상단여백
HOME 기술자료
보일러 유지보수의 중요성보일러의 유지보수 방법
  • 한국에너지정보센터
  • 승인 2019.09.11 12:34
  • 댓글 0

발전기, 차량을 움직이는 동력원, 급탕·난방 등에 폭넓게 이용되는 보일러. 다양한 분야에서 중요한 장비로 쓰이는 만큼 정비를 게을리하거나 잘못된 방법으로 취급할 경우 큰 안전사고로 이어질 수 있다. 게다가 보일러의 유지보수를 소홀히 하면효율 저하는 물론 수명 단축으로 이어지기도 한다. 그렇다면 보일러는 어떻게 관리해야 할까?

보일러는 물을 끓이거나 증기를 만듦으로써 여러 분야와 환경에서 동력원으로 쓰인다. 예전에는 증기기관차나 증기선에 사용되기도 했다. 지금까지도 화력발전소의 터빈은 보일러가 동력원이다. 상업시설이나 병원, 학교, 공중 목욕탕 등 우리와 가까운 곳에서도 급탕 설비나 난방 설비로 이용되고 있다. 그만큼 보일러는 우리 생활과 밀접하다.

보일러가 우리의 일상에 밀접하게 관계되어 있는 만큼 고장이나 오류 등으로 인해 대규모 폭발 사고라도 발생할 경우 재산은 물론 큰 인명피해로 이어질 수 있다. 사고뿐만이 아니다. 잘
못된 방법으로 사용하거나 올바르지 못한 유지보수 방법으로 인해 보일러에 장애가 발생할 경우 열 효율의 저하 등 에너지 손실로 이어져 보일러의 효율이 떨어지게 된다. 보일러의 유지
보수와 적절한 관리가 그만큼 중요하다.

보일러의 유지보수는 종류에 따라 항목과 내용이 달라진다. 일본의 경우 일반적으로 분류되는 간이보일러, 소형보일러, 기타 보일러(간이보일러와 소형보일러에 포함되지 않는 대형보일러)에 각각 다른 유지보수 방법을 적용해야 한다. 간이보일러의 경우 구조에 대한 표준을 지켜야 할 의무는 있지만 검사가 의무화되어 있지는 않다. 물론 정비는 설치한 후 자주적으로 실시해야 한다.

소형보일러는 제조와 수입 시 검사가 필요하며 1년에 한 번은 정기적인 자주 점검이 필요하다. 기타 보일러는 제조 허가가 필요하고 제조 혹은 수입한 후에는 1년에 한 번씩 정기적인 검사가 의무화되어 있다. 1년에 한 번 진행하는 자주 점검은 성능 검사라고도 하며, 가동을 중지하고 보일러를 개방한 후 정비를 마친 상태에서 진행해야 한다. 물론 특정 조건을 충족하면 가동 중지하거나 개방하지 않고 검사를 실시할 수 있는 기종도 있다. 그러므로 해당 보일러의 종류나 기종에 따라 규정된 유지보수 방법을 숙지해야 한다.

주기적인 검사 외에도 제조 직후에는 반드시 검사가 필요하며 수입 시, 새로 설치할 경우, 가동을 중지한 보일러를 다시 사용할 때도 검사를 받아야 한다. 또한 유지보수가 필요한 부분이 발견되어 수리가 진행되면, 수리 후에도 재 검사를 받아야 한다. 일본의 경우 보일러 검사에 불합격한 보일러를 사용하여 사고가 발생했을 때 보일러 소유자에게 법적책임을 묻기도 한다. 따라서 정기적 점검에 대한 의무를 지켜야 한다.

 

보일러 점검이 필요하다는 신호

물론 정기적인 점검 시기 외에도 문제가 발생하면 즉각 검사와 수리를 진행해야 한다. 그렇다면 보일러에 문제가 발생했음을 알리는 징후들은 어떤 것들이 있을까? 등유보일러의 경우를 통해 알아보자. 등유보일러는 등유를 연료로 하여 물을 데우는 장비다. 따라서 등유보일러 사용 시 물이 원하는 온도까지 도달하지 않거나, 온도가 일정하지 않은 경우 보일러의 고장 혹은 수명이 다했음을 의심할 수 있다.

또한 착화 혹은 물을 끓이는 도중에 발생하는 폭발음 등 정상적인 작동음과 다른 소음이 들리면 고장의 징조라고 할 수 있다. 등유보일러는 작동음이 커 이상 소음을 구분하기 어렵기 때문에 이상 징후를 놓치지 않도록 주의해야 한다. 이 외에도 보일러에서 검은 연기가 나올 경우 사용을 중지해야 한다.

