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에너지절약 기법 및 사례

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보일러 등 열사용기자재의. 에너지절약 기법 및 사례. 에너지관리공단 인천지사. 제 1 장 보일러의 열효율. 보일러란 ? 연료를 연소시켜 발생하는 열을 이용하여 증기나 온수를 만드는 장치 보일러 열효율이란 ? 보일러에 들어간 열이 필요로 하는 온수나 증기를 만드는데 이용된 양 과의 비율 보일러 열효율 계산법 ① 입출열법 ( 직접법 ) : 열효율 = ( 유효출열량 ) / ( 총입열량 ) ⅹ100 - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 에너지절약 기법 및  사례

에너지절약 기법 및 및 사례

에너지관리공단 에너지관리공단 인천지사인천지사

보일러 등 열사용기자재의

제 제 1 1 장 보일러의 열효율장 보일러의 열효율 보일러란

연료를 연소시켜 발생하는 열을 이용하여 증기나 온수를 만드는 장치

보일러 열효율이란 보일러에 들어간 열이 필요로 하는 온수나 증기를 만드는데 이용된 양 과의 비율

보일러 열효율 계산법 ① 입출열법 ( 직접법 ) 열효율 = ( 유효출열량 ) ( 총입열량 ) ⅹ100

② 손실열법 ( 간접법 ) 열효율 = [1-( 총손실열량 ) ( 총입열량 )] ⅹ100

보일러의 입열보일러의 입열 출열출열 손실열손실열

보일러

연료

급수

공기

입열

배기가스손실

미연소손실

방열손실

손실열

출열온수 또는 증기

열효율 () =입열출열

ⅹ100 입열

입열 - 손실열ⅹ100

1 입열량

ㅇ 정의 보일러에 들어가는 열량

ㅇ 관계 입열량 = ( 유효출열량 ) + ( 손실열량 )

ㅇ 종류 1) 연료 ( 연료가 갖고 들어가는 열량 ) 연료의 발열 (+ 현열 ) 량 2) 공기 ( 공기가 --------------) 공기 ( 급기 ) 의 현열 3) 물 ( 물이 ---------------) 물 ( 급수 ) 의 현열

ㅇ 소형보일러에서 입열량중 공기 물의 현열은 대부분 무시 공기의 현열 공기예열기가 있는 중 대형보일러에서만 고려 ( 급기온도가 상온 (15degC) 이상 )

급수의 현열 응축수를 회수하는 중 대형보일러에서만 고려 ( 급수온도가 상온 (15degC) 이상 )

가 연료의 발열량

ㅇ 고위발열량 수분이 포함 ㅇ 저위발열량 rarr 보일러 효율 산출에서 적용 ( 수분 불포함 )

연료의 종류에 따른 저위발열량

등유 10400

경유 10300

B-A 10200

B-B 9900

B-C 9750

LNG 9540 N

LPG 9680 N

석탄 4000

나 연료의 현열량

ㅇ 연료 온도가 기준 ( 대기 ) 온도 보다 높은 경우에 계산 ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 연료소모량 ⅹ연료비열 ⅹ연료와 대기의 온도차

)

연료의 종류에 따른 평균비열등유 경유 048~050 C

중유 (B-ABC) 045 C

도시가스 034LNG 038~042

LPG 07~10 N C

석탄 025 C

다 공기의 현열량

ㅇ 공기 ( 급기 ) 온도가 기준 ( 대기 ) 온도 보다 높은 경우에 계산

ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 공기량 ⅹ공기비열 ⅹ급기와 대기의 온도차 ) 공기의 비열 031 N C

라 물 ( 급수 ) 의 현열량

ㅇ 물 ( 급수 ) 온도가 기준 ( 가열되기 전 ) 온도 보다 높은 경우에 계산

ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 급수량 ⅹ급수비열 ⅹ급수와 기준수의 온도차 ) 물 ( 급수 ) 의 비열 10 N C

ㅇ 총 입열량 =

lsquo 가rsquo ( 발열량 ) + lsquo 나rsquo ( 연료의 현열 ) + lsquo 다rsquo ( 공기의 현열 ) + lsquo 라rsquo ( 급수의

현열 )

2 유효 출열량

ㅇ 정의 보일러에서 온수나 증기가 얻는 열량 ( 난방 가열 등에 유용하게 쓰일 수 있는 열량 )

가 온수보일러의 유효출열량 온수량 ⅹ ( 온수온도 - 급수온도 )

예 ) 20degC 의 급수로 시간당 50degC 온수 1ton 이 발생되는 보일러의 유효출열량

Q = 1000kg ⅹ(50-20) = 30000 h

나 증기보일러의 유효출열량 증발량ⅹ ( 증기열량 - 급수열량 ) 증기보일러의 경우 증기의 열량은 lsquo증기표rsquo에서 찾아야 함

예 ) 20degC 의 급수로 500 h 열량을 갖는 증기 1tonh 이 발생되는 보일러의 유효출열량은 Q = 1000kg ⅹ(500-20) = 300000 h

3 손실열량

ㅇ 정의 보일러에 유용하게 쓰이지 않고 버려지는 열량 ( 배기가스 미연소 방열 등으로 손실된 열량 )

가 배기가스의 손실열량 ㅇ 연료를 연소시켜 대부분 온수나 증기를 발생시키고 난 뒤 빠져나오는 배기가스에 의한 손실열량 Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 )

ㅇ 배기가스가 100degC 이상의 고온으로 배출되므로 손실열이 가장 많아 미연소손실 및 방열손실 등을 무시하고 약식으로 열효율 산출

예 ) 배기가스 온도 220degC 배기가스량 100N h 대기온도 20degC 일때 배기가스 손실열량은 Q = 100 ⅹ033 ⅹ(220-20) = 6600 h

나 미연소 손실열량

ㅇ 어떠한 연료도 완전히 연소되는 이상적인 보일러는 없음

ㅇ 소량의 일산화탄소 (CO) 나 검댕 (soot) 이 발생되어 배기가스를 통해 빠져나오는 손실열량

ㅇ 산출시 CO 농도로 미연소 손실량 측정 손실량 20~40 손실율 05 이하

COCO공기비공기비

50 ppm50 ppm 100 ppm100 ppm 150 ppm150 ppm 200 ppm200 ppm 단위단위

m = 10m = 10 178178 356356 534534 712712

N (LNG)

m = 11m = 11 194194 388388 582582 776776

m = 12m = 12 210210 421421 631631 841841

m = 13m = 13 226226 453453 679679 906906

m = 14m = 14 243243 485485 728728 970970

미 연 소 손 실 열 량미 연 소 손 실 열 량

50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000

10

20

30

40

50

60

70

미연소손실

( Kg)

배기가스중의 CO 농도 (ppm) 또는 soot(mgN )

Soot 에 의한 미연손실 CO 에 의한 미연손실

m = 15

m = 13

m = 11

m = 15m = 13m = 11

다 방열 손실열량

ㅇ 보일러 표면온도는 주위보다 온도가 높아 항상 주위로 방열

ㅇ 방열손실 변화 요인 보일러 종류 구조 용량 부하율 등으로

추정

ㅇ 동일조건의 온수 또는 증기보일러 손실열량은 일정

보일러용량 보일러용량 (Th)(Th) 55 1010 5050 100100

방열손실율 방열손실율 ()() 2020 1414 0808 0505

보일러 용량별 최대부하시의 방열손실율

부하변동에 비례하여 방열손실율이 증감 ( 부하율이 낮을수록 증가 )

ㅇ 총 손실열량 =

lsquo 가rsquo ( 배기가스손실량 ) + lsquo 나rsquo ( 미연소손실열량 ) + lsquo 다rsquo (

방열손실열량 )

4 보일러의 열효율 계산 ( 예시 )

가 온수보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 10 kgh 연료와 급수온도 10 degC

온수온도 85 degC 온수발생량 1000

kgh

온수보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 10 ⅹ10000 = 100000 h

ㅇ 유효출열량 = 온수량 ⅹ ( 온수온도 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(85-10) = 75000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 75000100000ⅹ100 = 75() 총입열량

나 증기보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 80 kgh 연료와 급수온도 15 degC

증기열량 655 kg 증기발생량 1000

kgh

증기보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 80 ⅹ10000 = 800000 h

ㅇ 유효출열량 = 증발량ⅹ ( 증기열량 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(655-15) = 640000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 640000800000ⅹ100 = 80 () 총입열량

5 보일러효율과 연소효율

가 보일러효율 = 보일러의 열효율 ( 前述한 바와 같음 )

나 연소효율 연료가 보유한 화학에너지의 열로 변환한 비율연소에 의한 발생열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1)

미연소 손실열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1 -2)

3) [ 100 ndash ( 미연소 손실율 ) ]

미연소손실율 CO 등에 의한 손실열 ( 불완전연소 ) 로서 05 이하 임 - 가스보일러 연소효율 998 이상 ( 거의 완전연소 ) - 기름보일러 연소효율 995 이상

제 제 2 2 장 보일러의 에너지절약장 보일러의 에너지절약

보일러의 에너지절약 방법

1 연소개선에 의한 방법

2 전열의 개선에 의한방법

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

6 기타 운전관리 합리화

보일러

본체 보조기기

수처리 가스처리설비

연료 전력

급수증기사용설비

( 생산 난방 취사 )

증기

드레인

연돌

연소가스

[ 보일러 및 관련설비 개요도를 통한 에너지절약 방안 도출 ]

