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추억의 섬진강(예성25회)
 
 
 
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건축설비 스크랩 제 1 편 보일러 및 기초 열역학 (Boiler And Basis Thermodynamics)
금방~산 추천 0 조회 3,441 11.03.22 17:40 댓글 0
게시글 본문내용

제 1 편 보일러 및 기초 열역학 (Boiler And Basis Thermodynamics)

제 3 장 보일러의 부대장치

    보일러의 부대장치로는 급수장치, 송기장치, 안전장치, 분출장치, 여열회수장치, 수면측정장치, 매연취출장치 등이 있다.


Ⅰ. 안전장치

1. 안전밸브 (安全弁, Safety Valve)

   안전밸브는 보일러 내 압력의 과도한 상승을 막아 보일러의 파열을 방지하기 위해 설치되며 전열면적 50㎡ 이하에는 1개, 그 이상에서는 2개를 부착하여야 한다. 종류로는 스프링식, 중추식, 지렛대식이 있는데 스프링식 안전밸브가 가장 많이 사용된다.
   안전밸브 면적은 보일러 전열면적에 비례하고, 증기압에 반비례한다. 따라서 고압이고 소형인 보일러의 경우에는 안전밸브 시트가 비교적 작아도 되지만 저압 대용량일수록 큰 안전밸브를 사용해야 한다(증발량이 일정하면 분출압 증가시 밸브시트 면적이 작아져야 한다).
(1) 안전밸브 종류
    ㉮ 지렛대식 안전밸브 (레버식)
       추와 지렛대를 이용하며 추의 위치에 따라 분출압력을 조절하고 시트에 걸리는 전압력이 600㎏/㎠을 초과하면 사용하지 못한다. 지렛대식 안전밸브의 추 중량계산은 다음과 같다.

    ㉯ 중추식 안전밸브 (추식)
       이동식 보일러에는 사용할 수 없으며 추의 중량에 의해 분출압력을 조절한다. 중추의 하중 계산은 다음과 같다.

    ㉰ 복합식 안전밸브
       지렛대식과 스프링식을 조합한 것으로 분출조정은 지렛대식이 먼저하고 그 다음에 스프링식으로 조정한다.
    ㉱ 스프링식 안전밸브
       ① 저양정식 : 밸브의 양정이 밸브 시트 구경의 1/40~1/15 미만인 것
       ② 고양정식 : 밸브의 양정이 밸브 시트 구경의 1/15~11/7 미만인 것
       ③ 전양정식 : 밸브의 양정이 밸브 시트 구경의 1/7 이상인 것
       ④ 전양식 : 밸브 시트 증기통로 면적은 목부분 면적의 1.05배 이상

(2) 안전밸브 재질
    ① 안전밸브의 최고 사용압력이 30㎏/㎠을 넘든가 또는 235℃를 넘는 곳에는 증기가 닿는 부분의 재료가 강 또는 그 이상의 것이어야 한다.
    ② 주철 : 최고사용압력이 16㎏/㎠, 온도는 220℃ 이하에서 사용 가능
    ③ 흑심가단주철 : 최고사용압력이 24㎏/㎠, 온도는 350℃ 이하에서 사용 가능
    ④ 청동주물 : 최고사용압력이 30㎏/㎠, 온도는 235℃ 이하에서 사용 가능
    ⑤ 탄소강 : 일반적으로 425℃ 이하에서 사용 가능
(3) 안전밸브의 수(數)
    ① 증기보일러에서는 2개 이상의 안전밸브를 설치하여야 한다. 다만 전열면적이 50㎡ 이하에서는 1개 이상이면 된다.
    ② 과열기에서는 그 출구에 1개 이상의 안전밸브를 설치한다. 이 경우에 분출량은 과열기의 온도를 설계온도 이하로 유지하는 데 필요한 양 이상이어야 한다.
    ③ 과열기의 안전밸브는 보일러 본체 안전밸브보다 낮게 조정하여야 한다.
    ④ 독립과열기에는 안전밸브를 입구와 출구에 각각 1개 이상 설치한다.
(4) 설치위치
    안전밸브는 쉽게 검사할 수 있는 곳에 설치하며 보일러 몸체에 직접 부착시키며 밸브축을 수직으로 하여야 한다(부착은 증기부 상단).
(5) 안전밸브의 시험
    안전밸브 작동시험은 1년에 2회 정도 행하며 표준압력을 조정한다. 점검은 분출압력의 75% 이상되었을 때 1일 1회 이상 행한다.
(6) 안전밸브의 단면적 계산

       1.03P란, 분출압력의 1.03배를 뜻하며 안전밸브 시트의 단면적은 분출압력에 반비례하고, 증발량에 비례한다.
(7) 안전밸브의 분출용량 계산
    단면적 계산을 역계산하면 된다.

     ※ 안전밸브의 누설원인
         ① 밸브와 시트의 가공 불량
         ② 밸브축과 시트의 이완
         ③ 스프링 장력 감쇄
         ④ 조정압력이 낮게 설정된 경우
         ⑤ 밸브 시트에 미물질이 있는 경우


2. 방출밸브 및 방출관

(1) 방출밸브
    온수보일러의 안전장치 역할을 한다. 다만 온수 온도가 120℃ 이상일 때는 방출밸브보다는 안전밸브를 설치해야 한다. 방출밸브의 크기는 20㎜ 이상으로 한다. 방출밸브의 방출압력은 최고 사용압력의 10% 범위 내의 압력에서 방출하여야 한다.
(2) 방출관 (안전관)
    방출관에서는 정지밸브 및 체크밸브 등을 설치하지 않으며 방출관의 크기는 보일러의 전열면적에 비례하며 방출관의 지름은 다음과 같다.
    ① 전열면적 10㎡ 이상 : 20A 이상
    ② 10㎡ 이상 ~ 15㎡ 미만 : 30A 이상
    ③ 15㎡ 이상 ~ 20㎡ 미만 : 40A 이상
    ④ 20㎡ 이상 : 50A 이상


3. 가용마개 (용해 Plug, 가용전)
   온도가 과도하게 상승하면 합금(가용전)이 녹아 급수가 화실로 분출하여 보일러의 화재나 과열에 의한 파열을 방지한다.
   보일러의 수위가 안전저수위 이하로 감소할 경우 노통의 과열로 인해 압괴 또는 파열사고가 발생하는 것을 사전에 예방하고, 노내의 연소를 차단하여 수위감소로 부터 파열을 사전에 방지하는 장치로서 그 용해온도는 주석과 납의 합금비율에 따라 각기 다르다.
   * 설치위치 : 노통이나 화실의 천장부
   * 검사 : 1년에 1회 교환


4. 방폭문 (폭발구)
   연소실내에 불완전연소나 매화작업 등에 의해 미연소가스가 충만할 경우 점화에 의한 가스폭발이 나 역화 등으로 노내의 가스압력이 상승하여 노통이나 내화벽돌 등에 악영향을 미칠 수 있기 때문에 폭발된 가스를 외부로 배기시켜 사고를 방지하는 안전기구이다. 부착위치는 연소실 후부나 좌우측에 설치하며 종류는 다음과 같다.
    ① 개방식 (스윙식) : 노내압이 낮은 자연통풍방식에 사용한다(주철제 보일러).
    ② 밀폐식 (스프링식) : 노내압이 높은 압입통풍방식에 사용한다(노통연관보일러).

