보일러 효율, 절탄기(Economizer) : 폐열회수 원리, 장단점, 그리고 설치 시 고려사항까지

보일러 시스템의 효율을 극대화하고 연료비를 절감하는 데 핵심적인 역할을 하는 장치, 바로 절탄기(Economizer)입니다. 이 글에서는 절탄기의 정의부터 작동 원리, 장단점, 그리고 설치 시 주의해야 할 점까지 상세하게 파헤쳐 보겠습니다.

절탄기란 무엇일까요?

절탄기는 보일러에서 배출되는 뜨거운 배기가스의 폐열을 회수하여 보일러 급수를 예열하는 장치입니다. 흔히 '에코노마이저'라고도 불리며, 버려질 수 있는 열에너지를 재활용하여 보일러의 효율을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 절탄기를 통해 회수되는 열은 전체 발열량의 약 30%에 달할 수 있다는 점을 고려하면, 절탄기가 보일러 시스템에서 얼마나 큰 역할을 하는지 짐작할 수 있습니다.

절탄기의 작동 원리: 폐열 재활용의 핵심

절탄기의 작동 원리는 간단하지만 매우 효율적입니다.

1. 폐열 회수: 보일러에서 연소 후 발생하는 고온의 배기가스가 절탄기를 통과하면서 열을 전달합니다.
2. 급수 예열: 전달된 열은 보일러로 공급되는 급수를 데우는 데 사용됩니다.
3. 열효율 증대: 예열된 급수는 보일러 내부에서 더 적은 에너지로 증기로 변환되어 전체적인 열효율을 높입니다.

이러한 과정은 단순히 열을 재활용하는 것을 넘어 연료 소비를 줄이고, 보일러의 수명을 연장하는 데까지 영향을 미칩니다.

절탄기의 다양한 장점: 왜 사용해야 할까요?

절탄기를 사용함으로써 얻을 수 있는 주요 장점들은 다음과 같습니다.

1. 연료 절감: 보일러의 열효율을 높여 연료 소비량을 4%에서 최대 11%까지 줄일 수 있습니다. 이는 곧 운영 비용 절감으로 이어집니다.
2. 증발량 증가: 급수 온도가 높아져 더 적은 에너지로 증기를 생산할 수 있으며, 이는 전체적인 생산성 향상에 기여합니다.
3. 열응력 감소: 보일러 내부의 온도 차이를 줄여 열응력을 감소시키고, 스케일 형성을 억제하여 보일러 수명을 늘립니다.
4. 환경 보호: 연료 사용량을 줄임으로써 온실가스 배출량을 감소시켜 환경 보호에 기여합니다.

절탄기의 잠재적 단점: 고려해야 할 사항들

절탄기가 많은 장점을 제공하지만, 다음과 같은 잠재적인 단점도 고려해야 합니다.

1. 저온 부식: 배기가스 온도가 낮아지면 결로 현상이 발생하고, 황 성분 등으로 인해 부식이 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 결로수 제거 및 중화 처리 장치 설치가 필요할 수 있습니다.
2. 통풍력 저하: 배기가스 흐름에 저항을 주어 통풍력이 저하될 수 있으며, 이는 보일러 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
3. 설치 및 유지보수: 설치 공간이 필요하고, 구조가 복잡하여 주기적인 점검 및 유지보수가 필요하며, 수리나 검사가 어려울 수 있습니다.

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절탄기 설치 시 고려해야 할 핵심 사항들

절탄기를 효율적으로 사용하기 위해 설치 시 다음과 같은 요소들을 고려해야 합니다.

 

• 응축수 탱크 온도 조절: 응축수 탱크의 온도를 낮추어 응축잠열을 최대한 활용해야 합니다.
• 정확한 통풍량 계산: 설치 전 충분한 통풍량을 확보하여 연소 가스의 흐름을 원활하게 유지해야 합니다.
• 결로수 관리: 결로수는 부식의 원인이 될 수 있으므로, 정기적인 결로수 관리 및 배수 시스템 구축이 필수적입니다.
• 급수 적정 온도: 제조사에서 정한 적정 급수 온도를 준수하여 저온 부식을 방지해야 합니다. 일반적으로 비등점 이하로 유지하는 것이 좋습니다.
• 에어 벤트 설치: 절탄기 하부에서 응축수가 많이 떨어진다면 에어 포켓이나 증기 포켓 문제가 있을 수 있으므로, 에어 벤트를 설치하여 해결해야 합니다.

절탄기의 다양한 활용 분야

절탄기는 다양한 산업 현장에서 활용되고 있습니다.

• 화력 발전소: 증기 발전소에서 보일러 효율을 높이는 데 필수적입니다.
• 산업용 보일러: 공장, 발전 시설 등 다양한 산업 현장에서 보일러 효율을 높이는 데 사용됩니다.
• 선박: 디젤 엔진의 배기가스 절탄기는 엔진에서 나오는 폐열을 회수하여 에너지로 재활용합니다.

절탄기, 에너지 효율의 핵심 파트너

절탄기는 보일러 시스템의 효율을 극대화하고 에너지 비용을 절감하는 데 중요한 역할을 하는 핵심 장치입니다. 폐열 회수를 통해 연료 소비를 줄이고, 보일러 수명을 연장하는 효과를 제공합니다. 이 글에서 제시된 정보들을 바탕으로 절탄기의 원리와 장단점을 이해하고, 설치 시 주의사항을 고려하여 효율적인 보일러 시스템을 구축하시기 바랍니다.