보일러의 증발률과 효율

보일러의 증발률과 효율

 

오늘은 보일러의 증발률과 효율, 특히 급수로부터 소요 증기를 발생시키는 열변환 성능의 핵심 지표들을 정확하게 이해할 수 있도록 정리해보겠습니다.

 

보일러는 연료의 화학에너지를 열에너지로 바꾸고, 이 열로 급수를 증기로 변화시키는 설비입니다. 이때 단위 연료로 얼마나 많은 증기를 만들 수 있느냐, 에너지 손실 없이 얼마나 효율적으로 증발시키느냐가 보일러의 핵심 성능지표가 됩니다.

 

 

 

 

 

 

보일러 증발률(Evaporation Rate)이란?

증발률이란 보일러가 1시간 동안 만들어낼 수 있는 포화 증기의 양을 의미하며, 단위는 일반적으로 kg/h 또는 ton/h로 표현합니다.

 

즉, 증발률 1,000 kg/h라는 말은 1시간 동안 1,000kg의 포화증기를 만들 수 있는 용량이라는 뜻입니다.

 

이 증발률은

• 보일러의 설계 압력,
• 급수의 온도,
• 투입되는 연료의 발열량 등에 따라 달라집니다.

 

 

보일러의 증발률은 마치 자동차의 마력(hp)처럼, ‘출력 능력’을 나타내는 개념입니다. 더 많은 증기를 만들어낼 수 있다는 건, 더 큰 부하의 난방, 공정용 증기, 급탕열원 등을 더 빠르고 강하게 공급할 수 있다는 의미가 됩니다.

 

 

 

 

 

보일러 효율(Boiler Efficiency)이란?

보일러 효율이란 연료의 발열량 중 실제로 증기를 발생시키는 데 사용된 열량의 비율을 말합니다.

공식은 다음과 같이 정리됩니다.

 

 

보일러 효율(%) = 유효열량 / 연료 발열량 × 100

 

 

즉, 연료를 100의 열량으로 태웠을 때,
그 중 85만큼이 실제 증기 생성에 사용됐다면 효율은 85%입니다.

 

보일러 효율은 일반적으로 다음과 같이 분류됩니다.

종류	개념	설명
직접법(Direct Method)	연료 대비 생성된 증기열량으로 계산	실제 측정된 양 기준. 간단하지만 부정확할 수 있음
간접법(Indirect Method)	손실열량(배기가스, 복사열, 연소손실 등)을 반영한 계산	정밀한 분석에 적합

 

 

 

 

 

 

 

 

실무 기준 증발률 & 효율 수치 예시

• 중소형 보일러 (1~2톤급) :
  증발률 1,000 kg/h, 효율 90%
• 산업용 대형 보일러 (10톤 이상) :
  증발률 10,000 kg/h 이상, 효율 88~94%
• 응축수 회수 + 배열회수 설치 시 :
  열손실 최소화 → 효율 95% 이상 달성 가능

※ 국내 KS B 6200, ASME PTC 4 등 기준을 따름

 

 

 

 

 

 

설계 시 유의사항

• 보일러 효율은 단순 증기 생성 외에도 배기가스 온도, 급수 온도, 연료 특성에 따라 실시간으로 달라집니다.
• 증발률만 높고 효율이 낮으면 연료비는 증가하고, 배출가스는 증가하며, 유지비용은 상승합니다.
• 따라서 설계 단계에서는 필요 증기량 + 효율 + 제어방식(부하대응 속도)를 종합적으로 고려해야 경제적이고 안정적인 운전이 가능합니다.

 

 

 

 

마무리

정리해보자면 보일러의 증발률은 1시간 동안 만들어낼 수 있는 증기의 양, 보일러 효율은 연료의 열 중 실제 증기 생성에 사용된 열의 비율을 의미합니다.

 

이 두 가지는
보일러의 출력능력과 에너지 절감 성능을 가늠하는
설계·시공·운전·에너지관리의 핵심 지표입니다.

 

 

 

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