보일러(또는 스팀 보일러)는 유체(주로 물)가 가열되는 폐쇄된 용기입니다. 유체는 반드시 끓을 필요는 없습니다. 가열되거나 증발한 유체는 다양한 공정이나 난방 응용 분야(예: 요리, 물 또는 중앙 난방, 보일러 기반 발전 등)를 위해 보일러에서 배출됩니다. 보일러(특히 스팀 보일러)는 열력 발전소의 필수적인 부분입니다.
보일러의 기본 작동 원리는 매우 간단하고 이해하기 쉽습니다. 보일러는 기본적으로 물이 저장되는 폐쇄된 용기입니다. 연료(일반적으로 석탄)가 화로에서 불타고 뜨거운 가스가 생성됩니다.
이 뜨거운 가스가 물 용기에 닿으면 이 가스의 열이 물에 전달되어 보일러에서 증기가 생성됩니다.
그런 다음 이 증기는 열력 발전소의 터빈으로 보내집니다. 생산 단위를 운영하거나 특정 지역을 소독하거나 장비를 멸균시키거나 주변을 따뜻하게 하는 등의 다양한 목적으로 사용되는 여러 가지 보일러의 종류가 있습니다.
연료(석탄)에 의해 공급된 총 열량 중 배출 증기에 의해 내보내진 총 열량의 백분율을 스팀 보일러 효율성이라고 합니다.
이는 열 효율, 연소 효율 및 연료-증기 효율을 포함합니다. 스팀 보일러 효율성은 사용되는 보일러의 크기에 따라 달라집니다. 일반적인 스팀 보일러의 효율은 80%에서 88%입니다.
실제로 불완전 연소, 스팀 보일러 주변 벽에서 발생하는 방사 손실, 결함 있는 연소 가스 등으로 인해 일부 손실이 발생합니다. 따라서 스팀 보일러의 효율성은 이러한 결과를 나타냅니다.
주요 보일러의 종류는 두 가지입니다 - 물관식 보일러와 화관식 보일러입니다.
화관식 보일러에서는 뜨거운 가스가 통과하는 수많은 관이 있으며, 물이 이 관들을 둘러싸고 있습니다.
물관식 보일러는 화관식 보일러와 반대입니다. 물관식 보일러에서는 물이 관 안에서 가열되고 뜨거운 가스가 이 관들을 둘러싸고 있습니다.
이것이 주요 보일러의 두 가지 종류이지만, 각각의 종류는 나중에 논의할 많은 하위 종류로 나눌 수 있습니다.
이름에서 알 수 있듯이, 화관식 보일러는 뜨거운 가스가 통과하는 수많은 관으로 구성됩니다. 이 뜨거운 가스 관은 폐쇄된 용기 안에 잠겨있는 물 속에 위치해 있습니다.
실제로 화관식 보일러는 하나의 폐쇄된 용기 또는 셀이 물을 포함하고 있으며, 이 셀을 통해 뜨거운 관들이 통과합니다.
이 화관이나 뜨거운 가스 관들은 물을 가열하여 증기로 변환하고, 증기는 같은 용기에 남아 있습니다.
물과 증기가 같은 용기에 있으므로 화관식 보일러는 매우 높은 압력의 증기를 생성할 수 없습니다.
일반적으로 최대 17.5 kg/cm2의 압력을 생성하며, 시간당 9톤의 증기를 생산할 수 있습니다.
외부 가마형과 내부 가마형 화관식 보일러와 같은 다양한 종류의 화관식 보일러가 있습니다.
외부 가마형 보일러는 다시 세 가지로 분류할 수 있습니다-
수평 회귀관 보일러.
단축형 가마 보일러.
콤팩트 보일러.
다시 말해, 내부 가마형 화관식 보일러는 수평관형과 수직관형 화관식 보일러라는 두 가지 주요 카테고리로 나뉩니다.
일반적으로 수평 회귀관 보일러는 저용량의 열력 발전소에서 사용됩니다. 이 보일러는 수평 드럼이 있고, 이 드럼에는 수평관이 여러 개 있습니다. 이 관들은 물에 잠겨 있습니다.
연료(일반적으로 석탄)는 이러한 수평 드럼 아래에서 타오르고, 연소가스는 후면으로 이동하여 화관으로 들어가 전면의 연기 상자로 이동합니다.
이 과정에서 관을 통과하는 가스들은 그들의 열을 물에 전달하여 증기 버블이 올라옵니다. 증기가 생성되면, 폐쇄된 용기에서 보일러의 압력이 발생합니다.
화관식 보일러의 장점은 다음과 같습니다—
구조가 매우 컴팩트합니다.
증기 수요의 변동을 쉽게 충족할 수 있습니다.
비용이 매우 저렴합니다.
화관식 보일러의 단점은 다음과 같습니다—
보일러 작동을 위한 물이 많으므로, 원하는 압력으로 증기를 생성하는 데 오랜 시간이 필요합니다.
