열관류율(전열계수, K)은 벽체를 사이에 두고 유체에서 유체로 열이 전달되는 정도를 나타내는 값으로, 단위면적·단위시간·단위온도차당 전달되는 열량으로 정의된다.

따라서 열관류율의 단위는 $\mathrm{kcal/(m^2 \cdot h \cdot {}^\circ C)}$이며, 이는 열전달률과 같은 계열의 단위이다.

단위길이당 열전도를 나타내는 $\mathrm{kcal/(m \cdot h \cdot {}^\circ C)}$는 열전도율의 단위이고, 단순한 $\mathrm{kcal/h}$나 $\mathrm{kcal/(m^2\cdot h)}$는 온도차 항이 빠져 있어 열관류율의 단위가 될 수 없다.

액체연료를 무화(霧化)시키는 것은 연료 입자를 미세하게 분산시켜 연료 단위 중량당 표면적을 크게 함으로써 공기와의 접촉면을 넓히고, 연료와 연소용 공기의 혼합을 균일하게 하여 연소효율을 높이기 위한 조작이다.

무화가 잘 이루어지면 단위 체적당 연소가 촉진되어 오히려 연소실의 열발생률(열부하)이 높아지는 방향으로 작용하므로, 열부하를 낮게 하기 위해 무화한다는 설명은 무화의 목적과 반대되는 내용이다.

기체연료는 이미 분자 단위로 기화되어 있어 별도의 증발·분해 과정 없이 연소용 공기와 확산·혼합되면서 연소가 진행된다. 이를 확산연소라 하며, 연료가스와 공기가 접촉하는 경계면에서 반응이 일어나는 것이 특징이다.

증발연소는 등유·휘발유 등 액체연료가 증발한 뒤 타는 형태이고, 표면연소는 코크스·숯처럼 고체 표면에서 직접 반응하는 형태이며, 분해연소는 목재·석탄처럼 열분해로 가연성 가스를 내며 타는 형태로, 모두 기체연료의 일반적 연소형태와는 다르다.

회분(灰分)은 연료 중 타지 않는 무기 성분으로, 연소에 관여하지 않으면서 가연 성분의 비율을 낮추므로 오히려 연소실 온도를 낮추는 방향으로 작용한다. 따라서 회분이 연소실 온도를 높인다는 설명은 실제 영향과 반대이다.

회분은 재로 남아 통풍 저항을 늘려 연소효율을 저하시키고, 전열면이나 내화벽돌에 부착·고착되어 설비를 손상시키며, 용융점이 낮은 회분은 클링커를 형성해 통풍로를 막는 등 여러 방식으로 연소에 악영향을 준다.

가역단열과정에서는 $\dfrac{T_2}{T_1} = \left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}$ 관계가 성립한다. 초기온도 $T_1 = 200+273=473\,\mathrm{K}$, 압력비 $\dfrac{P_2}{P_1}=\dfrac{0.1}{0.2}=0.5$, 비열비 $k=1.4$를 대입하면 지수는 $\dfrac{k-1}{k}\approx0.286$이다.

$T_2 = 473\times0.5^{0.286} \approx 473\times0.820 \approx 388\,\mathrm{K}$이므로, 섭씨온도로 환산하면 $388-273=115\,^\circ\mathrm{C}$가 된다.

디젤사이클은 단열압축 → 정압가열(연소) → 단열팽창 → 정적방열(배기)의 4과정으로 구성된다. 즉 정적과정과 정압과정, 그리고 두 개의 단열과정이 함께 존재하는 사이클로, 문제의 설명과 정확히 일치한다.

카르노사이클은 등온·단열 과정만으로, 브레이턴사이클은 정압·단열 과정만으로, 오토사이클은 정적·단열 과정만으로 구성되어 정압과 정적이 함께 나타나는 디젤사이클과는 구분된다.

건도(乾度) $x$는 습증기 속에 실제로 존재하는 건포화증기의 질량을 습증기 전체 질량(1kg)으로 나눈 비율로 정의된다. 즉 습증기 1kg 중 증기 상태로 존재하는 양의 비율을 뜻한다.

건포화증기량을 액체(습분)의 양으로 나눈 값이나, 액체의 양을 건포화증기량 또는 전체량으로 나눈 값은 건도의 정의와 다르며, 특히 액체량을 기준으로 한 비율은 습분(습도) 개념에 가깝다.

기체연료의 이론공기량은 완전연소에 필요한 이론산소량을 공기 중 산소 비율(21%)로 나누어 구한다. 메탄($\mathrm{CH_4}$)은 1몰당 산소 2몰, 수소($\mathrm{H_2}$)는 1몰당 산소 0.5몰이 필요하다.

아세틸렌($\mathrm{C_2H_2}$)은 $\mathrm{C_2H_2 + 2.5O_2 \rightarrow 2CO_2 + H_2O}$ 반응에 따라 1몰당 산소 2.5몰이 필요해, 메탄·수소보다 훨씬 많은 이론공기량(약 $2.5/0.21\approx11.9\,\mathrm{Nm^3}$)을 요구한다. 이산화탄소는 이미 완전산화된 불연성 기체이므로 연소에 공기가 필요하지 않다.

