보일러 구조

보일러 종류

보일러는 사용연료, 사용재질, 구조, 사용매체, 순환방식 등의 기준에 따라 나뉜다. 사용연료에 따른 종류에는 중유 보일러와 가스 보일러 등이 있으며, 이는 연료의 종류를 기준으로 한 분류이다. 사용재질에 따른 종류에는 주철제 보일러와 강철제 보일러가 있으며, 노통 연관식이나 수관식은 구조에 따른 분류이므로 재질 기준으로 보지 않아야 한다. 구조에 따른 종류에서 원통형 보일러에는 노통 보일러가 속하고, 수관식과 관류 보일러는 원통형 동체 방식과 구분된다. 사용매체에 따른 종류에서 열매체 보일러는 물 대신 유기열매체를 사용하여 저압에서 고온의 열을 얻는다. 순환방식에 따른 종류에서 자연순환식은 밀도차로 물을 순환시키고, 강제순환식은 순환펌프로 물을 순환시킨다.

보일러 특성

보일러는 연료를 연소시켜 얻은 열을 전열면을 통해 물에 전달하고, 이를 증기나 온수로 만들어 공급하는 장치이다. 감압, 응축, 공기 예열은 보일러의 기본 기능이 아니므로 구별해야 한다. 보일러의 구조는 연소실, 노통이나 연관 같은 연소가스 통로, 드럼과 수관 같은 물의 통로, 그리고 연도와 연돌로 이루어진다. 자연순환식 수관 보일러는 포화수와 포화증기의 밀도차로 순환력이 생기므로, 증기압력이 높아지면 밀도차가 줄어 순환력이 작아진다.

보일러 용량

보일러 용량은 정격용량과 보일러 출력으로 나타낸다. 정격용량은 제조자가 정한 기준 조건에서 연속 운전할 때 발생시킬 수 있는 증발량이며, 절대적인 최대 생산량이나 실제 생산량과 같은 개념이 아니다. 보일러 출력은 압력과 온도가 서로 다른 보일러를 같은 기준으로 비교하기 위해 상당증발량(환산증발량)으로 나타낸다. 상당증발량은 실제 증발량을 100℃ 포화수가 100℃ 포화증기로 변하는 기준으로 환산한 값이다. 식으로 쓰면 상당증발량 = 실제 증발량 × (발생증기 엔탈피 − 급수 엔탈피) ÷ 2256[kJ/kg]이다.

보일러 급수장치

보일러 급수장치는 보일러에 물을 공급하는 장치이며, 급수펌프가 핵심이다. 급수펌프는 보일러 압력 이상의 양정을 내고 고온의 물에 견뎌야 하며, 필요한 수량을 연속적으로 안정하게 공급하고 효율이 높아야 한다. 급수펌프의 종류에는 원심펌프, 왕복펌프, 인젝터가 있다. 원심펌프는 임펠러의 회전으로 생기는 원심력으로 물에 압력을 주어 송출하고, 왕복펌프는 피스톤의 흡입과 토출로 물을 보내므로 맥동이 생긴다. 급수펌프의 소요동력은 유량과 전양정에 비례하고 펌프 효율에 반비례한다. 식으로 쓰면 축동력[kW] = 1000 × 유량[m³/s] × 전양정[m] ÷ (102 × 효율)이다.