전기식 집진장치(전기집진기)는 집진효율이 90~99.5%로 매우 높고 미세입자까지 포집할 수 있지만, 이를 위해 고전압장치와 정전(하전)설비가 필요하다.

전기집진기의 대표적인 장점 중 하나는 압력손실이 작다는 점이다. 가스가 넓은 통로를 지나며 정전기력으로 입자만 끌어당기는 방식이라 여과식이나 세정식에 비해 통풍 저항이 훨씬 적고 송풍동력도 절감되므로, 압력손실이 크다는 설명은 옳지 않다.

사이클론식 집진기는 함진가스를 원통 내부에서 선회시킬 때 입자에 작용하는 원심력을 이용해 입자를 가스 흐름에서 분리·포집하는 방식이다.

원심력이 클수록 분리 효율이 높아지므로, 입경이 크고 밀도가 큰 입자일수록 사이클론에서 효과적으로 제거된다.

같은 사이클에서 압축기가 한 일을 $W$, 저열원에서 흡수한 열량을 $Q_1$, 고열원으로 방출한 열량을 $Q_2$라 하면 에너지 보존에 의해 $Q_2 = Q_1 + W$가 성립한다.

냉동기의 성능계수는 $COP_R = \dfrac{Q_1}{W}$, 열펌프의 성능계수는 $COP_H = \dfrac{Q_2}{W} = \dfrac{Q_1 + W}{W} = COP_R + 1$이므로, 이를 정리하면 $COP_R = COP_H - 1$의 관계가 된다.

그림은 물의 P–T 상태도다. 세 경계선이 만나는 A점이 삼중점, 증발곡선이 끝나는 B점이 임계점이며, A와 B를 잇는 곡선 AB가 증발곡선으로 액상과 기상의 경계다. A에서 왼쪽 위로 뻗은 선은 융해곡선, 왼쪽 아래로 뻗은 선은 승화곡선이고 이들로 나뉜 영역이 각각 고상·액상·기상으로 표시되어 있다.

틀린 설명은 임계점을 온도의 기준점이라고 한 대목이다. 온도의 기준점으로 쓰이는 것은 삼중점이다. 물의 삼중점은 압력과 온도가 단 하나의 조건(0.01℃, 약 0.6112kPa)으로 고정되어 재현성이 뛰어나므로 열역학 온도의 정의점(273.16K)으로 채택되어 왔다.

임계점은 액상과 기상의 구분이 사라지는 한계 상태(물의 경우 약 374℃, 22.1MPa)로, 이보다 높은 온도에서는 아무리 압축해도 액화되지 않는다. 삼중점은 세 상이 공존하는 점, 임계점은 증발곡선이 끝나는 점이라는 역할 차이를 구분해 두면 이런 유형이 쉽게 정리된다.

열역학 제1법칙에 따라 계가 받은 열량에서 계가 외부에 한 일을 뺀 만큼 내부에너지가 변화한다.

$\Delta U = Q - W = 40 - 30 = 10\ \mathrm{kJ}$

계산 결과가 양수이므로, 받은 열량 중 외부에 한 일을 제외한 나머지가 내부에너지로 축적되어 내부에너지는 10kJ만큼 증가한다.

체적이 일정한 정적과정에서의 엔트로피 변화는 정적비열과 절대온도비로 구한다. 절대온도로 환산하면 $T_1 = 27 + 273 = 300\ \mathrm{K}$, $T_2 = -3 + 273 = 270\ \mathrm{K}$이다.

$\Delta S = C_v \ln{\dfrac{T_2}{T_1}} = 0.654 \times \ln{\dfrac{270}{300}} \approx -0.0689\ \mathrm{kJ/(kg \cdot K)}$

온도가 낮아졌으므로 엔트로피는 감소하며, 부호가 음수인 값이 답이 된다.

열역학 제1법칙은 에너지 보존 법칙을 열과 일의 관계로 표현한 것으로, 계에 출입하는 열과 일의 합이 내부에너지 변화와 같다는 원리이다.

즉 어떤 형태로든 에너지는 새로 생기거나 소멸하지 않고 형태만 바뀌어 보존되므로, 이 법칙은 시스템의 에너지 보존과 가장 밀접하다.

반응속도나 반응의 방향성(비가역성)은 열역학 제2법칙과 관련된 개념이며, 온도효과 자체는 제1법칙이 직접 규정하는 대상이 아니다.

보일러 마력(BHP)은 100℃ 포화수를 100℃ 포화증기로 바꾸는 상당증발량을 기준으로 정의되며, 1BHP는 상당증발량 약 $15.65\ \mathrm{kg/h}$에 해당한다.

따라서 86보일러 마력의 상당증발량은 $86 \times 15.65 = 1345.9\ \mathrm{kg/h}$이고, 물이 실제로 흡수하는 열량은 상당증발 기준 잠열 $2256\ \mathrm{kJ/kg}$을 곱한 $1345.9 \times 2256 \approx 3{,}036{,}000\ \mathrm{kJ/h} \approx 3036\ \mathrm{MJ/h}$이다.

보일러 효율은 연료가 낸 열량 중 실제로 증기 생산에 쓰인 비율이므로, 저위발열량은 $H_l = \dfrac{Q}{\eta \times B} = \dfrac{3036\ \mathrm{MJ/h}}{0.72 \times 100\ \mathrm{kg/h}} \approx 42.2\ \mathrm{MJ/kg}$, 즉 약 42.18MJ/kg으로 계산된다.

