보일러 주요 부속장치와 기능 완전 해설

보일러 주요 부속장치와 기능 완전 해설

 

 

■ 개요

보일러는 산업 현장, 발전소, 건물 등에서 널리 사용되는 열원 장치로, 연료를 연소시켜 발생한 열로 물을 가열하여 증기 또는 온수를 생산하는 장비이다. 보일러는 단순한 열발생기를 넘어서 고온 고압의 증기를 생성하여 터빈 구동, 난방, 공정열 공급 등 다양한 용도로 사용된다. 이 글에서는 보일러의 주요 구성 장치와 급수 처리 방법에 대해 정리한다.

 

 

 

 

1. 보일러의 구성 장치

1) 화로
연료를 연소시켜 고온의 연소가스를 발생시키는 공간이다. 연료 종류에 따라 구조가 다르며, 연소 효율과 NOx 저감 기술이 중요하다.

 

 

2) 보일러 본체(수관 또는 증기드럼)
   화로에서 발생한 열을 이용해 물을 증기로 변화시키는 주된 장치이다. 수관보일러(water tube boiler)에서는 튜브 내부를 물이 흐르고, 튜브 외부를 연소가스가 흐른다.

 

 

3) 과열기
보일러 본체에서 생성된 포화증기를 더 가열하여 건증기로 만드는 장치이다. 발전용 보일러에서 사용되며, 증기의 열효율을 높이고 터빈 효율을 개선한다.

 

 

4) 절탄기
보일러에 공급되는 급수를 예열하는 장치로, 연소가스의 잔열을 이용한다. 급수의 온도를 상승시켜 보일러의 열효율을 향상시킨다.

 

 

5) 재열기
터빈을 1차로 통과한 증기를 다시 가열하여 2차 터빈으로 보내는 장치이다. 주로 복수기식 발전소에서 사용되며, 증기 압력과 온도를 조절해 터빈의 효율을 높인다.

 

 

6) 공기예열기
버너에 공급될 연소용 공기를 예열하여 연료의 연소효율을 높이고, 배기가스 손실을 줄이는 장치이다.

 

 

7) 보일러의 부속설비
급수펌프, 드럼 수위조절기, 연소제어장치, 배수장치, 블로우다운 장치, 안전밸브, 압력계, 온도계 등이 포함된다. 보일러의 안전하고 안정적인 운전을 위해 반드시 필요한 설비들이다.

 

 

 

 

2. 급수 처리 방법

보일러에 공급되는 물은 반드시 적절히 처리되어야 한다. 그렇지 않으면 내부 부식, 스케일 생성, 열효율 저하 등의 문제가 발생한다. 보일러 급수 처리 방법은 다음과 같이 구분된다.

1) 물리적 처리법

* 침전
원수에 포함된 부유물이나 고형물을 가라앉혀 제거하는 방법이다. 응집제를 투입하여 침전 속도를 높일 수 있다.

* 여과

모래층이나 필터를 이용하여 물 속의 미세한 입자나 고형물을 제거하는 방법이다.

 

 

2) 화학적 처리법

* 석회소다법
칼슘, 마그네슘 등 경도를 유발하는 이온을 석회(Ca(OH)₂)와 소다(Na₂CO₃)를 이용하여 제거하는 방법이다.

* 지얼라이트법
지얼라이트라는 광물질을 통해 칼슘, 마그네슘 이온을 나트륨 이온으로 치환하여 물을 연수로 바꾸는 방법이다.

* 이온교환수지법
양이온 및 음이온 교환수지를 이용하여 물 속의 다양한 이온을 제거하여 거의 순수한 물로 만드는 고급 처리 방식이다.

 

 

3) 탈기기

보일러 급수에는 산소(O₂)와 이산화탄소(CO₂) 등의 기체가 녹아 있을 수 있으며, 이들은 내부식의 원인이 된다. 탈기기는 물을 가열하거나 진공 상태로 만들어 용존 기체를 제거하는 장치로, 일반적으로 기계식 또는 열탈기 방식이 사용된다.

 

 

 

 

■ 마무리

보일러는 단순한 열생산 장비가 아니라 고온 고압 환경에서 정밀하게 운전되어야 하는 복합 시스템이다. 각 구성 장치는 열효율과 증기 품질에 직접적인 영향을 미치며, 급수의 품질 또한 보일러 수명과 안정성에 큰 영향을 준다. 따라서 보일러의 구성과 급수 처리 방법을 정확히 이해하고 관리하는 것이 중요하다.