열역학 제1법칙은 에너지가 새로 생성되거나 소멸하지 않고 형태만 바뀐다는 에너지 보존의 법칙을 나타낸다.

제0법칙은 열평형, 제2법칙은 에너지 변환의 방향성(엔트로피), 제3법칙은 절대온도 0K에서의 엔트로피에 관한 법칙이므로, 에너지 보존과는 성격이 다르다.

이상기체에서 정압비열과 정적비열 사이에는 다음 관계가 성립한다.

$C_p = C_v + R$

같은 온도를 올리더라도 정압 과정에서는 팽창에 따른 외부 일을 추가로 해야 하므로, 그만큼의 일에 해당하는 기체상수 R만큼 정압비열이 정적비열보다 크다는 것을 의미한다.

과열증기는 건포화증기를 같은 압력에서 추가로 가열하여 포화온도보다 높은 온도로 만든 증기를 말한다.

습포화증기는 아직 수분을 포함한 상태이므로, 압력이나 온도를 조금 조정한다고 해서 과열증기가 되는 것이 아니라 먼저 건포화증기 상태를 거친 뒤 추가로 열을 가해야 과열증기를 얻을 수 있다.

액체연료의 무화는 액체가 노즐에서 분출될 때의 운동량, 주위 공기와의 마찰력, 액체와 기체 사이에 작용하는 표면장력 등 액체의 물성 및 분사 조건에 의해 좌우된다.

기체의 비중은 액체연료가 잘게 부서지는 무화 과정에 직접 관여하는 요소가 아니며, 오히려 기체연료의 공급·확산 특성과 관련된 항목이다.

회분(재)은 가연성분이 아닌 불연성 물질이므로 연소에 참여하지 못하고, 오히려 연소실 온도를 낮추는 방향으로 작용한다.

또한 회분은 통풍에 지장을 주어 연소효율을 떨어뜨리고, 노벽이나 내화벽돌에 부착되어 장치를 손상시키며, 용융 온도가 낮은 회분은 클린커를 형성해 통풍을 방해하는 등 여러 문제를 일으킨다. 이런 점들을 볼 때 회분이 연소실 온도를 높인다는 설명은 사실과 반대된다.

이상기체 상태방정식을 이용하면 초기 상태와 나중 상태 사이에 다음 관계가 성립한다(온도는 절대온도로 환산).

$V_2=V_1\times\dfrac{P_1}{P_2}\times\dfrac{T_2}{T_1}=0.5\times\dfrac{2000}{100}\times\dfrac{353}{293}\approx12\ \mathrm{m^3}$

압력이 2MPa에서 100kPa로 크게 낮아지면서 체적이 20배 늘어나려는 경향이 있지만, 온도가 절대온도 기준으로 다소 상승하는 효과까지 함께 반영하면 최종 체적은 약 12m³가 된다.

폴리트로픽 변화에서는 지수 n의 값에 따라 정압변화(n=0), 등온변화(n=1), 단열변화(n=비열비 k), 정적변화(n=∞)로 구분된다.

n이 무한대에 가까워질수록 체적 변화가 거의 없는 극한 상태에 해당하므로, 이는 체적이 일정하게 유지되는 정적(등적)변화를 나타낸다.

물질이 온도 변화 없이 고체·액체·기체 등 상(相)이 바뀔 때 출입하는 열을 잠열이라고 한다. 예를 들어 물이 100℃에서 수증기로 바뀔 때 흡수하는 증발잠열이 대표적이다.

이에 비해 현열은 상변화 없이 온도만 변화시키는 데 쓰이는 열이고, 비열과 열용량은 온도를 1℃ 올리는 데 필요한 열량을 나타내는 물성값이므로 상변화 시의 열과는 구분된다.

보일러의 댐퍼는 연도나 굴뚝에 설치되어 통풍력을 조절하고, 필요시 가스의 흐름을 차단하며, 주연도와 부연도가 있는 경우 가스 흐름의 경로를 전환하는 역할을 한다.

연료 공급량을 조절하는 것은 연료 계통의 밸브나 버너 쪽의 역할이지, 연소가스의 흐름을 다루는 댐퍼의 설치 목적과는 관련이 없다.

랭킨사이클의 효율을 높이려면 사이클이 열을 공급받는 보일러의 가열 온도(증기 온도)를 높이는 것이 효과적이다. 고온에서 열을 공급받을수록 사이클 전체의 평균 열공급 온도가 올라가 효율이 향상된다.

반대로 응축기의 응축 온도를 높이거나 펌프 소요 일을 늘리는 것, 터빈 출력을 줄이는 것은 모두 사이클의 유효 출력을 감소시켜 효율을 떨어뜨리는 방향으로 작용한다.

기수분리기는 증기 속에 섞인 수분을 분리하는 장치로, 배플형, 사이클론형, 건조스크린형, 스크러버형 등 여러 형식이 있다.

이 중 스크러버형은 파형(주름 모양)으로 성형한 강판을 여러 장 조합한 구조로, 증기가 그 사이를 지나며 흐름 방향이 반복해서 꺾일 때 관성으로 물방울이 강판에 부딪혀 분리되는 방식이다.

카르노사이클의 열효율은 고온부와 저온부의 절대온도 비로 결정된다.

