6-1 준비 사항
6-1-1 보일러 검사를 위한 준비 절차
① 보일러를 소화한 뒤 증기 드럼(steam drum)의 압력을 제거하고, 저면 구수
(bottom blow)를 실시하여 관수를 배출한다.
② 증기 드럼과 물 드럼(water drum)의 맨홀(man hole)과 헤더(header)의 핸 드홀(hand hole)을 개방한다.
③ 과열기(superheater)의 각 헤더(header)와 절탄기(economizer)의 핸드 홀을 개방한다.
④ 부식을 방지하고 보일러 검사시 정확한 판단을 하기 위하여 보일러 내에 남아있는 물을 완전히 닦아내고 내부에 습기가 없도록 잘 건조시킨다.
⑤ 화로(furnace) 내부의 벽돌 및 내화재를 검사하고 발생관(generating tube)
및 기타 튜브들의 불쪽(fireside) 검사를 위해서 버너(fuel oil burner)나 화 로 접근로를 개방한다.
⑥ 분무기(atomizer)를 버너 조립체(burner assembly)에서 분리하고 분사기판 (sprayer plate)을 검사할 수 있도록 한다.
⑦ 연도(uptake)의 검사를 위해서 연도 출입문을 개방한다.
6-1-2 보일러 검사 및 작업전 ․ 후 안전 수칙
보일러 검사관(boiler inspector)은 다음의 안전 수칙을 항상 준수해야 한다.
① 보일러 내부에 들어가기 전에 적절한 조명 기구가 준비되어 있는가를 확인 한다. 어떠한 경우이든지 절연 상태가 불량하거나 보호망이 없는 조명 기구
는 사용해서는 안 된다. 그리고 이동용 조명등은 반드시 수밀(water tight) 이 되어야 하며 코드, 플러그, 콘센트는 내부로 접지된 3선식의 안전한 것 이어야 한다. 손전등이 가장 좋은 조명 기구이다.
② 개방되어 있는 보일러에 연결된 밸브들이 취급 부주의로 열림으로써 야기 되는 사고를 미연에 방지하기 위해서 모든 폐쇄된 밸브에 “개방 금지”라는 명패를 붙인다.
③ 만일 개방된 보일러의 어떤 밸브에 압력이 미치고 있다면 이 밸브의 완전 기밀이 인정될 때까지 어떤 사람도 보일러 속에 들어가서는 안된다.
④ 화학적인 소제(chemical cleaning)나 끓여내기(boiling out)를 한 후 보일러 내부에 들어가기 전에는 불쪽(fire side) 및 물쪽(water side)을 충분히 통풍 해야 하며, 특히 화학적인 소제를 실시한 보일러에는 자격이 있는 검사자가 유독성 혹은 질식성 가스 여부를 확인하기 전에 들어가서는 안 된다.
⑤ 효과적인 물쪽 검사를 위해서 증기 드럼과 물 드럼은 완전히 배수되어야 하며 습기가 없어야 한다.
⑥ 물 드럼(water drum)의 저면 구수(bottom blow) 출구 측에 불순물이나 이
물질이 들어가는 것을 방지하기 위해서 나무 플러그를 설치하고 검사가 끝 난 후 물 드럼의 맨홀을 닫기 전에 플러그를 제거해야 한다.
⑦ 검사관이나 다른 사람이 보일러 내부에 들어가면 반드시 한 사람이 밖에서 안전 여부를 확인하고 필요한 사항을 협조해야 한다.
⑧ 보일러 검사를 위해서 분해된 부속구의 볼트나 너트, 그 밖의 조그마한 부 품들은 통에 담아 드럼 밖에 보관하여 드럼 속에서 분실되거나 굴러다니는 일이 없도록 해야 한다.
⑨ 주머니 속에 물건을 가지고 보일러 내부에 들어가서는 안 된다.
⑩ 검사를 완료한 후에는 반드시 내부에 사람이 남아 있는지 또는 공구나 걸 레조각, 볼트, 너트, 와셔 등이 방치되어 있지 않는지를 재차 검사해야 하며 이러한 검사가 완전히 끝나기 전에는 절대로 보일러를 폐쇄해서는 안 된다.
