연료 및 연소 관리 에 너 지 관 리 공 단

목 차 제1장 연료의 종류 및 특성 1. 연료의 종류 2. 연료의 물리적 특성 3. 연료의 연소현상 목 차 제1장 연료의 종류 및 특성     1. 연료의 종류     2. 연료의 물리적 특성     3. 연료의 연소현상 제2장 연소계산 및 연소장치     1.연소계산     2.연소특성     3.연소장치

제1장 연료의 종류 및 특성 1. 연료의 종류 1.1 연료의 정의 연료란 공기 중의 산소와 반응하여 연소 제1장  연료의 종류 및 특성 1. 연료의 종류 1.1 연료의 정의   연료란 공기 중의 산소와 반응하여 연소 되면서 열을 발생하는 물질을 말한다.  현재 사용하고 있는 연료는 산지 생산된 것을 그대로 사용하는 경우는 드물며 보통은 유해물질 등을 제거하는 정제 과정을 거쳐 사용한다.

연료의 구비조건으로는 ∘ 가격이 저렴하고 매장량이 풍부해야 함 ∘ 저장, 운반 및 취급이 용이해야 하고, 단위 중량당 발열량이 클수록 좋다. ∘ 인체에 유독성이 적고 연소시 매연 발생 등 공해 요인이 적어야 함 ∘ 저장 및 사용에 있어서 안전성이 있어야 것 ∘ 점화성이 좋아야 한다.

일반적으로 연료의 주성분은 탄소(C), 수소(H), 산소(O)이고 기타 질소(N), 1.2 연료의 조성   일반적으로 연료의 주성분은 탄소(C), 수소(H), 산소(O)이고 기타 질소(N), 유황(S)도 포함되며, 그 중에서 가연성 원소는 탄소(C), 수소(H), 황(S) 이다. [참고] 연소의 3대 조건 연소의 3대요소 종 류 가연물 연료 산화재 공기, 산소 점화원 고온, 열

1.3 연료의 분류 연료는 상온에서 형태와 성질에 따라 고체, 액체, 기체연료로 구분한다 분류 종류 고체연료 장작, 무연탄 등  1.3 연료의 분류  연료는 상온에서 형태와 성질에 따라 고체, 액체, 기체연료로 구분한다 분류 종류 고체연료 장작, 무연탄 등 액체연료 원유, 휘발유(가솔린), 등유, 경유, 중유 등 기체연료 천연가스,  LPG, 석탄가스, 고로가스,  석유분해가스  등

1.4 연료의 종류 1) 고체연료 고체상태 그대로 사용하는 연료로서 식물 등이  1) 고체연료   고체상태 그대로 사용하는 연료로서 식물 등이 변질 된 것(목재, 석탄)으로서 생성 그대로 사용 하는 것과 이들을 가공한 것(목탄, 연탄 등)  ◯고체연료의 특징   - 장점-     ∘ 가격이 저렴하고 국내 매장량 풍부     ∘ 설비비가 저렴하고, 저장 이 용이     ∘ 에너지밀도가 높다.     ∘ 연소속도가 늦어 특수용도 사용

-단점 ∘ 품질이 균일하지 못함 ∘ 연소효율이 낮고, 완전연소 어려움     ∘ 품질이 균일하지 못함     ∘ 연소효율이 낮고, 완전연소 어려움    ∘ 연소(부하)조절이 곤란하며, 순간적으로 고온을 얻기 어려움     ∘ 매연발생이 심하며 회분이 많음     ∘ 점화 및 소화가 어려움    ∘ 사용전 건조 및 분쇄가 필요하며 연소용 공기가 다량 필요  ◯ 고체연료는 액체연료와 비교하여 산소의 함유량이 많고, 수소성분이 적으며 기체연료는 수소와 산소가 많다.

 2) 액체연료   액체연료의 주된 것은 석유류이다. 석유류는 천연적으로 존재하고, 지하로부터 퍼올린 것을 원유라고 부르며, 비중은 0.78~0.97정도 이다.  화학적으로는 대부분이 탄화수소(CH)의 혼합물이고, 원소 조성은 다음과 같다  (1) 구성원소 원소 C(탄소) H(수소) S(황) N(질소) 조성(%) 83-87 12-15 0.1-4.0 0.05-0.8

(2) 액체연료의 특징 -장점 ∘품질이 일정하고 발열량이 높고 연소효율이 높음     ∘품질이 일정하고 발열량이 높고 연소효율이 높음     ∘저장, 운반, 계량, 점화, 소화 및 연소조절이 용이     ∘회분이 거의 없음 -단점 ∘연소온도가 높아 국부적으로 과열을 일으키기 쉬움   ∘화재, 역화(back fire)의 위험이 큼   ∘고속(압)연료 분사시 연소할 때 소음이 큼   ∘국내 자원이 없고 수입에만 의존  [참고]원유의 추출 순서:    원유→가솔린→등유→경유→중유→아스팔트→피치

 ★ 3) 기체연료   기체연료는 석유계에서 얻은 유전가스와 석탄계 탄전 가스인 천연가스(LNG) 연료와 석유, 석탄을 가공하여 인공적으로 만든 가스체연료(LPG)가 있는데 주성분은 CH4(메탄)이며 도시 가스나 특수 용도에 이용되고 있다.   (1)기체 연료의 특징 -장점   ∘연소성이 좋아 적절한 공기로 완전연소 가능   ∘유해 배출물이 적어 배열을 회수하여 활용 가능   ∘연소 조절 및 점화, 소화가 용이   ∘회분이나 매연 등이 없어 청결하여 이용에 편리함

-단점 불연성 CO2(탄산가스), N2(질소), W(수분) 등 ∘시설비가 많이 들며 고급연료로 다른 연료보다 가격이 높음   ∘시설비가 많이 들며 고급연료로 다른 연료보다 가격이 높음   ∘압축상태로 저장하기 때문에  누출하기가 쉽고 화재 및 폭발위험이  크다.   ∘연료밀도가 낮아 수송효율이 낮고, 저장조건이 간단치 않음  (2)기체연료의 성분 가연성 CH4,(메탄), C3H8,(프로판), 중탄소화수소[C3H6,(프로필렌),C2H4,(에틸렌)] CO(일산화탄소), H2(수소) 불연성  CO2(탄산가스), N2(질소), W(수분) 등

(3)기체연료의 종류 대표적인 가스연료로는 천연가스(도시가스), 액화석유가스(LPG)가 있고, 그외 매립가스   대표적인 가스연료로는 천연가스(도시가스), 액화석유가스(LPG)가 있고, 그외 매립가스 (LFG), 석탄가스(IGCC)등과 공정상에서 생기는 부생가스 형태로 발생되는 고로가스 등이 있다.    가스연료의 종류 및 주요특성을 <표 1-1>에 비교하였다. 이들 가스들은 종류에 따라 발열량, 연소속도 등 특성이 각각 다르기 때문에 연료를 사용하기 위해서는 가스 특성에 맞는 연소기를 사용하여야 하며,  보다 효율적인 기기개발이 필요하다

