산업 보일러 시장에 대한 간단한 설명

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CFB 보일러의 영문명은 circulating fluidized bed boiler입니다. 보일러 제품에는 두 가지 종류가 있는데, 하나는 발전에 사용되는 증기용 보일러이고, 다른 하나는 화학비료 공장과 같이 증기를 이용해 화학비료를 생산하는 데 사용되는 보일러입니다. 이것이 바로 전형적인 산업용 보일러입니다. 산업용 보일러의 경우 대부분 석탄을 연료로 사용하며, 가스를 연료로 사용하는 보일러는 주로 폐열을 회수하는 데 사용됩니다.산업용 보일러 중에는 순환유동층 보일러가 흔하게 사용됩니다. 산업용 보일러는 중요한 열에너지 공급 장비이며, 우리나라는 현재 세계에서 가장 많은 보일러를 생산하고 사용하는 국가입니다.중국의 제조업은 신중국이 성립된 이후에 만들어지고 발전해 왔습니다.특히 개혁개방 이후 국민경제가 급속히 발전함에 따라, 전국적으로 수천 개의 기업들이 각종 보일러 제조 허가를 받아 다양한 등급의 산업용 보일러를 생산하고 있습니다. 앞으로도 상당 기간 동안은 석탄을 연료로 하는 산업용 보일러가 우리나라의 주요 제품으로 남을 것이며, 대부분은 중대형 보일러(단위 보일러당 증발량 ≥ 10t/h)가 될 것입니다.하지만 석탄 보일러는 심각한 환경 오염을 유발합니다. 에너지 공급 구조의 변화와 에너지 절약 및 환경 보호에 대한 요구가 점점 더 엄격해짐에 따라, 천연가스의 개발과 활용은 급속히 발전할 것입니다.소형 석탄 연소 산업용 보일러는 중심 도시 지역에서 사라질 것입니다.따라서 청정 연료와 청정 연소 기술을 적용한 고효율, 에너지 절약형, 저오염형 산업용 보일러가 제품 개발의 추세가 될 것입니다.1 우리나라 산업용 보일러 현황 1.1 국내에는 보일러 제조 허가를 받은 기업들이 있으며, 2002년 말 기준으로 YJ등급 허가를 보유한 기업은 37곳이 아니며, 부품 제조 허가만을 받은 기업은 674곳입니다.2002년 기준, 전국의 산업용 보일러 설치 용량은 57.6만 대였으며, 총 발열량은 199.46만 MW에 달했습니다.2002년도 A, B등급 보일러 제조업체들은 총 2만 3,600대의 산업용 보일러를 생산했으며, 그 양은 약 9만 600톤에 달합니다.통계에 따르면, 생산량이 상위 50위 안에 드는 산업용 보일러 제조업체들의 총생산량은 전체 수요량의 50%를 넘어섰습니다.1.2 산업용 보일러 산업의 특징 지난 15년 동안, 전국의 산업용 보일러 연간 생산량은 7만~10만 섭씨톤 사이에서 유지되어 왔습니다.1987년에는 전국의 산업용 보일러 생산량이 85,483 섭층에 달했지만, 2001년에도 여전히 85,400 섭층에 머물렀습니다.그러나 업계의 규모는 처음의 551개 기업에서 969개 기업으로 늘어나 거의 두 배가 되었습니다. 그리고 새로 생긴 기업들 대부분은 규모가 매우 작은 C, D등급의 기업들이었습니다. 이러한 기업들이 산업용 보일러 업계 전체 기업 수의 3/4 이상을 차지하고 있다는 사실은 분명 비정상적인 발전 현상이라고 할 수 있습니다.우리나라의 보일러 제조업체는 1,000곳이 넘으며, 공장이 너무 많아 제품들의 유사성이 높고, 대부분 규모화된 생산 체계를 갖추고 있지 않습니다.2001년에 생산량이 1,000 증기톤을 넘은 곳은 18곳에 불과했습니다. 이들은 그 해에 총 37,613 증기톤의 보일러를 생산했으며, 이는 전국 산업용 보일러의 총생산량의 44%에 해당하는 수치였습니다.반면 C, D등급 기업의 보일러 연간 생산량은 평균 50톤에 불과하며, 공장의 총 수는 732곳에 달해 산업용 보일러 생산의 집중도가 그리 높지 않은 것으로 보입니다.공장이 너무 많아 중소형 용광로의 공급이 수요를 초과합니다.1,000여 개의 보일러 제조업체 중 자체적으로 설계할 수 있는 업체는 약 100곳에 불과하며, 나머지 대부분은 기본적인 기술 개발 능력이 없습니다.많은 중소기업들이 어려움을 겪고 있으며, 일부 기업들은 여러 문제로 인해 사업을 전환하거나 폐업하고 있습니다.지난 10년 동안 산업용 보일러 제품은 다양한 요인의 영향으로 몇 가지 새로운 변화가 나타났습니다.산업용 보일러의 용량이 4t/h 이하인 경우의 비율은 1991년의 60%에서 2001년에는 30%로 줄어들어 거의 절반으로 감소했습니다. 반면, 용량이 10t/h 이상인 보일러의 비율은 25%에서 54%로 증가하여, 대용량 보일러를 사용하는 기업들은 수요에 비해 공급이 부족한 상황에 처하게 되었습니다. 또한, 석탄을 연료로 사용하는 보일러의 비율도 1991년의 90%에서 2001년에는 81%로 감소했습니다. 반면, 석유나 가스를 연료로 사용하는 보일러의 비율은 1991년의 6% 미만에서 2001년에는 15% 이상으로 증가했으며, 전기를 연료로 사용하는 보일러도 점차 사용되기 시작했습니다.연소 방식 측면에서, 순환유동층 보일러가 보일러 전체 용량 중 차지하는 비율은 1991년의 3%에서 2001년에는 10% 이상으로 증가했으며, 체인그리드 보일러의 경우에는 약간 증가했습니다.산업용 보일러의 유형을 살펴보면, 수화관식 보일러가 차지하는 비율은 1991년의 45%에서 2001년에는 21%로 감소했습니다. 반면, 내연식 보일러의 비율은 4% 미만에서 10% 이상으로 증가했습니다.2 산업과 기업이 직면한 도전과 기회 2.1 WTO 가입 이후, 우리나라의 보일러 산업은 엄청난 경쟁 압력에 직면하고 있습니다.관세가 철폐된 이후, 제조 허가에 대한 규제가 완화되면서, 우리나라에서 제조 허가를 신청하는 해외 기업들의 수가 매년 15%라는 놀라운 속도로 증가하고 있습니다. 2002년 상반기까지 국내에서 제조 허가를 받은 해외 보일러 및 압력용기 제조업체의 수는 626곳에 달했습니다.최근 몇 년간 외국 기업들도 중국에 14개의 합작 또는 단독 투자 기업을 설립했으며, 이들 대부분은 석유·가스 보일러를 생산하고 있습니다.관세가 낮아지면서 해외에서 생산된 보일러들이 대량으로 우리나라 시장에 유입되었습니다. 2000년에는 1,646대였으며, 2001년에는 2,491대, 2002년에는 3,246대에 달했습니다.따라서 우리나라의 산업용 보일러 산업과 기업들은 관세가 대폭 인하되는 상황과, 해외에서 중국제품 생산 허가를 받는 기업들이 해마다 증가하는 압력에 직면해 있습니다.2.2 에너지 절약 및 환경 보호에 대한 요구가 점점 더 엄격해지고 있습니다.우리나라의 산업용 보일러들은 매년 전체 석탄 생산량의 약 1/3을 소비하며, 이로 인해 6억 톤이 넘는 CO2가 배출됩니다. 또한 SO2는 500만~600만 톤이 배출되는데, 이는 전국적인 배출량의 21%에 해당합니다.우리나라는 2002년에 『교토의정서』를 비준했습니다. 