6-2 보일러 검사시 발견되는 결함 사항
6-2-1 보일러의 물쪽 및 증기쪽에서 발견되는 결함
1) 물때(scale)
관수(boiler water) 속에 함유된 염류(CaSO4, MgSO4 등) 등이 포화 온도이 상으로 되면 결정체로 석출되어 보일러의 물쪽(steam drum, water drum, header, generating tubes wall)에 부착되는데 이것을 물때(scale)라 한다. 발생 원인은 급수 처리(feed water treatment)를 잘못했거나 육상수를 사용했을 때 발생한다.
특징으로는 결정체(crystallization)로 된 조직으로 현미경으로 알 수 있으며, 대체로 고착되어 있으며 딱딱하고, 색깔은 밝은 갈색이다. 그리고 물때의 종류 로 해염 물때(sea salt scale)는 주로 해수에 의한 물때로서 급수 처리의 불량 으로 발생하고, 규산염 물때(silicate scale)는 육상수나 육상 증기를 과열기의 보호 증기로 사용하거나 육상 증기 드레인을 보충 급수(make up feed)로 사 용할 때 발생된다.
물때가 발생되는 위치는 모든 튜브의 전장에 걸쳐 발생하는데 스크린 튜브 의 밑에 심하다. 그리고 해염에 의한 물때는 주로 화로에 가까운 쪽 주 발생 관군(main generating tube bank)에서 주로 발생하며, 규산염 물때는 발생관 (육상 증기 드레인 사용 시)이나 과열기(육상 증기를 보호 증기로 사용시) 튜 브에서 발견된다.
제거방법은 부드러운 물때(soft scale)는 와이어 브러시(wire brush)를 이용 하여 기계적인 소제(mechanical cleaning)방법으로 제거하고, 단단한 물때(hard scale)는 화학 약품을 이용한 화학적 소제(chemical cleaning)로 제거한다.
물때 생성 방지를 위한 대책으로는 먼저, 해염에 의한 물때(sea salt scale)는 적절한 관수 처리(boiler water treatment)를 실시한다. 80㎏/㎠ 보일러에서는 중인산나트륨(disodium phosphate)을 그리고 40㎏/㎠이하의 보일러에서는 청
관제(boiler compound)를 사용해서 물때 생성을 방지해야 한다. 그리고 규산
염에 의한 물때(silicate scale)방지는 육상수나 육상 보일러로 부터의 보호 증 기 사용을 지양해야 한다.
2) 슬러지(sludge)
관수 중에 함유된 불용해 물질 및 부식 생성물 등이 물쪽 표면에 고착되지 않고 저부에 침전, 누적되어 있는 물질이다. 발생원인은 부적절한 저면 구수 (bottom blow)및 규정된 pH나 알칼리도(alkalinity)의 유지를 못했을 때 발생 한다.
슬러지(sludge)는 비결정체로서 불규칙한 내부 조직을 가지며 일반적으로
부드럽고 접착력이 없다. 슬러지는 관수보다 무거워서 보일러의 낮은 부분인 드럼이나 헤더 또는 튜브 끝부분에 많이 축적된다. 만약 슬러지가 일정 기간 이상 가열되는 표면에 머무르게 되면 금속면에 완전하게 접착되어 버리게 되 고 또 슬러지가 있는 곳에 열이 심하게 작용하게 되면 슬러지가 구워지게 된 다. 슬러지가 구워지게 되면 제거하기 힘들게 되며 보일러 튜브 손상의 원인 이 된다.
슬러지 제거는 부드러운 슬러지(soft sludge)는 기계적인 방법으로 제거하고, 구워진 슬러지(baked on sludge)는 화학적인 제거 방법을 이용한다. 슬러지 밑에 심한 부식이 존재하면 튜브 교환을 고려해야 한다. 따라서 슬러지 생성 방지를 위해 적절한 시기에 표준 절차에 따라서 저면 구수 및 관수 처리를 해 야 한다.