$\eta = 1-\dfrac{T_2}{T_1}=1-\dfrac{300}{430}\approx0.302=30.2\%$

이 효율에 공급된 열량을 곱하면 실제로 얻어지는 일의 양을 구할 수 있다.

$W=\eta \times Q_1\approx0.302\times500\approx151\ \mathrm{kJ}$

이상기체 상태방정식에서 압력이 일정하게 유지되는 경우, 체적은 절대온도에 정비례한다(샤를의 법칙).

밀도나 비중량이 일정한 경우는 오히려 체적과 질량의 비가 고정되는 조건이고, 엔탈피가 일정한 경우는 등엔탈피 과정으로 체적-온도의 비례관계와는 다른 조건이다.

공기가 체적비로 질소 80%, 산소 20%로 이루어져 있다고 할 때, 평균분자량과 질소의 질량비를 구하면 다음과 같다.

$M_{avg}=0.8\times28+0.2\times32=28.8$

$m_{N_2}=40\times\dfrac{0.8\times28}{28.8}\approx31\ \mathrm{kg}$

질소의 분자량(28)이 산소의 분자량(32)보다 작기 때문에, 체적비 80%보다 질량비는 다소 낮아져 계산 결과 약 31kg이 된다.

엔탈피는 $H=U+PV$로 정의되므로 미소변화는 $dH=dU+PdV+VdP$이고, 여기에 열역학 제1법칙 $dQ=dU+PdV$를 대입하면 $dH=dQ+VdP$가 된다.

정압변화과정에서는 압력이 일정하여 $dP=0$이므로 $dH=dQ$, 즉 계에 출입한 열량이 곧 엔탈피의 변화량과 같아진다. 등온·정적·단열과정에서는 압력이 변하여 $VdP$ 항이 남으므로 두 값이 일치하지 않는다.

중유를 버너로 연소시킬 때 점도, 인화점, 유동점은 연료의 무화 상태와 착화 용이성에 직접 영향을 미쳐 연소상태를 좌우하는 중요한 물성값이다.

이에 비해 황분은 연소가 진행되는 방식 자체보다는 배기가스 중 황산화물 생성이나 저온부식 등 연소 이후의 문제와 더 관련이 깊어, 연소상태 자체에는 상대적으로 영향이 적다.

LPG는 기체연료로서 유황이나 회분을 거의 포함하지 않지만, 공기보다 무거워 누출 시 낮은 곳에 고이고 인화점이 매우 낮아 쉽게 인화하므로 화재 및 폭발 위험이 큰 연료이다.

B-C유, 코크스, 중유는 고체 또는 액체 연료로서 상대적으로 인화·확산 위험은 낮은 대신, 유황분이나 회분을 포함하는 경우가 많아 LPG와는 성격이 다르다.

기체연료 연소장치는 일반적으로 확산연소방식의 포트형·버너형과 예혼합연소방식의 저압버너·고압버너 등으로 분류되며, 가스의 공급 압력과 연소실 형태에 따라 구조가 달라진다.

계단형은 고체연료를 태우기 위해 화격자를 계단 모양으로 배치한 스토커 방식이므로, 기체연료 연소장치의 종류에는 해당하지 않는다.

기체가 일정한 압력 하에서 팽창할 때 외부에 하는 일은 압력과 체적 변화량의 곱으로 구할 수 있다.

$W=P\Delta V=1500\times(0.5-0.1)=600\ \mathrm{kJ}$

압력이 1500kPa로 일정하게 유지된 상태에서 체적이 0.4m³만큼 늘어났으므로, 이 값을 곱하면 외부에 한 일이 산출된다.

액체연료 공급라인의 여과기는 청소나 교체를 위해 가동을 멈추지 않고도 계통을 유지할 수 있도록 병렬로 2개를 설치하는 것이 올바른 방법이다. 한쪽을 청소하는 동안 다른 쪽으로 연료를 계속 공급할 수 있기 때문이다.

따라서 여과기 2개를 직렬로 설치한다는 설명은 잘못된 것이며, 여과기 전후에 압력계를 달아 압력차로 오염 정도를 판단하거나, 연료가 여과기를 거쳐 유량계로 가도록 배치하고 유량계보다 버너 입구측에 더 가는 눈의 여과망을 두는 것은 올바른 설치 방법에 해당한다.

그림은 계단상 입력이 가해진 순간 제어량이 수직으로 한 번 뛰어오른 뒤, 이어서 시간에 따라 일정한 기울기의 직선으로 계속 증가하는 응답을 보여 준다. 이 두 가지 특징을 각각 어느 동작이 만드는지 짚으면 답이 나온다.

입력이 들어오자마자 나타나는 계단 모양의 즉시 변화는 편차에 비례해 출력을 내는 비례동작(P)의 몫이고, 그 뒤로 편차가 남아 있는 동안 출력이 계속 쌓여 직선으로 증가하는 부분은 편차를 시간에 대해 적분하는 적분동작(I)의 몫이다. 두 특성이 겹쳐 나타나는 비례적분(PI) 동작의 전형적인 응답이다.

구분 요령은 이렇다. 적분동작만 있으면 처음의 계단 도약 없이 직선만 서서히 올라가고, 미분동작이 섞이면 입력 순간에 뾰족한 첨두(스파이크)가 솟았다가 곧 줄어든다. 그림에는 첨두가 전혀 없으므로 미분 요소는 들어 있지 않다고 판단한다.

