보일러 급수관리

(1) 급수 불순물 종류

용존가스 : 산소, 탄산가스, 암모니아 등으로 점식이 원인이 된다.

염류 : 칼슘, 마그네슘 등 염류를 말하며 농축되어 스케일이나 슬러지 생성이 되고 부식의 발생 원인이 된다.

중탄산칼슘 : 급수 용존 염류 중 가장 일반적인 슬러지 성분으로 온도가 낮은 상태에서 발생한다.

중탄산마그네슘 : 보일러수 중에 열분해 되어 탄산마그네슘, 수산화마그네슘 슬러지가 된다.

황산칼슘 : 고온에서 석출 하므로 주로 증발관에서 스케일화되는 것으로 보일러 내 처리가 불충분한 경우에 생성되기 쉽고 대단히 악질 스케일이 된다.

황산마그네슘 : 용해도가 커서 그 자체로는 스케일 생성이 잘 안 되나 탄산칼슘과 작용해서 황산칼슘과 수산화마그네슘의 경질 스케일이 발생한다.

염화마그네슘 : 보일러수가 적당한 pH로 유지되는 경우 가수분해의 해 수산화마그네슘의 슬러지가 되며, 블로다운 시 배출시킬 수 있다.

기타 : 염화칼슘, 규산염 등이 스케일 생성의 원인이 된다.

고형 협잡물 : 흙탕, 유지분 및 규산염 등으로 프라이밍, 포밍 발생의 원인이 된다.

 

(2) 불순물 장해 

스케일(scale) 생성 : 보일러 수증의 용해 고형물로부터 생성되어 증발관, 관벽, 드럼, 기타 전열면에 부착해서 단단하게 굳어지는 관석으로 보일러의 전열면이다 효율의 저하로 피해가 발생된다.

슬러지(sludge) 생성 : 부착되지 않고 드럼, 헤더 등의 밑바닥에 침적되어 있는 연질의 침천물로 보일러수의 순환을 방해하고 보일러 효율을 저하한다.

부유물(현탁물) : 보일러 수중에 부유되어 있는 불용성의 현탁물로 캐리오버 발생의 원인이 된다.

가성취화의 원인 : 보일러 수중에서 분해되어 생기 가성소다가 과도하게 농축되면 수산이온이 많아져서 알칼리도가 높아진다. 이것이 강재와 작용해서 생기는 나트륨이 강재의 결정입계를 침해하여 재질을 열화 시킨다.

캐리오버 발생 : 관수 농축 시 프라이밍, 포밍 현상을 일으켜 증기 중에 물방울이 섞여서 운반되는 현상의 발생 원인이 된다.

(3) 보일러 수질 관리

급수

pH : 급수계통의 부식을 방지하는 것을 주목적으로 하고, pH7.0~9.0 정도 유지시킨다.

경도 : 스케일 생성 및 슬러지 침전을 방지하기 위하여 관리한다.

유지류 : 포밍의 원인이 되고, 전열면에 스케일 생성의 원인이 되기 때문에 관리한다.

용존산소 : 부식 중 공식의 원인이 되므로 급수단계에서 제한한다.

탈산소제 : 탈기기에서 누설되는 용존산소를 히드라진을 이용하여 제거하는 경우에 잔류하는 히드라진이 열분해 하여 암모니아를 생성하여 동 및 동합금을 부식시키므로 급수 중의 히드라진 상한 농도를 관리한다.

보일러 수

pH : 보일러 내부의 부식 방지 및 캐리오버를 방지하기 위하여 pH11.0~11.8 정도의 범위를 유지시킨다.

P-알칼리도 및 M-알칼리도 : P-알칼리도가 높으면 실리카 스케일 생성이 억제되고, 급수 중 M-알칼리도가 높으면 보일러수의 pH가 높게 되어 캐리오버가 억제된다.