    또 연소가스의 폭발원인은 다음과 같다.
    ① 연소실이나 연도에 미연소가스가 충만할 경우
    ② 매화 등에 의해 미연소가스가 충만할 경우
    ③ 점화 전에 노내 환기(프리퍼지)가 부족한 경우
    ④ 점화가 실패한 경우
    ⑤ 착화시간이 5초 이상 걸리는 경우
    ⑥ 보일러 운전 중 실화하여 연료가 노내에 누설된 경우

5. 압력계
   보일러를 안전하게 운전하기 위하여 설치하여야 하며 탄성식 압력계 중 부르돈관식 압력계를 사용하며 탄성식 압력계의 종류로는 부르돈관식, 다이어프램식, 벨로우즈식이 있다.

(1) 압력계의 크기
    ① 압력계 최고 눈금은 보일러 최고사용압력의 3배 이하 1.5배 이상으로 한다.
    ② 문자판 지름은 100㎜ 이상으로 한다. 또한 60㎜ 로 하는 경우는 소용량 보일러일 경우에 적용한다.
    ③ 재질은 황동으로 내부온도를 80℃ 이하로 유지해야 한다.
    ④ 압력계 연결관은 동관은 안지름 6.5㎜, 강관은 안지름 12.7㎜ 이상이며 증기온도가 210℃ 이상인 경우 황동관 또는 동관 사용을 금한다.
    ⑤ 사이폰관의 안지름은 6.5㎜ 이상으로 한다.
(2) 압력계 검사시기
    ① 2개가 설치된 경우 지시도가 다를 때
    ② 비수현상이 일어날 때
    ③ 신설 보일러의 경우 압력이 오르기 전
    ④ 부르돈관이 높은 열을 받았을때

6. 수위 경보기
   보일러 내의 수면이 너무 높으면 비수현상에 의해 공급증기의 건조도가 저하되고 너무 낮으면 최고 전열면에 과열사고가 발생되므로 보일러 내의 수면과 최저 수면이 안전 저수위에 이르면 경보를 울리도록 되어 있으며 전자밸브에 신호하여 연료를 차단시켜서 과열을 방지한다. 종류로는 전극식, 마그네틱, 맥도널식(플로트식)이 있다.

    * 저수위 겨보장치 관리규정
      ① 최고 사용온도는 120℃ 이하의 온수보일러에는 온도 및 연소 제어장치를 설치해서 120℃ 초과시 자동으로 연료가 차단되는 형식
      ② 보일러내 수면(水面) 이상시 50~100초 동안 경보를 발하는 장치
      ③ 최고 사용압력이 1㎏/㎠ 이상, 증기온도 120℃ 이상의 보일러에는 다음의 저수위 경보를 설치하여야 한다.
         ㉠ 안전 저수위가 되기 직전에 경보를 발하는 장치
         ㉡ 안전 저수위까지 수면이 내려가기 직전에 연료를 자동적으로 차단되도록 해야 한다.
      ④ 관류보일러에는 급수부족으로 인한 과열사고를 방지하기 위한 자동 연료차단 장치를 해야 한다.

7. 증기압력 제한기 및 조절기

(1) 압력 제한기 : On/Off 신호를 버너와 전자밸브로 보내 연료의 공급 및 차단
    증기압력을 검출하여 설정된 압력에 이르면 연료공급을 차단하는 신호를 발생하는 발신기의 일종으로 On/Off 제어방식에서는 하한압력과 상한압력에서 연료공급 밸브를 On/Off 하는 연소제어장치로 사용될 수 있다.
(2) 압력 조절기
    벨로우즈의 신축을 전기저항으로 변환하여 연료량과 공기량을 조절하여 항상 일정한 증기압력이 되도록 유지한다. 압력조절기의 설정된 비례 대 하한압력을 기준하여 벨로우즈의 신축에 따른 내부의 저항이 변화하여 연료량과 함께 공기량을 조절하는 컨트롤모터를 작동시키는 장치이다.

       * 참고 : 소형보일러인 경우
                  ① 고압력스위치 : 설정 사용압력에서 전체 연소정지 또는 기동(보일러 위 좌측)
                  ② 저압력스위치 : 설정 사용압력 범위 내에서 고·저연소 자동전환 콘트롤(보일러 위 우측)
       * 제어압력 설정방법
                  ① 제어조건의 예 : 사용 필요압력 최고 7㎏/㎠, 최저 5㎏/㎠ (허용차압 2㎏/㎠) - 7㎏/㎠ 에서 연소정지 후 최저 5㎏/㎠ 에서 재기동
                  ② 조정방법
                     ㉠ 고압력스위치
                        ⓐ 압력 조정나사로 압력 설정눈금을 7에 맞춘다.
                        ⓑ 차압 조정나사로 차압 설정눈금을 2에 맞춘다.
                     ㉡ 저압력 스위치
                        ⓐ 압력 조정나사로 압력 설정눈금을 6.5에 맞춘다.
                        ⓑ 압력 조정나사로 차압 설정눈금을 1에 맞춘다.


8. 화염검출기

(1) 설치목적
    보일러 운전 중 정전시나 실화(失火)로 인한 연료의 누설로 가스폭발이 발생하는 것을 방지하기 위하여 설치하며 연소실 내의 화염의 유무를 검출하는 검출기로서 갑자기 실화가 되면 전자밸브로 신호를 보내어 전자밸브가 닫혀 연료공급을 차단시키도록 하는 역할을 한다.
(2) 종류
    ㉮ 프레임 아이 (Frame Eye)
       ① 원리 : 연소 중에 발생하는 화염을 감지부에서 전기적 신호로 바꾸어 화염유무를 검출한다(화염의 발광체를 이용).
       ② 종류
          ㉠ 황화카드뮴 광도전 셀(경유버너에 사용가능)
          ㉡ 황화납 광도전 셀(기름이나 가스연료에 사용)
          ㉢ 적외선 광전관 (사용이 용이하다)
          ㉣ 자외선 광전관 (기름이나 가스버너 사용)
    ㉯ 프레임 로드 (Frame Rod) - 가스연료
       화염 중에 양성전자와 중성전자가 전리되어 있음을 알고 버너에 글랜드 로드(Gland Rod)를 부착하여 화염 중에 삽입하여 전기적 신호를 보내어 화염을 검출한다(화염의 이온화를 이용).
    ㉰ 스택 스위치 (Stack Switch)
       ① 원리 : 연소가스의 열에 의해 바이메탈의 신축작용으로 전기적 신호를 만들어 전자밸브로 그 신호를 보내면서 화염을 검출한다(화염의 발열체를 이용)
       ② 사용용도 : 버너기름 사용량 10ℓ/h 이하에 사용된다.
       ③ 특징
          ㉠ 구조가 간단하다.
          ㉡ 설치가 용이하다.
          ㉢ 화염검출 응답이 느려 소용량 설비에만 사용이 가능하다.


Ⅱ. 송기장치 (送氣裝置)


1. 비수방지관 (飛水防止管, Antipriming Pipe)
   보일러 동체 또는 드럼내부 증기 취출구에 부착하여 수면에서 발생하는 증기의 압력차 없이 증기관으로 취출시키는 관을 말한다. 증기를 한곳으로만 취출하면 그 부근에 압력이 저하하여 수면동요와 동시에 비수가 발생된다.


