수관식 보일러의 종류별 특성, 장점 과 단점

수관식 보일러 출처 배관공학

수관식 보일러는 다수의 수관과 동으로  구성된 보일러이며, 고압. 대용량으로 사용되고 있다.

수관식 보일러의 분류로는 바브콕 보일러, 타쿠마 보일러, 쓰레기찌 보일러, 2동 D형 보일러 등을 크게 들 수 있다.

관수의 순환에 따라 자연 순환식, 강제 순환식이 있고, 관의 배열 형태에 따라 직관식, 곡관식을 분류되며, 관의 경사도에 따라 숲경관식, 경사관식, 수직관 식이 있다. 또한 동의 수에 따라 무동형 1 동형 2 동형 3 동형이 있으며 통풍 형식에 따라 자연통풍형, 강제 통풍형, 가압 연소형 등이 있다. 

수관식 보일러의 종류별 특성

바브콕 보일러

바브콕 보일러는 완경사 보일러 라고도 하며 종류는 수평관식, 직관식, 1 동형 자연순환식, 수관식 보일러가 있으며 수관식 섹셔널 보일러이다. 1개의 동관 분할식 헤드 수관 등으로 구성되며, CTM 형과 WIF 형이 있다. CTM 형은 고압용으로 동판에 직접 수관 연결하고 WIF 형은 저압용으로 동판에 크로스 헤드를 설치하여 크로스 헤드에 헤드를 연결한 것이다. WIF 형의 관 모음 헤드는 분할식이며, 1개 헤드에 7개 정도 수관을 연결한다.

하이네 보일러는 스럼이 1~2 개이며, 15도 정도 경사져 있다. 수관은 직관이며 수형이고 관모음 헤더가 일체식이다.

타쿠마 보일러

타쿠마 보일러 종류는 경사관식, 직관식, 2 동형 자연순환식, 순환식 보일러가 있다. 타쿠마 보일러는 관의 경사가 45도이며 수관이 직관이고 강수 순환을 위해 한강수관(2 중관)에 집수기를 설치한다. 또한 강수관을 90~130mm 관으로 하며 강수관의 가열을 피하여 관수 순환을 잘되게 하고 수관은 동에 부착한다. 그리고 드럼이 2개 있으며 증기압은 30kg/㎠ 이하이고 전열면적은 55~160㎡ 정도이다. 접수 기는 동의 부동행창을 방지(열응력 발생 방지) 하고 급수 내관보호 및 관수의 순환을 촉진한다.

스네기찌 보일러

스네기찌 보일러는 경사수관 보일러 라고도 하며 증기 드럼과 물드럼의 길이가 극히 짧으며, 수관이 동판에 부착되어 있지 않고 경관에 부착되어 있으며, 증기 드럼은 기둥과 받음대로 지탱되고, 물 드럼은 수관의 경사와 같은 사면을 갖는 받음대로 부착되어 있으므로 가열에 의한 수관의 신축은 자유롭게 허용된다. 보일러 종류로는 경사수관식, 직고나 식, 2 동형 자연순환식이 있으며 드럼이 2개이고 관의 경사가 30도이며 수관은 직관이다. 또한 수관이 경판에 부착되어 있으며 4 ton/h 이하의 소형 난방용에 주로 사용된다. 

2동 D형 보일러

2동 D형 보일러(2동 자연순환식 보일러)는 곡관식 보일러 라고도 하며 2동 보일러로서 수관 배열을 영문 D자 모양으로 배열되어 있고 산업용 보일러로 많이 사용된다. 수관의 연결은 주로 확관기를 이용하여 접합하고 수압시험을 하여 누설 여부를 판단한다. 수관식 2동 D형은 가스흐름이 2 패스 또는 3 패스 형태이며, 수관 지름은 50~65mm 정도, 증발량은 1~20 ton/h 정도이며, 효율은 80% 이상이다.

장점

곡관형으로 관이 신축에 의한 무리가 적다.

연소실 크기를 자유롭게 할 수 있다.

관수 순환방형이 일정하고 증발속도가 빠르다.

복사 전열면 흡수열량이 발생열량의 60~70% 정도로 많다.

연소실 내를 골고루 연소시킬 수 있다.

효율이 좋아 대용량으로 제작이 가능하다.

단점

잘 처리된 급수를 요한다.

구조가 복잡하여 청소, 검사, 수리가 관란하다.

부하 면동에 대한 압력과 수위변동이 크다.

수관식 보일러의 장점과 단점

장점

구조상 고압 대용량으로 제작한다.

전열면적이 크고 효율이 90% 정도로 좋다.

관수 순환 방향이 일정하여 순환이 잘된다.

증기 발생시간이 빨라 급수요에 응할 수 있다.

팩케이지형으로 제작할 수 있다.

동일 용량이면 연관식보다 설치면적이 적다.

수관의 배열이 용이하다.

사고 시 피해가 적다.

단점

구조가 복잡하여 관수처리가 필요하다.

청소, 검사, 수리가 관란 하다.

비수 현상이 발생되기 쉽다.

스케일이 부착되기 쉽다.

부하면 동에 따른 압력변화가 크다.

보유 수량에 대한 증발속도가 빠르고 습증기의 발생이 우려된다.

철저한 급수처리가 필요하다.