급수 중에 녹아 있는 산소나 이산화탄소 같은 용존 기체는 보일러 및 배관의 부식을 유발하므로 급수 처리 과정에서 제거해야 하며, 이를 탈기(脫氣)라고 한다.

탈기법은 가열이나 진공 등을 이용해 물에 녹아 있는 기체의 용해도를 낮추어 분리·제거하는 방법으로, 급수 중 용존산소·용존탄산가스 제거에 주로 쓰인다.

폭기법·기폭법은 물속에 공기를 불어넣어 철분 등 성분을 산화·침전시키는 정수처리 방법이고, 이온교환법은 경도 성분 등 이온성 불순물을 제거하는 방법으로 용존 기체 제거와는 목적이 다르다.

탄소·수소·황의 중량비로부터 이론산소량 $O_0 = 1.867C + 5.6H + 0.7S = 1.867(0.87)+5.6(0.1)+0.7(0.03) \approx 2.205\ \mathrm{Nm^3/kg}$를 구하고, 이론공기량 $A_0 = O_0/0.21 \approx 10.5\ \mathrm{Nm^3/kg}$를 얻는다.

과잉공기 50%이므로 공기비 $m=1.5$이며, 이론 건연소가스량은 $G_{od} = 0.79A_0 + 1.867C + 0.7S \approx 8.30+1.624+0.021 \approx 9.94\ \mathrm{Nm^3/kg}$이다.

실제 건연소가스량은 과잉공기분이 그대로 더해지므로 $G_d = G_{od} + (m-1)A_0 \approx 9.94 + 0.5\times10.5 \approx 15.19\ \mathrm{Nm^3/kg}$로 계산된다.

고온의 분자에서 저온의 분자로 물체 내부에서 물질 자체는 이동하지 않고 분자 간의 충돌·진동을 통해 열에너지가 전달되는 현상을 열전도라 한다.

문제에서 말하는 '정지 상태에서 접촉한 분자 사이의 열이동'은 유체의 흐름(대류)이 아니라 고체나 정지유체 내부에서 일어나는 전형적인 열전도의 정의에 해당한다.

열관류는 벽을 사이에 둔 두 유체 간의 종합적인 열이동을, 열전달은 고체 표면과 유체 사이의 열이동(대류를 포함)을 가리키므로 이 설명과는 구분된다.

물기둥의 높이로 표시되는 수두압은 $P(\mathrm{kgf/cm^2}) \approx \dfrac{h(\mathrm{m})}{10}$의 관계로 환산할 수 있다(물의 비중량 $1000\,\mathrm{kgf/m^3}$ 기준).

수두 30m는 $30/10 = 3\ \mathrm{kgf/cm^2}$의 압력에 해당하므로, 이 온수보일러에 가해지는 압력은 약 3kg/cm²이다.

기체연료는 공기와의 혼합이 균일해 연소 조절이 쉽고, 회분이나 매연이 거의 없어 청결하며, 점화와 소화가 즉각적이고 연소효율이 높다는 장점이 있다.

반면 기체 상태이기 때문에 부피가 커서 저장·수송에 큰 탱크나 배관 설비가 필요하고 이에 따른 설비비도 고가인 편이므로, 저장이 용이하고 설비비가 저가라는 설명은 기체연료의 특성과 반대된다.

열과 일은 모두 계의 경계를 통해서만 주고받을 수 있는 에너지 형태이고, 경로에 따라 값이 달라지는 경로함수이므로 완전미분이 아닌 불완전 미분형($\delta Q,\ \delta W$)으로 표시된다.

그러나 열과 일은 방향(계에 들어오는지 나가는지)에 따라 부호가 양수일 수도 음수일 수도 있으므로, '모두 양수의 값을 갖는다'는 설명은 옳지 않다.

고압 기류식 버너는 고압의 공기(또는 증기)를 이용해 연료를 미립화하는 방식으로, 유량 조절범위가 약 1:10 정도로 넓어 부하 변동에 대응하기 유리하다.

다만 고압의 유체를 분사하는 과정에서 소음이 크게 발생한다는 단점이 있어, 저압 공기식이나 유압 분무식에 비해 소음 문제가 두드러진다.

디젤 사이클의 이론 열효율은 압축비 $\varepsilon$가 클수록, 차단비(단절비) $\sigma$가 작을수록 커진다.

압축비가 커지면 압축 말기 온도가 높아져 열효율이 향상되고, 차단비(정압가열 구간의 길이)가 작아질수록 오토 사이클에 가까워져 열효율이 개선되기 때문이다.

석탄의 원소분석에서 탄소·수소는 리비히법, 황은 에쉬카법, 질소는 켈달법으로 각각 정량하는 것이 표준적인 방법이다.

이 중 '라이트법'은 석탄의 원소분석 방법으로 사용되지 않으므로, 원소분석 방법이 아닌 것에 해당한다.

비중은 물질의 밀도를 물의 밀도($1000\ \mathrm{kgf/m^3}$)로 나눈 값이다.

주어진 기름의 밀도는 $\dfrac{4500\ \mathrm{kgf}}{5.5\ \mathrm{m^3}} \approx 818.2\ \mathrm{kgf/m^3}$이므로, 비중은 $818.2/1000 \approx 0.82$로 계산된다.

