[그림 1] 가스연소장치 구성도
가스연소장치의 구성
(1) [그림 1]에 가스연소장치의 구성도를 나타낸다. 이 구성도는 가스연료는 스트레이너를 거쳐 안전차단밸브를 지나서 압력조정기에서 압력이 조정된 후, 적정유량이 흐르도록 조절된 후에 버너에 공급되도록 되어 있다.
(2) 압력조정기의 전에 가스압력 하한 스위치가 설치되어 가스공급압력이 설정치 보다 낮은 경우에는, 가스압력스위치의 신호가 연소안전제어기에 연소차단을 위한 신호를 주도록 되어 있다.
(3) 가스압력조정기가 오작동을 하여 2차측 압력이 설정치 보다 높은 경우에도 가스압력조정기 후에 설치된 가스압력상한스위치에서 연소안전제어기에 연소차단을 위한 신호를 주도록 되어 있다.
(4) 버너의 전단에 설치되는 가스압력조정기, 안전차단밸브, 압력스위치, 유량조절밸브, 콕크밸브 등과 같은 구비기기들을 총칭하여 가스버너의 가스트레인(gas train)이라 한다.
(5) 일반적으로 압력조정기와 안전차단밸브는 설치순서가 바뀌어도 안전상의 제약은 없다. 즉 안전차단밸브 후에 압력조정기가 위치할 수도 있고, 안전차단밸브 전에 압력조정기가 위치할 수도 있다.
1. 가스압력조정기
보일러실 내에 설치하는 가스용 보일러의 가스압력조정기의 구조를 [그림 2]에 나타낸다. 가스압력조정기는 액화석유가스의 안전 및 사업관리법 관련 규정에 의거 가스용품 검사에 합격한 제품으로서 다음을 만족하여야 한다.
[그림 2] 가스압력조정기(가버너)의 구조도
(1) 가스압력조정기는 최대통과유량에서 차압등 필요한 제어특성에 적합하며, 사용유량범위에서 압력변동이 작은 것이어야 한다. 다만, 도시가스를 사용하는 버너로서 공급가스압력이 2.5 ㎪{250 ㎜H2O} 이하이고, 그 공급가스압력의 변동범위 내에서 완전연소가 가능한 경우에는 가스압력조정기를 설치하지 아니할 수 있다.
(2) 가스압력조정기는 스프링에 의한 방식의 것을 사용하고, 스프링에는 커버를 설치하여야 한다.
(3) 가스압력조정기는 가스공급 압력변동에 대하여 버너가 안정 연소할 수 있도록 2차 압력이 일정하게 유지되는 기능이 있어야 한다.
(4) 가스압력조정기는 버너의 연소범위 전역에 걸쳐서 압력변동이 적어야 하며, 또 안정연소가 유지되는 것을 사용하여야 한다.
(5) 가스압력조정기의 몸체에 가스흐름 방향을 나타내는 표시가 되어 있어야 한다.
(6) 가스압력조정기의 상류측에는 하류측 기기의 기능을 보호하기 위하여 점검보수가 용이한 스트레이너를 설치하여야 한다.
2. 안전차단밸브
안전차단밸브는 다음 기준에 적합하게 설치하여야 한다.
(1) 안전차단밸브는 전원 또는 공기압력 등이 단절된 경우, 스프링의 힘에 의해 자동적으로 가스를 차단하는 페일세이프(fail safe) 구조의 것이어야 한다.
(2) 가스연료는 보일러 운전이나 기타에 사용되는 전기, 증기, 기름압 등의 공급이 정지되었을 경우에 연료가 계속적으로 연소되면 위험하므로, 안전 차단밸브는 전원 등이 중단되었을 경우에도 작동되어 신속하게 연료를 차단하여야 한다. 이 경우, 단시간 정전 등에서도 안전차단 밸브가 일단 닫힌 이상은 프리퍼지 등의 순서에 따라 보일러를 가동시켜야 하며, 정전 등의 경우에 수동적으로 장치가 열릴 경우에 연료가 공급되어지면 위험하므로, 이 경우에는 리세트버턴(reset button) 등을 조작하여도 장치가 열리지 않는 구조라야 한다.
(3) 차단밸브는 1초 이내에 가스의 공급을 차단할 수 있는 것이어야 한다.
(4) 최대가스소비량이 348,900 W{300,000 ㎉/h}를 초과하는 강제혼합식 버너의 경우에는 메인버너에 대한 가스의 공급관에 2개의 안전차단밸브를 직렬로 설치할 것. 이 경우 2개중 1개는 슬로우 오픈(slow open)방식이어야 한다.
