연료 중 황(S) 성분이 연소하면서 생성된 아황산가스(SO₂)가 배기가스 중 과잉산소와 만나 SO₃로 산화되고, 이것이 배기가스 중 수분과 결합해 황산이 되어 절탄기 등 저온부 전열면에 응축되면서 저온부식을 일으킨다.

질소가스와 수소가스는 부식성이 없고, 바나듐은 주로 중유 연소 시 고온부식(회분 융착)의 원인이 되는 물질로 저온부식과는 구분된다.

이론적으로는 공기비 m=1일 때 이론공기량만으로 완전연소가 가능하지만, 실제로는 연료와 공기의 혼합이 완전하지 않으므로 완전연소를 위해 이론공기량보다 많은 공기(m＞1)를 공급해야 한다.

m이 1보다 작으면 공기가 부족해 불완전연소가 발생하므로 일반적인 완전연소 조건으로는 적절하지 않다.

여과식(백필터) 집진장치는 미세한 여과포에 배기가스를 통과시켜 먼지를 걸러내는 방식으로, 중력식·관성력식·원심력식(사이클론)에 비해 미세 분진까지 포집할 수 있어 집진효율이 가장 높다.

중력식과 관성력식은 구조가 간단한 대신 효율이 낮고, 원심력식은 이보다 나은 중간 수준의 효율을 가진다.

이상기체는 분자 자체의 부피와 분자 간 인력을 무시할 수 있고, 보일-샤를의 법칙과 이상기체 상태방정식을 만족하며 완전탄성충돌을 하는 가상의 기체로 정의된다.

그러나 이상기체는 실제로 존재하지 않는 가상의 모델이며, 실제 기체는 저온·고압 조건 등에서 이상기체 법칙에서 벗어난다.

중유는 점도가 높아 연소 전 적당히 예열하고, 연소용 공기도 예열해 공급하며, 2차공기 송입량을 적절히 조절하는 것이 올바른 취급 방법이다.

그러나 과잉공기량을 가급적 많이 공급하면 배기가스에 의한 열손실이 커지고 저온부식(SO₃ 생성) 위험도 높아지므로, 과잉공기를 많이 사용하는 것은 옳은 취급법이 아니다.

사바테 사이클(복합 사이클)은 정적 가열과 정압 가열이 함께 일어나는 사이클로, 압력상승비(정적 가열 구간의 압력비) α가 1이 되면 정적 가열 구간이 사라져 디젤사이클(정압 사이클)과 동일한 형태가 된다.

오토사이클은 정적사이클, 디젤사이클은 정압사이클이며, 오토사이클의 열효율은 압축비가 커질수록 증가하므로 나머지 보기는 옳지 않다.

카르노 사이클의 열효율은 고열원과 저열원의 절대온도(K)로 결정된다.

$\eta=1-\dfrac{T_2}{T_1}=1-\dfrac{17+273}{227+273}=1-\dfrac{290}{500}=0.42$

따라서 열효율은 42%이다.

보일러 경판의 최소두께 규정이다. 원칙은 전반구형을 제외하고 계산상 필요한 이음매 없는 동체판의 두께 이상으로 하는 것이며, 여기에 두 가지 하한값이 덧붙는다.

어떠한 경우에도 지켜야 할 하한은 6mm이고, 경판에 스테이를 부착하는 경우에는 8mm 이상으로 해야 한다. 스테이가 붙는 부위는 스테이를 통해 국부적인 인장과 굽힘 하중이 집중되므로 일반 경판보다 여유를 더 두는 것이다.

따라서 빈칸 a에는 6mm, b에는 8mm가 들어간다. 두 값의 순서를 뒤바꾸기 쉬운데, 스테이가 붙는 쪽이 더 두껍다는 논리로 기억하면 헷갈리지 않는다.

두 물체를 접촉시켰을 때 더 이상 열이 이동하지 않는 상태, 즉 열적평형을 온도로 정의하는 법칙이 열역학 제0법칙이며, 온도계를 이용한 온도측정의 이론적 근거가 된다.

제1법칙은 에너지보존, 제2법칙은 열 이동 방향과 비가역성, 제3법칙은 절대영도에서의 엔트로피에 관한 법칙으로 온도측정의 근거인 열적평형과는 직접 관련이 없다.

물의 가열 과정에서 엔트로피 변화량은 다음과 같이 구한다.

$\Delta S=mc\ln\dfrac{T_2}{T_1}=1\times4.184\times\ln\dfrac{273+100}{273+0}\approx4.184\times0.312\approx1.3\ \mathrm{kJ/K}$

따라서 엔트로피 변화량은 약 1.3 kJ/K이다.

일(W)은 $W=\int P\,dV$로 정의되며, 이 적분값은 압력-체적(P-V) 선도에서 곡선 아래의 면적으로 나타낼 수 있다.

P-T선도, h-s선도, T-V선도는 각각 온도·엔탈피·엔트로피 등을 축으로 하여 상태변화나 열량을 나타내는 데 사용되며, 선도 위의 면적이 곧바로 일을 의미하지는 않는다.

