🧐 보일러 안전의 핵심! 수면계 점검과 완벽 해결 가이드

🧐 보일러 안전의 핵심! 수면계 점검과 완벽 해결 가이드

 

목차

1. 보일러 수면계의 중요성
2. 수면계의 종류와 작동 원리
3. 수면계 점검의 필요성과 시기
4. 수면계 불량 증상과 진단
5. 주요 수면계 불량 해결 방법 (물색 불량, 수위 오차, 기타 문제)
6. 일상적인 수면계 유지 관리 팁

 

1. 보일러 수면계의 중요성

보일러 수면계는 보일러 드럼(또는 동체) 내의 정확한 수위를 감시하는 가장 기본적인 안전 장치이자 운전 지침입니다. 보일러는 내부의 물이 증발하여 증기를 생산하는 장치이기 때문에, 적정 수위를 유지하는 것이 안전과 효율에 직결됩니다.

• 수위가 너무 낮을 경우 (저수위): 전열면(불이 닿는 부분)이 과열되어 보일러 파손 및 대형 사고를 유발할 수 있습니다. 이는 보일러 안전 운전의 최대 위험 요소 중 하나입니다.
• 수위가 너무 높을 경우 (고수위): 증기와 함께 물방울이 섞여 나가 습증기가 발생하고, 이는 터빈이나 사용 설비에 워터 해머(Water Hammering) 현상을 일으켜 설비를 손상시킬 수 있으며, 증기 순도를 저하시켜 보일러 효율을 떨어뜨립니다.

따라서 운전자는 수면계가 지시하는 수위를 정확하고 명확하게 확인해야 하며, 수면계의 이상은 곧 보일러 운전의 위험 신호로 간주해야 합니다.

 

2. 수면계의 종류와 작동 원리

보일러에 사용되는 수면계는 크게 두 가지 주요 유형이 있습니다.

A. 유리 수면계 (Glass Water Gauge)

• 평판형 (Flat Type): 투명한 유리 또는 반사경 유리(Reflex Type)를 사용하여 물과 증기의 경계를 직접 눈으로 확인하는 방식입니다.
  • 투명형: 양쪽에 투명 유리를 대고 조명을 비춰 내부를 관찰합니다. 고압 보일러에 주로 사용됩니다.
  • 반사형: 유리 뒷면에 프리즘 형태의 구조를 두어 물 부분은 어둡게, 증기 부분은 밝게 반사시켜 대비 효과로 수위를 판별합니다. 중압 이하 보일러에 널리 쓰입니다.
• 원통형 (Tubular Type): 유리관을 사용하여 물의 높이를 보는 가장 일반적인 형태입니다. 저압 보일러나 탱크 수위에 사용됩니다.

작동 원리: 보일러 본체(드럼)의 증기부와 수부에 각각 밸브를 통해 연결되어, 연통관의 법칙에 따라 보일러 내부와 동일한 수위가 유리관 또는 유리판에 나타나도록 설계되어 있습니다.

B. 원격 지시 수면계 (Remote Level Indicator)

• 전극식 (Electrode Type): 보일러 내부에 여러 개의 전극봉을 설치하여 물의 전도성을 이용해 특정 높이에 물이 닿았는지 여부를 감지하고, 이 신호를 제어실의 지시계로 전송합니다.
• 차압식 (Differential Pressure Type): 수주(물 기둥)의 높이에 따라 발생하는 압력 차이를 측정하여 수위로 환산하여 표시합니다.

 

3. 수면계 점검의 필요성과 시기

수면계는 항상 정확한 수위를 지시해야 하므로 주기적이고 철저한 점검이 필수적입니다. 수면계가 고장 나면 운전자가 실제 수위를 알 수 없어 보일러의 안전 운전이 불가능해집니다.

• 점검의 필요성:
  1. 정확성 확보: 지시 수위가 실제 보일러 수위와 일치하는지 확인.
  2. 관 막힘 방지: 증기 밸브나 물 밸브, 배수 밸브 연결부 등이 슬러지나 스케일로 막혀 오지시를 내는 것을 예방.
  3. 유리 파손 예방: 유리관이나 평판 유리의 손상, 누수 여부를 확인.
• 점검 시기:
  1. 운전 시작 전: 매일 보일러를 가동하기 전에 **통수 시험(Blow-Down Test)**을 실시하여 수면계의 작동 상태를 확인해야 합니다.
  2. 운전 중: 최소 1일 1회 이상, 수면계의 물색과 지시 수위를 육안으로 관찰하여 평소와 다른 점이 없는지 확인합니다.
  3. 정비 시: 보일러 정기 점검 또는 정비 시 수면계의 밸브, 배관, 유리 등을 분해하여 내부 스케일 및 슬러지 제거를 포함한 정밀 점검을 실시합니다.

 

4. 수면계 불량 증상과 진단

수면계에 문제가 발생하면 다음과 같은 증상이 나타나며, 이는 곧 진단의 핵심 단서가 됩니다.