1kcal는 일량으로 환산하면 약 $426.8\ \mathrm{kgf{\cdot}m}$, 마력시(PS·h)로는 약 $0.00158\ \mathrm{PS{\cdot}h}$, 국제단위계로는 약 $4.1855\ \mathrm{kJ}$에 해당하여 모두 1kcal와 같은 값을 나타낸다.

반면 1kWh는 $860\ \mathrm{kcal}$에 해당하는 훨씬 큰 에너지량이므로, 1kcal와 같은 값이 아니다.

보일러의 연소(화염) 온도는 연료의 발열량이 클수록, 공급되는 산소의 농도가 높을수록, 공기비가 이론공기량에 가까울수록(과잉공기가 적을수록) 높아진다.

반면 연료 1kg당 발열량이 아닌 단순한 연료의 단위 중량 자체는 연소온도를 직접 좌우하는 인자가 아니며, 단위중량이 같아도 발열량·공기비 조건에 따라 연소온도는 달라진다.

보일러 부하율은 실제로 보일러가 발생시키고 있는 증기량이 그 보일러가 낼 수 있는 최대 능력에 비해 어느 정도 수준인지를 나타내는 지표이다.

따라서 부하율(%)은 $\dfrac{\text{실제증기발생량}}{\text{최대연속증기발생량}} \times 100$으로 정의된다.

상당증발량은 실제 증발조건(급수 엔탈피 $h_1$, 발생증기 엔탈피 $h_2$)에서 발생한 열량을, 100℃ 포화수를 100℃ 포화증기로 바꾸는 기준(잠열 약 $2256\ \mathrm{kJ/kg}$)으로 환산한 증발량이다.

실제 증발량 G와 엔탈피차 $(h_2-h_1)$의 곱이 실제로 물이 흡수한 열량이므로, 상당증발량은 $G_e = \dfrac{G(h_2-h_1)}{2256}$로 계산된다.

MKS 단위계는 길이(m)·질량(kg)·시간(sec)을 기본 단위로 삼는 절대(질량 기준) 단위계이므로 옳은 설명이다.

절대단위계는 질량(M)·길이(L)·시간(T)을 기본량으로 하고 힘은 유도량으로 얻는 체계이므로 질량을 힘의 기호 F로 나타낸 설명은 옳지 않으며, 중력단위계는 힘(F)·길이(L)·시간(T)을 기본량으로 하는 체계이다.

또한 기계공학 분야에서도 중력단위계(공학단위계)가 실제로 널리 사용되므로 '사용해서는 안 된다'는 설명 역시 틀렸다.

인화점이 $80\,^\circ\!\mathrm{C}$ 이상인 아스팔트유·윤활유·절삭유와 같은 고인화점 석유제품은 클리블랜드 개방식 시험기로 인화점을 측정하는 것이 일반적이다.

반대로 타그 밀폐식·아벨펜스키 밀폐식은 인화점이 낮은 저인화점 제품(등유, 경유 등)의 측정에 주로 사용되는 시험기이다.

보일러의 대표적인 자동제어(ABC 제어)에는 연소용 공기와 연료의 공급을 조절하는 연소제어, 드럼 수위를 유지하는 급수제어, 증기 온도를 일정하게 유지하는 증기온도제어 등이 있다.

'급유제어'는 이러한 표준적인 보일러 자동제어 항목으로 별도 분류되지 않으며, 연료 공급 조절은 통상 연소제어에 포함되어 다루어진다.

수산화칼륨(KOH) 용액은 오르자트 가스분석기에서 이산화탄소(CO₂)를 선택적으로 흡수하는 시약이다.

흡수된 가스량은 시료 50cc에서 남은 양 41.8cc를 뺀 $50-41.8=8.2\ \mathrm{cc}$이며, 그 비율은 $8.2/50 \times 100 \approx 16.4\%$이다.

따라서 흡수된 가스는 CO₂이고 그 비율은 16.4%가 된다.

산소(O₂)는 다른 일반 기체와 달리 상자성체의 성질을 가지고 있어 자기장 속에서 자기력을 받는 특징이 있다.

이 성질을 이용해 자기장 안에서 산소 농도에 비례하는 '자기풍'을 발생시켜 열선의 냉각 정도 등으로 산소 농도를 측정하는 방식이 자기식 산소계이다.

보상도선은 열전대의 보호관 단자(단자함)에서 계기 쪽 냉접점(기준접점) 단자까지를 이어 주는 도선으로, 냉접점의 실질적인 위치를 계기 쪽으로 옮겨 주는 역할을 한다.

정확한 열기전력을 전달해야 하므로 사용 온도 범위에서 열전대와 유사한 열기전력 특성을 갖는 값싼 합금선으로 만들며, 열전대와 특성이 다른 전선이나 백금·마그네슘 합금선을 쓰는 것이 아니다.

열전대를 기계적·화학적으로 보호하는 것은 보호관의 역할이므로 보상도선과는 구분된다.

비례동작(P동작)에서 비례이득(비례감도) $K_p$와 비례대 PB(%) 사이에는 $PB = \dfrac{100}{K_p}$의 관계가 성립한다.

비례이득이 4이므로 비례대는 $PB = \dfrac{100}{4} = 25\%$로 계산된다.

오벌기어식, 로터리피스톤식, 루트식은 케이싱 내부 공간에 유체를 채워 밀어내는 방식으로 유량을 적산하는 대표적인 용적식(회전식) 유량계이다.

반면 벤츄리식은 관 내부의 단면 축소에 따른 압력차(차압)를 이용해 유량을 구하는 차압식 유량계로, 용적식으로 분류되지 않는다.

