[에너지관리기능장 필기] 18년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

실제증발배수는 연료 1 kg당 발생하는 증기량이므로, 시간당 연료소비량은 $\frac{1.2\times1000}{3}=400\ \mathrm{kg/h}$이다. 효율은 실제증발배수에 이미 반영된 조건이므로 별도로 곱하거나 나누지 않으며, 연료소비량은 400 kg/h이다.

보일러의 용량이 1 ton/h 이상이면 급수량을 측정하기 위한 유량계를 설치해야 한다. 따라서 기준에 해당하는 값은 1 ton/h이다.

손실열량은 연료가 공급하는 총 열량에 효율을 제외한 손실률을 곱해 구한다. $\text{손실열량}=150\ \text{kg/h}\times8800\ \text{kcal/kg}\times(1-0.80)=264000\ \text{kcal/h}$이고, 초당 열량으로 환산하면 $264000\div3600=73.3\ \text{kcal/s}$이다. 따라서 73.3 kcal/s이다.

안전밸브의 호칭지름은 원칙적으로 25A 이상이며, 특정 소형·저압 보일러에 한해 20A 이상으로 완화할 수 있다. 해당 보일러는 최대 증발량 5t/h 이하의 관류 보일러, 최고사용압력 0.1MPa 이하의 보일러, 소용량 강철제보일러이며, 전열면적 10m2 이하는 완화 대상 기준이 아니므로 옳지 않다.

열손실 난방부하는 일반적으로 $Q=K A \Delta T$로 계산하므로 열관류율, 전열면적, 실내외 온도차와 관계가 있다. 예열부하계수는 난방장치의 가동 초기 예열에 필요한 부하를 산정할 때 적용하는 값으로, 정상적인 열손실 난방부하와는 관계가 없다.

연돌의 자연 통풍력은 연돌 내부와 외부의 온도차 및 연돌 높이에 비례하고, 연도와 연돌에서 발생하는 통풍 저항에는 반비례한다. 따라서 연도의 길이를 짧게 하면 마찰 저항과 압력 손실이 감소하여 자연 통풍력이 증대된다. 연돌 높이를 낮추거나 단면적을 지나치게 작게 하고, 내·외부 온도차를 줄이는 것은 통풍력 증대에 불리하다.

보일러의 안전장치에는 과압을 방지하는 방출밸브, 과열 시 작동하는 가용마개, 저수위·고수위를 알리는 수면고저경보기 등이 있다. 드레인 콕은 보일러 내부의 물이나 침전물을 배출하는 배수용 밸브이므로 안전장치에 해당하지 않는다.

필요한 전열면적은 유효 열량 = 흡수 열량 × 열효율을 이용하여 구한다. $A=\frac{P}{q\eta}=\frac{10\,000}{80\times0.75}=\frac{10\,000}{60}=166.7\ \mathrm{m^2}$이므로 전열면적은 166.7 m²이다.

강철제보일러의 전열면적이 14 m2 이하이고 최고사용압력이 0.35 MPa 이하인 경우, 설치·시공 후 수압시험압력은 최고사용압력의 2배로 한다. 따라서 수압시험압력은 $0.35 \times 2=0.70\ \mathrm{MPa}$이다.

플로우 노즐 유량계는 고압 및 레이놀즈수가 큰 유체의 유량 측정에 적합하며, 고압 증기나 고속 유체에서 차압을 이용해 안정적으로 측정할 수 있다. 오리피스 유량계는 압력 손실이 크고, 벤튜리 유량계는 설치 공간과 비용 부담이 있으며, 피토우 유량계는 국부 유속 측정에 주로 사용된다.

방열기는 열전도성이 좋고 가공이 쉬운 주철·강·알루미늄 등이 주로 사용된다. 황동은 방열기 재질로 일반적이지 않아 가장 거리가 멀다.

밀도는 단위체적당의 질량이며, 단위중량당의 체적은 비체적(specific volume)의 정의이다.
밀도를 "단위체적당의 중량"이라고 표기한 것은 오류인데, 중량은 질량에 중력가속도를 곱한 힘의 개념이므로 정확하게는 질량으로 표현해야 한다.
비체적은 밀도의 역수로서 단위중량당 체적이 맞다.
비중은 유체의 비중량을 물의 비중량으로 나눈 무차원의 비율이 맞다.
압축률은 압력 변화에 대한 부피 변화율의 크기를 나타내는 정의가 맞다.

수격작용은 증기관 내 응축수 등이 급격히 이동하면서 발생하는 충격으로, 주로 증기관·배관 및 밸브 주변에서 나타난다. 증기트랩 또는 기수분리기는 수격작용을 방지·완화하기 위한 장치이므로, 이를 손상의 발생 부위로 연결한 4번이 틀리다. 압궤는 노통·화실, 팽출은 수관·동체, 균열은 리벳구멍·플랜지 이음부에서 발생할 수 있다.

