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에너지관리기사 열설비 운영관리

과목 이름에 운영관리가 들어 있고, 보일러와 부대설비를 돌리는 필기다. 펌프·배관은 열설비 운영이지 소방기계시설이 아니고, 자동제어는 여기 운전이며 본체 안전장치는 관계법규 과목에서 다룬다.

25개 공식

보일러 설비운영

3개 공식
보일러의 종류와 특징보일러수 순환과 관류 보일러보일러 점검과 운전 절차

부대설비 관리

6개 공식
급수설비와 급수장치급탕설비와 온수설비증기설비와 증기트랩압력용기의 구조와 강도열교환장치의 종류와 성능관리펌프의 특성곡선과 공동현상

부속장치와 계측기기

5개 공식
열회수장치 (과열기·절탄기·공기예열기)안전밸브와 방출·경보장치측정의 기초와 오차압력계와 온도계의 측정원리유량계와 액면계

배관설비 관리

4개 공식
배관재의 종류와 식별배관 지지와 신축이음밸브의 종류와 배관 도면보온 두께와 방산열량

보일러 자동제어

4개 공식
자동제어의 종류와 계통도제어동작의 특성 (P·I·D)보일러 자동제어 (연소·급수·증기온도)자동제어기기의 구성과 점검

수질관리

3개 공식
급수의 성분과 장해급수 외처리와 내처리보일러수 관리와 분출·보존

열설비 운영관리 과목 안내

열설비 운영관리 25강은 보일러의 종류와 운전 절차에서 시작해 급수 · 급탕 · 증기 트랩 · 압력 용기 · 열교환기 · 펌프 같은 부대 설비, 열회수 장치와 안전 밸브 · 계측기, 배관, 자동 제어, 수질 관리 순으로 간다.

보일러 한 대를 둘러싼 장치를 물 · 증기 · 연소 가스가 흐르는 길을 따라 짚는 과목이에요. 계산은 상당 증발량, 펌프 동력, 열교환기 전열량, 분출률처럼 몇 개의 식에 모인다.

장마다 하는 일

보일러 설비운영3강

원통형과 수관식 보일러의 차이와 상당 증발량, 자연 · 강제 순환과 관류 보일러, 점화 전 점검부터 포스트퍼지까지의 운전 순서와 캐리오버를 본다.

부대설비 관리6강

급수 펌프 · 인젝터 · 급수 내관, 급탕 가열 방식과 팽창 탱크, 증기 트랩의 세 갈래와 재증발 증기, 압력 용기의 응력, 열교환기 오염 관리, 펌프 운전점과 캐비테이션을 다룬다.

부속장치와 계측기기5강

과열기 · 절탄기 · 공기 예열기, 안전 밸브와 저수위 · 화염 경보, 측정 오차와 보정, 압력계 · 온도계 · 유량계 · 액면계의 원리를 본다.

배관설비 관리4강

강관의 종류와 스케줄 번호 · 식별색, 열팽창과 신축 이음 · 지지구, 밸브의 쓰임과 도시 기호, 보온 두께와 방산 열량을 다룬다.

보일러 자동제어4강

피드백과 시퀀스 제어, 비례 · 적분 · 미분 동작, 보일러의 자동 연소 · 급수 · 증기 온도 제어, 4 ~ 20 mA 신호와 제어 기기 점검을 본다.

수질관리3강

경도 · 용존 산소 · 알칼리도가 일으키는 스케일 · 부식 · 캐리오버, 외처리와 청관제 내처리, 분출과 휴지 보존법을 다룬다.

자주 꺼내 쓰는 식

We = Ga(h2 − h1)539, 1 BHP = 상당 증발량 15.65 kg/h
자연 순환력 F = (ρw − ρs)Hg
L = γQH6120η [kW] (γ = 1000 [kgf/m³] · Q 는 m³/min)
ΔV = V(v2v1 − 1), 급탕 부하 Q = Gc(t2 − t1)
재증발 비율 x = h1 − h2r2, 응축수량 Gc = Qr
후프 σh = PD2t, 축 방향 σl = PD4t
NPSHa = Pa − Pvγ − Hs − hL ≥ NPSHr
Q ∝ N, H ∝ N², L ∝ N³
오차 = 측정값 − 참값, 보정 = 참값 − 측정값
Rt = R0(1 + αt) (Pt100: R0 = 100 Ω), 방사 E ∝ T4
Q = CA√(2Δpρ), Q ∝ √Δp
Sch = 1000 × Pσa, σa = 인장 강도안전율
ΔL = αLΔT, 양 끝 고정 σ = EαΔT
q = ΔTtk + 1h, 보온 효율 η = q0 − qq0 × 100
e = SP − PV, 폐루프 C = G1 + GHR
MV = Kp(e + 1Ti∫e dt + Tddedt), PB = 100Kp %
I = 4 + 16 × PV − PVminPVmax − PVmin [mA]
경도 = CaCO₃ 로 환산한 [mg/L](= ppm)
분출률 = 급수 농도관수 허용 농도 − 급수 농도