2. 기수분리기 (氣水分離機, Steam Separator)
   수관식 보일러 등에서 증기의 압력이 고압으로 되면 포화수와 포화온도가 높아져서 비중량 차가 적어지면서 발생되는 증기 속에 많은 물방울이 존재하게 된다. 이 증기 속에 포함된 물방울을 제거한 후 건조증기를 만들기 위하여 증기드럼 내 또는 주증기 배관에 설치하여 증기와 수분을 분리시키는 장치가 기수분리기이다.
(1) 종류
    ① 사이크론 (원심력 이용)
    ② 스크레버식 (파형의 다수강판 이용)
    ③ 건조스크린식 (금속망을 이용)
    ④ 베플식 (방향 전환을 이용)
    ⑤ 다공판식

(2) 기수분리기 설치시의 이점
    ① 건조도가 높은 포화증기를 얻는다.
    ② 증기의 손실을 막아준다.
    ③ 증기의 엔탈피가 증가한다.
    ④ 증기의 열효율이 높아진다.
    ⑤ 배관 내에 수격작용이 방지된다.
    ⑥ 부식이 방지된다.
    ⑦ 증기의 저항이 감소된다.

3. 송기시 장해용인
   ① Forming (水泡) : 보일러 동저부로부터 기포들이 수없이 수면 위로 오르면서 부면부가 물거품 솟음으로 덮이는 현상
       → 수위가 불안정하게 된다.
   ② Priming (飛水) : 보일러 동수면에서 작은 입자의 물방울이 증기와 함께 튀어 오르는 현상이며 포밍, 프라이밍이 발생되면 캐리 오버(Carry Over)가 필연적으로 발생된다.
   ③ Carry Over (기수공발) : 관의 부식, 열손실, 수격작용 등의 현상 발생. 공기 속에 섞여있는 물방울이나 기타 불순물이 증기과 외부로 이송 운반되어 수격작용(水擊作用, Water Hammer)의 발생원인을 제공한다.
   * Priming, Forming 등의 발생원인
      ① 주증기 밸브를 급하게 열었을 때
      ② 부하의 급변
      ③ 고수위 운전을 할 때
      ④ 증기 발생이 많을 때
      ⑤ 증기 발생부가 작을 때
      ⑥ 관수가 농축되었을 때
      ⑦ 급수처리 등이 부적당할 때
      ⑧ 청관제 등 약품 처리가 부적절할 때
    * Priming, Forming의 장해
      ① 수면의 동요가 심하여 수위의 판단이 곤란하다.
      ② 압력계나 수면계의 연락관이 막히기 쉽다.
      ③ 습증기가 많이 발생한다.
      ④ 증기 엔탈피가 감소한다.
      ⑤ 배관 내 응축수로 인한 수격작용 발생
      ⑥ 열설비 계통의 부식초래
      ⑦ 보일러의 효율 저하
      ⑧ 증기의 저항 증가
   * Priming, Forming 발생시 조치사항
      ① 연소량을 낮춘다.
      ② 증기밸브를 닫고 수위의 안정을 꾀한다.
      ③ 농축된 관수를 분출시킨 후 새로운 급수로서 신진대사를 꾀한다.
      ④ 수면계 등의 연락관을 조사한다(안전밸브, 압력계도 함께).

4. 주증기 밸브
   증기관을 여닫을 때 사용하는 밸브로서 앵글밸브가 사용된다.
      ① 주증기 밸브의 재질
         ㉠ 주철제 : 16 ㎏/㎠ 미만의 압력에 사용
         ㉡ 주강제 : 16 ㎏/㎠ 이상의 압력에 사용
      ② 부착위치 : 보일러 상부에 부착한다(그러나 아래쪽에 부착할 수도 있다 - 배관이 높을 경우).


5. 증기 헤더 (Steam Header)
   ① 설치목적
      보일러의 증기를 한 곳에 모아서 각 사용처로 배분한다.
   ② 특징
      ㉠ 증기의 공급량을 조절한다.
      ㉡ 불필요한 열손실을 방지한다.
      ㉢ 헤더 밑 부분에는 응축수 빼기가 되어 있다.
      ㉣ 제2종 압력용기에 속한다.


6. 신축이음 (Expansion Joint)
   증기관 내로 고온의 증기나 온수가 통과하면 배관이 팽창하게 되는데 이를 흡수하여 열설비계통에 무리가 오는 것을 방지하기 위한 목적으로 설치된다.
(1) 강관의 신축량
    온도가 1℃ 상승할 때 관 1m 길이에서 0.012㎜씩 늘어나며 동관은 0.07㎜씩 늘어난다.
(2) 증기관의 길이에 따른 신축이음
    ① 저압의 경우에는 관길이 30m 정도마다 1개씩 설치한다.
    ② 고압의 경우에는 관길이 10m 정도마다 1개씩 설치한다.
(3) 신축이음의 종류
    ㉮ 루프형 (Loop Type) 신축이음
       강관을 둥글게 휨 가공(굴곡가공)한 것으로 만곡관형이라고 한다.
       ① 특징
          ㉠ 고압의 옥외 증기배관용이다.
          ㉡ 응력을 수반하는 결점이 있다.
          ㉢ 굽힘반경은 관경의 6배 정도이다.
          ㉣ 설치공간을 많이 차지한다.

       ② 만곡관의 필요길이 계산

    ㉯ 슬리브형(Sleeve Type) 신축이음
       ① 미끄럼형 신축이음이다.
       ② 저압증기 및 온수배관에 사용된다.
       ③ 과열증기에 부적합하다.
       ④ 8㎏/㎠ 이하의 포화증기, 공기, 가스, 기름배관에 사용한다.

    ㉰ 벨로우즈형(Bellows Type) 신축이음
       팩리스(Packless) 신축이음이라고도 하며 벨로우즈의 변형에 의해 관의 신축을 조절하는 주름통 신축이음이며 특징은 다음과 같다.
       ① 냉난방용으로 사용이 가능하다.
       ② 누설의 염려가 없다.
       ③ 신축으로 인한 응력을 받지 않는다.
       ④ 트랩과 같이 사용한다.
       ⑤ 고압에는 부적당하다.
       ⑥ 부식의 우려가 있다.

    ㉱ 스위블형(Sweevel Type) 신축이음
       두 개 이상의 엘보를 사용하여 나사회전에 의한 배관의 신축을 조절하며 특징은 다음과 같다.
       ① 온수난방이나 저압의 증기배관에 사용된다.
       ② 유체의 누설 염려가 있다.
       ③ 방열기에 연결된 가지배관에 주로 사용한다.


7. 감압밸브 (Pressure Reducing Valve)

  감압밸브의 상하운동에 의해 증기통로의 면적이 증감되면서 증기에 유속변화를 줘 증기의 압력을 감소시키는 밸브이다.

(1) 설치목적
    ① 고압의 증기를 저압으로 변화시킨다.
    ② 2차측 증기의 압력을 일정하게 유지한다.
    ③ 고압과 저압의 증기를 동시에 사용한다.
(2) 작동방법에 따른 종류
    ① 피스톤식
    ② 다이어프램식
    ③ 벨로우즈식

(3) 구조에 따른 분류
    ① 스프링식
    ② 추식

    ※ 감압밸브 전·후에 압력계 설치
       감압밸브 전 여과기와 기수분리기 설치
        바이패스 라인 설치
        바이패스 관의 직경은 주배관보다 직경이 작아야 한다.
(4) 설치시 주의사항
    감압밸브 설치시에는 고압측은 정지밸브, 여과기, 압력계를 설치하고, 저압측에는 정지밸브, 압력계, 안전밸브를 설치해야 한다. 그리고 감압밸브는 주증기관에 설치한다.

