[에너지관리산업기사 필기] 2024년 기출복원 모의고사 1회 기출문제 정답·해설 페이지

충격식 스크러버는 가압수식 집진장치가 아니다.
충격식 스크러버는 회전하는 회전판이나 임펠러가 물을 뿌려 분진을 충돌·포집하는 방식으로, 가압수를 필수 요소로 하지 않으며 기계적 충격에 의존하는 구조이다. 가압수식 집진장치는 물을 분사하거나 물속에 공기를 통과시켜 먼지를 제거하는 습식 집진기다.
제트 스크러버 — 고압 물 제트로 분진을 포집한다(가압수식).
벤튜리 스크러버 — 좁은 목 부분에서 물을 분사해 에너지를 이용한다(가압수식).
사이클론 스크러버 — 원심력과 물을 함께 이용하는 방식이다(가압수식).

카르노 기관이 한 일은 약 129kJ이다.
카르노사이클의 일량은 $W = Q_1\left(1-\dfrac{T_2}{T_1}\right)$로 구하며, 온도는 절대온도(K)로 환산해 고온 250℃는 523K, 저온 25℃는 298K로 쓴다.
대입하면
$W = 300\,\mathrm{kJ}\times\left(1-\dfrac{298}{523}\right) \approx 129\,\mathrm{kJ}$
로, 공급받은 열의 약 43%가 일로 변환된다.

가역 열기관에서는 고온부와 저온부를 포함한 계 전체의 엔트로피 변화가 0이 되는 것이 가역과정의 특징이다.
고온 400℃(673K)에서 1000kJ을 흡수할 때 열원의 엔트로피 감소는 $\dfrac{1000}{673} \approx 1.486\ \mathrm{kJ/K}$이고, 가역기관이므로 저온 100℃(373K)로 방출되는 열량은
$1000 \times \dfrac{373}{673} \approx 554.2\ \mathrm{kJ}$
이 되어 저열원의 엔트로피 증가도 같은 $1.486\ \mathrm{kJ/K}$가 된다.
두 값이 서로 상쇄되므로 전체 엔트로피 변화는 $0$이다.

습증기는 물과 증기가 함께 존재하는 상태이므로 건도는 $0 \lt x \lt 1$의 범위로 표현된다.
건도(x)는 습증기 중에서 증기(기체) 상태가 차지하는 질량 비율을 나타내는 값으로, 포화수 상태는 $x=0$, 건포화증기 상태는 $x=1$로 정의되며 습증기는 이 두 값 사이에 있다.

압축과정은 포화증기선 부근의 2에서 고압선 위의 3으로 올라가는 구간이다.
압력-엔탈피(P-H) 선도의 냉동 사이클은 증발 → 압축 → 응축 → 팽창 순으로 돌며, 그림에서 1과 2는 아래쪽 저압선 위에, 3과 4는 위쪽 고압선 위에 놓여 있다. 1→2는 압력이 일정한 채 엔탈피만 커지는 저압 수평선이므로 증발기에서 냉매가 주위 열을 빼앗아 증발하는 과정이다.
2→3은 저압에서 고압으로 압력이 올라가면서 엔탈피도 함께 커지는 압축기 과정으로, 압축기가 냉매에 일을 가하므로 압력과 엔탈피가 동시에 증가하고 등엔트로피선을 따라 오른쪽 위로 올라간다. 3→4는 고압을 유지하며 엔탈피가 줄어드는 수평선으로 응축기에서의 방열 과정, 4→1은 엔탈피가 일정한 채 압력만 떨어지는 수직선으로 팽창밸브의 교축 과정이다.
선도에서 수평선은 압력이 일정한 열교환(증발·응축), 수직선은 엔탈피가 일정한 교축, 비스듬히 올라가는 선이 압축이라고 기억하면 구분이 쉽다.

이 강제통풍 방식은 압입통풍이다.
압입통풍은 연소용 공기를 노 앞쪽에서 불어넣어 통풍시키는 방식이며, 공기가 차고 깨끗한 상태로 공급되어 송풍기 고장이 적고 점검·수리가 쉬운 것이 특징이다.
흡입통풍 — 노 뒤쪽(굴뚝 쪽)에서 배기가스를 빨아내는 방식이라 고온 가스에 노출되어 송풍기 손상이 잦다.
자연통풍 — 별도의 송풍기 없이 굴뚝의 온도차만으로 통풍하는 방식이다.

노즐에서의 엔탈피 강하는 80kJ/kg이다.
단열 노즐에서 입구 속도를 무시하면 엔탈피 강하가 전부 운동에너지로 바뀌므로
$\Delta h=\dfrac{v^2}{2}=\dfrac{400^2}{2}=80{,}000\,\mathrm{J/kg}=80\,\mathrm{kJ/kg}$
이다.
160은 2로 나누지 않은 값이고, 400은 속도 수치를 그대로 옮긴 것이며, 800은 단위 환산을 잘못한 값이다.

진공도 90%에 해당하는 절대압력은 0.10332 ata이다.
표준대기압은 약 1.0332 ata(760mmHg)이며, 진공도는 대기압 대비 압력이 낮아진 비율을 의미한다. 진공도 90%란 절대압력이 대기압의 10%만 남은 상태이므로
$1.0332 \times (1-0.9) = 0.10332\,\mathrm{ata}$
가 된다.

