급수의 성분과 장해

Feedwater Components and Troubles

급수 속 경도·용존산소·pH가 관석·부식·캐리오버를 만들어요. 수질 지표를 허용 범위에 두는 것이 급수 관리의 출발이에요. 보일러 수명과 효율을 가르는 운영 축이에요. pH·경도 슬라이더로 장해 경향을 확인해 봐요.

보일러에 들어가는 물은 순수하지 않다

급수 속에는 눈에 보이지 않는 성분이 녹아 있습니다. 칼슘·마그네슘 같은 경도 성분은 관벽에 굳어 관석이 되고, 녹아 있는 산소(DO)는 금속을 갉아먹으며, 알칼리도가 너무 높으면 물방울이 증기에 실려 나가는 캐리오버가 생깁니다. 수질 관리는 이 성분들을 허용 범위 안에 잡아두는 일입니다.

👀 급수 성분이 일으키는 세 가지 장해

①경도 성분(Ca·Mg)이 관벽에 침착하면 스케일(관석) → 전열 방해·과열

②용존산소(DO)와 낮은 pH는 부식(점식·산세척)을 일으킨다

③알칼리도·용존고형물이 과다하면 캐리오버(포밍·프라이밍)로 증기가 오염된다

세 성분을 조절해 위험 지도 읽기

급수 pH11

경도 (CaCO₃)30 ppm

용존산소 DO1.5 mg/L

스케일(관석)

안전

위험도 33%

부식

안전

위험도 26%

캐리오버

안전

위험도 5%

💡 세 장해의 임계 조건

①스케일: 경도(CaCO₃)가 클수록 위험, 보일러 급수는 경도 0에 가깝게

②부식: 용존산소가 많거나 pH가 10.5 미만(산성측)이면 위험

③캐리오버: pH가 11.8을 크게 넘어 알칼리도가 과다하면 거품·비수

④안전대: pH 10.5~11.8, 경도 거의 0, DO 최소

경도와 CaCO3 환산 단위

경도 표시

경도 = CaCO₃ 환산 ppm

모든 경도 성분을 탄산칼슘(CaCO₃) 무게로 환산해 mg/L(=ppm)로 표기

경도는 물속 Ca²⁺, Mg²⁺ 등을 모두 탄산칼슘(CaCO₃) 양으로 바꿔 나타냅니다. 1 ppm = 1 mg/L 이며, 보일러 급수는 경도를 거의 0으로 낮춰야 스케일을 막을 수 있습니다.

📏 경도의 종류

①일시경도(탄산경도): 중탄산염(Ca(HCO₃)₂ 등), 가열하면 침전 → 제거 쉬움

②영구경도(비탄산경도): 황산염·염화물, 가열해도 남음 → 연화 필요

③총경도 = 일시경도 + 영구경도

④단위는 모두 CaCO₃ 환산 ppm(mg/L)

핵심 지표와 관리 기준

pH 관리

보일러수 pH = 10.5 ~ 11.8

낮으면 산부식, 너무 높으면 알칼리 부식·가성취화·캐리오버

용존산소 부식

DO ↑, pH ↓ → 부식 위험 ↑

용존산소는 탈기·탈산소제로 최소화, 목표는 극미량

스케일 원인

경도 성분(Ca, Mg) → 관석

CaCO₃·CaSO₄·SiO₂ 등이 전열면에 굳어 과열·파열 유발

핵심 정리와 시험 포인트

🎯 시험 포인트

①급수 3대 장해: 스케일(경도) · 부식(용존산소·저pH) · 캐리오버(고알칼리·고형물)

②경도는 CaCO₃ 환산 ppm(mg/L), 일시경도(가열침전)+영구경도(잔류)

③보일러수 pH 관리 범위 10.5~11.8 (약알칼리 유지)

④용존산소(DO)는 부식의 주범 → 탈기·탈산소제로 제거

⑤캐리오버(포밍·프라이밍)는 증기 오염·수격 유발

📝 대표 기출문제

①[기출유형] 경도 성분을 무엇으로 환산해 ppm으로 표시하는가? (답: CaCO₃)

②[기출유형] 가열하면 침전되어 제거되는 경도는? (답: 일시경도/탄산경도)

③[기출유형] 보일러수 부식의 대표 원인 가스는? (답: 용존산소 O₂)