(사)한국에너지기술인협회 / 이대철 교수
6. 보일러 배기가스 폐열 회수
6.1 보일러 공연비 제어
기후협약의 주요 내용은 온실가스인 CO₂ 발생량을 줄이는 것으로 요약할 수 있다. 가스, 석유, 석탄 등으로 대표되는 화석연료는 주로 탄소와 수소로 구성되어 있기 때문에 이들 연료를 사용하는 설비에서는 CO₂의 발생은 불가피하다.
CO₂ 발생량을 가장 확실하게 줄일 수 있는 방법은 화석연료를 대체할 수 있는 신에너지(태양열, 풍력에너지, 연료전지 등) 개발이라 할 수 있지만, 현재의 기술로서는 대체에너지에만 의존하는 것은 불가능하다.
이에 차선책으로서 화석연료를 사용하되 에너지 기기의 효율을 향상시켜 적은 양의 연료를 사용하고도 필요한 에너지를 공급함으로서 CO₂ 발생량을 줄이는 효율 향상에 관한 검토가 많이 진행되고 있다.
<그림 1> 전자식 자동 연소 제어 시스템
보일러에서 소모하는 연료량은 국가 전체에서 사용하는 연료의 약 20%정도이기 때문에 보일러는 기후협약을 위해 검토할 주요 대상기기중 하나이다. 산업현장에서 사용되고 있는 산업용보일러(난방용 보일러 포함)의 운전 실태를 조사하여 보면 에너지를 절약할 수 있는 요소가 다분히 존재한다.
실제 운전 중인 보일러의 공연비를 조사한 결과에 의하면 공연비가 평균 1.6 정도로 확인되고 있다. 공연비(공연비=실제공기량 / 이론공기량)는 연료를 연소시키기 위하여 공급되는 공기의 양을 표현하는 용어이다.
공연비가 1.0인 경우는 연료를 완전 연소시키기 위한 이론적인 최소공기량만이 공급되는 것을 의미한다. 공연비가 1.6인 경우에는 이론공기량의 60%가 과잉공기로서 더 공급되고 있는 것을 뜻하며, 이 60%의 과잉공기는 실온으로 연소기기에 들어와서 가열된 후에 배기가스온도만큼의 열을 가지고 배출된다.
즉 과잉공기는 연소기기 내부에서 연소반응에는 전혀 참여하지 않고 단지 가열되어 배출되기 때문에 열손실의 주요 원인중 하나이다. 실제 보일러에서 공연비 1.0으로는 완전연소를 시킬 수가 없기 때문에 공연비 1.1∼1.2 정도를 권장하고 있다. 공기비 1.6인 보일러의 공연비를 1.1∼1.2로 관리할 수 있다면 약 4∼5% 에너지 절약을 기대할 수 있다.
중략......
월간 에너지관리 2023년 8월호 게재
(사)한국에너지기술인협회 / 이대철 교수
6. 보일러 배기가스 폐열 회수
6.1 보일러 공연비 제어
기후협약의 주요 내용은 온실가스인 CO₂ 발생량을 줄이는 것으로 요약할 수 있다. 가스, 석유, 석탄 등으로 대표되는 화석연료는 주로 탄소와 수소로 구성되어 있기 때문에 이들 연료를 사용하는 설비에서는 CO₂의 발생은 불가피하다.
CO₂ 발생량을 가장 확실하게 줄일 수 있는 방법은 화석연료를 대체할 수 있는 신에너지(태양열, 풍력에너지, 연료전지 등) 개발이라 할 수 있지만, 현재의 기술로서는 대체에너지에만 의존하는 것은 불가능하다.
이에 차선책으로서 화석연료를 사용하되 에너지 기기의 효율을 향상시켜 적은 양의 연료를 사용하고도 필요한 에너지를 공급함으로서 CO₂ 발생량을 줄이는 효율 향상에 관한 검토가 많이 진행되고 있다.
<그림 1> 전자식 자동 연소 제어 시스템
보일러에서 소모하는 연료량은 국가 전체에서 사용하는 연료의 약 20%정도이기 때문에 보일러는 기후협약을 위해 검토할 주요 대상기기중 하나이다. 산업현장에서 사용되고 있는 산업용보일러(난방용 보일러 포함)의 운전 실태를 조사하여 보면 에너지를 절약할 수 있는 요소가 다분히 존재한다.
실제 운전 중인 보일러의 공연비를 조사한 결과에 의하면 공연비가 평균 1.6 정도로 확인되고 있다. 공연비(공연비=실제공기량 / 이론공기량)는 연료를 연소시키기 위하여 공급되는 공기의 양을 표현하는 용어이다.
공연비가 1.0인 경우는 연료를 완전 연소시키기 위한 이론적인 최소공기량만이 공급되는 것을 의미한다. 공연비가 1.6인 경우에는 이론공기량의 60%가 과잉공기로서 더 공급되고 있는 것을 뜻하며, 이 60%의 과잉공기는 실온으로 연소기기에 들어와서 가열된 후에 배기가스온도만큼의 열을 가지고 배출된다.
즉 과잉공기는 연소기기 내부에서 연소반응에는 전혀 참여하지 않고 단지 가열되어 배출되기 때문에 열손실의 주요 원인중 하나이다. 실제 보일러에서 공연비 1.0으로는 완전연소를 시킬 수가 없기 때문에 공연비 1.1∼1.2 정도를 권장하고 있다. 공기비 1.6인 보일러의 공연비를 1.1∼1.2로 관리할 수 있다면 약 4∼5% 에너지 절약을 기대할 수 있다.
중략......
월간 에너지관리 2023년 8월호 게재