보일러용 중유는 무화연소가 표준 방식이다.
중유처럼 점도가 높고 휘발성이 낮은 공업용 액체연료는 버너에서 미세한 입자로 무화(분무)하여 표면적을 크게 하고 공기와 혼합시켜 연소시킨다.
증발연소 — 등유·가솔린 같은 경질유를 액면이나 심지에서 증발시켜 태우는 방식이다.
표면연소 — 코크스·목탄처럼 휘발분이 없는 고체연료의 연소형태이다.
기화 후 예혼합 연소 — 연료를 미리 전부 기화시켜 예혼합하는 방식은 기체연료의 연소에 해당한다.

이 보일러의 효율은 약 80%다.
연료 $100\ \mathrm{kg/h}$, 발열량 $10000\ \mathrm{kcal/kg}$이므로 공급 열량은
$100 \times 10000 = 1{,}000{,}000\ \mathrm{kcal/h}$
이다.
총 손실열량 $200{,}000\ \mathrm{kcal/h}$를 제외한 유효 열량 비율이 효율이므로
$\eta = \dfrac{1{,}000{,}000-200{,}000}{1{,}000{,}000} \times 100 = 80\%$
가 된다.

연소속도는 반응물질의 온도, 산소(산화제)의 온도와 농도, 촉매물질 등 반응이 얼마나 빠르게 진행되는지를 좌우하는 인자에 영향을 받는다.
연료의 발열량은 단위 연료가 갖는 열에너지의 양을 나타내는 지표일 뿐, 반응 속도를 결정하는 인자는 아니다.

필요한 이론공기량은 약 55.6Nm³/h이다.
수분을 제거하면 연료는 탄소와 수소만 남으므로, 원래 조성(C 84%, H 12%, 수분 4%)에서 수분을 뺀 뒤 재계산하면 C=84/96=87.5%, H=12/96=12.5%이다. 황과 산소를 포함하지 않는 고체·액체연료의 이론산소량은 $O_o = 1.867C + 5.6H\ (\mathrm{Nm^3/kg})$로 구하며, 대입하면
$O_o = 1.867\times0.875 + 5.6\times0.125 \approx 2.33\ \mathrm{Nm^3/kg}$
이다.
이론공기량은
$A_o = O_o/0.21 \approx 11.11\ \mathrm{Nm^3/kg}$
이며, 시간당 5kg을 연소시키므로
$A_o\times5 \approx 55.6\ \mathrm{Nm^3/h}$
로 계산된다.

C중유 예열온도에 상한 없이 최대한 높게 가열한다는 설명은 옳지 않다.
C중유는 점도를 낮추어 무화를 좋게 하기 위해 예열하지만, 적정 범위(대략 80~105 ℃)를 넘기면 기름이 분해·탄화되어 노즐이 막히거나, 기화한 기름이 펌프·배관에서 베이퍼록과 맥동연소를 일으킨다.
여과기의 흡입측·버너측 설치와 압력차 관리, 버너 유압 확인, 서비스탱크의 수분·슬러지 배출은 모두 올바른 점검 사항이다.

오일 버너 중 유량조절 범위가 가장 넓은 것은 고압기류식 버너로, 조절범위가 약 1:10에 이른다.
고압의 공기나 증기로 기름을 무화하므로 유량을 크게 줄여도 무화 상태가 유지된다.
유압식 — 조절범위가 약 1:2 수준으로 가장 좁다.
회전식 — 조절범위가 약 1:5 정도다.
저압공기식 — 조절범위가 약 1:5~1:6 정도로 고압기류식보다 좁다.

기체연료의 고위발열량은 대체로 LNG > 오일가스 > 수성가스 > 발생로가스 > 고로가스 순으로 낮아진다.
이는 각 가스의 주성분 비중 차이에서 비롯된다. LNG는 메탄이 주성분으로 발열량이 매우 높고, 오일가스는 석유를 열분해해 얻은 가스로 비교적 높은 발열량을 가진다.
수성가스·발생로가스·고로가스로 갈수록 불연성 성분(질소, 이산화탄소 등)의 비중이 늘어 발열량이 낮아진다.

이 과정의 엔트로피 변화는 약 0.63kJ/K이다.
이상기체의 등온과정에서는 내부에너지 변화가 없어 흡열량이 팽창일과 같고, 엔트로피 변화는
$\Delta S=mR\ln\dfrac{V_2}{V_1}=2\times0.287\times\ln 3=0.63\,\mathrm{kJ/K}$
이다.
0.32는 질량을 빠뜨린 값이고 1.72는 체적비에 로그를 취하지 않고 그대로 곱한 값이며, 3.44는 그 두 배이므로 맞지 않다.

이상기체의 등온과정에서는 내부에너지 변화 $\Delta U = 0$이 항상 성립한다.
이상기체의 내부에너지는 온도만의 함수이므로, 등온과정에서는 온도 변화가 없기 때문이다.
반면 등온과정이라도 부피가 변하면 일과 열은 $Q=W$로 서로 같은 값을 가지며 0이 아닐 수 있으므로, "W=0", "Q=0", "|Q|≠|W|"는 등온과정에서 항상 성립하는 관계가 아니다.

체적은 약 17.5m³에 해당한다.
이상기체 상태방정식 $PV = nRT$를 이용하며, 기체상수가 kJ/kmol·K 단위로 주어졌으므로 몰수는 kmol 그대로 대입하고 온도는 절대온도로 환산하여 $T = 150 + 273 = 423\,\mathrm{K}$로 둔다.
$V = \dfrac{nRT}{P} = \dfrac{0.4 \times 8.314 \times 423}{80} \approx 17.6\,\mathrm{m^3}$
로 계산되어 약 17.5$\mathrm{m^3}$에 해당한다.