이는 보일러 내부에서 불완전 연소가 이루어지고 있다는 증거이기 때문이다. 이 경우 화재로 이어질 수 있으므로 사용을 즉시 중단하고 보일러를 수리 또는 교체해야 한다.
누수 역시 보일러의 이상 징후 중 하나다. 보일러 내부의 탱크 또는 배관 연결 부분에서 누수가 발생할 수 있으므로 누수 발생 여부를 점검하는 것이 중요하다. 이 외에도 물 색깔이 변하거나 본체의 작동오류, 수압의 변화, 온수 유량의 변화 등은 보일러 고장의 징후이거나 수명이 다했다는 신호일 수 있으므로 잘 확인해야 한다. 등유보일러의 수명은 8~10년 정도이지만 이 기간 안에 위와 같은 증상이 나타난다면 즉시 전문가에게 점검을 받아야 한다. 다음은 보일러 사용 시 고장이 의심될 때 나타나는 대표적 증상이다.

 

보일러 고장이 의심될 때 나타나는 증상

보일러의 유지보수 항목들

보일러와 주변기기는 부품의 마모나 열화가 심하다. 이러한 상태에서 사용을 계속하면 고장의 원인이 된다. 게다가 열화가 빨리 진행되면 연료비가 늘어나 보일러의 수명이 짧아질 수도 있다. 이를 예방하기 위해서는 정기적인 유지보수를 통해 부품을 수리하거나 교체해야 한다. 따라서 1년에 한 번은 보수점검을 실시해야 한다.

그렇다면 보일러의 유지보수 시에는 어떤 작업이 이루어질까? 보일러의 유지보수는 노내 청소, 자동제어장치 및 안전 장치의 점검, 운전 상태 확인, 연소 체크, 연소 장치의 점검, 전기 회로 점검, 본체 및 부속기기의 점검 등이 이루어진다.

이 외에도 버너의 점검과 청소, 열화 판정을 위한 부동액의 농도 측정, 가스 누출 점검, 순환 펌프의 점검, 온수 배관 경로의 누출 점검, 종합 시운전 등이 있다. 이 과정에서 보일러 버너를 분해하거나 보일러 리뉴얼, 주변 장치 업데이트, 배선과 배관 교체, 스테이트 관 교체, 내화재 교체를 진행하는 등 소모부품을 교환하는 경우도 있다. 각종 개조, 수리, 수선, 개수공사 등 보일러 주변 공사를 진행하기도 한다. 수

처리 관련해서 수질 분석 센터와 연계하여 보일러에 적합한 수질을 유지하도록 분석하고 수처리 약제를 선정하는 등 기종과 보일러 상태에 따라 다양한 검사를 진행할 수 있다.

 

보일러 부식의 원인

갑작스러운 고장이나 오류 외에 시간의 흐름에 따라 손상이 일어나는 경우가 있다. 대표적인 것이 바로 부식이다. 부식의 주된 원인으로는 pH, 산소나 이산화탄소 등의 용존 가스, 용해되어 있는 염류의 상태 등이 있다. 보일러의 유지보수에서 부식이 중요한 이유는 최악의 경우 부식에 의해 보일러 작동이 정지될 수도 있기 때문이다.

일반적으로 보일러에 부식이 발생하면 수관 등에 천공이 생겨 누수가 되기도 하고, 응축수 배관 역시 천공이 발생할 수 있어 증기나 물의 누설이 생기기도 한다. 또한 보일러 수계에 발생하는 스케일이나 부식은 보일러 설비의 손상뿐만 아니라 열 효율을 떨어뜨린다. 따라서 부식은 보일러의 기능이나 수명에 중요한 영향을 미치므로 평소 꼼꼼한 관리가 필요하다.
부식 원인에 대해 더욱 자세히 살펴보자.

보일러본체가 부식되는 요인으로는 낮은 pH, 용존 산소,부식성 염류, 부식 생성물의 발생 등을 들 수 있다. 증기나 응축수 계열에서는 탄산수소염으로 인해 부식이 발생한다. 탄산수소염이 보일러 내에서 열 분해되어 pH를 올리는 성분을 생성하고 이산화탄소를 발생시키기 때문이다. 이렇게 만들어진 이산화탄소는 증기와 함께 증기·응축수 계통으로 전환되고 응축수에 용해되면서 탄산이 된다. 응축수는 탄산과 같은 약산에도 pH가 쉽게 떨어지기 때문에 부식 발생의 원인이 된다.

부식의 범위로 볼 경우 전면 부식은 금속 표면 전체에 발생하는 부식으로 pH가 낮을수록 빠르게 진행된다. 따라서 보일러 수의 pH를 11~12 정도로 유지하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 국부적인 부식은 급수 중 용존 산소가 보일러 내에 존재하는 경우 발생할 수 있다. 이 경우 약제에 의한 피막 형성이나 탈산 처리(약 처리 혹은 기계 처리) 등을 진행하기도 한다. 이 때 용존 산소는 증기를 통해서도 이동할 수 있으므로 주의가 필요하다.

 

보일러의 부식을 예방하려면?

앞서 보일러 본체의 부식은 낮은 pH와 용존 산소등에 의해 발생한다고 이야기했다. 따라서 본체에서 발생하는 부식을 예방하려면 pH를 적절한 수준으로 유지해야 한다. pH는 11.0~12.0으로 유지하면 강재의 부식을 최소화할 수 있다. 또한 염류의 농도를 관리하고 청관제를 사용하여 알칼리 수치를 적정 수준으로 유지하는 것이 중요하다.

