보일러분야] 보일러 물관리에 대해

[스크랩] 보일러분야] 보일러 물관리에 대해

작성자바다|작성시간06.09.03|조회수3,789 목록 댓글 0

물은 여러종류의 물질을 용해하는 성질이 있다. 물이 지표를 흐르고, 지하에 침투하여 흐르는 과정에서 여러종류의 수용성 물질을 접촉하기 때문에, 수질은 물이 흐르는 지역의 환경과 지질적 환경에 크게 영향을 받는다.

이런 물에 용존되어 있는 성분을 보면, 양이온으로서 칼슘(Ca²⁺), 마그네슘(Mg²⁺), 나트륨(Na²⁺), 칼륨(K⁺) 등이 있고, 음이온으로는 중탄산(HCO^-₃), 황산(SO^2-₄), 염소(Cl^-) 등이 있으며 그외에 실리카(SiO₂), 철(Fe) 등도 함유되어 있다. 용존물질의 주성분을 이루는 칼슘, 마그네슘 등의 경도 성분과 실리카등은 모두 암석, 토양의 중화 생성물이 물에 용해된 것으로 고온, 고압의 보일러내에서 스케일 장해를 발생시키는 물질이다.

따라서 보일러에 사용하는 물은 이들 용존물질들이 가능하면 적을수록 바람직하며 특히, 보일러 급수로서 이용되는 경우는 칼슘, 마그네슘 등의 경도성분과 실리카 농도가 없으면 없을수록 양호한 처리결과를 얻을 수 있으며 보일러내에서도 관리기준치 이내에서 유지시켜야 한다.

물로 기인되는 장해는 상기 용존성분들에 의한 스케일 장해가 있으며 용존산소(O₂), pH 등에 의한 부식장해와 보일러수의 과농축 및 기타 운전상의 변화롤 인한 캐리오버 장해등이 있다.

최근 보일러의 고성능화하는 추세에서 보일러의 효율을 증진시키기 위해서는 상기 장해를 방지하기 위한 노력이 계속적으로 이루어져야 한다.

원수는 여러가지 불순물을 함유하고 있으며 원수의 성상, 보일러 외처리의 유무와 그 처리방법등에 의해서 급수중의 불순물의 종류와 양은 다르며 표 1과 같다.

[표 1] 용존성분에 의한 장해와 현상

용존성분	장 해 의 현 상			비 고
용존성분	발생부위	장 해	현 상	비 고
	급수계통	스케일	- 보일러내 처리제의 부적절 - 급수의 고온 등에 의한 배관내 스케일 부착	지하수 등에 비교적 많이 함유
	보일러의 증발관	스케일	- 열전도 저하 및 국부 가열 - 팽출, 파열
	보일러의 Drum	스케일 슬러지퇴적	- Drum 내면 스케일화 - Drum 저부에 슬러지 퇴적 - 용존산소 및 기타 산화성 물질이 공존하는 경우에 부식 가속
철 (Fe)	이온교환 수지	이온교환 능력저하	- 수지표면에 철분 코팅으로 이온교환능력 저하	주로 지하수에 많이 함유
철 (Fe)	보일러내	부식	- 보일러내 2차 부식유발 및 부식속도 가중	주로 지하수에 많이 함유
황산이온 (SO^2-₄)	보일러내	스케일 부식	- 경도성분(Ca2+) 공존의 경우 스케일화 - 용존산소 및 기타 산화성 물질이 공존하는 경우에 부식 가속	하천수,지하수에 주로 함유
실리카 (SiO₂)	보일러내	스케일	- 경도성분에 의한 현상과 유사함	하천수, 지하수에 주로 함유
	과열기관	캐리오버	- 스케일 부착으로 국부 가열되어 과열기관의 팽창, 파열 유발 - 증기량 감소
	터 빈	캐리오버	- 스케일 부착으로 효율 저하 - 터빈 표면의 물리화학적 부식 유발
전고형물	보일러내	부식	- 부식 촉진
	과열기관	캐리오버	- 실리카의 경우에 의한 현상과 유사함
	터 빈	캐리오버	- 실리카의 경우에 의한 현상과 유사함
알칼리도 성분 (OH^-, HCO^-₃등)	보일러내	부식	- 보일러수의 알칼리도, pH가 아주 높은경우 알칼리 과다로 인한 가성취화 발생	지하수에 주로 많이 함유
	복수배관 및 설비	부식	- 열분해에 의해 CO₂ gas 발생으로 복수계통에 pH를 저하시켜 부식을 촉진
	과열기관 터 빈	캐리오버 부식	- 실리카의 경우에 의한 현상과 유사함
유기물	이온교환 장치	이온교환 능력저하	- 수지오염으로 이온교환능력 저하	지하수, 하천수,호수등에 주로 함유
유기물	기 타	캐리오버	- 보일러 저부에 퇴적 - 증기 순도 저하	지하수, 하천수,호수등에 주로 함유
용존산소 (O₂)	각 계통	부식	- 점식(Pitting corrosion)의 주원인	지하수가 대기와 접촉하면 O₂ 용존량을 증가
유리탄산 (CO₂)	각 계통 급·복수계	부식	- 급수중의 M-알칼리 성분이 열분해하여 발생되며 증기와 함꼐 복수 line으로 이행 - pH 저하로 인한 부식발생 - 일반 부식의 주원인	지하수,호수,응축수에 많이 함유
유리염소 (Cl₂)	급수계통 보일러내	부식	- 점식(Pitting corrosion)의 주원인	수도수 및 염소 살균처리된 용수에 주로 많이 함유
유리염소 (Cl₂)	이온교환 수지	수지산화	- 수지를 산화시켜 이온교환 능력을 상실시킴	수도수 및 염소 살균처리된 용수에 주로 많이 함유
염소이온 (Cl^-)	각 계통	부식	- 부식 촉진 - 오오스테나이트계 스테인레스량의 응력부식 촉진	하천수, 지하수등에 함유
유지성분	보일러내	캐리오버 스케일	- Foaming을 발생시켜 증기순도 저하유발 - 전열면에서 스케일화

보일러수에서 발생되는 장해는 스케일, 부식 및 캐리오버 장해로 저압 보일러에서 발생되는 장해는 주로 스케일과 부식장해이다.

고압 보일러일 경우에는 탈염수를 급수하므로 스케일보다는 부식과 캐리오버 장해가 주로 발생하게 되며 본 장에서는 보일러수에서 발생되는 일반적인 장해와 대책에 대하여 기술한다.

1) 원인

스케일은 급수중의 경도성분과 실리카가 주원인이며 보일러내에서 열분해하여 불용성의 물질이 되기 때문이다.

이런 성분들은 보일러수의 온도가 상승할수록 용해도가 감소하여 석출되어 용해도가 낮은 경도성분, 실리카 등이 스케일화하기 쉽다.