• 수위의 움직임이 둔하거나 정체: 수면계의 물 움직임이 보일러 부하 변동에 비해 느리거나 아예 움직이지 않는 경우는 밸브나 연결 배관이 부분적 또는 전체적으로 막혔을 가능성이 높습니다. 특히 물 밸브 측이 막히면 수위가 높게, 증기 밸브 측이 막히면 수위가 낮게 고정되는 경향이 있습니다.
• 수면계 물의 색이 탁하거나 불분명: 수면계 내부 유리나 물이 오염되어 물과 증기의 경계가 명확하지 않아 수위 확인이 어렵습니다. 이는 보일러수 관리 불량 또는 수면계 내부의 심한 슬러지 축적 때문입니다.
• 실제 수위와 지시 수위의 오차: 수면계 지시가 실제 보일러 수위와 현저히 다르다고 의심될 때 (예: 자동 수위 조절 펌프의 작동 간격과 일치하지 않을 때)는 수면계의 통수 불량이 확실합니다.
• 유리 및 개스킷 누수: 유리 파손 징후나 연결부 개스킷 부분에서 증기 또는 물이 새어 나오는 경우입니다. 이는 즉시 운전을 멈추고 수리해야 하는 안전 문제입니다.

 

5. 주요 수면계 불량 해결 방법 (물색 불량, 수위 오차, 기타 문제)

대부분의 수면계 불량은 배관 또는 밸브의 막힘에서 비롯되므로, 이를 해결하기 위한 핵심 방법은 통수 시험(Blow-Down Test)의 정확한 실행입니다. 이 절차를 통수 조작이라고 합니다.

A. 수면계 통수 조작 (막힘 해결 및 점검)

통수 조작은 수면계의 모든 배관을 강한 압력의 증기나 물로 세척하여 막힌 부분을 뚫는 방법입니다.

1. 정상 운전 확인: 수면계가 정상적으로 수위를 지시하는지 확인합니다.
2. 물 밸브 잠금: 수면계 하단에 있는 물(수부) 연결 밸브를 완전히 잠급니다.
3. 통수 밸브 열기: 수면계 아래쪽에 위치한 배수(통수) 밸브를 천천히 열어 증기-물 혼합액이 세게 배출되도록 합니다.
   • 확인 사항: 이때 유리 수면계에는 증기만 채워지므로 수위는 가장 낮은 곳(혹은 보이지 않는 곳)으로 내려가야 합니다. 배출되는 물이 깨끗해질 때까지 통수합니다.
4. 증기 밸브 잠금: 증기부 연결 밸브를 잠근 다음, 통수 밸브를 잠급니다.
5. 물 밸브 열기: 물 밸브를 열고 통수 밸브를 다시 천천히 열어 배수합니다.
   • 확인 사항: 이때 유리 수면계에는 물만 채워지므로 수위는 가장 높은 곳까지 급격히 상승해야 합니다.
6. 정상 복구: 통수 밸브를 잠근 후, 증기 밸브를 먼저 천천히 연 다음, 물 밸브를 다시 천천히 열어 원래 상태로 복구합니다.
   • 최종 확인: 수면계의 물 움직임이 민감하고 선명하게 움직이는지 확인합니다.

B. 물색 불량 (탁함) 해결

통수 조작을 했음에도 물의 색이 탁하다면, 이는 보일러수 자체의 오염도가 높거나, 수면계 내부 유리나 연결부 배관에 딱딱한 스케일이 들러붙었을 가능성이 높습니다.

• 대응: 통수 조작을 여러 번 반복하거나, 보일러를 정지하고 수면계 유리를 분해하여 직접 세척해야 합니다. 보일러수 관리를 위해 **보일러 블로우(Blowdown)**를 추가로 실시하여 보일러수 내의 총 고형물 농도(TDS)를 낮춰야 합니다.

C. 수위 오차 (오지시) 해결

통수 조작 후에도 수위가 정확하지 않거나 움직임이 둔하면, 주 밸브나 연결 배관이 완전히 막혔을 가능성이 높습니다.

• 대응: 보일러를 정지하고, 증기 및 물 연결 밸브를 분해하여 내부를 청소하거나 교체해야 합니다. 밸브를 잠갔을 때 누설이 없는지 확인하고, 수면계의 설치 위치(수평도)가 규정된 위치와 일치하는지도 점검해야 합니다. 고압 보일러의 경우 **유리관 교체 시 정품 개스킷과 운모판(Mica)**을 사용하여 기밀을 유지해야 합니다.

D. 누수 및 유리 파손 해결

• 대응: 즉시 해당 밸브를 잠가 누수를 멈추고 보일러를 안전하게 정지시킨 후, 새로운 유리와 개스킷으로 교체합니다. 평판형 수면계의 경우 유리를 고정하는 볼트를 조일 때 균일한 힘으로 교차하며 조여야 유리 파손을 방지할 수 있습니다.

 

6. 일상적인 수면계 유지 관리 팁

수면계의 완벽한 상태 유지는 사고 예방의 첫걸음입니다.

1. 정기적인 통수: 매일 운전 시작 전 또는 교대 시마다 통수 조작을 실시하여 수면계의 막힘을 예방합니다.
2. 경계선 명확성 유지: 수면계의 물과 증기의 경계선이 항상 선명한지 확인하고, 조금이라도 탁해지면 즉시 통수 조작을 실시합니다.
3. 조명 및 시야 확보: 수면계를 비추는 조명이 충분한지 확인하고, 운전자가 쉽게 접근하고 볼 수 있는 환경을 유지합니다.
4. 밸브 상태 점검: 수면계에 연결된 모든 밸브(증기, 물, 배수 밸브)가 정상적으로 작동하고 누설이 없는지 주기적으로 확인합니다. 밸브 핸들(손잡이)이 개폐 방향을 명확히 지시하고 있는지 확인합니다.

수면계는 보일러의 눈과 같습니다. 이 '눈'이 정확하게 작동할 때만이 보일러를 안전하고 효율적으로 운전할 수 있습니다. 위 점검 및 해결 방법을 통해 보일러 시설의 안전을 확보하시길 바랍니다.