온도계의 보호관 중 자기관(도자기질 보호관)은 내열성이 매우 우수하여 여러 보호관 재질 중 사용 가능한 최고 사용온도가 가장 높은 편에 속한다.

다만 세라믹 재질 특성상 취성이 있어 급격한 온도 변화, 즉 급냉·급열에는 약하다는 단점이 있다. 석영관은 자기관보다 사용온도가 낮고, 황동강관과 내열강관은 금속 재질로 자기관에 비해 최고 사용온도가 상대적으로 낮은 편이다.

연료 소비량은 시간당 발생 열량을 보일러 효율로 보정한 뒤 저위발열량으로 나누어 구한다. 시간당 발생 열량은 실제 증발량에 발생증기 엔탈피와 급수 엔탈피의 차(엔탈피 상승분)를 곱해 얻는다.

$G_f = \dfrac{G_a (h_2 - h_1)}{\eta \times H_l} = \dfrac{4000 \times (650-10)}{0.8 \times 9500} \approx 337\ \mathrm{kgf/h}$

실제 증발량 4 t/h를 4000 kgf/h로 환산하고 엔탈피 상승분 640 kcal/kgf을 곱해 흡수열량을 구한 뒤, 효율 80%로 나누어 필요 발열량을 구하고 저위발열량 9500 kcal/kgf으로 나누면 연료 소비량이 산출된다.

감도는 측정량의 변화에 대해 계측기가 반응하는 민감도로, 감도가 높을수록 미세한 변화도 지시값에 크게 반영된다.

다만 감도가 높아지면 지침이 안정될 때까지 걸리는 측정시간이 길어지고, 미세한 변화까지 구분해 표시해야 하므로 표시 가능한 측정범위는 오히려 좁아지는 특성을 가진다.

감도가 높다고 해서 측정범위가 넓어지거나 여러 범위에서 두루 쓸 수 있게 되는 것은 아니며, 오히려 정밀한 국소 범위에 특화되는 경향을 보인다.

계측계의 특성은 시간에 따른 변화 없이 정적인 상태에서 나타나는 정특성과, 입력이 시간에 따라 변할 때의 응답을 다루는 동특성으로 나뉜다.

감도는 입력 변화량에 대한 지시값 변화량의 비율로, 계기 자체의 정적인 성능을 나타내는 대표적인 정특성 지표이다.

반면 과도특성, 유량특성, 시간지연과 동오차는 입력이 시간에 따라 변할 때 계측계가 시간적으로 어떻게 반응하는지를 나타내는 것이므로 동특성 쪽에 속한다.

전기저항 온도계는 금속이나 반도체의 전기저항이 온도에 따라 변하는 성질을 이용한 온도계로, 백금저항 온도계·니켈저항 온도계·서미스터 온도계가 대표적이다.

베크만 온도계는 수은을 이용한 정밀 유리제 온도계로, 미세한 온도차 측정을 위해 눈금 범위를 좁게 만든 것이며 전기저항의 변화를 이용하는 방식이 아니다.

열팽창계수가 서로 다른 두 금속 박판을 맞붙이면, 온도가 변할 때 팽창량 차이로 판이 휘어지는데 이 원리를 이용한 것이 바이메탈 온도계이다.

제겔콘 온도계는 내화물의 연화(용융) 정도로 고온을 판정하는 방식이고, 알코올·수은 온도계는 액체의 부피 변화를 이용하는 유리제 온도계로 판이 휘어지는 원리와는 무관하다.

고체연료의 원소분석은 발열량 계산의 기초가 되는 탄소, 수소, 질소, 산소, 황 등의 함량을 화학적으로 분석하는 것이다.

휘발분은 원소분석이 아니라 수분·회분·휘발분·고정탄소의 비율을 구하는 공업분석(즉시분석) 항목에 속하므로 원소분석 성분과는 거리가 멀다.

연소실 열발생률은 연소실 단위 체적당 시간당 발생하는 열량을 나타내는 지표로, 연소실 용적에 비해 얼마나 많은 열이 발생하는지를 평가하는 데 쓰인다.

따라서 단위는 열량을 체적과 시간으로 나눈 $\mathrm{kcal/(m^3 \cdot h)}$ 형태가 되며, 이는 발생 공간(부피)당, 단위시간당 열량을 의미한다.

U자관 압력계에 사용하는 액체는 점성이 작아 응답이 빠르고, 휘발성과 흡습성이 작아 조성이 안정적이며, 온도 변화에 따른 밀도 변화가 작아야 측정 오차가 적다.

반면 모세관 현상과 표면장력은 관 내벽에서 액면을 끌어올리거나 눌러 실제 압력차와 다른 오차를 유발하므로 오히려 작아야 정확한 측정이 가능하다. 이를 커야 한다고 서술한 것이 잘못된 설명이다.

계측기기는 연속적인 측정이 가능하고, 정도(정밀도)가 좋으면서 구조가 간단해야 하며, 설치 장소의 주위 조건 변화에도 내구성이 있어야 한다.

또한 유지보수가 쉬워야 실용성이 높아지므로, 유지보수가 어렵고 신뢰도가 높아야 한다는 서술은 계측기기가 갖추어야 할 조건과 맞지 않는다.