8. 증기트랩 (Steam Trap)
   증기배관에서 응축수(Drain)가 고이기 쉬운 곳에 설치하여 증기는 내보내기 않고 응축수만 배출하여 수격작용(Water Hammer)을 방지한다.
   * 설치목적 및 이점
     ① 수격작용 방지
     ② 관의 부식방지
     ③ 증기의 저항 감소
     ④ 증기의 열손실 및 효율 저하 방지
(1) 증기트랩의 구비조건
    ① 작동이 확실할 것
    ② 구조가 간단하고 내마모성이 클 것
    ③ 마찰저항이 적을 것
    ④ 공기빼기가 양호할 것
   ⑤ 누설이 없을 것
    ⑥ 내식성 및 내구성이 있을 것

    ※ 증기트랩의 점검법
      ① 배출상태를 이용하는 법
      ② 초음파 누출 탐지법
      ③ 사이트 글라스 이용법

(2) 증기트랩의 종류
    ① 응축수와 증기의 밀도차를 이용한 것 (기계식 트랩)
       ㉠ 버킷식 트랩 : 상향버킷 트랩, 하향버킷 트랩
       ㉡ 플로트식 트랩 : 레버플로트식 트랩, 프리플로트식 트랩, 볼플로트식 트랩
    ② 응축수와 증기의 온도차를 이용한 것 (온도조절식 트랩)
       ㉠ 임펄스식 트랩
       ㉡ 바이메탈식 트랩
       ㉢ 벨로우즈식 트랩(압력평형식 트랩)
    ③ 응축수와 증기의 열역학적 특성을 이용한 것 (열역학적 트랩)
       ㉠ 오리피스식 트랩 (충격식)
       ㉡ 디스크식 트랩 (서모다이나믹 트랩)

(3) 트랩의 용량
    증기트랩의 용량은 응축수의 시간당 배출량[㎏/h]으로 표시한다.
(4) 트랩의 배압 허용도

(5) 수격작용의 발생원인
    ① 증기관 내에 응축수가 고여 있을 때
    ② 주증기밸브를 급하게 열었을 때
    ③ Priming, Forming, Carry Over의 발생
    ④ 증기트랩의 고장
   ⑤ 증기관의 보온이 원활하지 못하였을 때
(6) 수격작용의 작용
    증기배관의 주증기 밸브를 급히 열었을 때 응축수가 증기에 섞여 밸브나 배관에 무리를 주는 작용을 함으로서 다음과 같은 나쁜 작용이 생긴다.
    ① 증기관 및 배관장치 등에 손상을 입힌다.
    ② 증기관의 주위에 시공한 보온재가 파손된다.
    ③ 증기 및 응축수가 누설된다(열손실 초래).


(7) 증기 축열기 (Steam Accumulator)
    보일러 가동 중 저부하시에 남은 잉여증기를 저장하였다가 과부하시에 긴급히 사용하는 잉여증기의 저장고로 과잉의 증기를 포화수와 같은 모양으로 저장 후 정압식과 변압식 방식으로 이용하는 장치이다.
    ① 정압식 : 잉여증기를 보일러 급수 중에넣어 그 열을 저장하고 정압의 상태에서 필요에 따라 축열을 이용하며 급수라인에 설치한다(급수쪽에 설치).
    ② 변압식 : 잉여증기는 물이 저장된 탱크로 보낸 후, 필요할 때 그 내부에 압력을 내려 자체에서 증기를 발생시켜 사용한다(증기쪽에 설치).


Ⅲ. 급수장치 (給水裝置)

   급수장치란 보일러 운전 중 부하변동시에 일정수위를 유지하기 위하여 거의 연속적으로 보일러 동내부로 물을 보충해 주는 모든 장치를 말한다.


1. 급수장치의 종류

(1) 급수탱크 (Feed Water Tank)
    보일러에서 사용되는 응축수(복수)가 부족할 때 이를 보충하기 위하여 지하수나 상수도수를 저장하였다가 사용하는 탱크이다.

(2) 응축수 탱크
    열사용처에서 사용된 증기가 물로 응축할 때 그 응축수가 회수된 후 보일러로 공급되는 탱크이다.
(3) 급수밸브
    전열면적이 10㎡ 이하에서는 15A 이상이며 10㎡ 이상에서는 20A 이상의 밸브가 필요하다. 급수밸브에는 정지밸브와 체크밸브가 사용된다.
(4) 급수펌프
    보일러에서는 항상 단독으로 최대증발량을 발생시키는 데 필요한 급수를 할 수 있는 2세트 이상의 급수펌프(인젝터 포함)를 갖추어야 한다.
(5) 기타 급수장치
    ① 급수관
    ② 급수처리 약품 주입탱크
    ③ 수압계
    ④ 급수량계
    ⑤ 급수내관

2. 급수장치와 급수펌프

(1) 급수장치
    ① 급수장치는 보일러에서는 항상 2세트 이상의 장치(급수펌프)가 설치되어야 한다(인젝터 포함)
    ② 다만 다음의 조건하에서는 1세트 이상이면 된다.
       ㉠ 전열면적이 12㎡ 이하의 보일러
       ㉡ 전열면적이 100㎡ 이하의 보일러
       ㉢ 소용량 보일러
    ③ 인접한 2개 이상의 증기보일러는 이들 보일러를 1개의 증기보일러로 간주하여 급수장치를 설치한다.
    ④ 급수장치의 능력은 최대 증발량의 25%이사의 능력을 갖추어야 한다.
    ⑤ 최고사용압력 1㎏/㎠ 미만의 보일러는 체크밸브를 생략할 수 있다.
(2) 급수펌프의 구비조건
    ① 고온, 고압에도 충분히 견디어야 한다.
    ② 급격한 부하변동에도 대응할 수 있어야 한다.
    ③ 작동이 확실하고 조작이 간편하여야 한다.
    ④ 저부하시나 고부하시에도 효율이 좋아야 한다.
    ⑤ 병렬운전에도 지장이 없어야 한다.
    ⑥ 회전식은 고속회전에 지장이 없어야 한다.
(3) 급수펌프의 동력계산
    ① 물을 실제로 공급하는데 필요한 펌프의 동력을 수동력 또는 수마력이라고 한다.

    ② 펌프의 축동력 : 펌프에서 실제 일어나는 마찰손실 등을 더한 동력이다.


    ③ 급수펌프의 구경 : 급수펌프의 크기는 토출구의 지름으로 표시되며 펌프의 구경(지름)은 소요급수량과 구경에 의해 계산된다.

(4) 급수펌프의 종류
    ① 동력펌프
       ㉠ 원심식 펌프 : 볼류트 펌프, 터빈 펌프
       ㉡ 왕복식 펌프 : 플런져 펌프 (단작동 펌프)
    ② 비동력 급수장치
       ㉠ 왕복식 펌프 : 워싱턴 펌프, 웨어펌프
       ㉡ 인젝터 : 메트로폴리탄형, 그레삼형
      ㉢ 환원기 : 응축수 회수탱크 (수압과 증기압 사용)
       ㉣ 급수탱크 (수두이용)
(5) 급수펌프의 특징과 원리

    ① 회전식 펌프
       ㉮ 터빈 펌프 (Turbine Pump)
          고압 다단식 펌프로서 임펠러와 안내날개가 있고 양정이 20m 이상의 큰 급수펌프에 해당하는 펌프이다.
          ⓐ 단수는 2~8단 정도이다.
          ⓑ 1단의 수압은 2.5~3.5㎏/㎠ 정도이다.