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 2: 에너지절약 기법 및  사례

제 제 1 1 장 보일러의 열효율장 보일러의 열효율 보일러란

연료를 연소시켜 발생하는 열을 이용하여 증기나 온수를 만드는 장치

보일러 열효율이란 보일러에 들어간 열이 필요로 하는 온수나 증기를 만드는데 이용된 양 과의 비율

보일러 열효율 계산법 ① 입출열법 ( 직접법 ) 열효율 = ( 유효출열량 ) ( 총입열량 ) ⅹ100

② 손실열법 ( 간접법 ) 열효율 = [1-( 총손실열량 ) ( 총입열량 )] ⅹ100

보일러의 입열보일러의 입열 출열출열 손실열손실열

보일러

연료

급수

공기

입열

배기가스손실

미연소손실

방열손실

손실열

출열온수 또는 증기

열효율 () =입열출열

ⅹ100 입열

입열 - 손실열ⅹ100

1 입열량

ㅇ 정의 보일러에 들어가는 열량

ㅇ 관계 입열량 = ( 유효출열량 ) + ( 손실열량 )

ㅇ 종류 1) 연료 ( 연료가 갖고 들어가는 열량 ) 연료의 발열 (+ 현열 ) 량 2) 공기 ( 공기가 --------------) 공기 ( 급기 ) 의 현열 3) 물 ( 물이 ---------------) 물 ( 급수 ) 의 현열

ㅇ 소형보일러에서 입열량중 공기 물의 현열은 대부분 무시 공기의 현열 공기예열기가 있는 중 대형보일러에서만 고려 ( 급기온도가 상온 (15degC) 이상 )

급수의 현열 응축수를 회수하는 중 대형보일러에서만 고려 ( 급수온도가 상온 (15degC) 이상 )

가 연료의 발열량

ㅇ 고위발열량 수분이 포함 ㅇ 저위발열량 rarr 보일러 효율 산출에서 적용 ( 수분 불포함 )

연료의 종류에 따른 저위발열량

등유 10400

경유 10300

B-A 10200

B-B 9900

B-C 9750

LNG 9540 N

LPG 9680 N

석탄 4000

나 연료의 현열량

ㅇ 연료 온도가 기준 ( 대기 ) 온도 보다 높은 경우에 계산 ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 연료소모량 ⅹ연료비열 ⅹ연료와 대기의 온도차

)

연료의 종류에 따른 평균비열등유 경유 048~050 C

중유 (B-ABC) 045 C

도시가스 034LNG 038~042

LPG 07~10 N C

석탄 025 C

다 공기의 현열량

ㅇ 공기 ( 급기 ) 온도가 기준 ( 대기 ) 온도 보다 높은 경우에 계산

ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 공기량 ⅹ공기비열 ⅹ급기와 대기의 온도차 ) 공기의 비열 031 N C

라 물 ( 급수 ) 의 현열량

ㅇ 물 ( 급수 ) 온도가 기준 ( 가열되기 전 ) 온도 보다 높은 경우에 계산

ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 급수량 ⅹ급수비열 ⅹ급수와 기준수의 온도차 ) 물 ( 급수 ) 의 비열 10 N C

ㅇ 총 입열량 =

lsquo 가rsquo ( 발열량 ) + lsquo 나rsquo ( 연료의 현열 ) + lsquo 다rsquo ( 공기의 현열 ) + lsquo 라rsquo ( 급수의

현열 )

2 유효 출열량

ㅇ 정의 보일러에서 온수나 증기가 얻는 열량 ( 난방 가열 등에 유용하게 쓰일 수 있는 열량 )

가 온수보일러의 유효출열량 온수량 ⅹ ( 온수온도 - 급수온도 )

예 ) 20degC 의 급수로 시간당 50degC 온수 1ton 이 발생되는 보일러의 유효출열량

Q = 1000kg ⅹ(50-20) = 30000 h

나 증기보일러의 유효출열량 증발량ⅹ ( 증기열량 - 급수열량 ) 증기보일러의 경우 증기의 열량은 lsquo증기표rsquo에서 찾아야 함

예 ) 20degC 의 급수로 500 h 열량을 갖는 증기 1tonh 이 발생되는 보일러의 유효출열량은 Q = 1000kg ⅹ(500-20) = 300000 h

3 손실열량

ㅇ 정의 보일러에 유용하게 쓰이지 않고 버려지는 열량 ( 배기가스 미연소 방열 등으로 손실된 열량 )

가 배기가스의 손실열량 ㅇ 연료를 연소시켜 대부분 온수나 증기를 발생시키고 난 뒤 빠져나오는 배기가스에 의한 손실열량 Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 )

ㅇ 배기가스가 100degC 이상의 고온으로 배출되므로 손실열이 가장 많아 미연소손실 및 방열손실 등을 무시하고 약식으로 열효율 산출

예 ) 배기가스 온도 220degC 배기가스량 100N h 대기온도 20degC 일때 배기가스 손실열량은 Q = 100 ⅹ033 ⅹ(220-20) = 6600 h

나 미연소 손실열량

ㅇ 어떠한 연료도 완전히 연소되는 이상적인 보일러는 없음

ㅇ 소량의 일산화탄소 (CO) 나 검댕 (soot) 이 발생되어 배기가스를 통해 빠져나오는 손실열량

ㅇ 산출시 CO 농도로 미연소 손실량 측정 손실량 20~40 손실율 05 이하

COCO공기비공기비

50 ppm50 ppm 100 ppm100 ppm 150 ppm150 ppm 200 ppm200 ppm 단위단위

m = 10m = 10 178178 356356 534534 712712

N (LNG)

m = 11m = 11 194194 388388 582582 776776

m = 12m = 12 210210 421421 631631 841841

m = 13m = 13 226226 453453 679679 906906

m = 14m = 14 243243 485485 728728 970970

미 연 소 손 실 열 량미 연 소 손 실 열 량

50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000

10

20

30

40

50

60

70

미연소손실

( Kg)

배기가스중의 CO 농도 (ppm) 또는 soot(mgN )

Soot 에 의한 미연손실 CO 에 의한 미연손실

m = 15

m = 13

m = 11

m = 15m = 13m = 11

다 방열 손실열량

ㅇ 보일러 표면온도는 주위보다 온도가 높아 항상 주위로 방열

ㅇ 방열손실 변화 요인 보일러 종류 구조 용량 부하율 등으로

추정

ㅇ 동일조건의 온수 또는 증기보일러 손실열량은 일정

보일러용량 보일러용량 (Th)(Th) 55 1010 5050 100100

방열손실율 방열손실율 ()() 2020 1414 0808 0505

보일러 용량별 최대부하시의 방열손실율

부하변동에 비례하여 방열손실율이 증감 ( 부하율이 낮을수록 증가 )

ㅇ 총 손실열량 =

lsquo 가rsquo ( 배기가스손실량 ) + lsquo 나rsquo ( 미연소손실열량 ) + lsquo 다rsquo (

방열손실열량 )

4 보일러의 열효율 계산 ( 예시 )

가 온수보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 10 kgh 연료와 급수온도 10 degC

온수온도 85 degC 온수발생량 1000

kgh

온수보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 10 ⅹ10000 = 100000 h

ㅇ 유효출열량 = 온수량 ⅹ ( 온수온도 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(85-10) = 75000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 75000100000ⅹ100 = 75() 총입열량

나 증기보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 80 kgh 연료와 급수온도 15 degC

증기열량 655 kg 증기발생량 1000

kgh

증기보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 80 ⅹ10000 = 800000 h

ㅇ 유효출열량 = 증발량ⅹ ( 증기열량 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(655-15) = 640000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 640000800000ⅹ100 = 80 () 총입열량

5 보일러효율과 연소효율

가 보일러효율 = 보일러의 열효율 ( 前述한 바와 같음 )

나 연소효율 연료가 보유한 화학에너지의 열로 변환한 비율연소에 의한 발생열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1)

미연소 손실열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1 -2)

3) [ 100 ndash ( 미연소 손실율 ) ]

미연소손실율 CO 등에 의한 손실열 ( 불완전연소 ) 로서 05 이하 임 - 가스보일러 연소효율 998 이상 ( 거의 완전연소 ) - 기름보일러 연소효율 995 이상

제 제 2 2 장 보일러의 에너지절약장 보일러의 에너지절약

보일러의 에너지절약 방법

1 연소개선에 의한 방법

2 전열의 개선에 의한방법

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

6 기타 운전관리 합리화

보일러

본체 보조기기

수처리 가스처리설비

연료 전력

급수증기사용설비

( 생산 난방 취사 )

증기

드레인

연돌

연소가스

[ 보일러 및 관련설비 개요도를 통한 에너지절약 방안 도출 ]

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 3: 에너지절약 기법 및  사례

보일러의 입열보일러의 입열 출열출열 손실열손실열

보일러

연료

급수

공기

입열

배기가스손실

미연소손실

방열손실

손실열

출열온수 또는 증기

열효율 () =입열출열

ⅹ100 입열

입열 - 손실열ⅹ100

1 입열량

ㅇ 정의 보일러에 들어가는 열량

ㅇ 관계 입열량 = ( 유효출열량 ) + ( 손실열량 )

ㅇ 종류 1) 연료 ( 연료가 갖고 들어가는 열량 ) 연료의 발열 (+ 현열 ) 량 2) 공기 ( 공기가 --------------) 공기 ( 급기 ) 의 현열 3) 물 ( 물이 ---------------) 물 ( 급수 ) 의 현열

ㅇ 소형보일러에서 입열량중 공기 물의 현열은 대부분 무시 공기의 현열 공기예열기가 있는 중 대형보일러에서만 고려 ( 급기온도가 상온 (15degC) 이상 )

급수의 현열 응축수를 회수하는 중 대형보일러에서만 고려 ( 급수온도가 상온 (15degC) 이상 )

가 연료의 발열량

ㅇ 고위발열량 수분이 포함 ㅇ 저위발열량 rarr 보일러 효율 산출에서 적용 ( 수분 불포함 )

