에너지관리기능사 필기시험 8회 핵심요약노트 및 실전테스트

📝 에너지관리기능사 필기시험 8회 핵심 요약노트

아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

본 글 최하단에

실전테스트를 하시면 됩니다.

1. 보일러 구조 및 특징

1.1 수관식 보일러 특징

장점: 구조상 고압, 대용량에 적합하며, 전열면적을 크게 할 수 있어 일반적으로 열효율이 좋습니다.
단점: 부하 변동에 따른 압력이나 수위의 변동이 커서 제어가 까다롭고, 급수 및 보일러수 처리에 엄격한 수질 관리가 필요합니다.

1.2 보일러 주요 구성 요소

보염장치 (액체연료 연소장치): 연소용 공기의 흐름을 조절하여 화염 안정을 도모합니다.
- 구성 요소: 바람상자 (윈드박스), 보염기, 버너타일, 가이드 베인 등.
- 버너팀은 보염장치의 구성요소가 아닙니다.
절탄기 (이코노마이저): 배기가스의 잔열을 이용하여 보일러의 급수를 예열하는 장치입니다.
연관: 연관식 보일러에서 관의 내부로 연소가스가 지나가는 관입니다.
증기 과열기 (열가스 흐름 방식):
- 향류형: 증기와 연소가스의 흐름이 반대 방향으로 지나면서 열교환이 이루어집니다.

1.3 보일러 운전 및 정지

운전 정지 순서 (일반):
1. 연료의 공급을 정지한다.
2. 공기의 공급을 정지한다.
3. 급수 후 급수펌프를 정지한다.
4. 댐퍼를 닫는다.
비상 정지 시 조치: 연료 공급 중단, 연소 공기 공급 중단, 주증기 스톱밸브를 닫아 놓는다. (압력은 자연히 떨어지게 기다립니다.)
최저 수위 (안전 저수면):
- 노통연관보일러 중 노통 윗면이 높은 경우: 노통 최고부 위 100mm.
- 노통연관보일러 중 연관이 높은 경우: 연관 최고부 위 75mm.
프리퍼지 (Pre-purge): 보일러 점화 전에 댐퍼를 열고 노 내와 연도에 남아 있는 가연성 가스를 송풍기로 취출시키는 작업입니다.

1.4 보일러 부식 및 문제 현상

포밍 (Forming) 발생 원인: 수위가 너무 높을 때, 보일러수가 농축되었을 때, 유지분이나 가스분이 다량 함유되었을 때 발생합니다.
고온 부식 방지: 전열면에 보호피막을 씌우거나, 전열면 표면온도가 높아지지 않게 설계하며, 중유 중의 바나듐 성분을 제거합니다.
- 황산나트륨을 사용하는 것은 고온 부식을 촉진시키므로 잘못된 방법입니다.
맥동 연소 방지: 연료 속 수분/공기 제거, 무리한 연소 피하기, 연소량 급변동 피하기, 2차 연소 방지 등이 있습니다.

2. 연소 및 연료 관리

2.1 연소 관련 개념

과잉 공기량: 실제 연소에 사용된 공기량에서 이론적인 공기량을 뺀 값입니다. 과잉 공기량 = 실제 공기량 - 이론 공기량
환원염: 산소가 부족하여 발생하는 화염으로, 불완전 연소를 의미합니다.
리프팅 (Lifting) 현상: 가스 유출 압력이 연소 속도보다 더 빠르거나, 버너 내 가스압이 너무 높아 지나치게 분출할 때 발생합니다.
연소 온도에 영향을 미치는 요소: 산소의 농도, 연료의 저위발열량, 과잉 공기량 등입니다. (연료의 단위 중량은 무관합니다.)

2.2 연료의 성질 및 종류

액체 연료가 갖추어야 할 성질: 발열량이 클 것, 점도가 낮고 유동성이 클 것, 저장 및 취급이 간편할 것, 유황분은 적을 것.
도시가스: 석유분해가스, 액화석유가스 (LPG), 천연가스 (LNG) 등을 혼합하여 가스 보일러용 연료로 사용하기에 적합하며 발열량이 좋습니다.
인화점: 가연성 액체의 증기 등이 외부의 불씨에 의해 불이 붙는 최저 온도입니다.