캐스케이드 제어는 두 개의 제어계를 직렬로 연결해, 1차 제어계의 출력이 2차 제어계의 설정값이 되도록 구성한 제어 방식이다.

공정 내 시간지연(낭비시간)이 크거나 외란이 자주 발생하는 경우, 외란 발생 지점에 가까운 보조 루프를 두어 빠르게 보정함으로써 전체 제어계의 안정성과 응답성을 높일 수 있어 이런 조건에 주로 사용된다.

증발계수는 실제 증발 조건을 표준 증발 조건(100℃ 포화수를 100℃ 증기로 만드는 기준, 증발잠열 539 kcal/kgf)으로 환산하기 위한 계수이다.

발생증기 엔탈피에서 급수 엔탈피를 뺀 값, 즉 증기 1kgf를 만드는 데 흡수된 실제 열량을 표준 증발잠열 539로 나누어 구한다.

$\text{증발계수} = \dfrac{h_2 - h_1}{539}$

안지름 16cm(0.16m)인 관의 단면적은 원의 넓이 공식으로 구한다.

$A = \dfrac{\pi}{4} d^2 = \dfrac{\pi}{4} \times 0.16^2 \approx 0.0201\ \mathrm{m^2}$

유량은 단면적에 유속을 곱한 값이므로 $Q = A v = 0.0201 \times 24 \approx 0.48\ \mathrm{m^3/s}$가 된다.

열전도율법은 성분 간 열전도도 차이를 이용해 농도를 측정하는 방식으로, 낮은 농도부터 높은 농도까지 비교적 선형에 가까운 지시 특성을 얻을 수 있어 정량범위가 가장 넓은 분석법으로 꼽힌다.

도전율법은 시료를 흡수액에 흡수시켜 전기전도도 변화를 보는 방식이라 측정 대상과 범위가 제한적이고, 자기식법은 산소처럼 상자성이 강한 가스 분석에 특화되어 있으며, 가스크로마토그래피법은 여러 성분을 분리해 분석하는 데 강점이 있으나 한 번에 다룰 수 있는 농도 폭은 열전도율법에 미치지 못한다.

배기가스에 의한 손실열량은 배기가스량에 가스의 평균비열과 배기가스 온도·외기 온도의 차를 곱하여 구한다.

$Q = G \times c \times (t_1 - t_2) = 300 \times 0.32 \times (240 - (-10)) = 300 \times 0.32 \times 250 = 24000\ \mathrm{kcal/h}$

벤튜리관은 관의 단면을 완만하게 좁혔다가 서서히 넓히는 구조로, 급격한 단면 변화가 없어 와류에 의한 에너지 손실이 적다. 따라서 차압식 유량계 중에서도 압력손실이 가장 작은 방식으로 꼽힌다.

터빈형은 유체의 운동에너지로 회전체를 돌리는 속도식 유량계, 오발기어형은 유체를 일정 부피씩 밀어내는 용적식 유량계로 원리가 다르며, 플로트형은 면적식 유량계로 차압식 계열이 아니다.

부르동관 압력계는 단면이 편평한 금속관(황동, 인청동, 스테인리스강 등)을 C자 또는 나선형으로 구부려 만든 탄성체로, 내부 압력이 걸리면 관이 펴지려는 변형을 이용해 압력을 지시하는 탄성식 압력계이다.

탄성식 압력계이므로 고압의 증기 압력도 측정할 수 있고, 관 손상을 막기 위해 입구에 사이폰관을 두며, 지침 구동부는 기어나 링크(링) 형태로 되어 있다는 설명은 모두 타당하다.

다만 부르동관은 금속관의 탄성 변형을 이용하는 것이며, 얇은 고무 박막의 탄성 변형을 이용하는 방식은 다이어프램식 압력계에 해당하므로, 부르동관을 고무 등의 탄성 변형을 이용한다고 설명한 것은 틀린 내용이다.

보일러 연소 안전을 위한 대표적인 인터록에는 저수위가 되면 연소를 정지시키는 저수위 인터록, 점화 후 일정 시간 내 착화가 확인되지 않으면 연료 공급을 차단하는 불착화(미착화) 인터록, 점화 전 노 내 잔류 가스를 배출하는 프리퍼지가 완료되지 않으면 점화를 막는 프리퍼지 인터록 등이 있다.

온오프 인터록은 보일러 연소 제어에서 통상적으로 분류되는 인터록의 명칭이 아니므로, 인터록의 종류로 보기 어렵다.

로터미터는 아래에서 위로 갈수록 단면적이 넓어지는 테이퍼관 속에 부자(플로트)를 띄워, 유량에 따라 부자가 오르내리며 평형을 이루는 위치로 유량을 지시하는 면적식 유량계이다.

부자 상하의 압력차(차압)는 부자의 무게로 일정하게 유지되는 대신, 유량 변화에 따라 유체가 통과하는 단면적(가변 단면적)이 달라지는 원리로 작동하므로 노즐·피토관·모세관과 같은 다른 방식과 구분된다.

철강제 가열로에서는 고온의 강재 표면이 산소와 반응해 산화(스케일 생성)되는 것을 억제해야 하므로, 노 내 연소가스 분위기를 산소가 부족한 환원성 분위기로 유지하는 것이 일반적이다.

