연소공학

노킹현상을 효과적으로 방지하기 위한 기관구조에 대한 설명

1. 연소실을 구형(circular type)으로 한다

2. 점화플러그는 연소실 중심에 부착시킨다

3. 난류를 증가시키기 위해 난류생성 pot를 부착시킨다

4. 연소실을 구형으로 한다

유류버너 중 회전식버너에 대한 설명

1. 분무매체는 기계적 원심력과 공기이다

2. 부하변동이 있는 중소형 보일러용으로 사용된다

3. 분무각도는 45°~90° 이며 회전수는 5000~6000rpm 범위이다

4. 연료유의 점도가 작을수록 분무화 입경이 작아진다

5. 분무는 기계적 원심력과 공기를 이용한다

6. 분무각도는 40~80° 정도로 크며, 유량조절 범위도 1:5 정도로 비교적 큰 편이다

유류버너의 종류에 관한 설명

1. 유압식 버너에서 연료유의 분무각도는 압력, 점도 등으로 약간 달라지지만 40~90° 정도이다

2. 회전식 버너의 유량조절범위는 1:5 정도이고, 유압식 버너에 비해 연료유의 분무화 입경은 비교적 크다

3. 고압공기식 버너는 고점도 사용에도 적합하며, 분무각도가 20~30° 정도이며, 장염이나 연소시 소음이 발생한다

액체연료의 연소장치 중 회전식 버너에 관한 설명

1. 유압식 버너에 비하여 연료유의 분무화 입경이 비교적 크다

2. 연료유는 0.5kg/cm2 정도 가압하며 공급한다

3. 유량조절 범위가 1:5 정도, 분무각도가 40~80° 이다

열적 NOx(thermal NOx)의 생성억제 방안

1. 희박예혼합연소를 함으로써 최고 화염온도를 1800K 이하로 억제한다

2. 물의 증발잠열과 수증기의 현열상승으로 화염 열을 빼앗아 온도상승을 억제한다

3. 화염의 최고온도를 저하시키기 위해서 화염을 분할시키기도 한다

열생성 NOx(thermal NOx)를 억제하는 연소방법에 관한 설명

1. 화염현상의 변경 : 화염을 분할하거나 막상으로 얇게 늘려서 열손실을 증대시킨다

2. 완만혼합 : 연료와 공기의 혼합을 완만하게 하여 연소를 길게 함으로써 화염온도의 상승을 억제한다

3. 배기재순환 : 팬을 써서 굴뚝가스를 로의 상부에 피드백시켜 최고 화염온도와 산소농도로 억제한다

액체연료에 관한 설명

1. 저장, 운반이 용이하며 배관공사 등에 걸리는 비용도 적게 소요된다

2. 단위질량당의 발열량이 커, 화력이 강하다

3. 액체연료는 비교적 저가로 안정하게 공급되고 품질에도 큰 차가 없다는 장점이 있다

액체연료의 장점

1. 회분이 거의 없어 재의 처리를 하지 않아도 된다

2. 점화, 소화 및 연소의 조절이 쉽다

3. 발열량이 높고 성분이 일정하며 효율이 높다

COM(coal Oil Mixture), 즉 혼탄유 연소 특징

1. COM은 주로 석탄과 중유의 혼합연료이다

2. 배출가스 중의 NOx, SOx, 분진농도는 미분탄 연소와 중유연소 각각인 경우 농도가중 평균 정도가 된다

3. 중유보다 미립화 특성이 양호하다

4. 화염길이는 미분탄연소와 비슷하고, 화염안전성은 중유연소와 유사하다

5. Coal oil mixture을 말한다

6. 볼밀 등을 사용하여 기름 중에서 석탄을 분쇄, 혼합하여 제조한다

7. 미분탄의 침강을 막기 위해 계면활성제를 사용한다

석탄, 석유 혼합연료(COM)에 대한 설명

- 유해성분을 포함하고 있으므로 재와 매연처리, 연소가스의 연소실 내 체류시간을 미부탄 정도로 고려할 필요가 있다

COM 연소장치에 대한 설명

1. 화염길이는 미분탄 연소에 가까운 반면, 화염 안전성은 중유 연소에 가깝다

2. 연소실 내의 체류시간의 부족, 분사변의 폐쇄와 마모, 재의 처리 등에 주의할 필요가 있다

3. 중유보다 미립화 특성이 양호하다

미분탄 연소에 관한 설명

1. 반응속도는 탄의 성질, 공기량 등에 따라 변하기는 하나, 연소에 용하는 시간은 대략 입자지름의 제곱에 비례한다

2. 같은 양의 석탄에서는 표면적이 대단히 커지고, 공기와의 접촉 및 열전달도 좋아지므로 작은 공기비로 완전연소가 된다

3. 재비산이 많고 집진장치가 필요하다

4. 점화 및 소화시 열손실이 적다

5. 부하변동에 쉽게 적용할 수 있으므로 대형과 대용량 설비에 적합하다

6. 분쇄기 및 배관 중에 폭발의 우려 및 수송관의 마모가 일어날 수 있다

7. 스토커연소에 비해 공기와의 접촉 및 열전달도 좋아지므로 작은 공기비로 완전연소가 가능한 편이다

연소시 가연물의 구비조건

1. 화학적으로 활성이 강할 것

2. 표면적이 클 것 (기체 > 액체 > 고체)

