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보일러 캐리오버 현상
오늘은 2023년 건축기계설비기술사 시험에 출제된
보일러의 이상 현상 중 '캐리오버(Carry Over)'에 대해 정리해보겠습니다.
캐리오버는 보일러 운전 중 자주 언급되는 문제이며,
증기 품질 저하, 열교환기 오염, 유체 순환 불량 등의
연쇄적인 문제로 이어질 수 있는 중요 이상 현상 중 하나입니다.
캐리오버(Carry Over)란?
캐리오버(Carry Over)란,
보일러 드럼에서 증발한 증기와 함께 수분(물방울, 용존고형물, 보일러수)이 동반되어 증기배관으로 이월(이동)되는 현상을 말합니다.
정상적으로는 증기만 추출되어야 하지만,
물방울이 섞여 증기와 함께 이동하게 되면
하류 장비나 설비에 손상을 주는 문제가 발생합니다.
캐리오버의 주요 발생 원인
1. 보일러 수위 조절 불량
- 수위가 너무 높으면 증기 분리 공간 부족 → 물이 함께 튐
- 수위가 불안정하면 순간적으로 물이 유입됨
2. 보일러수 내 고형물 농도 증가
- 총용존고형물(TDS)이 높으면, 증기 속에 미세 입자 포함
- 물방울에 섞인 고형물이 스팀 트랩, 열교환기, 밸브에 침착
3. 과도한 증기 발생 속도
- 급격한 부하 변화 또는 연료 과다 투입 시
- 물과 증기의 경계면이 불안정해지며 거품(Turbulence) 형성
4. 불량한 증기 분리장치 설치
- 사이클론 세퍼레이터, 드럼 내부 분리판의 구조적 문제
- 증기와 물을 제대로 분리하지 못함
5. 보일러수 내 화학약품 과잉 주입
- 특히 거품 유발성 분산제나 인산염, 탈산제 과다 주입 시
- 거품 현상으로 인해 수분과 증기가 함께 분출됨
캐리오버의 문제점
- 증기 품질 저하 : 열교환 효율 저하, 압력 불균형 발생
- 배관·밸브 손상 : 수분 내 고형물로 인한 부식, 스케일
- 터빈·열교환기 문제 : 고속 회전체 손상, 전열면 오염
- 공정 품질 저하 : 정밀 열공정(예 : 식품, 제약 등)에 영향
해결 및 예방 방안
1. 정상 수위 유지 및 수위 컨트롤러 정밀 제어
- 저수위/고수위 경보 설정
- 자동 수위제어장치 정기 점검
2. 보일러수 내 TDS, pH, 염분 등 수질관리
- 정기적인 블로다운(Blowdown) 실시
- 정수설비 운영 및 약품 주입 최적화
3. 증기분리기 성능 향상
- 속도 저감 구조, 사이클론 세퍼레이터, 스크러버 구조 개선
4. 보일러 부하 급변 방지
- 부하변동이 클 경우 예열조치, 바이패스 운영 등 적용
- 운전패턴 최적화
5. 거품 유발 방지
- 부적절한 약품 주입 방지
- 소포제(Antifoam) 투입 고려
결론
캐리오버(Carry Over)란 보일러에서 발생한 증기와 함께 수분과 고형물이 동반되어 배관·설비로 이월되는 현상입니다. 내용 정리를 위해 항목별 내용을 아래와 같이 다시금 요약해보았습니다.
■ 캐리오버 항목별 내용 정리
| 항목 | 내용 |
| 정의 | 증기 내 물방울 및 고형물이 혼입되어 나오는 현상 |
| 원인 | 수위불안정, 수질악화, 급격한 증기 생성, 분리장치 불량 |
| 문제점 | 설비 손상, 스팀 품질 저하, 부식, 효율 저하 |
| 대책 | 수위제어, 수질관리, 분리장치 개선, 거품 억제 |
보일러 증기의 ‘품질’을 좌우하는 핵심 변수이므로,
캐리오버는 단순 현상이 아닌
운전관리와 유지보수 품질의 지표로 관리되어야 합니다.
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