환원성 분위기에서는 불완전연소로 인한 소량의 CO가 검출될 수 있으며, SO2가 많거나 산성 분위기가 되는 것은 오히려 강재 부식과 산화를 촉진하므로 바람직하지 않다.

검사대상기기관리자의 선임기준은 1구역마다 1명 이상으로 한다.

여기서 1구역은 기기 대수로 정하는 것이 아니라 관리자가 한 시야로 볼 수 있는 범위를 말하며, 중앙통제·관리설비를 갖춘 시설이라면 그 설비로 통제·관리할 수 있는 범위까지를 1구역으로 넓혀 본다. 즉 중앙통제설비는 구역의 범위를 넓혀 줄 뿐 관리자 선임 자체를 면제해 주는 것은 아니다.

따라서 1구역을 검사대상기기 1대로 못 박거나, 압력용기의 1구역을 관리자 2명이 관리할 수 있는 범위로 정한다는 서술은 선임기준과 맞지 않는다.

과열기는 연소가스와 증기의 흐름 방향에 따라 병행류식(평행류), 대향류식(향류), 혼류식으로 나뉜다.

대향류식은 연소가스와 증기가 서로 반대 방향으로 흘러, 가장 고온인 연소가스가 이미 상당히 가열된 고온의 증기와 접촉하게 되므로 열교환 효율은 높지만 배열관이 가혹한 고온 조건에 노출되어 손상 위험이 크다는 특징을 가진다.

반대로 병행류식(평행류식)은 고온 가스가 저온의 증기와 먼저 만나므로 관의 손상은 적지만 열효율은 상대적으로 떨어진다.

검사대상기기의 각종 검사 중 설치검사, 계속사용검사, 설치장소변경검사는 각각 정해진 유효기간을 두고 그 기간이 지나면 다시 검사를 받아야 한다.

이에 비해 구조검사는 기기의 구조 자체가 기준에 적합한지를 확인하는 검사로, 제작 단계에서 실시되고 이후 유효기간을 갱신하는 개념이 적용되지 않는다.

공업로에서 재료를 연속적으로 반송하는 방식에는 재료를 밀어서 이동시키는 푸셔형, 노상을 상하·전후로 움직여 이동시키는 워킹빔형, 원형 노상이 회전하며 재료를 이동시키는 회전노상형 등이 있다.

엘리베이터형은 재료를 승강 방식으로 적재·인출하는 구조로 연속적인 반송 방식이 아니라 회분식(뱃치식) 조업에 가까운 방식이므로 연속식 재료 반송방식에서 벗어난다.

수관보일러는 노통보일러에 비해 전열면적을 크게 확보할 수 있어 증발량이 크고, 증발량에 비해 보유 수량(수부)이 적어 부하 변동에 따른 압력 변화가 크게 나타난다. 원통보일러는 보유수량이 많아 파열 사고 시 위험성이 크다는 특징도 타당하다.

반면 관류보일러는 드럼이 없이 긴 관 하나로 급수·증발·과열이 순차적으로 이루어지는 구조여서, 대형 드럼이나 헤더 없이도 작은 지름의 전열관만으로 구성할 수 있어 오히려 중량이 가벼워지는 것이 특징이다. 드럼과 대형 헤더가 있어 중량이 무거워진다는 설명은 관류보일러의 실제 구조와 반대된다.

개조검사는 이미 설치된 검사대상기기의 구조·용도 등을 변경할 때 받는 검사로, 연료를 변경하는 경우, 연소방법을 변경하는 경우, 보일러 섹션의 증감으로 용량을 변경하는 경우, 동체·노통·연소실·경판 등의 변경으로 대수리에 해당하는 경우 등이 대상으로 열거되어 있다.

보일러 종류의 변경과 관련해 규정에 열거된 것은 증기보일러를 온수보일러로 개조하는 경우이며, 그 반대인 온수보일러를 증기보일러로 개조하는 경우는 개조검사의 적용대상으로 열거되어 있지 않다.

검사대상기기의 검사유효기간이 만료되어 계속 사용하려는 경우, 사용자는 유효기간 만료 전에 계속사용검사를 신청해 미리 검사를 받아야 한다.

이때 신청서는 검사유효기간 만료일을 기준으로 10일 전까지 제출하도록 정해져 있다.

스프링식 안전밸브는 스프링의 탄성력으로 밸브를 눌러 닫고 있다가, 내부 압력이 스프링 힘을 넘어서면 밸브가 열려 증기를 분출하는 구조이다.

추나 지렛대(레버)의 무게로 분출압력을 조정하는 추식·레버식·지렛대식 안전밸브는 보일러에 진동이나 충격이 가해지면 추나 지렛대가 흔들려 오작동할 위험이 있는 반면, 스프링식은 탄력만으로 하중을 유지하므로 진동·충격 환경에서도 비교적 안정적으로 작동한다.

브리징 스페이스는 노통보일러에서 노통(연소실)과 이를 보강하는 거싯스테이 사이에 두는 완충 간격으로, 온도 변화에 따른 노통의 신축(팽창·수축)을 흡수해 응력이 한곳에 몰리지 않게 하는 역할을 한다.