3. 열전도도가 적을 것 (열전도율 : 고체 > 액체 > 기체)

4. 활성화 에너지가 작아야 한다

5. 화학적으로 활성이 강하고, 산소와 친화력이 클 것

6. 반응열이 크고, 활성화 에너지가 작을 것

7. 표면적이 크고, 열전도도가 적을 것

화염을 유지하기 위한 보염기에 대한 설명

1. 원추형 보염기는 원추의 가장자리에서 말려들게 한 소용돌이에 의하여 주로 보염작용을 행한다

2. 공기유동에 대해 소용돌이를 발생시켜 화염의 순환영역을 만들어 화염의 안정화를 꾀한다

3. 공기유동에 대해 연료를 역방향으로 분사하여 국부공기유속을 화염 전파속도보다 작게 한다

4. 축류형 보염기는 날개의 후방에 생기는 소용돌이에 의하여 주로 보염작용을 행한다

고압 공기식 유류버너(고압 기류식 버너)에 대한 설명

1. 증기압 또는 공기압은 2~10kg/cm2 정도이다

2. 유량의 조절비(turn down ratio)는 1:10 정도이다

3. 무화용 공기량은 이론 공기량의 7~12% 이다

4. 고압 기류식 버너는 분무각도가 20~30° 으로 가장 작다. 기름의 분무각도가 45~90° 인 것은 유압식 버너이다

유류연소 버너 중 유압식 버너에 관한 설명

1. 연료유의 분사각도는 기름의 압력, 점도 등으로 약간 달라지지만 40~90℃ 정도의 넓은 각도로 할 수 있다

2. 대용량 버너 제작이 용이하다

3. 유량조절 범위가 좁아(환류식 1:3, 비환류식 1:2) 부하변동에 적응하기 어렵다

유류연소 버너에 관한 설명

1. 유압분무식 버너 : 연료의 점도가 크거나, 유압이 5kg/cm2 이하가 되면 분무화가 불량하다

2. 회전식 버너 : 연료유 분사량은 직결식의 경우 1000L/hr 이하이다

3. 고압기류 분무식 버너 : 분무각도는 30° 정도로 작은 편이며, 분무에 필요한 1차 공기량은 이론연소 공기량의 7~12% 정도이다

고압기류 분무식 버너에 대한 설명

1. 연료유의 점도가 큰 경유도 분무화가 용이하나 연소시 소음이 크다

2. 분무각도는 30° 정도이나 유량조절비는 1:10 정도로 커서 부하변동에 적응이 용이하다

3. 분무에 필요한 1차 공기량은 이론연소공기량의 7~12% 정도이다

4. 연료분사범위는 외부 혼합식이 3~500L/hr, 내부혼합식이 10~1200L/hr 정도이다

질소산화물(NOx)생성 특성에 대한 설명

1. 연료 중 질소함유량이 낮을수록 Fuel NO 변화율이 증가하는 경향이 있다

2. 화염온도가 높을수록 질소 산화물의 생성은 커진다

3. 배출 가스 중 산소 분압이 높을수록 질소산화물의 생성이 커진다

4. 화염 속에서 생성되는 질소산화물은 주로 NO이며 소량의 NO2를 함유한다

5. 일반적으로 동일 발열량을 기준으로 NOx 배출량은 석탄 > 오일 > 가스 순이다

6. 연료 NOx는 주로 질소성분을 함유하는 연료의 연소과정에 생성된다

7. 천연가스에는 질소성분이 거의 없으므로 연료의 NOx 생성은 무시할 수 있다

페타이어를 연료화하는 주된 방식

1. 액화법에 의한 연료추출 방식

2. 열분해에 의한 오일추출 방식

3. 직접 연소 방식

가연성 가스의 폭발범위에 관한 설명

1. 가스의 온도가 높아지면 일반적으로 넓어진다

2. 가스압이 높아지면 하한값이 크게 변화되지 않으나 상한 값은 높아진다

3. 폭발한계 농도 이하에서는 폭발성 혼합가스를 생성하기 어렵다

4. 압력이 상압(1기압)보다 높아질 때 변화가 크다

등가비(equivalent ratio)와 연소 관계

1. ∅ = 1 경우는 완전 연소로 연료와 산화제의 혼합이 이상적 임

2. ∅ > 1 경우는 연료가 과잉

3. ∅ > 1 경우는 불완전 연소가 발생

4. ∅ < 1 경우는 공기가 과잉인 연소상태이다

5. 공기비(m) = 1/∅ 로 나타낼 수 있다

6. ∅ = 1는 완전연소상태라 할 수 있다

7. (실제의 연료량/산화제) ÷ (완전연소 이상적 연료량/산화제)로 나타낸다

