개념 한 쪽
보일러 수질 관리는 보일러의 안전 운전과 장기적 신뢰성 확보를 위한 기본 관리 영역이다. 연료의 황함유로 인한 저온부식, 급수의 경도에 따른 스케일 형성, 그리고 급수 중 용존기체 제거와 액면 감시 장치 원리 등이 주요 항목으로 등장한다. 본 개념은 보일러 내부에서 발생하는 부식·스케일 문제와 수위 측정·급수 처리의 기본 원리를 정리한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「수질관리 기준」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 저온부식 원인 식별 | 1 | 연료 연소 생성물이 절탄기 등에서 이슬점 부식을 일으키는지 판단 |
| 스케일 생성 조건 판별 | 1 | 비탄산염 경도와 pH 조건에서 어떤 스케일이 생성되는지 밝히기 |
| 수면계 원리 구분 | 1 | 굴절률 색 구분·부자·편위 등 수면계의 원리를 매칭하기 |
저온부식은 연료 속 황(S)이 연소하면서 생성되는 아황산가스(SO2)와 일부가 산화된 SO3가 배가스 중 수증기와 결합하여 황산 증기를 형성하고, 절탄기·공기예열기처럼 온도가 낮은 부분에서 결로되어 금속을 부식시키는 현상이다. 따라서 저온부식의 원인은 아황산가스 계열 물질이라고 정리한다. 이와 대비되는 고온부식은 바나듐(V) 등 고온에서 문제를 일으키는 불순물과 연관되므로 구분하여 이해한다.
급수의 경도는 탄산염 경도와 비탄산염 경도로 나뉜다. 탄산염 경도는 pH 상승이나 가열 시 탄산칼슘(CaCO3)으로 침전되어 생성되며, 비탄산염 경도는 황산염 형태로 존재해 pH 변화에 크게 의존하지 않는다. 문제에서 비탄산염 경도가 크고 pH 조정이 이루어지지 않으면 주로 황산칼슘(CaSO4) 스케일이 생성되므로 이 대응 관계를 기억한다.
보일러 수위의 외부 감시 장치는 여러 원리로 나뉜다. 굴절률 차를 이용하여 증기부는 적색, 수부는 녹색으로 보이게 하는 방식은 2색식 수면계로, 고압 대용량이나 발전용 보일러에 주로 사용된다. 액면에 부자를 띄워 그 상하 이동으로 수위를 검출하는 방식은 플로트식(부자식)으로 드럼 수위 경보용에 널리 사용된다. 편위식(변위식)은 아르키메데스의 부력 원리를 이용해 액중 실린더가 받는 부력 변화를 측정하는 방식이다.
급수 중에 용존한 O2, CO2 등의 기체는 보일러 내부 부식의 원인이 되므로 이를 가열·비등으로 분리 제거하는 조작을 탈기법(탈기기 사용)이라고 부른다. 폭기법은 방향이 반대로 공기를 주입하는 조작이므로 탈기와 구분하여 이해한다.
문항 패턴 예시는 다음과 같다. 연료의 황 성분이 연소하여 생성되는 물질이 절탄기 등 저온부식의 원인인지 묻는 경우에는 아황산가스(SO2·SO3, 황산 이슬 형성)가 정답임을 확인한다. 급수의 비탄산염 경도가 크고 pH가 상승하지 않는 조건에서 생기는 주된 스케일을 묻는 문제는 황산칼슘(CaSO4)을 선택하여 정당화한다. 수면계 관련 문제에서 '적색·녹색' 색 구분이 제시되면 2색식 수면계를, '부자(플로트)가 상하로 움직인다'는 표현이 나오면 플로트식을 떠올린다.
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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