<표 1-1 : 연료가스의 종류 및 특성> <표 1-1 :  연료가스의 종류 및 특성> 연료가스종류  생산 방법 발열량 (㎉/N㎥) 주성분 용도 생산가스 천연가스 (LNG) 가스전 9,000～12,000 CH4 도시가스, 발전용,수송용 액화석유 가스(LPG) 석유정제, 가스정제 20,000～30,000 C3H8, C4H10 가정용, 상업용, 수송용 석탄가스 석탄건류 1,000～2,800 H2, CO 발전용 부생 가스 고로가스 제철소 고로  4,000～5,000 CO 발전용, 산업용 소화가스 하수처리공정 5000～6000 CH4, CO2 발전용, 보일러 매립가스 쓰레기 매립지 4,000～5,000

2. 연료의 물리적 특성 2.1 주요물성 1) 발열량(Heating Value)   연료가 연소할 때 열이 발생하는데, 표준상태(0℃, 1atm)에서 연료가 완전 연소했을 때 발생하는 열을 발열량이라 하며, 대부분의 연료에서는 연료  성분내에 포함된 수소성분에 의해 수증기가 발생하며 이 수증기는 응축하여 물로 변할 때 열을 방출하는데, 이것을 잠열(latent heat)이라고 하며 잠열을 포함한 발열량을 고위발열량(총발열량), 잠열을 포함하지 않은 발열량을 저위발열량(진발열량)이라 한다. ★ 고위발열량=저위발열량+수증기 잠열 ★

단위로는 ㎉/㎏, ㎉/㎥, ㎉/ℓ를 사용하며 기체의 경우 정상상태(0℃, 1atm)를 기준으로 부피로 환산하여 ㎉/N㎥ 으로 표시하기도 한다.    그런데 2000년부터 계량에 관한 법률 전면개정을 통해 국가표준기본법을 제정, 국제단위인 SI단위 사용 의무화 를 요청하고 있다. 이는 산업, 상업, 과학, 교육 등 모든 분야에서 사용하고 있는 측정단위를 국제적으로 통일된 치수체계로 확립함으로써 - 거래단위로부터 오는 혼란을 방지하여, 상업, 무역활동에 있어 신뢰성을 제공 - 시험／측정결과에 대한 국제／국내적인 신뢰성을 확보할 수 있고, 무역상 기술 장벽을 해소할 수 있는 기반을 구축함에 있다. 현재는 SI단위로 통일해 사용하고 있기 때문에 MJ/N㎥단위를 사용해야 한다.

<표1-2 : SI 단위 환산계수 (Ⅰ)> 명칭 비SI단위 SI단위 환산계수 압력  kgf/㎠  psi  mmH2O  atm  bar  MPa  pa  Pa  kgf/㎠     = 0.0980665 MPa  1lbf/in²    =6.89476×10³Pa  1mmH2O  =9.80638 Pa(4℃)  1atm      =1.01325×105 Pa  1bar      =1×105 Pa 열량  kcal  MJ * 1kcal    =4.1868 × 10-3 MJ  MMBTU * 1MMBUT=1055.056 MJ * 1MMBTU(60℉ 기준)            =1055.12MJ(15°C기준) *열량 환산기준:국제스팀열람표(IT)적용

<표1-2 : SI 단위 환산계수 (2)> 명칭 비SI단위 SI단위 환산계수 힘  kgf N  1kgf       =9.80665 N 일  kgf . m J  1kgf . m   =9.80665 J 일률  kgf . m/s W  1kgf . m/s =9.80665 W 길이  in, ft, yd, mil m  1ft =0.3048m 질량  Ib kg  1Ib =0.453592 kg 온도  ℉ °C  °C =(5/9)*(℉-32) K   K =°C+273.15

★2) 비 중 ★ 비중이란 기준이 되는 유체(액체 또는 기체)와의 동일 조건하에서의 무게 비를 말한다.  ★2) 비 중 ★   비중이란 기준이 되는 유체(액체 또는 기체)와의 동일 조건하에서의 무게 비를 말한다.     가스에 대한 기준은 공기이며 고체와 액체에 대한 기준은 물이다. 가스 비중은 보통 0℃, 1기압에서 공기 무게에 대한 비를 말하며,  기체, 특히 가연성 가스의 경우 비중은 중요한 의미를 지닌다.   비중이 1.0보다 크다는 것은 그 가스가 공기 보다 무겁기 때문에 용기 등에서 누설한 가스가 낮은 곳 에 체류하기 쉽다는 것을 의미하기 때문이다. 메탄의 경우는 비중이 0.55로서 공기보다 가벼워 누설시 공기 중으로 날아가기 쉽다.     가스비중=가스무게/공기무게   액체비중=액체무게/물무게

예) CH4와 C3H8의 가스비중은 가스성분 분자량 (무게) 비중 CH4 12✕1+1✕4=16 16/29=0.55 C3H8 12✕3+1✕8=44 44/29=1.52 H2 2✕1=2  2/44=0.05 He 4  4/44=0.09 공기(N2:79%, O2:21%) 14✕2✕0.79+16✕2✕0.21≑29 29/29=1.0

= 10,332mmH2O= 1.01325bar= 14.7psi = 101,325Pa=101KPa=0.1MPa 3) 압 력   유체에 의해 용기나 관등의 벽에 수직으로 작용 하는 힘을 압력이라 한다.  압력의 단위로는 기압(atm), kg/cm2,수은주(mmHg) 또는 수주 (mmH2O) 사용되며 상호 환산 값은 다음과 같다 압력을 나타내는 방법 절대압력 = 게이지 압력 + 대기압   1atm = 760mmHg  = 1.0332kg/cm2          = 10,332mmH2O=   1.01325bar= 14.7psi = 101,325Pa=101KPa=0.1MPa

2.2   순수가스 물성 가스연료는 대부분 단일가스로 존재 하는 경우보다 혼합가스형태로 존재 하며 이러한 특성을 파악하기 위해서 는 단일가스의 성질을 파악할 필요가 있다.  <표 1-4>은 가연성가스에 포 함되어있는 주요 성분 및 단일가스에 대한 물리화학적 특성을 표시한 것임.