8. ∅ > 1 일 경우는 공기가 부족한 연소상태(연료가 과잉인 연소상태)로 불완전연소에 의해 CO와 HC는 증가하나 NOx의 배출량은 감소한다

9. ∅ = 1 인 경우는 완전연소로 연료와 산화제의 혼합이 이상적이다

10. ∅ > 1 인 경우는 연료가 과잉상태이고 불완전 연소가 발생한다

연료연소시 공기비의 크기에 따른 연소특성

1. 공기비가 너무 작은 경우 매연이나 검댕의 발생량이 증가한다

2. 공기비가 너무 작은 경우 연소효율이 저하된다

3. 공기비가 너무 큰 경우 연소실의 냉각효과를 가져온다

공기비가 클 경우 나타나는 현상

1. 연소실내의 연소온도가 낮아진다

2. 배기가스에 의한 열손실이 증가한다

3. 배기가스 중 SO2, NO2 함량이 많아져 부식이 촉진된다

로타리킬른의 특징

1. 소각전처리가 크게 요구되지 않는다

2. 소각 시 공기와의 접촉이 좋고 효율적으로 난류가 생성된다

3. 여러 가지 형태의 폐기물(고체, 액체, 슬러지 등)을 동시 소각할 수 있다

연료의 종류에 따른 연소 특성

1. 기체연료는 저발열량의 것으로 고온을 얻을 수 있고, 전열효율을 높일 수 있다

2. 액체연료는 화재, 역화 등의 위험이 크며, 연소온도가 높아 국부가열을 일으키기 쉽다

3. 액체연료의 경우 회분은 적지만, 제 속의 금속산화물이 장해 원인이 될 수 있다

4. 기체연료는 액체연료에 비해 적은 과잉 공기로 완전연소가 가능하다

공기비가 클 경우 일어나는 현상

1. 연소실 내 연소온도 감소

2. 배기가스에 의한 열손실 증대

3. SO2, NO2의 함량이 증가하여 부식 촉진

매연발생에 관한 설명

1. 분해가 쉽거나 산화하기 쉬운 탄화수소는 매연 발생이 적다

2. -C-C- 의 탄소결합을 절단하기 보다 탈수소가 쉬운 쪽이 매연이 생기기 쉽다

3. 연료의 C/H의 비율이 클수록 매연이 생기기 쉽다

4. 중합 및 고리화합물 등과 같이 반응이 일어나기 쉬운 탄화수소일수록 매연발생이 잘된다

5. -C-C- 의 탄소결합을 절단하기 보다는 탈수소가 쉬운 쪽의 매연이 생기기 쉽다

6. 탈수소, 중합 및 고리화합물 등과 같은 반응이 일어나기 쉬운 탄화수소일수록 매연이 잘 생긴다

7. 분해하기 쉽거나 산화하기 쉬운 탄화수소는 매연발생이 적다

매연발생 원인

1. 연소실의 체적이 적을 때

2. 통풍력이 부족할 때

3. 무리하게 연소시킬 때

석유의 물리적 성질에 관한 설명

1. 석유의 비중이 커지면 C/H비가 커진다

2. 석유의 비중이 커지면 점도가 증가한다

3. 석유의 비중이 커지면 착화점이 높아진다

4. 석유의 비중이 커지면 발열량과 연소특성은 나빠진다

5. 점도는 유체가 운동할 때 나타나는 마찰의 정도를 나타내고, 동점도는 절대점도를 유체의 밀도로 나툰 것이다

6. 석유의 증기압은 40℃ 에서의 압력(kg/cm2)으로 나타내며, 증기압이 큰 것은 인화점 및 착화점이 낮아서 위험하다

7. 인화점은 화기에 대한 위험도를 나타내며, 인화점이 낮을수록 연소는 잘되나 위험하다

석유의 물성치에 관한 설명

1. 석유류의 증기압이 큰 것은 착화점이 낮아서 위험하다

2. 석유류의 인화점은 휘발유 -50~0℃, 등유 30~70℃, 중유 90~120℃ 정도다

3. 석유의 동점도가 감소하면 끓는점이 낮아지고 유동성이 좋아진다

4. 석유류의 비중이 커지면 탄화수소비(C/H)가 커지고, 매연발생량이 많아진다

5. 경질유는 방향족계 화합물을 10% 미만 함유한다고 할 수 있다

6. 점도가 낮을수록 유동점이 낮아지므로 일반적으로 저점도의 중유는 고점도의 중유보다 유동점이 낮다

7. 석유의 비중이 커지면 탄화수소비(C/H)가 증가한다

석유류의 특성에 관한 설명

1. 일반적으로 중질유는 방향족계 화합물을 30% 이상 함유하고, 상대적으로 밀도 및 점도가 높은 반면, 경질유는 방향족계 화합물을 10% 미만 함유하고 밀도 및 점도가 낮은 편이다