오토사이클의 열효율은 압축비 $\varepsilon$과 비열비 $k$로 $\eta = 1-\left(\dfrac{1}{\varepsilon}\right)^{k-1}$로 계산된다.

$\varepsilon=7$, $k=1.4$를 대입하면 $\eta = 1-\left(\dfrac{1}{7}\right)^{0.4} \approx 1-0.459 \approx 0.54$로, 약 54%의 열효율을 얻는다.

등온 상변화 과정에서 엔트로피 증가량은 $\Delta S = \dfrac{Q}{T}$로 구할 수 있다. 100℃는 절대온도로 $373\,\mathrm{K}$이고, 증발열은 $Q=2257\,\mathrm{kJ/kg}$이다.

따라서 $\Delta S = \dfrac{2257}{373} \approx 6.05\,\mathrm{kJ/(kg\cdot K)}$로, 약 6.1kJ/kg·K가 된다.

가역단열과정에서 최종온도는 $T_2 = T_1\left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}$로 구한다. $T_1=27+273=300\,\mathrm{K}$, $P_2/P_1=10$, $k=1.4$를 대입하면 $T_2\approx300\times10^{0.286}\approx579\,\mathrm{K}$이다.

단열과정의 일은 $W=\dfrac{mR(T_1-T_2)}{k-1}$로 구해지며, $m=3\,\mathrm{kg}$, $R=0.287\,\mathrm{kJ/(kg\cdot K)}$를 대입하면 $W\approx\dfrac{3\times0.287\times(300-579)}{0.4}\approx-601\,\mathrm{kJ}$이다. 음(−)의 부호는 기체가 일을 받는(압축되는) 것을 뜻하므로, 압축에 소요된 일의 크기는 약 600kJ이다.

대기압 하에서 물의 증발잠열은 약 $539\,\mathrm{kcal/kg}$이다. 습증기가 실제로 지니는 증발잠열은 증기 상태로 존재하는 비율, 즉 건도 $x$에 비례하므로 $x\times r$로 구한다.

$0.9\times539 = 485.1\,\mathrm{kcal}$가 되며, 나머지 0.1에 해당하는 부분은 아직 액체 상태로 남아 있어 증발잠열을 갖지 않는다.

공기 과잉 계수(공기비, $m$)는 실제로 연소에 공급된 공기량을 이론적으로 필요한 최소 공기량으로 나눈 값, 즉 $m = \dfrac{\text{실제연소 공기량}}{\text{이론공기량}}$으로 정의된다.

이 값을 거꾸로 나눈 것이나 두 양의 차(뺄셈)로 나타낸 것은 공기비의 정의와 다르며, 차는 과잉공기량을 나타낼 뿐 비율 개념인 공기비와는 구분된다.

그림은 디젤사이클의 P-V 선도로, 1→2는 압력이 일정한 채 체적이 V₁에서 V₂로 늘어나는 정압가열, 2→3은 V₂에서 V₃까지의 단열팽창, 3→4는 체적이 일정한(V₃ = V₄) 정적방열, 4→1은 단열압축이다.

차단비(cut off ratio) σ는 정압가열이 진행되는 동안의 체적 증가 비율, 즉 가열 종료 체적을 가열 시작 체적으로 나눈 값 V₂/V₁로 정의된다. 연료 분사를 끊는(cut off) 시점의 체적비라는 뜻에서 붙은 이름이다.

함께 쓰이는 압축비는 ε = V₄/V₁(= V₃/V₁)이고, 디젤사이클의 이론열효율은 $\eta = 1 - \dfrac{1}{\varepsilon^{k-1}} \cdot \dfrac{\sigma^{k}-1}{k(\sigma-1)}$ 로 나타난다. 압축비가 같을 때 차단비가 커질수록 효율은 낮아진다.

열의 일당량에 따라 $1\,\mathrm{kcal}\approx427\,\mathrm{kgf\cdot m}$의 일로 환산된다.

따라서 $5\,\mathrm{kcal}$를 전부 일로 바꾸면 $5\times427\approx2135\,\mathrm{kgf\cdot m}$가 된다.

가스홀더는 저장 방식에 따라 크게 물을 이용해 가스를 밀봉·저장하는 유수식, 피스톤이나 다이어프램으로 밀봉하는 건식인 무수식, 그리고 높은 압력으로 가스를 압축 저장하는 고압식(구형 가스홀더)으로 구분하는 것이 일반적인 분류이다.

흔히 말하는 '저압식'은 유수식·무수식을 함께 아우르는 상위 구분 개념에 가까워, 독립된 가스홀더의 종류(명칭)로 별도 열거하기는 어렵다.

엔탈피는 $H=U+PV$로 정의되므로, 그 변화량은 $\Delta H = \Delta U + \Delta(PV)$이다. 문제에서 내부에너지 변화가 없다고 하였으므로 $\Delta U=0$이고, 엔탈피 변화는 $PV$의 변화량만으로 결정된다.

$\Delta(PV) = P_2V_2-P_1V_1 = 500\times3-300\times2 = 1500-600=900\,\mathrm{kJ}$이므로, 엔탈피 변화량은 900kJ이다.

