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스프링제본 노트 5부
화력 발전소 보일러의 효율적인 운전과 수명 연장을 위해서는 급수의 수질 관리와 관련 장치들이 중요합니다. 이 글에서는 급수에 불순물이 포함될 경우 나타나는 문제, 급수 처리 방법, 급수 설비의 구성 요소와 그 역할에 대해 설명합니다.
1. 급수에 불순물이 포함될 경우 나타나는 문제
보일러 급수에 불순물이 포함될 경우 스케일 생성, 슬러지, 부식, 그리고 과열기 파열 등 다양한 문제가 발생할 수 있습니다.
1) 스케일의 생성 및 슬러지 발생
(1) 스케일
- 고용물질이 포화되어 보일러 내부에 석출, 축적되는 현상입니다. 스케일은 열전도율을 낮추어 연료 효율을 저하시키며, 과열로 인한 장비 파손을 유발할 수 있습니다.
(2) 슬러지
- 주로 물속에 녹지 않는 미세한 고형 물질이 침전되어 발생합니다. 슬러지는 증기 통로를 막아 송수관 손상과 전열 면적 감소를 초래할 수 있습니다.
2) 관벽의 부식
(1) 산화 부식
- 급수 내에 포함된 산소, 탄산가스 등이 보일러의 관 벽과 반응하여 산화작용으로 인해 부식이 발생합니다.
(2) 산성 부식
- 급수 내 산성 성분이 높을 경우 알칼리도가 균형을 잃고, 보일러 내부의 금속을 부식시킵니다.
3) 증기 중에 불순물 혼입
보일러 용수 중의 불순물이 증기에 섞여 터빈에 들어갈 경우 과열기와 터빈 날개에 손상을 줄 수 있습니다. 이러한 현상을 캐리 오버(Carry-Over)라고 하며, 과열기 손상과 연료 효율 저하 등의 원인이 됩니다.
4) 가스 침투
보일러 용수가 산성화되어 부식이 촉진됩니다. 이를 방지하기 위해 급수는 항상 적절한 알칼리성으로 유지해야 하며, 과도한 알칼리성도 부식을 일으킬 수 있어 주의가 필요합니다.
2. 급수 처리 방법
급수 처리는 주로 보일러로 들어가기 전 외부에서 이루어지는 외부 처리와 보일러 내에서 이루어지는 내부 처리로 나뉩니다.
1) 외부 처리
(1) 응집 침전법
- 급수에 포함된 불순물을 응집하여 침전시킨 후, 여과 과정을 통해 제거합니다.
(2) 증발법
- 급수를 증발시켜 순수한 증기를 분리하는 방식으로, 주로 소량의 급수 처리가 필요한 경우 사용됩니다.
(3) 이온교환 수지법
- 급수를 이온교환 수지를 통과시켜 불순물을 제거하는 방식입니다. 대규모 급수 처리에 적합하며, 경수를 연수로 바꾸는 데 유용합니다.
2) 내부 처리
내부 처리는 보일러 내에서 화학적 처리를 통해 급수 내의 유해 성분을 제거하는 방식입니다. 내부 처리는 보일러 용수에 화학 약품을 첨가하여 부식을 억제하고 스케일 생성을 방지합니다.
3. 급수 설비
보일러 급수 설비는 수질 관리를 위해 다양한 장치로 구성됩니다. 주요 설비와 그 역할을 소개합니다.
1) 급수 펌프
- 급수 펌프는 보일러로 물을 공급하는 장치로, 일정한 압력과 유량을 유지하도록 조절합니다. 펌프 오작동 시 보일러 내 수위 저하로 인해 과열 문제가 발생할 수 있어 주의가 필요합니다.
2) 급수 가열기
- 급수를 미리 가열하여 보일러 효율을 높이는 장치입니다. 급수가 적정 온도로 유지되면 에너지 절약 효과가 있습니다.
3) 탈기기(Deaerator)
- 급수에서 산소와 탄산가스를 제거하여 보일러 부식을 방지하는 장치입니다. 공기와 접촉을 최소화하여 부식을 예방합니다.
4) 증발기
- 급수를 증기로 변환하여 보일러에 공급하는 장치입니다. 급수 가열기와 결합하여 효율적으로 증기를 발생시킬 수 있습니다.
결론
화력 발전소의 보일러 급수 관리에서 수질의 중요성은 매우 큽니다. 급수에 불순물이 포함될 경우 스케일, 슬러지, 부식과 같은 문제가 발생하여 보일러의 효율을 떨어뜨리고 장비의 수명을 단축시킵니다. 이를 방지하기 위해 급수의 외부 처리와 내부 처리 방식이 모두 필요하며, 급수 설비를 통해 적절한 수질을 유지하는 것이 필수적입니다. 급수 설비와 관리 시스템의 철저한 점검과 운전은 보일러의 안정적 운전과 발전 효율의 극대화에 중요한 역할을 합니다.
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