          ※ 플라이밍 : 원심펌프 가동 전 외부에서 펌프에 물을 채워주는 작업

       ㉯ 볼류트 펌프 (Volute Pump)
          터빈 펌프와 형태는 같으나 안내날개가 없고 양정이 20m 미만에 사용된다.

    ② 왕복동식 펌프
       ㉮ 플런저 펌프 (Plunger Pump)
          전동기를 사용하여 플런저가 크랭크 축의 회전으로 급수하는 펌프이다.
          ① 기름펌프로 사용한다.
          ② 고압용에 사용된다.
          ③ 형체가 작은 편이다.
          ④ 단작동식이다.
          ⑤ 구조가 복잡하다.
          ⑥ 토출흐름이 고르지 않아서 배관에 무리가 온다.
    ③ 비동력 왕복동식 펌프
       ㉮ 워싱턴 펌프 (Worthington Pump)
          증기의 압력에너지를 이용하여 피스톤을 작동시켜 급수를 행하는 비동력 펌프이다.
          ① 저압 소용량에 사용이 편리하다.
          ② 증기의 실린더 단면적이 물실린더 단면적보다 2배 정도가 크다.
          ③ 복동식 복작동의 펌프이다.
          ④ 증기를 이용하여야 급수가 흡입된다.
       ㉯ 웨어펌프 (Wer Pump)
          워싱턴 펌프와 동일한 구조이나 피스톤이 1쌍밖에 없는 펌프이다.
          ① 동력이 불필요하다.
          ② 급수량이 적다.
          ③ 예비용 급수펌프로 이상적이다.
          ④ 무동력 펌프라서 증기가 필요하다.
(6) 펌프의 이상현상
    ㉮ 공동현상 (Cavitation)
       펌프의 운전 중 흡입관에서 마찰저항 증가로 펌프실 내의 진동, 소음, 급수불능, 부식 등이 발생하여 펌프의 성능이 저하된다.
      → 펌프 운전 중 유체의 압력이 과도하게 낮아질 경우 유체의 속도가 빨라진다. 이럴 경우 포화증기압 역시 낮아져 쉽게 증발이 일어나게 된다. 마찰저항의 경우 캐비테이션의 주요원인이 아니라 위의 원인에 따르는 부수적이 요소일 뿐이다.
       ① 캐비테이션 발생조건
          ㉠ 펌프와 흡수면 사이의 수직 거리가 너무 길 경우 : 물을 흡입하기 위하여 과도하게 압력을 낮춰야 하기 때문에 포화증기압 낮아져 쉽게 발생할 수 있다.
          ㉡ 펌프에 물이 과속으로 흐를 때 (임펠러의 회전속도가 빠를 때) : 속도가 빠르므로 압력이 과도하게 낮아지고, 이것은 ㉠에서와 마찬가지로 포화증기압이 낮아져 쉽게 발생할 수 있다.
          ㉢ 관속을 유동하고 있는 물속의 어느 부분이 고온일 경우 포화증기압이 높아져 쉽게 발생할 수 있다.
              아래 그림을 보면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

       ② 캐비테이션 발생에 따르는 현상
          ㉠ 소음과 진동
          ㉡ 양정과 효율의 저하
          ㉢ 임펠러 침식
       ③ 캐비테이션 방지법
          ㉠ 펌프설치 높이를 낮추에 흡입양정을 짧게 한다. : 압력을 조금만 낮춰도 흡입이 쉽게 될 수 있도록
          ㉡ 펌프회전수를 낮추에 흡입 비교회전도를 적게 한다. : ㉠과 같은 뜻이다.
          ㉢ 양흡입펌프를 사용한다.
    ㉯ 서징현상 (Surging)
       공동현상에 의해 발생된 기포가 흐름이 정상적으로 돌아오면서(압력이 높아지면서) 기포가 깨져 맥동을 일으키는 현상으로 발생원인은 다음과 같다. : 캐비테이션에 의해 발생된 기포는 발달단계를 거쳐 유체의 압력이 높아지면서 소멸하게 되는데 이렇게 소멸하면서 배관이나 임펠러 등에 충격을 주게 된다. 이러한 충격이 지속될 경우 임펠러가 깨지거나, 배관이 약해진다.
       ① 배관 중에 물탱크나 공기탱크가 있을 경우
       ② 유량 조절밸브가 탱크 뒤쪽에 있을 경우
       ③ 펌프의 양정이 과도하게 높을 경우

3. 인젝터 (Injector)
   비동력 급수장치로서 중소형 보일러에 예비급수용으로 많이 사용된다(보일러에서 발생한 증기를 사용한다).
   → 증기압 2㎏/㎠ 이상의 증기(보조증기)로 공급되는 급수를 가열하여 공급하는 보조급수펌프이다.
   ① 작동원리
      증기의 열에너지 → 운동에너지 → 압력에너지 → 급수
   ② 종류
      ㉠ 메트로폴리탄형 (Metropolitan) : 급수온도 65℃ 이하에 사용
      ㉡ 그레삼형 (Grasham) : 급수온도 50℃ 이하에 사용
   ③ 내부구조 (노즐이용)
      ㉠ 증기노즐
      ㉡ 혼합노즐
      ㉢ 토출노즐 (분출노즐)
   ④ 인젝터 작동순서 (시동순서)
      ㉠ 출구정지밸브를 연다.
      ㉡ 급수밸브를 연다(급수밸브).
      ㉢ 증기밸브를 연다.
     ㉣ 핸들을 연다.
   ⑤ 인젝터 정지순서
      ㉠ 핸들을 닫는다.
      ㉡ 급수밸브를 닫는다.
      ㉢ 증기밸브를 닫는다.
     ㉣ 출구정지밸브를 닫는다.
   ⑥ 인젝터 급수불능 원인
      ㉠ 급수온도가 50~55℃ 이상일 경우
      ㉡ 증기압력이 2㎏/㎠ 이하, 10㎏/㎠ 이상으로 높을 경우
      ㉢ 인젝터 자체의 과열
     ㉣ 노즐의 마모나 폐쇄
      ㉤ 체크밸브 고장

      ㉥ 흡입관에 공기가 새어들 때
      ㉦ 증기속에 수분이 많을 경우
   ㉮ 인젝터의 특징
      ① 인젝터 사용상의 장점
         ㉠ 구조가 간단하고 소형이다.
         ㉡ 설치장소를 적게 차지한다.
         ㉢ 증기와 물이 혼합하여 급수가 예열된다.
         ㉣ 별도의 소요동력이 필요없다.
      ② 인젝터 사용상의 단점
         ㉠ 급수용량이 부족하다.
         ㉡ 흡입양정이 낮다.
         ㉢ 급수량 조절이 곤란하다.
         ㉣ 급수의 효율이 낮다(40~50%)
         ㉤ 급수에 시간이 많이 걸린다.
         ㉦ 인젝터가 과열되면 급수가 곤란하다.

4. 환원기 (Return Tank) : 수두압과 증기압을 이용
   응축수를 회수하여 보일러의 급수로 공급하는 급수펌프의 대용으로 소용량 보일러에서 사용되며 환원기 내 급수량 수두압과 보일러에서 발생되는 증기압을 동시에 이용하여 급수한다. 탱크를 보일러보다 1m 이상 높게 설치한다.