제어계의 응답 특성은 크게 출력이 목표값에 도달해 가는 과정을 나타내는 과도특성과, 시간이 충분히 지나 출력이 일정한 값에 도달한 이후의 특성인 정상특성으로 구분된다.

따라서 출력이 일정한 값에 도달한 이후 상태를 가리키는 용어는 정상특성이다.

산업 현장의 계장 설비에서 사용되는 공기압(뉴매틱) 신호는 일반적으로 $0.2\sim1.0\ \mathrm{kg/cm^2}$(약 3~15psi)의 범위로 표준화되어 있다.

이 범위를 하한(0)과 상한(최대 측정값)에 대응시켜 제어신호로 전송하는 방식이 공기압식 계장의 기본 신호체계이다.

보일러 열정산에서 입열은 연료의 발열량, 연료 자체의 현열, 그리고 연소용 공기의 현열 등 보일러에 공급되는 열을 말한다.

반면 발생증기가 가지고 나가는 흡수열, 배기가스에 의한 손실열, 방산에 의한 손실열은 모두 보일러에서 나가는 열, 즉 출열 항목에 해당한다.

부르동관식 압력계는 금속관의 탄성 변형을 이용하는 기계식 압력계로, 다이아프램식·벨로우즈식 등 얇은 박막을 이용하는 압력계보다 구조적으로 훨씬 높은 압력까지 견디고 측정할 수 있다.

U자관식은 액주를 이용하는 저압용 압력계이므로, 제시된 보기 중에서는 부르동관식이 가장 높은 압력을 측정할 수 있다.

공기압을 이용해 액 속에 삽입한 관 끝에서 기포가 겨우 발생하는 압력으로 액면을 재는 방식은 퍼지식(기포식) 액면계의 원리이며, 기준수위와 측정액면의 압력차를 이용하는 것은 차압식 액면계의 원리로 각각 옳은 설명이다.

그런데 '관내의 공기압과 액압이 같아지는 압력을 측정하여 액면을 구하는 방식'은 바로 앞서 설명한 퍼지식의 원리이지, 액체의 유전율 변화를 전기적 정전용량으로 검출하는 정전용량식의 원리가 아니므로, 이 설명이 옳지 않다.

서미스터는 망간(Mn), 니켈(Ni), 코발트(Co), 구리(Cu), 철(Fe) 등의 금속산화물을 소결하여 만든 반도체 감온소자이다.

이 중 크롬(Cr)은 서미스터의 주된 감온 재료로 일반적으로 사용되지 않으므로, 재질로 가장 적절하지 않다.

초음파유량계는 유체 속을 지나는 초음파의 전파시간 차이나, 흐르는 입자에 부딪혀 되돌아오는 초음파의 주파수 변화(도플러 효과)를 이용해 유속과 유량을 측정하는 방식이다.

관 외부에 센서를 부착하는 비접촉 방식으로 측정할 수 있어 압력손실이 없고, 전자유량계와 달리 유체의 도전성이 필요하지 않으므로 비전도성 액체의 유량 측정에도 적용할 수 있다.

보일러의 출열 항목 중 방산손실, 불완전연소손실, 노내 분입증기에 의한 손실도 있지만, 이들 중 가장 큰 비중을 차지하는 것은 연소 후 굴뚝으로 빠져나가는 배기가스에 의한 손실이다.

배기가스는 상당한 고온 상태로 배출되어 현열 형태로 많은 열을 그대로 가지고 나가기 때문에, 전체 출열 손실 중 배기가스 손실이 차지하는 비중이 가장 크다.

주울(J), 와트초(Ws), 칼로리(kcal)는 모두 에너지·열량을 나타내는 단위로, 서로 환산이 가능하다.

반면 와트(W)는 단위시간당 에너지, 즉 일률(전력)을 나타내는 단위(J/s)이므로 열량 자체를 나타내는 단위가 아니다.

가스 분석법은 크게 화학반응을 이용하는 화학적 분석법과 물리적 성질 차이를 이용하는 물리적 분석법으로 나뉜다.

연소열법은 가연성 가스를 연소시켜 발생하는 열량으로 농도를 구하는 방식으로 화학적 분석법에 해당하며, 열전도율법·도전율법·밀도법은 각각 열전도도·전기전도도·밀도라는 물리적 성질을 이용하는 물리적 분석법이다.

축열기(스팀 어큐뮬레이터)는 보일러 증기측에 설치하는 변압식과 급수측에 설치하는 정압식으로 구분되며, 보일러 용량이 부족한 순간에 부족분을 보충해 증기의 과부족을 완화하고 부하 변동에 대응함으로써 연료 소비량 절감에도 도움이 된다.

이처럼 축열기의 본래 목적은 부하가 급변하더라도 증기 압력이 크게 흔들리지 않도록 완충하는 데 있으므로, '부하변동에 대한 압력변동이 발생한다'는 설명은 축열기의 효과와 반대되는 잘못된 설명이다.

무기질 보온재는 유리섬유, 암면, 규산칼슘, 펄라이트 등 광물질을 원료로 하며, 유기질 보온재보다 내열온도가 높고 불연성이라는 특징이 있다. 규산칼슘 보온재는 대표적인 무기질 보온재로 고온 배관·설비의 단열에 널리 사용된다.