(5) 최대가스소비량이 348,900 W{300,000 ㎉/h}를 초과하는 강제혼합식 버너로서 파이로트버너가 있는 버너의 경우에는 파이로트버너에 대한 가스의 공급관을 메인버너용 안전차단밸브의 상류측에서 분기하여, 메인버너용 안전차단밸브와는 독립적으로 2개의 안전차단밸브를 직렬로 설치하여야 하고, 2개의 메인버너용 안전차단밸브사이에서 분기하는 경우에는 1개의 안전차단 밸브를 설치할 수 있다.
(6) 안전차단밸브는 아래와 같은 경우에는 폭발 방지, 어떠한 위험사태방지를 위하여 신속하게 연료를 차단하여야 한다.
(a) 이상소화의 경우
(b) 전력공급이 중단되었을 경우
(c) 보일러수위가 안전 저수위 이하가 되었을 경우
(d) 증기압력이나 온도가 과도하게 높아졌을 경우 등
3. 가스 스트레이너
가스연료 중에도 배관중에서 이물질이 포함될 수 있다. 따라서 가스 스트레이너는 가스트레인에 속하는 가스압력조정기나 안전차단밸브와 같은 정밀기기들을 보호하기 위하여 설치를 한다.
(1) 스트레이너는 압력손실이 적고 점검․보수가 용이한 것을 사용한다.
(2) 안전차단밸브 및 가스압력조정기의 앞에 설치하여야 한다.
4. 가스압력 감시장치(가스압력 스위치)
압력조정기의 고장 및 기타에 의해 사용가스 압력이 이상변동을 감시할 수 있는 가스압력 감시장치(가스압력 스위치)를 설치하여, 가스압력이 이상 상승 또는 이상 저하한 경우에는 즉시 연료를 차단할 수 있도록 하여야 한다.
5. 내부누설 자동감시장치
(1) 안전차단밸브가 차단된 상태에서도 안전차단밸브에 이물질이 끼거나 고장시에는 가스가 안전차단밸브를 통과해서 배관내부로 흐를 수가 있다. 이와 같이 안전차단밸브가 차단된 상태에서 가스가 배관중으로 흐르는 것을 내부누설 또는 밸브누설이라고 한다.
(2) 최대가스소비량이 348.9 ㎾{300,000 ㎉/h}를 초과하는 버너에는 안전차단밸브의 내부누설(밸
브누설)에 대비하여 내부누설 자동감시장치를 장착하여야 한다.
6. 가스압력측정장치
최대가스소비량이 348.9 ㎾{300,000 ㎉/h}를 초과하는 버너에는 스톱밸브가 부착된 가스압력측정장치(압력계)를 설치하여야 한다.
7. 가스누설 차단장치
가스용보일러에는 누설되는 가스를 검지하여 경보하며, 자동으로 가스의 공급을 차단하는 장치 또는 가스누설 자동차단기를 설치하여야 하며, 이 장치의 설치는 도시가스사업법 시행규칙 [별표 7]의 규정에 따라 산업자원부장관이 고시하는 가스사용시설의 시설기준 및 기술기준에 따라야 한다.
8. 긴급차단장치(emergency shut-off valve)
(1) 긴급차단장치란 가스사용 시설의 이상시에 가스누설검지기로 누설되는 가스를 검지하여, 자동 또는 수동에 의한 원격조작으로 가스의 공급을 신속히 차단하는 장치로서, 수요가 부지 내로 인입한 주배관에 설치하는 것을 의미한다.
(2) 가스 누설자동차단장치(ASV)를 설치한 주배관에 대하여는 가스누설자동차단장치를 긴급차단장치의 대신으로 할 수 있다.
9. 가스누설 자동차단밸브(automatic shut-off valve)
가스누설 자동차단장치란 도시가스 사업법에 의한 특정가스 사용시설 및 특정가스 시용시설 외의 가스사용시설(가정용시설은 제외한다)에 가스누설경보기로 누설되는 가스를 검지하여 자동으로 가스의 공급을 차단하는 장치를 의미한다.
(1) 가스누설 자동차단장치의 차단부는 검지부 또는 제어부로부터 신호를 받아 가스의 흐름(공급)을 차단하는 기능을 가진 것을 의미한다.
(2) 가스누설 자동차단장치의 검지부는 누설된 가스를 검지하여 제어부 및 차단부의 신호를 전달하는 기능을 가진 것을 의미한다.
10. 가스누설 경보기
일반사항
(1) 가스누설경보기(이하 경보기라 한다)는 가스의 누설을 검지하여 그 농도를 지시함과 동시에 경보를 울리는 것을 의미한다.
(2) 검지기는 미리 설정된 가스농도(폭발 하한계의 1/4 이하)에서 정확하게 작동하는 것이어야 하며, 폭발 하한계의 1/200 이하에서는 작동하지 아니하는 것이어야 한다.