매연 발생을 막으려면 연료에 적합한 연소방식을 택하고, 연소실 온도가 낮아지지 않도록 공기를 적정하게 보내며, 연료가 충분히 연소할 수 있는 시간을 확보하는 등 적정 공기비를 유지하는 것이 중요하다.

공기비를 최소화하면 오히려 공기 부족으로 불완전연소가 일어나 매연이 더 많이 발생하므로, 이는 매연 방지 방법으로 옳지 않다.

온도와 압력이 상승하면서 포화액과 포화증기의 밀도차가 점점 줄어들다가, 어느 지점에 이르면 액체와 기체의 구분이 없어지고 증발잠열이 0이 되는데, 이 지점을 임계점이라 한다.

삼중점은 고체·액체·기체가 동시에 평형을 이루는 지점, 포화점과 비점은 특정 압력에서 증발이 시작되는 온도를 가리키는 개념으로 임계점과는 구분된다.

공기비 $m$과 이론산소량 $O_0$이 주어지면, 이론공기량은 $A_0 = \dfrac{O_0}{0.21}$로 구한다. 공기 중 산소 비율이 약 21%이기 때문이다.

연료 1kg당 이론산소량이 2.5 Nm³이므로 $A_0 = \dfrac{2.5}{0.21} \approx 11.9\ \mathrm{Nm^3/kg}$이 된다.

실제공기량은 이론공기량에 공기비를 곱하여 $A = m \times A_0 = 1.2 \times 11.9 \approx 14.3\ \mathrm{Nm^3/kg}$로 계산된다.

기체연료는 공기와 미리 정확한 비율로 혼합하기 쉬워, 가스버너는 오히려 공기비를 정밀하게 제어할 수 있다는 점이 큰 장점 중 하나이다. 따라서 공기비 제어가 불가능하다는 설명은 가스버너의 실제 특성과 반대된다.

가스버너는 연소상태가 안정적이어서 고부하연소가 쉽고, 정확한 온도제어가 가능하며, 구조가 비교적 간단해 보수가 용이하다는 특징도 함께 갖는다.

고체연료의 대표적인 연소방식은 화격자연소(스토커연소), 미분탄연소, 유동층연소로, 고체 입자를 그대로 또는 잘게 분쇄한 상태로 노 안에서 연소시키는 방식들이다.

반면 예혼합연소는 연료와 공기를 미리 균일하게 섞은 뒤 연소시키는 방식으로, 주로 기체연료 연소에서 쓰이는 형태이기 때문에 고체연료의 일반적인 연소방법으로 보기 어렵다.

랭킨사이클은 펌프(급수 승압) → 보일러(정압가열, 증기 발생) → 터빈(단열팽창, 일 생산) → 응축기(정압방열, 응축)의 순서로 순환하는 증기동력사이클이다.

펌프에서 압축된 물이 보일러에서 고온고압 증기로 바뀌고, 이 증기가 터빈을 돌려 일을 한 뒤 응축기에서 다시 물로 응축되어 펌프로 되돌아가는 흐름이 기본 구성이다.

일산화탄소(CO)는 공기 중 폭발범위가 약 12.5~74%로, 메탄(약 5~15%), 프로판(약 2.1~9.5%), 메틸알코올(약 6~36%)에 비해 폭발 하한과 상한의 차이가 가장 크다.

폭발범위가 넓다는 것은 낮은 농도에서도 높은 농도에서도 폭발 위험이 있다는 의미로, 취급 시 특히 주의가 필요한 가스라는 뜻이다.

랭킨사이클의 열효율을 높이려면 응축기 압력(온도)을 낮추고, 보일러 압력을 높이며, 증기를 고온으로 과열해야 한다. 이는 사이클의 평균 방열온도를 낮추고 평균 가열온도를 높여 이론 열효율을 개선하는 원리이다.

반대로 응축기 온도를 높이면 방열온도가 상승해 사이클의 온도 낙차가 줄어들고 열효율이 오히려 떨어지므로, 열효율 증대 방안이 될 수 없다.

압입통풍은 노 앞쪽에서 송풍기로 연소용 공기를 강제로 밀어 넣는 방식이므로 노 내부가 대기압보다 높은 정압(양압) 상태가 되며, 부압이 형성되지 않는다.

반면 흡입통풍은 굴뚝 쪽에서 배기가스를 빨아내 노 내부가 부압이 되고, 평형통풍은 압입과 흡입을 함께 사용해 노 내압을 대기압 근처(약한 부압)로 유지하며, 자연통풍도 굴뚝의 통풍력으로 노 내부가 부압 상태가 된다.

보일러의 전열량을 늘리려면 전열면적을 넓히고 열가스의 유속을 빠르게 하여 열가스와 전열면 사이의 열전달을 촉진해야 한다. 따라서 전열면적을 작게 하고 열가스의 유동을 느리게 한다는 설명은 오히려 전열량을 감소시키는 조건이다.

이 외에 전열면의 스케일을 제거하고, 보일러수 순환을 원활히 하며, 연소율을 높이는 것은 모두 전열량 증대에 실제로 기여하는 방법이다.

