보일러의 효과적인 이용방법 및 효율 향상 기술
박인석
한국에너지기술연구소
책임연구원/공학박사
Ⅰ. 보일러의 효과적인 이용방법
가. 보일러의 종류와 특징
일반적으로 공조분야에서 널리 사용되고 있는 보일러의 종류와 특징을 살펴보면 [표1]과 같으며, 각종 보일러에 대한 개략적인 효율은 [표2]와 같다.
이러한 각종 보일러는 발열량과 사용압력에 따라서 [그림1]에 도시한 바와 같이 구분되고 있다.
보일러는 공조설비로 사용되고 있는 모든 열원기기 중에서 가장 오랜 역사를 지니고 있으며, 아직까지 기술적으로 여러 가지 사항이 개량 또는 개발되어지고 있다. 예를 들면, 주철제 보일러에서는 종래에는 내화벽돌을 축로(築爐)하여 그 위에 보일러 본체를 올리는 구조로 되어 있었으나, 버너의 설계기술이 발달함에 따라서 축로(築爐)가 철폐되고, 웨트 베이스식(Wet Base Type)이라 불리어지고 있는, 즉 연소실 아래부분까지 물을 충만시키는 구조의 보일러가 일반적이 되어 보일러의 효율을 대폭적으로 개선시켰으며, 또 최근에는 연소가스측 전열면에 핀(Fin)을 부착하여 전열면적을 증가시키는 등의 설계기법도 널리 행하여지고 있다.
노통연과 보일러에서는 연관내의 연소가스속도를 증가시켜 전열면에 있어서의 증발율을 높힌다든지, 또는 반전연소방식이나 2~3패스 연소방식 및 특수연관 등을 채택함으로서 연소실내의 전열면 열부하를 균일화시키고, 또 흡수열량을 증대시켜 보일러의 효율을 높이고 있다.
수관 보일러에서는 구조를 개량시킴으로서 고부하 연소가 가능하도록 하여 보일러의 효율을 높이고 있다.
이외에 보일러의 사용되는 연료도 석탄에서 중질유 또는 등유 등과 같은 경질유로 변화하고 있고, 보일러 본체의 기술개선과 함께 보다 더 효율을 높이는 요인이 되고 있다. 또한, 보일러 본체에 부속되어 있는 각종 기기류중에서 특히 연소제어기기류에 대한 개량은 상당히 현저한 상태에 있으며, 더구나 보일러로부터 배출되는 배열을 이용하여 연소용 공급공기를 예열시키는 공기예열기(Air Pre-heater)나 보일러급수를 예열시키는 절탄기(Economizer)등을 대폭적으로 채택함으로서, 기술혁신에 의하여 보일러의 효율을 향상시키는 기법은 상당한 수준에 달하였다고 말할 수 있다.
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2009.04.30
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