03보일러 부속장치

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목차

01집진장치 F7

#집진

종류23B0422A0317B01
장단20A0220C0616C07
건식22B1219B0417C03
세정20A02

집진장치의 종류

F9 집진장치(*종류)
  • 습식집진장치:
    유수식 :
    가압수식 : 벤투리, 사이클론, 제트스크러버, 충진탑
    회전식 :
  • 건식집진장치:
    중력식, 관성력식, 원심식, 여과식,
  • 전기식집진장치:
    코드렐식

2601

각 집진기의 집진원리 및 특성

02급수장치

#급수 #캐배테이션 #워터해머

급수펌프

캐비테이션(공동현상)

B24 캐비테이션

❶ 2단펌프를 사용한다
❷ 흡입관의 손실수두를 줄인다
❸ 펌프의 위치를 낮춰 흡입양정을 짧게 한다
양흡입 펌프를 사용한다
●펌프의 회전수를 낮춘다 

 2601

서징(맥동현상)

워터해머(수격작용)

B25 수격작용

배관 내부에 체류하는 응축수가 송기 시에 고온 고압의 증기에 의해 배관을 심하게 타격하여 소음을 발생하는 현상으로 배관 및 밸브류가 파손될 수 있다

❶ 주증기 밸브를 서서히 개방할것
❷ 캐리오버를 방지할것
❸배관을 가능하면 직선으로 시공한다
● 증기배관의 보온을 철저히 할 것
● 응축수가 체류하는 곳에 증기트랩을 설치할 것
● 응축수 드레인 빼기를 철저히 할 것
● 송기 전에 소량의 증기로 배관을 예열할 것(난관조작)

인젝터

B81 인젝터

증기가 보유하고 있는 열에너지를 속도에너지로 전환시키고
압력에너지로 바꾸어 보일러에 급수하는 장치로 급수가
증기에 의해 예열되어 급수 엔탈피가 증가되기 때문에
연료소비량이 감소한다.

  • 설치에 넓은 장소를 요하지 않는다
  • 급수예열효과가 있다
  • 가격이 저렴하다
  • 자체로서의 양수효율은 낮다

펌프 출구밸브 잠금→인젝터 출구 측 밸브 개방
→인젝터 급수/증기밸브 개방→인젝터 핸들개방

03연소배기가스의 분석목적

  • 공기비를 계산하여 최적의 연소효율을 도모
  • 연소가스의 조성 파악
  • 연소 상태 파악

04제어방식 J1

#제어

제어방식

J13 자동제어(시퀀스,피드백,인터록)

❶ 시퀀스 제어 : 
미리 정해진 순서에따라 다음 동작이 연속으로 이루어지는 제어로 자동판매기, 보일러의 점화 등이 있다.
❷ 피드백 제어 :
제어량의 크기와 목표값을 비교하여 그 값이 일치하도록 되돌림 신호를 보내어 수정동작을 하는 제어방식
❸ 인터록제어 :
보일러의 안전한 운전을 위하여 어떤 일정한 조건이 충족되지 않으면 다음 단계의 동작이 작동하지 못하도록 저지하는 제어방식

자동제어에서의 신호전달방식

자동제어

  • AAC(자동연소제어)
  • FWC(급수제어)
  • STC(증기온도제어)

측정량을 구하는 방식

  • 보상법 : 미리알고있는 분동을 준비
  • 편위법 : 측정량을 알고있는 기준량과 비교
  • 치환법 : 측정량과 동일한 양의 물질
  • 영위법 : 측정량을 측정하는동안 일정한 값을 유지

제어동작

J1 자동제어(*비례,적분,미분)

●비례동작(P) :
현재의 오차에 비례하여 출력을 조정하는 동작
오차가 클수록 출력이 크게 조정된다.
단독으로 사용 시 잔류편차(오프셋)가 발생한다

●적분동작(I) :
오차의 누적값에 비례하여 출력을 조정하는 동작
오차가 계속 누적되면 출력이 점점 커진다
잔류편차(오프셋)를 없애준다

●미분동작(D) :
오차의 변화율에 비례하여 출력을 조정하는 동작
오차가 빠르게 변할수록 출력이 급격히 조정된다.