프로판의 완전연소 반응식은 $\mathrm{C_3H_8+5O_2\rightarrow3CO_2+4H_2O}$로, 프로판 1몰(1Nm³)을 연소시키려면 산소 5Nm³가 필요하다.

공기 중 산소 비율이 21%이므로, 이론공기량은 $A_o=\dfrac{O_o}{0.21}=\dfrac{5}{0.21}\approx23.81\,\mathrm{Nm^3}$가 된다.

절대압력은 완전진공을 기준(0)으로 한 압력으로, 대기압과 게이지압력(계기압력)의 합으로 나타낸다. 이는 압력 측정에서 가장 기본이 되는 관계식이다.

압력은 단위면적에 수직으로 작용하는 힘만을 의미하며 수평(전단) 성분은 포함되지 않고, 1Pa는 1m²에 1N의 힘이 작용하는 압력(1kgf가 아님)이다. 또한 혼합기체의 전압력은 돌턴의 분압법칙에 따라 각 성분 분압의 합이지 평균값이 아니다.

오리피스는 관로를 좁혀 유속을 높이고 그때 생기는 압력 강하로 유량을 재는 차압식 유량계다. 베르누이식과 연속방정식을 함께 풀면 유량은 $Q = C \cdot A \sqrt{\dfrac{2\Delta P}{\rho}}$ 꼴이 되어 유량은 차압의 제곱근에 비례한다.

이 관계를 압력차 쪽으로 뒤집으면 ΔP ∝ Q², 즉 오리피스 전후의 압력차는 유량의 제곱에 비례한다. 유량이 2배가 되면 차압은 4배로 커진다는 뜻이다.

이 때문에 차압식 유량계는 유량이 작은 영역에서 차압이 급격히 작아져 상대오차가 커지고, 지시부에 제곱근 연산기를 두어 차압 신호를 유량으로 환산한다. 벤투리관·플로우노즐도 같은 원리로 동작한다.

보일러의 수위제어방식은 검출 요소의 수에 따라 수위만을 검출하는 1요소식, 수위와 증기유량을 함께 검출하는 2요소식, 수위·증기유량·급수유량을 모두 검출하는 3요소식으로 구분하는 것이 일반적이며, '4요소식'이라는 방식은 통상적으로 쓰이지 않는다.

연돌(굴뚝) 가스와 같이 매우 낮은 압력을 정밀하게 측정할 때는 액주식 압력계 중에서도 감도를 높인 링밸런스식(환상천평식) 압력계가 주로 사용된다.

압전식은 급격한 압력 변화나 동적 압력 측정에, 분동식은 압력계 교정용 기준기로, 부르동관식은 비교적 높은 압력 범위의 일반 압력 측정에 적합하여 저압의 연돌가스 압력 측정 용도와는 차이가 있다.

유량은 단위시간당 이동하는 유체의 부피 또는 질량으로 나타내며, $\mathrm{m^3/h}$, $\mathrm{kg/min}$, $\mathrm{L/s}$는 모두 시간당 부피 또는 질량을 나타내는 유량의 단위이다.

반면 $\mathrm{kg/cm^2}$는 단위면적당 힘, 즉 압력의 단위이므로 유량 단위에 해당하지 않는다.

3요소식 급수제어는 수위, 증기유량, 급수유량 세 가지를 동시에 검출하여 급수량을 조절함으로써 부하 변동에도 안정적인 수위를 유지하는 방식이다.

노내압(연소실 압력)은 급수제어가 아니라 연소(공기·연료) 제어 계통에서 다루는 항목으로, 3요소식 수위제어의 검출 대상에는 포함되지 않는다.

지르코니아 등 세라믹 소자는 고온으로 가열되면 산소 이온만을 선택적으로 통과시키는 고체전해질 성질을 가지며, 이 원리를 이용해 배기가스 중 산소 농도를 측정하는 장치가 세라믹(지르코니아) O2계이다.

갈바닉 전지식은 화학전지 반응을, 자기식은 산소의 상자성을, 적외선식은 가스의 적외선 흡수 특성을 이용하는 방식으로 세라믹식의 이온 전도 원리와는 다르다.

유체의 밀도차로 인한 유동에 의해 열이 이동하는 현상은 대류(자연대류)이지 전도가 아니다. 전도는 물질 내부에서 분자·전자의 진동과 충돌을 통해 열이 전달되는 현상이므로, 이 설명은 전도와 대류를 혼동한 틀린 내용이다.

대류에는 유체 자체의 밀도차로 일어나는 자연대류와 송풍기 등으로 강제로 흐르게 하는 강제대류가 있고, 복사는 중간 매질 없이 전자기파 형태로 열이 전달되는 현상으로, 열전달은 전도·대류·복사 세 가지 형태로 구분된다는 나머지 설명은 모두 옳다.

우연오차(random error)는 측정할 때마다 예측할 수 없는 방향과 크기로 불규칙하게 발생하는 오차로, 같은 조건에서 반복 측정한 값들이 흩어지는 정도, 즉 산포와 가장 밀접하게 관련된다.