<표 1-4 : 순수가스의 기본 물성> 구     분 메탄 에탄 프로판 부탄 수소 일.탄 화학식 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 H2 CO 분자량 16.0 36.1 44.1 58.0 2.0 28.0 비  중 0.55 1.05 1.55 2.09 0.07 0.97 가스밀도 (0℃, 0.1MPa) 0.72 1.36 2.01 2.70 0.09 1.25 고발열량(MJ/Nm3) 39.93 70.48 101.44 134.07 12.77 12.64 고발열량(㎉/Nm3) 9,537 16,834 24,229 32,022 3,050 3,018

2.3 혼합가스 물성 1) 몰비 (mole fraction) 혼합기체에서 각 성분의 몰비(mole %)는 각 성 2.3   혼합가스 물성   1) 몰비 (mole fraction)   혼합기체에서 각 성분의 몰비(mole %)는 각 성 분의 부피비와 같다. 따라서 몰비는 가스분석에 의한 성분부피로서 쉽게 결정될 수 있다. 한편 혼합가스의 질량비는 전체 질량에 대한 각 성분 의 질량비로 표시되며 몰비와 비례하지 않는다.   ○ mole% = 어느 성분가스 몰수/전체가스 몰수   [1]  ○ 부피비 = 어느성분가스 가스부피/전체가스 부피 = mole % [100]    ○ 질량비 = 어느 성분가스질량 /전체가스 질량

3. 연료의 연소현상 3.1 고체연료 주성분인 탄소 외에 회분과 수분을 함유한다(약 21MJ/kg) 3.1  고체연료   주성분인 탄소 외에 회분과 수분을 함유한다(약 21MJ/kg)  ○연료비=고정탄소(%)/휘발분(%) (탄화도 거 커짐에 따라 증가)  ○기공율=(1-겉보기비중/참비중)*100(코 크스가 크다)

함유성분 연소 현상 수분 존재 ∘점화 어렵고 흰연기 발생 ∘수분기화로 연소불량 및 통기 및 통풍 불량 ∘불완전연소로 열효율 저하 휘발분 존재 ∘연소시 그을음 발생,점화 쉬우나 발열량저하 탄소가 존재 ∘발열량증가하고 매연감소, 청염발생 ∘열효율증가하나 연소속도 늦어짐 회분존재 ∘발열량저하로 연료가치 저하, ∘통풍저하 및 연소성이 나빠 효율저하 착화온도 ∘발열량 클수록 산소량 증가 ∘압력이 높을수록 착화온도가 낮음

3.2 액체연료 C, H가 주성분이며 비중은 0.78~0.97정도 (약 46MJ/kg) 3.2  액체연료   C, H가 주성분이며 비중은 0.78~0.97정도 (약 46MJ/kg)  ∘비중이 크면 발열량이 감소(중질유 등 저급연료),   ∘탄소수가 많으면 발열량 감소, ∘점도에 따라 중유는 A,B,C로 구분(B-C,B-A)  ∘인화점: 연소가 될 수 있는 최저온도(중유가 높음) (가솔린:-20~-40℃, 경유: 50~70℃)

3.3 기체연료 가스기기에 가장 많이 사용되는 연료가스 로는 LNG(천연가스)와 LPG가 있으며, 3.3  기체연료 가스기기에 가장 많이 사용되는 연료가스 로는 LNG(천연가스)와 LPG가 있으며,  가스 중 LPG는 석유계 연료로서 액화 저장이 가능하기 때문에 수송이 용이하다. 천연가스는 가스전에서 채굴되어 배관을 통해 수송되거나 액화, 수송, 저장, 기화, 배관망을 통한 공급과정으로 연료가스로 이용되고 있다.

<표 1-5 : 액화 천연가스와 석유가스 액화특성 및 체적 변화 비교> 구분 주성분 비중 액화온도 (압력) 액화시 부피축소 용도 LNG 메탄(CH4) 0.62 -162℃ (1kg/cm2) 1/600 도시가스용, 차량, 발전용, 석유화학 LPG 프로판(C3H8) 1.6 -42℃ (7kg/cm2) 1/260 가정연료, 산업용, 도시가스용 부탄(C4H10) 2.0 -0.5℃ (2kg/cm2) 1/230 차량, 휴대용버너, 공업용

<표 1-6 : 연료가스 종류 > 주 요 성 분 (Vol %) 저위 발열량 고위발열량 LPG - 1.0 122 <표 1-6 :  연료가스 종류 > 주  요  성  분 (Vol %) 저위 발열량 고위발열량 LPG - 1.0 99.0 122 132 29,187 31,603 47 52 11,282 12,216 2.01 57.9 가스 종류 비중 분자량 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 MJ/ Nm3 kcal/ Kg Kcal/ 97.0 2.0 93 101 22,228 24,141 11,262 12,231 1.53 44.2 LNG 90.0 7.0 40 44  9,508 10,515 50 55 11,836 13,098 0.62 18.0

1)액화천연가스(Liquefied natural Gas, LNG) 액화한 것이다. 이는 에너지밀도를 높여 수송과 저장을 용이하게 하기 위한 것이다.  천연가스는 메탄이 주성분이고 약간의 에탄 등의 경질 파라핀계 탄화수소를 함유하고 있다.  천연 가스의 주성분인 메탄은 1㎏이, 0℃, 1기압의 가스 상태로 약 1.3N㎥의 부피이나, 이것을 -162℃까지 냉각하면 액화해서 0.0022㎥로 된다. 즉 가스에서 액으로 되면 약 1/600의 적은 부피가 된다.

(1) LNG의 성질   LNG는 천연적으로 산출된 천연가스를 -162℃ 까지 냉각, 액화한 것으로 액화전에 불순물 등이 정제 제거되기 때문에 기화된 LNG는 전혀 불순물을 포함하지 않는 가스이다. 약 -162℃의 비점을 가지는 무색, 투명의 액체이며, 비점 이하의 저온에서는 단열용기에 저장할 수 있다.  LNG로부터 기화한 가스는 공기보다 가볍다. LNG는 메탄을 주성분으로 에탄, 프로판, 부탄류, 펜탄류 등의 탄화수소와 질소가 소량 함유되어 있다.