전 고형물(증발 잔류물) : 부식이 방지되고 캐리오버가 억제되므로 상한 농도를 관리한다.

염화물 이온 : 부식 방지와 전 고형물 농도를 측정하기 위하여 상한 농도를 관리한다.

인산 이온 : 보일러 수 pH 조절과 스케일 방지를 위하여 조절, 관리한다.

실리카 이온 : 실리카 스케일 생성방지 및 캐리오버를 방지하기 위하여 농도를 관리한다.

아황산 이온 : 아황산염은 열분해 하여 황산가스를 발생시켜 응축수의 pH를 저하시킨다.

(4) 보일러 용수 관리

a) 용수처리의 목적

스케일, 슬러지가 고착되는 것을 방지하기 위하여 용수관리를 한다.

보일러수가 농축되는 것을 방지하기 위하여 용수관리를 한다.

보일러 부식을 방지하기 위하여 용수관리를 한다.

가성취화현상을 방지하기 위하여 용수관리를 한다.

캐리오버현상을 방지하기 위하여 용수관리를 한다.

b) 용수처리 방법

외처리(1차 처리) : 급수 중에 포함되어 있는 고체 협작물, 융해 고형물, 용존가스 등을 보일러 외부에서 처리하는 방법을 총칭하는 것이다.

고체 협작물 처리 : 침강법(침전법), 여과법, 응집법이 있다.

용해 고형물 처리 : 이온교환 수지법, 증류법, 약품 처리법(약품 첨가법)이 있다.

용존가스 처리 : 기폭법(폭기법), 탈기법이 있다.

내 처리(2차 처리) : 내 처리제(청관제)를 급수에 첨가하거나 보일러 드럼 내의 물에 첨가하여 보일러수 주에 포함되어 있는 불순물로 인한 장해를 방지하는 방법으로 보일러 내에서 행하여진다.

<청관제 선정 시 주의사항>

수질을 정확히 분석, 파악한다.

스케일의 화학적 조정을 분석한다.

내 처리제 주요 성분을 파악한다.

가열 후 슬러지 생성을 파악한다.

pH 변화 측정, 인산염 농도를 측정한다.

관석을 함께 첨가, 용해현상을 검토한다.

<청관제의 역할>

보일러수의 pH 조정한다.

보일러수의 연화 작용을 한다.

슬러지의 조정을 한다.

보일러수의 탈산소 작용을 한다.

가성취화를 방지한다.

포밍(forming) 방지한다.

<내 처리제의 종류 및 작용>

pH 및 알칼리 조정제 : 급수 및 보일러수의 pH 및 알칼리도를 조절하여 스케일 부착을 방지하고 부식을 방지한다. 종류에는 수산화나트륨, 탄산나트륨, 인산나트륨, 인산, 암모니아 등이 있다.

연화제 : 보일러수 중의 경도성분을 불용성으로 침전시켜 슬러지로 하여 스케일 부착을 방지한다. 종류에는 수산화나트륨, 탄산나트륨, 인산나트륨 등이 있다.

슬러지 조정제 : 슬러지가 보일러의 전열면에 부착하여 스케일로 되는 것을 방지하기 위하여 보일러수 중에 분산, 현탁 시켜 분출에 의해 쉽게 배출할 수 있도록 하는 것으로 종류에는 탄닌, 리그린, 전분 등이 있다.

탈산소제 : 급수 중의 용존산소를 제거하여 부식(점식)을 방지하기 위한 것으로 종류에는 아황산나트륨, 히드라진, 탄닌 등이 있다.

가성취하 방지제 : 가성취화 현상을 방지하기 위하여 사용하는 것으로 종류에는 황산나트륨, 인산나트륨, 질산나트륨, 탄닌, 리그린 등이 있다.

기포방지제(포밍 방지제) : 포밍현상을 방지하기 위한 것으로 고급 지방산 폴리아민, 고급 비방산 폴리알코올 등이 있다.