보일러수가 농축될 때 전열면에 접하고 있는 보일러수에서 국부농축이 일어나서 스케일 생성성분의 농도
가 용해도를 초과하여 발생하게 된다.

2) 스케일 생성기구

보일러수는 증발됨에 따라 농축이 되고 수중의 각 성분 농도는 대부분 증가하여 용해도 이상의 농도에 도달한 성분으로부터 불용성의 고형물이 생성된다. 특히 보일러의 전열면에 직접 접하고 있는 보일러수의 얇은 층은 전열면에 반쯤 점착된 상태로 되어 있으므로, 전열면으로부터 떨어져 있는 보일러수 보다 이동성이 적다.

따라서 전열면에 접하고 있는 보일러수는, 전열면과 떨어져 있는 보일러수 보다도 온도가 높게되고 증발이 활발해진다. 그러므로 동일한 조건에서 전열면과 떨어져 있는 보일러수에서는 스케일을 생성하는 성분의 농도가 용해도에 도달되지 못하나 전열면에 접하고 있는 보일러수에서는 용해도를 초과하여 점차 불용 고형물을 생성해서 전열면에 부착하게 된다.

그러므로 용해도가 적고 온도의 상승에 따라 용해도가 감소하는 성분일수록 보일러수로부터 불용 고형물을 생성하기 쉽다.

불용 고형물은 급수로부터 공급된 성분 그대로 뿐만이 아니라 공존하는 용해 고형물, 불용화된 고형물, 기타 수산화철과 같은 부식 생성물, 유지, 실리카 등과의 상호작용에 의해 생성되는 수가 많다. 특히 이들의 불용고형물이 생성 혹은 그 후의 과정에 있어서, 스케일로서 전열면에 부착하고 더욱 성장하는 경향은 전열면에 대한 불용 고형물의 점착성에 의해 지배된다.

표 2는 스케일 생성성분을 각각 탈염수에 용해한 경우의 용해도를 나타내고 있으며 이들 물질의 용해도는 공존하는 다른 물질의 농도와 종류에 의해서 영향을 받기 때문에 보일러수와 같이 각종 성분이 공존하는 경우의 용해도와는 약간 다르지만 스케일 생성성분의 용해도와 그 온도에 의한 변화의 영향은 참고로 할 수 있다.

[표 2] 물에 대한 스케일 생성 성분의 용해도

성 분	농도단위	용해도 (온도)				비 고
탄산칼슘 CaCO₃(방해석)	ppm	14.3 (25 ℃)	15.0 (50 ℃)	17.8 (100 ℃)		공기중에 CO₂를 함유하지 않는 경우
수산화칼슘 Ca(OH)₂	ppm	1130 (25 ℃)	910 (50 ℃)	520 (100 ℃)	84 (190 ℃)
황산칼슘 CaSO₄	ppm	2980 (20 ℃)	2010 (45 ℃)	670 (100 ℃)	76 (200 ℃)
황산마그네슘 MgSO₄	g/100g H₂O	35.6 (20 ℃)	58.7 (67.5 ℃)	48.0 (100 ℃)	1.6 (200 ℃)

3) 스케일의 종류와 성질

가. 중탄산칼슘<Ca(HCO₃)2>

급수에 용존되어 있는 염류중에 슬러지를 생성하는 성분으로서 가장 일반적인 것은 중탄산칼슘이다. 중탄산칼슘은 보일러러, 절탄기, 급수가열기 등에서 열분해하여 용해도가 적은 탄산칼슘을 생성하고 연질 슬러지로 되어 급수가열기, 드럼의 급수 입구부 등에 부착한다.

탄산칼슘의 용해도는 온도가 올라갈수록 증가하기 때문에 온도가 낮은 부분에서 석출되며 중탄산염의 형태로 용해되어 있는 것이 보통이다.(그림1. 참조)

나. 황산칼슘(CaSO₄)

황산칼슘은 온도가 상승할수록 용해도가 감소되기 때문에 주로 높은 온도에서 석출한다. 보일러에서 주로 증발관에서 스케일화되기 쉬우며 pH가 산성에서도 스케일이 발생하게 되므로 이 스케일은 보일 러내 처리가 불충분한 경우에 생성되기 쉬운 대단히 쉬운 대단히 악질의 스케일로 내처리제를 사용 해서 CaSO₄ 이외의 염의 형으로 하여 침전시킨다.(그림1. 참조)

[그림 1. 칼슘염의 용해도 곡선]

다. 중탄산마그네슘<Mg(HCO₃)2>

중탄산마그네슘은 보일러수 중에서 열분해하여 탄산마그네슘으로 된다.

Mg(HCO₃)₂ + 열 → MgCO₃ + H₂O + CO₂ ↑

탄산마그네슘은 가수분해에 의해 용해도가 적은 수산화마그네슘의 슬러지로 되어 보일러 아래부분에 침전한다.

라. 염화마그네슘(MgCl₂)

염화마그네슘은 보일러수가 적당한 pH로 유지되어지는 경우에는 가수분해 및 다른 성분과의 치환반응 에 의해 수산화마그네슘의 슬러지로 되어서 블로우다운에 의해 배출될 수 있다.

마. 황산마그네슘(MgSO₄)

황산마그네슘은 용해도가 크기때문에 그 자체만으로는 스케일 생성이 잘 안되지만 탄산칼슘과 작용 해서 황산칼슘과 수산화마그네슘으로 되는 경질의 스케일을 생성한다.

MgSO₄ + CaSO₄ + H₂O → CaSO₄ + MgSO₄ + Mg(OH)₂ + CO₂

또 황산나트륨과 작용하여 염화마그네슘과 황산나트륨을 생성한다. 단, 황산나트륨은 용해도가 크기 때문에 그 자체만으로는 스케일 생성이 잘 안되지만, 고온·고압보일러에서는 여러가지 장해를 발생 한다.

MgSO₄ + 2 NaCl → MgCl₂ + Na₂SO₄

바. 실리카(SiO₂)

실리카는 보일러 급수중의 칼슘성분과 결합하여 규산칼슘을 생성한다. 또 알루미늄이온과 결합해서 여러가지형의 스케일을 생성하며, 급수중에 잔류경도가 없는 경우에서도 실리카 단독으로 석출하는 수도 있다.

실리카 함유량이 많은 스케일은 대단히 경질이기 때문에 기계적 및 화학적 방법으로 제거하기가 곤란 하다.

저압보일러와 같이 알칼리도를 높게 유지시키는 보일러에는 스케일화를 방지할 수 있지만 고압보일 러에는 알칼리도의 제한치가 엄격하므로 보일러수 중에 실리카가 다량으로 용해되어 있는 경우는 선 택적 캐리오버(Selective Carry over)에 의해서 터빈 날개등에 부착하여 터빈성능 등을 저하시키는 수가 있으므로 주의하여야 한다.