○LNG 주요 특성은   ∘ 기화시 공기보다 가볍다(비중 : 0.62).    ∘ 액화시 체적이 감소한다(기체의 1/600)   ∘ 무색 무취이나 누설의 경우 알 수 있게 부취제를 넣고 있다.    ∘ 냉열 이용이 가능하다.    ∘ 천연고무에 대한 용해성이 없다

<표 1-7 : LNG의 조성 및 물성> 구       분 천연가스   조  성 (vol%)  메  탄(CH4) 에  탄(C2H6) 프로판(C3H8) 부  탄(C4H10) 펜  탄(C5H12) 질  소(N2) 90.8 5.8 2.3 1.0 0.0 0.1 액밀도(kg/N㎥) @ bubble point 463 비점 (℃) at 1kg/㎠ -163.9 기체밀도(kg/N㎥)at (0℃,1kg/㎠) 0.777 부피비 (기체/액체) 596 분자량 (g/㏖) 17.93

메탄 액비중이 0.42kg/ℓ에서 1ℓ=0.42kg, 기체부피로 환산하면 16g→ 22.4ℓ, 420g→xℓ x=558ℓ  특성 비고 가스(CH4)는 공기 보다 가볍다 가스비중 : M(분자량)/29 (예) CH4=16/29=0.55 액체는 물보다 가볍다  액 비중 CH4: 0.42  기화시 체적이 약 588배  증가 메탄 액비중이 0.42kg/ℓ에서 1ℓ=0.42kg, 기체부피로 환산하면  16g→  22.4ℓ,  420g→xℓ  x=558ℓ  기화 및 액화 어려움 메탄의 임계온도(-82.1℃)가 낮기 때문에 액화하기 어려움 메탄의 입계압력은 45.8(atm)으로 높기 때문에 액화하기 어려워 액상으로 저장하기위해서는 초저온 용기필요  액체의 온도에 의한 부피변화율이 큼 천연가스의 경우액체에서 기체로 변화할 경우 약 600배 부피증가  연소시 필요 공기량 (10.5 N㎥/N㎥_fuel). = 588

★임계온도 ★ 모든 물질은 그 때의 온도와 압력에 따라 고체, 액체, 기체의 상태에 있게 되는데 액체와 기체의 경계를 이루는 온도를 임계 온도라 하고 그때의 압력을 임계압력 이라 한다. 어느 물질의 온도가 그 물질의 임계온도 보다 높으면 그 물질은 항상 기체로만 존재하고 낮으면 그 때의 압력이 임계압력보다 높으면 액체, 임계압력보다 낮으면 기체로 존재 한다.

 (2) 용  도   LNG는 황화합물, 질소화합물이 함유되어 있지 않고 LNG로부터 기화한 가스는 메탄 이 주성분이므로 연료로 사용할 때는 완전 연소에 의한 안정된 연소상태가 얻어지므 로, 도시가스 및 발전용 연료 외에 일반 공업용 원료 및 매연발생이 없고, 오염배출 물이 상대적으로 적어 수송용 연료로도 현재 보급 확대 되고 있다.

(3)도시가스 공급체계 천연가스의 공해 배출물은 타 연료에 비해 월등히깨끗하며 유황 산화물과 분진은 없고 질소 산화물의 배출에서도 타 연료에 비해 상대적으로 적게 배출되는 특성을 보이고 있다. 또한 지구 온난화에 대비한 CO2 저감 측면에서도 액체 연료의 CO2 배출의 2/3수준 으로 20～40%정도 절감효과가 있다.    천연가스는 청정 연료의 특징 뿐 아니라 매장 량이 풍부하여 향후 액체 연료의 대체 에너지 원으로서 유망하다. 

2) LPG(Liquefied Petroleum Gas)  (1) LP Gas 성질   LP Gas란 우리말로는 액화석유가스 라고 불린다.   LP Gas는 석유계 탄화수소의 일종 이고 탄소수가 3~4개인 것으로 프로판, 부탄이 주성분이고, 그 외에  프로필렌, 부틸렌 등이 약간 포함되어 있다.

 특성 비고 가스는 공기 보다 무겁다 가스비중 : M(분자량)/29 (예) C3H8=44/29=1.5, C4H10=58/29=2 액체는 물보다 가볍다 0℃에서 액 비중 C3H8: 0.5, C4H10=0.58  기화 시 체적이 약 250배  증가 프로판 액비중이 0.5kg/ℓ에서 1ℓ=0.5kg, 기체부피로 환산하면  44g→  22.4ℓ,  500g→xℓ,  x=250ℓ  기화 및 액화가 용이 -상온 20℃부근에서 프로판은 7kg/㎠, 부탄은 1kg/cm2 정도 가압하면 쉽게 액화되며, -상압 0.1MPa 에서 C3H8은 -42.1℃, C4H10은 -0.5℃이하로 하면 액화  액체의 온도에 의한 부피 변화율이 큼 온도상승시 부피팽창 고려하여 충전율 90%유지 연소시 많은 공기필요 (24～31 N㎥/N㎥_fuel).

(2) LPG의 장단점 -장점 ∘착화, 소화를 자동화하기 쉬움 ∘연소성이 좋아 완전연소 ∘발열량이 크고 열효율이 높음  -장점 ∘착화, 소화를 자동화하기 쉬움 ∘연소성이 좋아 완전연소 ∘발열량이 크고 열효율이 높음 ∘연료 온도 조절폭이 넓고 화염조절이 쉽다. ∘공해가 적고 공급압력 조절이 쉬워 사용 폭이 넓음 -단점 ∘저장탱크 및 용기의 집합장소 필요 ∘부탄 경우 기화장치 필요하며, 기화가스 재액화 할 우려 되고 연료시 다량의 공기 필요 ∘공급시 예비용기 확보 필요 ∘연소기구는 가스에 알맞은 것 사용

(3) LPG 유통구조 LP가스의 생산에서 공급, 소비까지 유통 구조를 [그림 1-2]에 표시하였다.

쉬어가기: 물의 육각수 결정구조

좋은 말을 했을때 : 고마워

좋지 않은 말을 했을 때 : 죽인다

좋은 말을 했을때 : 해주세요

좋지 않은 말을 했을 때 : 해임마

좋은 글을 붙였을때 : 천사

나쁜 글을 붙였을 때 : 악마

좋은환경의 물 : 뉴질랜드

나쁜 환경의 물 : 방콕

나쁜 환경의 물 : 마카오

제2장 연소계산 및 연소장치 1. 연소계산 연소반응도 일종의 산화 반응이므로 연소계산에 제2장  연소계산 및 연소장치 1. 연소계산 연소반응도 일종의 산화 반응이므로 연소계산에 있어서도 화학반응에 의한 일반적인 법칙과 원리를 적용하여 연소에 관계되는 반응물질과 생성 물질 사이에 존재하는 물질의 양적관계를 설명하는 것 연료의 연소는 연료의 종류에 따라서 다르나 연료의 조성으로 살펴보면, 연료를 구성한 가연원소, 즉, 탄소, 수소 및 유황 등 3원소이고, 기체의 경우에는 일산화탄소, 수소, 각종 탄화수소 및 황화합물로서 구성된다.  