5. 급수내관 (Feed Water Injection Pipe)
   보일러 급수내관의 길이 방향으로 관을 설치하여 양선단은 폐쇄된 상태이고 관의 하부는 적당한 간격으로 작은 구멍을 뚫고 그 뚫은 구멍으로 급수를 분포시키는 관을 급수내관이라 한다.

   ① 급수내관의 설치목적
      보일러 동판의 국부적 냉각으로 생기는 부동팽창 방지
   ② 급수내관의 설치위치 : 보일러의 안전저수위보다 50㎜ 낮게 설치한다.
      ㉠ 부착위치가 너무 높으면
         ⓐ 증기 속에 수분이 함유되기 쉽다.
         ⓑ 급수내관이 수면위로 노출되어 과열된다.
      ㉡ 부착위치가 너무 낮으면
         ⓐ 급수로 인한 동 저면의 냉각으로 열응력을 일으키기 쉽다.
         ⓑ 관이 노출되어 재질이 손상되기가 쉽다.
   ③ 급수량계 : 보일러에 공급되는 급수량을 측정한다.
      ㉠ 용적식 유량계
      ㉡ 임펠러식 유량계


6. 급수밸브의 종류
   ① 앵글 밸브 (Angle Valve) : 유체의 흐름을 직각 방향으로 바꿀 때 사용되는 밸브이다.
   ② 글로우브 밸브 (Glove Valve) : 옥형변이라고도 하며 특징은 다음과 같다.
      ㉠ 유체의 저항이 크다.
      ㉡ 가볍고 가격이 싸다.
      ㉢ 유량조절이 용이하다.
      ㉣ 고압이나 기체 배관 등에 사용된다.

      ※ 규격 : 전열면적 10㎡ 초과 - 호칭지름 20A 이상
                   전열면적 10㎡ 이하 - 호칭지름 15A 이상

   ③ 슬루우스 밸브 (Sluice Valve) : 게이트 밸브이며 특징은 다음과 같다.
      ㉠ 유체의 저항이 작다.
      ㉡ 양정이 커서 여닫을 때 시간이 걸린다.
      ㉢ 절반만 열면 밸브가 마모되기 쉽다.
      ㉣ 유량조절이 불가능하다.

   ④ 체크 밸브 (Check Valve) : 역정지밸브로서 유체의 역류를 방지하며 유체가 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 밸브로 스윙식과 리프트식이 있다.
      ㉠ 스윙식의 특징
         ⓐ 밸브 자체가 좌우로 회전된다.
         ⓑ 마찰저항이 작다.
         ⓒ 수직, 수평관에 모두 사용된다.

      ㉡ 리프트식의 특징
         ⓐ 밸브가 상하 수직으로만 운동된다.
         ⓑ 수평관에만 사용된다.
      ㉢ 디스크 체크밸브
         역류를 방지하기 위한 조절밸브와 보일러 급수라인에 설치한다. 체크밸브에 있는 스프링은 보일러에 압력이 없을 때 높은 위치에 설치된 급수탱크에 있는 물의 수두에 대응하여 보일러의 넘침을 방지한다.

   ⑤ 푸트 밸브 (Foot Valve)
      ㉠ 펌프의 흡입관에 설치한다.
      ㉡ 흡입관에 흡입된 물의 역류에 의한 유출 방지용이다.
      ㉢ 체크밸브 역할을 한다.
   ⑥ 콕 (Cock)
      구멍이 뚫린 원추를 90˚나 180˚로 회전시켜 유체의 흐름을 차단 또는 조절하는 것으로서 일명 플러그 밸브라고도 하며 특징은 다음과 같다.
      ㉠ 콕의 유체통로 면적과 관의 통로면적이 같고 일직선이다.
      ㉡ 유체의 저항이 작다.
      ㉢ 유체의 통로 여닫음이 빠르게 이루어진다.
      ㉣ 접촉면이 커서 누설이 다소 생길 수 있다.

      ※ 보일러에서의 사용처 : 검수콕, 검사콕
          보일러에서의 콕의 종류 : 2방콕, 3방콕, 4방콕

Ⅳ. 분출장치

1. 분출장치 (Blow Off Attachment)의 필요성
   급수 중의 불순물과 처리약제의 반응에 의한 고형물질이 관내에 농축되어 하부에 슬러지로 침전되거나 스케일로 부착되어 효율저하 및 캐리오버에 의한 이상장해가 유발된다. 따라서 이들에 의한 장해를 예방하기 위한 수단으로 연속 블로다운이 필요하다.

2. 분출장치의 종류
   보일러수의 농축을 방지하여 물의 순환을 양호하게 하기 위한 설비로 그 종류로는 수면분출장치, 수저분출장치가 있고, 분출방법에는 연속분출과 간헐분출이 있다.
   ㉮ 수면분출장치(연속 블로다운)
      보일러 상부 수면에 떠 있는 유지분이나 불순물 등의 부유물질 배출을 목적으로 한다. 대용량 보일러에서 불순물이 생기는 즉시 연속적으로 양을 조금씩 계속 연속하여 분출한다(부착위치 : 정상수위보다 12.7㎜ 낮게 설치한다).

   ㉯ 수저분출장치 (단속 블로우)
      보일러 하부에 잇는 슬러지나 침전물로 농축된 물을 밖으로 분출하여 관석의 부착을 방지하기 위한 것으로 동저부에 부착한다.


3. 분출장치의 설치목적
   ㉠ 보일러수의 농축을 방지한다.
   ㉡ 전열면에 스케일 생성을 방지한다.
   ㉢ 관수의 순환을 좋게 한다.
   ㉣ 보일러수의 pH조정을 한다(가성취화를 방지)
      → 급수 pH : 8~9(8.5), 보일러수(관수) pH : 10.5~11.8
   ㉤ 프라이밍이나 포밍을 방지한다.
   ㉥ 보일러 고수위 운전을 방지한다.

4. 분출시기
   ㉠ 보일러 점화 전에 실시한다(1일 1회).
   ㉡ 연속운전인 보일러에는 부하가 가장 가벼울 때 실시한다.
   ㉢ 프라이밍, 포밍 현상이 발생할 경우에 실시한다.
   ㉣ 고수위일 경우 실시한다.
   ㉤ 관수가 농축되었을 때 실시한다.

5. 주의사항
   ㉠ 분출작업은 반드시 2인 1조로 분출한다.
   ㉡ 동시에 여러 대의 보일러에서 분출을 하여서는 안된다.
   ㉢ 분출이 끝나면 분출밸브나 콕이 확실하게 닫혀 있는지 확인한다.
   ㉣ 분출관의 끝이 보이게 설치하면 더욱 좋다.
   ㉤ 저수위 이하로 분출하지 않는다.
   ㉥ 1일 1회 이상 분출한다.

6. 분출방법(취출방법)
   ㉠ 분출시에는 콕이나 밸브를 신속하게 열어준다.
   ㉡ 보일러 가까이에는 콕이 설치되고, 밸브가 멀리 장착됨으로써 분출시에는 콕을 먼저 연다.
   ㉢ 작업이 끝나면 밸브를 먼저 닫는다.

   ※ 단, 저압보일러의 경우 밸브가 먼저 설치되는 경우가 많으므로 작업순서는 밸브를 먼저 연다.