양모 펠트, 탄화 코르크, 기포성 수지 보온재는 동물성·식물성·합성수지 등을 원료로 하는 유기질 보온재로, 사용 가능 온도의 한계가 낮아 저온·중온 설비에 주로 사용된다.

T형 필렛 용접이음은 수직판이 붙는 양쪽 모서리에 필렛 용접이 두 줄 들어가므로, 하중을 받는 유효 단면도 두 줄분을 합해서 계산한다.

필렛 용접의 목두께는 모재 두께 h에 $\cos 45^\circ=0.707$을 곱한 값이므로 한 줄의 유효 단면적은 $0.707h\ell$이고, 두 줄이면 $2\times 0.707h\ell=1.414h\ell$이 된다.

따라서 인장응력은 $\sigma=\dfrac{W}{1.414h\ell}=\dfrac{0.707W}{h\ell}$로, 0.707이 분자에 오는 형태가 된다.

분모에 0.707을 두는 $\sigma=\dfrac{W}{0.707h\ell}$은 필렛이 한 줄뿐일 때의 식이어서 양면 용접인 T형 이음에는 맞지 않고, $\sigma=\dfrac{W}{h\ell}$은 목두께 환산을 아예 빠뜨린 식이다.

에너지이용 합리화법상 인정검사대상기기조종자는 단기 교육을 이수한 자로서, 조종할 수 있는 범위가 소용량 설비로 한정된다. 구체적으로 최고사용압력 1MPa 이하이면서 전열면적 10㎡ 이하인 증기보일러, 용량 581.5kW 이하인 온수발생·열매체가열 보일러, 그리고 압력용기가 그 범위에 해당한다.

반면 증발량(t/h)을 기준으로 하는 대용량 보일러는 이 조종 범위 정의에 포함되지 않으며, 그러한 설비는 에너지관리기능사 이상의 자격을 갖춘 조종자가 다루어야 한다.

보염장치(보염기, 버너타일 등)는 화염의 뿌리 부분에 국부적인 저압·저산소 영역을 형성하여 화염을 안정시키고 착화를 촉진하며, 저공기비 연소를 가능하게 하는 장치이다.

이 과정에서 연소가스가 노 내에 머무는 시간을 오히려 늘려 완전연소를 돕는 역할을 하므로, 연소가스의 체류 시간을 짧게 한다는 설명은 보염장치의 목적과 반대된다.

가마(요로)의 내용수명은 내화물이 받는 열적·화학적 손상 정도에 따라 좌우된다. 노 내 부착물(휘발분·연료의 재 등)에 의한 침식, 열처리(조작) 온도의 높낮이, 온도의 급격한 변화로 인한 열충격은 모두 내화물의 손상 및 수명 저하와 직결되는 요인이다.

반면 피열물의 열용량은 가열에 필요한 열량·시간에 관계되는 값일 뿐, 가마(내화물) 자체의 내용수명을 좌우하는 인자로 보기는 어렵다.

강관 이음쇠의 롱 엘보 곡률반경은 관 호칭지름(D)의 1.5배로 규정되어 있다.

$R = 1.5D = 1.5 \times 60\ \mathrm{mm} = 90\ \mathrm{mm}$

참고로 곡률반경이 호칭지름과 같은(1.0D) 것은 쇼트 엘보이며, 롱 엘보는 곡률반경이 더 커서 유체 저항과 마모가 상대적으로 작다.

가용전(가용마개)은 보일러 저수위 사고 시 노 내 과열로부터 동체를 보호하기 위한 안전장치로, 화실 천장판이나 노통 상부 등 저수위가 되면 가장 먼저 과열되는 부위에 설치한다.

과열되면 스스로 녹아 증기를 분출시킴으로써 소화와 경보 역할을 하도록, 용융점이 낮은 납(Pb)과 주석(Sn)의 합금으로 제작한다. 구리·아연·알루미늄을 주성분으로 하는 합금은 융점이 높아, 정해진 온도에서 녹아야 하는 가용전의 재료로는 적합하지 않다.

드럼 없이 급수펌프의 압력만으로 물을 관 내로 밀어 넣어 가열·증발·과열까지 한 번에 이루어지는 것이 관류보일러이며, 그중 다수의 수관을 병렬로 배치하여 고압·대용량 운전이 가능하도록 설계된 최초의 형식이 벤슨보일러이다.

슐져보일러도 관류식이지만 관 끝에 수분리기를 두어 미증발수를 분리하는 형식이라는 점에서 벤슨식과 구분되고, 라몬트보일러는 드럼을 갖춘 강제순환식 수관보일러, 스털링보일러는 자연순환식 곡관 수관보일러로 관류식이 아니라는 점에서 나머지 보기와 차이가 있다.

급수 중에 유지분이 섞여 있으면 전열면(관벽) 표면에 기름막을 형성해 열전달을 방해하고, 그 부위에 열이 국부적으로 축적되어 과열·팽출·파열 등의 손상을 직접적으로 유발한다.

탄산가스는 관수의 부식(산성 부식)을, 수산화나트륨은 가성취화를 일으키는 원인 물질이며, 히드라진은 오히려 용존산소를 제거하는 청관제(탈산소제)로 사용되는 물질이라는 점에서 유지와 성격이 다르다.

간접가열(2중 증발) 방식의 보일러는 1차 계통에서 가열한 매체의 열로 2차 계통의 급수를 가열·증발시키는 형식으로, 레플러보일러와 슈미트-하트만보일러가 여기에 속한다.