스테판-볼츠만의 법칙은 흑체의 복사에너지가 절대온도의 4승에 비례한다는 법칙이다.
식으로는 $E = \sigma T^4$ 이며, σ는 스테판-볼츠만 상수(약 $5.67\times10^{-8}\ \mathrm{W/m^2\cdot K^4}$)이다.
따라서 반비례나 2승 비례로 서술한 내용은 모두 틀리다. 절대온도가 2배가 되면 복사열은 16배가 된다.

계속 가동시키면 관로 안 유체의 온도는 꾸준히 상승한다.
그림은 펌프 한 대가 달린 닫힌 순환 관로로, 관로가 하나의 고리로 이어져 있고 화살표는 유체가 그 고리를 따라 한 방향으로 계속 도는 것을 나타내며 아래쪽 원형 기호가 펌프다. 관로 밖으로 유체가 나가지도, 외부와 열을 주고받지도 않는(단열) 계라는 점이 조건으로 주어져 있다.
펌프는 가동되는 동안 유체에 축일(외부 동력)을 계속 공급하는데, 닫힌 고리이므로 이 일은 유체를 높은 곳으로 올리거나 계 밖으로 내보내는 데 소모되지 않고 관 마찰과 부차적 손실을 통해 전부 열로 바뀌어 유체 안에 남는다. 열이 빠져나갈 통로가 없으므로 공급된 일은 그대로 내부에너지 증가가 되어 온도가 오른다.
실제로도 폐회로에서 순환펌프를 오래 돌리면 유체가 서서히 데워지는데(펌프 교반열), 이것이 같은 원리다.

내화 모르타르는 수축·팽창이 작아야 하므로, 수축·팽창이 커야 한다는 설명은 반대로 서술되어 틀렸다.
사용 중 반복되는 건조·가열 과정에서 수축·팽창이 작아야 균열이나 박리, 줄눈 벌어짐을 방지할 수 있다.
시공성·접착성이 좋아야 하고, 화학성분·광물조성이 내화벽돌과 유사해야 하며, 필요한 내화도를 가져야 한다는 것은 모두 올바른 구비조건이다.

허용응력은 100 MPa이다.
허용응력은 $\sigma_a=\dfrac{\sigma_u}{S}$로 구하며, 최대인장강도 $\sigma_u=400\ \mathrm{MPa}$, 안전율 $S=4$를 대입하면
$\sigma_a=\dfrac{400}{4}=100\ \mathrm{MPa}$
이다.

O₂ Trimming(산소 트리밍) 제어는 배기가스 중의 산소 농도를 센서로 검출하여, 이를 기준으로 연료와 공기의 비율(공연비)을 최적으로 자동 조정하는 방식이다.
이 방식은 과잉공기를 필요 최소한으로 유지해 열손실과 배기가스 중 유해물질을 줄이는 데 활용된다.
배가스 온도 제어나 배가스량 제어, CO 제어는 각각 다른 변수를 기준으로 하는 별도의 제어 방식으로 산소 농도를 직접 검출하는 방식과는 다르다.

재생식(축열식) 공기예열기는 전열요소(엘리먼트)가 회전하면서 한쪽에서는 배기가스의 열을 축적하고, 반대쪽으로 돌아가 그 열을 연소용 공기에 넘겨주는 구조이다. 이 회전 재생식의 대표 형식이 융스트롬식(Ljungström)으로, 일반 대형 보일러에 주로 채택된다.
판형식과 관형식은 전열면이 고정되어 가스와 공기가 격벽을 사이에 두고 열을 주고받는 전열식(도열식) 예열기여서 원리가 다르고, 엘레멘트 조립식은 전열요소를 조립한 구조를 가리킬 뿐 대형 보일러용 재생식 예열기의 형식 명칭으로 쓰이지 않는다.

수관식 보일러는 지름이 작은 관으로 전열면을 구성하여 전열면적은 크지만 보유수량이 적어 증기 발생이 빠르고, 고압·대용량에 적합하다. 다만 보유수량이 적은 만큼 증발량 변화에 따른 수위·압력 변동이 크므로 급수조절과 연소조절에 세심한 주의가 필요하다.
따라서 부하변동에 따른 압력변화가 적다는 설명은 오히려 보유수량이 많은 노통연관식 보일러의 특성에 가까우며, 수관식 보일러의 특징으로는 옳지 않다.

팽창관은 온수의 체적팽창을 팽창탱크로 흡수시키는 안전통로이므로 밸브를 설치하지 않는다.
밸브가 닫힌 채 가열되면 압력이 상승해 보일러나 배관이 파손될 수 있다.
개방식 팽창탱크 — 최고 위치 방열기보다 높게 두어 수두를 확보하는 것은 올바른 점검 사항이다.
밀폐식 팽창탱크 — 압력계·안전밸브로 내압을 감시하는 것은 올바른 점검 사항이다.
순환펌프 흡입 측 여과기 — 청소하는 것은 올바른 점검 사항이다.