이 의정서가 발효되면 우리나라는 온실가스 배출을 줄여야 하며, 산업용 보일러의 에너지 효율을 높여 배출량을 줄이는 것이 가장 시급한 과제가 될 것입니다.SO2가 환경에 미치는 피해를 줄이기 위해, 주요 대도시들은 도심 내에서 석탄 보일러의 사용을 제한하는 조치를 취하고 있습니다.최근 푸저우시는 『푸저우시 산성비 관리구역의 산성비 및 이산화황 오염물질 방지를 위한 ‘10개년 계획’』을 발표했습니다. 이 계획에 따라 2005년까지 푸저우시의 도심 지역에서는 소형 석탄 보일러의 사용이 중단될 예정이며, 대신 가스 보일러, 지열 보일러, 전기 보일러로의 전환이 적극적으로 추진될 것입니다.2.3 보일러를 제조하는 데 필요한 원자재 가격이 상승하고, 기업 간의 경쟁도 치열해지고 있습니다.2002년 2월 이후 전국의 철강 시장에서 보일러 제조에 필요한 원자재 가격이 상승했으며, 보일러와 함께 사용되는 부품들의 가격도 잇따라 오르면서, 이 모든 요인들이 보일러 제조업체들에게 비용 부담을 안겨주었습니다.반면, 산업용 보일러 업계에는 공장이 너무 많아 제품들의 유사성이 높으며, 기업 간의 경쟁, 특히 가격 경쟁은 점점 더 치열해지고 있습니다. 입찰 과정에서 서로를 방해하거나 은밀한 경쟁을 벌이기도 하며, 일부 기업들은 시장 점유율을 확보하기 위해 비용을 아끼지 않습니다. 그 결과 생산량은 늘어나지만 수익은 오히려 줄어드는 현상이 발생합니다. 이는 분명히 산업용 보일러 업체들의 이익을 갉아먹으며, 일부 기업들의 지속 가능한 발전을 저해합니다. 심지어 일부 기업들은 이로 인해 사업을 포기해야 하는 상황에 처하기도 합니다.2.4 에너지 소비 구조가 변화할 것이며, 천연가스의 개발과 활용이 급속히 발전함에 따라 산업용 보일러의 발전에도 기회가 생길 것입니다.우리나라의 일반적인 천연가스 매장량은 약 10~14.7조 m3 정도입니다. 서기동수 프로젝트는 2004년에 전 구간이 가동될 예정이며, 그때가 되면 해당 프로젝트가 지나가는 8개 성과 시에서 혜택을 받게 될 것입니다.쓰촨-충칭 분지의 천연가스는 호남과 후베이로 공급될 예정이며, 동해의 천연가스는 닝보에 공급될 것입니다. 창칭 유전의 천연가스는 화북 지역에 공급될 것입니다.이와 동시에, 우리나라는 국제적인 천연가스 자원을 적극적으로 활용하여, 중앙아시아-러시아-중국-한국을 잇는 장거리 파이프라인을 점차 구축할 것입니다. 또한 중동-아시아-오세아니아-중국 남동부 연안을 잇는 해상 석유 및 천연가스 수송 파이프라인도 만들어질 것입니다.푸젠성의 액화천연가스(LNG) 생산 프로젝트는 인도네시아의 탕구 가스전에서 천연가스를 공급받습니다. 채취된 천연가스는 저온 상태로 액화된 후, 해상 선박을 통해 푸젠성 푸티엔시의 쉬위우 LNG 수신소로 운반됩니다.푸저우, 푸톈, 취안저우, 샤먼, 장저우 등 5개 도시의 가스 사용자들과 푸톈, 샤먼, 진진에 새로 건설된 가스 발전소에 가스를 공급할 계획이며, 2007년에는 가스 공급이 시작될 예정입니다.이 모든 것은 우리나라의 천연가스 개발 및 활용이 고속 성장 단계에 접어들었음을 시사합니다. 따라서 산업용 보일러 업계는 이러한 기회를 잘 활용하여, 천연가스를 활용할 수 있는 관련 장비를 개발하고 그에 맞는 시스템 서비스를 제공해야 합니다. 3 산업용 보일러 산업의 제품 발전 동향 향후 산업용 보일러 제품 시장의 발전은 우리나라의 국민경제 성장 속도와 투자 규모와 같은 요인들의 영향을 받는 것 외에도, 에너지 정책 및 에너지 절약·환경 보호에 관한 요구사항들의 제약을 점점 더 많이 받게 될 것입니다.고성능 제품의 보급과 제품 품질의 향상에 따라, 2000년부터 2010년까지는 매년 약 5만 증기톤 분량의 산업용 보일러가 교체되어야 합니다. 2010년 이후에는 매년 약 7만 증기톤 분량의 산업용 보일러가 교체되어야 합니다. 여기에 새로 설치되는 보일러들까지 고려하면, 2010년까지 매년 필요한 산업용 보일러의 양은 약 10만~12만 증기톤에 달할 것입니다.앞으로 대중도시의 소용량 석탄보일러의 비중은 현저히 줄어들 것이며, 순환유동층보일러와 같이 청정연소 기술을 적용한 보일러들이 빠르게 발전할 것입니다. 가스보일러도 크게 발전할 전망이며, 생활폐기물과 바이오매스를 연료로 사용하는 보일러의 시장 잠재력도 상당합니다. 또한, 전력산업의 개혁과 발전에 따라 축열식 전기보일러 시스템의 시장도 더욱 확대될 것입니다.따라서 청정 연료와 청정 연소 기술을 적용한 고효율, 에너지 절약형, 저오염형 산업용 보일러가 산업용 보일러 제품의 발전 추세가 될 것이며, 고부가가치 제품 시장으로 나아갈 것입니다.3.1 층연 보일러: 우리나라에서는 층연 체인 그리드 보일러가 많이 사용되고 있습니다. 이 유형의 보일러는 에너지 절약 및 환경 보호 측면에서 더욱 개선될 필요가 있습니다.원석을 세척하고 체질하는 동시에 연소 장비를 개선하는 것을 기반으로 더 큰 발전 가능성이 있을 것입니다.현재까지도 사용되고 있는 수동으로 석탄을 넣어 간헐적으로 연소시키는 방식의 소형 고정형 보일러들은 반드시 폐기될 것이며, 그 자리를 새롭게 개발된 신형 보일러들이 대체하게 될 것입니다.3.2 순환유동층 보일러의 순환유동층 연소 기술은 열전달을 향상시키고, 연소 효율이 높으며, 연료에 대한 적응성이 우수하고, 배출되는 오염물질도 적다는 장점이 있습니다. 따라서 ≥ 10 t/h급의 석탄 연소 산업용 보일러에서 이 기술을 적극적으로 활용해야 합니다. 이러한 형태의 보일러는 매우 유망한 청정 연소 기술입니다.3.3 연료·가스 보일러 및 산업용 보일러의 경우, 연료나 가스를 사용함으로써 보일러의 열효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 오염물질 배출도 크게 줄일 수 있다.하지만 초기 투자와 일상적인 운영 비용에 제약을 받습니다.게다가 **연료 절약 대체 정책이 추진됨에 따라 연료 보일러의 발전은 억제될 것으로 예상됩니다. 하지만 **환경 보호에 대한 노력이 강화되고, 서부에서 동부로 가스를 공급하는 사업이나 국제 천연가스 자원을 활용하는 사업들이 추진됨에 따라, 대부분의 도시들에서는 청정 에너지를 적극적으로 도입하고 있습니다. 그 결과, 많은 가스 보일러들이 기존의 석탄 보일러를 대체하게 될 것이며, 가스 보일러의 시장 전망은 매우 밝습니다.앞으로 가스 보일러는 연간 생산되는 산업용 보일러의 총 용량 중 15%~20%를 차지할 것으로 예상됩니다.3.4 전기 가열 보일러