7. 분출밸브와 콕
   ㉠ 분출밸브크기 : 지름 25~65㎜ 이하 (전열면적 10㎡ 이하의 보일러는 20㎜ 이상)
   ㉡ 보일러 가까이에는 콕 등의 급개형 밸브를 장착하고 그 다음에 서개형(게이트밸브)를 설치한다.
   ㉢ 최소한 7㎏/㎠ 이상의 압력에 견디는 것이어야 한다.
   ㉣ 침전물이나 스케일이 퇴적되지 않는 구조여야 한다.
   ㉤ 분출콕은 글랜드를 갖는 것이어야 한다.

8. 분출량과 분출률 계산


Ⅴ. 여열장치 (폐열회수장치)
    보일러에서 배기되는 연소가스의 여열을 이용하기 위하여 각종 부속기구를 연도에 설치한 후 보일러 열효율을 높이기 위하여 설치되는, 연소가스의 폐열을 이용하는 장치로 그 종류로는 과열기, 재열기, 절탄기 및 공기예열기 등을 총칭하여 여열장치라고 한다.

1. 과열기 (Super Heater)
   포화증기를 가열하여 압력은 일정하게 유지하면서 증기의 온도를 높이는 장치이다.
(1) 과열기의 특징
    ① 장점
       ㉠ 배관 및 장치의 부식방지
       ㉠ 증기관 내의 마찰저항 감소
       ㉢ 적은 증기량으로 많을 일을 함
       ㉣ 증기기관의 이론적인 열효율 상승
       ㉤ 증기의 엔탈피 증가
       ㉥ 연료의 절감효과
    ② 단점
       ㉠ 고온의 증기에 의해 배관 및 열설비 계통에 손실을 자져옴
       ㉠ 증기의 열에너지가 많아 열손실이 많아짐
       ㉢ 연소가스의 저항으로 압력손실이 많아짐
       ㉣ 고온부식이 발생함
       ㉤ 설비비가 고가임

(2) 과열기의 전열방식에 의한 분류
    ① 복사 과열기 : 과열기를 연소실내에 설치하여 복사열을 이용한다.
    ② 대류 과열기 : 연도에 설치하여 연소가스의 대류열을 이용한다.
    ③ 복사대류 과열기 : 연소실 출구에 설치하여 복사열과 대류열 모두를 이용한다.
(3) 연소가스의 흐름상태에 의한 분류
    ① 병류형 : 증기와 연소가스가 같이 지나면서 열교환이 되며 관의 손상이 적고 온도차가 적다.
    ② 향류형 : 연소가스와 증기의 흐름이 반대방향으로 지나면서 열교환이 된다.
    ③ 혼류형 : 향류와 병류형의 조합이다.

(4) 과열증기의 온도조절 방법
    ① 과열증기를 통하는 열가스량을 댐퍼로 조절한다.
    ② 연소실 내의 화염의 위치를 바꾸어 준다.
    ③ 저온의 가스를 연소실 내로 재순환시켜 준다.
    ④ 과열증기에 습증기 일부를 혼합한다.
    ⑤ 과열저감기(표면냉각 분무기)의 사용방법


2. 재열기 (Reheater)
   과열기에서 발생한 과열증기가 고압터빈에서 팽창이 끝나고 응축하기 직전에 회수하여 재가열, 과열증기로 만들어 저압터빈에서 팽창하도록 하는 장치로 주로 발전소, 선박기관 등에 사용하며 용도는 과열기와 같다.
(1) 재열기의 종류
    ① 열가스를 이용한 재열기
       ㉠ 전열방식 이용 : 복사재열기, 접촉재열기
       ㉡ 연소방식 이용 : 직접연소식, 간접연소식
    ② 증기를 이용한 재열기

(2) 여열장치의 설치순서
    증발관 → 과열기 →재열기 →절탄기 →공기예열기

3. 절탄기(Economizer)
   보일러 배기가스의 여열을 이용하여 급수를 예열하는 장치로서 보일러에서 배기되는 열손실은 전체 발열량의 약 20% 정도이며 이 열을 회수하여 열효율을 높게 하고 연료를 절감한다.

   ① 장점
      ㉠ 일부의 불순물 제거
      ㉡ 열응력 감소
      ㉢ 증발능력 상승
      ㉣ 열효율 향상
      ㉤ 연료의 사용량 절감
   ② 단점
      ㉠ 설비비가 비싸다.
      ㉡ 배기가스의 압력손실로 통풍력 감소
      ㉢ 연소가스의 온도저하에 의한 통풍 손실
      ㉣ 저온부식 발생 우려
   ③ 절탄기에서 급수온도를 10℃ 높일 때마다 보일러 효율은 약 1.5% 증가하며 또한 절탄기의 출구온도는 170℃ 이상이어야 저온부식이 방지된다.

4. 공기예열기 (Air Preheater)
   연소용 공기를 예열하는 장치로 보일러에서 굴뚝으로 가는 가스(약 200~400℃)의 여열을 이용하여 화실(火室)에 보내는 연소용 공기를 가열하는 장치이다(연도 내에서 절탄기 다음에 설치).
(1) 공기예열기의 특징
    ① 장점
      ㉠ 보일러 효율이 5~10% 정도 향상
      ㉡ 연소용 공기 예열로 연료의 착화열 감소
      ㉢ 노내의 온도가 높아져 열전도 향상
      ㉣ 적은 공기로 완전연소가 가능하고 연소효율 향상
      ㉤ 과잉공기가 적어도 됨
   ② 단점
      ㉠ 설비비가 비싸다.
      ㉡ 배기가스의 저항이 증가하여 강제통풍이 요구된다.
      ㉢ 배기가스 중의 황산화물에 의한 저온부식이 발생된다.

(2) 공기예열기의 적정온도
    ① 공기예열기 공기의 예열온도는 180~350℃ 정도가 알맞다.
    ② 공기예열기에서 연소용 공기의 온도를 25℃ 정도 높일 때마다 열효율이 1% 정도씩 높아진다.
(3) 구조에 의한 공기예열기의 분류
    증기식 공기예열기, 급수식 공기예열기, 가스식 공기예열기 등이 있으나 주로 가스식이 사용되며 다음은 가스식 공기예열기의 종류이다.
    ① 전열식 공기예열기(전도식)
       ㉠ 강관형의 공기예열기 : 열가스는 예열기관 내로, 연소용 공기는 용기 내를 통과하면서 공기가 예열된다.
       ㉡ 강판형의 공기예열기 : 좁은 간격에서 중첩된 강판의 양측면 사이로 연소가스와 공기가 교차되면서 열교환이 이루어진다.
    ② 축열식(재생식) 공기예열기
       재생식 공기예열기(융그스트륨식)은 전열면적이 크고 소형으로 제작된다. 중대형보일러에 사용되면 축의 회전속도는 3~5RPM이며, 그 종류는 회전식, 이동식, 고정식이 있다.

(4) 공기예열기 사용상의 주의사항
    ① 전열면의 저온 부식에 주의한다.
    ② 급작스럽게 연소가스를 보내면 공기예열기가 열에 의해 팽창하게 된다.
    ③ 전열을 좋게 하기 위하여 수시로 그을음 등의 불순물을 제거한다.
    ④ 과열을 방지(국부 과열방지)한다.
    ⑤ 회전식 공기예열기는 보일러 가동 전에 운전을 시켜야 한다.
    ⑥ 관형의 공기예열기에는 에어클리너형의 그을음 제거기를 사용한다.