부르돈관(Bourdon tube) 압력계는 대기압을 기준(0)으로 하여 그보다 얼마나 높은지를 나타내는 게이지압력을 측정하는 대표적인 탄성식 압력계이다.

절대압력을 얻으려면 여기에 대기압을 더해야 하고, 진공압은 대기압보다 낮은 압력을 별도로 나타내는 개념이므로 부르돈관이 직접 나타내는 값과는 구분된다.

SI 기본단위는 길이(m), 질량(kg), 시간(s), 전류(A), 온도(K), 물질량(mol), 광도(cd)의 7가지로 정의된다.

반면 열량(에너지, J)은 질량·길이·시간의 조합으로 표현되는 유도단위이므로 SI 기본단위에 속하지 않는다.

보일러 열정산에서는 열의 입출입을 파악하기 위해 급수량 및 급수온도, 연소용 공기의 온도, 배기가스의 압력(온도) 등 실제 운전 중의 측정값이 필요하다.

반면 과열기의 전열면적은 보일러의 설계 제원(구조 사양)에 해당하는 값으로, 열정산을 위해 별도로 측정해야 하는 운전 데이터가 아니다.

액주식 압력계에 사용하는 액체는 화학적으로 안정해야 하지만, 휘발성과 흡수성(흡습성)은 작아야 측정값이 증발이나 수분 흡수로 변하지 않는다. 따라서 휘발성 및 흡수성이 클 것이라는 조건은 실제 요구사항과 반대이다.

이 밖에 액면이 항상 수평을 유지하고, 온도변화에 따른 밀도변화가 적으며, 모세관현상이 작아야 한다는 것은 액주식 압력계용 액체가 실제로 갖추어야 할 조건이다.

보일러 자동제어에서 STC(Steam Temperature Control)는 과열증기의 온도를 설정값으로 유지하기 위한 증기온도 제어를 의미한다.

이와 달리 ABC는 보일러 자동제어 전체를, ACC는 연소 상태를, FWC는 급수(보일러 수위)를 제어하는 항목으로, 각각 제어 대상이 다르다.

자동제어장치의 조절계(조절기)는 신호 전달 방식에 따라 공기압식, 전기식, 유압식으로 구분되는 것이 일반적인 분류이다.

'증기식'은 조절계의 표준적인 분류 항목에 해당하지 않으므로, 조절계의 종류로 볼 수 없다.

철-콘스탄탄(J형) 열전대는 환원성 분위기에는 강하지만 산화 분위기에서는 부식이 빨라 상대적으로 약하며, 가격이 저렴한 편이어서 널리 쓰인다. 철(Iron)과 콘스탄탄(Constantan)의 앞글자를 따 흔히 IC열전대라고 부른다.

동-콘스탄탄은 저온용, 백금-백금로듐은 고온·정밀 측정용으로 고가이며, 크로멜-알루멜은 산화 분위기에 비교적 강한 편이어서 각각 특성이 다르다.

그림의 경사관 압력계는 왼쪽 용기 위쪽 관으로 P₁이 작용하고 오른쪽 경사관 끝이 P₂ 쪽으로 열려 있으며, 경사관을 따라 이동한 액주의 길이가 L, 그에 대응하는 수직 높이가 h, 경사관이 수평면과 이루는 각이 θ로 표시되어 있다.

압력차를 만드는 것은 관을 따라 잰 길이가 아니라 연직 방향 높이차다. 그림의 직각삼각형에서 h = L·sinθ이므로 액주가 담당하는 압력은 γ·L·sinθ가 되고, 두 압력의 관계식에 붙는 삼각함수는 sinθ가 된다.

cosθ나 tanθ를 쓰면 관이 수평에 가까워질수록(θ→0) 높이차가 오히려 커지거나 무한대가 되는 모순이 생긴다. 오히려 θ가 작을수록 같은 압력차에 대해 L이 1/sinθ 배로 길어져 눈금을 확대해 읽을 수 있다는 것이 경사관식 압력계가 미압 측정에 쓰이는 이유다.

보호관 속에 MgO나 Al₂O₃ 같은 절연분말을 채우고 금속외피로 길게 감싼 구조는 시이드(Sheath) 열전대의 전형적인 형태이다. 유연하게 구부릴 수 있어 진동이 심하거나 설치 조건이 까다로운 곳에 주로 사용된다.

CA(K형) 열전대는 소재(크로멜-알루멜)를 가리키는 명칭이고, 서미스터나 석영관 열전대는 각각 반도체소자 방식, 비금속 보호관 방식으로 구조상 시이드형과는 다르다.

오차율(상대오차)은 오차를 참값으로 나눈 값, 즉 $\dfrac{\text{오차}}{\text{참값}}$으로 정의된다. '참값/오차'로 표현한 설명은 분자와 분모가 뒤바뀐 것이어서 틀린 설명이다.

오차는 측정값에서 참값을 뺀 값이고, 계측기 고유오차의 최대허용한도를 공차라 하며, 사람의 부주의로 생기는 과실오차는 계통오차와 구분되는 별개의 오차 유형이라는 설명은 모두 옳다.