전기 가열 보일러는 청결하고 신뢰성이 높다는 장점이 있습니다. 하지만 전기는 깨끗한 2차 에너지원이긴 하지만, 전기 요금이 비싸기 때문에 운영 비용이 석탄 보일러의 6배, 연료나 가스를 사용하는 보일러의 2배에 달합니다. 그래서 오랫동안 중국에서는 전기 가열 보일러가 제대로 발전하지 못했습니다.그러나 경제의 발전과 전력 인프라 구축의 가속화, 그리고 환경 보호에 대한 요구가 강화됨에 따라, 특히 피크타임과 오프피크타임에 따른 별도의 요금 체계가 도입된 이후로는 전기식 난방보일러가 빠르게 발전하게 되었습니다.전기 가열 보일러 시장은 확대될 것이며, 제품은 여전히 축열식 전기 보일러가 주를 이룰 것입니다.3.5 쓰레기 소각 보일러 현재 우리나라의 도시 생활쓰레기의 구성이 뚜렷하게 변화했습니다. 종이, 플라스틱, 목재, 섬유와 같은 가연성 물질과 그 외의 유기물들이 증가했으며, 이러한 쓰레기들은 소각하기에 적합한 조건을 갖추고 있습니다. 따라서 도시 쓰레기를 소각하여 전력을 생산하는 것이 가능해졌으며, 이는 쓰레기 소각 보일러의 발전에 유리한 조건을 만들어주고 있습니다.쓰레기를 소각함으로써 쓰레기의 부피는 90% 줄어들고, 무게는 70% 이상 감소합니다. 회수된 열을 이용해 증기를 만드는 효율은 약 85%이며, 이를 전기 에너지로 변환하는 효율은 약 30%입니다.따라서 쓰레기 소각 기술은 우리나라에서 매우 큰 발전 잠재력을 가진 신성장 산업이 될 것입니다.외국의 선진 기술을 참고하여 국산 쓰레기 소각 보일러를 신속하게 개발한다면, 그 시장 전망은 매우 밝습니다.3.6 수탄슬러리 보일러의 수탄슬러리는 약 35%의 물, 약 65%의 석탄, 그리고 1%~2%의 첨가제가 혼합된 형태의 새로운 유형의 석탄 기반 연료입니다. 이 연료는 친환경적이며 깨끗한 에너지원으로 사용됩니다.수탄슬러리는 석탄의 연소 특성을 그대로 유지하면서, 중유와 유사한 액체 상태에서의 연소 특성도 갖추고 있습니다.수탄슬러리는 기름과 비슷한 외형을 가지고 있으며, 유동성이 좋고 보관이 용이하며 운송도 편리합니다. 또한 연소 효율이 높고 오염물질 배출량도 적습니다.국내의 수소연료 사용 사례를 보면, 약 1.8~2.1톤의 수소연료가 1톤의 석유를 대체할 수 있으며, 이를 통해 약 600위안의 비용을 절약할 수 있다.따라서 수탄슬러리는 대량으로 사용되는 산업용 보일러에서 석유 및 가스 연료를 대체할 수 있는 매우 유망한 방안입니다. 또한 응축식 보일러, 반가스 유동 연소 보일러와 같은 산업용 보일러들도 우리나라에서 일정한 발전 가능성이 있으므로 주목해야 합니다. 4 결론 우리나라의 보일러 산업은 ‘성장 산업’도 아니고 ‘쇠퇴 산업’도 아닙니다. 오히려 인류와 함께 영원히 존재할 산업이며, 우리나라에서는 계속해서 발전해 나가는 산업입니다.하지만 현재 우리나라의 산업용 보일러 산업과 기업들도 다양한 도전과 기회에 직면해 있습니다.산업용 보일러 제조 기업은 시장 경쟁의 주체로서, 자신이 처한 외부 환경과 내부적 조건을 명확히 인식하고 자신의 시장 위치를 확립한 뒤, 전략적인 관점에서 경영을 수행하여 무엇을 해야 하고 무엇을 하지 말아야 하는지를 판단해야 한다.시장 지향적 전략을 고수해야 하며, 과학기술의 발전에 의존해야 합니다. 또한 에너지 및 환경 보호 정책의 지침에 따라 기업과 제품의 구조를 조정해야 합니다. 이러한 노력을 통해 적절한 시장에 맞고 독자적인 특성을 가진 고급 제품을 만들어내어 기업의 발전을 촉진하고 지속 가능한 성장을 이룰 수 있습니다. 그래야만 치열한 시장 경쟁 속에서도 자리를 유지할 수 있습니다. 산업용 보일러 에너지 절약 개조 기술 ① 연료 보일러 에너지 절약기 추가 설치；연료 에너지 절약기를 통해 처리된 탄화수소는 분자 구조가 변화하여 작은 분자들이 증가하고, 분자들 사이의 거리도 멀어집니다. 그 결과 연료의 점도가 낮아지며, 이로 인해 연료가 연소되기 전에 더 잘 분산되고 세분화됩니다. 연소실 내에서는 산소가 부족한 환경에서도 연료가 완전히 연소됩니다. 그 결과 연소 장비의 공기 공급량을 15%에서 20%까지 줄일 수 있으며, 굴뚝을 통해 손실되는 열도 줄어들어 굴뚝의 온도도 5℃에서 10℃ 정도 낮아집니다.연소 장비의 연료는 에너지 절약기를 통해 처리된 후, 연소 효율이 향상되어 4.87%에서 6.10%까지 연료를 절약할 수 있습니다. 또한 불꽃이 더 밝고 선명해지며, 검은 연기도 사라지고 화로 내부가 훨씬 맑아집니다.연소 노즐의 침전 현상을 완전히 제거하고, 재침전을 방지합니다.연료가 충분히 연소되지 않아 보일러 벽에 잔여물이 쌓이는 현상을 해소하여, 환경 보호와 에너지 절약 효과를 얻을 수 있습니다.**연소 장비에서 배출되는 폐가스로 인한 대기 오염을 줄여, 폐가스 내의 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 탄화수소(HC)와 같은 유해 성분이 크게 감소하며, 유해 폐가스의 배출량은 50% 이상 줄어듭니다.동시에, 폐가스의 먼지 함량은 30％—40％ 줄어듭니다.설치 위치: 오일 펌프와 연소실 또는 인젝터 사이에 설치하며, 주변 온도는 360℃를 초과해서는 안 됩니다.② 응축형 가스보일러 에너지 절약기 설치；가스 보일러의 배기 가스에는 최대 18%에 달하는 수증기가 포함되어 있으며, 그 안에 있는 많은 잠열이 활용되지 못합니다. 또한 배기 가스의 온도가 높아서 유형 열 손실도 큽니다.천연가스가 연소한 후에도 질소산화물, 소량의 이산화황 등의 오염물질이 배출됩니다.연료 소비를 줄이는 것은 비용을 절감하는 가장 효과적인 방법입니다. 응축형 가스보일러 에너지 절약기는 기존 보일러의 연도에 직접 설치될 수 있으며, 고온의 연기에서 에너지를 회수함으로써 연료 소비를 줄일 수 있습니다. 이로 인한 경제적 이익은 매우 큽니다. 또한, 수증기가 응축되면서 연기 속의 질소산화물, 이산화황과 같은 오염물질들이 흡착되어 오염물질 배출이 줄어듭니다. 따라서 환경 보호 측면에서도 매우 중요한 역할을 합니다.③ 응축식 잉여열 회수 보일러 기술 적용；전통적인 보일러에서는 연소 가스의 온도가 일반적으로 160~250℃이며, 연소 가스 속의 수증기는 여전히 과열 상태에 있어 액체 상태로 응축되어 증발 잠열을 방출할 수 없습니다.잘 알려져 있듯이, 보일러의 열효율은 연료의 저위 발열량을 기준으로 산출되며, 연료의 고위 발열량 중에 포함된 증발잠열로 인한 열손실은 고려되지 않습니다.따라서 전통적인 보일러의 열효율은 일반적으로 87%～91%에 불과합니다.반면, 응축식 잔열 회수 보일러는 연도 가스의 온도를 50~70℃로 낮춤으로써, 연도 가스에 포함된 유형 열과 수증기의 응축 잠열을 효과적으로 회수하여 열효율을 높입니다；응축수도 재활용할 수 있습니다.④ 보일러 후단에는 열파이프 잉여열 회수 기술을 적용합니다；잉여열이란 특정한 경제적, 기술적 조건 하에서 에너지 활용 장비에서 사용되지 않은 에너지, 즉 여분이거나 폐기된 에너지를 말합니다.