2. 인화점이 낮은 경우에는 역화의 위험성이 있고, 높을 경우(140℃ 이상)에는 착화가 곤란하다

3. 인화점은 보통 그 예열온도보다 약 5℃ 이상 높은 것이 좋다

4. 일반적으로 경질유는 방향족계 화합물을 10% 미만 함유하고 밀도 및 점도가 낮은 편이다

5. 인화점은 보통 그 예열온도보다 약 5℃ 이상 높은 것이 좋다

6. 인화점이 낮을 경우에는 역화의 위험성이 있고, 높을 경우(140℃ 이상)에는 착화가 곤란하다

액체연료의 연소장치인 유압분무식 버너에 관한 설명

1. 구조가 간단하여 유지 및 보수가 용이하다

2. 대용량 버너 제작이 용이하다

3. 분무각도가 40~90° 로 크다

4. 대용량 버너 제작이 용이하다

5. 연료의 점도가 크거나 유압이 5kg/cm2 이하가 되면 분무화가 불량하다

6. 유압분무식버너는 유량조절범위가 좁다

현열(sensible heat)에 관한 용어정의

- 물질에 의하여 흡수 또는 방출된 열이 물질의 상태변화에는 사용되지 않고 온도변화로 나타나는 열

미립화 특성을 결정하는 인자

- 분무유량, 분무입경, 분무의 도달 거리

기체연료의 연소방법

1. 확산연소는 화염이 길고 그을음이 발생하기 쉽다

2. 예혼합연소는 화염온도가 높아 연소부하가 큰 경우에 사용이 가능하다

3. 예혼합연소는 혼합기의 분출속도가 느릴 경우 역화의 위험이 있다

4. 확산연소법의 종류에는 포트형과 버너형이 있다

기체연료의 특징

1. 연료 중에 황 함유량이 적어 연소 배기가스 중에 SO2 발생량이 매우 적다

2. 부하의 변동범위가 넓고 연소의 조절이 용이하며 점화 및 소화가 간단하다

3. 저장 및 수송이 불편하다

4. 기체연료는 석탄이나 석유에 비하여 과잉 공기 소모량이 적다

5. 적은 과잉공기로 완전연소가 가능하다

6. 연료 속의 유황함유량이 적어 연소 배기가스 중 SO2 발생량이 매우 적다

7. 다른 연료에 비해 저장이 곤란하며, 공기와 혼합해서 점화하면 폭발 등의 위험도 있다

8. 메탄을 주성분으로 하는 천연가스를 1기압 하에서 -168℃ 정도로 냉각하여 액화시킨 연료를 LNG라 한다

9. 저발열량의 것으로 고온을 얻을 수 있고, 전열효율을 높일 수 있다

10. 저장이 곤란하고 시설비가 많이 든다

11. 연료 속에 황이 포함되지 않은 것이 많고, 연소조절이 용이하다

12. 연소조절, 점화 및 소화가 용이한 편이다

13. 회분이 거의 없어 먼지발생량이 적다

14. 연료의 예열이 쉽고, 저질연료도 고온을 얻을 수 있다

15. 부하변동의 범위가 넓다

촉매연소법에 관한 설명

1. 배출가스 중의 가연성 오염물질을 연소로 내에서 파라듐, 코발트 등의 촉매를 사용하여 주로 연소한다

2. 일반적으로 구리, 금, 은, 아연, 카드뮴 등은 촉매의 수명을 단축시킨다

3. 대부분의 촉매는 800~900℃ 이하에서 촉매역할이 활발하므로 촉매연소에서의 온도 상승은 50~100℃ 정도로 유지하는 것이 좋다

자동차에 적용되는 삼원촉매가 정화하는 가스 - 일산화탄소, 질소산화물, 탄화수소

연소열을 정성적 및 정량적으로 표현하기 위한 용어에 관한 설명

1. 엔탈피는 어떤 계가 가지고 있는 열함량을 말한다

2. 잠열이란 물질에 의하여 흡수 또는 방출된 열이 상 또는 상태변화에만 사용되고 온도상승의 효과를 나타내지 않는 열이다

3. 엔탈피 변화란 정압에서의 반응열의 변화를 말한다

4. 비열은 1g인 물체의 온도를 1℃ 높이는 데 필요한 열량을 말한다