열전대 보호관 중 석영관, 자기관(도자기), 카보런덤관은 모두 비금속 재질로, 고온이나 부식성 분위기에서 열전대 소선을 보호하는 데 사용된다.

반면 황동관은 구리와 아연의 합금인 금속 재질이므로, 비금속 보호관에 해당하지 않는다.

보일러 1마력(보일러마력, BHP)은 시간당 $15.65\ \mathrm{kg}$의 상당증발량을 발생시킬 수 있는 능력으로 정의된다.

이는 100℃의 물을 100℃의 증기로 증발시키는 데 필요한 증발잠열(약 539 kcal/kg)을 기준으로, 시간당 약 8,435 kcal의 발생열량을 상당증발량으로 환산한 값이다.

보일러의 대표적인 인터록에는 압력초과 인터록, 저수위 인터록, 저연소 인터록과 불착화·프리퍼지 인터록 등이 있으며, 각각 이상 압력, 이상 저수위, 연소 불안정 상태 등을 감지해 연료 공급을 차단하는 안전장치이다.

온도초과 인터록은 보일러의 일반적인 표준 인터록 항목으로 분류되지 않으므로, 나머지 보기와 성격이 다르다.

ppm(parts per million)은 전체를 100만으로 나눈 것 중 하나를 나타내는 단위로, 100만분의 1을 의미한다.

참고로 %는 100분의 1, ppb는 10억분의 1 단위를 나타내며, ppm은 그 사이 크기의 미량 성분을 표시할 때 사용된다.

수두 $h$에 의한 유출속도는 토리첼리의 정리로 $v = \sqrt{2gh}$이며, $h=10\ \mathrm{m}$일 때 $v = \sqrt{2 \times 9.8 \times 10} = 14\ \mathrm{m/s}$가 된다.

오리피스 지름이 $5\ \mathrm{cm}=0.05\ \mathrm{m}$이므로 단면적은 $A = \dfrac{\pi}{4}d^2 = \dfrac{\pi}{4} \times 0.05^2 \approx 0.001963\ \mathrm{m^2}$이다.

유량은 $Q = Av = 0.001963 \times 14 \approx 0.0275\ \mathrm{m^3/s}$로 계산된다.

적외선 흡수법은 각 가스 성분이 고유한 파장의 적외선을 흡수하는 광학적 성질을 이용해 농도를 분석하는 방법으로, 비접촉·연속측정이 가능한 대표적인 계기분석법이다.

가스크로마토그래피법은 분리관을 이용한 물리적 분리·검출 방식이고, 오르자트법은 흡수액에 의한 화학적 흡수 반응을 이용하며, 세라믹법은 지르코니아 소자의 산소이온 전도성을 이용하므로 광학적 원리와는 다르다.

보일러 자동제어의 대표적인 제어량(제어 목표값)에는 증기압력, 보일러수위, 증기온도가 있으며, 각각 설정값을 유지하도록 자동으로 조작된다.

급수온도는 급수 계통의 조건 중 하나로 참고되는 값일 뿐, 보일러 자동제어에서 직접 제어량으로 다루는 대상은 아니다.

보일러 열정산은 투입된 열량과 각 부분에서 소비·손실된 열량의 수지를 따져 열의 행방을 파악하고, 열설비의 성능(효율)을 파악하며, 손실 원인을 분석해 조업 방법을 개선하기 위해 실시한다.

반면 연료의 성분은 열정산이 아니라 연료의 공업분석·원소분석을 통해 별도로 파악하는 항목이므로, 열정산의 목적과는 거리가 멀다.

설치장소변경검사, 개조검사, 계속사용안전검사는 검사에 합격한 때부터 1년의 검사유효기간이 적용된다.

반면 용접검사는 보일러를 제작할 때 용접부의 구조·강도를 확인하는 제작 단계의 검사로, 주기적으로 갱신하는 유효기간 개념이 적용되는 검사가 아니어서 나머지 검사들과 성격이 다르다.

에너지이용합리화법에서는 용량이 작고 압력이 낮아 위험성이 낮은 보일러·압력용기에 대해 용접검사를 면제하고 있으며, 온수보일러는 전열면적과 최고사용압력이 일정 기준 이하인 소용량·저압 조건일 때 이에 해당한다.

전열면적 15m², 최고사용압력 0.35MPa인 온수보일러는 이러한 소용량·저압 면제 조건에 부합한다.

이에 비해 최고사용압력이 3.5MPa로 높은 강철제보일러, 헤더 안지름과 전열면적이 기준을 초과하는 관류보일러, 두께나 압력·내용적의 곱이 기준을 넘는 압력용기는 각각 면제 요건을 충족하지 못한다.

금속관을 구부린 뒤 외력을 제거하면 소성변형과 함께 남아있던 탄성변형이 되돌아오면서 처음 구부린 각도보다 다소 펴지는 현상을 스프링백(spring back)이라 한다.

배관 벤딩 작업 시에는 이러한 스프링백을 고려해 원하는 각도보다 약간 더 구부려 가공하는 것이 일반적이다.