(3) 경보가 울린 후에는 주위의 가스농도가 변화되어도 계속 경보를 울리며, 그 확인 또는 대책을 강구함에 따라 경보정지가 되어야 한다.
(4) 담배연기 등 잡가스에 의하여 경보가 울리지 아니하여야 한다.
구조
경보기의 구조는 다음 기준에 적합한 것이어야 한다.
(1) 충분한 강도를 가지며 취급과 정비(특히 엘리먼트의 교체)가 용이할 것
(2) 경보기의 경보부와 검지부는 분리하여 설치할 수 있는 것일 것
(3) 검지부가 다점식인 경우에는 경보가 울릴 때 경보부에서 가스의 검지장소를 알 수 있는 구조이어야 할 것
(4) 경보는 램프의 점등 또는 점멸과 동시에 경보를 울리는 것일 것
설치장소
(1) 경보기의 검지부는 보일러 설치실이 별실로 구분되어 있는 경우에는 그 실마다 설치하고, 천연가스나 연료가스의 비중이 1.0 보다 작은 LNG를 사용하는 경우에는 검지부의 설치 위치를 검지부 하단이 천장으로부터 30 ㎝ 이내의 위치로 하고, 연료가스의 비중이 1.0보다 큰 LPG를 사용하는 경우에는 검지부의 설치 위치를 검지부 상단이 바닥으로부터 30 ㎝ 이내의 위치로 한다.
(2) 경보기의 검지부는 공급시설 및 사용시설 중 가스가 누설하기 쉬운 설비가 설치되어 있는 장소의 주위로서, 누설된 가스가 체류하기 쉬운 장소에 설치할 것. 다만 연소기 전체가 소화안전 장치를 갖추고 있는 경우와 버너 등으로서 파이로트 버너 등에 의한 인터록기구를 갖추어 가스누설의 우려가 없는 사용시설이 2개 이상인 경우에는 최소한 1개소 이상은 설치하여야 한다.
(3) 경보기의 검지부를 설치하는 위치는 가스의 성질, 주위상황, 각 설비의 구조 등의 조건에 따라 정하되 다음 각 호에 해당하는 장소에는 설비하지 아니한다.
(a) 출입구의 부근 등 외부의 기류가 유동하는 장소
(b) 환기구 등 공기가 들어오는 곳으로부터 1.5 m이내의 장소
(c) 연소기의 폐가스에 접촉하기 쉬운 장소
(d) 증기, 물방울, 기름기가 섞인 연기 등이 직접 접촉될 우려가 있는 장소
(e) 주위온도 또는 복사열에 의한 온도가 313 K{40 ℃}이상 되는 곳
(f) 설비 등에 가려져 누설가스의 유통이 원활하지 않은 곳
(g) 차량 그 밖의 작업 등으로 인하여 경보기가 파손될 우려가 있는 곳
(4) 누설된 가스가 체류하기 쉬운 배관이 통과하는 공조기실 등과 가스배관의 전용 피트 또는 덕트에는 반드시 경보기의 검지부를 설치하여야 한다.
(5) 경보기의 경보부 설치장소는 관계자가 상주하거나 경보를 식별할 수 있는 장소로서, 경보가 울린 후 각종 조치를 취하기에 적절한 방재센터 또는 중앙감시실에 설치한다.
11. 가스버너
일반사항
가스용 보일러에 부착하는 가스버너는 액화석유가스의 안전 및 사업관리법 제21조의 규정에 의하여 검사를 받은 것이어야 하며, 다음 사항을 만족하여야 한다.
(1) 연소장치는 저연소에서 고연소에 이르는 모든 범위에서 안정한 연소를 할 수 있고 화염의 길이 및 폭이 연소실의 형태에 적합한 것이어야 한다.
(2) 연소장치는 착화를 확실하게 할 수 있고 공연비의 조절이 용이하게 사용할 수 있는 것이어야 한다.
(3) 연소장치는 사용하는 연료가스의 특성에 적합한 것이어야 한다.
(4) 주 버너 직전의 가스배관에는 수동 정지밸브를 설치한다.
(5) 주 버너 또는 그 직전의 가스 배관에는 필요에 따라 연료 가스의 온도계 및 압력계를 설치한다.
(6) 버너의 소음은 85 ㏈ 이하이어야 한다.
구조
(1) 연소장치는 점검 및 보수가 용이하게 할 수 있는 구조인 것이어야 한다.
(2) 연소량이 348.9 ㎾{300,000 ㎉/h}을 초과하는 연소장치는 저연소 장치에 의해 점화할 수 있는 구조인 것이어야 한다.
(3) 연소장치의 가스 배관 및 그 부속장치는 공구를 사용하지 않으면 떼어 낼 수 없는 것으로 하여야 한다.
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