5. 수면 측정장치

(1) 수면계 (Water Gauge)
    증기보일러에 부착하여 보일러 동 내부 수위의 고·저를 지시하여 수면의 높이가 측정되는 장치이다.
    ㉮ 수면계의 종류
       ① 원형유리 수면계
       ② 평형반사식 수면계
       ③ 평형투시식 수면계
       ④ 2색 수면계
       ⑤ 멀티포트식 수면계

    ㉯ 수면계 설치위치
       수면계의 하단부는 보일러의 안전저수위와 일치시킨다.
    ㉰ 수면계 부착방법
       강철제 보일러나 주철제 보일러는 수면계를 보호하기 위하여 수주관을 설치한 후 부착하는 것이 좋다.

       ① 수면계의 수위가 높은 현상(고수위)
          ㉠ 증기부의 용적이 좁아져서 습증기가 발생한다.
          ㉡ 프라이밍이 유발된다.
       ② 수면계의 수위가 낮은 현상(저수위)
          ㉠ 수위 감소의 원인이 된다.
          ㉡ 전열면 과열의 원인이 된다.
    ㉱ 수면계 시험회수
       수면계는 1일 1회 이상 반드시 시험하여 고장이나 연락관의 폐쇄를 방지하여야 한다.
    ㉲ 수면계 점검시기
       ① 보일러 점화 전
       ② 증기압이 올라갈 때
       ③ 두개의 수면계 수위가 다를 때
       ④ 수위 지시값이 의심스러울 때
       ⑤ 프라이밍, 포밍이 발생할 때
       ⑥ 수면계를 새 것으로 교체했을 때
    ㉳ 수면계 점검순서
       ① 물콕 증기콕을 닫는다.
       ② 드레인 콕을 열고, 수면계 내부의 물을 배수한다.
       ③ 물콕을 열고 물을 분출한 후 다시 닫는다.
       ④ 증기콕을 열고 증기분출 여부를 확인한 후 닫는다.
       ⑤ 수면계의 드레인 콕을 닫는다.
       ⑥ 증기콕은 조금씩 열어 유리관을 따뜻하게 하고 물콕을 천천히 연다.
    ㉴ 수면계 유리관 파손 원인
       수면계가 파손되면 제일 먼저 물의 누설을 방지하기 위하여 물콕을 닫은 후 증기콕을 닫는다.
       ① 외부에서 충격을 받았을 때
       ② 수면계의 너트를 너무 무리하게 조였을 때
       ③ 유리관의 장기간 사용으로 열화가 되었을 때
       ④ 유리관의 재질이 불량한 경우
       ⑤ 급열, 급냉시
(2) 수주관
    ㉮ 재질상 사용압력
       ① 주철제 : 최고사용압력이 16㎏/㎠ 이하에 사용한다.
       ② 주강제 : 최고사용압력이 16㎏/㎠ 이상에 사용한다.
    ㉯ 설치목적
       ① 수면계 연락관의 폐쇄 방지
       ② 수면계 유리판 보호
       ③ 수면계 교환 편리
       ④ 수면계 점검 및 청소 용이

    ㉰ 수주 연락관 크기
       수주와 보일러를 연걸하는 관은 호칭 20A 이상이 필요하며 수주에는 20A 이상의 분출관이 별도로 장치된다.
    ㉱ 연락관 설치위치
      ① 물 쪽 연락관은 수주 및 수면계의 경우 안전저수위보다 낮은 위치에 설치한다.
       ② 증기관 쪽 연락관 설치는 수주 및 수면계와 같이 수면계가 보이는 최고수위보다 높은 위치에 설치한다.
    ㉲ 검수콕 (Test Cock)
       ① 3개의 콕으로 고수위, 중수위, 저수위 위치에 각각 부착한다.
       ② 콕의 개폐로 증기나 물의 취출상태가 나타난다.
       ③ 저압 소용량 보일러에 사용된다.
       ④ 보일러 본체나 수주에 검수콕을 설치한다.

6. 보염장치 (착화와 화염안정장치)

(1) 설치목적
    ① 연소용 공기의 흐름을 조절하여 준다.
    ② 확실한 착화가 되도록 한다.
    ③ 화염(불꽃)의 안정을 도모한다.
    ④ 화염의 형상을 조절한다.
    ⑤ 연료의 분무를 촉진시킴과 동시에 공기와의 혼합을 양호하게 한다.
    ⑥ 노내의 온도 분포를 균일하게 하여 국부과열을 방지한다.
(2) 종류
    ㉮ 윈드박스(Wind Box : 바람상자)
       바람상자가 사용되는 경우 내부는 다수의 안내날개가 경사지게 구비되어 있으며 압입통풍방식에 의해서 들어오는 연소용 공기가 선회류(旋回流)를 형성하면서 연료와 공기의 혼합을 촉진시켜 안정된 공기를 노내로 투입시킨다. 특히 압입통풍 방식에 유리한 것이 특징이다.

    ㉯ 스태빌라이저 (Stablizer, 보염기)
       점화에 의하여 착화 화염이 버너 선단에서 공급공기에 의해 꺼지지 않도록 연속적으로 일정한 연소를 하게 하는 장치로서 안정된 화염을 갖도록 하며 종류는 다음과 같다.
       ① 선회기 방식 : 축류식, 반경류식, 혼류식
       ② 보염판 방식 : 보염판 사용

    ㉰ 버너 타일
       노에 분사되는 연료와 공기의 속도분포와 흐름의 방향을 조정하여 연료과 공기의 혼합을 양호하게 한다.

    ㉱ 콤버스터
       버너타일과 함께 연소실의 한 부분을 겸하며 급속연소를 시켜 분출흐름의 모양을 다듬고 저온의 노에서 연소를 안정시키는 목적에 쓰이며 설치목적은 다음과 같다.
       ① 연료의 착화를 손쉽게 한다.
       ② 저온의 노에서 연소를 안정시킨다.
       ③ 완전연소를 촉진시킨다.


7. 매연취출장치
   구조가 복잡한 보일러 연소실에 부착하여 손으로는 쉽게 청소하지 못하는 곳의 그을음, 분진, 용융회(재) 등을 청소하는 장치로 증기분사, 공기분사, 물분사의 형식이 있으며 주로 수관식 보일러에 사용한다.
   ① 롱레트렉터블형 (Long Retractable Type, 삽입형) - 고온전열면 블로워 및 공기예열기 블로워(Blower)
      긴 분사관을 이용하여 선단에 노즐을 설치하며, 주로 고온의 전열면에 사용된다.
   ② 로터리형 (Rotary Type, 회전형) - 저온 전열면 블로워
      회전을 하면서 분사청소하는 것으로 저온의 전열면(연도 등)에 사용된다.
   ③ 소터레트렉터블형 (Short Retractable Type) - 연소노벽 블로워 및 총형(Gun Type)
      일반적인 전열면에 사용된다.
   ④ 에어히터 클리너 (Air Heater Cleaner)

   ※ 슈트 블로 사용시 주의사항
       ① 부하가 적거나(50% 이하), 소화(消火) 후에는 사용하지 말 것
       ② 분출하기 전 연도(煙道) 내 배풍기(排風機)를 사용하여 유인(誘引)통풍을 증가시킬 것
       ③ 분출기 내의 응축수를 배출시킨 후 사용할 것
       ④ 한 곳에 집중적으로 사용함으로 전열면에 무리를 주지 말 것



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