원심송풍기는 상사법칙에 따라 풍량이 회전수에 비례한다. 즉 $\dfrac{Q_2}{Q_1} = \dfrac{N_2}{N_1}$의 관계가 성립한다.

회전수가 2500rpm에서 3000rpm으로 증가하므로 $Q_2 = 150 \times \dfrac{3000}{2500} = 180\ \mathrm{m^3/min}$이 된다.

유니온(union)은 배관을 절단하거나 회전시키지 않고도 이음부를 분해·재조립할 수 있는 배관 부속으로, 관의 수리·점검·교체가 필요한 위치에 사용된다.

반면 플러그는 관 끝을 막는 용도, 니플과 소켓은 관과 관을 직선으로 연결하는 용도로 사용되어 분해·재결합을 전제로 한 부속이 아니다.

아담슨 조인트(Adamson joint)는 노통의 신축을 흡수하기 위한 접합부이고, 갤로웨이관(Galloway tube)은 노통 내부를 가로지르는 관으로 전열면적을 늘리고 노통을 보강하는 역할을 한다. 두 구조 모두 노통보일러(코르니시·랭커셔 보일러 등)에서 나타나는 특징적인 부속이다.

연관보일러, 입형보일러, 특수보일러 등에는 이러한 노통 관련 구조가 나타나지 않는다.

검사대상 증기보일러에는 스프링의 탄성력으로 밸브를 누르고 있다가 설정압력 초과 시 자동으로 밀어 올려 증기를 분출하는 스프링식 안전밸브를 사용하도록 정해져 있다.

지렛대식이나 중추식은 구조상 정밀한 압력 설정과 신뢰성이 떨어져 현재 검사대상 증기보일러에는 일반적으로 사용되지 않는다.

플레임 아이(flame eye)는 광전관(포토셀) 등 감광소자를 이용해 연소 중 화염에서 나오는 빛을 감지하고, 이를 전기적 신호로 변환하여 화염의 유무를 검출하는 장치이다.

윈드박스는 압입통풍에서 풍도의 동압을 정압으로 바꾸어 연소용 공기를 노 내에 고르게 유입시키는 장치이고, 보염기는 연소 중 화염을 안정시켜 꺼지지 않도록 하는 역할을 하며, 플레임 로드는 화염의 전기전도성(이온화)을 이용해 화염 유무를 검출한다는 점에서 각각 설명이 다르다.

보온효율은 보온을 하지 않았을 때의 방열량 $Q_0$에 대해, 보온으로 줄어든 방열량의 비율로 정의된다. 즉 $\eta = \dfrac{Q_0 - Q}{Q_0}$로 나타낸다.

분자는 보온 전후 방열량의 차이(절감된 열손실량)이고, 분모는 보온을 하지 않았을 때의 기준 방열량이므로, 두 값을 서로 바꾸거나 차이값이 아닌 단순 비율로 나타낸 다른 식들은 보온효율의 정의와 맞지 않는다.

열이 이동하는 방향을 고려하면 불꽃(고온)이 직접 닿는 안쪽에는 내화도가 높은 내화벽돌을 먼저 쌓고, 그 바깥쪽(저온측)에 단열벽돌을 쌓아 열손실을 줄이는 것이 올바른 시공 순서이다. 불꽃 접촉부에 단열벽돌을 먼저 쌓으면 내화도가 부족한 단열벽돌이 고온에 견디지 못하고 손상되므로 이는 잘못된 시공법이다.

벽돌은 물기와 불순물이 없는 상태로 쌓아야 시공 후 강도 저하나 박리를 막을 수 있고, 내화 모르타르는 사용하는 내화벽돌과 화학조성이 비슷한 것을 써야 열팽창 특성 차이로 인한 줄눈 손상을 방지할 수 있다.

내화벽돌과 단열벽돌을 함께 시공할 때도 그 접합부에는 내화 모르타르를 사용하는 것이 일반적인 시공법이다.

기수분리기는 보일러 동체(드럼) 내부에서 발생한 증기 속에 섞여 있는 물방울을 분리·제거하여 건조도가 높은 증기를 증기관으로 보내는 장치이다.

습분이 많은 증기가 그대로 반출되면 배관 부식이나 수격작용, 설비 손상의 원인이 되므로 기수분리기로 물방울을 걸러내는 것이 중요하다.

연소용 공기의 수분 제거, 급수 중 공기의 제거, 사용처에서의 증기·물 분리는 각각 공기예열기, 탈기기, 증기트랩 등 별도의 장치가 담당하는 기능으로 기수분리기의 역할과는 다르다.

에너지이용합리화법에 따라 검사대상기기의 설치자가 변경되는 경우, 새로운 설치자는 변경일로부터 15일 이내에 검사대상기기설치자 변경신고서를 공단이사장에게 제출하여야 한다.

이는 검사대상기기의 관리주체를 신속히 파악하여 안전관리와 검사 이행을 담보하기 위한 절차이다.

바닥이 직사각형이고 여러 개의 흡입구멍이 연도(굴뚝으로 이어지는 통로)에 연결되어 있으며, 화교(불꽃을 유도하는 낮은 벽)가 버너 포트 앞쪽에 설치된 구조는 도염식가마의 전형적인 형태이다.