가열시간을 짧게 줄이는 것은 균일 가열을 위한 방법으로 적절하지 않다.
가열시간이 짧으면 열이 피가열물 내부와 노 안에 고르게 퍼질 시간이 부족해 오히려 온도 불균일을 심화시킨다.
요로 내부를 균일하게 가열하기 위해서는 다음 방법을 활용하여 온도 분포를 고르게 만든다.
노내 가스 순환 — 노내 가스를 순환시켜 연소가스량을 늘린다.
장염·축차연소 — 화염을 길게 하는 장염 연소, 여러 단계로 나누어 태우는 축차연소를 활용한다.
방사열 — 벽체에서 나오는 방사열도 적절히 이용한다.

보일러 동(드럼) 내부의 수위는 일반적으로 전체 용적의 2/3~4/5 정도를 물로 채우고 나머지를 증기실로 남겨둔다.
이보다 낮은 비율은 저수위에 가까워 과열 위험이 커지고, 지나치게 높으면 증기실이 부족해 프라이밍·캐리오버가 발생하기 쉽다.

두 관이 접속되지 않고 단순히 교차하는 경우에는 점을 찍지 않고 선만 교차시킨다.
교차점의 검은 점은 두 관이 서로 접속되어 있음을 뜻한다.
유체 종류의 문자 기호 — S·W·O·A·G 등으로 표시하는 것은 올바른 도시 방법이다.
흐름 방향 — 화살표로 표시하는 것은 올바른 도시 방법이다.
플랜지 이음 — 두 개의 짧은 평행선으로 나타내는 것은 올바른 도시 방법이다.

제게르콘(Seger cone)은 내화물의 내화도 측정에 주로 사용되는 접촉식 온도계이다.
여러 온도 등급의 원추형 시험체를 노 안에 함께 넣어, 가열에 따라 연화·굴곡되는 온도(내화도)를 육안으로 비교 판정한다.
백금저항온도계·백금-백금·로듐 열전대온도계 — 전기적 신호로 정밀한 온도값을 얻는 데는 유용하지만 내화물의 연화 거동 자체를 판정하는 용도는 아니다.
기체식압력온도계 — 내화도 측정과는 거리가 멀다.

압궤(Collapse)는 노통이나 화실천장, 연관과 같이 외압(내부는 저압, 외부는 고온의 화염·가스압)을 받는 원통·평판형 부재가 국부적으로 눌려 찌그러지는 파손 형태로, 주로 두께 부족이나 과열로 발생한다.
노통 상부, 화실천장판, 연관은 모두 외압을 직접 받는 구조이므로 압궤의 대표적 발생 부위에 해당한다.
반면 가셋스테이는 경판과 동체를 연결해 인장응력을 지지하는 버팀대로, 이 부위는 반복 응력에 의한 균열(crack)이 주된 손상 형태이며 압궤와는 파손 기구가 다르다.

연소실에서 발생한 고온의 연소가스는 연도를 따라 흐르며 온도가 점차 낮아지므로, 부속설비는 고온의 가스와 먼저 접촉해야 하는 것부터 배치된다. 증기 온도를 가장 높이 올려야 하는 과열기가 먼저, 그다음 급수를 예열하는 절탄기, 마지막으로 연소용 공기를 예열하는 공기예열기 순으로 배치된다.
절탄기나 공기예열기를 과열기보다 앞에 두면 상대적으로 낮은 온도의 가스가 과열기를 지나게 되어 충분한 과열도를 얻기 어렵다.

슈트 블로워는 연관·과열기 등 전열면에 부착된 그을음(수트)을 증기나 공기로 불어내 제거하는 장치이며, 보일러 동 저면의 스케일이나 침전물을 배출하는 것은 분출(blow down)장치의 역할이다.
기수분리기, 오일스트레이너, 스팀트랩에 대한 설명은 각각 옳은 내용이다.

차압이 900mmH2O 일 때의 유량은 180 m³/h이다.
차압식 유량계에서 유량은 차압의 제곱근에 비례하므로 다음 관계가 성립한다.
$Q_2 = Q_1\sqrt{\dfrac{\Delta P_2}{\Delta P_1}}$
주어진 값을 대입하면 다음과 같다.
$Q_2 = 300\times\sqrt{\dfrac{900}{2500}} = 300\times 0.6 = 180\,\mathrm{m^3/h}$

국제단위계(SI)에서 미터(m), 켈빈(K), 칸델라(cd)는 각각 길이, 온도, 광도를 나타내는 기본단위(base unit)이다.
반면 라디안(rad)은 평면각을 나타내는 단위로, 호의 길이를 반지름으로 나눈 값(길이/길이)으로 정의되는 유도단위(derived unit)에 해당한다.

주철관의 소켓 접합(코킹 접합)은 소켓 안에 삽입구를 넣은 뒤 그 틈에 얀(마사)을 먼저 채워 넣고, 그 위에 용융된 납을 부어 굳힌 후 코킹공구로 다져 마무리하는 방식이다.
이때 얀은 접합부 틈을 미리 메워 부어 넣는 납이 관 내부로 흘러들어가거나 새어 나가지 않도록 막아주는 역할을 하며, 이를 통해 접합부의 수밀성을 확보하여 누수를 방지하는 것이 삽입의 주된 목적이다.

마그네시아질 벽돌은 주성분이 산화마그네슘(MgO)인 염기성 내화물로, 염기성 슬래그나 용융금속에 대한 내침식성이 크다. 이 때문에 평로·전기로 등 염기성 제강로의 노재로 주로 사용된다.
규석질과 샤모트질(점토질)은 산성, 알루미나질은 중성 계열의 내화물이어서 염기성 슬래그에 오히려 침식되기 쉬우므로, 염기성 제강로의 노재로는 적합하지 않다.