이는 고온 배기가스의 잔열, 냉각 매체의 잔열, 폐가스 및 폐수의 잔열, 고온 제품과 슬래그의 잔열, 화학 반응의 잔열, 가연성 배기가스·폐액 및 폐기물의 잔열, 그리고 고압 유체의 잔압 등 총 7가지로 구성됩니다.조사에 따르면, 각 산업의 잉여열 총량은 그 산업의 연료 소비량의 약 17%~67%를 차지하며, 재활용이 가능한 잉여열의 양은 잉여열 총량의 약 60%에 해당합니다. 초전도 열관은 열관 잉여열 회수 장치의 주요 열 전달 소자로, 일반적인 열교환기와는 본질적으로 다릅니다.열관 잉여열 회수 장치의 열교환 효율은 98% 이상에 달하며, 이는 어떤 일반적인 열교환기도 도달할 수 없는 수준입니다.열관 잉여열 회수 장치는 크기가 작아, 일반 열교환기의 1/3에 불과합니다.그 작동 원리는 그림과 같습니다. 왼쪽은 연기가 통과하는 통로이며, 오른쪽은 깨끗한 공기(물이나 다른 매질)가 통과하는 통로입니다. 중간에는 칸막이가 있어서 두 통로가 서로 방해받지 않도록 되어 있습니다.고온 연기는 왼쪽 통로를 통해 배출되며, 배출될 때 고온 연기가 히트파이프를 자극합니다. 연기의 온도가 30℃를 초과하면 히트파이프가 활성화되어 열을 자동으로 오른쪽으로 전달합니다. 이때 히트파이프의 왼쪽에서는 열이 흡수되고, 고온 연기는 히트파이프를 지나면서 온도가 낮아지며, 그 열은 히트파이프에 의해 흡수된 뒤 오른쪽으로 전달됩니다.상온의 깨끗한 공기(물 또는 다른 매질)가 송풍기의 작용에 의해 오른쪽 통로를 따라 반대 방향으로 흐르면서 히트파이프를 씻어줍니다. 이때 히트파이프의 오른쪽에서 열이 방출되어 깨끗한 공기(물 또는 다른 매질)가 가열됩니다. 공기가 히트파이프를 통과하면서 온도가 상승합니다.여러 개의 열파이프로 구성된 잔열 회수 장치로, 보일러의 연도에 설치됩니다. 이 장치는 연기 속의 열을 흡수하여 다른 쪽으로 빠르게 전달함으로써, 배기 가스의 온도를 이슬점에 가깝게 낮추어 열 손실을 줄입니다.가열된 청정 공기는 물질을 건조시키거나 보일러 내부로 공급되어 재순환될 수 있다.보일러와 산업용 용광로의 열효율을 높여 연료 소비를 줄임으로써 에너지 절약을 실현합니다.산업용 연료, 가스, 석탄을 사용하는 보일러를 설계하고 제작할 때, 보일러 후단의 가열면이 부식되거나 먼지가 쌓이는 것을 방지하기 위해 표준적인 배기 온도는 일반적으로 180℃ 이상이어야 하며, 최대로는 250℃까지 될 수 있습니다. 고온의 연기를 배출하면 막대한 열에너지가 낭비될 뿐만 아니라 환경도 오염됩니다.열관 잉여열 회수기는 연소 가스의 열을 회수할 수 있으며, 회수된 열은 필요에 따라 물을 가열하는 데 사용되어 보일러의 보충수나 생활용수로 활용되거나, 공기를 가열하여 보일러의 연소 보조 공기나 물질 건조에 사용될 수 있다.연료 비용을 절감하고 생산 비용을 낮추며, 폐가스 배출을 줄여 에너지를 절약하고 환경을 보호하는 일석이조의 효과를 얻을 수 있습니다.개조 투자는 3~10개월 만에 회수되며, 경제적 효과가 뛰어납니다.⑤ 결정 방지 및 제거 기술 적용；보일러 스케일 제거제와 전자식 스케일 방지 장치를 도입하여 수증기 순환 시스템을 최적화하고, 보일러의 배출률을 적절히 조절함으로써 스케일을 줄이고 보일러의 열 효율을 높입니다.⑥ 연료 첨가제 기술 적용；연료에 첨가제를 넣어 연료를 최적화함으로써 스케일을 줄이고 열효율을 높이는 것을 목적으로 합니다；⑦ 신규 연료 도입；새로운 친환경 연료유를 사용하여 연료 비용을 절감할 수 있습니다.⑧ 산소 과잉 연소 기술을 적용함；공기 중 산소 함량 ≤21%.산업용 보일러의 연소도 이와 같은 공기 속에서 이루어집니다.실제로 보면, 보일러에서 연소되는 가스의 산소량이 25% 이상이 될 때 에너지 절약 효과는 최대 20%에 달합니다；보일러 시동 온도 상승 시간이 1/2~2/3로 단축됩니다.반면, 고산소는 물리적 방법을 이용해 공기 중의 산소를 수집하여, 수집된 가스의 고산소 함량을 25%–30%로 만드는 것입니다.산소 공급 연소는 최신의 에너지 절약 및 환경 보호 기술입니다.지난 10여 년간 환경 보호에 대한 요구가 점점 높아지고 에너지 절약의 필요성이 증대됨에 따라, 고산소 연소는 새로운 연소 기술로서 전 세계적으로 빠르게 발전해 왔습니다. 현재 서구의 일부 선진국들에서는 새로 설치되는 모든 산업용 로와 산업용 보일러에 있어서는 일반 공기를 사용하지 않고 반드시 고산소 공기를 사용해야 한다고 규정하고 있습니다.⑨ 회류 연소 보일러 기술을 채택함；잘 알려져 있듯이, 전통적인 보일러에는 두 가지 큰 단점이 있습니다. 첫째, 연소할 때 연기와 먼지가 발생하여 중요한 오염원이 됩니다；둘째, 석탄 찌꺼기가 충분히 연소되지 않아 에너지 낭비가 매우 심각하다.순수 무연·고에너지 효율형 회류 연소 보일러라는 새로운 기술은 기존의 산업용 보일러와 비교했을 때 압도적인 장점을 가지고 있습니다.이는 손으로 점화하는 보일러에 비해 30%~35%의 석탄을 절약할 수 있으며, 체인식 자동화 보일러에 비해서는 25%의 석탄을 절약할 수 있습니다.순무연 재에너지 절약 기술은 PID 변환 기술과 ABM 절전 시스템을 활용하기 때문에, 기존 보일러에 비해 40%의 에너지를 절약할 수 있습니다. 또한, 휘발성 물질도 90% 이상이 연소되어 활용됩니다. 반면, 기존 보일러의 경우 휘발성 물질의 연소율은 약 78%에 불과하여, 22%의 연기와 먼지가 대기 중으로 배출됩니다. 순무연 재에너지 절약 회전 연소 기술을 사용하면 재의 연소율이 97%에 달하지만, 기존 보일러의 경우 석탄 재의 연소율은 약 80%에 불과합니다. 바로 이러한 이유들 때문에 순무연 재에너지 절약 연소 기술을 사용하면 보일러의 온도를 기존의 1200℃에서 약 1500℃까지 높일 수 있으며, 이를 통해 연소 효율을 높이고 연료를 절약함으로써 고객의 요구를 충족시킬 수 있습니다.⑩ 공기식 열펌프 온수기 교체 기술 도입；기존의 연료(가스)식 온수보일러를 공기열펌프 온수기로 교체하기；에너지 소비를 30%에서 50%까지 절약할 수 있음. ⑾석탄 보일러를 연료(가스) 보일러로 개조함； 보일러는 국민경제에서 중요한 열에너지 공급 장비입니다.전력, 기계, 야금, 화학공업, 섬유, 제지, 식품 등의 산업뿐만 아니라, 산업용 및 가정용 난방에도 보일러를 통해 많은 양의 열에너지가 공급되어야 합니다. 보일러는 연료의 연소로 인해 발생하는 열에너지나 다른 에너지를 이용하여, 작동 매체(중간 열전달체)를 특정한 조건으로 가열하는 장치입니다.물을 가열하여 증기로 변환시키는 데 사용되는 보일러를 증기보일러라고 하며, 이를 스팀 제너레이터라고도 합니다. 반면, 물을 가열하여 온도를 높여 온수로 만드는 데 사용되는 보일러는 온수보일러라고 합니다. 그리고 유기 열매체를 가열하는 데 사용되는 보일러는 유기 열매체 보일러라고 합니다. 에너지 활용의 관점에서 보면, 보일러는 에너지를 변환하는 장치입니다.