이 중 레플러는 자신이 발생시킨 과열증기를 증발관으로 보내 급수를 가열하는 방식이고, 다우섬(Dowtherm)과 같은 별도의 열매체를 1차 계통에 봉입해 순환시키는 형식이 슈미트-하트만보일러이다.

슐져보일러는 관류식, 라몬트보일러는 드럼을 갖춘 강제순환식 수관보일러로, 간접가열 열매체 방식에는 해당하지 않는다.

스위블 이음은 2개 이상의 엘보를 조합하여 나사맞춤부(회전부)의 유격을 이용해 배관의 신축을 흡수하는 방식으로, 구조가 간단해 저압증기·온수 배관의 분기관이나 방열기 주변 배관 등에 주로 사용된다.

벨로즈 이음과 슬리브 이음은 각각 주름관·미끄럼관이라는 별도의 신축 흡수 부재를 사용하는 방식이고, 신축곡관(루프형)은 관 자체를 구부려 신축을 흡수하는 방식으로 스위블 이음과는 구조가 다르다.

압력배관용 강관의 스케줄 번호(Sch No.)는 사용압력과 허용응력의 관계로 정의된다.

$\mathrm{Sch\ No.} = 10 \times \dfrac{P}{S}$, 여기서 $P$는 사용압력($\mathrm{kgf/cm^2}$), $S$는 허용응력($\mathrm{kgf/mm^2}$)이다.

허용응력은 인장강도를 안전율로 나눈 값이므로 $S = \dfrac{24}{4} = 6\ \mathrm{kgf/mm^2}$이고, 스케줄번호 120을 대입하면 $120 = 10 \times \dfrac{P}{6}$에서 $P = \dfrac{120 \times 6}{10} = 72\ \mathrm{kgf/cm^2}$가 된다.

검사대상기기 검사면제 보험은 설치검사를 대체하는 제조안전보험과 계속사용검사를 대체하는 사용안전보험으로 구분된다. 제조안전보험은 기기의 설치와 관련된 위험, 그리고 제조상 하자로 인한 제3자 배상책임을 담보하고 검사기준에 따른 위험관리 서비스를 실시하는 데 초점이 있다.

"검사대상기기의 계속사용에 따른 재물종합위험 및 기계위험을 담보"하는 항목은 문언 그대로 설치 이후 계속 사용하는 과정에서의 위험을 다루는 것이므로 사용안전보험 쪽의 요건에 해당하며, 제조안전보험의 요건으로 보기는 어렵다.

보일러의 급수설비는 급수를 동체 내부로 공급하는 계통으로, 급수내관·인젝터(급수펌프 보조·예비 장치)·응축수 탱크(급수 회수·저장) 등이 이에 포함된다.

취출밸브(블로우다운 밸브)는 관수 중의 슬러지·농축분을 배출하기 위한 장치로, 급수설비가 아니라 취출(분출)설비에 속한다.

플래임 로드는 화염이 가진 이온화 성질을 이용해, 화염 중에 삽입한 전극(로드)과 버너 본체(접지) 사이에 흐르는 미소 전류(전기전도성)로 화염의 유무를 검출하는 방식이며, 주로 가스 점화버너에 사용된다.

플래임 아이와 자외선 광전관은 화염이 내는 빛(가시광·자외선)을 광학적으로 검출하는 방식이고, 스택 스위치는 배기가스의 열(온도)로 화염 유무를 판단하는 바이메탈식 검출기로, 검출 원리가 서로 다르다.

상당증발량은 실제 증발량을 100℃ 포화수에서 100℃ 건포화증기로 증발시키는 기준(증발잠열 539kcal/kg)으로 환산한 값이다.

$G_e = \dfrac{G_a (h_2 - h_1)}{539} = \dfrac{2000 \times (600 - 30)}{539} = \dfrac{1{,}140{,}000}{539} \approx 2115\ \mathrm{kg/h}$

따라서 실제 증발량 2000kg/h는 상당증발량 기준으로 약 2115kg/h에 해당한다.

평로(반사로식 제강로)는 축열실을 이용해 배기가스의 폐열로 연소용 공기와 가스를 예열함으로써 고온을 얻고, 선철(용선)을 용해·정련하여 강을 만드는 제강법으로, 개발자의 이름을 따 시멘스-마틴법이라고도 불린다.

용선로(큐폴라)는 주철 용해에 쓰이는 원통형 노, 전로는 산소·공기를 취입해 정련하는 노, 불림로는 열처리(불림 등)에 쓰이는 가열로로, 각각 평로와 구조·용도가 다르다.

수트블로워(그을음 제거장치)는 전열면에 부착된 그을음·재를 압력매체로 분사해 제거하는 장치로, 매체로 증기, 압축공기, 물(고압수)을 사용하는 방식이 있다.

모래를 분사하는 방식은 수트블로워의 분사형식에 해당하지 않으며, 모래분사는 표면 연마·클리닝용 샌드블라스팅에 쓰이는 별개의 기법이다.

검사대상기기 계속사용검사의 연기와 관련하여, 검사유효기간 만료일이 9월 1일 이후인 경우에는 4개월 이내에서 계속사용검사를 연기할 수 있도록 정하고 있다. 따라서 연기 가능 기간을 3개월 이내라고 한 서술은 규정과 맞지 않는다.