보일러 급수 계통의 부식을 막기 위해서는 용존산소의 제거 혹은 부식에 강한 내식성 재질로의 변경 등 재질 교체가 필요하다. 급수 중 용존 산소를 제거하기 위해서는 앞서 언급한 것처럼 탈기 장치에 의해 기계적으로 제거하는 방법과 탈산소제에 의해 화학적으로 제거하는 방법이 있다. pH가 적정 수준을 유지해도 급수 중에 용존 산소가 많으면 부식이 발생할 수 있는데, 이 때 탈산소제를 투입하면 용존 산소를 제거하고 보호막을 형성하여 부식을 방지할 수 있다. 또한 음극 양극의 전기 화학적 현상, 부식성 염류의 생성 등을 예방한다.

이렇게 용존 산소를 제거하면 보일러 관내 증기, 복수 계통의 용존 산소에 의한 부식 방지에 도움이 된다. 증기나 응축수 계통의 부식을 막으려면 중화성 아민을 사용한다. 중화성 아민이 응축수의 pH를 높이는 역할을 하기 때문이다. 이로써 증기, 복수 계통에서의 탄산에 의한 부식을 예방할 수 있다. 피막성 아민에 의한 부식 방지 대책도 있다. 피막성 아민은 배관 표면에 발수성 피막을 형성해 부식 물질과의 접촉을 방지한다. 이로써 수중에 포함된 용존 산소나 탄산과 접촉하지 않게 하여 증기, 응축수 배관의 부식을 억제할 수 있다.

 

부식을 예방하는 청관제

보일러 부식 예방을 위해 중요한 요소로 이야기하는 것 중 하나가 바로 적정한 pH 관리다. 여기에서 중요한 역할을 하는 것이 바로 청관제(淸罐劑)다. 청관제는 보일러 관의 부식을 방지하기 위해 적정 수준의 pH를 유지하고, 인산염을 이용해 보일러 급수시 제거되지 않은 경도 물질인 칼슘이나 마그네슘 이온 등과 반응하여 배관 크랙의 원인이 되는 스케일 생성을 억제하는 역할을 한다.

수중의 금속 이온과 결합하여 탄산염, 황산염, 규산염 등의 침전을 예방한다. 이미 형성된 스케일은 가용성 물질로 변화시켜 외부로 배출되도록 함으로써 관 벽을 청결하게 유지할 수 있게 한다. 청관제가 보일러 내부의 슬러지를 작게 만들어 배수 등으로 쉽게 배출될 수 있게 하는 것이다. 따라서 수처리를 위한 특별한 시설이 없어도 청관제를 적절히 사용하면 스케일 생성과 부식 방지에 효과적이다.

청관제는 액체의 형태로, 보일러로 순환시키는 물에 첨가하는 약품이다. 원액 또는 희석액을 주입하는 방식으로 한다. 청관제는 주입 시 중성 상태(pH7~9)로 보일러에 유입된 물에 투입되어 보일러 내부를 pH11 정도로 조정하여 부식을 예방한다. 사용농도는 보일러의 압력이나 농축 배수 및 급수 수질등 보일러의 가동 조건에 따라 달라질 수 있다.

청관제를 사용하는 목적은 부식 방지와 스케일 부착을 예방하는 것으로, 결론적으로는 내부 수관의 수명연장과 에너지 절감을 실현한다. 보일러는 공장이나 빌딩 등의 냉난방 및 온수 공
급에 필수적인 시설이며, 많은 시설에서 활용되고 있다. 이렇게 우리 생활과 밀접한 보일러는 가동 시고온을 방출하기 때문에 올바르게 작동하지 않거나 적절한 유지보수를 하지 않으면 큰 사고로 이어질수 있다. 따라서 사용 방법이나 작동 환경을 잘 관리하면 안전 사고 예방은 물론 보일러 수명 연장에 도움이 된다.

이러한 측면에서 정기적인 유지보수는 보일러의 안전 운전과 효율 향상, 수명 연장에 중요
한 요소라고 할 수 있다. 최근 에너지 절약과 절수를 위해 응축수를 보일러 급수로 회수하는 경우가 많다. 하지만 앞서 언급한 증기나 응축수 배관 부식 예방 작업이 불충분하면 부식에 의한 천공이 발생해 증기 및 응축수가 누출되거나 부식 생성물이 보일러 내에 반입돼 스케일
이 부작되는 원인이 되기도 한다. 따라서 응축수를 보일러 급수로 회수하여 사용하는 경우 부식 대책에 더욱 주의해야 한다.

 

한국에너지정보센터  kecenter@hanmail.net

<저작권자 © 에너지설비관리, 무단 전재 및 재배포 금지>

한국에너지정보센터의 다른기사 보기
icon인기기사
기사 댓글 0
전체보기
첫번째 댓글을 남겨주세요.
여백
여백
여백
여백
Back to Top