이 간격을 지나치게 좁게 잡으면 노통의 열팽창을 충분히 흡수하지 못해 판의 특정 부위에 응력이 집중되고, 그 결과 그 부분을 따라 홈이 파이듯 부식·균열이 진행되는 구루빙(grooving) 현상이 발생하기 쉬워진다.

염기성 내화물은 마그네시아(MgO)를 주성분으로 하는 마그네시아질, 마그네시아와 석회를 함께 함유한 돌로마이트질, 마그네시아와 실리카가 결합된 광물인 포스테라이트질 등이 대표적이다.

실리카(SiO2)는 이산화규소를 주성분으로 하는 산성 내화물의 대표적인 원료로, 염기성 내화물의 원료로 분류되지 않는다.

가스 절단은 산소와 가연성 가스의 화염으로 금속을 국부적으로 가열한 뒤 고압 산소를 분사해 절단하는 방식으로, 금속분말을 함께 분사하는 분말 절단, 표면을 얕고 넓게 깎아내는 가스 가우징과 스카핑 등이 이 방식의 응용에 해당한다.

플라즈마 제트 절단은 아크 방전으로 만든 고온·고속의 플라즈마 제트로 금속을 용융·비산시켜 절단하는 방식으로, 산소와 가연성 가스의 연소반응을 이용하는 가스 절단과는 원리가 다른 아크 절단법에 속한다.

내벽에서 외기까지 열이 전달되는 경로는 내화벽돌층, 단열벽돌층, 붉은벽돌층을 차례로 통과하는 전도와 외벽 표면에서 외기로 빠져나가는 대류로 이루어진 직렬 열저항 경로로 볼 수 있다.

각 층의 열저항(두께/열전도율)과 외벽 표면 열전달저항(1/열전달률)을 모두 더해 총 열저항을 구한 뒤, 내벽 표면과 외기의 온도차를 총 열저항으로 나누면 단위면적당 통과 열량을 얻는다.

$R = \dfrac{0.22}{1.1} + \dfrac{0.09}{0.12} + \dfrac{0.2}{0.8} + \dfrac{1}{7} \approx 1.343\ \mathrm{m^2\cdot h \cdot ^\circ C/kcal}$, $q = \dfrac{1000-20}{1.343} \approx 730\ \mathrm{kcal/(m^2 h)}$

이 열량이 외벽 표면에서 외기로 대류 전달되는 열량과 같으므로 $T_s = 20 + \dfrac{q}{7} \approx 20 + 104 = 124\,^\circ\mathrm{C}$로 외벽 표면온도가 구해진다.

아크 용접기는 아크가 안정적으로 발생하도록 적정한 무부하 전압을 유지하고, 전류 조정이 쉬우면서 용접 중 전류가 일정하게 흘러야 하며, 가격이 저렴하고 유지비가 적게 드는 것이 바람직한 구비조건이다.

반면 용접기는 장시간 사용해도 온도 상승이 작아야 안전하고 성능이 안정적으로 유지되므로, 사용 중 온도상승이 커야 한다는 것은 아크 용접기가 갖추어야 할 조건과 반대된다.

에너지이용 합리화법에 따른 검사대상기기 검사에는 새로 설치할 때 받는 설치검사, 설치 장소를 옮길 때 받는 설치장소변경검사, 구조나 용도를 바꿀 때 받는 개조검사 등 검사기관이 수행하는 공식 검사 종류가 정해져 있다.

자체검사는 사용자가 스스로 점검하는 것을 가리키는 표현으로, 법에서 정한 공식적인 검사대상기기 검사의 종류에는 포함되지 않는다.

연관보일러는 노통보일러에 비해 다수의 작은 관(연관)을 통해 연소가스가 지나가면서 열을 전달하므로 전열면적이 커서 중량당 증발량이 크고, 보유수량이 적어 증기 발생에 걸리는 시간이 짧다는 특징이 있다.

다만 다수의 가는 연관이 내부에 촘촘히 배치되어 있어 오히려 내부 청소가 번거롭고 어려운 편이므로, 내부 청소가 간단하다는 서술은 연관보일러의 실제 특징과 맞지 않는다.

에너지이용 합리화법의 열사용기자재 구분에서 소형온수보일러는 전열면적이 14 m² 이하이면서 최고사용압력이 $0.35\ \mathrm{MPa}$ 이하인 온수를 발생시키는 보일러를 말한다.

이 범위를 벗어나면 소형온수보일러가 아닌 일반 보일러로 분류되어 검사·관리 기준이 달리 적용된다.

이중 원통관의 열관류율은 외경 기준으로 내부 열전달저항, 관벽의 열전도저항, 외부 열전달저항을 합산해 구한다. 내경 d1=2.5cm, 외경 d2=3.34cm, 열전도율 k=54W/m·℃, 내부열전달계수 hi=1800, 외부열전달계수 ho=1250을 대입하면

$\dfrac{1}{K_o}=\dfrac{d_2}{d_1 h_i}+\dfrac{d_2\ln(d_2/d_1)}{2k}+\dfrac{1}{h_o}$

각 항을 계산하면 내부열전달저항 약 0.000742, 관벽 전도저항 약 0.0000896, 외부열전달저항 0.0008(m²·℃/W)로 합이 약 0.001632가 되고, 그 역수를 취하면 약 612.8 W/m²·℃가 외부벽면 기준 열관류율이 된다.