감도는 측정기가 미세한 변화를 검출하는 능력, 부주의는 사람의 실수에 의한 오차 원인, 보정은 계통오차를 바로잡는 절차에 해당하여 우연오차 자체의 특성과는 구분된다.

1차(주) 제어장치가 목표값에 따라 제어명령(2차 제어장치의 설정값)을 내리고, 2차(보조) 제어장치가 이 명령을 기준으로 실제 제어량을 세밀하게 조절하는 다단 제어 방식을 캐스케이드제어라 한다.

추종제어는 목표값이 임의로 변화하는 값을 따라가는 제어, 프로그램제어는 미리 정해진 시간적 계획에 따라 목표값이 변하는 제어, 비율제어는 두 변량 사이의 비율을 일정하게 유지하는 제어로 캐스케이드제어와는 구조가 다르다.

전기저항식 습도계는 습도 변화에 따른 소자의 전기저항 변화를 이용하므로 응답속도가 빠른 편이며, 연속기록과 원격전송, 자동제어 연계가 용이하고 상대습도를 비교적 쉽게 측정할 수 있다는 것이 특징이다.

따라서 응답이 느리다는 설명은 전기저항식 습도계의 실제 특징과 반대되는 내용이다.

관의 단면적은 $A=\dfrac{\pi}{4}D^2=\dfrac{\pi}{4}\times(0.2)^2\approx0.0314\,\mathrm{m^2}$이고, 부피유량은 $Q=Av=0.0314\times5\approx0.157\,\mathrm{m^3/s}$이다.

기름의 밀도는 비중 0.9를 물의 밀도에 곱한 $900\,\mathrm{kg/m^3}$이므로, 질량유량은 $0.157\times900\approx141.4\,\mathrm{kg/s}$가 된다.

적분동작(I동작)은 편차가 생기면 그 편차의 크기에 비례하는 속도로 조작량을 계속 변화시키는(조작량이 편차의 적분값에 비례하는) 동작이다. 편차가 남아 있는 한 조작량이 계속 움직이므로 잔류편차(오프셋)를 완전히 제거할 수 있다.

다만 편차가 누적된 뒤에야 조작량이 충분히 변하므로 응답이 늦고 진동(헌팅)이 생기기 쉬워 제어의 안정성은 떨어진다. 2위치 동작은 열림·닫힘 두 상태만 갖는 불연속 동작, 비례동작은 편차에 비례해 조작량이 정해져 오프셋이 남는 동작, 미분동작은 편차의 변화 속도에 비례하는 동작으로 서로 구분된다.

압력계를 선정할 때는 진동·충격 등 설치 환경을 고려한 부속품 준비, 사용 목적에 맞는 크기·등급·정밀도의 결정, 사용압력 범위에 맞는 측정범위 선정이 모두 중요한 고려사항이다.

따라서 사용 용도는 고려하지 않아도 된다는 설명은 압력계 선택 시 반드시 고려해야 할 사항을 부정하는 잘못된 내용이다.

탄성식 압력계는 압력을 받은 탄성체(금속)의 변형량을 이용해 압력을 지시하는 방식으로, 부르동관식, 벨로즈식, 다이어프램식이 이에 속한다.

반면 링밸런스식(환상천평식)은 액체(또는 균형추)를 이용한 액주식·평형식 압력계로, 탄성 변형이 아니라 힘의 평형 원리를 이용하므로 탄성식 압력계로 분류되지 않는다.

온-오프동작(on-off action)은 제어량이 설정값을 벗어나면 조작부를 완전히 열거나(on) 닫는(off) 두 가지 상태로만 동작시키는 방식으로, 이를 2위치 동작이라 한다.

적분동작·속도동작·비례동작은 모두 조작량이 편차의 크기나 변화율에 따라 연속적으로 변화하는 연속동작으로, 두 가지 상태만 갖는 온-오프동작과는 원리가 다르다.

자동화학식 CO2계는 오르자트식과 마찬가지로 시료가스를 흡수액에 접촉시켜 흡수 전후의 가스 용적 감소량으로 CO2 농도를 지시하며, 이 조작이 모두 자동으로 이루어지고 흡수액을 바꾸면 O2나 CO 분석에도 응용할 수 있다는 것이 특징이다.

다만 CO2를 흡수하는 데 실제로 사용되는 흡수액은 수산화칼륨(KOH) 수용액이며, 문제에 흡수액으로 제시된 물질명은 실제 사용되는 흡수제와 일치하지 않는다.

압력식 온도계는 밀폐된 감온부 내 물질(액체·증기·기체)의 온도 변화에 따른 압력(또는 체적) 변화를 이용해 온도를 지시하는 방식으로, 액체압력식, 증기압력식, 기체압력식이 이에 해당한다.

반면 열전(열전대) 온도계는 서로 다른 두 금속의 접합부에서 발생하는 열기전력(제벡 효과)을 이용하는 전기식 온도계로, 압력 변화를 이용하는 방식이 아니므로 압력식 온도계로 분류되지 않는다.

적외선가스분석계(NDIR)는 분자마다 고유한 파장의 적외선을 선택적으로 흡수하는 성질을 이용하므로 특정 성분에 대한 선택성이 매우 우수하다.

