seegongsik

에너지관리기사 연소설비

에너지관리기사 필기용 연소설비이지, 소방원론 연소가 아니다. 둘째 단원 연소계산이 필기와 실기가 같이 쓰는 계산 축이다. 연료 성상과 버너 장치와 실기 종합 계산은 같은 불을 다른 층에서 본다.

23개 공식

연소이론

4개 공식
연소의 정의와 성립 조건연소의 종류와 상태연소속도와 화염전파고부하·저공해 연소기술과 연소부하

연소계산

6개 공식
연소반응식과 이론산소량이론공기량과 실제공기량공기비와 배기가스 분석연소가스량 계산발열량과 연소효율이론 연소온도

연료와 연소장치

6개 공식
고체연료의 특성액체연료의 특성기체연료의 특성연료의 저장과 공급장치고체연료 연소장치유류·가스 버너

통풍과 연도·연돌

3개 공식
통풍방식과 통풍력송풍기의 종류와 상사법칙연도와 연돌 설치

대기오염 방지

4개 공식
대기오염물질의 종류와 측정황산화물·질소산화물 저감집진장치의 종류와 효율매연농도와 링겔만 차트

연소설비 과목 안내

연소설비 23강은 연소가 일어나는 조건과 화염의 성질에서 시작해 이론 산소량 · 공기량 · 연소 가스량 · 발열량 계산, 고체 · 액체 · 기체 연료와 연소 장치, 통풍과 연돌, 대기 오염 방지 순으로 간다.

연소 계산은 원소 분석값에서 이론 산소량을 구하고, 0.21 로 나눠 이론 공기량을 얻고, 공기비를 곱하는 한 줄의 사슬이에요. 이 사슬을 잡아 두면 연소 가스량과 이론 연소 온도까지 같은 틀로 이어진다.

장마다 하는 일

연소이론4강

연소의 3요소와 인화점 · 연소점 · 발화점, 기체 · 액체 · 고체의 연소 형태, 당량비에 따른 연소 속도와 역화 · 선화, 연소실 열발생률과 저NOx 연소를 본다.

연소계산6강

연소 반응식에서 이론 산소량과 이론 공기량을 내고, 배기가스의 산소로 공기비를 거꾸로 구하며, 연소 가스량 · 고위와 저위 발열량 · 이론 연소 온도까지 계산한다.

연료와 연소장치6강

석탄의 공업 분석과 연료비, 중유의 점도와 예열, 기체 연료의 발열량과 비중, 중유 공급 계통, 화격자 · 미분탄 · 유동층 연소와 유류 · 가스 버너를 다룬다.

통풍과 연도·연돌3강

자연 · 압입 · 유인 · 평형 통풍과 이론 통풍력, 송풍기의 종류와 상사 법칙, 연도 배치와 연돌 단면적을 본다.

대기오염 방지4강

황산화물 · 질소산화물 · 먼지 · 일산화탄소의 측정과 농도 환산, 탈황 · 탈질, 집진 장치의 원리와 효율, 링겔만 농도표를 다룬다.

자주 꺼내 쓰는 식

연소의 3요소 = 가연물 + 산소 공급원 + 점화원 (연쇄 반응을 더하면 4요소)
φ = 실제 연료 공기비이론 연료 공기비 (φ = 1 이론 혼합 · φ > 1 과농)
연소실 열발생률 qv = 발생 열량연소실 용적 [kW/m³]
O0 = 1.867C + 5.6H + 0.7S − 0.7O [Nm³/kg]
질량 기준 O0 = 2.667C + 8H + S − O [kg/kg]
A0 = O00.21, A = mA0, 과잉 공기 = (m − 1)A0
m = 2121 − O2 (CO 가 없을 때), CO 가 있으면 m = 2121 − O2 + 0.5CO
G = G0 + (m − 1)A0
G0w = 1.867C + 0.7S + 11.2H + 1.244W + 0.79A0, G0d = G0w − (11.2H + 1.244W)
Hh = 8100C + 34000(H − O8) + 2500S [kcal/kg]
Hl = Hh − 600(9H + W)
t = HlGCp + t0 (G = G0 + (m − 1)A0)
연료비 = 고정 탄소휘발분, 고정 탄소 = 100 − (수분 + 회분 + 휘발분)
API = 141.5비중 − 131.5
혼합 가스 H = ΣxiHi (xi = 성분의 부피 분율)
Z = 273H(γa273 + ta − γg273 + tg) [mmH₂O]
Q ∝ N, P ∝ N², L ∝ N³
A = Qv, D = √(4Aπ)
농도 [mg/Sm³] = ppm × M22.4
η = Cin − CoutCin × 100, 직렬 ηtotal = 1 − (1 − η1)(1 − η2)
매연 농도 [%] = 링겔만 도수 × 20

함께 묻는 두 갈래

이름이 비슷하거나 원인과 대책을 맞대어 묻는 것을 나란히 놓았다.

