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에너지관리기사 열설비 · 안전밸브와 방출·경보장치

Safety Valves and Alarms

안전밸브는 보일러 압력이 설정값을 넘으면 열려 증기를 내보내고 압력이 내려가면 닫히며, 저수위 경보 · 화염 검출과 함께 본체를 지키는 마지막 방어선이 된다. 안전밸브 압력 용어, 양정과 구경의 비로 나누는 저양정 · 고양정 · 전양정식과 분출 용량, 저수위 2단 방어와 화염 검출 인터록을 다룬다. 첫 그림은 설정 압력 P · 밸브 양정 · 밸브 구경 d 슬라이더를 옮기면 형식 판정과 상대 분출 용량이 바뀌어요. 둘째 그림은 인터록 단계도이고, 단계 버튼을 누르면 수위 · 화염 상태에 따라 경보와 연료 밸브가 어떻게 바뀌는지 차례로 볼 수 있어요.

압력이 위험해지면 스스로 열려 뿜는다

보일러 압력이 설정값을 넘으면 안전밸브가 스프링 힘을 이기고 열려 증기를 뿜는다. 압력이 내려가면 다시 닫힌다. 여기에 저수위 경보와 화염 검출을 더해, 위험할 때 스스로 연료를 끊는 인터록이 보일러를 지킨다.

👀 안전밸브의 세 가지 압력 용어
①설정 압력: 밸브가 열리기 시작하는 압력(최고 사용 압력 이하)
②분출 압력: 밸브가 완전히 열려 증기를 뿜는 압력
③블로다운(취출차): 열린 뒤 다시 닫히는 압력과 설정 압력의 차
④스프링식이 표준이고, 레버식 · 추식은 특수 용도예요

양정 형식과 분출 용량

10 kg/cm²
8 mm
50 mm
지금 판정
전양정식 (양정/구경 = 0.160, C = 22.5)
양정/구경 비로 형식이 정해진다
📏 양정 형식의 경계선
①저양정식: 양정이 구경의 1/40 이상 1/15 미만
②고양정식: 양정이 구경의 1/15 이상 1/7 미만
③전양정식: 양정이 구경의 1/7 이상
④전량식은 양정이 아니라 시트 지름(목 지름의 1.15배 이상)과 열린 면적(목 면적의 1.05배 이상)으로 정하고, 분출 용량이 가장 커요

저수위 경보와 화염 검출 인터록

⚡ 저수위 사고를 막는 2단 방어
①1단(경보 수위)에서는 경보음으로 운전자에게 알린다
②2단(안전 저수위)에서는 자동으로 연료를 끊어 과열 · 파열을 막는다
③화염 검출기(플레임 아이)는 실화를 감지하면 바로 연료를 끊는다
④미연 가스가 노 안에 쌓이면 역화 · 폭발 위험이 있어 바로 끊어야 해요

핵심 식과 관계

목 단면적
A = π4·d2
d = 밸브 구경(목 지름) · 면적이 클수록 분출 용량 증가
분출 용량 관계
W ∝ C·(1.03P + 1)·A
C = 양정 형식 계수, P = 설정 압력, A = 목 단면적 · 이 그림은 형식별 상대 지수이고, 시험 식의 계수와는 다르다
양정 형식 경계
저양정 1/40, 고양정 1/15, 전양정 1/7
양정/구경 비 기준 · 양정이 클수록 분출 면적이 크다

정리와 시험에서 묻는 것

🎯 시험에서 묻는 것
①안전밸브는 설정 압력에서 열려 증기를 내보내고, 압력이 회복되면 닫힌다
②양정 형식은 저양정 1/40, 고양정 1/15, 전양정 1/7(양정/구경)이다
③분출 용량은 목 단면적 A 와 설정 압력 P 에 비례하고, 형식 계수 C 가 클수록 크다
④저수위 방어는 2단(경보 → 연료 차단)이고, 안전 저수위에서 인터록이 걸려요
⑤화염 검출기(플레임 아이)는 실화를 감지하면 연료를 바로 끊어요
📝 대표 기출유형
①[기출유형] 안전밸브 양정이 구경의 1/7 이상인 형식은? (답: 전양정식)
②[기출유형] 구경 50 mm 밸브의 목 단면적은? (답: π/4 × 50² ≒ 1963 mm²)
③[기출유형] 보일러 안전장치 가운데 실화를 감지해 연료를 끊는 것은? (답: 화염 검출기, 플레임 아이)
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