개념 한 쪽
보일러 급수의 용존 기체와 경도 성분은 보일러 보수와 운전에 직접 영향을 미치므로 성분별 제거법과 생기는 문제를 구분해 이해해야 한다. 수면과 액위 측정 장치는 원리에 따라 적용 대상이 다르므로 원리 키워드로 즉시 판별하는 방법을 익힌다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「급수의 성분 및 성질」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 저온부식 원인 판별 | 1 | 저온부식을 일으키는 물질을 고르는 능력 |
| 스케일 종류 판별 | 1 | 경도 유형과 pH 조건에 따른 스케일 성분 식별 |
| 수면계 원리 식별 | 1 | 색 표시·굴절률 차 힌트로 수면계 종류를 가리는 능력 |
보일러에 투입되는 급수에 용존한 산소(O₂)나 이산화탄소(CO₂)는 금속 부식의 원인이 되므로 이를 제거하는 조치가 필요하다. 물리적 방법으로는 가열·비등으로 용존 기체를 분리·제거하는 탈기법이 있으며, 이를 전용 장치인 탈기기에서 스팀으로 물을 가열해 기체를 몰아내 제거한다. 반대로 폭기법은 공기를 불어넣어 용존 산소를 늘리는 조작으로 방향이 탈기법과 반대가 된다.
급수의 경도는 탄산염 경도와 비탄산염 경도로 나뉘며, 생성되는 스케일 성분은 경도 종류와 보일러수의 pH에 따라 달라진다. 탄산염 경도가 크고 pH가 상승하면 탄산칼슘(CaCO₃)이 침전해 스케일을 형성하고, 비탄산염 경도가 크고 보일러수의 pH가 오르지 않으면 pH 영향이 적은 황산칼슘(CaSO₄) 스케일이 주로 생성된다. 황산칼슘 스케일은 단단해 제거가 어렵다는 점이 강조된다.
보일러의 수위 확인과 경보용 수면계는 장비의 압력·용량과 측정 원리에 따라 적합한 형식이 다르다. 감광색 표시를 이용하는 2색식 수면계는 증기부와 수부의 굴절률 차를 이용해 증기 영역은 붉은색, 수면 아래는 녹색으로 나타나므로 고압의 대용량이나 발전용 보일러에 적합하다. 유리관식·평형반사식 등은 명암 또는 직접 관찰 방식으로, 색 표시 조건과는 원리가 다르다.
액면계의 원리별 분류도 중요하다. 플로트식(부자식)은 액면에 뜨는 부자(float)의 상하 이동으로 액위를 읽는 방식으로 저장탱크·개방탱크·고압 밀폐탱크까지 널리 사용된다. 편위식(displacer식)은 액중의 변위체가 받는 부력 변화(아르키메데스 원리)를 이용해 액면을 검출한다.
시험 문제는 개념 간 대조를 묻는 형태로 출제되는 경우가 많다. 예컨대 '용존 기체 제거'를 묻는 지문에서는 탈기와 폭기를 반대로 혼동하지 말아야 한다. 스케일 관련 문제는 '탄산염 경도 ↔ CaCO₃', '비탄산염 경도 + pH 불충분 ↔ CaSO₄'처럼 경도 종류와 pH 조건을 대응해 소거법으로 풀이한다. 수면계 문제에서는 '적색·녹색 표시'라는 색 힌트가 보이면 2색식으로 연결하고, '부자(찌)가 상하로 움직임'이라는 표현이 나오면 플로트식으로 바로 판별한다.
보일러 절탄기 등에서 발생할 수 있는 저온부식의 원인이 되는 물질은?
정답 ② · 문항은 보일러 절탄기 등에서 저온부식을 일으키는 물질을 묻고 있다. 저온부식은 연료의 황성분이 연소되어 SO2→SO3로 변하고 수증기와 결합해 황산을 생성하여 낮은 온도에서 응축·부식시키는 현상과 관련되므로 아황산가스(SO2 등)가 원인이다.
저온부식은 아황산가스(SO2→SO3→황산)가 이슬점에서 일으키는 부식이다.
급수의 비탄산염 경도가 크고 보일러 내처리를 행하지 않거나 행하여도 pH조정제의 투입이 불충분하여 보일러수의 pH가 상승되지 않는 경우에 주로 생성되는 스케일의 종류는?
정답 ① · 문제는 비탄산염 경도가 크고 보일러수의 pH가 상승하지 않을 때 생성되는 스케일 종류를 묻고 있다. 비탄산염 경도, 특히 황산염형 경도가 클 때와 pH가 올라가지 않을 경우에는 황산칼슘(CaSO4)이 주된 스케일로 침전된다.
비탄산염 경도가 크고 pH가 오르지 않으면 황산칼슘(CaSO4) 스케일이 주로 생성된다.
증기부와 수부의 굴절률 차를 이용한 것으로 증기는 적색, 수부는 녹색으로 보이도록 한 것으로 고압의 대용량이나, 발전용 보일러에 사용되는 수면계는?
정답 ① · 문항은 증기부와 수부의 굴절률 차를 이용하여 증기를 적색, 수부를 녹색으로 보이게 하는 수면계를 묻고 있다. 굴절률 차로 색을 구분하는 방식은 2색식 수면계로, 고압 대용량 및 발전용 보일러에 주로 사용된다.
증기부는 적색, 수부는 녹색으로 보이게 하는 굴절률 차 수면계는 2색식 수면계이다.
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