측정 대상 가스의 범위가 넓고 저농도 성분도 정밀하게 분석할 수 있어 산업현장의 배기가스 분석에 널리 쓰인다.

다만 측정가스에 포함된 더스트나 수분은 측정 정확도를 떨어뜨리므로 탈진(더스트 제거)·탈습 장치를 충분히 갖추는 등 주의가 필요하다.

열전대 온도계는 두 종류의 금속선을 접합해 온도차에 의해 스스로 열기전력을 발생시키는 원리이므로 별도의 전원이 필요하지 않다. 따라서 전원이 필요하다는 설명은 열전대의 특징이 아니다.

열전대는 기준이 되는 냉접점(기준접점)을 가지며, 접촉식 온도계 중에서는 가장 높은 온도 영역까지 측정할 수 있다.

발생한 기전력을 전기신호로 처리할 수 있어 자동제어·자동기록 계통에 쉽게 연결할 수 있다는 것도 열전대의 실제 특징이다.

J(줄), kWh, Ws(와트초)는 모두 에너지·열량을 나타내는 단위로 서로 환산이 가능하다.

반면 kg은 질량의 단위일 뿐 열량의 계량단위가 아니므로 정답이 된다.

보일러 안전밸브는 밸브 축을 수직으로 세워서 부착하는 것이 원칙이다.

안전밸브는 증기실 등 보일러 몸체에 직접 부착해야 하며, 눈에 잘 띄고 조작이 쉬운 위치에 설치해야 한다. 부착 개수도 반드시 3개 이상일 필요는 없고 전열면적 등 규모에 따라 정해진다.

그림은 개방식 팽창탱크의 배관 구조도다. 탱크 위로 갈고리처럼 구부러져 대기에 열려 있는 관이 통기관, 탱크 바닥에서 나와 밸브를 거쳐 빠지는 관이 배수관, 아래에서 탱크로 올라와 보일러·순환계통과 이어지는 관이 팽창관(안전관)이다.

표시된 관은 탱크 측면의 정해진 수위 높이에서 나와 아래 배수 계통으로 내려가는 관으로, 물이 가열되어 팽창하면서 수위가 그 높이를 넘을 때 남는 물을 밖으로 흘려보내는 오버플로우관(넘침관)이다.

오버플로우관은 탱크의 수위를 항상 일정 높이 이하로 유지해 물이 탱크 밖으로 넘치는 것을 막는다. 탱크 바닥에서 나오며 개폐 밸브가 달린 배수관과 달리, 오버플로우관에는 도중에 차단 밸브를 설치하지 않는다는 점이 구조상 큰 차이다.

과열기는 포화증기를 더 높은 온도의 과열증기로 만들어 보일러 전체 열효율을 높이는 장치이며, 증기와 연소가스의 흐름 방향에 따라 병향류식·대향류식·혼류식으로, 전열 방식에 따라 방사형·대류형·방사대류형으로 구분한다.

황산화물에 의한 저온부식은 배기가스 온도가 이슬점 부근까지 떨어지는 절탄기·공기예열기 같은 저온 전열면에서 나타난다. 반면 과열기는 연소가스 온도가 매우 높은 고온부에 놓이므로, 이곳에서 문제가 되는 것은 회분 중 바나듐 화합물 등에 의한 고온부식이다. 따라서 과열기 외부에 황에 의한 저온부식이 발생한다는 설명은 틀린 내용이다.

용접 이음효율은 용접부가 낼 수 있는 강도와 모재(강판) 강도의 비로 정의되며, 다음 식으로 나타낼 수 있다.

$\eta = \dfrac{\sigma_w \times t_w}{\sigma_a \times t}$

여기서 허용인장응력 $\sigma_a = 10\ \mathrm{kgf/mm^2}$, 강판 두께 $t = 12\ \mathrm{mm}$, 이음효율 $\eta=0.8$, 용접부 허용응력 $\sigma_w = 8\ \mathrm{kgf/mm^2}$이므로, 용접두께는 $t_w = \dfrac{\eta \times \sigma_a \times t}{\sigma_w} = \dfrac{0.8 \times 10 \times 12}{8} = 12\ \mathrm{mm}$가 된다.

인젝터는 증기의 분사력으로 급수를 밀어 넣는 비동력(무동력) 급수장치로, 구조가 간단하고 흡입양정이 낮아도 작동하며 증기와 물이 혼합되는 과정에서 급수가 예열되는 장점이 있다.

다만 증기 분사 원리로 작동하는 특성상 급수량을 세밀하게 조절하기가 어렵다. 따라서 급수량 조절이 쉽다는 설명은 인젝터의 특징으로 틀린 내용이다.

보일러 분출 작업은 관수 중 불순물 농도를 한계치 이하로 유지하고, 슬러지 배출과 스케일 부착 방지, 관수 순환 촉진을 목적으로 한다.

분출은 오히려 프라이밍·캐리오버를 방지하기 위한 조치이지 이를 촉진하는 작업이 아니므로, 프라이밍 및 캐리오버 촉진은 분출 작업의 목적이 될 수 없다.

평면벽을 통한 전열량은 다음 식으로 구한다.