도염식가마는 불꽃이 천장까지 올라갔다가 아래로 꺾여 내려와 바닥의 흡입구멍을 통해 연도로 빠져나가는 구조로, 요업 제품을 뱃치식(불연속식)으로 소성할 때 사용된다.

터널가마는 제품이 대차에 실려 이동하며 소성되는 연속식이고 호프만가마도 소성대를 옮겨가며 연속 조업하는 구조여서 문항의 "불연속식"이라는 조건과 맞지 않으며, 바닥이 직사각형이라는 조건 역시 둥근 형태의 가마와 구분되는 단서이다.

배기가스가 가져가는 손실열량은 연소가스량 × 비열 × 온도차로 구한다. 실온과 외기온이 0℃이므로 온도차는 배기가스 온도 400℃ 그대로이다.

$Q_L = 10 \times 0.33 \times 400 = 1320\ \mathrm{kcal/kg}$

방사손실과 미연분손실을 무시하므로 보일러 열효율은 발열량에서 배기가스 손실만 뺀 값의 비로 계산된다.

$\eta = \dfrac{5500 - 1320}{5500} \times 100 \approx 76\%$

돌로마이트질 내화물은 염기성 내화물로 염기성 슬래그에 대한 저항성이 크고, CaO 성분 때문에 대기 중 수분을 흡수해 붕괴되는 소화성(수화성)이 큰 것이 특징이며, 급열·급냉에 의한 박락에 견디는 내스폴링성도 좋은 것으로 분류된다.

그러나 돌로마이트질 내화물의 내화도는 SK36 이상 수준으로 상당히 높으므로, 내화도가 SK26~30이라는 설명은 실제보다 지나치게 낮게 표현된 값이어서 옳지 않다.

에너지이용합리화법상 특정열사용기자재인 온수보일러는 제1종 난방시공업 등록업자가 설치·시공할 수 있다.

난방시공업은 시공할 수 있는 열사용기자재의 종류에 따라 종별로 구분되는데, 강철제·주철제 보일러와 온수보일러 같은 보일러류의 설치는 제1종 난방시공업자의 시공 범위에 속한다.

특수 열매체 보일러에서는 물보다 낮은 압력에서도 높은 온도까지 열을 운반할 수 있는 다우섬, 카네크롤, 수은 등이 열매체로 사용된다. 물을 쓰면 고온을 얻기 위해 매우 높은 압력이 필요하지만, 이들 열매체는 저압에서도 고온 운전이 가능하다는 것이 장점이다.

암모니아는 상온·저온에서 쉽게 기화하는 냉매 계열 물질로, 고온의 열매체 보일러용 열매체로는 적합하지 않아 사용되지 않는다.

에너지이용합리화법에 따라 계속사용검사 중 산업통상자원부령으로 정하는 항목의 검사에 불합격한 경우, 철금속가열로를 제외하고는 불합격한 날부터 6개월 이내에 그 검사에 합격할 것을 조건으로 계속 사용을 허용할 수 있다.

이는 즉시 가동을 중단시키기보다 일정 유예기간 내에 보수와 재검사를 거쳐 안전성을 확보하도록 한 절차이다.

구조가 간단해 취급·수리가 쉽고, 보유 수량(수부)이 커서 열 비축량이 크며 사용 증기량이 변해도 발생증기의 압력변동이 작다는 특징은 원통형 보일러(노통연관식 등)의 대표적인 장점이다.

다만 수부가 크기 때문에 파열이 일어나면 축적된 에너지가 한꺼번에 방출되어 폭발 재해의 규모가 크다는 단점이 있다.

수관식·관류·열매체 보일러는 상대적으로 수부가 작아 증기 발생은 빠르지만 부하 변동에 따른 압력변동이 크다는 점에서 원통형 보일러와 구분된다.

용광로에서 코크스는 연소되어 열원으로 작용하고, 발생한 일산화탄소와 탄소로 철광석을 환원시키며, 녹은 선철에 탄소가 흡수(침탄)되도록 하는 것이 주된 역할이다. 또한 장입물 사이에서 통기성을 유지하는 기능도 한다.

반면 SiO2나 P의 환원은 코크스를 장입하는 목적이 아니라 고온에서 부수적으로 일어나는 반응이며, 환원된 Si·P는 오히려 선철의 품질을 떨어뜨리는 불순물이 되므로 코크스의 역할로는 가장 거리가 멀다.

응축수를 회수하지 않는 경우, 급수와 함께 들어온 불순물이 모두 관수에 농축된다고 보고 물질수지로 분출량을 구한다.

$W = W_f \times \dfrac{C_f}{C_b - C_f} = 5000 \times \dfrac{50}{400 - 50} \approx 714\ \mathrm{L/day}$

여기서 급수량은 5000L/day, 급수 불순물농도는 50ppm, 보일러수 불순물농도는 400ppm이다.

에너지법에 따라 에너지 수급에 중대한 차질이 발생하거나 발생할 우려가 있는 경우에 대비하여, 산업통상자원부장관이 비상시 에너지수급계획을 수립·시행한다.