한쪽
견주는 쪽
확산 연소: 연료와 공기가 화염면에서 섞인다연소의 종류와 상태
예혼합 연소: 미리 섞어 태워 화염이 짧고 뜨거우며 역화에 주의유류·가스 버너
역화: 연소 속도 > 유속, 화염이 버너 안으로 들어간다연소속도와 화염전파
선화(리프팅): 유속 > 연소 속도, 화염이 버너에서 떨어진다연소속도와 화염전파
고위 발열량: 생긴 물의 증발 잠열까지 넣은 값발열량과 연소효율
저위 발열량: 잠열 600(9H + W)를 뺀 값발열량과 연소효율
압입 통풍(FD): 노 안이 대기압보다 높고, 찬 공기를 밀어 넣어 팬 부하가 가볍다통풍방식과 통풍력
유인 통풍(ID): 노 안이 대기압보다 낮고, 뜨거운 배기를 빨아 팬의 마모 · 부식이 크다통풍방식과 통풍력
미분탄 연소: 곱게 갈아 띄운 채 태우며 대형 발전에 쓰고 부하 응답이 빠르다고체연료 연소장치
유동층 연소: 낮은 온도로 태우고 노 안에서 석회석으로 탈황하며 NOx 가 적다고체연료 연소장치
황산화물: 연료 속 황이 원인, 저황 연료와 탈황(습식 석회석고법)으로 줄인다황산화물·질소산화물 저감
질소산화물: 화염의 고온이 원인, 연소 개선과 탈질(SCR · SNCR)로 줄인다황산화물·질소산화물 저감

자주 틀리는 곳

원소 분석값 C · H · S · O 는 % 가 아니라 질량 분율(0 ~ 1)로 넣고, 연료 속 산소 O 는 반드시 뺀다. 부피식 [Nm³/kg] 과 질량식 [kg/kg] 의 계수를 섞으면 답이 통째로 틀려요.

부피 기준 이론 공기량은 산소 0.21 로, 질량 기준은 산소 질량 분율 0.232 로 나눈다. 공기비가 크면 완전 연소는 쉬워도 배기로 빠지는 열이 커져요.

배기가스에 CO 가 있으면 공기가 모자라 불완전 연소했다는 신호다. CO₂ 는 공기비 1 에서 가장 높고 O₂ 는 공기비와 함께 꾸준히 커지므로, 공기비 관리에는 O₂ 를 잰다.

습연소 가스량과 건연소 가스량의 차이는 수증기 11.2H + 1.244W 항 하나뿐이다. 과잉 공기는 N₂ 0.79 와 O₂ 0.21 로 배기에 그대로 더해져요.

저위 발열량 식의 600 은 물 1 kg 의 증발 잠열(kcal)이고 9H 는 수소가 만드는 물의 질량이다. 뒤롱식에는 H 대신 유효 수소 H − O8 을 넣는다.

공기비가 커지면 배기량 G 가 늘어 이론 연소 온도가 내려간다. 실제 화염 온도는 열손실과 고온 해리 때문에 이론값보다 낮아요.

탄화도는 이탄 < 갈탄 < 역청탄 < 무연탄 순이다. 이 순서로 고정 탄소와 발열량은 늘고 휘발분은 줄어, 무연탄은 착화가 어렵지만 연기가 적어요.

LPG 는 공기보다 무거워 바닥에 고이므로 누설 검지기를 낮은 곳에 둔다. 발열량은 LPG > LNG > 코크스로 가스 > 고로 가스 순이다.

송풍기 회전수를 2배로 올리면 풍량 2배, 풍압 4배, 동력 8배가 된다. 동력이 회전수의 세제곱이라 회전수를 조금 올려도 과부하가 오기 쉬워요.

이 안내의 식과 주의점은 연소설비 23강에 있는 것을 옮겼다. 줄마다 붙은 이름이 그 내용을 다루는 강이에요.