$q = \dfrac{k \times \Delta t}{L}$

노벽 두께 $L=0.2\ \mathrm{m}$, 평균 열전도도 $k=3.3\ \mathrm{kcal/m\cdot h\cdot ^\circ C}$, 온도차 $\Delta t = 400-50=350\ ^\circ C$이므로 시간당 손실열량은 $q = \dfrac{3.3 \times 350}{0.2} = 5775\ \mathrm{kcal/m^2\cdot h}$이다.

10시간 동안 누적되는 손실 열량은 $5775 \times 10 = 57750\ \mathrm{kcal/m^2}$이 된다.

에너지이용합리화법령상 검사대상기기의 검사 유효기간은 기기 종류별로 다르게 정해져 있으며, 압력용기 및 철금속가열로의 설치검사 유효기간은 2년으로 규정되어 있다.

따라서 해당 설치검사를 받은 뒤에는 2년마다 계속사용검사 등을 받아야 한다.

크롬질 벽돌은 내화도가 높지만 하중연화점이 비교적 낮고, 마모에 대한 저항성이 크며, 고온에서 산화철을 흡수하면 부피가 팽창하는 특성이 있다.

그러나 크롬질 벽돌은 온도 급변에 약해 균열(스폴링)이 발생하기 쉬운 재질이므로, 온도 급변에 잘 견딘다는 설명은 크롬질 벽돌의 특징과 맞지 않는다.

평면벽의 전열량 식 $Q = \dfrac{k \times A \times \Delta t}{L}$을 온도차에 대해 정리하면 $\Delta t = \dfrac{Q \times L}{k \times A}$이다.

두께 $L=0.025\ \mathrm{m}$, 면적 $A=1\ \mathrm{m^2}$, 전열량 $Q=1000\ \mathrm{kcal/h}$, 열전도계수 $k=50\ \mathrm{kcal/m\cdot h\cdot ^\circ C}$를 대입하면 $\Delta t = \dfrac{1000 \times 0.025}{50 \times 1} = 0.5\ ^\circ C$가 된다.

증기트랩은 응축수만을 선택적으로 배출하는 장치로, 응축수로 인한 배관 부식을 방지하고 수격작용(워터해머)을 막아주며, 관 내에 정체된 응축수를 제거해 유체 흐름의 마찰저항을 줄여준다.

그러나 증기트랩은 응축수 배출이 주된 기능일 뿐 관 내에 섞인 고형 불순물을 걸러내는 여과 기능은 없으므로, 불순물 제거는 증기트랩 설치의 장점으로 볼 수 없다.

라몽드(La Mont) 보일러는 강제순환식 수관보일러의 대표적인 형식으로, 각 수관 입구에 오리피스를 두어 수관마다 유량(유속)을 균등하게 배분하도록 설계된 것이 특징이다.

베록스 보일러는 가압연소를 이용한 강제순환식, 레플러 보일러는 발생한 고압 증기로 물을 가열하는 간접가열식, 밴손(벤슨) 보일러는 드럼이 없는 관류식으로 각각 가열·순환 방식이 다르며, 수관마다 오리피스를 두어 유속을 맞추는 구조와는 거리가 있다.

캐스터블 내화물은 알루미나 시멘트를 결합재로 사용해 골재와 혼합한 뒤 현장에서 물을 부어 시공하는 부정형 내화물이다.

플라스틱 내화물은 점토질 결합제와 내화골재를 가소성 상태로 반죽해 다져 넣는 부정형 내화물이고, 내화모르타르는 규산소다 등을 결합제로 하는 벽돌 접합재이며, 고알루미나질 내화물은 알루미나 함량이 높은 원료를 소성해 만든 정형(벽돌) 내화물이므로 알루미나 시멘트를 원료로 쓰는 것과는 구분된다.

광명단(연단, Pb₃O₄)을 아마인유와 혼합하여 만든 도료가 광명단 도료이며, 방청 효과가 우수하여 금속 표면의 녹 방지용 초벌 도료로 널리 사용된다.

검사대상기기의 용접검사를 신청할 때에는 용접 부위도, 설계도면, 강도계산서 등 용접부의 구조와 강도를 확인할 수 있는 서류를 제출해야 한다.

연간 판매 실적은 기기의 안전성·구조와 무관한 서류이므로 용접검사 신청 시 제출 서류에 해당하지 않는다.

수십 개의 수관을 병렬로 배치하고 양단에 헤더를 두어 물이 여러 관으로 나뉘었다가 다시 합류하기를 반복하는 구조는 관류보일러의 특징이다. 관류보일러는 급수펌프로 밀어 넣은 물이 이 관군을 통과하면서 예열-증발-과열 과정을 거쳐 증기가 된다.

강제순환 보일러는 순환펌프로 관수를 강제로 순환시키는 방식이고, 간접가열 보일러는 발생 증기로 2차측 물을 가열하는 방식이며, 바브콕 보일러는 드럼과 경사수관으로 자연순환시키는 수관보일러이므로 문제의 설명과는 맞지 않는다.