● 비례적분동작(PI)
P제어의 반응성과 I제어의 정확성을 결합
부하 변화가 커도 잔류편차가 생기지 않는다
급변할 때 큰 진동이 생긴다.

● 비례적분미분동작(PID)

● 비례미분동작(PD)

자동제어의 일반적인 동작 순서

  • 검출
  • 비교
  • 판단
  • 조작

척도

  • 오버슈트
  • 오프셋
  • 쇠퇴비
  • 응답시간
  • 과도응답
  • 스텝응답

블록선도

직렬결합

C(s)=(G₁(s)G₂(s))ᆞR(s)

병렬결합

C(s)=(G₁(s)+G₂(s))ᆞR(s)

피드백결합

C(s)=(R(s)-C(s)ᆞH(s))ᆞG(s)

\[C(s)=R(s)\times\frac{G(s)}{1+G(s)H(s)}\]

05송기장치

#이상현상 #증기

비수방지관

원통형 보일러의 등 내에 설치하여 증기 속에 혼합된 수분을 분리하여 증기의 건도를 높이는 장치이다.

기수분리기

수관식 보일러의 증기 속에 함유된 수분을 분리하여 증기의 건도를 높이는 장치이다

종류

B11 기수분리기(종류)
  • 다공판형 : 여러개의 작은 구멍을 이용
  • 사이클론형 : 원심력이용, 원심분리기형,
  • 스크러버형 : 파형의 다수 강판을 조합한것, 
  • 건조스크린형 : 금속망판을 이용한 것, 
  • 배플(baffle)형 : 급격한 방향 전환을 이용한 것

B13 기수분리기(기능-워부저항건)

공급되는 증기 중에 포함되어 있는 수분을 제거하여 증기의 건도를 높여 건조 증기만 설비에 공급되도록 하는 기기

  • 워터해머방지
  • 장치내 부식방지
  • 열효율저하방지 (습증기 발생을 방지, 증기의 건도를 높임)
  • 관내 마찰저항감소

기수분리기 설치 시 장점

  • 배관의 부식 및 수격작용방지
  • 열효율 향상

송기시 발생하는 이상현상

B21 보일러 이상현상
  • 프라이밍(priming) 현상 : 급격한 증발현상으로 동수면에 작은 입자의 물방울이 증기와 혼입하여 튀어 오르는 현상 
  • 포밍(foaming) 현상 : 동저부에서 작은 기포들이 수면상으로 오르면서 물거품이 발생하여 수면에 달걀모양의 기포가 덮이는 현상
  • 캐리오버(carry over) 현상 : 프라이밍, 포밍 현상에 의하여 발생된 물방울이 증기 속에 섞여 관내를 흐르는 현상으로 기수공발, 비수현상이라 한다

B25 수격작용(워터해머)

배관 내부에 체류하는 응축수가 송기 시에 고온 고압의 증기에 의해 배관을 심하게 타격하여 소음을 발생하는 현상으로 배관 및 밸브류가 파손될 수 있다

❶ 주증기 밸브를 서서히 개방할것
❷ 캐리오버를 방지할것
❸배관을 가능하면 직선으로 시공한다
● 증기배관의 보온을 철저히 할 것
● 응축수가 체류하는 곳에 증기트랩을 설치할 것
● 응축수 드레인 빼기를 철저히 할 것
● 송기 전에 소량의 증기로 배관을 예열할 것(난관조작)

2601

주 증기밸브

신축장치(익스펜션 조인트)

감압밸브

  • 부하에 가깝게 설치한다
  • 스트레이너를 설치한다
  • 앞에 증기트랩을 설치한다
  • 수평을 맞추어야 한다
  • 청소및 점검이 가능하도록 바이패스관을 설치한다
  • 설비 용량에 맞는 배관 및 밸브를 설치한다
  • 밸브 전후에 압력계를 설치한다
  • 워터해머를 방지하기 위해 편심레듀서를 설치한다

증기트랩(스팀트랩)

