에너지관리기사 열설비 · 급수설비와 급수장치

Feedwater System

급수계통은 탱크-펌프-체크밸브-보일러로 물을 끊임없이 보충해요. 유량과 전양정이 펌프 선정의 두 축이에요. 급수설비 구성·운전 문제의 흐름도예요. 급수량·전양정 값을 바꾸면 펌프 요구조건이 보여요.

보일러에 물을 밀어 넣는 급수 계통

보일러는 증발한 만큼 끊임없이 물을 보충받아야 합니다. 급수탱크에 모인 물을 급수펌프가 보일러 압력보다 높게 밀어 올리고, 체크밸브를 지나 급수내관으로 드럼에 분산 공급됩니다.

💧 급수설비가 왜 부대설비의 첫 관문인가

①증발량과 급수량이 균형을 이뤄야 안전수위가 유지된다

②급수 온도가 낮으면 드럼에 열응력이 걸려 급수내관으로 분산한다

③급수처리(탈기·연화)를 거쳐야 스케일·부식을 막는다

④무동력 급수장치인 인젝터는 소형 보일러의 예비 급수원

급수 계통 구성요소 클릭

🔎 급수펌프

보일러 압력보다 높은 압력으로 물을 밀어 넣는 동력 급수장치.

인젝터 작동원리: 증기 운동에너지 → 압력

⚙️ 1. 증기노즐

증기가 노즐에서 팽창하며 압력에너지를 운동에너지로 바꾼다. 유속 급증, 압력 급감.

💡 인젝터의 정체

①증기의 열에너지로 물을 밀어넣는 무동력 급수장치

②전원이 끊겨도 증기만 있으면 급수 가능(예비 급수원)

③급수온도가 너무 높으면(약 50℃ 이상) 증기 응축이 안 돼 작동 불량

④압력이 낮은 대형 보일러에는 부적합, 소형 보일러 예비용

급수펌프 소요동력

급수량 Q2 m³/min

전양정 H50 m

현재 소요동력 (η=0.7)

L = 23.3 kW

Q=2 m³/min, H=50 m 기준

📏 급수펌프 동력의 감각

①양정 H가 커질수록(보일러 압력이 높을수록) 동력이 비례해 커진다

②급수량 Q가 클수록 동력이 비례해 커진다

③효율 η이 낮으면 같은 일에 더 큰 축동력이 필요

④전동기 용량은 여기에 여유율(전달계수)을 더해 선정

핵심 공식

급수펌프 축동력

L = γ·Q·H6120·η

γ=1000 kgf/m³, Q [m³/min], H [m], η=효율 → L [kW]

급수량과 증발량

G_w = G_s + 이월수량

급수량은 증발량 이상. 연속취출·블로우다운분 포함

체크밸브 설치

급수정지밸브 → 체크밸브 → 보일러

보일러에 가까운 쪽에 정지밸브, 그 앞에 역류방지 체크밸브

핵심 정리와 시험 포인트

🎯 시험 포인트

①급수장치 3대: 급수펌프(동력)·인젝터(무동력)·급수내관(분산)

②인젝터는 증기 운동에너지로 급수하는 무동력 장치, 급수온도 높으면 작동불량

③급수내관은 안전저수위보다 약간 아래에 설치(열응력·부동팽창 방지)

④급수펌프 축동력 L = γQH/(6120η) [Q: m³/min]

⑤급수밸브는 정지밸브+체크밸브, 보일러 가까운 순서로 배치

📝 대표 기출문제

①[기출유형] Q=2 m³/min, H=50 m, η=0.7 급수펌프 축동력은? (답: 1000×2×50/(6120×0.7) ≒ 23.3 kW)

②[기출유형] 전원 없이 증기로 급수하는 장치는? (답: 인젝터)

③[기출유형] 급수내관을 안전저수위보다 아래 두는 이유는? (답: 찬 급수 분산으로 열응력·부동팽창 방지)