계속사용검사신청서를 검사유효기간 만료 10일 전까지 제출한다는 것, 검사연기신청서를 한국에너지공단 이사장에게 제출한다는 것, 신청서에 해당 검사대상기기의 설치검사증 사본을 첨부한다는 것은 모두 규정에 부합하는 설명이다.

에너지이용 합리화법령상 에너지다소비사업자는 연료·열 및 전력의 연간 사용량 합계가 2,000 티오이(TOE) 이상인 자로 정의되며, 이에 해당하면 매년 에너지사용량 신고, 에너지진단 수검 등의 의무를 지게 된다.

보일러의 대표적인 인터록에는 저수위 인터록(이상 저수위 시 연료 차단), 불착화 인터록(점화 실패 시 연료 차단), 프리퍼지 인터록(점화 전 노 내 잔류가스 배출이 미완료된 경우 점화 저지) 등이 있으며, 이 밖에 압력초과 인터록, 저연소 인터록이 통상 함께 언급된다.

"미분 인터록"은 이러한 보일러의 표준적인 안전 인터록 항목에 속하지 않는다.

고체음은 기계의 진동이 축·베어링·케이싱 등 구조체(고체 매질)를 타고 전달되다가 표면에서 공기 중으로 방사되어 들리는 소음으로, 기계장치의 진동과 직접적으로 관련된 소음이다.

공명음·기류음·공기전파음은 공기(유체)의 흐름이나 압력 변동이 직접적인 발생 원인이 되는 소음으로, 발생 기전이 고체음과는 다르다.

수트블로우 작업 시에는 분사된 그을음과 재가 연소가스와 함께 원활히 배출되도록 댐퍼를 충분히 열어 통풍력을 늘려야 한다. 통풍력을 줄이면 떨어진 그을음이 전열면에 재부착되거나 노 내에 정체되어 오히려 위험해질 수 있다.

한 곳에 장시간 집중 분사하지 않는 것, 사전에 드레인을 충분히 실시하는 것, 소화 직후 고온 상태의 연소실에서는 실시하지 않는 것은 모두 올바른 주의사항이다.

냉각레그(cooling leg)는 증기관 내 응축수를 트랩에 보내기 전에 충분히 냉각시켜 트랩의 오동작(플래시 증기에 의한 오작동)을 방지하기 위한 배관으로, 보온을 하지 않은 상태로 통상 1.5m 이상의 길이를 확보하여 증기 공급관의 관말부에 설치한다.

트랩은 증기는 막고 응축수만 배출하는 장치이며, 응축수량이 많은 곳에는 열동식보다 부자식(플로트식) 등 기계식 트랩이 주로 사용되고, 점검·보수를 위해 트랩 주위에는 바이패스관을 설치하는 것이 일반적이다.

에너지이용 합리화법령에 따라 검사대상기기 설치자가 사용 중인 검사대상기기를 폐기한 경우에는 폐기한 날부터 15일 이내에 폐기신고서를 제출해야 한다.

강철제 보일러의 수압시험은 물을 채운 뒤 천천히 압력을 올려 규정된 시험수압에 도달시키고, 그 상태에서 30분이 경과한 뒤 검사를 실시하며, 시험 중이나 시험 후에 시험수가 얼지 않도록 관리해야 한다.

가압 과정에서 시험수압이 규정값보다 지나치게 높아지면 오히려 보일러를 손상시킬 수 있으므로 초과 압력을 제어해야 하는데, 그 허용폭은 규정된 압력의 6%를 초과하지 않도록 정하고 있다. 따라서 10%까지의 초과 여지를 두어도 된다는 서술은 기준과 맞지 않는다.

진공환수식은 환수관 말단에 진공펌프를 설치해 환수관 내부를 진공(부압) 상태로 유지함으로써 증기와 응축수 사이의 압력차를 가장 크게 확보하는 방식이다.

그 결과 응축수의 환수 속도와 증기의 순환(회전)이 중력환수식이나 기계환수식보다 훨씬 빠르다.

보일러 관수의 pH 및 알칼리도를 조정하는 청관제로는 수산화나트륨(가성소다), 탄산나트륨(소다회), 인산나트륨이 대표적으로 사용된다.

탄닌은 관수 중 스케일 성분을 연질화·분산시켜 슬러지로 전환하는 슬러지 조정제(스케일 방지제)로 사용되는 약품으로, pH·알칼리도 조정이 주된 목적인 나머지 약품들과는 용도가 다르다.

가스용 보일러의 연료(가스) 배관은 사용자가 배관을 쉽게 식별하고 안전하게 취급할 수 있도록 외부에 사용 가스명, 최고사용압력, 가스의 흐름방향을 표시하도록 하고 있다.

가스의 제조일자는 배관 자체의 식별이나 안전한 취급과 직접 관련이 없는 정보로, 배관 외부 표시 항목에 해당하지 않는다.

가성취화는 농축된 알칼리(가성소다 등) 용액이 리벳이음부·용접부 등 응력이 집중되고 누출·농축이 일어나기 쉬운 좁은 틈에 작용하여, 결정입계를 따라 불규칙한 방향으로 균열이 진행되는 부식 형태로, 주로 인장응력을 받는 이음부에서 발생한다.

발생 위치는 알칼리가 농축되는 틈새(리벳이음·용접부 등)에 좌우될 뿐이며, 반드시 수면 위쪽에서만 발생한다고 한정할 수 있는 성질은 아니다.