급수예열기 운전 시에는 연소가스가 급수예열기를 통과하도록 바이패스 댐퍼를 먼저 닫은 후 연도 댐퍼를 조작해야 하므로, 입구댐퍼를 먼저 열고 출구댐퍼를 연 다음 바이패스 댐퍼를 닫는다는 순서는 잘못되었다. 바이패스 연도가 없으면 순환관으로 물을 유동시키고, 순환관도 없으면 적정량의 보일러수를 분출하여 급수예열기 내 물의 유동을 확보한다.

인젝터는 증기압으로 급수를 흡입·분사하므로 증기압이 낮으면 급수 불량이 발생할 수 있다. 노즐 마모, 급수온도 50℃ 이상, 흡입관의 공기 유입도 급수 작동을 방해하는 원인이므로, 제시된 보기 중 가장 거리가 먼 것은 증기압이 4kg/cm2 정도로 낮은 경우이다.

습증기의 엔탈피는 $h=h_f+x(h_g-h_f)$이므로, $h=334+0.8(652-334)=334+254.4=588.4\ \text{kcal/kg}$이다. 따라서 반올림하면 588 kcal/kg이다.

웰딩넥형 플랜지는 관과 맞대기 용접하여 응력 집중이 작고 강도가 높으므로 고압·고온 배관용으로 사용되며, 저압 배관용이라는 설명은 틀리다. 랩 조인트형은 플랜지의 탈착이 쉽고 부식성 유체나 정비가 잦은 배관에 사용되며, 블라인드형은 관 끝이나 밸브의 구멍을 폐쇄하는 데 사용된다. 나사형은 용접이 곤란한 저압 배관에 주로 사용된다.

규소토질 단열재의 안전 사용 온도는 일반적으로 약 900~1,000℃이므로 1,300~1,500℃라는 설명은 틀리다. 압축강도와 내마모성·내스폴링성이 작고, 재가열 수축이 크며, 기공율이 70~80% 정도이고 350℃에서 열전도율이 0.12~0.2 kcal/m·h·℃인 것은 규소토질 단열재의 특징에 해당한다.

응축수의 부력을 이용해 밸브를 개폐하고 간헐적으로 배출하는 증기트랩은 버킷 트랩이다. 버킷 트랩은 내부 버킷이 응축수에 의해 부상하거나 하강하면서 밸브를 작동시킨다. 벨로즈 트랩은 온도 차, 디스크 트랩은 유체의 속도 차, 오리피스 트랩은 압력 차와 유량을 이용한다.

배관의 높이를 관의 중심을 기준으로 나타내고 기준선을 해당 지역의 해수면으로 할 때는 EL(Elevation Level)을 사용한다. GL은 지반면 높이, TOP은 관이나 구조물의 상단, FL은 바닥면 높이를 나타내는 기호이다.

작업장 배치의 원칙에는 공구·재료의 지정 위치 배치, 낙하식 운반방법의 활용, 적절한 조명 등이 포함된다. 4번의 용이하고 자연스러운 리듬은 작업 동작의 원칙에 해당하므로 작업장 배치의 원칙이 아니다.

일정한 검사 단위에서 발생하는 홈, 핀홀 등 부적합수(결점 수)를 관리할 때는 c 관리도를 사용한다. np 관리도와 p 관리도는 각각 부적합품 수와 부적합품률을 관리하며, 검사 단위가 일정하지 않은 경우에는 결점 수를 직접 비교할 수 없으므로 c 관리도가 적합하지 않다.

손익분기점 매출액은 고정비 ÷ 공헌이익률로 계산한다. 공헌이익률은 $(매출액-변동비)÷매출액=(80000-40000)÷80000=0.5$이므로, 손익분기점 매출액은 $15000÷0.5=30000$원이다. 따라서 보기 2번과 일치한다.

제곱합($SS$)은 $\sum (x_i-\bar{x})^2$으로 계산한다. 데이터는 18.8, 19.1, 18.8, 18.2, 18.4, 18.3, 19.0, 18.6, 19.2이며 합계는 $168.4$, 평균은 $\bar{x}=168.4/9\approx 18.711$이다. 각 편차제곱을 구하면 약 0.0083, 0.1511, 0.0083, 0.2608, 0.0968, 0.1689, 0.0836, 0.0124, 0.2497이며 이를 모두 더하면 $SS \approx 1.040$으로 약 1.029에 해당한다.

국제 표준화의 직접적인 효과는 국가 간 규격 통일을 통해 무역장벽을 없애고 상호 이익을 도모하는 것이며, 개발도상국의 기술개발 촉진에도 기여한다. 그러나 KS 표시품이라고 해서 수출 상대국에서 자동으로 품질인증을 받는 것은 아니므로, 2번은 국제 표준화의 직접적인 효과로 보기 어렵다.