1.1 연소계산의 기초 1) 연료의 구성 연료는 탄소, 수소, 산소, 황, 질소와 회분, 수분등으로 구성되어 있다. 1.1  연소계산의 기초  1) 연료의 구성 연료는 탄소, 수소, 산소, 황, 질소와 회분, 수분등으로 구성되어 있다.  2) 가연성분 연료에 포함되어 있는 원소 중 산소와 화합하여 연소할 수 있는 원소, 즉 가연 원소에는 탄소, 수소, 황의 3원소가 있다.

 3) 몰의 개념  분자량에 g을 붙인 것을 1[㏖]이라 하며, ㎏을 붙인 것을 (k㏖)이라 하는데 모든 물질 1㏖은 표준상태 [0(℃), 1기압]에 서는 22.4ℓ를 차지하며 그 무게는 분자 량에 g을 붙인 것이다. 1(k㏖)의 표준 상태에서의 체적은 22.4 (N㎥)이 된다.

<표 2-1 : 중요한 원소의 원자량 및 분자량>  <표 2-1 : 중요한 원소의 원자량 및 분자량> 원소명 원소기호 원자량 분자식 분자량 화학명 탄소 C 12 메탄 CH4 16 수소 H 1 H2 2 에탄 C2H6 30 C3H8 44 O2 32 프로판   질소 N 14 N2 28 탄산가스 CO2 황 S 아황산가스 SO2 64 공기 산소,질소,아르곤의 혼합물    29 일산화탄소 CO

1.2 고체 및 액체연료의 발열량 계산식 1) C의 반응식 및 발열량 연료가 연소하는 것은 연료성분 중 탈 수 있는 1.2  고체 및 액체연료의 발열량 계산식   연료가 연소하는 것은 연료성분 중 탈 수 있는 탄소, 수소, 유황의 가연성분이 있기 때문이고, 연료의 발열량은 이 가연성분의 연소열을 합한 것이다.   1) C의 반응식 및 발열량         C + O2   →   CO2 + 97,200(㎉/k㏖)      12[㎏] : 1[k㏖]    ▣ C 1[kg]의 발열량: 97,200 /12=8,100(㎉/kg)=34(MJ/㎏)

2) H의 반응식 및 발열량 H2 + 1/2O2 → H2O(물) +68,000(㎉/k㏖) 2[㎏] : 1[k㏖]  ▣ H 1㎏의 발열량: 68,000/2 = 34,000 (㎉/k㏖) = 142(MJ/㎏)    H2 + O → H2O(증기) ↑ + 57,200 (㎉/kg)   3) S의 반응식 및 발열량       S + O2 → SO2 + 80,000 (㎉/k㏖)       32[㎏] : 1[㏖]  ▣ S 1㎏의 발열량:80,000/32=2,500 (㎉/㎏)=10.5(MJ/㎏)

4) 고발열량과 저발열량 관계식 (1) 고발열량 열량의 단위는(㎉/k㏖)로서, 가연성분 1(㎏) 분자   (1) 고발열량   열량의 단위는(㎉/k㏖)로서, 가연성분 1(㎏) 분자 량이 연소할 때 발열량이므로 MJ/㎏(㎉/㎏)의 단위로 환산하여야 한다. 연료의 발열량은 열량 계로 측정하지만, 이 때는 실온에서 측정하므로 연소생성 수증기는 물로 응축되면서 증발 잠열 을 방출하게 되는데, 이 값을 계산한 발열량을 고발열량이라하고, 이 증발 잠열을 계산하지 않 지 실제 사용할 수 있는 발열량을 저발열량(진 발열량)이라고 한다.

 1.3  기체 연료의 발열량  기체 연료의 가연 성분으로서는 여러 종류의 것이 있으나 통상의 사용연료 는 일산화탄소(CO), 수소(H2), 포화 탄화수소(메탄:CH4, 프로판:C3H8, 부탄:C4H10 등)와 불포화탄화수소 (에틸렌:C2H4, 프로필렌:C3H6, 부틸 렌: C4H8) 있다.

 포화와 불포화의 기준 탄화수소에서 탄소1개당 수소를 최대가질 수 있는지 여부입니다. 사슬형탄화수소에서 포화탄화수소(알칸), 불포화탄화수소(알켄, 알킨)로 분류되는 데 실제로 탄소4개 짜리 C4H10, C4H8, C4H6 을 비교해보면 탄소4개에 달라붙는 수소의 갯수가 다르다. 알칸 화합물이 최대의 수소를 가지고 알켄, 알킨은 알칸에 비교해서 수소수가 적음을 알 수 있다.

<표2-2:단일가스의 발열량 (완전 연소일 경우)> 성    분 분 자 식 발 열 량 총 발열량 진 발열량 MJ/N㎥ ㎉/N㎥ 일산화탄소 CO 12.6  3,016 수      소 H2 12.8  3,053 10.8  2,573 메      탄 CH4 49.9  9,537 35.9  8,574 에      탄 C2H6 70.5 16,830 64.4 15,379 프  로  판 C3H8 101.5 24,230 93.2 22,267 부   탄 C4H10 134.1 32,020 123.6 29,520 * N㎥: 정상 상태(0℃, 1atm)의 체적, 1gmol=0.224 N㎥

가스의 연소에도 수소성분이 연소에 의하여 수증기를 발생하며, 고체와 액체연소에서 언급 한 거와 같이 이 수증기는 응축하여 물로  가스의 연소에도 수소성분이 연소에 의하여 수증기를 발생하며, 고체와 액체연소에서 언급 한 거와 같이 이 수증기는 응축하여 물로 되돌아 갈 때 열을 방출한다. 이것을 잠열이라 고 한다. H2O는 기체상태에서 액체상태로 변화할 때 10,520 ㎉/k㏖의 에너지를 방출하고 역과정에서는 같은 양을 흡수하게 된다. 따라서 반응후 H2O가 기체 상태일 경우와 액체상태 일 경우 발열량을 저위발열량(lower heating value)및 고위발열량 또는 총 발열량(higher heating value)이라 한다.

2. 연소특성 2.1 불완전연소 연소중에 가연성분이 산화반응을 완전히 완료하지 못하여 연소생성물 내 일산화탄소, 그을음, 미연 2.1  불완전연소 연소중에 가연성분이 산화반응을 완전히 완료하지 못하여 연소생성물 내 일산화탄소, 그을음, 미연 탄화수소 등이 존재하는 것과 같은 상태를 불완전 연소라 한다.  불완전연소의 원인으로서는   -공기의 공급이 부족할 때     -연소배가스의 배출이 불량하여 공기 공급이  원활 하지 못할 때  -공기비에 비해 과대한 가스량이 공급될 때 등이다. 불완전연소를 하면 다량의 일산화탄소, 그을음 등이 방출되기 때문에 공기량의 조절, 배가스의 배출 등에 주의해야 한다.