사) 유지

유지분은 정상적인 상태에서 급수중에 함유되지 않지만 연료가열기, 윤홀유가열기 등의 튜브에 파열 사고가 일어나면 증기 응축수 계통에 유지분이 혼입될 수 있다.

유지분은 포밍(Foaming) 발생원인의 하나의 인자가 될 뿐만 아니라 부유물, 탄소 등과 결합하여 슬러 지 및 스케일을 생성한다.

4) 스케일 및 기타 물질의 열전도율

스케일은 열전도율이 대단히 작으므로 전열면에 스케일이 부착하면 보일러의 열효율이 저하할 뿐만 아니라 스케일 부착부분이 과열되어 강재의 기계적 강도저하로 팽출, 파열등의 사고를 일으키는 수가 있다.

스케일 및 기타물질의 열전도율(표 3, 그림 2 참조) 및 스케일 부착에 따른 연료사용량 증가 (그림 3)는 다음과 같다.

[표 3 스케일 및 기타 물질의 열전도율]

스케일 및 기타 물질의 열전도율	열전도율(Kcal/m·h· ℃)
그을음(Soot)	0.06 ~ 0.1
유지막	0.1
물	0.5 ~ 0.6
규산을 주성분으로 하는 스케일	0.2 ~ 0.4
탄산염을 주성분으로 하는 스케일	0.4 ~ 0.6
황산염을 주성분으로 하는 스케일	0.6 ~ 2
연 강	40 ~ 60

[그림 2. 스케일 및 기타물질의 열전도율]

스케일이 부착하게 되면 전열효과가 저하되어 스케일 부착 이전의 전열효과를 얻기 위해서는 상대적으로 연료 소비량이 증가하게 되는데 1 mm의 탄산칼슘 주체의 스케일이 부착하게 되면 연료를 4% 증가시켜야 하고, 실리카 주체의 스케일이라면 8% 증가시켜야 하므로 전열면을 깨끗하게 유지시킨다는 것은 보일러 설비의 수명 뿐만 아니라 경제적 측면에서도 주의와 관심을 기울여야 한다.

[그림 3. 부착 스케일에 대한 연료 사용량 증가율]

5) 스케일 방지 대책

보일러에서 수처리를 실시하는 목적중의 하나는 보일러내에 스케일이 부착되는 것을 방지하기 위함이다.

따라서 불순물이 보일러내에 유입되지 않도록 급수처리를 충분히 행하여야 한다.

그러나 약간 미량의 불순물 혼입은 불가피하고 연료가열기, 윤활유가열기 등의 튜브 파열에 의한 기름의 누입도 염두에 두어야 하기 때문에 내처리제에 의한 수처리도 고온·고압이 될수록 점차 그 중요성도 증대 되고 있다.

급수에 의해 유입된 불순물은 장시간 운전하는 동안 보일러내에서 점차 축적되어지기 때문에 내처리제를 투입하여 스케일 성분을 슬러지로 침전시켜서 블로우 다운(Blow down)에 의하여 보일러 밖으로 배출 시켜야 한다.

여기서 중요한 것은 급수수질이며 스케일의 주원인인 경도성분의 제거(물리적 처리)와 보일러 내처리제 (화학적 처리)의 사용에 대하여 기술하면

가. 물리적 처리

스케일을 발생시키는 용존성분의 제거를 위해서는 연화장치, 순수장치를 이용하는 방법이 있다.

(1) 저압보일러

주로 연화장치에 의한 제경처리를 실시하며 양이온 교환수지를 이용하여 경도성분과 같은 2가 금속염 을 제거한 연수를 사용한다.

(2) 중·고압 보일러

양이온 교환수지 및 음이온 교환수지를 이용한 순수장치를 사용하여 용존되어 있는 양이온, 음이온 성 분을 모두 제거한 탈염수를 사용한다.

나. 화학적 처리

연화장치에서 누출된 미량의 경도성분 및 연화장치에서 처리되지 않는 실리카에 대해서는 적절한 보일 러 내처리제(청관제)가 필요하며 스케일 제거는 다음과 같다.

(1) 경도성분

(2) 실리카 성분

보일러수중의 P-알칼리도를 실리카 성분보다 1.7배 이상 유지시켜 수용성의 메타규산소다를 형성 시 킨다.

SiO₂ + 2 NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O

다. 슬러지의 분산

화학적 처리에서 발생된 슬러지(Hydroxy apatite)는 보일러 수중에 부유하다가 블로우시계외로 배출 되지만 발생되는 슬러지의 량이 많거나 블로우가 제때에 이루어지지 않을 경우에 퇴적되어 스케일화 할 가능성이 많다.

보일러 내처리제 중 분산제가 함유되어 있는 약품이 있으며 이런 분산제는 특수 고분자물질로서 청관 제에 의해 발생된 슬러지를 미립자상으로 분산시켜 슬러지의 퇴적을 방지하여 스케일화 하는 것을 방 지하여 준다.

스케일 부착과 캐리오버 발생은 보일러 설비를 운전하는 동안 열효율 및 터빈효율 저하등의 현상에 의하여 어느정도 감지할 수 있으나 부식은 보일러 운전중에 그 발생을 감지하기가 곤란하므로 부식의 예방에 특히 주의하여야 한다.

보일러 설비의 부식인자는 pH, 용존산소, 탄산가스, 용존염류, 온도, 유속등 많지만 특히 저압 보일러의 부식반응에 가장 큰 영향을 주는 것은 pH와 용존산소이다.

본 장에서는 부식의 발생원인과 메카니즘, 각 부에서 발생하는 부식의 특징등을 보일러 설비의 주요금속인 강에 중점을 두어 기술한다.

1) 부식의 형태

보일러 설비에 발생하는 부식은 크게 일반부식, 알칼리 부식, 점식등으로 대별되며 각 특성은 다음과 같다.

가. 일반부식

금속면에 일정한 양식으로 발생되는 부식으로서 부식 생성물의 성상과 환경조건에 따라 부식생성물이 발생면에 부착하거나 부착하지 않고 흘러 지나가서 부식 금속면을 노출시키는 경우가 있다. 이런 부식 은 일반적으로 격렬하게 발생하지는 않으나 부식 생성물로 인하여 2차 부식의 잠재원인을 제공한다.

나. 알칼리 부식

고온수에서 알칼리 농도가 높아서 pH가 12 이상의 강알칼리성을 나타낼 경우 철의 산화물을 용해하는 경향이 강하여 알칼리 부식을 발생시키게 된다.

이 형태의 부식은 주로 보일러 내부나 과열기 관 내면에 발생되기 쉽다.