연료의 종류에 따른 저위발열량

등유 10400

경유 10300

B-A 10200

B-B 9900

B-C 9750

LNG 9540 N

LPG 9680 N

석탄 4000

나 연료의 현열량

ㅇ 연료 온도가 기준 ( 대기 ) 온도 보다 높은 경우에 계산 ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 연료소모량 ⅹ연료비열 ⅹ연료와 대기의 온도차

)

연료의 종류에 따른 평균비열등유 경유 048~050 C

중유 (B-ABC) 045 C

도시가스 034LNG 038~042

LPG 07~10 N C

석탄 025 C

다 공기의 현열량

ㅇ 공기 ( 급기 ) 온도가 기준 ( 대기 ) 온도 보다 높은 경우에 계산

ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 공기량 ⅹ공기비열 ⅹ급기와 대기의 온도차 ) 공기의 비열 031 N C

라 물 ( 급수 ) 의 현열량

ㅇ 물 ( 급수 ) 온도가 기준 ( 가열되기 전 ) 온도 보다 높은 경우에 계산

ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 급수량 ⅹ급수비열 ⅹ급수와 기준수의 온도차 ) 물 ( 급수 ) 의 비열 10 N C

ㅇ 총 입열량 =

lsquo 가rsquo ( 발열량 ) + lsquo 나rsquo ( 연료의 현열 ) + lsquo 다rsquo ( 공기의 현열 ) + lsquo 라rsquo ( 급수의

현열 )

2 유효 출열량

ㅇ 정의 보일러에서 온수나 증기가 얻는 열량 ( 난방 가열 등에 유용하게 쓰일 수 있는 열량 )

가 온수보일러의 유효출열량 온수량 ⅹ ( 온수온도 - 급수온도 )

예 ) 20degC 의 급수로 시간당 50degC 온수 1ton 이 발생되는 보일러의 유효출열량

Q = 1000kg ⅹ(50-20) = 30000 h

나 증기보일러의 유효출열량 증발량ⅹ ( 증기열량 - 급수열량 ) 증기보일러의 경우 증기의 열량은 lsquo증기표rsquo에서 찾아야 함

예 ) 20degC 의 급수로 500 h 열량을 갖는 증기 1tonh 이 발생되는 보일러의 유효출열량은 Q = 1000kg ⅹ(500-20) = 300000 h

3 손실열량

ㅇ 정의 보일러에 유용하게 쓰이지 않고 버려지는 열량 ( 배기가스 미연소 방열 등으로 손실된 열량 )

가 배기가스의 손실열량 ㅇ 연료를 연소시켜 대부분 온수나 증기를 발생시키고 난 뒤 빠져나오는 배기가스에 의한 손실열량 Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 )

ㅇ 배기가스가 100degC 이상의 고온으로 배출되므로 손실열이 가장 많아 미연소손실 및 방열손실 등을 무시하고 약식으로 열효율 산출

예 ) 배기가스 온도 220degC 배기가스량 100N h 대기온도 20degC 일때 배기가스 손실열량은 Q = 100 ⅹ033 ⅹ(220-20) = 6600 h

나 미연소 손실열량

ㅇ 어떠한 연료도 완전히 연소되는 이상적인 보일러는 없음

ㅇ 소량의 일산화탄소 (CO) 나 검댕 (soot) 이 발생되어 배기가스를 통해 빠져나오는 손실열량

ㅇ 산출시 CO 농도로 미연소 손실량 측정 손실량 20~40 손실율 05 이하

COCO공기비공기비

50 ppm50 ppm 100 ppm100 ppm 150 ppm150 ppm 200 ppm200 ppm 단위단위

m = 10m = 10 178178 356356 534534 712712

N (LNG)

m = 11m = 11 194194 388388 582582 776776

m = 12m = 12 210210 421421 631631 841841

m = 13m = 13 226226 453453 679679 906906

m = 14m = 14 243243 485485 728728 970970

미 연 소 손 실 열 량미 연 소 손 실 열 량

50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000

10

20

30

40

50

60

70

미연소손실

( Kg)

배기가스중의 CO 농도 (ppm) 또는 soot(mgN )

Soot 에 의한 미연손실 CO 에 의한 미연손실

m = 15

m = 13

m = 11

m = 15m = 13m = 11

다 방열 손실열량

ㅇ 보일러 표면온도는 주위보다 온도가 높아 항상 주위로 방열

ㅇ 방열손실 변화 요인 보일러 종류 구조 용량 부하율 등으로

추정

ㅇ 동일조건의 온수 또는 증기보일러 손실열량은 일정

보일러용량 보일러용량 (Th)(Th) 55 1010 5050 100100

방열손실율 방열손실율 ()() 2020 1414 0808 0505

보일러 용량별 최대부하시의 방열손실율

부하변동에 비례하여 방열손실율이 증감 ( 부하율이 낮을수록 증가 )

ㅇ 총 손실열량 =

lsquo 가rsquo ( 배기가스손실량 ) + lsquo 나rsquo ( 미연소손실열량 ) + lsquo 다rsquo (

방열손실열량 )

4 보일러의 열효율 계산 ( 예시 )

가 온수보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 10 kgh 연료와 급수온도 10 degC

온수온도 85 degC 온수발생량 1000

kgh

온수보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 10 ⅹ10000 = 100000 h

ㅇ 유효출열량 = 온수량 ⅹ ( 온수온도 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(85-10) = 75000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 75000100000ⅹ100 = 75() 총입열량

나 증기보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 80 kgh 연료와 급수온도 15 degC

증기열량 655 kg 증기발생량 1000

kgh

증기보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 80 ⅹ10000 = 800000 h

ㅇ 유효출열량 = 증발량ⅹ ( 증기열량 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(655-15) = 640000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 640000800000ⅹ100 = 80 () 총입열량

5 보일러효율과 연소효율

가 보일러효율 = 보일러의 열효율 ( 前述한 바와 같음 )

나 연소효율 연료가 보유한 화학에너지의 열로 변환한 비율연소에 의한 발생열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1)

미연소 손실열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1 -2)

3) [ 100 ndash ( 미연소 손실율 ) ]

미연소손실율 CO 등에 의한 손실열 ( 불완전연소 ) 로서 05 이하 임 - 가스보일러 연소효율 998 이상 ( 거의 완전연소 ) - 기름보일러 연소효율 995 이상

제 제 2 2 장 보일러의 에너지절약장 보일러의 에너지절약

보일러의 에너지절약 방법

1 연소개선에 의한 방법

2 전열의 개선에 의한방법

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

6 기타 운전관리 합리화

보일러

본체 보조기기

수처리 가스처리설비

연료 전력

급수증기사용설비

( 생산 난방 취사 )

증기

드레인

연돌

연소가스

[ 보일러 및 관련설비 개요도를 통한 에너지절약 방안 도출 ]

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 4: 에너지절약 기법 및  사례

1 입열량

ㅇ 정의 보일러에 들어가는 열량

ㅇ 관계 입열량 = ( 유효출열량 ) + ( 손실열량 )

ㅇ 종류 1) 연료 ( 연료가 갖고 들어가는 열량 ) 연료의 발열 (+ 현열 ) 량 2) 공기 ( 공기가 --------------) 공기 ( 급기 ) 의 현열 3) 물 ( 물이 ---------------) 물 ( 급수 ) 의 현열

ㅇ 소형보일러에서 입열량중 공기 물의 현열은 대부분 무시 공기의 현열 공기예열기가 있는 중 대형보일러에서만 고려 ( 급기온도가 상온 (15degC) 이상 )

급수의 현열 응축수를 회수하는 중 대형보일러에서만 고려 ( 급수온도가 상온 (15degC) 이상 )

가 연료의 발열량

ㅇ 고위발열량 수분이 포함 ㅇ 저위발열량 rarr 보일러 효율 산출에서 적용 ( 수분 불포함 )

연료의 종류에 따른 저위발열량

등유 10400

경유 10300

B-A 10200

B-B 9900

B-C 9750

LNG 9540 N

LPG 9680 N

석탄 4000

나 연료의 현열량

ㅇ 연료 온도가 기준 ( 대기 ) 온도 보다 높은 경우에 계산 ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 연료소모량 ⅹ연료비열 ⅹ연료와 대기의 온도차

)

연료의 종류에 따른 평균비열등유 경유 048~050 C

중유 (B-ABC) 045 C

도시가스 034LNG 038~042

LPG 07~10 N C

석탄 025 C

다 공기의 현열량

ㅇ 공기 ( 급기 ) 온도가 기준 ( 대기 ) 온도 보다 높은 경우에 계산

ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 공기량 ⅹ공기비열 ⅹ급기와 대기의 온도차 ) 공기의 비열 031 N C

라 물 ( 급수 ) 의 현열량

ㅇ 물 ( 급수 ) 온도가 기준 ( 가열되기 전 ) 온도 보다 높은 경우에 계산

ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 급수량 ⅹ급수비열 ⅹ급수와 기준수의 온도차 ) 물 ( 급수 ) 의 비열 10 N C

ㅇ 총 입열량 =

lsquo 가rsquo ( 발열량 ) + lsquo 나rsquo ( 연료의 현열 ) + lsquo 다rsquo ( 공기의 현열 ) + lsquo 라rsquo ( 급수의

현열 )

2 유효 출열량

ㅇ 정의 보일러에서 온수나 증기가 얻는 열량 ( 난방 가열 등에 유용하게 쓰일 수 있는 열량 )

가 온수보일러의 유효출열량 온수량 ⅹ ( 온수온도 - 급수온도 )

예 ) 20degC 의 급수로 시간당 50degC 온수 1ton 이 발생되는 보일러의 유효출열량

Q = 1000kg ⅹ(50-20) = 30000 h

나 증기보일러의 유효출열량 증발량ⅹ ( 증기열량 - 급수열량 ) 증기보일러의 경우 증기의 열량은 lsquo증기표rsquo에서 찾아야 함

예 ) 20degC 의 급수로 500 h 열량을 갖는 증기 1tonh 이 발생되는 보일러의 유효출열량은 Q = 1000kg ⅹ(500-20) = 300000 h