보일러 구조에 관한 기준상 동체(드럼)의 최소 두께는 안지름이 클수록 두껍게 규정되어 있으며, 안지름이 1850mm를 초과하는 경우 동체의 최소 두께는 12mm 이상으로 정해져 있다.

갤로웨이관은 노통 내부를 가로질러 설치하는 관으로, 물의 순환을 촉진하고 전열면적을 늘리며 노통 자체를 보강해주는 역할을 한다.

다만 연소가스가 흐르는 노통 내부에 관이 가로놓이는 구조이므로 오히려 연소가스의 흐름에 저항을 증가시키는 요인이 된다. 따라서 연소가스 유동저항이 감소한다는 설명은 갤로웨이관 설치의 장점으로 틀린 내용이다.

검사대상기기인 보일러의 사용 연료나 연소방법을 변경하는 경우에는 구조 자체를 바꾸는 것과 마찬가지로 안전성을 다시 확인해야 하므로 개조검사를 받아야 한다.

설치검사는 신규 설치 시, 용접검사는 용접부 시공 시, 구조검사는 기기 제작 단계에서 각각 받는 검사로 연료·연소방법 변경과는 해당 검사 종류가 다르다.

연소 후 배출되는 폐열가스(배기가스)의 열을 회수하여 보일러로 들어가는 급수를 예열하는 장치는 절탄기(economizer)이다.

공기예열기는 연소용 공기를, 급유예열기는 연료유를 예열하는 장치이고, 과열기는 이미 발생한 증기를 과열시키는 장치이므로 급수 예열 기능과는 구분된다.

보일러 설치시공기준상 불연성 물질의 반격벽으로 구분된 장소에 설치할 수 있는 것은 가스용 온수보일러, 소형 관류보일러, 소용량 주철제보일러와 같이 상대적으로 소용량·저위험군 보일러에 한정된다.

노통보일러는 대용량의 원통형 보일러로 반격벽 정도의 구획만으로는 설치 요건을 충족하지 못하므로, 반격벽 장소에 설치할 수 있는 보일러에 해당하지 않는다.

에너지이용 합리화법에서는 검사대상기기조종자를 선임하지 않은 자에 대해 1천만원 이하의 벌금에 처하도록 벌칙을 규정하고 있다.

2018년 7월 23일 개정된 규정에 따르면, 검사대상기기 설치자는 관리자가 해임되거나 퇴직한 경우 해임 또는 퇴직일로부터 30일 이내에 다른 검사대상기기관리자를 선임해야 한다(개정 전에는 해임·퇴직 이전에 미리 선임하도록 했던 규정이 완화된 것이다).

가스용 보일러의 보일러실 내 연료 배관 외부에는 사용 가스명, 최고사용압력, 가스의 흐름방향을 표시하도록 되어 있다.

최고 사용온도는 배관 외부 표시 항목에 포함되지 않으므로 표시해야 하는 항목이 아니다.

연료가스의 유출속도가 연소속도보다 지나치게 빠르면 불꽃이 노즐에서 떨어져 나가 실화(소염)가 일어나고, 반대로 유출속도가 너무 느리면 불꽃이 노즐 안쪽으로 타 들어가는 역화가 발생한다.

유출속도가 느리면 실화가, 빠르면 역화가 생긴다는 서술은 이 관계를 거꾸로 뒤집은 것이므로 점화조작 시 주의사항으로 틀린 내용이다.

연소실 온도가 낮으면 착화가 불량해지고, 연료 예열온도가 낮으면 무화가 불량해지며, 유압이 너무 낮거나 높으면 각각 점화·분사 불량이나 그을음 축적이 나타나는 것은 모두 맞는 설명이다.

증기난방은 배관 방식(단관식·복관식), 응축수 환수 방식(중력환수식·기계환수식·진공환수식), 증기압력(저압식·고압식)에 따라 분류하는 것이 일반적이다.

급기 배관 방식에 의한 분류는 공기조화(환기) 계통에서 쓰이는 개념으로 증기난방의 분류 기준에는 해당하지 않는다.

증기보일러에 압력계를 부착할 때 강관(steel pipe)을 사용하는 경우, 압력계와 연결되는 증기관의 안지름은 12.7mm 이상이어야 한다(동관을 사용하는 경우에는 6.5mm 이상 기준이 적용된다).

보일러 전열면의 국부적인 과열은 스케일 퇴적, 저수위 상태에서의 운전, 화염이 전열면에 직접 닿는 경우처럼 전열이나 냉각이 정상적으로 이루어지지 않을 때 발생한다.

황(S)분이 많은 연료를 사용하는 것은 저온부식이나 대기오염물질 배출과 관련된 문제이지 전열면의 국부 과열을 직접 일으키는 원인은 아니므로, 보일러 과열의 원인과는 가장 거리가 멀다.

보일러에 점화하기 전에는 무엇보다 먼저 수위를 확인하고 급수 계통이 정상인지 점검해야 한다. 저수위 상태에서 점화하면 과열·파손 등 중대한 사고로 이어질 수 있기 때문이다.

증기압력이나 과열기, 매연 농도 점검은 수위 확인 이후에 이어지는 점검 항목이다.