나사식 가단주철제 관 이음쇠(KS 규격품)는 사용온도 300℃ 이하의 증기·공기·가스·기름에 사용할 경우 최고사용압력이 1.0MPa 이하로 규정되어 있다.

이보다 높은 압력값들은 해당 이음쇠의 적용 압력 범위를 벗어나므로 옳지 않다.

원심펌프에서 토출량은 회전속도에 비례한다는 펌프의 상사법칙(Q∝N)이 적용된다. 회전속도를 600rpm에서 900rpm으로 높이면 토출량도 같은 비율로 증가한다.

$Q_2=Q_1\times\dfrac{N_2}{N_1}=6\times\dfrac{900}{600}=9\ \mathrm{m^3/min}$

참고로 양정은 회전속도의 제곱에, 축동력은 세제곱에 비례하므로 토출량과는 증가폭이 다르다.

역귀환(리버스리턴) 배관방식은 각 방열기까지 이어지는 배관의 총 연장을 균등하게 맞춰 순환수량을 고르게 배분하기 위한 방식으로, 온수를 열매로 순환시키는 온수난방에서 주로 채택된다.

증기난방은 응축수 환수 방식이 다르고, 온풍난방·전기난방은 물을 배관으로 순환시키는 방식 자체가 아니므로 역귀환 방식과는 관련이 없다.

증기트랩은 증기배관이나 장치 내에서 생긴 응축수만을 자동으로 배출하고 증기 누설은 막는 장치이다. 응축수가 배관 내에 고여 있으면 뒤따르는 증기와 부딪혀 수격작용(워터해머)을 일으키는데, 트랩이 응축수를 신속히 배출해 이를 방지한다.

증기트랩의 역할은 응축수 배출에 있으며, 송기량 증가나 배관 강도 증가, 증기발생 촉진과는 관계가 없다.

분출밸브에 관한 기준 중 최고사용압력 0.7MPa 이상 보일러의 분출관에 분출밸브 2개 또는 분출밸브와 분출코크를 직렬로 설치한다는 것, 2개 이상의 보일러에서 분출관을 공동으로 사용할 수 없다는 것, 전열면적 10m² 이하 보일러에서는 분출밸브 크기를 호칭지름 20mm 이상으로 할 수 있다(원칙은 25mm 이상)는 것은 모두 기준에 맞는 내용이다.

반면 보유수량이 적은 강제순환보일러에 설치하는 분출밸브에 대해, 열린 상태에서 전개하는 데 필요한 회전축의 회전수 기준을 규정보다 적게 제시한 설명은 기준과 맞지 않는 서술이다.

ppm이 물 1kg(=1L) 중에 함유된 불순물의 양을 mg으로 나타낸 값(10⁻⁶)인 것처럼, ppb는 그보다 1000배 희박한 농도 단위(10⁻⁹)이다.

따라서 ppb는 물 1ton(=1000kg) 중에 함유된 불순물의 양을 mg으로 표시한 것과 같은 값이 된다.

보일러를 장기간 휴지시킬 때는 관수나 내부 금속면이 산소와 접촉해 부식되는 것을 막기 위해, 내부 공간에 질소가스를 봉입하는 건조보존법(질소가스 봉입법)을 사용한다.

아황산가스는 오히려 부식성 가스이고, 이산화탄소는 물에 녹아 탄산이 되어 부식을 유발할 수 있어 부적합하다. 헬륨도 화학적으로는 불활성이지만 값이 비싸고 분자가 작아 누설되기 쉬워 실제 보존용으로 쓰이지 않으며, 공기 중에서 값싸게 얻을 수 있는 질소가 표준으로 쓰인다.

에너지이용 합리화법상 에너지다소비사업자는 전년도의 분기별 에너지사용량 및 제품생산량, 해당 연도의 분기별 에너지사용예정량 및 제품생산예정량, 에너지사용기자재의 현황, 전년도의 분기별 에너지이용합리화 실적 및 해당 연도의 계획 등을 신고하여야 한다.

사업체의 수입·지출 예산서는 에너지 사용·생산과 직접 관련된 자료가 아니므로 신고 대상 항목에 포함되지 않는다.

방열기의 방열량은 방열계수(K)에 방열기 내 열매의 평균온도와 실내온도의 차(평균온도차)를 곱해 구하며, 평균온도는 입구온도와 출구온도의 산술평균으로 계산한다.

$\Delta t=\dfrac{85+65}{2}-20=55\ ^\circ\mathrm{C}$

$Q=K\times\Delta t=8.5\times55=467.5\ \mathrm{kcal/m^2\cdot h}$

입구온도만으로 온도차를 잡거나 출구온도만 쓰면 값이 달라지므로, 반드시 입·출구의 평균온도를 기준으로 실내온도를 뺀다.

공기비가 작다는 것은 연소용 공기가 부족한 상태를 뜻하며, 이때는 산소 부족으로 인한 불완전연소가 일어나 매연과 미연소가스가 늘고, 미연소가스가 쌓이면 폭발사고의 위험도 커진다.

반면 연소가스 중 SO₂가 SO₃로 산화되어 저온부식을 촉진하는 현상은 공기비가 과도하게 클 때(과잉공기가 많을 때) 산소가 풍부해져 나타나는 현상이므로, 이를 공기비가 작을 때의 영향으로 설명하는 것은 옳지 않다.