3 손실열량

ㅇ 정의 보일러에 유용하게 쓰이지 않고 버려지는 열량 ( 배기가스 미연소 방열 등으로 손실된 열량 )

가 배기가스의 손실열량 ㅇ 연료를 연소시켜 대부분 온수나 증기를 발생시키고 난 뒤 빠져나오는 배기가스에 의한 손실열량 Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 )

ㅇ 배기가스가 100degC 이상의 고온으로 배출되므로 손실열이 가장 많아 미연소손실 및 방열손실 등을 무시하고 약식으로 열효율 산출

예 ) 배기가스 온도 220degC 배기가스량 100N h 대기온도 20degC 일때 배기가스 손실열량은 Q = 100 ⅹ033 ⅹ(220-20) = 6600 h

나 미연소 손실열량

ㅇ 어떠한 연료도 완전히 연소되는 이상적인 보일러는 없음

ㅇ 소량의 일산화탄소 (CO) 나 검댕 (soot) 이 발생되어 배기가스를 통해 빠져나오는 손실열량

ㅇ 산출시 CO 농도로 미연소 손실량 측정 손실량 20~40 손실율 05 이하

COCO공기비공기비

50 ppm50 ppm 100 ppm100 ppm 150 ppm150 ppm 200 ppm200 ppm 단위단위

m = 10m = 10 178178 356356 534534 712712

N (LNG)

m = 11m = 11 194194 388388 582582 776776

m = 12m = 12 210210 421421 631631 841841

m = 13m = 13 226226 453453 679679 906906

m = 14m = 14 243243 485485 728728 970970

미 연 소 손 실 열 량미 연 소 손 실 열 량

50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000

10

20

30

40

50

60

70

미연소손실

( Kg)

배기가스중의 CO 농도 (ppm) 또는 soot(mgN )

Soot 에 의한 미연손실 CO 에 의한 미연손실

m = 15

m = 13

m = 11

m = 15m = 13m = 11

다 방열 손실열량

ㅇ 보일러 표면온도는 주위보다 온도가 높아 항상 주위로 방열

ㅇ 방열손실 변화 요인 보일러 종류 구조 용량 부하율 등으로

추정

ㅇ 동일조건의 온수 또는 증기보일러 손실열량은 일정

보일러용량 보일러용량 (Th)(Th) 55 1010 5050 100100

방열손실율 방열손실율 ()() 2020 1414 0808 0505

보일러 용량별 최대부하시의 방열손실율

부하변동에 비례하여 방열손실율이 증감 ( 부하율이 낮을수록 증가 )

ㅇ 총 손실열량 =

lsquo 가rsquo ( 배기가스손실량 ) + lsquo 나rsquo ( 미연소손실열량 ) + lsquo 다rsquo (

방열손실열량 )

4 보일러의 열효율 계산 ( 예시 )

가 온수보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 10 kgh 연료와 급수온도 10 degC

온수온도 85 degC 온수발생량 1000

kgh

온수보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 10 ⅹ10000 = 100000 h

ㅇ 유효출열량 = 온수량 ⅹ ( 온수온도 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(85-10) = 75000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 75000100000ⅹ100 = 75() 총입열량

나 증기보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 80 kgh 연료와 급수온도 15 degC

증기열량 655 kg 증기발생량 1000

kgh

증기보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 80 ⅹ10000 = 800000 h

ㅇ 유효출열량 = 증발량ⅹ ( 증기열량 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(655-15) = 640000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 640000800000ⅹ100 = 80 () 총입열량

5 보일러효율과 연소효율

가 보일러효율 = 보일러의 열효율 ( 前述한 바와 같음 )

나 연소효율 연료가 보유한 화학에너지의 열로 변환한 비율연소에 의한 발생열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1)

미연소 손실열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1 -2)

3) [ 100 ndash ( 미연소 손실율 ) ]

미연소손실율 CO 등에 의한 손실열 ( 불완전연소 ) 로서 05 이하 임 - 가스보일러 연소효율 998 이상 ( 거의 완전연소 ) - 기름보일러 연소효율 995 이상

제 제 2 2 장 보일러의 에너지절약장 보일러의 에너지절약

보일러의 에너지절약 방법

1 연소개선에 의한 방법

2 전열의 개선에 의한방법

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

6 기타 운전관리 합리화

보일러

본체 보조기기

수처리 가스처리설비

연료 전력

급수증기사용설비

( 생산 난방 취사 )

증기

드레인

연돌

연소가스

[ 보일러 및 관련설비 개요도를 통한 에너지절약 방안 도출 ]

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 5: 에너지절약 기법 및  사례

가 연료의 발열량

ㅇ 고위발열량 수분이 포함 ㅇ 저위발열량 rarr 보일러 효율 산출에서 적용 ( 수분 불포함 )

연료의 종류에 따른 저위발열량

등유 10400

경유 10300

B-A 10200

B-B 9900

B-C 9750

LNG 9540 N

LPG 9680 N

석탄 4000

나 연료의 현열량

ㅇ 연료 온도가 기준 ( 대기 ) 온도 보다 높은 경우에 계산 ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 연료소모량 ⅹ연료비열 ⅹ연료와 대기의 온도차

)

연료의 종류에 따른 평균비열등유 경유 048~050 C

중유 (B-ABC) 045 C

도시가스 034LNG 038~042

LPG 07~10 N C

석탄 025 C

다 공기의 현열량

ㅇ 공기 ( 급기 ) 온도가 기준 ( 대기 ) 온도 보다 높은 경우에 계산

ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 공기량 ⅹ공기비열 ⅹ급기와 대기의 온도차 ) 공기의 비열 031 N C

라 물 ( 급수 ) 의 현열량

ㅇ 물 ( 급수 ) 온도가 기준 ( 가열되기 전 ) 온도 보다 높은 경우에 계산

ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 급수량 ⅹ급수비열 ⅹ급수와 기준수의 온도차 ) 물 ( 급수 ) 의 비열 10 N C

ㅇ 총 입열량 =

lsquo 가rsquo ( 발열량 ) + lsquo 나rsquo ( 연료의 현열 ) + lsquo 다rsquo ( 공기의 현열 ) + lsquo 라rsquo ( 급수의

현열 )

2 유효 출열량

ㅇ 정의 보일러에서 온수나 증기가 얻는 열량 ( 난방 가열 등에 유용하게 쓰일 수 있는 열량 )

가 온수보일러의 유효출열량 온수량 ⅹ ( 온수온도 - 급수온도 )

예 ) 20degC 의 급수로 시간당 50degC 온수 1ton 이 발생되는 보일러의 유효출열량

Q = 1000kg ⅹ(50-20) = 30000 h

나 증기보일러의 유효출열량 증발량ⅹ ( 증기열량 - 급수열량 ) 증기보일러의 경우 증기의 열량은 lsquo증기표rsquo에서 찾아야 함

예 ) 20degC 의 급수로 500 h 열량을 갖는 증기 1tonh 이 발생되는 보일러의 유효출열량은 Q = 1000kg ⅹ(500-20) = 300000 h

3 손실열량

ㅇ 정의 보일러에 유용하게 쓰이지 않고 버려지는 열량 ( 배기가스 미연소 방열 등으로 손실된 열량 )

가 배기가스의 손실열량 ㅇ 연료를 연소시켜 대부분 온수나 증기를 발생시키고 난 뒤 빠져나오는 배기가스에 의한 손실열량 Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 )

ㅇ 배기가스가 100degC 이상의 고온으로 배출되므로 손실열이 가장 많아 미연소손실 및 방열손실 등을 무시하고 약식으로 열효율 산출

예 ) 배기가스 온도 220degC 배기가스량 100N h 대기온도 20degC 일때 배기가스 손실열량은 Q = 100 ⅹ033 ⅹ(220-20) = 6600 h

나 미연소 손실열량

ㅇ 어떠한 연료도 완전히 연소되는 이상적인 보일러는 없음

ㅇ 소량의 일산화탄소 (CO) 나 검댕 (soot) 이 발생되어 배기가스를 통해 빠져나오는 손실열량

ㅇ 산출시 CO 농도로 미연소 손실량 측정 손실량 20~40 손실율 05 이하

COCO공기비공기비

50 ppm50 ppm 100 ppm100 ppm 150 ppm150 ppm 200 ppm200 ppm 단위단위

m = 10m = 10 178178 356356 534534 712712

N (LNG)

m = 11m = 11 194194 388388 582582 776776

m = 12m = 12 210210 421421 631631 841841

m = 13m = 13 226226 453453 679679 906906

m = 14m = 14 243243 485485 728728 970970

미 연 소 손 실 열 량미 연 소 손 실 열 량

50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000

10

20

30

40

50

60

70

미연소손실

( Kg)

배기가스중의 CO 농도 (ppm) 또는 soot(mgN )

Soot 에 의한 미연손실 CO 에 의한 미연손실

m = 15

m = 13

m = 11

m = 15m = 13m = 11

다 방열 손실열량

ㅇ 보일러 표면온도는 주위보다 온도가 높아 항상 주위로 방열

ㅇ 방열손실 변화 요인 보일러 종류 구조 용량 부하율 등으로

추정

ㅇ 동일조건의 온수 또는 증기보일러 손실열량은 일정

보일러용량 보일러용량 (Th)(Th) 55 1010 5050 100100

방열손실율 방열손실율 ()() 2020 1414 0808 0505

보일러 용량별 최대부하시의 방열손실율

부하변동에 비례하여 방열손실율이 증감 ( 부하율이 낮을수록 증가 )

ㅇ 총 손실열량 =

lsquo 가rsquo ( 배기가스손실량 ) + lsquo 나rsquo ( 미연소손실열량 ) + lsquo 다rsquo (

방열손실열량 )