보일러 내에서, 1차 에너지(연료)의 화학적 저장 에너지는 연소 과정을 통해 연소 생성물(연기와 재)에 포함된 열에너지로 변환됩니다. 그 후 이 열은 열 전달 과정을 거쳐 중간 열 매개체(예: 물과 증기)로 전달되며, 이를 통해 열이 사용 장비로 공급됩니다.이러한 열을 전달하는 중간 매개체는 2차 에너지에 속합니다. 왜냐하면 그 용도가 바로 에너지를 필요로 하는 장비에 에너지를 공급하는 것이기 때문입니다.중간 열매체가 열기관에서 열과 일의 변환을 위해 사용될 때, 이를 “작동유”라고 합니다.만약 중간 열매체가 단지 가열 장치에 열을 전달하여 열을 활용하도록 하는 역할만 한다면, 이를 일반적으로 “열매체”라고 부릅니다. 보일러는 그 용도에 따라 발전소용 보일러, 산업용 보일러, 선박용 보일러, 기관차용 보일러 등 네 가지로 분류됩니다.앞의 두 유형은 고정식 보일러라고도 불리는데, 고정된 기반 위에 설치되어 움직일 수 없기 때문입니다.후자의 두 종류는 이동식 보일러라고 불립니다.이 책에서는 고정식 산업용 보일러에 대해 소개합니다. 보일러 내에서는 세 가지 주요 과정이 일어납니다: (1) 연료가 보일러 내에서 연소되면서, 그 화학적 에너지가 열에너지 형태로 방출됩니다. 이로 인해 불꽃과 연소 생성물(연기 등)이 생깁니다. 산업용 보일러를 선택할 때 기업들이 고려해야 할 사항들은 다음과 같습니다: 1. 해당 기업이 생산 공정이나 난방 목적으로 얼마만큼의 증기와 온수가 필요한지입니다.2. 보일러 증기 파라미터 또는 온수 파라미터.3. 증기보일러와 온수보일러의 선정 관계에 대한 분석을 수행한다.4. 산업용 보일러의 유형 선택.5. 보일러에 사용되는 석탄의 종류.6. 그 외 형태 크기, 부하 변화 등. 1. 보일러의 용량과 대수를 어떻게 결정할까? 보일러를 구입할 때 보일러의 용량을 결정하는 것은 매우 중요한 문제입니다.일반적으로 보일러의 출력이나 용량은 생산 공정에서 필요한 증기량, 난방이 필요한 면적, 그리고 생활용 온수를 공급하는 데 필요한 열량을 고려하여 결정해야 합니다.먼저 사용자는 총 부하 범위를 명확히 해야 합니다；다음은 피크 상황으로, 피크 부하의 지속 시간과 피크의 빈도, 즉 피크가 나타나는 주기성을 포함합니다. 예를 들어 매달 피크가 발생하는 횟수, 주별·월별, 그리고 1년 내 여름과 겨울의 차이 등이 있습니다.총 부하 요구량과 피크 시간대를 파악한 후에 장비의 용량과 대수를 결정할 수 있습니다.선택할 때는 사고로 인한 정지에 대비한 예비량 문제도 고려해야 합니다.예비량이란 일반적으로 예비 보일러 한 대를 의미합니다.이는 사용자 자체의 중요성에 따라 결정해야 하며, 생산 운영에서 연속성이 매우 중요한 경우에는 예비 장비 문제를 반드시 신중하게 고려해야 합니다.일반적인 보일러의 경제적인 부하는 정격 부하의 75% 이상이므로, 사용 중인 보일러의 실제 부하도 발전기 자체의 정격 부하의 50% 이상이어야 합니다. 다시 말해, 제조업체가 공급하는 장비는 정격 출력의 50%~100% 범위 내에서 안정적으로 높은 효율을 유지해야 합니다.과거에는 사용자들이 안전을 위해 과도한 양을 구입하는 경우가 있어, 장비가 장기간 저부하 상태에서 작동하게 되어 매우 비효율적이었습니다.일반적으로 총 용량이 8톤/시간 이거나 열출력이 6메가와트(MW) 이상인 보일러실의 경우, 3대의 장비를 사용하는 것이 적절합니다.겨울과 여름의 차이로 인해, 다양한 출력의 장비를 선택할 수 있습니다.하지만 새로운 보일러실을 건설할 때 동일한 출력의 장비를 선택하면 운영, 유지보수, 관리 등의 측면에서 훨씬 편리하고 경제적입니다.이러한 보일러실 보조기기의 배치는 합리적으로 계획할 수 있습니다.고저봉과 동계·하계와 같이 차이가 큰 경우를 고려한다면, 2대 1대의 소형 장비를 선택할 수도 있습니다.상황에 따라 새로운 보일러실을 만들어야 하는 경우, 3대보다 조금 더 많은 설비를 선택해도 괜찮지만, 너무 많아서는 안 됩니다. 여러 대의 설비를 사용하기보다는 한 단계 더 우수한 성능의 설비를 선택하는 것이 낫습니다.현재 국내 장비의 품질을 고려할 때, 예비 발전기를 준비하는 것이 필요하다.해외 장비의 신뢰성 활용률은 높지만, 초기 투자 비용이 향후 운영 및 유지보수 비용에 비해 적다는 점을 고려하여 일반적으로 예비 장비를 마련합니다.만약 사고로 인해 보일러가 정지하는 상황이 발생하면 예비 장비를 투입하여 사용 요구사항을 충족시킬 수 있습니다.해외에서는 장비의 조절 비율에 높은 요구가 있을 때, 주로 연소 장비의 선택에 중점을 둡니다.우리나라의 현재 연소 장비 종류는 아직 많지 않아, 이 부분에서 선택의 폭이 그리 넓지 않습니다.해외에서는 피크 시간대가 짧은 부하의 경우, 열저장장치나 큰 용량의 고출력을 가진 보일러형 열저장 내연보일러(Thermal Storage Boiler)를 사용하는 것이 권장됩니다.우리나라도 최근 몇 년간 축열기 분야에서 상당한 노력을 기울여왔으며, 실제로 에너지 절약 효과가 있습니다.열저장기는 부피가 큰 열저장 용기와 이에 부착된 조절 밸브, 관리 장치 등으로 구성된 장비로, 열에너지를 저장하는 장치입니다.열저장기에 저장된 매질은 대부분 물이며(다른 매질인 증기 등도 있음), 이를 축적합니다.열저장기에 저장된 고온수는 언제든지 증기를 방출하여 생산 요구를 충족시킬 수 있습니다.이것은 보일러가 항상 고효율이고 안정적인 부하 상태에서 작동하도록 해주므로, 에너지 절약 장치입니다.그것은 어느 정도 공업 및 광산 기업의 보일러 설비 투자를 줄일 수 있다.우리나라의 많은 공장과 광산 기업들에서는 하루 24시간 동안 사용되는 증기의 양이 균일하지 않으며, 특정 시간대에는 증기 사용량이 많아지고, 또 다른 시간대에는 적어집니다.단교대제 공장은 아침 8시에 출근하며, 9시가 지나면 각 작업장의 증기 부하가 급격히 상승합니다. 정오 12시경에는 약간 낮아지다가 오후 1시쯤 다시 최고치에 도달합니다. 그리고 오후 4시경이 되면 부하가 다시 낮아져서 심지어 가동이 중단되기도 합니다.2교대제와 3교대제의 부하 상황은 각기 다릅니다.따라서 보일러의 운전에는 높은 요구사항이 있습니다.공장의 부하가 높거나 낮을 때 순간적인 변동이 매우 크기 때문에, 증기압을 안정적으로 유지하고 일정한 보일러 효율을 확보하기 위해서는 완벽한 연소 자동 제어 장치가 필요합니다.저장열기를 도입하면 보일러를 항상 정격 부하 또는 경제적인 부하 상태에서 가동시킬 수 있어 운영이 간소화됩니다.공장의 열부하가 최고조에 달할 때, 축열기는 증기를 방출할 수 있으며, 열부하가 낮을 때는 보일러에서 생산된 여분의 증기를 축열기에 저장할 수 있다.열저장장치를 선택하기 전에, 공업 및 광산 기업은 자사의 증기 사용량을 집계하여 부하 곡선을 그려야 합니다.