2.2  연소상태  연소는 정상연소와 비정상연소 구분된다. 정상연소는 [그림2-1(a)]와 같으며, 비정상 연소는 (b) 또는 (c)와 같다.

CmHn+(m+n/4)O2⇒mCO2+n/2H2O+Q 2.3  연소 반응  가스기기에 있어서 연소란, 연료와의 화합 상대가 산소인 경우이며, 단순기체 탄화수소( 의 연소방정식(반응 및 생성 물 관계)은 다음과 같이 나타낼 수 있다.  그리고 기체연료의 연소방정식은 <표 2-3>와 같다 CmHn+(m+n/4)O2⇒mCO2+n/2H2O+Q

* N㎥: 정상 상태(0℃, 1atm)의 체적, 1gmol=0.224 Nm3 <표2-3 : 단순기체 연소방정식 성  분 분자식 연소의 화학방정식 반응식 발열량 (MJ/N㎥) (㎉/N㎥) 일산화탄소 수      소 메      탄 프  로  판 부      탄 CO H2 CH4 C3H8 C4H10 2CO+O2=2CO2 2H2+O2=2H2O CH4+2O2=CO2+2H2O C3H8+5O2=3CO2+4H2O C4H10+13O2=8CO2+10H2O 12.71 12.77 39.15 102.03 134.02 3,035 3,050 9,350 24,370 32,010 * N㎥: 정상 상태(0℃, 1atm)의 체적, 1gmol=0.224 Nm3

2.4 이론공기량(A0)과 실제공기량(A) 이론 공기량을 구하기 위해서는 먼저 이론산소량을 구하면 쉽게 계산할 수 있다. 우선 이론산소량을 계산 하는 방법을 알아보자. 1) 이론산소량(O2)   연료를 완전 연소하는데 필요한 최소량의 산소를 이론 산소량이라 한다.   (1) 탄소 C의 연소반응식        C   +     O2    →        CO2        12[㎏]    32[㎏]           44[㎏]         1[㎏]    32/12=2.67[㎏]      3.67[㎏]         2[㎏]      22.4[N㎥]         22.4[N㎥]          1[㎏]   22.4/12=1.87[N㎥]    1.87[N㎥]

(2)수소 H2      H2       +   1/2  O2    →       H2O      2[㎏]    16[㎏]          18[㎏]        1[㎏]   16/2=8[㎏]         9[㎏]        2[㎏]    11.2[N㎥]         22.4[N㎥]      1[㎏]   11.2/2=5.6[N㎥]    11.2[N㎥]

2) 이론공기량(A0) 연료 단위체적당(중량당)에 함유되어 있는 탄소, 수소, 황을 완전연소시 필요한 최소의 공기량을 이론공기량이라 한다. 즉 이론공기 량을 구할 때는 우선 이론산소량을 구하고 구한 이론산소량에 중량단위 일때는 0.23, 부피단위일 때는 0.21를 나누면 된다. 왜냐하면 참고 표에서 보면 공기 1N㎥내에 질소(N2)가 79%, 산소(O2 )가 21% 포함되어 있기 때문에 구한 산소량으로 공기량을 계산 할 수 있기 때문이다.

공기1㎏ 공기 1N㎥ 0.768 0.232 0.79 0.21 76.8% 23.2% 79% 21% N2 O2 N2 O2

3) 실제공기량(A)  연료를 연소할 때는 이론공기량 만으로는 연료를 완전 연소할 수 없으므로 이론공기 량 이상을 공급하는데, 이를 완전연소시키 기 위하여 이론공기량보다 많이 실제로 공 급되는 공기를 실제공기량이라 한다. 또한 실제 공기량과 이론공기량의 비를 공기비 또는 과잉공기계수라 한다.          A + A0 × m = A0 + (A + A0)       A:실제공기량, A0 :이론공기량, m:공기비

(1) 공기비(m):  실제사용공기량을 이론공기량으로 나눈 것 m = A/A0 =1+(A-A0)/ A0  (2) 과잉공기율(%):            [실제공급된공기량(A)-이론공기량(A0)]/이론공기량(A0)   ∘ 공기과잉율(%)= (m-1)×100   ∘ %과잉공기량=(과잉공기량/이론공기량)   (3) 과잉공기 공급시 연소 특성    ∘연소효율이 높다    ∘과잉공기가 과다하면 연소온도가 저하하고 열손실이 증대된다.

★공기비(m) 측정 방법★ 21 (CO2)max 21(CO2) - 21(CO2)max m = --------- m = --------- 21-(O2) (CO2) 21 (CO2)max m = --------- = ------------ 21-(O2) (CO2) 21(CO2) - 21(CO2)max O2 = --------------------- - (CO2)max ※ 주연료의 (CO2)max 값 등유,경유:15%, LNG:12%, LPG:14.5%

용어 내용 실제공기량 연료를 실제로 완전 연소하려면 이론 공기량보다 많은 공기가 필요하다. 이 때의 공기량 이론공기량 연료를 완전 연소시키는데 필요한 공기량 이론산소량 연료를 완전 연소시키는데 필요한 산소량 과잉공기량 이론공기보다 과잉으로 공급한 공기량   과잉공기량 = 실제공기량-이론공기량 공기비(m) 실제공기량과 이론 공기량과의 비   m = 실제공기량/이론공기량 ․기체연료 : 공기비(m) = 1.1~1.3 ․액체연료 : 공기비(m) = 1.2~1.4 ․고체연료 : 공기비(m) = 1.4~2.0 공연비(A/F)  연료와 공기의 부피비

2.5  이론산소량과 연소가스량  1)이론산소량(O2)   연료를 완전 연소하는데 필요한 최소량의 산소를 이론산소량이라 한다. 2) 연소가스 조성 및 연소가스량  가연성가스의 연소 생성물은 연소과정을 완전 연소 과정으로 볼 때 크게 CO2, H2O, N2 와 O2로 구분된다. 물론 미량의 NOx, CO 및 미연탄화수소[미연연료, UHC(unburned Hydro carbon)] 등이 배출되지만 시스템의 효율과 관련된 문제에서는 무시될 수 있다.