에너지법에 따라 5년마다 수립하는 지역에너지계획에는 해당 지역의 에너지 수급 추이와 함께 에너지의 안정적 공급을 위한 대책에 관한 사항이 포함되어야 한다.

전문인력 양성이나 에너지 안전관리 대책, 국내외 전반의 수급 전망은 국가 차원의 에너지기본계획 등 다른 계획에서 다루는 사항으로 지역에너지계획의 필수 포함사항과는 구분된다.

화학세관에서 사용하는 초산(아세트산), 구연산(시트르산), 옥살산은 모두 유기산에 해당한다.

반면 인산은 무기산으로 분류되므로, 화학세관용 유기산에는 해당하지 않는다.

에너지이용 합리화법령에서 검사대상기기설치자가 한국에너지공단에 통보하여야 하는 사고의 종류는 사람이 사망한 사고, 사람이 부상당하거나 중독된 사고, 화재 또는 폭발 사고, 검사대상기기가 파손되어 수리·교체 없이는 사용할 수 없는 정도의 사고, 검사대상기기의 성능 저하로 화재·폭발 우려가 있는 사고 등이다.

가스 누출 그 자체는 통보 대상 사고의 종류로 규정되어 있지 않으므로, 통보하여야 하는 사고와는 가장 거리가 멀다.

증기난방에서 응축수와 증기가 하나의 배관을 함께 흐르도록 하는 방식을 단관식이라 하며, 배관 수가 적어 시공이 간단하고 설비비가 적게 드는 대신 증기와 응축수가 서로 부딪혀 소음·수격이 생기기 쉽다.

이와 달리 증기를 보내는 관과 응축수를 되돌리는 관을 각각 따로 설치하는 방식은 복관식이며, 이 경우 증기와 응축수가 서로 간섭하지 않는다.

불완전연소는 주로 연소용 공기의 부족, 연소속도의 부적절함, 연료와 공기의 혼합 불량 등 연소 조건이 나빠질 때 발생한다.

버너의 분무입자가 작을수록 오히려 연료의 표면적이 넓어져 공기와의 접촉이 좋아지고 미립화가 양호해져 연소가 촉진되므로, 분무입자가 작은 것은 불완전연소의 원인이 아니라 오히려 완전연소에 유리한 조건이다.

급수 중에 녹아 있는 용존산소는 보일러 동체나 관 내면의 강판·강관과 반응해 점식(pitting) 등의 부식을 일으키는 가장 큰 원인이 된다.

포밍이나 습증기 발생은 주로 관수 농축이나 불순물에 의한 현상이며, 용존산소가 오존을 발생시키는 것도 아니므로 해당하지 않는다.

산세관용 부식 억제제는 세관액 속에서 금속 표면에 고르게 작용해야 하므로 물에 대한 용해도가 커서 잘 녹아야 효과를 발휘할 수 있다.

점식 발생이 없고 부식 억제능력이 크며 온도·농도 변화에 영향을 적게 받아야 한다는 조건은 맞지만, 용해도가 작을 것이라는 조건은 부식 억제제의 실제 구비조건과 반대되는 설명이다.

천연산 제오라이트(비석)는 대표적인 이온교환체로, 물 속의 칼슘·마그네슘 등 경도성분 이온을 나트륨 이온과 교환시켜 연수화하는 보일러 수처리(이온교환법)에 사용된다.

탄산소다는 청관제, 히드라진은 용존산소 제거제, 황산마그네슘은 경도 성분 자체에 해당해 이온교환체와는 관계가 없다.

에너지이용 합리화법에서 정한 특정열사용기자재 중 압력용기는 1종압력용기와 2종압력용기 두 가지로만 구분되며, "3종압력용기"라는 분류 자체가 존재하지 않는다.

강철제 보일러의 설치, 태양열 집열기의 세관, 연속식 유리용융가마 설치를 위한 시공은 모두 특정열사용기자재의 설치·시공 범위에 포함되는 항목이다.

도시가스(LNG)는 공기보다 가벼워 위로 뜨는 성질이 있으므로, 가스가 누설되었을 때 실내에 체류하지 않도록 환기구는 가능한 한 높은 위치에 설치해야 한다. 따라서 환기구를 낮게 설치해야 한다는 설명은 옳지 않다.

동체 상부와 천장 사이의 이격거리, 측벽과의 이격거리, 가연물에 대한 불연재 피복 기준 등 나머지 유의사항은 옥내 설치 시 실제로 지켜야 하는 규정에 해당한다.

보일러 급수처리는 전열면의 스케일 생성 방지, 프라이밍·포밍 등 캐리오버 현상 방지, 용존산소 등에 의한 점식·내면부식 방지를 목적으로 한다.

"응결수(응축수)의 증가를 막는 것"은 급수처리의 목적과 직접적인 관련이 없는 항목이다.

에너지이용 합리화법에 따라 산업통상자원부장관에게 에너지사용계획을 제출해야 하는 사업에는 에너지개발사업, 관광단지개발사업, 철도건설사업 등 대규모 개발·건설사업이 포함된다.

주택 개발사업은 이 법에서 정한 에너지사용계획 제출대상 사업의 종류에 해당하지 않는다.