측정시간을 일률적으로 3시간으로 고정한다는 조건은 열정산 기준에 규정된 내용이 아니므로 가장 거리가 멀다.
열정산은 원칙적으로 정격부하 부근에서 정상상태에 도달한 뒤 일정 시간 이상 연속 운전한 결과를 사용하며, 필요한 운전·측정 시간은 보일러의 용량과 부하상태에 따라 달라진다.
발열량 — 원칙적으로 연료의 총발열량(고위발열량)을 사용한다.
기준온도 — 시험 시의 외기온도를 사용한다.
증기의 건도 — 0.98 이상인 것을 조건으로 한다.

상당증발량은 실제 발생증기의 상태와 관계없이, 보일러가 낸 열량을 기준으로 환산하여 "표준상태에서 얼마만큼의 증기를 발생시킬 수 있는가"를 나타내는 지표이다. 표준상태는 표준대기압하에서 100℃의 포화수를 100℃의 포화증기로 증발시키는 조건으로 정의된다.
이는 물의 증발잠열(약 539kcal/kg)을 기준으로 실제 발생열량을 나눈 값에 해당하며, 급수온도가 100℃가 아니거나 발생증기가 포화증기가 아닌 경우에도 서로 다른 보일러의 증발능력을 동일한 기준으로 비교할 수 있게 해준다.

열전대 온도계는 두 금속 접점에서 발생하는 열기전력을 이용하는 접촉식 온도계로, 재질(백금-백금로듐 등)에 따라 높은 온도까지 견디며 응답이 비교적 빠르고 내구성이 좋아 보일러·가열로 등 공업 설비의 고온 계측에 널리 사용된다.
반면 유리 온도계와 압력 온도계(팽창식)는 사용 재료·봉입 유체의 특성상 측정 상한이 낮아 고온 영역에는 적합하지 않다. 방사 온도계는 비접촉으로 초고온이나 이동 물체를 측정할 때 쓰이지만, 접촉식 공업 계측기기로서 고온 측정에 가장 널리 적합한 것은 열전대이다.

갤로웨이관(galloway tube)은 노통 보일러에서 노통 내부에 노통 축과 직각 방향으로 가로질러 설치하는 관으로, 전열면적을 늘리는 동시에 관 내부로 보일러수가 흐르게 하여 물의 순환을 촉진하고, 노통 자체를 지지·보강하는 역할도 겸한다.
파형노통은 노통 자체의 강도를 높이고 전열면적을 늘리기 위한 주름 형상이고, 아담슨 조인트는 평형노통을 이어 붙일 때 열팽창을 흡수하고 강도를 보강하기 위해 플랜지 모양으로 접합한 이음이며, 거싯 스테이는 경판을 동체에 지지·보강하는 부재로 각각 갤로웨이관과는 설치 위치와 기능이 다르다.

순환비(circulation ratio)는 보일러 내부를 순환하는 순환수량과 그중 실제로 증기로 바뀌어 나가는 발생증기량(증발량)의 비로 정의된다.
순환비가 클수록 물 순환량에 비해 증발되는 비율이 낮다는 의미이며, 관류보일러는 급수 전량이 한 번의 통과로 증기가 되므로 순환비가 1에 가깝게 설계되는 것이 특징이다.

얇은 원통형 압력용기의 원주방향(후프) 응력식 $\sigma = \dfrac{PD}{2t\eta}$을 적용한다.
압력 P=3 kgf/cm², 직경 D=500cm, 두께 t=1cm, 이음효율 η=0.75를 대입하면 다음과 같다.
$\sigma = \dfrac{3 \times 500}{2 \times 1 \times 0.75} = 1000\ \mathrm{kgf/cm^2}$
이를 mm² 단위로 환산(1cm²=100mm²)하면 강판에 요구되는 인장강도는 $10\ \mathrm{kgf/mm^2}$가 된다.

보일러수의 연화제는 경도 성분(칼슘·마그네슘)을 침전시켜 스케일을 방지하는 청관제로, 수산화나트륨·탄산나트륨·인산나트륨이 대표적으로 쓰인다.
황산나트륨은 경도 성분을 침전시키는 연화 작용을 하지 않으므로 연화제로 사용되지 않는다.

만수보존법은 보일러 내부를 물로 가득 채워 밀폐하는 2~3개월의 단기보존 방식으로, 물이 차 있으므로 겨울철에는 동결에 특히 주의해야 한다.
부식을 방지하기 위해 보존 중 보일러수에는 알칼리제를 넣어 알칼리성(pH 11 정도)으로 유지해야 하며, pH6과 같은 중성~산성 영역으로 유지하면 오히려 부식이 촉진되므로 틀린 설명이다.

다우섬(Dowtherm)은 열매체보일러에 사용되는 대표적인 유기 열매체(디페닐/디페닐옥사이드계)로, 특수열매체보일러의 가열 유체로 사용된다.
고온에서도 낮은 증기압을 유지하면서 열을 안정적으로 운반할 수 있기 때문이다.
폴리아미드 — 합성수지로 열매체로는 통상 사용되지 않는다.
덱스트린 — 전분 분해물로 열매체로는 통상 사용되지 않는다.
에스테르 — 유기화합물의 한 종류로 열매체로는 통상 사용되지 않는다.