부하 분배 상황과 균형 잡힌 증기 사용량을 분석한 뒤, 최종적으로 열저장장치를 도입할 필요가 있는지 여부를 결정한다.2. 증기와 온수의 파라미터를 어떻게 결정할까? 사용자는 자신의 사용 요구에 따라 증기나 온수의 파라미터를 결정해야 합니다.공업 및 광산 기업들이 생산에 필요로 하는 보일러는 대부분 증기보일러입니다.증기는 주로 직물 염색, 식품 제당, 고무 제지, 석유화학 등과 같이 생산 공정상 특정 온도의 열이 필요한 산업 분야에서 사용됩니다.따라서 생산 공정의 규정에 따라 보일러의 포화 증기 파라미터를 결정해야 합니다.포화수증기의 장점은 생산에 필요한 일정한 온도를 유지할 수 있다는 것입니다.일반적으로 보일러의 압력은 생산에 필요한 포화수증기 압력보다 항상 높아야 하는데, 그 이유는 파이프나 배관 내의 압력 손실을 극복하기 위함입니다.현재 많은 경우 보일러 명판에 표시된 압력이 생산에 필요한 압력보다 훨씬 높습니다.예를 들어, 많은 사용자들이 13bar의 압력을 가진 보일러를 구입하지만, 실제로는 5bar나 6bar의 압력으로만 작동시킵니다.이렇게 낮은 압력에서 가동하면 증기의 품질에 악영향을 미칩니다.압력이 낮아지면 증기의 비부피가 증가하여 출구에서의 유속이 **증가하고, 이로 인해 증기에 물이 섞이는 현상이 심해집니다.일반적인 생산에 필요한 압력에, 모든 파이프라인의 저항을 극복하는 데 필요한 압력 강하량을 더한 다음, 25%~30%의 여유 압력을 더해주면 충분합니다.급수펌프의 헤드는 보일러 명판에 명시된 값에 맞춰져 있습니다. 보일러의 실제 운전 압력이 너무 낮으면, 급수펌프가 소비하는 전력은 분명히 큰 낭비가 됩니다.소형 발전소용 보일러의 증기 파라미터는 터빈이 요구하는 파라미터에 맞게 설정할 수 있습니다.대부분은 25표준대기압의 과열수증기를 사용합니다.만약 증기기가 13기압의 과열증기를 사용한다면, 보일러는 16기압의 과열증기를 사용하는 것이 좋습니다. 그렇게 하면 증기의 품질이 더욱 향상됩니다.도시나 공장의 난방을 위해 사용되는 온수 보일러의 경우, 현재 일반적으로 사용되는 온도 값은 공급수와 회수수의 온도가 95/70도 섭씨입니다.현재 국내 도시의 난방 방식에는 세 가지가 있습니다；열병합발전소, 지역 보일러실 및 분산된 소용량 보일러실의 난방.처음 두 가지는 집중 난방으로, 지역별 보일러실을 통한 난방이 발전 방향이지만, 현재는 분산된 소규모 보일러실이 많이 사용되고 있습니다.지역 집중 난방의 경우, 고온 온수 보일러 및 공급수·회수수 온도는 130/70 파라미터로 발전할 것이다.현재 온수보일러 제품에는 95/70, 115/70, 130/70의 세 가지 등급이 선택 가능합니다.실제 사용 시의 온수보일러 운전 압력은 대부분 설계 압력보다 낮으며, 이는 주로 기존 배관 시스템의 제약 때문입니다.3. 증기 보일러와 온수 보일러의 선택 관계는, 온수 난방이 증기 난방보다 에너지 효율이 높고 편안하기 때문에, 에너지 절약을 위해 증기 난방 대신 온수 난방이 사용되고 있습니다.많은 공장 및 광산 기업들의 생산 공정에서는 여전히 증기를 이용한 가열이 필요하기 때문에, 기업들은 증기와 더불어 온수도 필요로 하는 상황에 처해 있습니다.이런 상황에서 어떻게 모델을 선택할지는 꽤 복잡한 문제입니다.어떤 장비를 선택해야 하는지는 구체적으로 분석해야 합니다.대체로 다음과 같은 경우가 있습니다: A. 공장이나 광산에서는 증기를 많이 사용하지만, 난방용 온수의 양은 그다지 많지 않으므로 증기 보일러를 사용할 수 있으며, 추가로 면식 열교환기를 설치하여 온수를 생산할 수 있습니다.B. 난방 시스템에서 온수 사용량은 많지만 필요한 증기량은 적고 압력이 높은 경우, 온수 보일러 외부에 별도로 소형 증기 보일러를 설치하여 증기 공급원으로 활용할 수 있다.C. 온수량과 증기량이 모두 적은 경우에는 증기와 물을 모두 사용할 수 있는 보일러를 선택할 수 있습니다.D. 온수량과 증기량이 모두 매우 많을 때는 시스템 측면에서 접근해야 한다.4. 석탄의 종류와 선택 기준 우리나라의 대부분 산업체에서 사용되는 보일러의 연료는 석탄입니다.석탄의 특성은 상당히 복잡한데, 예를 들어 무연탄은 점화가 어렵고, 회분 함량이 높은 저질 석탄도 쉽게 점화되지 않습니다. 갈탄의 경우 휘발분은 높지만 수분도 많아 점화가 비교적 어렵습니다.이러한 잘 타지 않는 석탄은 로 아치 설계에 특별한 요구사항을 가지며, 이와 관련된 문제는 상당히 복잡합니다.산업이 발달하여, 보일러 연소용 연료의 종류는 선별을 거쳐 비교적 안정적입니다.우리나라 시장에 공급되는 것은 대부분 원석탄이며, 원석탄의 출처별 품질은 안정적으로 유지되기 어렵습니다.특별한 지역의 소규모 석탄 광산에서 생산된 석탄이 시장에 유입되면서, 연료용 석탄의 종류가 더욱 다양해졌습니다.따라서 사용자는 장비를 구입하기 전에 반드시 현지 연료 공급 기관과 함께 석탄의 종류별 발전 동향을 면밀히 검토하여, 보일러나 아치형 구조가 적절하도록 해야 합니다.5. 산업용 보일러의 선택 A. 연소 장비의 종류 선택 연소 장비는 우선 기업 고객이 사용하는 연료의 종류에 따라 결정되지만, 연료 적응 능력 면에서도 차이가 있습니다.간단히 요약하면 다음과 같습니다: 체인 보일러는 보일러 아치와의 협력을 통해 다양한 종류의 석탄을 연소시킬 수 있습니다.하지만 주어진 로아치 하에서는 석탄의 적응성도 일정 범위 내에 있습니다.체인 그리들의 금속 소모량이 많기 때문에, 발열량이 낮은 석탄의 경우 더 큰 그리들 면적이 필요하고, 이에 따라 금속 소모량도 증가합니다.따라서 체인 그리들은 중등급 이상의 석탄(발열량이 시간당 4000대칼로리 이상)에 적합하며, 특히 고품질 석탄에 적합합니다.왕복 로징은 석탄 연소 시 혼합 효과를 낼 수 있어, 사용할 수 있는 석탄의 종류가 다양합니다.그러나 왕복 그리들 냉각 방식은 체인 그리들에 비해 열효율이 떨어지므로, 회분이 많이 포함된 석탄을 연소하는 데 적합합니다. 회분이 그리들을 보호하여 과열로 인한 손상을 막아주기 때문입니다.열량이 2700~4500 대칼로리/킬로그램인 석탄에 적용됩니다.투석기형 역회전 연소대는 석탄 연소에 대한 적응성이 뛰어난 특징을 가지고 있지만, 무연탄을 연소하는 데에는 적합하지 않습니다. 왜냐하면 무연탄을 연소시키려면 긴 후궁이 필요한 반면, 투석기형 연소대는 개방형 연소실을 가지며 2차 공기가 필요하기 때문입니다.탄투기는 반부유 연소 특성을 가지며, 부하 조절이 민감합니다.하지만 석탄투입기의 연도 가스에는 먼지 함량이 높습니다.따라서 스톡퍼식 보일러의 장점을 살리려면 먼저 연도 가스 내 먼지 함량을 줄이는 작업을 제대로 해야 합니다.원석탄의 입도 중 미세한 조각들이 너무 많아서는 안 되며, 보일러 내부의 2차 공기 사용, 비산회 수집 및 재점화 장치와 같은 조치들도 함께 마련되어야 합니다. 