B1 증기트랩(*기능-응잠부건)
  • 증기사용설비 및 배관 내의 응축수를 제거한다.
  • 증기의 잠열을 유효하게 이용할 수 있도록 한다.
  • 응축수 배출로 설비의 부식을 방지한다.
  • 증기의 건조도가 저하되는 것을 방지한다

B1 증기트랩(*종류)

증기관의 도중에 설치하여 증기를 사용하는 설비의 배관 내에 고여있는 응축수 (증기의 일부가 드레인된 상태)를 자동배출시키는 장치

❶기계식트랩 : 볼플로트식, 버킷식

❷열역학식 : 오리피스식, 디스크식 

증기와 응축수의 열역학적 유체역학적 특성차를 이용한 것이다

❸온도조절식 : 바이메탈식, 벨로즈식, 다이어프램식

B1 증기트랩(*장점-워부저항)
  • 워터해머방지
  • 장치내 부식 방지
  • 열효율 저하방지
  • 관내 마찰저항 감소

증기축열기

06유량계 I2

#유량

1)기름의 사용량 측정

2)오벌 기어식, 로터리피스톤식이 주로 사용됨

3)입구 측에는 여과기를 설치하고 유량계의 고장 시를 대비하기 위하여 주위에는 바이패스 라인을 설치한다.

유량 측정방법

H2 #유량

유량계산

\[Q=CA\sqrt{\frac{2\Delta P}{\rho}}\]

\[Q=CAv_{m}=CA\sqrt{\frac{2g}{1-m^2}\times \frac{P_t-P_s}{\gamma}} \\ =CA\sqrt{\frac{2gh}{1-m^2}\times \frac{\gamma_m-\gamma}{\gamma}} \\ =CA\sqrt{\frac{2gh}{1-m^2}\times \frac{\rho_m-\rho}{\rho}}\]

  • 용적유량측정
  • 중량유량측정
  • 질량유량측정
  • 적산유량측정
  • 순간유량측정

유량계의 종류

  • 용적식유량계
  • 면적식유량계
  • 차압식유량계

  • 터빈유량계
  • 전자유량계
  • 피토관유량계
  • 초음파유량계

H3 면적식유량계
  • 고점도 유체나 작은 유체에 대해서도 측정이가능하다
  • 차압이 일정하여 오차의 발생이 적다
  • 압력손실이 적고, 균등 유량을 얻을수 있다
  • 슬러지나 부식성 유체의 측정이 가능하다

  • 정도가 1~2%로 정밀측정에는 부적당하다
  • 측정하려는 유체의 밀도를 미리 알아야 한다

H3 초음파 유량계
  • 측정체가 유체와 접촉하지 않아 압력손실이 없다
  • 정확도가 높고, 대유량 측정용으로 적합하다
  • 고온, 고압, 부식성의 유체 측정이 가능하다
  • 비전도성 액체의 유량측정이 가능하다

H2 피토관

배관 내에 흐르는 유체의 전압과 정압을 측정하여
그 차이인 동압을 이용하여 베르누이 방정식에 의해
속도수두에서 유속을 구하고 그 값에 관로 단면적을 곱하여
유량을 측정하는 것

  • 피토관의 헤드 부분은 유동 방향에 대해 평행하게 부착
  • 충분한 강도를 가져야 한다
  • 5m/s이하의 기체에는 부적당하다
  • 더스트, 미스트 등이 많은 유체에 부적합하다

07온도계 H7

#온도

온도

  • 건구온도
  • 습구온도
  • 노점온도

H7 온도계의 측정원리
  • 바이메탈 :
    선팽창계수가 다른 2종류의 앏은 금속판을 결합시켜 온도변화에 따라 구부러지는 정도가 다른 점을 이용
  • 전기저항식 :
    온도가 올라가면 금속제의 저항이 증가하는 원리를 이용
  • 방사온도계 :
    측정대상물체에서의 전방사에너지(복사에너지)를 렌즈 또는 반사경으로 열전대와 측온접점에 모아 열기전력을 측정하여 온도를 측정