보일러의 안전저수위란 보일러 운전 중 반드시 유지해야 하는 최저 수위를 말하며, 이보다 수위가 낮아지면 과열·파손의 위험이 커지므로 저수위 경보 및 차단장치의 기준이 된다.

보일러의 고온부식(바나듐 어택)은 연료 중 바나듐 화합물이 녹아 전열면에 융착되면서 발생하므로, 연료 중 바나듐 성분을 제거하거나 고온가스 접촉부에 보호피막을 하고 연소가스 온도를 바나듐 융점 이하로 유지하는 것이 방지대책이 된다.

회분 개질제는 바나듐 화합물의 융점을 높여 전열면에 쉽게 녹아 붙지 않도록 하는 역할을 하므로, 융점을 낮춘다는 설명은 고온부식 방지대책과 반대되는 내용이다.

캐리오버를 방지하려면 부유물이나 유지분이 섞인 물을 급수하지 않고, 보일러 압력을 규정압력으로 유지하며, 부하를 급격히 증가시키지 않아야 한다.

관수 중 염소이온 등 불순물 농도는 낮게 유지해야 캐리오버를 막을 수 있으므로, 염소이온을 높게 유지한다는 설명은 방지책과 반대되는 내용이다.

보일러 점화 시 역화는 프리퍼지 부족으로 노 내에 미연소가스가 남아 있거나, 연료에 물·협잡물이 섞여 연소가 불안정하거나, 유압이 지나치게 커서 착화가 지연되는 경우 등에 발생한다.

반면 댐퍼는 연소용 공기와 연소가스가 원활히 흐르도록 열려 있는 것이 정상 상태이며, 오히려 댐퍼가 닫혀 통풍이 불량할 때 역화 위험이 커진다. 따라서 댐퍼가 열려 있었다는 것은 역화의 원인으로 보기 어렵다.

에너지이용 합리화법에 따라 에너지절약전문기업(ESCO)으로 등록을 하려는 자는 등록신청서를 산업통상자원부장관에게 제출하여야 한다.

한국에너지공단은 등록·관리 업무를 위탁받아 실무를 수행하는 기관일 뿐 법령상 등록의 주체는 아니며, 시·도지사나 시공업체단체의 장은 에너지절약전문기업 등록 절차와 관련이 없다.

에너지이용 합리화법상 검사에 합격하지 아니한 검사대상기기를 사용한 자는 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금에 처해진다. 같은 조항에는 검사대상기기의 검사를 받지 아니한 자, 사용정지명령을 위반한 자, 검사대상기기관리자를 선임하지 아니한 자 등도 함께 규정되어 있다.

벌금형만 규정된 기준이나 징역·벌금 상한이 더 큰 기준은 이와 다른 조항에 따른 별개의 위반행위에 적용되는 벌칙이므로 혼동하지 않아야 한다.

진공환수식은 환수관 내부를 진공펌프로 감압하여 응축수를 강제로 흡인하는 방식이므로, 여러 환수방식 중 응축수(증기)의 순환속도가 가장 빠르다.

중력환수식은 자연낙차만으로 흐르므로 순환속도가 가장 느리고, 기계환수식(강제환수식)은 펌프로 응축수를 환수하지만 관 내부에 진공을 걸지는 않으므로 진공환수식만큼 순환력이 크지 않다.

에너지이용 합리화법에 따라 효율관리기자재의 제조업자·수입업자는 해당 기자재의 에너지 사용량을 산업통상자원부장관이 지정하는 시험기관으로부터 측정받아야 한다.

검사기관은 보일러 등 검사대상기기의 안전검사를, 진단기관은 에너지진단 업무를 담당하는 기관으로 효율관리기자재의 에너지 사용량 측정과는 별개의 역할을 한다.

연료 배관 속의 물·슬러지 혼입, 점화용 트랜스의 스파크 불량, 송풍기 풍압 저하 및 공연비 부적당은 모두 점화 자체가 실패하는 직접적인 원인이 된다.

반면 연도(굴뚝)가 습하거나 건조한 상태는 연소가스의 배출 경로에 관한 조건으로 점화(착화) 단계와는 직접적인 인과관계가 없어 점화불량의 원인으로 보기 가장 거리가 멀다.

에너지법에서 정하는 에너지공급설비는 에너지를 생산·전환·수송·저장하기 위하여 설치하는 설비로, 생산설비, 전환설비, 수송설비, 저장설비가 이에 해당한다.

"개발설비"는 에너지공급설비의 법정 분류에 포함되지 않는 용어로, 에너지 탐사·채취와 관련된 개념일 뿐 공급설비의 하나로 규정되어 있지 않다.

압입통풍은 송풍기로 연소용 공기를 노 입구 쪽에서 강제로 밀어 넣는 방식이므로 노 내부가 대기압보다 높은 양압 상태가 되어, 통풍 방식 중 노내압이 가장 높다.

흡입통풍은 연도 쪽에서 배기가스를 빨아들이므로 노 내부가 부압이 되고, 자연통풍 역시 연돌의 통풍력으로 배기가스를 뽑아내는 방식이라 노내압이 대기압보다 낮다. 평형통풍은 압입과 흡입을 함께 사용해 노내압을 대기압 부근으로 유지한다.