<표 2-4 :천연가스의 건배가스 성분, 천연가스 성분: CH4(89. 78),C2H6(7. 48), C3H8(2 <표 2-4 :천연가스의 건배가스 성분, 천연가스 성분: CH4(89.78),C2H6(7.48), C3H8(2.02), n-C4(0.36), i-C4(0.34), N2(0.02)> 건 가스 성분(mole %) 공기비 연소 공기량 연소 가스량(wet) O2 CO2 N2  kg/kg N㎥/N㎥ 0.0 12.1 87.9 1.00 16.9 10.5 17.9 11.6 1.0 11.5 87.5 1.04 17.6 11.0 18.7 12.0 2.0 10.9 87.1 1.09 18.5 19.5 12.5 3.0 10.3 86.7 1.15 19.4 20.4 13.1 4.0 9.8 86.2 1.21 12.7 21.5 13.8 5.0 9.2 85.8 1.28 21.6 13.4 22.6 14.5 10.0 6.3 83.7 1.82 30.63 19.1 31.7 20.1

* 공기중 조건, ** 이론 공기량= 이론 산소량*(1/0.21) ---- 체적비 <표2-5 : 대표적인 가연성 가스의 화학방정식과 반응 및 생성물 관계 >  성  분 분자식 연소의 화학방정식 산소량 N㎥/ N㎥ 공기량 N㎥/N㎥ 연소생성물 생성비 착화 온도 ℃ 반응식 발열량(/N㎥) CO2 H2O MJ ㎉ 일.탄소 수   소 메   탄 프로판 부   탄 CO H2 CH4 C3H8 C4H10 2CO+O2=2CO2 2H2+O2=2H2O CH4+2O2=CO2+2H2O C3H8+5O2=3CO2+4H2O C4H10+13O2=8CO2+10H2O 12.7 39.9 102 143 3,03 3,05 9,53 24,3 32,0 0.5 2.0 5.0 6.5 2.381 9.524 23.82 30.97 1 3 4 2 5 610 530 645 510 490 탄화수소 CmHn CmHn+(m+n/4)O2= mCO2+(n/2)H2O   m+n/4- 1/2 /0.21** m n/2 * 공기중  조건,   ** 이론 공기량= 이론 산소량*(1/0.21) ---- 체적비 이론 산소량*(1/0.23) ---- 중량비

2.6  연소온도 1) 이론연소온도 연료를 이론공기량만 공급하여 완전 연소시킬때 최고로 올릴수 있는 온도 2)실제연소온도 이론공기량 갖고 완전연소 하는 것은 불가능 하다. 즉 발생되는 열의 일부 는 외부에 흡수되므로 실제연소온도 는 이론연소온도보다 항상 낮다.

2.7 연소한계 연료가스와 공기의 혼합비율이 즉 가연 범위일 때 혼합가스는 연소한다. 이 범위보다 공기가 2.7   연소한계 연료가스와 공기의 혼합비율이 즉 가연 범위일 때 혼합가스는 연소한다. 이 범위보다 공기가 많거나 또는 연료가스가 많아도 연소하지 않는 다. 이범위를 연소한계(Flammable range)또는 폭발범위라 하며 그 한계를 연소한계(Limits of inflammability)또는 폭발한계라 한다. 이 한계는 일반적으로 공기와 혼합되어져 있는 가스량 %로 표시하며 가스의 최고 농도를 상한, 최저농도를 하한이라 한다. 연소가 일어날 수 있는 가연성가스의 농도 범위로 연소한계는 보통 1기압, 상온조건을 기준으로 한다.

< 2-6 : 연소한계> 성분 분 자 식 공기중의 가스 농도(%) 0 20 40 60 80 100 연소한계(%) <  2-6  : 연소한계> 성분 분 자 식 공기중의 가스 농도(%)   0   20 40 60 80 100 연소한계(%)   하한 상한 일산화탄소 CO 12.5 74.0 수소 H2  4.0 75.0 메탄 CH4  5.0 15.0 에탄 C2H6  3.0 프로판 C3H8  2.2  9.5 부탄 C4H10  1.9  8.5 이세틸렌 C2H2 2.5 81.0 에틸렌 C2H4 3.1 32.0

연소한계는 측정법, 조건 등에 따라 조금씩 다르지만 각 가스의 한계치는 <표2-6>에 표시한 것과 같다. 여기서 알수 있듯이  C2H2, H2의 연소범위가 가장 넓고 CO는 다음으로 연소범위가 넓으나 탄화 수소류는 연소범위가 좁다.  연소 한계에 미치는 온도의 영향은 일반적으 로 온도가 상승하면 반응속도가 빨라지고, 열의 발생 속도가 커져 하한계는 낮아지고 상한계는 높아져 연소 범위가 넓어진다.

3. 연소장치 3.1 연소방식 가스의 연소는 가스와 공기의 혼합하는 위치와 미리 혼합하는 공기(1차 공기)의 3.1  연소방식  가스의 연소는 가스와 공기의 혼합하는 위치와 미리 혼합하는 공기(1차 공기)의 양에 의해 불꽃의 형상, 온도, 불꽃의 안전 성 등이 다르며 각각의 특성을 살펴 용도에 맞게 이용하고 있다. 이것에 의하여 연소 방법은 1차 공기의 혼합비율과 1차 공기의 혼합방법에 의해 분류할 수 있다.

1) 연소방식의 분류 (1) 예혼합(premixed) 연소 연료가 공기와 미리 섞인 상태에서 연소가   연료가 공기와 미리 섞인 상태에서 연소가 이루어지는 방식으로 공기의 양에 따라  전1차식, 분젠식, 세미분젠식 화염으로 구분됨  (2) 확산(diffusion) 연소   가연성 연료분자와 공기분자가 서로 확산에 의해 혼합하면서 화염을 형성하는 연소형태 (적화식 버너)로 특징을 살펴보면<표2-7>된다.

<표2-7 : 각종 연소 방식에 따른 화염 특징> 구     분 예 혼합 연소 확산연소 전 1차 공기식 분 젠 식 세미분젠식 적 화 식 필요 공기 1차 공기(%) 100% 40~70% 30~40% 2차 공기(%) 60~30% 70~60% 100 불꽃의 색 청 록 색 청    색 약간적색 불꽃의 길이 짧   다 약간 길다 길    다 불꽃의 온도(℃) 950 1,300 1,000 900

가스연소기에는 분젠식이 많이 사용되고 있으나 연소실 부하를 높이기 위해 전 1차 공기식을 이용하는 경우도 있으며,  크게 구분하면 예혼합 연소방식과 확산 연소방식 으로 구분된다.  전자는 가스와 공기를 미리 혼합하여 연소실에서 연소시키는 것을 말하 고 이것에는 전 1차 방식과 분젠식, 세미분 젠식이 포함된다. 한편 후자는 가스와 공기 를 별도로 입구로부터 연소실로 끌여들여 연소시키는 것을 말하고 이것에는 적화식 연소가 이 방식에 포함된다.

 3.2  버너 종류  1) 적화식 버너   가스를 그대로 대기중에 분출하여 연소시키는 방법으로 연소에 필요한 공기는 전부 불꽃의 주변에서 취한다.  일반적으로 연소반응이 완만하여 불꽃이 길게 되어 적황색을 띤다. 이 방식의 버너는 소음이 적고 역화 염려가 없으며 공기조절이 필요 없다. 그러나 고온(900℃, 적황색)을 얻기 어렵고 불완전 연소로 인한 매연이 발생 할 가능성이 있다.  가스중에 중탄화수소가 많거나 공기의 공급이 불충분하면 탄소입자가 그대로 연소 배기가스 중에 포함되어 매연이 되는 것이다.