그래야만 연소 시 발생하는 먼지 양을 체인보일러 수준에 가깝거나 그보다 약간 높은 수준으로 줄일 수 있으며, 그때에야 사용자들이 이를 선택할 수 있습니다.증기보일러는 국내외에서 적극적으로 개발되고 있는 새로운 보일러 유형입니다.해외에서는 보일러 개발 시 환경 보호 측면을 중점적으로 고려하는 반면, 국내에서는 저품질 석탄 사용 문제를 더 많이 고려합니다.이것은 발열량이 1300 대칼로리/킬로그램 이상인 모든 종류의 석탄을 연소시킬 수 있습니다.우수한 품질의 석탄과 저품질 석탄을 연소할 때, 연소실의 가열면 배치나 운전 방식 등이 달라진다.증기로는 금속 소비량이 적고 비용이 저렴하여 큰 발전 가능성이 있습니다.석탄분사식 보일러는 전반적으로 시간당 20톤 이하 용량의 소형 산업용 보일러에는 적합하지 않은데, 이는 보조 장치가 복잡하여 비경제적이기 때문입니다.우리나라 중남부 지역에서 사용되는 석탄분과 사탕수수 찌꺼기를 함께 사용하는 보일러들도 모두 시간당 10톤 이상의 처리 능력을 가지고 있습니다.B. “냄비”의 형태 선택에 있어서, 현재는 냄비껍질형(화관식), 수화관 혼합형, 수관형의 세 가지가 있으며, 각 형태마다 고유한 특징이 있습니다.보일러 케이스형과 수화관형은 4톤/시간 이하 용량과 같은 소용량 보일러에 적합합니다.수관보일러는 4톤/시 이상과 같이 용량이 큰 보일러에 적합합니다.전반적으로 수관보일러는 안전성이 높습니다.동일한 외형 크기 조건에서 수관보일러의 화로는 약간 더 높게 설계될 수 있으며, 화로 아치를 배치하는 조건이 보일러케이스식 및 수화관식보다 우수하여 연소에 유리하다.6. 기타 요인과 선정 관계: 보일러의 출력, 작동 매체의 특성, 석탄의 종류라는 세 가지 기본적인 요인 외에도, 크기, 부하의 변동성, 수질, 대기 오염, 기계화 및 자동화 수준과 같은 다른 요소들도 주요 기계와 보조 기계의 선정에 영향을 미칩니다.기존 보일러실 내에서 확장을 할 때는 보일러의 외형 크기를 반드시 고려해야 합니다. 예를 들어, 동일한 모델인 10톤/시간, 6톤/시간, 6.5톤/시간 용량의 이중 보일러통형 수평식(SHL) 보일러의 경우, 제조사에 따라 크기에 상당한 차이가 있으므로, 사용자는 해당 제조사의 제품 정보를 꼭 확인해야 합니다.전반적으로 말해, 제품 선정은 상당히 복잡한 문제로, 이론적으로 논의하는 것만으로는 해결할 수 없습니다.선정할 때 가장 중요한 문제는 각종 제품의 실제 품질 상황입니다.우리가 위에서 분석한 선정 요소들은 각종 제품이 신뢰할 수 있는 품질을 보장한다는 전제 하에 논의된 것입니다.제품의 품질이 나쁘다면, 아무리 우수한 선정 이론도 무의미합니다.결국 제품의 품질과 종류가 바로 선택 시의 기본적인 보장 요소입니다.다양한 제품과 높은 품질을 바탕으로만 선정 작업이 기대하는 효과를 거둘 수 있습니다. 산업용 보일러는 어떻게 선정해야 할까요? 보일러를 구입할 때 그 용량을 어떻게 결정할지는 매우 중요한 문제입니다.일반적으로 보일러의 출력이나 용량은 생산 공정에서 필요한 증기량, 난방이 필요한 면적, 그리고 생활용 온수를 공급하는 데 필요한 열량을 고려하여 결정해야 합니다.산업용 보일러 선정에 관한 논의: 기업은 보일러 장비를 구입할 때 자사의 필요사항과 시장 내 보일러 제조업체들의 제품 상황을 반드시 명확히 해야 합니다. 보일러 선정 시 고려해야 할 사항들은 다음과 같습니다: 1. 기업이 생산 공정상이나 난방 목적으로 얼마만큼의 증기와 온수가 필요한지입니다.2. 보일러 증기 파라미터 또는 온수 파라미터.3. 증기보일러와 온수보일러의 선정 관계에 대한 분석을 수행한다.4. 산업용 보일러의 유형 선택.5. 보일러에 사용되는 석탄의 종류.6. 그 외 형태 크기, 부하 변화 등. (1) 보일러의 용량과 대수를 어떻게 결정할까? 보일러를 구입할 때 그 용량을 어떻게 결정할지는 매우 중요한 문제입니다.일반적으로 보일러의 출력이나 용량은 생산 공정에서 필요한 증기량, 난방이 필요한 면적, 그리고 생활용 온수를 공급하는 데 필요한 열량을 고려하여 결정해야 합니다.먼저 사용자는 총 부하 범위를 명확히 해야 합니다；다음은 피크 상황으로, 피크 부하의 지속 시간과 피크의 빈도, 즉 피크가 나타나는 주기성을 포함합니다. 예를 들어 매달 피크가 발생하는 횟수, 주별·월별, 그리고 1년 내 여름과 겨울의 차이 등이 있습니다.총 부하 요구량과 피크 시간대를 파악한 후에 장비의 용량과 대수를 결정할 수 있습니다.선택할 때는 사고로 인한 정지에 대비한 예비량 문제도 고려해야 합니다.예비량이란 일반적으로 예비 보일러 한 대를 의미합니다.이는 사용자 자체의 중요성에 따라 결정해야 하며, 생산 운영에서 연속성이 매우 중요한 경우에는 예비 장비 문제를 반드시 신중하게 고려해야 합니다. 일반적인 보일러의 경제적인 부하는 정격 부하의 75% 이상이므로, 사용 중인 보일러의 실제 부하도 발전기 자체의 정격 부하의 50% 이상이어야 합니다. 다시 말해, 제조업체가 공급하는 장비는 정격 출력의 50%에서 100% 사이에서 안정적으로 높은 효율을 유지해야 합니다.과거에는 사용자들이 안전을 위해 과도한 양을 구입하는 경우가 있어, 장비가 장기간 저부하 상태에서 작동하게 되어 매우 비효율적이었습니다.일반적으로 총 용량이 8톤/시간 이거나 열출력이 6메가와트(MW) 이상인 보일러실의 경우, 3대의 장비를 사용하는 것이 적절합니다.겨울과 여름의 차이로 인해, 다양한 출력의 장비를 선택할 수 있습니다.하지만 새로운 보일러실을 건설할 때 동일한 출력의 장비를 선택하면 운영, 유지보수, 관리 등의 측면에서 훨씬 편리하고 경제적입니다.이러한 보일러실 보조기기의 배치는 합리적으로 계획할 수 있습니다.고저봉과 동계·하계와 같이 차이가 큰 경우를 고려한다면, 2대 1대의 소형 장비를 선택할 수도 있습니다.상황에 따라 새로운 보일러실을 만들어야 하는 경우, 3대보다 조금 더 많은 설비를 선택해도 괜찮지만, 너무 많아서는 안 됩니다. 여러 대의 설비를 사용하기보다는 한 단계 더 우수한 성능의 설비를 선택하는 것이 낫습니다.현재 국내 장비의 품질을 고려할 때, 예비 발전기를 준비하는 것이 필요하다. 해외 장비의 신뢰성 활용률은 높지만, 초기 투자 비용이 향후 운영 및 유지보수 비용에 비해 적다는 점을 고려하여 일반적으로 예비 장비를 마련합니다.만약 사고로 인해 보일러가 정지하는 상황이 발생하면 예비 장비를 투입하여 사용 요구사항을 충족시킬 수 있습니다.해외에서는 장비의 조절 비율에 높은 요구가 있을 때, 주로 연소 장비의 선택에 중점을 둡니다.우리나라의 현재 연소 장비 종류는 아직 많지 않아, 이 부분에서 선택의 폭이 그리 넓지 않습니다.