보일러 설비에 사용되는 강재질의 pH와 부식속도와의 관계에서 하기 그림 4와 같이 저압 보일러에서 는 pH 11.0~11.8 사이를 유지하는 것이 바람직하다.

[그림 4. 물의 pH와 연강의 상대 부식량(310 ℃)]

다. 점식(Pitting corrosion)

국부적으로 깊이 발생하는 부식으로 한정된 범위에 약간만 발생하더라도 부식부의 기능과 기계적 강도 를 직접 저하시킬 위험성이 큰 부식이다.

보일러 재질인 강재의 표면에는 보일러수와 반응하여 수산화 제1철의 얇은 피막이 생성된다.

이 피막은 보호피막으로 작용하지만 물속에 용존산소가 존재하면 수산화 제1철의 보호피막이 파괴되 고 다공질인 적정 수산화 제2철을 생성하여 부식을 진행시킨다.

즉, 물이 전해액이 되고 한정된 면적의 강면이 양극, 양극주변의 강면이 음극으로 되어서 국부전지가 구성된다.

여기서 강면으로부터 철의 용출이 양극에서 집중적으로 발생하게 되며, 용존산소가 존재하게 되면 국 부 전지가 계속 유지되어 심하면 응력균열이나 구멍이 발생하기도 한다.(그림 5,6 참조)

이런 점식은 강면의 상태, 강면에 접촉하는 물의 성상, 강면에서 발생되는 응력의 유무등 여러 조건과 결부되어 발생하지만 용존산소에 의한 영향이 크기 때문에 용존산소 제거를 위한 방법이 검토되어야 한다.

[그림 5. 수산화 제1철의 보호피막이 파괴되어 형성된 국부전지]

[그림 6. 산소 농담 전지에 의한 국부전지의 구성]

라. 기타

보일러 하부드럼에 슬러지가 퇴적하는 경우가 있으며 물속에 용존산소가 존재하면 슬러지와 접촉한 강
면이 양곡으로 되어 점식이 발생되며 슬러지와 접촉된 강면의 면적이 클수록 점식면적도 커지게 된다.

2) 부식 기구

물과 반응하여 강재의 표면에 생성되는 보호피막은 수산화 제1철로서 물속의 용존산소가 존재하면 수산화 제1철의 보호피막이 파괴된다.

Fe + H₂O + ½ O₂ → Fe(OH)₂

Fe(OH)₂ + ½ H₂O + ¼ O₂ → Fe(OH)₃ 또는 Fe₂O₃

상기 반응은 온도가 높을수록 촉진되어 다공질인 적정 수산화 제2철을 생성해서 부식을 진행시킨다.

(그림 5, 6 참조)

특히 급수의 가열기와 Economizer(절탄기) 등의 밀폐된 장소에서는 부식이 가속화 된다.(그림 7)

[그림 7. 온도와 부식속도와의 관계]

또한 급·복수계통의 부식인자중 하나인 탄산가스(CO₂)는 급수중의 M-알칼리 성분이 보일러내에서 열분 해 하여 발생되며 이렇게 발생된 탄산가스는 증기와 함께 이행하여 응축시, 다시 물속에 녹아 들어와 탄산 (H₂CO₃)을 형성하여 pH를 저하시키며, 응축수에 녹아 들어온 탄산은 강재에 작용하여 철을 용해시킨다. (그림 8 참조)

2 HCO^-₃ + 열 → CO^-2₃ + CO₂ ↑ + H₂O

CO^-2₃ + H₂O + 열 → 2 OH^- + CO₂ ↑

CO₃ + H₂O → H₂CO₃

Fe + 2 H₂CO₃ → Fe(HCO₃)₂ + H₂ ↑

[그림 8. 탄산가스에 의한 부식속도 경향]

계내에 용존산소가 존재하면 철산화물과 함께 다시 탄산가스가 발생하게 되어 부식이 가속화 된다.

(그림 9 참조)

4 Fe(HCO₃)₂ + O₂ → 2 Fe₂O₃ ↓ + 8 CO₂ ↑ + 4 H₂O

[그림 9. 용존산소와 부식량과의 관계]

3) 보일러 설비 각 부의 부식

가. 급수계통의 부식

급수계통의 부식에 대한 주원인은 pH 및 용존산소에 있으며, pH에 의한 부식원인은 복수(응축수) 회수 시 혼입되는 탄산가스에 의해 pH가 저하되어 발생하게 된다.

급수가열기가 있을 경우 관 내부에 부식이 발생되면 급수가열기 자체의 부식도 문제지만 부식 생성물 이 보일러 내부에 유입되어 보일러 부식의 원인제공과 함께 증발관에 부착하여 열효율을 감소시키게 된다.

나. 보일러의 부식

운전중의 보일러는 고온 고압 및 수중에 용해되어 있는 여러가지 물질들의 농도가 높기 때문에 부식을 일으키기 쉬운 조건을 구비하고 있다.

저압보일러의 경우에 부식의 주원인은 pH와 용존산소이며, pH가 11보다 낮을 경우에는 보호피막 (Fe₃O₄)의 형성을 저해하여 부식이 계속적으로 발생하게 되며 용존산소에 의한 점식과 같은 부식은 전항을 참조한다.

(1) 부식생성물 유입에 의한 보일러 본체의 부식

급·복수계통의 부식생성물이나 원수중의 철분이 유입되면 보일러 수중의 수산기(OH^-)와 결합하여 철 수산화물(Fe(OH)₂)이 형성되고 용존산소가 존재할 경우 계속해서 철 수산화물(Fe(OH)₃) 및 철산화물(Fe₂O₃, 조립상의 Fe₃O₄)이 형성되어 수관의 굴곡부에 부착 또는 드럼에 침강 퇴적되어 산소농담전지 형성으로 점식이 발생된다.

Fe + H₂O + ½ O₂ → Fe(OH)₂

Fe(OH)₂ + ½ H₂O + ¼ O₂ → Fe(OH)₃ 또는 Fe₂O₃

(2) 알칼리에 의한 부식

증발관과 같이 열부하가 높은 관의 내면온도는 보일러수의 평균온도보다 높을뿐 아니라, 관 내면의 표면상태에 따라 특정 위치에서 보일러수의 증발이 집중되어 과열되는 경우(Hot Spot)가 있으며 그 부위는 심하게 농축된다.

따라서 보일러 수중의 알칼리성분이 과열부분에서 농도가 급격하게 증가되는데 부분적으로 pH가 이상상태로 상승하여 강의 부식이 심하게 된다. (그림 4 참조)

용출된 철과 알칼리와의 반응으로 형성된 철 수산화물(Fe(OH)₂)은 국부적으로 집중된 수산화나트 륨과 반응하여 가용성의 Na₂FeO₂(Sodium Ferrite)를 생성하여 알칼리 부식이 진행된다.

