.
강제순환식 보일러 (수관식): 고압에서 포화수와 포화증기의 비중차가 작아져 자연순환이 어려울 때 강제순환이 필요합니다.
원통보일러 (외분식): 횡연관 보일러가 대표적인 외분식 보일러입니다.
수관식 보일러: 외분식 보일러입니다.

2. 연소 및 연료 관리

효율적인 에너지 관리를 위한 연소 및 연료의 특성 관련 내용입니다.

기체 연료의 특징

적은 양의 과잉 공기로 완전 연소가 가능합니다.
연소 시 유황이나 회분 등에 의한 대기 오염이 적습니다.
발열량이 크고 고부하 연소가 가능합니다.
연소장치 선정 기준: 과잉 공기를 많이 사용할 수 있는 장치는 연소 효율 측면에서 틀린 설명입니다. 과잉 공기는 적을수록 좋습니다.

연소 방식 및 화염

과잉 공기 계수 (공기비): 실제 공기량 / 이론 공기량 입니다.
예혼합 연소 방식: 화염이 짧고 화염 온도가 높지만 역화 위험이 있는 방식입니다.
환원염 (還元焰): 산소 부족으로 불완전 연소하여 미연분이 포함된 화염입니다.

저위 발열량 공식 (순수 텍스트)

연료의 저위 발열량은 고위 발열량에서 수소와 수분의 증발 잠열을 뺀 값입니다.

저위 발열량 (kcal/kg) = 고위 발열량 - 600 * (9 * 수소 함량 + 수분 함량)

3. 보일러 효율 및 성능 계산

보일러 운전 효율과 관련된 핵심 계산 공식들입니다.

상당 증발량 공식

실제 증발량을 표준 상태(100ºC 포화수에서 증기)로 환산한 값입니다.

상당 증발량 (kg/h) = 실제 증발량 * (발생 증기 엔탈피 - 급수 엔탈피) / 539

보일러 효율 및 연료 소비량

보일러 효율은 출력을 투입 연료량으로 나눈 값입니다.

보일러 효율 = 보일러 정격 출력 / (연료 소비량 * 연료 발열량)

송풍기 소요 동력 계산

송풍기 운전에 필요한 동력 계산 공식입니다.

송풍기 소요 동력 (kW) = (통풍압 (mmAq) * 풍량 (m³/min)) / (102 * 효율 * 60)

열역학 개념

잠열 (Latent Heat): 물체의 온도 변화 없이 상태 변화에만 필요한 열입니다.
열용량: 대기압 하에서 물이 가장 큰 열용량을 가집니다.

4. 보일러 부속 장치 및 운전 관리

부속 장치

공기 예열기: 연소용 공기를 예열하여 열효율을 향상시키고 불완전 연소를 감소시키지만, 통풍 저항은 커집니다.
증기 축열기: 저부하 시 잉여 증기를 저장했다가, 과부하 시 방출하여 증기 부족을 보충합니다.
집진 장치 (건식): 중력식, 관성력식, 원심력식, 여과식 등이 있으며, 가압수식 집진기는 건식이 아닙니다.
자동 제어 동작 (잔류 편차 제거): 적분 동작은 잔류 편차가 남지 않아 비례 동작과 조합하여 쓰이지만, 제어의 안정성이 떨어지고 진동하는 경향이 있습니다.

운전 및 점검

운전 중 급수: 급수는 1회에 다량으로 하지 말아야 합니다.
점화 전 통풍 (프리퍼지): 점화 전 댐퍼를 열고 노내와 연도에 체류하는 가연성 가스를 송풍기로 취출시키는 작업입니다.
수트 블로어: 부하가 50% 이하인 경우에는 블로어를 사용하지 않습니다.
수면계 파손 시 조치: 제일 먼저 물 콕을 닫아 증기의 분출을 막아야 합니다.
보일러 사고 원인: 부속장치 미비는 제작상의 원인입니다.
안전 관리 중 가장 중요한 것: 안전 저수위 이하로 감수하는 것을 방지하는 것입니다.
고온 부식 방지 (주의): 황산나트륨을 사용하면 오히려 고온 부식이 촉진되므로 잘못된 방법입니다.

배기가스 온도차 (설치 검사 기준)

보일러 용량 5 ton/h 초과 20 ton/h 이하인 경우: 250ºC 이하

5. 난방 및 열역학

난방 방식

중앙식 난방법: 증기 난방법, 온수 난방법, 복사 난방법 등이 있습니다. 개별 난방법은 중앙식이 아닙니다.
자연 순환식 온수 난방: 온수의 밀도 차이에 의해 순환이 이루어집니다.
강제 순환식 온수 난방: 온수의 밀도 차이에 의하여 순환시키는 것은 자연 순환식에 대한 설명이므로 강제 순환식과 관계가 없습니다.
진공 환수식: 응축수 환수 유속이 빠르고, 방열량 조절이 광범위하여 대규모 난방에 적합합니다.

방열량 계산 (순수 텍스트)

온수 방열기의 표준 방열량은 평균 온도차 62ºC일 때 450 kcal/m²·h를 적용합니다.

주철제 방열기의 방열량 (kcal/m²·h) = 450 * ((온수 평균 온도 - 실내 공기 온도) / 62)

방열기 쪽수 = 난방 부하 / (방열기 방열량 * 1쪽당 방열 면적)

6. 에너지 관련 법규

에너지 관리 기능사가 알아야 할 법규 및 규정입니다.

에너지 이용 합리화법

에너지다소비사업자: 연료, 열 및 전력의 연간 사용량의 합계가 2천 toe (티오이) 이상인 자입니다.
효율 관리 기자재 측정 기관: 산업통상자원부장관이 지정하는 시험기관에서 에너지 사용량을 측정 받습니다.
에너지 관리 지도: 에너지 관리 기준 이행을 위한 지도는 한국에너지공단에 위탁하여 실시합니다.
대기 전력 저감 기준 미달 시 공표: 산업통상자원부장관이 그 사실을 공표할 수 있습니다.

에너지법

지역 에너지 계획: 5년마다 5년 이상을 계획 기간으로 수립 및 시행합니다.
대기 환경 규제 물질 아님: 산소(O2)는 규제 대상 물질이 아닙니다.

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