2) 분젠(Busen)식 버너 이러한 방법은 그림4-1과 같이 가스가 노즐로 부터 일정한 압력으로 분출하고 그때의 운동 에너지에 의하여 공기구멍으로 연소에 필요한 공기의 일부분(1차 공기)을 흡입하여 혼합관 중 에서 혼합하여 염공으로 부터 연소한다. 이 때 불꽃은 주변에서 확산에 의해 공기를 필요로 하며 이 공기를 2차 공기라 한다.  불꽃은 내염(內炎)이라 하는 둥근상태의 청백부분과 바깥쪽의 외염(外炎) 및 눈에 보이지 않는 고온층으로 구별할 수 있다. 즉 연소시 필요한 공기를 1차, 2차공기에 의하여 연소하는 방식으로 역화의 염려가 있으나 열효율이 높다. 그리고 좁은 연소공간에서 완전연소가 가능 한 반면 가스소비량 크다.

3) 세미분젠식 버너 분젠식과 적화식 중간방식의 버너로 1차 공기율이 약 40%이하이며 내염과 외염의 구별이 확실하지 않음.  3) 세미분젠식 버너   분젠식과 적화식 중간방식의 버너로 1차 공기율이 약 40%이하이며 내염과 외염의 구별이 확실하지 않음. 불꽃온도는 1000℃ 부근이고 불꽃색은 청색으로 역화하는 경우 거의 없음.

연소에 필요한 필요공기량 전체를 1차 공기에 의존 4) 전 1차 공기식 버너 연소에 필요한 필요공기량 전체를 1차 공기에 의존 하여 연소하는 방식으로 1차 공기와 가스를 미리 혼합시켜 연소하는 버너. 분젠식에 1차 공기를 많이 하면 화염이 역화 또는 리프트하는 경우가 있으며, 전 1차식 공기식 연소법도 필요 공기를 전부 1차 공기로 해서 흡입하므로 역화 하기 쉬운 연소법. 이러한 현상이 일어나지 않도록 염공을 특별한 구조 로 한 것이 원적외선 난로, 세라믹, 메탈화이버 (Metal Fiber Burner)등이 이 연소법을 응용한 것 가정용 난방기 및 특수 용도에 이용. 불꽃온도는 850℃ 부근이고 금속망이나 세라믹 표면에 연소시키 는 방식으로 설치가 용이하다.

[그림 3-1 : 분젠식 버너]

[그림 3-2  : 전 1차 공기식 버너]

3.3 연소시 발생되는 현상 및 원인 현상 원인 불완전연소 ∘가스량의 비와 공기비가 맞지 않을 때  3.3 연소시 발생되는 현상 및 원인 현상 원인 불완전연소 ∘가스량의 비와 공기비가 맞지 않을 때 ∘배기가스 배출이 불량해 배압이 높아 연소공기 공급이 불량 할 때 ∘연소기구 후레임 냉각 역화 ∘염공의 확대와 분출가스압 저하 (연소속도 일정) ∘버너 노즐부의 과열로 연소속도 증대시 (연료 분출속도 일정) ∘1차 공기 과대 (연소속도 증가) 비화 연료분출속도> 연소속도, 불꽃이 노즐선단 일정거리를 두고 연소 ∘조정기 고장으로 인한 버너에 과대한 가스압이 발생되는 경우 ∘배가스 배출불량으로 인한 2차공기 부족(연소속도 저하) ∘버너 노즐이 맞지 않음 적황색 불꽃연소 현상 (Yellow tip) 1차공기 부족으로 노즐 불꽃색이 적황색이 띠면 연소하는 현상을 말하며 적황색 불꽃연소시에는 불완전연소가 일어남

3.4 급배기 방식에 따른 분류   1) 개방식 흡기 및 배기장치가 별도로 부착되어 있지 않는 연소기구로 밀폐된 공간에서 장시간 연소시 일산화탄소 중독발생이 있는 방식으로 가스렌지, 가스팬히터, 소형순간온수기 등이 여기에 속한다.

2) 반밀폐식 반밀폐식에는 자연배기식(Conventional Flue:  2) 반밀폐식   반밀폐식에는 자연배기식(Conventional Flue: CF)과 강제배기식(Forced Exhaust:FE)으로 구분  (1)자연배기식(Conventional Flue:CF):연소시 필요공기는 실내에서 충당하고 배기는 옥외로 배출시키는 방식으로 연도 및 연돌의 냉각시에 는 배기가스 배출이 불가능한 방식  (2)강제배기식(Forced Exhaust:FE):연소시 필요 공기는 실내에서 충당하고 배기가스는 송풍기 를 부착시켜 강제로 외기에 배출시키는 방식으 로 연도 및 연돌의 냉각 시에도 배기가스 배출 이 가능한 방식

3) 밀폐식 밀폐식에는 자연급배기식(Balaced Flue: BF)과 강제급배기식(Forced Draft:FF)으로 구분  3) 밀폐식   밀폐식에는 자연급배기식(Balaced Flue: BF)과 강제급배기식(Forced Draft:FF)으로 구분   (1)자연급배기식(BF:Balanced Flue):흡기 및 배기를 옥외로 하는 연소방식으로 밀폐된 공간에서 장시간 연소시켜도 폐가스(CO)에 의한 사고는 발생하지 않는 것으로 온수보일러, 대형온수기 등에 채용   (2)강제 급배기식(FF:Forced Draft):강제송풍기를 부착하여 흡기 및 배기를 옥외로 하는 연소방식으로 BF방식과 같이 폐가스로 인한 사고는 발생하지 않는다.

4) 통풍방식 배기가스는 옥내에 체류하거나 연소기내에 잔류 하면 인체 및 기기에 무리가 있으므로 자연통풍 내지는 인공통풍으로 배출하여야 한다. 종류 방식 자연통풍 인공통풍 연돌에 의한다. 통풍팬 등을 이용한다.(취출, 압입, 평형) 취출통풍 압입통풍 평형통풍 연돌 통풍팬 등에 의해서 열가스를 취출 한다. 통풍팬에 등에 의해서 공기를 연소실로 공급한다. 취출하기 위한 강제 통풍장치를 양쪽에 설비한 것.

[그림 3-3 : BF형 기기]

[그림 3-4 : FF형 기기]

지금까지 경청해 주신 여러분께 감사 드립니다. 여러분들에게 좋은 결과 있으시길 기원합니다.