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보일러는 내부에서 연료를 연소시켜 물을 증기로 만들거나 고온수를 생산하는 장치로, 높은 압력과 온도를 다루기 때문에 안전 관리가 매우 중요합니다. 특히 내부 압력이 설계 기준을 초과하거나 수위가 낮아 과열될 경우 폭발의 위험이 있으므로 이를 예방하기 위한 다양한 안전장치가 설치됩니다. 보일러의 폭발 사고를 예방하기 위해 설치하는 주요 안전장치는 다음과 같습니다.
- 압력 방출 장치 (안전 밸브, Safety Valve)
- 기능: 보일러 내부의 압력이 설정된 최고 사용 압력을 초과하여 위험 수준에 도달하면 자동으로 열려 증기나 고온수를 외부로 배출함으로써 보일러의 과압을 해소하고 파손 및 폭발을 방지하는 최후의 안전 장치입니다.
- 작동 원리: 보일러 내부 압력이 안전 밸브 스프링의 설정 압력보다 높아지면 밸브가 밀려 올라가면서 유체가 분출됩니다. 압력이 정상 수준으로 낮아지면 밸브는 다시 자동으로 닫힙니다. 보일러 용량에 따라 하나 또는 그 이상의 안전 밸브가 설치됩니다.
- 압력 제한 스위치 (Pressure Limit Switch)
- 기능: 보일러 내부의 압력이 설정된 상용 압력 또는 최고 사용 압력에 도달하기 전에 미리 설정된 압력에서 작동하여 연료 공급을 차단하고 버너의 연소를 중지시키는 장치입니다. 이는 압력이 안전 밸브의 작동 압력까지 상승하기 전에 문제를 미리 감지하여 과압 상태가 되는 것을 예방합니다.
- 작동 원리: 보일러 내부 압력을 지속적으로 감시하며, 압력이 설정치에 도달하면 전기적인 신호를 발생시켜 버너 제어 회로를 차단하는 방식으로 작동합니다.
- 고저 수위 조절 장치 (High and Low Water Level Controller)
- 기능: 보일러 드럼(본체) 내의 수위가 너무 높거나 낮아지는 것을 감지하고 조절하는 장치입니다. 특히 수위가 안전한 최저 수위 이하로 내려갈 경우 보일러 튜브나 연소실이 과열되어 파손되거나 폭발하는 것을 방지하기 위해 연료 공급을 즉시 차단하는 저수위 차단 기능이 핵심적입니다. 수위가 너무 높을 경우 습증기가 발생하여 설비에 문제를 일으킬 수 있으므로 이를 방지하는 기능도 포함합니다.
- 작동 원리: 보통 수위 감지 센서(예: 전극봉)를 통해 보일러 수위를 측정하며, 설정된 고수위 또는 저수위에 도달하면 경보를 울리거나 급수 펌프를 가동/중지시키고, 위험한 저수위에서는 버너를 강제로 정지시킵니다.
- 화염 검출기 (Flame Detector)
- 기능: 보일러 연소실 내에 정상적인 화염이 존재하는지를 감시하는 장치입니다. 연소 중 화염이 갑자기 꺼지거나 불안정해질 경우(실화 시) 즉시 이를 감지하여 연료 공급을 차단함으로써, 미연소 가스가 연소실 내에 축적되어 폭발(가스 폭발 또는 역화)하는 것을 방지합니다.
- 작동 원리: 화염에서 방출되는 특정 파장의 빛(자외선 또는 적외선)이나 화염의 이온화 전류 등을 감지하는 센서를 사용합니다. 화염 신호가 정상적으로 감지되지 않으면 안전 시스템에 신호를 보내 버너 가동을 중지시킵니다.
이 외에도 보일러의 종류나 규모에 따라 과열 방지 스위치(온도 제한), 압력계, 수면계 등 다양한 안전 관련 부속 장치들이 설치되어 보일러의 안전 운전을 지원하고 사고를 예방합니다. 이러한 안전 장치들은 정기적인 점검과 유지 관리를 통해 항상 정상적인 기능을 유지하는 것이 매우 중요합니다.
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