안전밸브가 정상적으로 작동하려면 압력이 분출압력(설정압력)에 도달해 밸브가 열린 뒤, 압력이 다소 낮아진 시점에서 밸브가 다시 닫혀(재착좌) 밀폐되어야 한다. 따라서 분출정지압력은 분출압력보다 낮은 값이 되는 것이 정상이다.

그러므로 분출정지압력이 분출압력의 1.07배 이상이어야 한다는 서술처럼 분출정지압력을 분출압력보다 높게 잡는 설명은 안전밸브의 작동 특성과 맞지 않는다. 안전밸브가 1개인 경우 최고사용압력 이하에서 분출하고 2개 이상인 경우 1개는 최고사용압력 이하·나머지는 최고사용압력의 1.03배 이하에서 분출하도록 하는 것, 재열기·독립과열기의 안전밸브가 하나인 경우 최고사용압력 이하에서 분출하도록 하는 것은 모두 옳은 설명이다.

하트포드 연결법은 증기보일러의 환수관을 보일러 표준 수위보다 조금 낮은 안전 저수위 부근에서 접속하고 균형관을 두는 배관법이다.

이 방법을 사용하면 환수관이 파손되거나 막히는 등의 고장이 발생하더라도 보일러 내의 물이 역류·유출되어 저수위 사고로 이어지는 것을 막을 수 있다.

정상적인 점화 절차에서는 점화봉·점화용 전극과 같은 점화원을 사용해 연료에 착화시키는 것이 당연한 정상 조작이며, 이 자체는 역화의 원인이 되지 않는다.

반대로 프리퍼지가 불충분해 노 내에 미연소가스가 남아 있는 상태, 착화 지연이나 불착화를 인지하지 못한 채 연료를 계속 분무하는 경우, 연료 공급밸브를 필요 이상 급하게 여는 경우는 모두 노 내에 미연소 가스·연료가 과다하게 축적되었다가 한꺼번에 점화되어 역화를 일으키는 대표적인 원인이다.

급수 중에 녹아 있는 철분(철염)은 공기와 접촉시켜 산화철(수산화철) 형태로 산화·석출시킨 뒤 여과·침전으로 제거하는 폭기법이 대표적인 처리 방법이다.

탈기법은 용존산소·탄산가스 등 가스 성분을 제거하는 방법, 가열법은 중탄산염에 의한 일시경도를 침전시켜 제거하는 방법, 이온교환법은 주로 칼슘·마그네슘 등 경도 성분을 제거하는 방법으로, 철염 제거에는 폭기법이 가장 적합하다.

난방부하는 건물의 난방면적에 단위면적당 열손실지수를 곱하여 구하는 순수 구조체 손실열량이다.

$Q = A \times q = 85\ \mathrm{m^2} \times 140\ \mathrm{kcal/(m^2 \cdot h)} = 11{,}900\ \mathrm{kcal/h}$

배관부하율과 온수사용량은 각각 방열기 용량이나 급탕부하 등 다른 항목을 계산할 때 반영되는 값으로, 난방면적 자체의 열손실로 정의되는 난방부하 계산에는 포함되지 않는다.

보일러 전열면에 스케일이 부착되면 열전달을 방해하는 단열층 역할을 하여 관수로 흡수되어야 할 열이 전달되지 못하고 그대로 배기가스에 실려 나간다. 따라서 스케일이 생기면 배기가스 온도는 오히려 상승하며, 저하되지는 않는다.

반면 스케일로 막힌 부위는 열이 축적되어 국부적으로 과열되기 쉽고, 열전달 저항이 커진 만큼 같은 연료로 얻는 증기 발생량이 줄어 보일러 효율이 떨어진다. 또한 관 내부 단면이 좁아지고 저항이 커져 관수 순환도 나빠진다.

운전 중인 보일러를 정지할 때 가장 먼저 해야 할 조치는 연료 공급을 차단하는 것이다. 연소를 먼저 멈춰야 이후 송풍·급수·증기밸브 조작을 안전하게 진행할 수 있기 때문이다.

연료를 끊은 뒤에는 송풍을 일정 시간 계속하여 노 내 잔류가스를 배출(포스트퍼지)하고, 그 다음에 송풍기를 정지하고 댐퍼를 닫으며, 이어 급수와 주증기밸브를 순차적으로 처리한다. 연료 차단보다 급수위 조정이나 송풍기 정지·댐퍼 폐쇄, 주증기밸브 폐쇄를 먼저 하면 노 내에 연소가 계속되는 상태에서 위험한 조작을 하게 되므로 순서가 바뀌면 안 된다.

에너지이용 합리화법령상 등록이 취소된 에너지절약전문기업(ESCO)은 취소된 날로부터 2년이 경과해야 다시 등록을 신청할 수 있다. 이는 위반행위로 등록이 취소된 기업이 곧바로 재진입하는 것을 막기 위한 결격기간이다.

1년은 이 결격기간보다 짧아 요건에 미달하며, 3년·5년은 실제 법령상 정한 기간보다 긴 값이다.

보일러 고온부식은 중유 중의 바나듐(V) 화합물이 전열면에 융착하여 발생하므로, 바나듐 함량이 적은 연료 사용, 전열면에 내식재료 사용이나 보호피막, 돌로마이트·마그네시아 등 첨가제로 부착물의 성상을 바꾸는 방법이 실제 방지대책으로 쓰인다.

이에 비해 실리카 분말과 같은 첨가제 사용은 고온부식 방지 목적으로 통용되는 방법이 아니어서 해당되지 않는다.