송기 시 증기밸브를 급격히(빠르게) 여는 것은 예방대책이 아니라 이상증발을 유발하는 잘못된 조작에 해당한다.
관 내 압력차가 급변하면서 프라이밍·포밍을 유발해 오히려 이상증발을 일으키므로, 증기밸브는 서서히 열어야 한다.
보일러수의 이상증발(캐리오버)을 막으려면 블로우 다운으로 보일러수의 농축을 방지하고, 표준수위를 유지하며, 유지분·불순물을 제거하고 청관제로 수질을 관리하는 등의 조치가 필요하다.

제시된 반응 중 $\mathrm{MgSO_4 + CaCO_3 + H_2O \rightarrow CaSO_4 + Mg(OH)_2 + CO_2}$는 대표적 경질 스케일 성분인 CaSO₄를 생성하는 식으로, 원소별로도 균형이 맞는 반응식이다.
경질 스케일은 CaSO₄(황산칼슘)처럼 전열면에 단단하게 눌어붙어 제거가 어려운 스케일을 말한다.
중탄산칼슘이 분해되어 탄산칼슘(CaCO₃)이 되는 반응은 연질 스케일이 생기는 과정이고, 인산나트륨을 이용한 반응은 칼슘을 인산칼슘 슬러지로 만들어 오히려 경질 스케일 생성을 막는 연화(청관) 처리이다.
탄산마그네슘의 가수분해는 Mg(OH)₂와 같은 연질(슬러지성) 스케일을 만들어 경질 스케일과는 성질이 다르다.

증기주관에서 응축수를 건식환수관으로 배출하려면 주관과 동경으로 100mm 이상 내리고 하부로 150mm 이상 연장하여 드레인 포켓을 만들어준다.
냉각관은 트랩 앞에서 1.5m 이상 나관으로 배관한다.

1차 고온수를 감압하여 직결 공급하면서, 사용처에서 귀환하는 2차 고온수의 일부를 바이패스시켜 공급수에 합류시킴으로써 온도를 낮추는 난방방식을 브리드인(bleed-in) 방식이라 한다.
다른 방식과는 다음 점에서 구분된다.
고온수 직결방식 — 감압만 거쳐 그대로 공급하는 방식이다.
열교환방식 — 열교환기를 매개로 1차·2차 계통을 완전히 분리하는 방식이다.

미분 인터록은 보일러의 표준적인 안전 인터록 항목에 속하지 않는다.
보일러의 대표적인 인터록에는 다음이 있으며, 이 밖에 압력초과 인터록, 저연소 인터록이 통상 함께 언급된다.
저수위 인터록 — 이상 저수위 시 연료를 차단한다.
불착화 인터록 — 점화 실패 시 연료를 차단한다.
프리퍼지 인터록 — 점화 전 노 내 잔류가스 배출이 미완료된 경우 점화를 저지한다.

보일러 급수 중 용해된 고형물(이온 상태의 불순물)은 입자 형태가 아니어서 거르거나 가라앉혀 제거할 수 없으므로, 이온교환수지 등을 이용해 화학적으로 이온을 분리·제거하는 탈염 처리가 필요하다.
여과, 응집침전, 침강분리는 물속에 부유하는 고형 입자(현탁물)를 걸러내거나 가라앉혀 제거하는 물리적 처리 방법으로, 이온 상태로 녹아 있는 용해 고형물에는 효과가 없다.

순수처리 기준에서 총경도는 "0"이어야 하므로 1 mg/L 이하라는 기준은 옳지 않다.
순수처리로 인정받으려면 pH 7~9, 총경도 0 mg CaCO3/L, 실리카 흔적 없음, 전기전도율 0.5 μS/cm 이하를 모두 만족해야 한다.
1 mg CaCO3/L 이하는 설치검사기준의 이온교환 수처리시설 인증기준에 나오는 값으로 순수처리 기준과 다르다.

그림에서 입력 R는 가산점에 (+)로 들어가고, 출력 C는 H를 지나 가산점에 (−)로 되먹여진다.
여기서 중요한 것은 가산점과 출력 사이의 전향 경로에 블록이 하나도 없다는 점이다. 즉 전향 전달함수는 1이다.
가산점의 출력이 곧 C이므로
$C=R-HC\;\Rightarrow\;C(1+H)=R$
따라서 등가 합성전달함수는
$\dfrac{C}{R}=\dfrac{1}{1+H}$
이는 부귀환 일반식 $\dfrac{G}{1+GH}$ 에 $G=1$ 을 대입한 결과와 같다. 전향 블록이 없다고 해서 H만 답으로 고르거나 분모·분자를 뒤집지 않도록, 반드시 C = R − HC 관계식을 세워 정리하는 습관이 필요하다.

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.

관수 처리가 부적절하면 경도 성분이 전열면에 스케일로 고착되어 전열이 나빠지고 배기가스 온도는 오히려 높아진다.
스케일이 줄어 배기가스 온도가 낮아지는 것은 처리가 잘 되었을 때의 효과이다.
분출 횟수 — 관수가 농축되면 분출 횟수와 분출수에 실려 나가는 열손실이 는다.
프라이밍·포밍 — 불순물·알칼리도 과다는 프라이밍·포밍에 의한 캐리오버를 일으킨다.
점식 — 용존산소와 낮은 pH는 점식 등 부식을 일으킨다.