3. 열역학 및 열정산

3.1 증기 및 열역학

증기의 과열도: 과열 증기 온도와 포화 증기 온도의 차이입니다. 과열도 = 과열 증기 온도 - 포화 증기 온도
증기의 건조도 (x): 습증기 전체 질량 중 증기가 차지하는 질량의 비율입니다.
상당 증발량 (Ge): 상당 증발량 (Ge) = 실제 증발량 (Ga) * (발생증기 엔탈피 (i2) - 급수 엔탈피 (i1)) / 539 [kg/h]

3.2 효율 및 정산

전열면 증발률: 보일러 전열 면적 1m2 당 1시간에 발생하는 실제 증발량입니다.
연소 효율: 연소효율 = (실제 연소열 / 공급열(저위 발열량)) * 100
보일러 열정산: 입열과 출열은 반드시 같아야 합니다. (열역학 제1법칙)
육상용 보일러 열정산 운전 시간: 원칙적으로 정격부하 이상에서 정상 상태로 적어도 2시간 이상의 운전 결과에 따라야 합니다.

4. 배관, 펌프 및 계측

4.1 배관 및 이음쇠

배관계 식별색: 물(파랑), 기름(어두운 주황), 증기(어두운 빨강), 가스(연한 노랑).
단관식 중력 환수 증기 난방 배관 기울기: 1/100 ~ 1/200 정도의 순 기울기.
벨로스형 신축 이음쇠: 팩레스형이며, 좁은 공간에 적합하지만, 주름이 얇아 고압/고온 배관에는 적당하지 않습니다.

4.2 공구 및 장치

동관 작업 공구:
- 플레어링 툴: 동관의 끝을 나팔 모양으로 만드는 공구.
- 익스팬더: 동관의 관 끝을 확관하는 공구.
부르동관 압력계: 압력계를 보호하기 위해 사이펀관 속에 물을 채웁니다.
온수 온도 조절식 트랩: 응축수와 함께 저온 공기를 통과시키는 특성이 있는 것은 열동식 트랩입니다.

4.3 펌프 및 계산

펌프 소요 마력 (PS): (물의 비중량 * 송출량 * 전양정)을 75 * 효율 * 60 으로 나눕니다.
소요마력 (PS) = (물의 비중량 (kg/m3) * 송출량 (m3/min) / 60 * 전양정 (m)) / (75 * 효율)

5. 안전 및 법규 (에너지이용합리화법)

5.1 안전 및 검사

안전 밸브 수동 시험 압력: 최고 사용 압력의 75% 이상의 압력으로 행합니다.
플로트식 수위 검출기 분출 주기: 1일 1회 정도 분출을 실시합니다.
보일러 패널 내부 온도: 일반적으로 60ºC를 넘지 않도록 합니다.

5.2 에너지이용합리화법

에너지 사용 계획 제출 의무 (민간 사업 주관자): 다음 중 하나에 해당하는 시설을 설치하려는 자입니다.
1. 연간 5000 TOE 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설.
2. 연간 2000만 kWh 이상의 전력을 사용하는 시설.
목표 에너지 원단위: 에너지를 사용하여 만드는 제품의 단위당 에너지 사용 목표량입니다.
개선 계획 제출 기한: 에너지 관리 지도 결과 개선 명령을 받은 경우, 개선 명령일로부터 60일 이내에 개선 계획을 수립, 제출하여야 합니다.
에너지 저장 시설 의무 거부/불이행 벌칙: 2년 이하의 징역 또는 2천만원 이하의 벌금에 처합니다.

6. 기타 설비 및 기준

관형 공기 예열기: 수직의 다수 강관을 사용하여 연소 가스는 관 내를, 공기는 관 외부를 직각으로 흐르게 하여 열전도로 공기를 가열하는 방식입니다.
서비스 탱크 설치 위치 (유류): 보일러 외측에서 2m 이상 간격, 버너 중심에서 1.5m 이상 높게 설치합니다.
가스용 보일러 연료 배관 이음부 거리 (전기 계량기/개폐기): 용접 이음매를 제외하고 60cm 이상 유지해야 합니다.

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