5. 물 1g을 1℃ 상승시키는 데 필요한 열량은 칼로리(cal)로 정의 된다

석탄의 성상에 관한 설명

1. 석탄 연소시 잔류물인 회분 중 가장 많이 함유되는 것은 SiO2이다

2. 점결성은 석탄에서 코크스를 생산할 때 중요한 성질이다

3. 석탄의 회발분은 매연발생의 요인이 된다

4. 건조한 석탄의 경우는 탄화도가 높을수록 착화온도는 높아진다

5. 연료 조성변화에 따른 연소특성으로 수분은 착화불량과 열손실을, 회분은 발열량 저하 및 연소불량을 초래한다

석탄슬러리 연소에 대한 설명

1. 석탄 슬러리 연료는 석탄분말에 기름을 혼합한 COM과 물을 혼합한 CWM으로 대별된다

2. 표면연소 시기에는 COM연소의 경우 연소온도가 높아진 만큼 표면연소가 가속된다고 볼 수 있다

3. 분해연소 시기에는 COM연소의 경우 50wt%(w/w) 중유에 휘발분이 추가되는 형태로 되기 때문에 미분탄 연소보다는 분무연소에 더 가깝다

석탄계 연료에 대한 설명

1. 석탄의 저장법이 나쁘면 완만하게 발생하는 열이 내부에 축적되어 온도상승에 의한 발화가 촉진될 수 있는데 이를 자연발화라 한다

2. 자연발화 가능성이 높은 갈탄 및 아탄은 정기적으로 탄층 내부의 온도를 측정할 필요가 있다

3. 자연발화를 피하기 위해 저장은 건조한 곳을 택하고 퇴적은 가능한 한 낮게 한다

석탄의 유동층 연소방식에 대한 설명

1. 전열면적이 적게 된다

2. 부하변동에 쉽게 응할 수 없다

3. 다른 연소법에 비해 재와 미연탄소의 방출이 많다

석탄의 탄화도가 높아질 경우의 현상

1. 발열량이 증가한다

2. 착화점이 높아진다

3. 연료비가 증가한다

4. 비열이 감소한다

5. 수분 및 휘발분이 감소한다

6. 산소의 양이 줄어든다

7. 발열량이 증가한다

8. 연소속도가 작아진다

9. 수분 및 휘발분이 감소한다

10. 연료비가 증가한다

11. 비열이 감소한다

12. 착화온도는 높아진다

그을음 발생에 관한 설명

1. 분해나 산화하기 쉬운 탄화수소는 그을음 발생이 적다

2. C/H 비가 큰 연료일수록 그을음이 잘 발생된다

3. 발생빈도의 순서는 천연가스 < LPG < 제조가스 < 석탄가스 < 코크스.. 이다

4. 탈수소가 용이한 연료일수록 매연이 잘 발생한다

액화석유가스(LPG)에 대한 설명

1. 상온에서 10~20기압을 가하거나 또는 -49℃로 냉각시킬 때 용이하게 액화되는 석유계의 탄화수소가스를 말한다

2. 탄소수가 3~4개까지 포함되는 탄화수소류가 주성분으로 되어 있다

3. 비중이 공기보다 무거워 인화, 폭발위험성이 높다

4. 대부분은 석유정제시 부산물로 얻어진다

5. 비중이 공기보다 무거워 인화, 폭발의 위험성이 높다

6. 발열량이 높고, 황분이 적다

7. 대부분 석유정제시 부산물로 얻어진다

8. 액체에서 기체로 기화할 때 증발열이 있다

9. 황분이 적고 독성이 없다

10. 사용에 편리한 기체연료의 특징과 수송 및 저장에 편리한 액체연료의 특징을 겸비하고 있다

11. 천연가스에서 회수되기도 하지만 대부분은 석유 정제시 부산물로 얻어진다

12. 비중이 공기보다 무거워 인화 폭발 위험성이 있다

13. LPG라 하며, 가정•업무용으로 많이 사용되는 석유계 탄화수소가스이다

14. 탄소수가 3~4개까지 포함되는 탄화수소류가 주성분이다

15. 대부분 석유정제시 부산물로 얻어진다

16. 비중이 공기보다 무거워 누출시 인화, 폭발의 위험성이 높은 편이다

17. 발열량이 높은 편이며, 황분이 적다