4 보일러의 열효율 계산 ( 예시 )

가 온수보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 10 kgh 연료와 급수온도 10 degC

온수온도 85 degC 온수발생량 1000

kgh

온수보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 10 ⅹ10000 = 100000 h

ㅇ 유효출열량 = 온수량 ⅹ ( 온수온도 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(85-10) = 75000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 75000100000ⅹ100 = 75() 총입열량

나 증기보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 80 kgh 연료와 급수온도 15 degC

증기열량 655 kg 증기발생량 1000

kgh

증기보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 80 ⅹ10000 = 800000 h

ㅇ 유효출열량 = 증발량ⅹ ( 증기열량 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(655-15) = 640000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 640000800000ⅹ100 = 80 () 총입열량

5 보일러효율과 연소효율

가 보일러효율 = 보일러의 열효율 ( 前述한 바와 같음 )

나 연소효율 연료가 보유한 화학에너지의 열로 변환한 비율연소에 의한 발생열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1)

미연소 손실열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1 -2)

3) [ 100 ndash ( 미연소 손실율 ) ]

미연소손실율 CO 등에 의한 손실열 ( 불완전연소 ) 로서 05 이하 임 - 가스보일러 연소효율 998 이상 ( 거의 완전연소 ) - 기름보일러 연소효율 995 이상

제 제 2 2 장 보일러의 에너지절약장 보일러의 에너지절약

보일러의 에너지절약 방법

1 연소개선에 의한 방법

2 전열의 개선에 의한방법

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

6 기타 운전관리 합리화

보일러

본체 보조기기

수처리 가스처리설비

연료 전력

급수증기사용설비

( 생산 난방 취사 )

증기

드레인

연돌

연소가스

[ 보일러 및 관련설비 개요도를 통한 에너지절약 방안 도출 ]

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 6: 에너지절약 기법 및  사례

다 공기의 현열량

ㅇ 공기 ( 급기 ) 온도가 기준 ( 대기 ) 온도 보다 높은 경우에 계산

ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 공기량 ⅹ공기비열 ⅹ급기와 대기의 온도차 ) 공기의 비열 031 N C

라 물 ( 급수 ) 의 현열량

ㅇ 물 ( 급수 ) 온도가 기준 ( 가열되기 전 ) 온도 보다 높은 경우에 계산

ㅇ 공식 Q = G ⅹC ⅹ Δt ( 급수량 ⅹ급수비열 ⅹ급수와 기준수의 온도차 ) 물 ( 급수 ) 의 비열 10 N C

ㅇ 총 입열량 =

lsquo 가rsquo ( 발열량 ) + lsquo 나rsquo ( 연료의 현열 ) + lsquo 다rsquo ( 공기의 현열 ) + lsquo 라rsquo ( 급수의

현열 )

2 유효 출열량

ㅇ 정의 보일러에서 온수나 증기가 얻는 열량 ( 난방 가열 등에 유용하게 쓰일 수 있는 열량 )

가 온수보일러의 유효출열량 온수량 ⅹ ( 온수온도 - 급수온도 )

예 ) 20degC 의 급수로 시간당 50degC 온수 1ton 이 발생되는 보일러의 유효출열량

Q = 1000kg ⅹ(50-20) = 30000 h

나 증기보일러의 유효출열량 증발량ⅹ ( 증기열량 - 급수열량 ) 증기보일러의 경우 증기의 열량은 lsquo증기표rsquo에서 찾아야 함

예 ) 20degC 의 급수로 500 h 열량을 갖는 증기 1tonh 이 발생되는 보일러의 유효출열량은 Q = 1000kg ⅹ(500-20) = 300000 h

3 손실열량

ㅇ 정의 보일러에 유용하게 쓰이지 않고 버려지는 열량 ( 배기가스 미연소 방열 등으로 손실된 열량 )

가 배기가스의 손실열량 ㅇ 연료를 연소시켜 대부분 온수나 증기를 발생시키고 난 뒤 빠져나오는 배기가스에 의한 손실열량 Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 )

ㅇ 배기가스가 100degC 이상의 고온으로 배출되므로 손실열이 가장 많아 미연소손실 및 방열손실 등을 무시하고 약식으로 열효율 산출

예 ) 배기가스 온도 220degC 배기가스량 100N h 대기온도 20degC 일때 배기가스 손실열량은 Q = 100 ⅹ033 ⅹ(220-20) = 6600 h

나 미연소 손실열량

ㅇ 어떠한 연료도 완전히 연소되는 이상적인 보일러는 없음

ㅇ 소량의 일산화탄소 (CO) 나 검댕 (soot) 이 발생되어 배기가스를 통해 빠져나오는 손실열량

ㅇ 산출시 CO 농도로 미연소 손실량 측정 손실량 20~40 손실율 05 이하

COCO공기비공기비

50 ppm50 ppm 100 ppm100 ppm 150 ppm150 ppm 200 ppm200 ppm 단위단위

m = 10m = 10 178178 356356 534534 712712

N (LNG)

m = 11m = 11 194194 388388 582582 776776

m = 12m = 12 210210 421421 631631 841841

m = 13m = 13 226226 453453 679679 906906

m = 14m = 14 243243 485485 728728 970970

미 연 소 손 실 열 량미 연 소 손 실 열 량

50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000

10

20

30

40

50

60

70

미연소손실

( Kg)

배기가스중의 CO 농도 (ppm) 또는 soot(mgN )

Soot 에 의한 미연손실 CO 에 의한 미연손실

m = 15

m = 13

m = 11

m = 15m = 13m = 11

다 방열 손실열량

ㅇ 보일러 표면온도는 주위보다 온도가 높아 항상 주위로 방열

ㅇ 방열손실 변화 요인 보일러 종류 구조 용량 부하율 등으로

추정

ㅇ 동일조건의 온수 또는 증기보일러 손실열량은 일정

보일러용량 보일러용량 (Th)(Th) 55 1010 5050 100100

방열손실율 방열손실율 ()() 2020 1414 0808 0505

보일러 용량별 최대부하시의 방열손실율

부하변동에 비례하여 방열손실율이 증감 ( 부하율이 낮을수록 증가 )

ㅇ 총 손실열량 =

lsquo 가rsquo ( 배기가스손실량 ) + lsquo 나rsquo ( 미연소손실열량 ) + lsquo 다rsquo (

방열손실열량 )

4 보일러의 열효율 계산 ( 예시 )

가 온수보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 10 kgh 연료와 급수온도 10 degC

온수온도 85 degC 온수발생량 1000

kgh

온수보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 10 ⅹ10000 = 100000 h

ㅇ 유효출열량 = 온수량 ⅹ ( 온수온도 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(85-10) = 75000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 75000100000ⅹ100 = 75() 총입열량

나 증기보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 80 kgh 연료와 급수온도 15 degC

증기열량 655 kg 증기발생량 1000

kgh

증기보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 80 ⅹ10000 = 800000 h

ㅇ 유효출열량 = 증발량ⅹ ( 증기열량 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(655-15) = 640000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 640000800000ⅹ100 = 80 () 총입열량

5 보일러효율과 연소효율

가 보일러효율 = 보일러의 열효율 ( 前述한 바와 같음 )

나 연소효율 연료가 보유한 화학에너지의 열로 변환한 비율연소에 의한 발생열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1)

미연소 손실열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1 -2)

3) [ 100 ndash ( 미연소 손실율 ) ]

미연소손실율 CO 등에 의한 손실열 ( 불완전연소 ) 로서 05 이하 임 - 가스보일러 연소효율 998 이상 ( 거의 완전연소 ) - 기름보일러 연소효율 995 이상

제 제 2 2 장 보일러의 에너지절약장 보일러의 에너지절약

보일러의 에너지절약 방법

1 연소개선에 의한 방법

2 전열의 개선에 의한방법

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

6 기타 운전관리 합리화

보일러

본체 보조기기

수처리 가스처리설비

연료 전력

급수증기사용설비

( 생산 난방 취사 )

증기

드레인

연돌

연소가스

[ 보일러 및 관련설비 개요도를 통한 에너지절약 방안 도출 ]

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 7: 에너지절약 기법 및  사례

2 유효 출열량

ㅇ 정의 보일러에서 온수나 증기가 얻는 열량 ( 난방 가열 등에 유용하게 쓰일 수 있는 열량 )

가 온수보일러의 유효출열량 온수량 ⅹ ( 온수온도 - 급수온도 )

예 ) 20degC 의 급수로 시간당 50degC 온수 1ton 이 발생되는 보일러의 유효출열량

Q = 1000kg ⅹ(50-20) = 30000 h

나 증기보일러의 유효출열량 증발량ⅹ ( 증기열량 - 급수열량 ) 증기보일러의 경우 증기의 열량은 lsquo증기표rsquo에서 찾아야 함

예 ) 20degC 의 급수로 500 h 열량을 갖는 증기 1tonh 이 발생되는 보일러의 유효출열량은 Q = 1000kg ⅹ(500-20) = 300000 h

3 손실열량

ㅇ 정의 보일러에 유용하게 쓰이지 않고 버려지는 열량 ( 배기가스 미연소 방열 등으로 손실된 열량 )

가 배기가스의 손실열량 ㅇ 연료를 연소시켜 대부분 온수나 증기를 발생시키고 난 뒤 빠져나오는 배기가스에 의한 손실열량 Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 )

ㅇ 배기가스가 100degC 이상의 고온으로 배출되므로 손실열이 가장 많아 미연소손실 및 방열손실 등을 무시하고 약식으로 열효율 산출

예 ) 배기가스 온도 220degC 배기가스량 100N h 대기온도 20degC 일때 배기가스 손실열량은 Q = 100 ⅹ033 ⅹ(220-20) = 6600 h

