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2003년08월31일 95번

[열설비설계]
벙커 C유 연소보일러의 연소 배가스온도를 측정한 결과 300℃였다. 여기에 공기예열기를 설치하여 배가스온도를 150℃까지 내리면 연료 절감율은? (단, B/C유의 발열량 9750㎉/㎏, 배가스량 13.6Nm3/㎏, 배가스의 비열 0.33㎉/Nm3℃, 공기예열기의 효율은 0.75로 한다.)

  • ① 4.3%
  • ② 5.2%
  • ③ 6.6%
  • ④ 7.2%
(정답률: 19%)

문제 해설

먼저, 공기예열기를 설치하기 전과 후의 연소 공기량은 동일하므로, 연소 공기량은 변하지 않는다. 따라서, 연소에 필요한 산소량도 변하지 않는다.

공기예열기를 설치하여 배가스온도를 150℃로 낮추면, 배가스의 비열은 변하지 않으므로 배가스 열량은 일정하다. 그러나, 배가스온도가 낮아지면 배기로 방출되는 열의 양이 감소하므로, 연료 소비량도 감소한다.

연료 소비량 감소율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

기존 연료 소비량 - 새로운 연료 소비량
------------------------------------ x 100%
기존 연료 소비량

연료 소비량은 연소에 필요한 산소량과 연료의 발열량에 의해 결정된다. 따라서, 연료 소비량 감소율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

(기존 연소에 필요한 산소량 x B/C유의 발열량 x 배가스량 x (300 - 150)℃)
------------------------------------------------------------------------ x 100%
(기존 연소에 필요한 산소량 x B/C유의 발열량 x 배가스량 x 300℃)

여기에 공기예열기의 효율인 0.75를 곱하면, 새로운 연료 소비량 감소율을 계산할 수 있다.

(기존 연소에 필요한 산소량 x B/C유의 발열량 x 배가스량 x (300 - 150)℃ x 0.75)
------------------------------------------------------------------------------ x 100%
(기존 연소에 필요한 산소량 x B/C유의 발열량 x 배가스량 x 300℃)

이를 계산하면, 약 5.2%의 연료 절감율을 얻을 수 있다. 따라서, 정답은 "5.2%"이다.
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