해외에서는 피크 시간대가 짧은 부하의 경우, 열저장장치나 큰 용량의 고출력을 가진 보일러형 열저장 내연보일러(Thermal Storage Boiler)를 사용하는 것이 권장됩니다.우리나라도 최근 몇 년간 축열기 분야에서 상당한 노력을 기울여왔으며, 실제로 에너지 절약 효과가 있습니다.열저장기는 부피가 큰 열저장 용기와 이에 부착된 조절 밸브, 관리 장치 등으로 구성된 장비로, 열에너지를 저장하는 장치입니다.열저장기에 저장된 매질은 대부분 물이며(다른 매질인 증기 등도 있음), 이를 축적합니다.열저장기에 저장된 고온수는 언제든지 증기를 방출하여 생산 요구를 충족시킬 수 있습니다.이것은 보일러가 항상 고효율이고 안정적인 부하 상태에서 작동하도록 해주므로, 에너지 절약 장치입니다.그것은 어느 정도 공업 및 광산 기업의 보일러 설비 투자를 줄일 수 있다.우리나라의 많은 공장과 광산 기업들에서는 하루 24시간 동안 사용되는 증기의 양이 균일하지 않으며, 특정 시간대에는 증기 사용량이 많아지고, 또 다른 시간대에는 적어집니다.단교대제 공장은 아침 8시에 출근하며, 9시가 지나면 각 작업장의 증기 부하가 급격히 상승합니다. 정오 12시경에는 약간 낮아지다가 오후 1시쯤 다시 최고치에 도달합니다. 그리고 오후 4시경이 되면 부하가 다시 낮아져서 심지어 가동이 중단되기도 합니다.2교대제와 3교대제의 부하 상황은 각기 다릅니다.따라서 보일러의 운전에는 높은 요구사항이 있습니다.공장의 부하가 높거나 낮을 때 순간적인 변동이 매우 크기 때문에, 증기압을 안정적으로 유지하고 일정한 보일러 효율을 확보하기 위해서는 완벽한 연소 자동 제어 장치가 필요합니다.저장열기를 도입하면 보일러를 항상 정격 부하 또는 경제적인 부하 상태에서 가동시킬 수 있어 운영이 간소화됩니다.공장의 열부하가 최고조에 달할 때, 축열기는 증기를 방출할 수 있으며, 열부하가 낮을 때는 보일러에서 생산된 여분의 증기를 축열기에 저장할 수 있다.열저장장치를 선택하기 전에, 공업 및 광산 기업은 자사의 증기 사용량을 집계하여 부하 곡선을 그려야 합니다.부하 분배 상황과 균형 잡힌 증기 사용량을 분석한 뒤, 최종적으로 열저장장치를 도입할 필요가 있는지 여부를 결정한다. (이) 증기와 온수의 파라미터를 어떻게 결정할까? 사용자는 자신의 사용 요구에 따라 증기나 온수의 파라미터를 결정해야 합니다.공업 및 광산 기업들이 생산에 필요로 하는 보일러는 대부분 증기보일러입니다.증기는 주로 직물 염색, 식품 제당, 고무 제지, 석유화학 등과 같이 생산 공정상 특정 온도의 열이 필요한 산업 분야에서 사용됩니다.따라서 생산 공정의 규정에 따라 보일러의 포화 증기 파라미터를 결정해야 합니다.포화수증기의 장점은 생산에 필요한 일정한 온도를 유지할 수 있다는 것입니다. 일반적으로 보일러의 압력은 생산에 필요한 포화수증기 압력보다 항상 높아야 하는데, 그 이유는 파이프나 배관 내의 압력 손실을 극복하기 위함입니다.현재 많은 경우 보일러 명판에 표시된 압력이 생산에 필요한 압력보다 훨씬 높습니다.예를 들어, 많은 사용자들이 13bar의 압력을 가진 보일러를 구입하지만, 실제로는 5bar나 6bar의 압력으로만 작동시킵니다.이렇게 낮은 압력에서 가동하면 증기의 품질에 악영향을 미칩니다.압력이 낮아지면 증기의 비부피가 증가하여 출구에서의 유속이 **증가하고, 이로 인해 증기에 물이 섞이는 현상이 심해집니다.일반적인 생산에 필요한 압력에, 모든 파이프라인의 저항을 극복하는 데 필요한 압력 강하를 더한 다음, 25~30%의 여유 압력을 더해주면 충분합니다. 급수펌프의 헤드는 보일러 명판에 명시된 값에 맞춰져 있습니다. 보일러의 실제 운전 압력이 너무 낮으면, 급수펌프가 소비하는 전력은 분명히 큰 낭비가 됩니다.소형 발전소용 보일러의 증기 파라미터는 터빈이 요구하는 파라미터에 맞게 설정할 수 있습니다.대부분은 25표준대기압의 과열수증기를 사용합니다.만약 증기기가 13표준대기압의 과열증기를 사용한다면, 보일러는 16표준대기압의 과열증기를 사용하는 것이 바람직합니다. 이렇게 하면 증기의 품질이 더욱 좋아집니다. 도시나 공장의 난방을 위해 사용되는 온수 보일러의 경우, 현재 일반적으로 사용되는 온도 값은 공급수와 회수수의 온도가 95/70도 섭씨입니다.현재 국내 도시의 난방 방식에는 세 가지가 있습니다；열병합발전소, 지역 보일러실 및 분산된 소용량 보일러실의 난방.처음 두 가지는 집중 난방으로, 지역별 보일러실을 통한 난방이 발전 방향이지만, 현재는 분산된 소규모 보일러실이 많이 사용되고 있습니다.지역 집중 난방의 경우, 고온 온수 보일러 및 공급수·회수수 온도는 130/70 파라미터로 발전할 것이다.현재 온수보일러 제품에는 95/70, 115/70, 130/70의 세 가지 등급이 선택 가능합니다.실제 사용 시의 온수보일러 운전 압력은 대부분 설계 압력보다 낮으며, 이는 주로 기존 배관 시스템의 제약 때문입니다. (삼) 증기보일러와 온수보일러의 선택 관계: 온수 난방이 증기 난방에 비해 에너지를 더 절약하면서도 더 편안하기 때문에, 에너지 절약을 위해 증기 난방 대신 온수 난방이 사용된다.많은 공장 및 광산 기업들의 생산 공정에서는 여전히 증기를 이용한 가열이 필요하기 때문에, 기업들은 증기와 더불어 온수도 필요로 하는 상황에 처해 있습니다.이런 상황에서 어떻게 모델을 선택할지는 꽤 복잡한 문제입니다.어떤 장비를 선택해야 하는지는 구체적으로 분석해야 합니다.대체로 다음과 같은 경우가 있습니다: A. 공장이나 광산에서는 증기를 많이 사용하지만, 난방용 온수의 양은 그다지 많지 않으므로 증기 보일러를 사용할 수 있으며, 추가로 면식 열교환기를 설치하여 온수를 생산할 수 있습니다.B. 난방 시스템에서 온수 사용량은 많지만 필요한 증기량은 적고 압력이 높은 경우, 온수 보일러 외부에 별도로 소형 증기 보일러를 설치하여 증기 공급원으로 활용할 수 있다.C. 온수량과 증기량이 모두 적은 경우에는 증기와 물을 모두 사용할 수 있는 보일러를 선택할 수 있습니다.D. 온수량과 증기량이 모두 매우 많을 때는 시스템 측면에서 접근해야 한다. 전반적으로 모델 선정은 상당히 복잡한 문제로, 이론적으로 논의하는 것만으로는 해결할 수 없습니다.선정할 때 가장 중요한 문제는 각종 제품의 실제 품질 상황입니다.우리가 위에서 분석한 선정 요소들은 각종 제품이 신뢰할 수 있는 품질을 보장한다는 전제 하에 논의된 것입니다.제품의 품질이 나쁘다면, 아무리 우수한 선정 이론도 무의미합니다.결국 제품의 품질과 종류가 바로 선택 시의 기본적인 보장 요소입니다.다양한 제품과 높은 품질을 바탕으로만 선정 작업이 기대하는 효과를 거둘 수 있습니다.재게시 시 출처를 남겨주십시오, http://www.360docs.net/doc/info-e96a2e4755270722192ef7c5.html