나 미연소 손실열량

ㅇ 어떠한 연료도 완전히 연소되는 이상적인 보일러는 없음

ㅇ 소량의 일산화탄소 (CO) 나 검댕 (soot) 이 발생되어 배기가스를 통해 빠져나오는 손실열량

ㅇ 산출시 CO 농도로 미연소 손실량 측정 손실량 20~40 손실율 05 이하

COCO공기비공기비

50 ppm50 ppm 100 ppm100 ppm 150 ppm150 ppm 200 ppm200 ppm 단위단위

m = 10m = 10 178178 356356 534534 712712

N (LNG)

m = 11m = 11 194194 388388 582582 776776

m = 12m = 12 210210 421421 631631 841841

m = 13m = 13 226226 453453 679679 906906

m = 14m = 14 243243 485485 728728 970970

미 연 소 손 실 열 량미 연 소 손 실 열 량

50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000

10

20

30

40

50

60

70

미연소손실

( Kg)

배기가스중의 CO 농도 (ppm) 또는 soot(mgN )

Soot 에 의한 미연손실 CO 에 의한 미연손실

m = 15

m = 13

m = 11

m = 15m = 13m = 11

다 방열 손실열량

ㅇ 보일러 표면온도는 주위보다 온도가 높아 항상 주위로 방열

ㅇ 방열손실 변화 요인 보일러 종류 구조 용량 부하율 등으로

추정

ㅇ 동일조건의 온수 또는 증기보일러 손실열량은 일정

보일러용량 보일러용량 (Th)(Th) 55 1010 5050 100100

방열손실율 방열손실율 ()() 2020 1414 0808 0505

보일러 용량별 최대부하시의 방열손실율

부하변동에 비례하여 방열손실율이 증감 ( 부하율이 낮을수록 증가 )

ㅇ 총 손실열량 =

lsquo 가rsquo ( 배기가스손실량 ) + lsquo 나rsquo ( 미연소손실열량 ) + lsquo 다rsquo (

방열손실열량 )

4 보일러의 열효율 계산 ( 예시 )

가 온수보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 10 kgh 연료와 급수온도 10 degC

온수온도 85 degC 온수발생량 1000

kgh

온수보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 10 ⅹ10000 = 100000 h

ㅇ 유효출열량 = 온수량 ⅹ ( 온수온도 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(85-10) = 75000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 75000100000ⅹ100 = 75() 총입열량

나 증기보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 80 kgh 연료와 급수온도 15 degC

증기열량 655 kg 증기발생량 1000

kgh

증기보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 80 ⅹ10000 = 800000 h

ㅇ 유효출열량 = 증발량ⅹ ( 증기열량 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(655-15) = 640000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 640000800000ⅹ100 = 80 () 총입열량

5 보일러효율과 연소효율

가 보일러효율 = 보일러의 열효율 ( 前述한 바와 같음 )

나 연소효율 연료가 보유한 화학에너지의 열로 변환한 비율연소에 의한 발생열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1)

미연소 손실열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1 -2)

3) [ 100 ndash ( 미연소 손실율 ) ]

미연소손실율 CO 등에 의한 손실열 ( 불완전연소 ) 로서 05 이하 임 - 가스보일러 연소효율 998 이상 ( 거의 완전연소 ) - 기름보일러 연소효율 995 이상

제 제 2 2 장 보일러의 에너지절약장 보일러의 에너지절약

보일러의 에너지절약 방법

1 연소개선에 의한 방법

2 전열의 개선에 의한방법

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

6 기타 운전관리 합리화

보일러

본체 보조기기

수처리 가스처리설비

연료 전력

급수증기사용설비

( 생산 난방 취사 )

증기

드레인

연돌

연소가스

[ 보일러 및 관련설비 개요도를 통한 에너지절약 방안 도출 ]

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 8: 에너지절약 기법 및  사례

3 손실열량

ㅇ 정의 보일러에 유용하게 쓰이지 않고 버려지는 열량 ( 배기가스 미연소 방열 등으로 손실된 열량 )

가 배기가스의 손실열량 ㅇ 연료를 연소시켜 대부분 온수나 증기를 발생시키고 난 뒤 빠져나오는 배기가스에 의한 손실열량 Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 )

ㅇ 배기가스가 100degC 이상의 고온으로 배출되므로 손실열이 가장 많아 미연소손실 및 방열손실 등을 무시하고 약식으로 열효율 산출

예 ) 배기가스 온도 220degC 배기가스량 100N h 대기온도 20degC 일때 배기가스 손실열량은 Q = 100 ⅹ033 ⅹ(220-20) = 6600 h

나 미연소 손실열량

ㅇ 어떠한 연료도 완전히 연소되는 이상적인 보일러는 없음

ㅇ 소량의 일산화탄소 (CO) 나 검댕 (soot) 이 발생되어 배기가스를 통해 빠져나오는 손실열량

ㅇ 산출시 CO 농도로 미연소 손실량 측정 손실량 20~40 손실율 05 이하

COCO공기비공기비

50 ppm50 ppm 100 ppm100 ppm 150 ppm150 ppm 200 ppm200 ppm 단위단위

m = 10m = 10 178178 356356 534534 712712

N (LNG)

m = 11m = 11 194194 388388 582582 776776

m = 12m = 12 210210 421421 631631 841841

m = 13m = 13 226226 453453 679679 906906

m = 14m = 14 243243 485485 728728 970970

미 연 소 손 실 열 량미 연 소 손 실 열 량

50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000

10

20

30

40

50

60

70

미연소손실

( Kg)

배기가스중의 CO 농도 (ppm) 또는 soot(mgN )

Soot 에 의한 미연손실 CO 에 의한 미연손실

m = 15

m = 13

m = 11

m = 15m = 13m = 11

다 방열 손실열량

ㅇ 보일러 표면온도는 주위보다 온도가 높아 항상 주위로 방열

ㅇ 방열손실 변화 요인 보일러 종류 구조 용량 부하율 등으로

추정

ㅇ 동일조건의 온수 또는 증기보일러 손실열량은 일정

보일러용량 보일러용량 (Th)(Th) 55 1010 5050 100100

방열손실율 방열손실율 ()() 2020 1414 0808 0505

보일러 용량별 최대부하시의 방열손실율

부하변동에 비례하여 방열손실율이 증감 ( 부하율이 낮을수록 증가 )

ㅇ 총 손실열량 =

lsquo 가rsquo ( 배기가스손실량 ) + lsquo 나rsquo ( 미연소손실열량 ) + lsquo 다rsquo (

방열손실열량 )

4 보일러의 열효율 계산 ( 예시 )

가 온수보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 10 kgh 연료와 급수온도 10 degC

온수온도 85 degC 온수발생량 1000

kgh

온수보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 10 ⅹ10000 = 100000 h

ㅇ 유효출열량 = 온수량 ⅹ ( 온수온도 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(85-10) = 75000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 75000100000ⅹ100 = 75() 총입열량

나 증기보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 80 kgh 연료와 급수온도 15 degC

증기열량 655 kg 증기발생량 1000

kgh

증기보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 80 ⅹ10000 = 800000 h

ㅇ 유효출열량 = 증발량ⅹ ( 증기열량 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(655-15) = 640000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 640000800000ⅹ100 = 80 () 총입열량

5 보일러효율과 연소효율

가 보일러효율 = 보일러의 열효율 ( 前述한 바와 같음 )

나 연소효율 연료가 보유한 화학에너지의 열로 변환한 비율연소에 의한 발생열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1)

미연소 손실열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1 -2)

3) [ 100 ndash ( 미연소 손실율 ) ]

미연소손실율 CO 등에 의한 손실열 ( 불완전연소 ) 로서 05 이하 임 - 가스보일러 연소효율 998 이상 ( 거의 완전연소 ) - 기름보일러 연소효율 995 이상

제 제 2 2 장 보일러의 에너지절약장 보일러의 에너지절약

보일러의 에너지절약 방법

1 연소개선에 의한 방법

2 전열의 개선에 의한방법

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

6 기타 운전관리 합리화

보일러

본체 보조기기

수처리 가스처리설비

연료 전력

급수증기사용설비

( 생산 난방 취사 )

증기

드레인

연돌

연소가스

[ 보일러 및 관련설비 개요도를 통한 에너지절약 방안 도출 ]

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 9: 에너지절약 기법 및  사례

나 미연소 손실열량

ㅇ 어떠한 연료도 완전히 연소되는 이상적인 보일러는 없음

ㅇ 소량의 일산화탄소 (CO) 나 검댕 (soot) 이 발생되어 배기가스를 통해 빠져나오는 손실열량

ㅇ 산출시 CO 농도로 미연소 손실량 측정 손실량 20~40 손실율 05 이하

COCO공기비공기비

50 ppm50 ppm 100 ppm100 ppm 150 ppm150 ppm 200 ppm200 ppm 단위단위

m = 10m = 10 178178 356356 534534 712712

N (LNG)

m = 11m = 11 194194 388388 582582 776776

m = 12m = 12 210210 421421 631631 841841

m = 13m = 13 226226 453453 679679 906906

m = 14m = 14 243243 485485 728728 970970

미 연 소 손 실 열 량미 연 소 손 실 열 량

50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000

10

20

30

40

50

60

70

미연소손실

( Kg)

배기가스중의 CO 농도 (ppm) 또는 soot(mgN )

Soot 에 의한 미연손실 CO 에 의한 미연손실

m = 15

m = 13

m = 11

m = 15m = 13m = 11

다 방열 손실열량

ㅇ 보일러 표면온도는 주위보다 온도가 높아 항상 주위로 방열

ㅇ 방열손실 변화 요인 보일러 종류 구조 용량 부하율 등으로

추정

ㅇ 동일조건의 온수 또는 증기보일러 손실열량은 일정

보일러용량 보일러용량 (Th)(Th) 55 1010 5050 100100

방열손실율 방열손실율 ()() 2020 1414 0808 0505

보일러 용량별 최대부하시의 방열손실율

부하변동에 비례하여 방열손실율이 증감 ( 부하율이 낮을수록 증가 )