소요되는 방열기 쪽수는 28쪽이다.
방열기의 소요 방열면적은 난방부하를 방열기의 방열량(단위면적당 방열량)으로 나누어 구하며, $A=\dfrac{5000\,\mathrm{kcal/h}}{700\,\mathrm{kcal/m^2\cdot h}}\approx 7.14\,\mathrm{m^2}$이다.
이를 5-650 주철방열기 1쪽당 방열면적 $a=0.26\,\mathrm{m^2}$로 나누면 쪽수는 $N=\dfrac{7.14}{0.26}\approx 27.5$이 되며, 방열기 쪽수는 소수점 이하를 올림하여 정수로 설치하므로 28쪽이 소요된다.

보일러 사고는 원인에 따라 운전자의 취급 부주의로 인한 취급상 사고와 설계·제작 결함으로 인한 제작상 사고로 나눌 수 있다. 압력초과, 저수위 사고, 급수처리 불량은 운전자의 감시·조작 소홀로 발생하는 대표적인 취급상 사고이다.
반면 부속장치의 미비는 애초에 안전장치 등을 제대로 갖추지 못한 설계·제작 단계의 결함에 해당하므로 취급상 사고로 분류하지 않는다.

자동제어를 도입하면 생산성 향상과 원가 절감, 제품 품질의 균일화, 사람이 하기 어려운 위험하거나 정밀한 작업의 수행이 가능해지는 등의 이점이 있다.
반대로 "안전성 저해와 인건비 증가를 수반한다"는 설명은 자동제어의 실제 효과와 어긋난다. 자동제어는 오히려 인력에 의한 오조작 위험을 줄여 안전성을 높이고, 인력 소요를 줄여 인건비 절감에 기여하는 것이 일반적이다.

수위와 증기유량 두 가지 신호를 동시에 검출하여 급수밸브를 조절하는 방식은 2요소식 제어다.
2요소식은 수위 신호에 증기유량 신호를 더하여 급수량을 증기소비량과 일치시켜 수위 변화를 빠르게 안정화시키므로, 문제의 조건인 '수위와 증기유량 두 가지'를 검출하는 것과 정확히 일치한다.
단요소식 — 수위 신호만으로 제어한다.
3요소식 — 수위·증기유량에 급수 유량까지 추가로 검출하는 더욱 정밀한 제어방식이다.

보기 중 비상시 에너지수급계획을 수립하는 자는 기후에너지환경부장관이다.
에너지법은 에너지 수급에 중대한 차질이 발생할 경우에 대비하여 기후에너지환경부장관과 산업통상부장관이 비상시 에너지수급계획을 수립하도록 정하고 있다. 이 계획은 에너지위원회의 심의를 거쳐 확정한다.

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.

보일러의 여열을 회수해 효율을 높이는 부속장치는 절탄기(급수예열), 공기예열기(연소용 공기예열), 과열기(포화증기의 과열)이다.
나머지 장치들은 여열 회수와는 목적이 다르다.
버너·댐퍼·송풍기 — 연소를 위한 장치이다.
수면계·압력계·안전밸브 — 계측 및 안전장치이다.
인젝터·저수위경보장치·집진장치 — 급수 보조 및 안전·환경 관련 장치이다.

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.
1년 — 이 결격기간보다 짧아 요건에 미달한다.
3년·5년 — 실제 법령상 정한 기간보다 긴 값이다.

에너지이용 합리화법상 검사대상기기에 대하여 받아야 할 검사를 받지 아니한 자는 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금에 처하도록 규정되어 있다.
징역과 벌금 중 하나를 선택적으로 부과하는 형사처벌 규정이므로, 벌금형만 정한 보기나 2년·2천만원 수준으로 제시한 보기는 법정형과 맞지 않는다.

보일러 설치검사 기준에 따라 수압시험을 할 때는 규정된 시험수압에 도달한 후 30분이 경과한 뒤에 검사를 실시하여 압력 유지 상태와 누설 여부를 확인한다.
이는 순간적으로 압력을 가한 직후가 아니라 일정 시간 압력을 유지시켜 누설이나 변형이 없는지 안정적으로 확인하기 위한 절차이다.

"기체용식"은 사용 유체의 종류에 따른 구분으로, 양정에 따른 스프링식 안전밸브의 분류 체계에는 포함되지 않는다.
스프링식 안전밸브는 밸브가 열리는 양정(리프트) 크기에 따라 저양정식·고양정식·전양정식·전량식으로 분류한다.

주택 개발사업은 이 법에서 정한 에너지사용계획 제출대상 사업의 종류에 해당하지 않는다.
에너지이용 합리화법에 따라 기후에너지환경부장관에게 에너지사용계획을 제출해야 하는 사업에는 에너지개발사업, 관광단지개발사업, 철도건설사업 등 대규모 개발·건설사업이 포함된다.

"국가에너지정책목표를 달성하기 위하여 대통령령으로 정하는 사항"이라는 표현은 법에서 정한 기본계획의 포함 사항이 아니다.
마지막 포괄 조항은 "에너지이용 합리화를 추진하기 위하여 필요한 사항으로서 기후에너지환경부령으로 정하는 사항"으로 규정되어 있다.
에너지이용 합리화법에 따른 에너지이용 합리화에 관한 기본계획에는 에너지절약형 경제구조로의 전환, 에너지이용 합리화를 위한 기술개발, 에너지이용 효율의 증대, 열사용기자재의 안전관리 등이 포함된다.