18. 천연가스에서 회수되거나 나프타의 분해에 의해 얻어지기도 하지만 대부분 석유정제시 부산물로 얻어진다

석유계 액체연료의 탄수소비(C/H)에 대한 설명

1. C/H비가 클수록 방사율이 크다

2. 중질연료일수록 C/H비가 크다

3. C/H비가 크면 비교적 비점이 높은 연료는 매연이 발생되기 쉽다

4. C/H비가 클수록 이론공연비가 감소한다

자동차 내연기관의 공연비와 유해가스 발생농도와의 일반적인 관계

1. 공연비를 이론치보다 높이면 NOx는 감소하고, CO, HC는 증가한다

2. 공연비를 이론치보다 높이면 NOx, CO, HC 모두 증가한다

3. 공연비를 이론치보다 낮추면 NOx, CO, HC 모두 감소한다

연료의 착화온도에 관한 설명

1. 공기의 산소농도 및 압력이 높을수록 낮아진다

2. 활성화에너지는 작을수록 낮아진다

3. 비표면적이 클수록 낮아진다

4. 발열량이 클수록 착화온도는 낮아진다

5. 반응활성도가 클수록 낮아진다

6. 분자구조가 간단할수록 높아진다

7. 산소농도가 클수록 낮아진다

8. 동질성 물질에서 발열량이 클수록 낮아진다

9. 비표면적이 클수록 낮아진다

10. 공기의 산소농도 및 압력이 높을수록 낮아진다

11. 화합결합의 활성도가 클수록, 활성화에너지가 작을수록 착화온도는 낮아진다

착화온도가 낮아지는 조건

1. 공기 중의 산소농도 및 압력이 높을수록

2. 화학반응성이 클수록

3. 활성화에너지가 낮을수록

4. 비표면적이 크고, 발열량이 클수록 낮아진다

유류연소 버너 중 저압 기류분무식 버너에 대한 설명

1. 0.05~0.2kg/cm2 정도의 저압공기를 사용하여 분무시키는 방법이다

2. 분무각도는 30~60° 정도이다

3. 유량 조정범윈느 1:5로 비교적 큰 편이며 연료분사 범위는 200L/hr 정도로 소형설비에 주로 사용한다

4. 분무에 사용하는 공기량은 이론 연소공기량의 30~50%로 많이 소요된다

유류연소 버너가 갖추어야할 조건

1. 넓은 부하범위에 걸쳐 기름의 미립화가 가능할 것

2. 소음발생이 적을 것

3. 점도가 높은 기름도 적은 동력비로서 미립화가 가능할 것

기체연료의 연소방식에 대한 설명

1. 확산연소의 화염이 길고 그을음이 발생하기 쉽다

2. 확산연소는 역화의 위험이 없으며 가스와 공기를 예열할 수 있는 장점이 있다

3. 예혼합연소는 연소가 내부에서 연료와 공기의 혼합비가 변하지 않고 균일하게 연소된다

기체연료의 연소방식 중 확산연소에 관한 설명

1. 역화의 위험성이 없다

2. 붉고 긴 화염을 만든다

3. 연료의 분출속도가 클 경우에는 그을음이 발생하기 쉽다

4. 화염이 길다

5. 연료분출속도가 클 경우, 그을음이 발생하기 쉽다

6. 기체연료와 연소용 공기를 버너 내에서 혼합시키지 않는다

7. 역화의 위험이 있는 연소는 예혼합연소의 특징이다

8. 확산연소에 사용되는 버너로는 포트형과 버너형이 있다

9. 그을음의 발생이 쉽다

10. 역화의 위험이 없으며, 공기를 예열할 수 있다

확산형 가스버너 중 포트형에 관한 설명

1. 버너 자체가 로벽과 함께 내화벽돌로 조립되어 내부에 개구된 것이며, 가스와 공기를 함께 가열할 수 있는 이점이 있다

2. 고발열량 탄화수소를 사용할 경우에는 가스 압력을 이용하여 노즐로부터 고속으로 분출하게 하여 그 힘으로 공기를 흡인하는 방식을 취한다

3. 밀도가 큰 공기 출구는 상부에, 밀도가 작은 가스 출구는 하부에 배치되도록 한다

연료의 착화온도(℃)