이는 국가 전체의 에너지 정책을 총괄하는 부처가 위기 상황에서도 안정적인 에너지 공급을 관리하도록 한 규정이다.

1차 고온수를 감압하여 직결 공급하면서, 사용처에서 귀환하는 2차 고온수의 일부를 바이패스시켜 공급수에 합류시킴으로써 온도를 낮추는 난방방식을 브리드인(bleed-in) 방식이라 한다.

고온수 직결방식은 감압만 거쳐 그대로 공급하는 방식이고, 열교환방식은 열교환기를 매개로 1차·2차 계통을 완전히 분리하는 방식이라는 점에서 브리드인 방식과 구분된다.

보일러 내부부식을 방지하려면 급수·관수 중 불순물을 제거하고, 급열·급냉을 피해 열응력에 의한 손상을 막으며, 적절한 분출로 농축된 관수를 배출하는 관리가 필요하다.

그러나 보일러수의 pH는 약산성이 아니라 약알칼리성으로 유지해야 금속 표면에 보호 피막이 유지되어 부식을 억제할 수 있다. pH가 산성으로 내려가면 오히려 부식이 촉진되므로, pH를 약산성으로 유지한다는 설명은 옳지 않다.

에너지법은 "에너지"를 연료·열 및 전기를 말한다고 정의하고 있어, 이 표현이 법상 정의와 일치한다.

반면 "연료"는 석유·가스·석탄, 그 밖에 열을 발생하는 열원을 말하되 핵연료는 제외되고, "에너지공급자"는 에너지를 생산·수입·전환·수송·저장 또는 판매하는 사업자를 뜻하며, "에너지사용자"는 에너지공급시설이 아니라 에너지사용시설의 소유자 또는 관리자를 뜻하므로 나머지 선택지는 모두 법령상 정의와 다르다.

급수의 외처리 방법 중 기폭법은 물을 공기와 접촉시켜 용존가스를 날려 보내는 방법이고, 탈기법은 가열·감압 등으로 용존가스를 제거하는 방법인데, 두 방법이 공통으로 제거할 수 있는 가스는 탄산가스(이산화탄소)이다.

탈기법은 특히 용존산소 제거에 주로 쓰이고 기폭법은 철·망간 산화와 탄산가스 방출에 쓰이는데, 두 방법에 공통으로 걸리는 대상이 탄산가스이다. 질소는 애초에 제거 목표로 삼는 가스가 아니고, 황화수소는 기폭법 쪽에서 다루는 대상이어서 두 방법의 공통 항목으로 보지 않는다.

이온교환수지의 재생은 정해진 순서를 밟는다. 먼저 역세로 수지층에 아래에서 위로 물을 흘려 층을 부풀리면서 쌓인 부유물과 미분을 씻어 내고 수지 입자를 고르게 재배열한다.

이어 통약 단계에서 재생약액(양이온수지는 산, 음이온수지는 알칼리)을 통과시켜 수지에 붙어 있던 이온을 떼어 내고, 압출로 수지층에 남아 있는 재생약액을 밀어낸 뒤, 수세로 잔류 약액과 재생 생성물을 완전히 헹궈 낸다. 마지막으로 부하 단계에서 원수를 통수시켜 정상적인 이온교환 운전으로 돌아간다.

즉 역세 → 통약 → 압출 → 수세 → 부하가 옳은 순서다. 통약 직후 곧바로 통수하면 잔류 약액이 처리수에 섞여 나오므로 반드시 압출과 수세를 거쳐야 하고, 실제로 물을 뽑아 쓰는 부하는 항상 맨 마지막에 온다는 점이 순서 판단의 기준이 된다.

보일러 성능(열정산) 계산에서 증기건도를 실측할 수 없는 경우, 강철제 증기보일러는 증기건도를 98%로 보고 계산하도록 정하고 있다.

측정이 어려운 상황에서도 일관된 기준으로 성능을 평가하기 위해 정해 둔 값이며, 주철제 증기보일러의 경우에는 97%를 적용한다.

에너지이용합리화법에 따라 산업통상자원부장관이 효율관리기자재에 대해 고시해야 하는 사항에는 에너지의 소비효율 또는 사용량의 표시, 소비효율 등급기준 및 등급표시, 최저소비효율 또는 최대사용량의 기준, 그리고 에너지의 소비효율 또는 사용량의 측정방법 등이 포함된다.

즉 측정방법의 대상은 "소비효율 또는 사용량"이지 생산량이 아니므로, 생산량의 측정방법을 고시한다는 설명은 법령상 고시사항과 일치하지 않는다.

온수난방에서 팽창관은 보일러 내의 물이 가열되어 팽창할 때 늘어난 물을 팽창탱크로 내보내는 안전 통로이다. 도중에 밸브를 두면 밸브가 닫혔을 때 팽창한 물이 빠져나갈 곳이 없어 이상 압력이 걸리므로, 원칙적으로 밸브를 설치하지 않는다.

송수주관과 환수주관은 유량 조절이나 계통 분리를 위해 필요에 따라 밸브를 설치하는 구간이며, 문항은 이들과 달리 안전을 위해 항상 열려 있어야 하는 관을 묻고 있다.