소형 온수보일러는 원칙적으로 검사대상기기에서 제외되므로, 전기와 유류를 겸용하는 제품이나 유류를 연료로 쓰는 가정용 제품, 최고사용압력과 전열면적이 기준 이하인 제품은 검사대상기기에 해당하지 않는다.
다만 가스를 사용하는 소형 온수보일러 중 가스 사용량이 17kg/h를 초과하는 것은 예외적으로 검사대상기기 적용범위에 포함된다. 가스 누출·폭발 위험이 커 별도의 검사 관리가 필요하기 때문이다.

에너지이용 합리화법령은 기후에너지환경부장관 또는 시·도지사의 권한 가운데 실무적·기술적 성격의 업무를 한국에너지공단 이사장에게 위탁하도록 정하고 있으며, 에너지관리지도, 에너지사용계획의 검토, 효율관리기자재의 측정 결과 신고의 접수 등이 여기에 포함된다.
반면 열사용기자재 제조업의 등록은 이러한 위탁 업무 목록에 들어 있지 않으므로, 공단 이사장에게 위탁된 업무로 볼 수 없다.

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.

분출정지압력이 분출압력의 1.07배 이상이어야 한다는 서술처럼 분출정지압력을 분출압력보다 높게 잡는 설명은 안전밸브의 작동 특성과 맞지 않는다.
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.
안전밸브 1개 — 최고사용압력 이하에서 분출하도록 하는 것은 옳은 설명이다.
안전밸브 2개 이상 — 1개는 최고사용압력 이하·나머지는 최고사용압력의 1.03배 이하에서 분출하도록 하는 것은 옳은 설명이다.
재열기·독립과열기 — 안전밸브가 하나인 경우 최고사용압력 이하에서 분출하도록 하는 것은 옳은 설명이다.

에너지이용 합리화법에 따른 검사대상기기의 계속사용검사 중 운전성능검사의 유효기간은 1년이다.
연소상태·배기가스 등 보일러의 운전성능을 매년 주기적으로 점검하기 위한 것이다.

에너지이용 합리화법상 시·도지사에게 등록해야 하는 특정열사용기자재 시공업은 해당 기자재의 설치·시공(개조·수리 포함)과 이에 딸린 세관(청소) 작업을 그 범주로 한다.
기자재를 만드는 제조 행위는 시공업이 아니라 별도의 제조업 영역이므로 시공업 등록 대상 범주에 포함되지 않는다.

에너지이용 합리화법령은 에너지수급 안정을 위해 기후에너지환경부장관 및 산업통상부장관이 에너지저장의무를 부과할 수 있는 대상자를 열거하고 있다. 그중 사용량으로 정해지는 대상은 연간 2만 TOE 이상의 에너지를 사용하는 자다.
이 밖에 전기사업자, 도시가스사업자, 석탄가공업자, 집단에너지사업자가 함께 규정되어 있다. 저장의무를 부과할 때에는 대상자, 저장시설의 종류 및 규모, 저장하여야 할 에너지의 종류 및 저장량 등을 정하여 고시한다.
비슷한 숫자 기준과 섞이기 쉬우니 함께 정리해 두는 것이 좋다. 2만 TOE는 저장의무 부과 기준, 2천 TOE는 에너지다소비사업자 신고 기준으로 서로 다른 제도의 문턱값이다.

보일러 설치검사기준에서는 전열면적 10m² 이하인 보일러의 급수밸브 및 체크밸브 크기를 15A 이상으로 규정하고 있다.
주어진 보일러의 전열면적은 7m²로 10m² 이하 구간에 해당하므로, 급수밸브 크기는 15A 이상을 적용해야 한다.

강철제 보일러의 수압시험압력은 최고사용압력 구간별로 배수가 다르게 정해지는데, 최고사용압력이 1.5 MPa를 초과하는 경우에는 최고사용압력의 1.5배를 수압시험압력으로 한다.
문제의 최고사용압력 1.6 MPa는 1.5 MPa를 초과하므로 이 구간에 해당하며, 0.43 MPa 이하에서 적용되는 2배나 0.43~1.5 MPa 구간에서 적용되는 최고사용압력의 1.3배에 0.3 MPa를 더하는 방식과는 다른 기준이 적용된다.

검사대상기기의 설치자가 변경되면 새로운 설치자가 변경일부터 15일 이내에 검사대상기기 설치자 변경신고서를 한국에너지공단이사장에게 제출해야 한다.
폐기신고와 사용중지신고도 같은 15일 기한으로 공단이사장에게 한다.
종전 설치자 — 신고 주체는 종전 설치자가 아니라 새로운 설치자이다.
30일 이내 — 기한은 30일이 아닌 15일이다.
계속사용검사 신청서 기재 — 계속사용검사 신청으로 갈음하는 규정은 없다.

보일러 운전 중에는 압력과 수위가 순간적으로도 크게 변할 수 있어 사고와 직결되므로, 압력계와 수면계는 운전 중 수시로(계속) 확인해야 하는 대표적인 항목이다.
배기가스 성분·댐퍼 조작, 안전밸브·스톱밸브·맨홀 점검, 연료 성상·급수 수질 확인 등은 일정 주기로 점검·검사하는 항목이지, 운전 중 지속적으로 감시해야 하는 항목과는 성격이 다르다.