Fe(OH)₂ + 2 NaOH → Na₂FeO₂ + 2 H₂O

Fe + 2 NaOH → Na₂FeO₂ + H₂

(3) 증기분해에 의한 부식

수관 보일러의 과열관등에서 주로 볼 수 있으며 고온의 증기와 강면과의 반응은 고온수와의 반응과 동일하게 나타낼 수 있으며 보호피막으로 형성된 사삼산화철(Fe₃O₄)은 강면의 표면상태, 온도변 화 등에 의한 표면상태, 물리적 충격, 보일러수의 화학작용등에 의해 피막이 파괴되어 계속적으로 부식이 발생되며 특히 용존산소가 존재할 경우에는 증기중에도 산소가 포함되기 때문에 강면의 산 화(부식)가 가속화 된다.

3 Fe(고체) + 4 H₂O(기체) → Fe₃O₄(고체) + 4 H₂

(4) 염화마그네슘에 의한 부식

보일러수중에 염화마그네슘(MgCl₂)이 용존하면 고온의 전열면에서 가수분해하여 염산(HCl)을 생 성시킨다.

형성된 염산은 강면에 작용하여 염화철(FeCl₂)을 형성하여 강면을 용해하게 되며 생성된 염화철은 불용성의 수산화마그네슘(Mg(OH)₂)와 반응하여 염화마그네슘을 재생하게 되어 계속적으로 전열 면이 부식되게 된다.

MgCl₂ + 2 H₂O → Mg(OH)₂ + 2 HCl

Fe + 2 HCl → FeCl₂ + H₂

Mg(OH)₂ + FeCl₂ → MgCl₂ + Fe(OH)₂

(5) 산 세척에 의한 부식

일반적으로 산세시 무기산인 염산(HCl)을 주로 사용하게 되므로 산액의 조성 및 세정온도 등이 부 적절하면 보일러내의 스케일 뿐만 아니라 강면을 부식시키는 경우가 있다.

산세시 그 산액에 적합한 부식억제제(inhibitor)를 선택하여 충분하게 첨가시켜야 하며 산세후 잔존 하는 부식생성물을 깨끗하게 청소하여야 한다.

충분히 청소한 후에 가급적 빠른 시간내에 보일러 내처리제를 투입하여 활성화 되어 있는 강면을 부동태화 시켜야 한다.

다. 증기(복수) 계통의 부식

캐리오버가 발생하여 과열기 및 터빈등에 부식이 발생하는 경우와 용존가스(CO₂, SO₂)에 의해 pH가 저하되어 발생하는 경우로 대별할 수 있다.

(1) 캐리오버에 의한 부식

보일러수의 캐리오버로 인해 증기중의 고형분 농도가 높아지면 과열기 및 터빈등에 부착하여 열전 달이 저하되어 관벽온도가 상승하게 된다.

따라서 전항의 증기분해에 의한 부식과 동일하게 부식이 진행되며 알칼리처리를 한 보일러수에서 캐리오버가 발생하면 부착물중 수산화나트륨의 농도가 높아져서 알칼리 부식이 발생할 수 있다.

(2) 용존가스에 의한 부식

보일러수중의 M-알칼리성분(HCO^-₃, CO^-2₃)이 보일러내에서 열분해하여 탄산가스(CO₂)를 형성 하는데 증기중으로 이행하여 응축부의 pH를 저하시켜 산부식을 발생한다.

아황산가스(SO₂)는 고압 보일러에서 아황산소다(Na₂SO₃)를 탈산소제로 사용할 경우에 발생되며 마찬가지로 pH 저하에 의한 부식을 발생시킨다.

4) 부식방지 대책

전 장에서 기술한 바와 같이 부식의 발생은 여러 인자가 있지만 수중에 용존하여 있는 산소는 가능한한 제 거해야 하며, 적정 pH 유지와 함께 수질관리를 철저히 하여 금속면을 청정하게 유지시켜야 한다.

가. 적절한 pH 유지

10 ㎏f/㎠ 이하의 보일러의 경우 보일러수의 pH는 11~11.8 사이로 유지시키는 것이 바람직하며 기타 압력에서 운전되는 보일러는 별도의 처리기준을 참조한다.

(별첨 관리기준치 참조)

나. 용존산소의 제거

(1) 물리적 처리방법

탈기기를 설치하여 급수중의 용존산소를 제거하는 방법으로 진공식 및 가열깃으로 대별한다. 탈기 기가 설치되어 있어도 급수중의 용존산소를 완벽하게 제거하지 못하므로 화학적 처리를 병행해야 한다.

(2) 화학적 처리방법

용존산소 제거를 위한 약품을 일반적으로 탈산소제라고 하며 탈산소제로 사용되는 약품은 다음과 같다.

- 일반 공업용일 경우

N₂H₄(Hydrazine) or Na₂SO₃(아황산소다)

N₂H₄ + O₂ → N₂ ↑ + 2 H₂O

2 Na₂SO₃ + O₂ → 2 Na₂SO₄

- 식품용일 경우

다. 탄산가스의 제거

탄산가스는 급수중의 M-알칼리성분이 고온고압의 보일러내에서 열분해하여 발생되는 바, 급수중의 M-알칼리성분을 제거하기 위한 물리적 방법으로 탈알칼리 연화장치나 순수장치 등이 있으며 화학적 처리로는 휘발성 pH 조정제로 탄산가스를 중화하는 방법과 피막성아민에 의한 복수계통의 부식을 방 지하는 방법이 있다.

탄산가스를 제거하는 휘발성 pH 조정제의 대표적인 것은 Cyclohexylamine, Morpholine 등과 같은 아민류가 사용되며 탄산가스와 함께 증기중으로 휘발하여 응축수중에 녹아있는 탄산을 중화시킨다. 보일러에서 발생된 증기는 증기부, 초기응축부, 복수부로 나눌 수 있으며 이들 각 부위중 문제가 되는 것은 초기응축부와 복수부로 물과 접촉하는 금속면에 있다.

따라서 초기응축부 및 복수부에 균등하게 탄산가스를 중화시킬 필요가 있으며 휘발성 pH 조정제의 분 배율은 표 4와 같다.

[ 표 4. 휘발성 아민제의 분배율]

Volatile Amines	분배율(Distribution ratio)
morpholine	0.4
diethylaminethanal	1.7
dimethylisopropanolamine	1.7
cyclohexylamine	4.0
ammonia	10.0

분배율은 복수계통의 말단까지 미치는 약품의 영향으로 분배율이 높은 것은 초기 응축부의 부식억제 보다는 복수부에 미치는 영향이 크므로 surface condenser와 같은 말단 응축부의 pH를 과도하게 상 승시키므로 동 및 동합금재질인 경우에 암모니아에 의한 부식균열을 유발 시킬 수 있다.