수면계 유리판은 너트를 무리하게 조이거나, 유리관 재질이 불량하거나, 외부에서 충격을 받는 등 직접적인 기계적 원인으로 파손된다. 급격한 온도 변화로 유리에 열응력이 걸리는 경우도 파손 원인이 된다.

반면 프라이밍이나 포밍은 보일러수가 증기와 함께 넘어가거나 거품이 이는 현상으로 수위 판단을 어렵게 만드는 장애일 뿐, 수면계 유리판 자체의 파손 원인과는 거리가 멀다.

표준 대기압에서 물의 밀도(비중)가 가장 커지는 온도는 약 4℃이며, 이는 물의 이상 열팽창 특성으로 잘 알려져 있다.

따라서 비중이 가장 높은 온도가 약 1℃라는 설명은 실제 값과 맞지 않아 옳지 않다.

물의 임계압력 약 22MPa, 임계온도 약 374℃, 표준 대기압에서의 증발잠열 약 2256kJ/kg은 모두 실제 물성값과 부합하는 설명이다.

온수발생보일러는 온수 온도가 120℃ 이하인 경우에 방출(도피)밸브를 설치하도록 정하고 있으며, 120℃를 초과하는 고온수 보일러에는 안전밸브를 설치해야 한다.

방출밸브는 온수의 열팽창으로 인한 압력 상승을 완화하기 위한 장치로, 저온 영역의 온수보일러에 적용되는 기준이다.

에너지이용합리화법이 정한 특정열사용기자재에는 보일러류(온수보일러 포함), 태양열집열기, 압력용기류(1종압력용기 포함), 요업요로류(터널가마 포함), 금속요로류가 포함되어 있다.

태양열 관련 기자재로 목록에 올라 있는 것은 태양열집열기이며, 태양열온수기는 특정열사용기자재 품목으로 지정되어 있지 않으므로 나머지 셋과 구분된다.

보일러 강판 표면에서 국부적으로 전지(국부전지)가 형성되어 점식(피팅 부식)이 진행되는 가장 큰 원인은 급수나 관수 중에 남아 있는 용존산소이다.

용존산소는 금속 표면의 특정 부위에서 산화반응을 일으켜 양극부와 음극부의 차이를 유지시키고, 양극부가 국부적으로 깊게 파이면서 점 형태의 손상을 만든다.

실리카는 경질 스케일 생성과 관련되고, 염화마그네슘은 가수분해로 산을 만들어 산성 부식을 일으키며, pH 상승은 알칼리 부식과 관련되는 요인으로 국부전지에 의한 점식의 직접적 원인과는 다르다.

신설 보일러의 소다끓임(소다보일링)은 알칼리성 용액(소다회 등)을 넣고 끓여 제작·시공 과정에서 보일러 내부에 부착된 철분, 유지분(기름때) 등 오염물을 제거하는 사전 처리 작업이다.

가동 초기에 관벽에 스케일이나 부식이 생기는 것을 예방하기 위한 조치로, 본체나 부속장치의 누수 확인, 순환상태·증발력 점검과는 목적이 다르다.

저압 증기난방의 하트포드 접속법에서 균형관과 연결되는 환수주관의 분기 위치는 보일러 표준수면보다 약 50mm 아래로 잡는 것이 적정하다.

이렇게 접속하면 환수관 쪽에 누수나 이상이 생기더라도 보일러수가 그 아래로는 빠져나가지 못해, 수위가 위험 수준까지 내려가는 저수위 사고를 예방할 수 있다.

수세법, 스팀 소킹법(증기 취입 세정), 워터 소킹법(물 침적 세정)은 모두 보일러 전열면 바깥쪽에 붙은 그을음이나 재를 제거하는 대표적인 외부 청소방법이다.

반면 산세관법은 산 용액을 순환시켜 보일러 내부(수측)에 생긴 스케일을 용해·제거하는 내부 청소방법이므로 외부 청소방법으로 분류되지 않는다.

검사대상기기를 개조하여 사용하려는 경우에는 개조검사를, 설치장소를 변경한 경우에는 설치장소변경검사를 받아야 하며, 계속사용검사를 받으려는 자는 검사유효기간 만료 전에 검사신청서를 제출하여야 한다는 설명은 모두 옳다.

다만 검사대상기기의 사용을 중지하는 경우에도 그 사실을 정해진 기간 내에 신고하여야 하므로, 사용 중지 시 별도의 신고가 필요 없다는 설명은 옳지 않다.

보일러의 압력차단(제한)스위치는 안전밸브가 열리기 전 단계에서 미리 연료 공급을 끊어 이상 압력 상승을 막는 장치이므로, 그 작동압력은 안전밸브 작동압력보다 약간 낮게 조정해야 한다.

이렇게 설정하면 압력이 안전밸브 설정압력에 도달하기 전에 압력제한스위치가 먼저 작동해 연소를 정지시키므로, 증기를 대기로 방출하는 상황까지 가지 않고도 과압을 예방할 수 있다.