1. 목탄 : 320~370℃

2. 중유 : 430~480℃

3. 수소 : 580~600℃

4. 메탄 : 650~750℃

중유에 관한 다음 설명

1. 점도가 낮을수록 유동점이 낮아진다

2. 비중이 클수록 발열량이 낮아지고 연소성이 나빠진다

3. 중유는 일반적으로 점도를 중심으로 3종으로 대별된다

4. 비중이 클수록 유동점, 점도, 잔류탄소 등이 증가한다

기체연료 연소방식 중 예혼합연소에 관한 설명

1. 연소기 내부에서 연료와 공기의 혼합비가 변하지 않고 균일하게 연소된다

2. 화염온도가 높아 연소부하가 큰 경우에 사용이 가능하다

3. 연소조절이 쉽고 화염길이가 짧다

착화온도에 대한 설명

1. 공기의 산소농도 및 압력이 높을수록 착화온도는 낮아진다

2. 화학결합의 활성도가 클수록 착화온도는 낮아진다

3. 대체로 탄화수소의 착화온도는 분자량이 클수록 낮아진다

4. 석탄의 탄화도가 증가할수록 착화온도는 높아진다

5. 동질성 물질에서 발열량이 클수록 낮아진다

6. 비표면적이 클수록 낮아진다

7. 공기의 산소농도 및 압력이 높을수록 낮아진다

8. 활성화에너지가 작을수록 낮아진다

9. 화학결합의 활성도가 클수록 낮아진다

10. 대체로 탄화수소의 분자량이 클수록 낮아진다

11. 동질성의 물질에서 발열량이 클수록 낮아진다

압입통풍에 대한 설명

1. 내압이 정압(+)으로 연소효율이 좋다

2. 송풍기의 고장이 적고 점검 및 보수가 용이하다

3. 흡인통풍식보다 송품기의 동력 소모가 적다

액체연료의 연소장치에 대한 설명

1. 건타입 버너는 연소가 양호하고 소형이며 전자동 연소가 가능하다

2. 저압기류 분무식 버너의 분무각도는 30~60° 정도이고, 분무에 필요한 공기량은 이론연소 공기량의 30~50% 정도이다

3. 고압기류 분무식 버너의 분무에 필요한 1차 공기량은 이론연소 공기량의 7~12% 정도이다

액체연료의 연소장치인 고압기류 분무식 버너에 대한 설명

1. 분무 각도는 작지만 유량 조절비는 커서 부하변동에 적응이 용이하다

2. 연료유의 점도가 큰 경우도 분무화가 용이하나 연소시 소음이 크다

3. 분무에 필요한 1차 공기량은 이론연소 공기량의 7~12% 정도이다

4. 대형 가열로 등에 많이 사용된다

5. 분무각도가 20~30°로 가장 작으며 화염은 장염이다

6. 무화용 공기량은 이론 공기량의 7~12% 정도로 적게 소요된다

7. 연소시 소음이 발생한다

8. 고점도 유류에도 적용 가능하다

연소장치의 특성

1. 유동층 연소는 다른 연소법에 비해 NOx 생성억제가 잘 되고, 화염층을 작게 할 수 있으므로 장치의 규모를 작게 할 수 있다

2. 산포식 스토커, 계단식 스토커에 의한 연소방식은 화격자 연소장치에 속한다

3. 미분탄 연소는 사용연료의 범위가 넓고, 스토커 연소에 적합하지 않은 점결탄과 저위발열탄 등도 사용할 수가 있다

화격자 연소에 대한 설명

1. 상부투입식은 투입되는 연료와 공기의 방향이 향류로 교차되는 형태이다

2. 상부투입식 정상상태에서의 고정층은 상부로부터 석탄층, 건조층, 건류층, 환원층, 산화층, 회층으로 구성된다

3. 상부투입식 연소에는 화격자상에 고정층을 형성하지 않으면 안되므로 분상의 석탄은 그대로 사용하기에 곤란하다

유동층연소에 관한 설명

1. 유동매체는 불활성이고 열충격에 강하며, 융점은 높으며 미세하여야 한다

2. 유동매체의 열용량이 커서, 약상, 기상 및 고형폐기물의 전소 및 혼소가 가능하다

3. 일반 소각로에서 소각이 어려운 난연성 폐기물의 소각에 적합하며, 특히 폐유, 폐윤활유등의 소각에 탁월하다

4. 연소실에 투입하기 전 파쇄과정을 거쳐야 하며, 과잉 공기율이 낮다

5. 유동매체의 손실로 인한 보충이 필요하다

6. 로 내에서 산성가스의 제거가 가능하다

7. 재나 미연탄소의 배출이 많다

유동층 연소로의 특성

1. 유동층을 형성하는 분체와 공기와의 접촉면적이 크다

2. 격심한 입자의 운동으로 층내가 유일 온도로 유지된다

3. 수명이 긴 char는 연소가 완료되지 않고 배출될 수 있으므로 재연소장치에서의 연소가 필요하다

유동층연소에서 부하변동에 대한 적응성이 좋지 않은 단점을 보완하기 위한 방법

1. 공기분산판을 분할하여 층을 부분적으로 유동시킨다

2. 유동층을 몇 개의 셀로 분할하여 부하에 따라 작동시키는 수를 변화시킨다

3. 층의 높이를 변화시킨다

저온부식의 원인과 대책

1, 예열공기를 사용하거나 보온시공을 한다

2. 저온부식이 일어날 수 있는 금속표면은 피복을 한다