따라서 최근에는 초기응축부의 이행률이 높은 것과 말단 복수부의 분배율이 높은 약제를 병용 처리하 는 복합아민을 사용한다.

라. 피막성아민의 사용

급수의 M-알칼리도가 높은 경우에는 휘발성 pH 조정제의 처리비용이 과다하게 되며 용존산소에 의한 부식에 대해서는 거의 효과가 없는 단점이 있으므로 급수의 M-알칼리도가 높고 보일러 운전이 불규칙 할 경우에는 피막성아민 처리가 좋다.

그림 11과 같이 피막성아민계의 방식제는 금속면에 소수성의 얇은 피막을 형성하여 금속면과 물의 직 접 접촉을 방지하여 부식을 억제한다.

[그림 11. 피막성아민계 방식제의 부식방지 모식도]

보일러수중에 용해 또는 현탁되어 있는 불순물과 수분이 증기와 함께 증기계통으로 이행하여 증기순도를 저하시켜 과열기 및 터빈의 부식을 가중시키고 제품의 품질을 저하시키는 등의 장해를 캐리오버 장해라고 한다.

1) 캐리오버의 기구

보일러수에는 급수로부터 유입되는 불순물 및 내처리를 하기위해 첨가한 내처리제 등이 함유되어 있기 때 문에 보일러수가 증발됨에 따라 불순물 및 내처리제가 보일러수 중에 농축된다. 따라서 발생된 증기는 순 수한 수증기이어야 하나 실제는 미량의 불순물이 함유되어 있는데 이런 불순물은 캐리오버에 의해 증기중 에 혼입된 것이다.

일반적으로 캐리오버는 기계적 캐리오버와 선택적 캐리오버로 대별하며 다음과 같다.

- 기계적 캐리오버 : 수적(물방울) 또는 거품이 증기에 혼입되는 캐리오버

- 선택적 캐리오버 : 실리카와 같이 증기중에 용해된 성분 그대로 운반되어진 캐리오버

2) 캐리오버의 현상

가. Foaming

드럼 수면에 거품이 발생하고 거품이 계속 증가해서 드럼내 전체로 퍼지는 현상으로 증기거품이 보일 러수의 표면을 이탈하는 동안에 증기거품이 보일러수의 피막으로 들러 쌓여지면서 다량의 거품이 기 수면을 덮는 경우에 발생한다.

이런 포밍 현상은 보일러에서 자주 발생되는 현상이며 캐리오버중에서도 가장 유해한 영향을 미친다.

나. 돌비

이상 과열된 상태의 보일러수가 돌발적으로 비등하여 물방울이 증기와 함께 이행하는 현상이다.

다. Priming

드럼수면이 너무 높은 경우, 부하의 급격한 변동, 규정압력 이하의 경우등에서 발생되며 보일러수가 수 적의 형태로 증기축으로 이행하는 것을 말한다.

프라이밍에 의한 장해는 특히 캐리오버된 용해고형물 및 현탁고형물이 과열기 계통의 관벽에 퇴적되어 열효율을 저하시키며 일반적으로 이 현상은 어느정도 연속해서 발생한다.

라. 실리카의 선택적 캐리오버

실리카도 상기 Foaming 및 Priming 등과 같이 기계적 캐리오버로 인해 증기 중으로 이행할 수 있으나, 실리카 단독으로 증기에 용해되어 발생되는 경우가 있다.

즉, 실리카는 보일러수중의 용해물과는 달리 증기에 용해되는 성질이 있으며 보일러의 압력, 실리카의
농도에 따라 지수관계적으로 증가한다.

과열증기는 포화증기보다도 실리카를 잘 용해하기 때문에 고압 보일러에서는 실리카의 캐리오버에 의 해 터빈날개에 부착하여 물리화학적인 부식을 초래하기도 한다.

[그림 12. 증기중에 실리카가 0.02ppm 용해되어 있는 경우
증기압력과 보일러수중의 실리카 농도와의 관계]

3) 캐리오버에 의한 장해

증기중의 수분, 고형물의 양과 종류에 따라 여러가지 장해가 발생하게 되며 특히 고형물중 염화나트륨, 황산나트륨, 수산화나트륨 등은 점착성이 있기때문에 다른 불순물과 함께 부착된다.

따라서 발생되는 장해는 다음과 같다.

가) 증기순도저하로 인한 제품품질의 불량발생

나) 증기관, 수위조절장치등에 석출물이 부착되어 운전불량 발생

다) 수면계의 수위가 상하로 진동하여 정확한 수위파악 불량

라) 과열기등에 고형물이 부착하여 팽출, 파열사고 발생

마) 증기관에 물이 들어가서 과열관에서의 증기과열 불충분

4) 캐리오버 방지 대책

가) 적정 농축을 위한 블로우 실시

나) 기수분리기의 정상화 및 규정압력 운전

다) 드럼 수위의 적정화(프라이밍, 돌비 방지)

라) 유지류 및 유기물등의 혼입방지(포밍발생 요소 제거)

보일러가 휴전상태에 들어가면 그 기간의 길고 짧음에 관계없이 부식을 최소한 억제 시키기 위해서는 적절한 방법으로 보존하여야 한다.

휴전중의 보일러 운전 보존 조건이 적절하지 못하면 운전중에 부식이 더욱 진행될 뿐만 아니라 보존중에 새로운 부식이 발생, 진행되어 다시 운전을 행함에 있어 중대한 지장을 초래 할 수 있다.

보일러 휴전시 발생하는 부식의 최대 인자는 용존산소이다.

보일러를 정지하면 보일러내의 온도 저하와 함께 보일러의 압력이 감소하여 최종적으로는 외압이하로 되어 외부의 공기를 흡입하게 된다.

흡입된 공기중의 산소는 보일러수 중에 녹아들어가 강재를 부식시킨다.

따라서 휴전중의 보일러는 방식처리를 충분하게 실시하여야 하며 보존법은 크게 건조 보존법과 만수 보존법이 있다.

가. 보일러 휴전 직전의 내처리

보일러 내부에 스케일이 부착되어 있고, 슬러지가 남아있는 그대로 보존을 행하면 스케일 및 슬러지가 고착되어 다시 운전을 시작하는 경우에 장해의 원인이 될 수 있다.

따라서, 이와같은 장해는 보일러를 휴전하기 전의 운전에서 원수 또는 경도성분의 제거가 충분하지 못 한 처리수를 급수로 사용하는 경우에 주로 발생하게 되며 이와 같은 경우에는 보일러 정지 2~3일 전부 터 운전에 지장이 없는 한도내에서 청관제의 사용량을 늘여서 스케일을 슬러지화하여야 하며 블로우를 자주 실시하여 슬러지가 부유현탁물로 되어 조금이라도 많이 배출시키는 것이 바람직하다.