ㅇ 총 손실열량 =

lsquo 가rsquo ( 배기가스손실량 ) + lsquo 나rsquo ( 미연소손실열량 ) + lsquo 다rsquo (

방열손실열량 )

4 보일러의 열효율 계산 ( 예시 )

가 온수보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 10 kgh 연료와 급수온도 10 degC

온수온도 85 degC 온수발생량 1000

kgh

온수보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 10 ⅹ10000 = 100000 h

ㅇ 유효출열량 = 온수량 ⅹ ( 온수온도 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(85-10) = 75000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 75000100000ⅹ100 = 75() 총입열량

나 증기보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 80 kgh 연료와 급수온도 15 degC

증기열량 655 kg 증기발생량 1000

kgh

증기보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 80 ⅹ10000 = 800000 h

ㅇ 유효출열량 = 증발량ⅹ ( 증기열량 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(655-15) = 640000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 640000800000ⅹ100 = 80 () 총입열량

5 보일러효율과 연소효율

가 보일러효율 = 보일러의 열효율 ( 前述한 바와 같음 )

나 연소효율 연료가 보유한 화학에너지의 열로 변환한 비율연소에 의한 발생열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1)

미연소 손실열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1 -2)

3) [ 100 ndash ( 미연소 손실율 ) ]

미연소손실율 CO 등에 의한 손실열 ( 불완전연소 ) 로서 05 이하 임 - 가스보일러 연소효율 998 이상 ( 거의 완전연소 ) - 기름보일러 연소효율 995 이상

제 제 2 2 장 보일러의 에너지절약장 보일러의 에너지절약

보일러의 에너지절약 방법

1 연소개선에 의한 방법

2 전열의 개선에 의한방법

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

6 기타 운전관리 합리화

보일러

본체 보조기기

수처리 가스처리설비

연료 전력

급수증기사용설비

( 생산 난방 취사 )

증기

드레인

연돌

연소가스

[ 보일러 및 관련설비 개요도를 통한 에너지절약 방안 도출 ]

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 10: 에너지절약 기법 및  사례

미 연 소 손 실 열 량미 연 소 손 실 열 량

50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000

10

20

30

40

50

60

70

미연소손실

( Kg)

배기가스중의 CO 농도 (ppm) 또는 soot(mgN )

Soot 에 의한 미연손실 CO 에 의한 미연손실

m = 15

m = 13

m = 11

m = 15m = 13m = 11

다 방열 손실열량

ㅇ 보일러 표면온도는 주위보다 온도가 높아 항상 주위로 방열

ㅇ 방열손실 변화 요인 보일러 종류 구조 용량 부하율 등으로

추정

ㅇ 동일조건의 온수 또는 증기보일러 손실열량은 일정

보일러용량 보일러용량 (Th)(Th) 55 1010 5050 100100

방열손실율 방열손실율 ()() 2020 1414 0808 0505

보일러 용량별 최대부하시의 방열손실율

부하변동에 비례하여 방열손실율이 증감 ( 부하율이 낮을수록 증가 )

ㅇ 총 손실열량 =

lsquo 가rsquo ( 배기가스손실량 ) + lsquo 나rsquo ( 미연소손실열량 ) + lsquo 다rsquo (

방열손실열량 )

4 보일러의 열효율 계산 ( 예시 )

가 온수보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 10 kgh 연료와 급수온도 10 degC

온수온도 85 degC 온수발생량 1000

kgh

온수보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 10 ⅹ10000 = 100000 h

ㅇ 유효출열량 = 온수량 ⅹ ( 온수온도 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(85-10) = 75000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 75000100000ⅹ100 = 75() 총입열량

나 증기보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 80 kgh 연료와 급수온도 15 degC

증기열량 655 kg 증기발생량 1000

kgh

증기보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 80 ⅹ10000 = 800000 h

ㅇ 유효출열량 = 증발량ⅹ ( 증기열량 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(655-15) = 640000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 640000800000ⅹ100 = 80 () 총입열량

5 보일러효율과 연소효율

가 보일러효율 = 보일러의 열효율 ( 前述한 바와 같음 )

나 연소효율 연료가 보유한 화학에너지의 열로 변환한 비율연소에 의한 발생열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1)

미연소 손실열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1 -2)

3) [ 100 ndash ( 미연소 손실율 ) ]

미연소손실율 CO 등에 의한 손실열 ( 불완전연소 ) 로서 05 이하 임 - 가스보일러 연소효율 998 이상 ( 거의 완전연소 ) - 기름보일러 연소효율 995 이상

제 제 2 2 장 보일러의 에너지절약장 보일러의 에너지절약

보일러의 에너지절약 방법

1 연소개선에 의한 방법

2 전열의 개선에 의한방법

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

6 기타 운전관리 합리화

보일러

본체 보조기기

수처리 가스처리설비

연료 전력

급수증기사용설비

( 생산 난방 취사 )

증기

드레인

연돌

연소가스

[ 보일러 및 관련설비 개요도를 통한 에너지절약 방안 도출 ]

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 11: 에너지절약 기법 및  사례

다 방열 손실열량

ㅇ 보일러 표면온도는 주위보다 온도가 높아 항상 주위로 방열

ㅇ 방열손실 변화 요인 보일러 종류 구조 용량 부하율 등으로

추정

ㅇ 동일조건의 온수 또는 증기보일러 손실열량은 일정

보일러용량 보일러용량 (Th)(Th) 55 1010 5050 100100

방열손실율 방열손실율 ()() 2020 1414 0808 0505

보일러 용량별 최대부하시의 방열손실율

부하변동에 비례하여 방열손실율이 증감 ( 부하율이 낮을수록 증가 )

ㅇ 총 손실열량 =

lsquo 가rsquo ( 배기가스손실량 ) + lsquo 나rsquo ( 미연소손실열량 ) + lsquo 다rsquo (

방열손실열량 )

4 보일러의 열효율 계산 ( 예시 )

가 온수보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 10 kgh 연료와 급수온도 10 degC

온수온도 85 degC 온수발생량 1000

kgh

온수보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 10 ⅹ10000 = 100000 h

ㅇ 유효출열량 = 온수량 ⅹ ( 온수온도 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(85-10) = 75000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 75000100000ⅹ100 = 75() 총입열량

나 증기보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 80 kgh 연료와 급수온도 15 degC

증기열량 655 kg 증기발생량 1000

kgh

증기보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 80 ⅹ10000 = 800000 h

ㅇ 유효출열량 = 증발량ⅹ ( 증기열량 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(655-15) = 640000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 640000800000ⅹ100 = 80 () 총입열량

5 보일러효율과 연소효율

가 보일러효율 = 보일러의 열효율 ( 前述한 바와 같음 )

나 연소효율 연료가 보유한 화학에너지의 열로 변환한 비율연소에 의한 발생열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1)

미연소 손실열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1 -2)

3) [ 100 ndash ( 미연소 손실율 ) ]

미연소손실율 CO 등에 의한 손실열 ( 불완전연소 ) 로서 05 이하 임 - 가스보일러 연소효율 998 이상 ( 거의 완전연소 ) - 기름보일러 연소효율 995 이상

제 제 2 2 장 보일러의 에너지절약장 보일러의 에너지절약

보일러의 에너지절약 방법

1 연소개선에 의한 방법

2 전열의 개선에 의한방법

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

6 기타 운전관리 합리화

보일러

본체 보조기기

수처리 가스처리설비

연료 전력

급수증기사용설비

( 생산 난방 취사 )

증기

드레인

연돌

연소가스

[ 보일러 및 관련설비 개요도를 통한 에너지절약 방안 도출 ]

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 12: 에너지절약 기법 및  사례

4 보일러의 열효율 계산 ( 예시 )

가 온수보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 10 kgh 연료와 급수온도 10 degC

온수온도 85 degC 온수발생량 1000

kgh

온수보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 10 ⅹ10000 = 100000 h

ㅇ 유효출열량 = 온수량 ⅹ ( 온수온도 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(85-10) = 75000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 75000100000ⅹ100 = 75() 총입열량

나 증기보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 80 kgh 연료와 급수온도 15 degC

증기열량 655 kg 증기발생량 1000

kgh

증기보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 80 ⅹ10000 = 800000 h

ㅇ 유효출열량 = 증발량ⅹ ( 증기열량 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(655-15) = 640000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 640000800000ⅹ100 = 80 () 총입열량

5 보일러효율과 연소효율

가 보일러효율 = 보일러의 열효율 ( 前述한 바와 같음 )

나 연소효율 연료가 보유한 화학에너지의 열로 변환한 비율연소에 의한 발생열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1)

미연소 손실열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1 -2)

3) [ 100 ndash ( 미연소 손실율 ) ]

미연소손실율 CO 등에 의한 손실열 ( 불완전연소 ) 로서 05 이하 임 - 가스보일러 연소효율 998 이상 ( 거의 완전연소 ) - 기름보일러 연소효율 995 이상

제 제 2 2 장 보일러의 에너지절약장 보일러의 에너지절약

보일러의 에너지절약 방법

1 연소개선에 의한 방법

2 전열의 개선에 의한방법

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

6 기타 운전관리 합리화

보일러

본체 보조기기

수처리 가스처리설비

연료 전력

급수증기사용설비

( 생산 난방 취사 )

증기

드레인

연돌

연소가스

[ 보일러 및 관련설비 개요도를 통한 에너지절약 방안 도출 ]