3. 150℃ 이하의 전열면에 응축하는 산성염(황산, 염산, 질산 등)에 의하여 발생된다

저온부식 방지대책

1. 과잉공기를 줄여서 연소한다

2. 연료를 전처리하여 유황분을 제거한다

3. 장치표면을 내식재료로 피복한다

4. 내산성이 있는 금속재료를 선정한다

5. 저온 부식이 발생할 수 있는 금속표면에 피복을 한다

6. 연소가스 온도를 산노점(산성가스와 수증기가 결합하는 온도) 온도 이상으로 유지하도록 한다

7. 예열공기를 사용하여 에어퍼지를 한다

8. 보온시공을 한다

발열량에 관한 설명

1. 단위질량의 연료가 완전연소 후, 처음의 온도까지 냉각될 때 발생하는 열량을 말한다

2. 일반적으로 수증기의 증발잠열은 이용이 잘 안되기 때문에 저위발열량이 주로 사용된다

3. 고체연료의 경우는 kcal/kg, 기체연료의 경우 kcal/Sm3의 단위를 사용한다

연소공정에서 과잉공기량의 공급이 많을 경우 발생하는 현상

1. 연소실의 온도가 낮게 유지된다

2. 배출가스에 의한 열손실이 증대된다

3. 황산화물에 의한 전열면의 부식을 가중시킨다

화학반응속도론에 관한 설명

1. 화학반응속도는 반응물이 화학반응을 통하여 생성물을 형성할 때 단위시간당 반응물이나 생성물의 농도변화를 의미한다

2. 영차반응은 반응속도가 반응물의 농도에 영향을 받지 안는 반응을 말한다

3. 일련의 연쇄반응에서 반응속도가 가장 늦은 반응단계를 속도결정단계라 한다

연소와 관련된 설명

1. 공연비는 예혼합연소에 있어서의 연료에 대한 공기의 질량비(또는 부피비)이다

2. 등가비가 1보다 작을 경우, 공기가 과잉인 경우로 열손실이 많아진다

3. 등가비와 공기비는 상호 반비례곤계가 있다

4. 최대탄산가스량(%)은 이론 건조연소가스량을 기준한 최대탄산가스의 용적백분율이다

연료에 대한 설명

1. 연료비는 탄화도의 정도를 나타내는 지수로서, 고정탄소/휘발분으로 계산된다

2. 일산화탄소의 고위발열량은 3000kcal/Nm3 정도이며, 프로판과 부탄보다는 발열량이 낮다

3. LPG는 상온에서 압력을 주면 용이하게 액화되는 석유계의 탄화수소를 말한다

가솔린 엔진과 디젤 엔진의 상대적인 특성

1. 가솔린 엔진은 예혼합연소, 디젤 엔진은 화산연소에 가깝다

2. 가솔린 엔진은 연소실 크기에 제한을 받는 편이다

3. 디젤 엔진은 공급공기가 많기 때문에 배기가스 온도가 낮아 엔진 내구성에 유리하다

4. 가솔린이 디젤에 비하여 착화점이 높다

건타입(Gun Type) 버너에 관한 설명

1. 형식은 유압식과 공기분무식을 합한 것이다

2. 유압은 보통 7kg/cm2 이상이다

3. 연소가 양호하고, 전자동 연소가 가능하다

통풍방식 중 흡인통풍에 대한 설명

1. 노내압이 부압으로 냉기 침입의 우려가 있다

2. 송풍기의 점검 및 보수가 어렵다

3. 굴뚝의 통풍저항이 큰 경우에 적합하다

연소(화염)온도에 대한 설명

1. 공기비를 크게 할수록 연소온도는 높아진다

2. 실제연소온도는 연소로의 열손실에는 거의 영향을 받지 않는다

3. 평형 단열연소온도는 이론 단열연소온도와 같다

연료 및 연소에 관한 설명

1. 연소라 함은 고속의 발열반응으로 일반적으로 빛을 수반하는 현상의 총칭이다

2. 탄소성분이 많은 중질유 등의 연소는 초기에는 증발연소를 하고, 그 열에 의해 연료성분이 분해되면서 연소한다

3. 그을림연소는 숯불과 같이 불꽃을 동반하지 않는 열분해와 표면연소의 복합형태라 볼 수 있다

연소에 대한 설명

1. 연소장치에서 완전연소 여부는 배출가스의 분석결과로 판정할 숭 lT다

2. 연소용 공기 중의 수분은 연료 중의 수분이나 연소시 생성도는 수분량에 비해 매우 적으므로 보통 무시할 수 있다

3. 이론공기량은 연료의 화학적 조성에 따라 다르다

디젤노킹(diesel knocking)의 방지법

1. 세탄가가 높은 연료를 사용한다

2. 분사개시 때 분사량을 감소시킨다

3. 급기온도를 높인다

4. 착화성(세탄가)이 좋은 경유를 사용한다

5. 압축비, 압출압력, 압축온도를 높인다

6. 엔진의 온도와 회전속도를 높인다

7. 분사시기를 알맞게 조정한다

8. 흡인공기에 와류가 일어나게 하고, 온도를 높인다

확산연소에 분류속도 변화에 따라 변화하는 분류확산화염에 대한 설명

1. 층류화염에서 난류화염으로 전이하는 높이는 유속이 증가함에 따라 급속히 아래쪽으로 이동하여 층류화염의 길이가 감소된다

2. 전이화염에서 유속을 더 증가시키면 대부분의 화염이 난류가 되고 전체화염의 길이는 크게 변화하지 않는다

3. 층류화염에서 난류화염으로의 전이는 분류 레이놀즈수에 의존한다