함께 묻는 두 갈래

쓰임이나 원리를 맞대어 묻는 장치와 방법을 나란히 놓았다.

한쪽
견주는 쪽
원통형: 보유 수량이 크고 전열 면적이 작아 증기 발생이 느리며, 저압이고 부하 변동에 안정하다보일러의 종류와 특징
수관식: 전열 면적이 크고 보유 수량이 작아 증기 발생이 빠르며, 고압 · 대용량이고 수위 관리가 까다롭다보일러의 종류와 특징
기계식(버킷 · 플로트): 비중차로 동작, 응축수를 많이 처리한다증기설비와 증기트랩
온도 조절식(바이메탈 · 벨로즈): 온도차로 동작, 식을 때까지 기다려 응축수가 고일 수 있다증기설비와 증기트랩
계통 오차: 한쪽으로 치우침, 보정으로 줄인다(정확도)측정의 기초와 오차
우연 오차: 이리저리 흩어짐, 여러 번 재 평균으로 줄인다(정밀도)측정의 기초와 오차
게이트 밸브: 완전 개폐, 압력 손실이 작다밸브의 종류와 배관 도면
글로브 밸브: 유량 조절, 압력 손실이 크다밸브의 종류와 배관 도면
외처리: 보일러 밖 설비로 응집 · 침전 → 여과 → 이온 교환 → 탈기급수 외처리와 내처리
내처리: 보일러 안에 청관제를 넣어 pH 조정 · 경도 침전 · 탈산소 · 슬러지 분산급수 외처리와 내처리
수면 분출: 연속으로, 떠 있는 물질을 뺀다보일러수 관리와 분출·보존
수저 분출: 간헐적으로, 가라앉은 슬러지를 뺀다보일러수 관리와 분출·보존

자주 틀리는 곳

프라이밍(수면 격동)과 포밍(거품)의 결과가 증기에 물이 섞여 넘어가는 캐리오버다. 캐리오버는 수격 작용과 과열기 손상을 부른다.

안전 밸브가 둘 이상이면 하나는 최고 사용 압력 이하, 나머지는 그 1.03배 이하에서 분출하도록 맞춰요.

인젝터는 증기의 운동 에너지로 급수하는 무동력 장치라 급수 온도가 높으면 작동이 나빠진다. 급수 내관은 안전 저수위보다 조금 아래에 둔다.

원주 방향(후프) 응력이 축 방향 응력의 2배라 길이 방향 이음이 더 약하다. 그래서 이음 효율을 관리하고 개구부는 보강해요.

캐비테이션은 흡입 쪽 압력이 포화 증기압 아래로 떨어질 때 생긴다. 유효 흡입 수두가 필요 흡입 수두 이상이 되도록 흡입 양정과 흡입 손실을 줄인다.

차압식 유량계는 유량이 차압의 제곱근에 비례해 차압이 4배여야 유량이 2배가 된다. 그래서 잴 수 있는 유량 범위가 좁아요.

열전대는 냉접점 보상이 꼭 필요하다. 저항 온도계는 온도가 오르면 저항이 커지고, 방사 온도계는 닿지 않고 잰다.

P 동작만으로는 잔류 편차(오프셋)가 남고 이를 없애는 것이 I 동작이다. 비례대 PB 가 좁을수록 게인이 크고, 적분 시간 Ti 가 짧을수록 적분 작용이 강해요.

ACC 의 제어량은 증기 압력, FWC 는 드럼 수위, STC 는 과열 증기 온도다. 부하가 급변하면 수위가 스웰 · 슈링크로 흔들려 대용량 보일러는 수위 · 증기 유량 · 급수 유량을 함께 보는 3요소식을 쓴다.

이 안내의 식과 주의점은 열설비 운영관리 25강에 있는 것을 옮겼다. 줄마다 붙은 이름이 그 내용을 다루는 강이에요.