이 처리는 건조 보존 뿐만 아니라 만수 보존시에도 실시하며 보일러 휴지에 따른 전처리라 할 수 있다.

나. 만수 보존법

보일러수를 완전히 배출할 수 없을때와 긴급한 운전재개가 요구되는 경우에 적합한 보일러 보존 방법 이다.

만수 보존기간중에는 1개월에 최소한 1회 수질분석을 실시하여 약품 및 철분농도를 측정하여 약품의 보정투입여부를 확인하고 철분이 2~3 ppm 검출되면 보유수 전체를 배출하고 보관제가 함유된 청수로 채운다.

* 보존 시작후의 방식처리

1) 단기 보존의 경우(3개월 이내)

가. 보일러를 소화하고 난 후, 압력이 5 ㎏f/㎠ 이하로 되면 드럼의 수위가 10~15 ㎝ 내려갈 정도로 바 닥 블로우를 실시하여 보일러 바닥에 침강된 슬러지를 배출한다.

나. 압력이 1.8 ㎏f/㎠ 이하가 되면, 보일러가 급냉하지 않도록 주의하여 급수와 보관제 주입을 반복하 고, 드럼의 공기빼기 밸브로부터 물이 빠져 나올 정도가 되면 공기 빼기 밸브를 닫는다.

다. 배수 세정을 할 수 없는 과열기가 있는 경우에는, 휘발성 아민제와 N₂H₄(하이드라진)를 용해시킨 보존수를 채워두던가 혹은 질소가스(99% 이상 N₂)를 봉입하여 보존한다.

라. 채워둔 방식 보존수를 그대로 사용하여 운전을 재개하는 경우에는 미리 보일러 내처리방식에 적합 한 방식 보존수를 이용한다.

<당사 약품 종류별 표준사용량>

약품의 종류	운전재개후 보일러 내처리제와 병용여부	표준사용량
SCCO W-161	- 불가능 - 배수후 보일러 내처리제 사용	0.2~0.5%(대 보유수량)
SCCO W-110 series + SCCO W-131	- 가능 - 배수 불필요	- SCCO W-110 series - SCCO W-131 : 500~800ppm 유지 - pH 조건 : 10.5 ~ 11.5
SCCO W-131 + SCCO W-135	- 가능 - 배수불필요 - 휘발성 처리에 적합	- SCCO W-131 : 500~800ppm 유지 - SCCO W-135 : (주1) - pH 조건 : 10.5 ~ 11.5

2) 장기 보존의 경우(3개월 이상)

가. 단기보존방법과 동일하게 보일러수의 배출과 내부 수세 점검을 행한후, 방식 보존수를 채워서 보관 한다.

나. 방식 보존수를 가득 채운후, 수압 또는 질소 가스압을 걸어 보존하면 외부로부터 공기가 차단되기 때문에 훨씬 바람직하다.

수압은 보일러의 드레인 밸브에 소형 가압용 펌프를 접속해서 수 ㎏f/㎠의 압력으로 가압하면 된다.

* 약품투입의 사용예

1) 노통연관 보일러

① 가설 용해조를 보일러 맨홀 상단에 설치하여 보존수로 채우는 방법

② 가설 용해조를 바닥에 설치하여 펌프를 이용하여 맨홀에 채우는 방법

③ 기존 급수 Tank를 이용하여 채우는 방법

- 일반적으로 ①,②의 경우를 대부분 채택하고 있음

- 노통연관식의 경우에 보일러수를 모두 Drain 시킨후 맨홀을 개방하여 보존수 투입

2) 수관식 보일러

① 노통연관식의 ①과 동일

② 기존 급수 펌프를 이용하여 급수 Tank쪽의 밸브를 닫고 가설 용해조의 밸브를 열어 보존수를 주입

다. 건조 보존법

보일러를 장기간(3개월 이상)에 걸쳐 휴전할때와, 보일러수가 동결할 위험이 있을때 건조 보존법이 이 용되며 보일러수를 완전히 배출하지 못할때는 적용할 수 없다.

주요한 보존법은 다음과 같으며 저압 보일러에서는 개방 보존법과 흡착제를 사용하는 밀폐식 흡착 보 존법이 일반적으로 많이 이용된다.

라. 보존중의 방식처리

1) 방식 보존수중에 탈산소제를 사용할 경우에는 보존 초기에 급격히 소모되므로 보존 시작후 다음날 에 적당량의 탈산소제를 추가 투입한다.

2) 월 1회이상 수질분석을 실시하여 약품의 유효성분이 목표농도의 1/2 이하가 되지 않도록 약액을 보 충한다.

3) 철분이 2~3 ppm 검출되면 보일러수 전체를 배출하고 보존수를 다시 채운다.

4) 수압이나 N₂ 가스압이 걸려있는 경우에는 압력을 수시로 감시하여 목표압력보다 낮게 되면 가압하 도록 한다

보일러 System을 안전하고 효율적으로 운전하기 위해서는 급수원에 대한 기계적처리 및 화학적처리가 필요하며, 항상 보일러수(관수), 급수 및 복수(응축수)의 수질이 최적의 상태로 유지 될 수 있도록 일상의 수질관리 및 블로우수 관리는 필수적으로 행하여야 한다.

특히, 증발수량이 많은 저압보일러의 경우에 스케일이 형성되면 연료 소모량이 기하급수적으로 증가하므로 일상의 수질관리는 무엇보다 중요하다.

따라서 수질관리는 다음에 준하여 실시한다.

- 첫째 : 보일러의 형식, 운전조건등에 의해 급수 및 보일러수의 관리 목표치를 설정

- 둘째 : 목표수질을 유지하기 위한 수처리 방법, 블로우 방법 결정

- 셋째 : 수질분석(매일 또는 매월)에 의해 블로우방법 수정 또는 보완

- 넷째 : 기타 개관조사등에 의한 수처리 방법 등의 수정 또는 보완

가. 수질관리 목표치의 설정

급수 및 보일러수의 수질관리 목표치는 보일러 운전조건(사용압력, 전열면 증발율 등)에 따라 달라지며 별첨 압력별 관리기준치를 참조로 한다.

나. 목표 수질의 유지방법

보일러 System에 있어서 중점적으로 관리되어야 할 수질은 급수, 복수, 보일러수(관수)이다. 급수의 경우

연화장치에 의한 전처리가 중요하며, 원수의 경도성분제거가 보일러 수처리의 관건이기 때문이다. 연화장 치등 기계적 처리 방법으로 원수중의 경도성분의 대부분을 제거한 상태에서 미량의 경도성분 제거를 위해 약품을 사용하게 되므로 현장에서의 전처리 정도에 따라 수처리의 효율이 크게 좌우될 수 있다.