H7 온도계 종류
  • ● 열팽창 : 유리제 온도계, 바이메탈 온도계, 압력식 온도계
  • ● 열기전력 : 열전대 온도계
  • ● 저항변화 : 저항식온도계, 서미스터
  • ● 상태변화 : 제게르콘, 서머힐
  • ● 비접촉식 : 광온계, 광전관 온도계, 색온도계, 방사 온도계

H7 #열전대 #온도계

두 개의 금속을 접합하여 생기는 기전력을 이용하여 온도를 측정(제백효과)

  • 내구성이 뛰어나고, 다양한 온도 범위에서 사용할수 있다
  • 비교적 높은 온도 측정에 사용된다
  • 열기전력이 크고 온도증가에 따라 연속적으로 상승해야 한다
  • 기준접점의 온도를 일정하게 유지해야 한다
  • 좁은장소의 온도계측이 가능하다
  • 기준 접점장치가 필요하다(보상도선)

열전대 구비조건

  • ❶열전도율이 작을것
  • ❷전기저항과 온도계수가 작을것
  • ❸기계적 강도가 크고 내열성 내식성이 있을것
  • ❹온도상승에 따른 열기전력이 클것
  • 온도상승에 따라 연속적으로 상승할 것
  • 열기전력의 특성이 안정되고 장시간 사용해도 변형이 없을 것
  • 재료의 구입이 쉽고(경제적이고) 내구성이 있을 것
  • 재생도가 크고 가공이 용이할 것

08통풍장치

#통풍

정의

F51 보일러 강제 통풍방법
  • 평형통풍법 :
    연소실 내의 압력이 정압이나 부압으로 조절이가능하고 강한 통풍력을 얻을수 있지만 초기 설비비와 유지비용이 많이 소요된다
  • 압입통풍법 :
    송풍기를 연소실 앞에 설치하여 연소용 공기를 대기압이상의 압력으로 연소실에 밀어 넣는 방식으로 연소실 압력이 정압으로 유지된다
  • 흡입통풍법 :
    송풍기를 연도 중에 설치하여 연소 배기가스를 배출시키는 방식으로 연소실 압력이 부압으로 유지된다

자연통풍방식

이론통풍력 F6

F5 이론통풍력(Z)

$$ Z=273H\left[\frac{\gamma_a}{T_a}-\frac{\gamma_g}{T_g}\right]\times \eta\ [mmH_2O] $$

09연도

노에서 발생한 고온 고압의 연소가스를 연돌에 유입시킬 때까지의 통로

  • 길이가 짧을수록 통충력이 좋아진다.
  • 연도의 보온재로 규산칼슘, 암면, 규조토같이 고온에 견디는 무기질 보온재를 사용해야 한다.

10연돌

연돌의 특징

  • 높이가 높을수록 통풍력이 증가한다
  • 매연을 멀리 확산시켜 대기오염을 줄인다
  • 외기온도가 낮으면 통풍력은 증가한다

\[H=\frac{Z}{273(\frac{\gamma_a}{T_a}-\frac{\gamma_g}{T_g} )}[m]\]

통풍력 변화요인

F51 자연통풍력을 높이는 방법

❶ 연돌의 높이를 높게한다
❷ 연돌의 단면적을 크게 한다
❸ 연돌의 굴곡부가 적게 한다
❹ 배기가스의 온도를 높게 유지한다

● 외기온도가 낮을수록
● 습도가 낮을수록
● 연도의 길이가 짧을 수록
● 배기가스의 비중량이 작을수록
● 외기의 비중량이 클수록

통풍력의 크기에 따른 영향

11매연

정의

매연 농도계의 종류

링겔만 농도표

질소산화물

황산화물

일산화탄소

12수트 블로어 F9

수트블로어 (Shoot Blower)

보일러의 노안이나 연도에 배치된 전열면에 그을음이나 재가 부착되면 열의 전도가 나빠지므로 그을음이나 재를 제거처리하여 연소열 흡수를 양호하게 유지시키기 위한 장치. 작동 시 공기의 분류를 나뿜어 부착물을 청소하며 주로 수관보일러에 사용된다

역할

주의사항

종류


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