01보일러

• 입형 – 코그란, 입형연관, 입형횡관
• 노통 – ❶코르니쉬, ❷랭커셔
• 연관 – 횡연관식, 기관식, 케와니
• 노통연관 – 스코치, 하우덴존스, 노톤연관패키지

❶ 코르니쉬(Cornish)
❷ 랭커셔(Lancashire)

• 전열면적을 증가시키기 위하여
• 화실의 벽을 보강하기 위하여
• 보일러수의 순환을 돕기 위하여

• 내식이므로 발산열량손실이 적다
• 보일러의 크기에 비해 전열면적이 크고 효율이 좋다(관)
• 내부청소가 간단하지 않고, 급수처리가 필요하다(관)
• 고압이나 대용량보일러에 적합하지 않다.(연)

보유수량이 적다

장점 (Pros)

• 고압·대용량에 적합:
  원통형에 비해 구조적으로 강하며, 대용량 증기 발생에 유리하다.
• 높은 효율:
  전열 면적이 넓고 보일러수 순환이 빨라 열효율이 높다.
• 빠른 증기 발생:
  보유 수량이 적어 가동 후 증기 발생까지 걸리는 시간이 짧다.
• 설계의 유연성:
  외분식 연소 방식을 채택하여 연료의 종류나 연소실 형상을 자유롭게 설계할 수 있다.
• 안전성:
  보유 수량이 적기 때문에 파열 시 피해 규모가 상대적으로 작다.
• 용량에 비해 경량이다
  

단점 (Cons)

• 엄격한 수처리 필요:
  수관 내부의 스케일 부착과 부식을 방지하기 위해 고도의 급수 처리가 필수적이다.
• 부하 변동에 취약:
  보유 수량이 적어 부하 변화에 따른 압력 및 수위 변동이 심하다.
• 높은 초기 비용 및 유지보수:
  구조가 복잡하여 제작비가 비싸고, 내부 청소나 수리·검사가 어렵다.
• 고도의 운전 기술:
  시스템이 복잡하므로 전문적인 취급 기술과 주의가 필요하다.

❶ 자연순환식 :
보일러수의 비중량차에 의하여 자연순환하는 형식

❷ 강제순환식 : 
순환펌프를 설치하여 보일러수를 강제로 순환시키는 형식
(라몽트(lamont) 보일러, 벨록스(velox))

❸ 관류식 :
증기드럼 폐지하고 긴관을 제작, 구성하여 관의 한 끝에서 펌프로 압송된 물을 가열, 증발, 과열의 과정을 거쳐 증기가 발생되는 형식

• 큰 지름의 수관을 사용한다
• 기수분리를 신속하고 충분히 행한다.
• 강수관이 가열되지 않도록 한다.
• 수관의 배열을 수직으로 설치한다.
• 방해판을 적당한 위치에 설치하여 열가스와 수관군의 접촉을 알맞게한다.

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기수 드럼의 아랫부분에서 포화온도에 도달한 포화수와 발생된 증기가 체류할수 있는 공간이 필요하기때문에 하부의 물드럼보다 크게 하여야 한다.

• 전열면적의 증가로 증발량이 많아진다
• 연소실내의 복사열을 흡수한다
• 연소실 노벽을 보호한다
• 연소실 열부하를 높인다 
• 노벽의 무게를 경감시킬 수 있다

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• 보유수량(적음/많음)
• 파열시피해(작음/큼)
• 용도(고압대용량/저압소용량)
• 압력변화(큼/작음)
• 부하변동에 대한 대응(어려움/쉬움)
• 급수처리(복잡함/쉬움)
• 급수조절(어려움/쉬움)
• 전열면적(큼/작음)
• 증기발생시간(짧음/긺)
• 효율(높음/낮음)
• 구조(복잡함/간단함)
• 제작(어려움/용이함)
• 가격(비쌈/저렴함)
• 취급(어려움/쉬움)

드럼이 없다, 보유수량이 적다, 급수처리

장점 (Pros)

• 고압 및 대용량에 적합: 
  드럼이 없어 압력에 견디기 쉬우며, 임계압 이상의 초임계압 보일러로 제작이 가능
• 보유 수량이 적음: 
  관으로만 구성되어 있어 보유 수량이 매우 적다.
• 기동 시간이 짧음: 
  보유 수량이 적어 예열 시간이 짧고, 부하 변동에 대한 추종성이 매우 빠름 (약 5~10분 내외 기동 가능)
• 소형·경량화 가능: 
  드럼이 없으므로 설치 면적이 작고 배치 모양을 자유롭게 설계할 수 있다.
• 폭발 시 피해가 적음: 
  보유 수량이 적고 드럼이 없어 파열 사고 시 피해 규모가 상대적으로 작습니다.
• 순환비가 1이므로 드럼이 필요 없다.

단점 (Cons)

• 고순도의 급수 필요: 
  드럼에서 불순물을 농축·배출(Blow-down)할 수 없으므로, 스케일 방지를 위해 매우 엄격한 급수 처리가 요구됩니다.
• 정밀한 자동제어 필수: 
  부하 변동에 따라 급수량과 연료량을 즉각 조절해야 하므로 고성능의 자동제어 장치가 필요합니다.
• 펌프 동력 소비가 큼: 
  가늘고 긴 관을 강제로 통과시켜야 하므로 급수 펌프의 압력이 높아야 하며 동력 소모가 큽니다.
• 국부 과열의 위험: 
  관내 스케일이 부착되거나 급수가 부족할 경우 특정 부위가 쉽게 과열되어 손상될 수 있습니다.
• 저부하 운전의 어려움: 
  순환식이 아니므로 최저 유량 이하로 부하가 떨어지면 관 보호를 위해 운전이 어렵습니다.
• 발생증기 중에 포함된 수분을 분리하기 위하여 기수분리기를 설치

• 슐저
• 벤슨
• 소형 관류 보일러 ,
• 램진

수관은 외경, 연관은 내경기

2601

• 연료를 전처리하여 바나듐 성분을 제거할 것
• 배기가스온도를 바나듐 융점인 550도 이하가 되도록 유지
• 연료에 첨가제를 사용하여 바나듐의 융점을 높인다
• 부착물의 성상을 바꾸어 전열면에 부착하지 못하도록 한다
• 고온의 전열면을 내식재료로 피복한다
• 전열면의 온도가 높아지지 않도록 설계온도 이하로 유지

연료 중에 함유된 유황분이 연소되어 (아황산가스(SO₂))가 되고 이것이 다시 (오산화바나듐(V₂O₅))의 촉매작용에 의하여 과잉공기와 반응하여 일부분이 (무수황산(SO₃))이 되고 이것이 연소가스 중의 (수증기(H₂O))와 화합하여 (급수예열기나 공기예열기) 등과 같은 저온의 전열면에 응축되어 황산(H₂SO₄)이 되어서 심한 부식을 일으키는 것이다.

• 연소가스를 노점이상으로 유지한다
• 연료중 황을 제거한다
• 무수황산을 다른 생성물로 변경시킨다.
• 첨가제를 첨가하여 황산증기의 노점온도를 낮춘다
• 과잉공기를 적게하여 배기가스중 산소를 감소시킨다.