복수는 보일러에서 증기가 공정중 열교환에 의해 응축되어 회수되는 수질로서 순수에 준하는 수질을 나타 내므로 적절한 pH유지에 의해 양호한 관리를 실시할 수 있다.

그러나 보일러수의 경우는 농축으로 인하여 급수중 불순물의 농축, 약품과의 반응으로 생성된 슬러지의 농 축으로 과다한 고형물이 축적되므로 약품에 의한 적절한 수처리와 함께 반드시 축적되는 고형물을 일정 수 준으로 유지시키지 않으며 안된다.

따라서 보일러에서 행하는 블로우는 보일러수중의 고형물 및 발생된 슬러지를 계외로 배출시킴과 동시에 보일러수의 수질을 관리 목표치내로 유지시키기 위해 실시하므로 블로우 수량의 결정은 보일러의 장해방 지 및 에너지절약 측면에서 대단히 중요하다.

다. 보일러의 적정 농축도 유지방법

보일러의 농축도를 적정하게 유지하기 위해서는 급수 대비 블로우 수량을 일정하게 유지시켜 주어야 한다. 즉, 블로우 수량 및 농축도를 결정하기 위해서는 급수의 수질과 보일러 운전조건에 따른 관리목표치로 산 출 할 수 있는데 다음과 같다.

1) 농축배수 결정

관리목표치의 이온성분 ÷ 급수중의 이온성분

여기서 참고할 수 있는 이온성분은 전기전도도, 염소이온, 실리카 이온이며 세가지 수치중 가장 낮은 수치가 최대 농축배수가 된다.

2) 블로우 수량의 결정

상기 농축배수가 구하여지면 급수량 대비 블로우 수량은 다음과 같이 계산한다.

블로우 수량 = 급수량 ÷ 농축 배수 = 증발 ÷ (농축배수 - 1)

3) 블로우 방법에 대한 고찰

가) 간헐 블로우

하부드럼에 축적된 슬러지와 고형분을 간헐적으로 블로우 해 주는 방법으로 저압 보일러에서 주로 행하여 진다.

나) 연속 블로우

상부드럼에서 연속적으로 블로우하는 방법으로 급수중의 불순물이 적은 고압 보일러에서 주로 행 하여지며, 열회수 및 관리목표치의 관리가 용이하다는 장점이 있어서 수관식 보일러에 많이 채택 되고 있다.

라. 수질관리

보일러 System의 수처리시, 일상관리 상태에서 수처리 효과를 알 수 있는 간접적인 지표는 수질분석을 통 하여 알 수 있으므로 정기적인 수질분석은 보일러의 안전운전에 무엇보다 중요하다. 이런 수질분석을 통하 여 블로우 수량이 적정한가, 기타 약주관리는 정상적으로 이루어지고 있는가 등을 검토할 수 있으며 문제 점이 있으면 즉시 수정하는 것이 중요하다.

일상적인 수질관리에 필요한 항목들은 다음과 같다.

항 목	내 용
pH (at 25 ℃)	- 급수 및 관수의 pH가 적정한가 확인 - 10 ㎏f/㎠ 이하의 저압보일러 관수의 pH는 11.0~11.8로 관리
전기전도도(㎲/㎝)	수중에 존재하는 이온농도와 대체로 비례하므로 수질목표치와 대비하여 블로우 수량이 적정한가를 판단
P-알칼리도(CaCO₃)	P-알칼리도는 수중의 수산화이온을 중화하여 pH 9 부근에 도달 할 때까지 소요되는 산의 양을 말하며, 실리카 스케일 방지와 밀접한 관계가 있다.
M-알칼리도(CaCO₃)	M-알칼리도는 P-알칼리도를 포함하여 탄산염, 중탄산염 등을 중화하여 pH 4.8에 도달할 때까지 소요되는 산의 양을 말하며, 탄산칼슘등 스케일을 생성하는 경향을 파악할 수 있는 지표가 된다.
전경도(CaCO₃)	스케일 성분으로서전처리(연화처리)의 이상 유무 및 보일러수의 스케일 성향을 알 수 있는 지표
염소(Cl^-)	부식성 인자로서 보일러의 부식장해를 촉진시킨다.
실리카(SiO₂)	실리카 주체의 스케일 형성시 보일러 효율을 저하시키고 제거가 어려우며, P-알칼리도와 상관관계가 있다. 즉, P-알칼리성분이 실리카 성분보다 1.7배 이상 존재하면 실리카는 수용성인 메타규산염이 되어 블로우시 계외로 배출된다.
철분(Fe)	급수중에 함유된 성분이외에 보일러 자체의 부식에 의해 발생되는 성분이 포함되므로 부식장해에 대한 판단지표가 된다.
인산(PO^-3₄)	약품의 성분으로 일반적인 저압보일러일 경우에서는 보일러 수중에 20~40 ppm 정도 존재하도록 약품을 주입한다.

* 상기 항목은 일상적인 수질분석에 필요한 항목이며, 정기적인 수질분석을 통하여 수처리 경향파악 및 안정조업을 위해 현장 수처리 담당자와 정보를 공유하고 유기적인 협조체제를 유지해야 한다.

마. 약주관리

약품량, 주입장소 및 주입방법에 따라 약품의 효과가 충분히 발휘되지 못하고 2차적인 장해를 발생시키는 경우가 있으므로 약품의 기능과 특성을 충분히 이해할 필요가 있다.

1) 보일러 System에 사용되는 약품

- 청관제 : 부식 및 스케일 방지, pH 조정, 슬러지 분산등

- 탈산소제 : 용존산소 제거

- 급·복수계 부식 방지제 : 휘발성 pH 조정제

- 이온교환수지(연화장치) 성능회복제 : 철분 및 유기물 오염 수지 세정

- 보일러 보관제 : 휴전시 부식 방지

- 고온수계(난방회로) 부식방지제, 적수방지제(방청제)

* 최근 보일러 약품중 청관제 및 탈산소제를 배합한 1액형 다목적 청관제의 개발로 취급간편성, 성능 보강등 현장적용이 증가하는 추세임

2) 약품 주입방법

약품주입은 간헐주입 또는 연속주입이 있으며, 보일러 System의 경우에는 연속주입이 원칙이다. 연속 주입에는 점점주입, 차압주입, 정량주입 등이 있으며 일반적으로 정량주입이 널리 이용되고 있다.

또한 약품 주입시 원액을 주입하는 방법이 있으나 연수이상의 수질로 희석하여 주입하기도 한다.

희석하여 주입할 경우에는 2~3일 이내에 사용할 수 있도록 희석율을 조정하여 사용한다.

신설 보일러 System의 경우에는 기초투입을 실시하며 곧바로 일상관리로 전환한다.

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[스크랩] 보일러분야] 보일러 물관리에 대해

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