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 13: 에너지절약 기법 및  사례

나 증기보일러의 열효율

발열량 10000 kg 연료사용량 80 kgh 연료와 급수온도 15 degC

증기열량 655 kg 증기발생량 1000

kgh

증기보일러

ㅇ 총입열량 = 연료사용량 ⅹ 발열량 = 80 ⅹ10000 = 800000 h

ㅇ 유효출열량 = 증발량ⅹ ( 증기열량 ndash 급수온도 ) = 1000ⅹ(655-15) = 640000 h

유효출열량ㅇ 열효율 = ⅹ100 = 640000800000ⅹ100 = 80 () 총입열량

5 보일러효율과 연소효율

가 보일러효율 = 보일러의 열효율 ( 前述한 바와 같음 )

나 연소효율 연료가 보유한 화학에너지의 열로 변환한 비율연소에 의한 발생열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1)

미연소 손실열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1 -2)

3) [ 100 ndash ( 미연소 손실율 ) ]

미연소손실율 CO 등에 의한 손실열 ( 불완전연소 ) 로서 05 이하 임 - 가스보일러 연소효율 998 이상 ( 거의 완전연소 ) - 기름보일러 연소효율 995 이상

제 제 2 2 장 보일러의 에너지절약장 보일러의 에너지절약

보일러의 에너지절약 방법

1 연소개선에 의한 방법

2 전열의 개선에 의한방법

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

6 기타 운전관리 합리화

보일러

본체 보조기기

수처리 가스처리설비

연료 전력

급수증기사용설비

( 생산 난방 취사 )

증기

드레인

연돌

연소가스

[ 보일러 및 관련설비 개요도를 통한 에너지절약 방안 도출 ]

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 14: 에너지절약 기법 및  사례

5 보일러효율과 연소효율

가 보일러효율 = 보일러의 열효율 ( 前述한 바와 같음 )

나 연소효율 연료가 보유한 화학에너지의 열로 변환한 비율연소에 의한 발생열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1)

미연소 손실열량

연료의 고위발열량ⅹ100 ()1 -2)

3) [ 100 ndash ( 미연소 손실율 ) ]

미연소손실율 CO 등에 의한 손실열 ( 불완전연소 ) 로서 05 이하 임 - 가스보일러 연소효율 998 이상 ( 거의 완전연소 ) - 기름보일러 연소효율 995 이상

제 제 2 2 장 보일러의 에너지절약장 보일러의 에너지절약

보일러의 에너지절약 방법

1 연소개선에 의한 방법

2 전열의 개선에 의한방법

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

6 기타 운전관리 합리화

보일러

본체 보조기기

수처리 가스처리설비

연료 전력

급수증기사용설비

( 생산 난방 취사 )

증기

드레인

연돌

연소가스

[ 보일러 및 관련설비 개요도를 통한 에너지절약 방안 도출 ]

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 15: 에너지절약 기법 및  사례

제 제 2 2 장 보일러의 에너지절약장 보일러의 에너지절약

보일러의 에너지절약 방법

1 연소개선에 의한 방법

2 전열의 개선에 의한방법

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

6 기타 운전관리 합리화

보일러

본체 보조기기

수처리 가스처리설비

연료 전력

급수증기사용설비

( 생산 난방 취사 )

증기

드레인

연돌

연소가스

[ 보일러 및 관련설비 개요도를 통한 에너지절약 방안 도출 ]

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 16: 에너지절약 기법 및  사례

보일러

본체 보조기기

수처리 가스처리설비

연료 전력

급수증기사용설비

( 생산 난방 취사 )

증기

드레인

연돌

연소가스

[ 보일러 및 관련설비 개요도를 통한 에너지절약 방안 도출 ]

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 17: 에너지절약 기법 및  사례

1 연소개선에 의한 방법

가 적정 공기비 유지 적은 과잉공기로 연료를 완전연소

나 양호한 연소상태 유지 ( 연소계통의 철저한 유지관리 )

2 전열의 개선에 의한방법

가 단열 보온 등으로 방열 기타 손실 억제

나 보일러 전열관의 전열 향상 soot 및 scale 제거 rarr 배기가스손실열 감소

3 배기가스나 분출수 ( 블로우다운 등 ) 의 폐열회수에 의한방법

가 배기가스 열 회수 공기예열기 또는 절탄기 ( 에코노마이저 ) 설치 예 ) 콘덴싱 ( 응축형 ) 보일러

나 분출수 ( 응축수 ) 회수 급수예열 또는 급수로 이용

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 18: 에너지절약 기법 및  사례

4 투입되는 전력소모를 줄이는 방법

가 송풍기 및 펌프류 ( 급수 또는 순환수 ) 의 적절한 선택

나 송풍기 및 펌프류의 고효율화 ( 고효율 전동기 및 펌프 채택 )

5 적정 용량의 설비 선택 및 설치

가 생산 난방 취사 등에 맞는 적정 용량의 설비 설치

나 목적에 맞지 않는 설비 선택 지양

6 기타 운전관리 합리화 가 보일러 무리가 가지 않는 가능한 낮은 압력에서 사용 나 보일러 수질개선을 위한 블로우다운 철저 다 연료 및 수질 관리 등

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 19: 에너지절약 기법 및  사례

제 제 3 3 장 배기가스 관리장 배기가스 관리

보일러의 배기가스 관리 방법

1 공기비 관리에 의한 방법

2 배기가스 온도관리에 의한방법

lt배기가스 손실열량 gt Q = 배기가스량 ⅹ 비열 ⅹ ( 배기가스온도 - 대기온도 ) [ 불변 ] [ 불변 ]

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 20: 에너지절약 기법 및  사례

1 공기비 관리에 의한 방법

가 공기비와 효율

ㅇ m( 공기비 ) = A Ao = 실제공기량 이론공기량 [ m gt 10 ] 예 ) m = 11 ( 과잉공기 10) 12 ( 과잉공기 20)

ㅇ 공기비가 높을수록 rarr 배기가스량 증가 ( 손실열량 증가 )

ㅇ 공기비가 너무 낮으면 rarr 불완전연소 (CO 농도 증가 환경오염 )

나 공기비 측정 바카라카 또는 연소효율측정기 (TESTO) 등 사용

ㅇ 배기가스중의 산소 (O2) 농도 측정에 의한 계산

ㅇ --------- 이산화탄소 (CO2) 농도 측정에 의한 계산

m =21

21 ndash (O2)

m =(CO2 )max

(CO2)

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 21: 에너지절약 기법 및  사례

연료명 Hl ( 저위발열량 ) Go ( 이론배기가스량 ) Ao ( 이론공기량 ) (CO2) max 비중

단위 kcalkgLNm3 Nm3kgLNm3 좌동 kgl

등유 10400 1247 1151 1513 08

경유 10300 1231 1139 150 083

B-A유 10200 1215 1126 156 092

B-C 유( 저 )

9870 1163 1086 157 095

B-C 유( 고 )

9750 1144 1071 157 097

LNG 9540 1111 1045 120 105

LPG 9680 1133 1062 145  

[ 각종 연료의 일반적인 값 ]

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 22: 에너지절약 기법 및  사례

2 배기가스 온도 관리에 의한 방법

ㅇ 보일러 열효율에 가장 큰 영향을 끼치며 배기가스 온도에 따라 열손실율 변화

ㅇ 전열면 오염 ( 스케일 및 카본 ) 제거 등으로 배기가스 온도 20~25 낮추면 열효율 1 상승

lt 스케일 두께에 따른 연료소비량 gt

lt 카본 ( 그을음 ) 두께에 따른 연료소비량 gt

ㅇ 스케일 두께에 따른 연료소비량 보다 훨씬 큼 ( 약 15 배 )

스케일 두께 ( ) 05 1 2 3 4 5 6

열손실 () 11 22 40 47 63 68 82

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

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14

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연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 23: 에너지절약 기법 및  사례

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5

10

15

20

25

30

35

40

공 기 비 (m)

배기가스열손실율

()

배기가스온도 500

400

300

250

200

150

100

[ 공기비와 배기가스 열손실율과의 관계 ]

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

2

4

6

8

10

12

14

16

18

연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

감사합니다 감사합니다 wwwkemcoorkr

번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

Page 24: 에너지절약 기법 및  사례

제 제 4 4 장 응축수 회수장 응축수 회수

응축수란 증기보일러에서 발생한 증기가 각종 사용처 ( 생산 난방 취사 ) 에 쓰인 후 응축 ( 냉각 ) 하여 생긴 물 예 ) 100 응축수가 가진 열량 rarr 100 kcalkg ( 보일러 발생증기 열량의 15~20)

응축수 회수의 효과 ㅇ 응축수 회수로 에너지절감 rarr 보일러효율 다소 증가

ㅇ 급수온도 6~7 상승 rarr 에너지절감 1

ㅇ 열설비 시스템 개선 응축수 폐열로 급수 가열

0 20 40 60 80 100 120 140

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연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

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번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

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0 20 40 60 80 100 120 140

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연료절감율()

급수가열온도 ()

연료절감율 =p2 ndash p1

p2

ⅹ100

p2 급수온도 20인 경우 연료절감율P1 급수온도 20인 경우 연료절감율

증기압력 07 Mpa ( 예) rarr 응축수 회수에 의한 급수가열 효과

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번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

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번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)

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번호 항 목 기호

입 열 출 열

kcalkg kcalkg

1 연료의 발열량 Hℓ 9750 993    2 연료의 현열 Q1 39 04    3 공기의 현열 Q2 34 03    4 급수의현열 Q3 0 0    5 노내분입증기의 보유열 Q4 0 0    6 발생증기의 흡수열 Qs     8414 857

7 배기가스에 의한 손실열 L1     1027 105

8 불완전연소에 의한 손실열 L2     0 0

9 노내분입증기에 의한 손실열 L3     0 0

10 방열 전열 기타 손실 L4     326 32

합 계   9823 100 9823 100

열정산서 ( 예시 )

ㅇ 측정값 외기온도 실내온도 연료사용량 버너전온도 급수량 급수온도 증기압력 배기가스온도 배기가스 성분 (CO2 O2 CO)