3) 부식 생성 물질(corrosion products)
부식 생성 물질은 관수(boiler water)와 제한 표면 사이에서 일어나는 화학 반응 결과 나타나는 것이다. 녹(산화철)은 많은 부식 생성 물질 중에서 주요한 부식 생성 물질의 하나이며 이외에도 구리, 아연, 니켈 등의 부식 생성 물질을 생각할 수 있다. 녹은 주로 보일러의 부식, 철 파이프의 부식으로 일어나며, 아연 부식 생성물은 아연봉(zinc bar)을 설치하는 곳에서의 부식이다.
녹은 급수 처리 및 관수 처리 불량으로 높은 염기도(low alkalinity) 혹은 낮 은 염기도(low alkalinity)가 유지될 때 발생한다. 부식 생성 물질은 가성취화 나 산 부식에 의해 생성된 물질이다. 제거는 슬러지와 같은 방법으로 제거한 다.
부식 생성 물질의 방지 대책은 표준절차에 의해 적절한 저면 구수와 급수 및 관수 처리(feed water and boiler water treatment)를 실시한다. 만일 적절 한 염기도(alkalinity)와 pH가 유지된다면 부식 생성물의 생성은 매우 적게 일 어난다.
4) 기름 침전물(oil deposit)
어떤 원인으로 연료나 윤활유가 보일러의 물쪽에 누입되어 관수의 순환에 따라 각 계통을 돌아다니다가 드럼이나 헤더 혹은 관벽(tube wall)에 부착된 것이다. 제거 방법은 정도에 따라 적절히 끓여내기(boiling out)를 실시하여 제 거한다.
예방 대책은 윤활유는 누입이 예상되는 기름 방지기(oil deflector)나 연료유 오염의 원인이 되는 연료유 가열기 및 탱크 내의 가열 코일(heating coil)등의 평소 정비 및 검사를 철저히 한다.
6-2-2 보일러의 불쪽에서 발견되는 결함
1) 그을음(soot)
연료의 연소 결과 남는 재의 생성물로서 주로 탄소(carbon)로 형성된다. 그 을음은 연료의 불완전 연소시에 많이 생긴다. 발생원인은 강제 송풍기(forced draft blower)의 작동 불량 혹은 고장, 버너(fuel oil burner)의 조종 불량, 연료 유의 부적합한 점도 및 온도, 연료유 내의 불순물 함유량 과다 등이며 특히 보일러의 불쪽에 과도한 그을음의 축적은 그을음 불어내기(soot blowing)을 적절히 행하지 않을 때 나타난다.
그을음은 일반적으로 검고, 부드럽고, 솜털 같으며 가끔 그리스(grease)와 같 은 촉감을 주며, 그을음이 지나치게 많이 끼면 열전도율이 감소되어 효율이 떨어지며 연료 소비가 증가하게 된다. 또 튜브를 과열(overheat) 혹은 소손시 키며 절탄기나 연도를 부식시키거나 화재를 유발시키기도 한다. 따라서 보일 러 운전 중에 적절한 그을음 불어내기(soot blowing)를 실시하고 주기적으로 보일러 내부 불쪽 소제(fire side cleaning)를 실시한다.
2) 슬래그(slag)
중유 속에 함유된 소디움(sodium), 바나디움(vanadium;V2O5), 유황 성분 등 이 연소하고 남은 잔유물이며, 연료유 속에 해수가 혼입되거나 소디움, 바나디 움, 유황 등의 불순물이 많이 함유된 저질 중유를 사용할 때 발생된다. 이것은 소디움, 바나디움, 황산 등의 복합물로서 딱딱하고 금속처럼 반짝인다. 물 드
럼(water drum)위에 발생한 슬래그는 매우 두껍고 조밀해서 제거하기 힘들며,
벽돌 표면의 슬래그는 벽돌의 손상 없이 제거하기 어렵다.
발생되는 위치는 물 드럼(water drum)상부에서 벽돌조각, 그을음, 다른 부 스러기들과 함께 형성되고, 벽돌 표면, 과열기 튜브(superheater tube), 주 발 생관 표면 등에서 발생된다. 슬래그 제거는 일반적으로 불쪽(fire side) 금속