서어징과 포밍 문제

서어징(surging; 치솟는다는 뜻)과 포밍(foaming; 거품이 난다는 뜻)이 무엇일까? 보일러 내부의 불순물이나 내부 손상 때문에 물 높이가 빠르게 변하고, 보일러 압력용기 안에서 물 높이가 격하게 변하는 것을 말한다. 이런 현상은 보일러 수주관(water column)에 달린 수위계(sight glass)를 통해 확인할 수 있다. 정상인 경우, 수위계에 보이는 물 높이가 천천히 변하는데, 스팀 소모가 이뤄지면 수위가 내려가고, 응축수 펌프가 보일러에 물을 밀어 넣으면 수위가 올라간다. 보일러가 정상 작동하고 있을 때 리턴 펌프가 켜지고 꺼질 때 수위계의 물 높이를 마킹 펜으로 표시해 놓는 것이 좋다.

서어징(지금부터는 서어징과 포밍을 합쳐서 그냥 서어징이라고 하자)이 생길 때 가장 쉽게 알 수 있는 신호는 아주 시끄럽고 귀에 거슬리는 로우-워터 경고음을 동반하는 로우-워터 시그널이 너무 자주 그리고 빠르게 나오는 것이다. 이런 현상은 서어징으로 충분한 양의 물이 보일러 위쪽으로 이동하면서 물 높이가 로우-워터 감지 탐침 아래로 내려가기 때문에 생긴다. 또는 수주관(water column)에서 증기폐색(vapor lock)이 발생해도 수위 감지 탐침에 같은 결과가 초래된다.

서어징이 발생하면 보일러 압력용기 안에 있던 스케일 등 이물질이 스팀 모관으로 넘어갈 수 있다. 이렇게 스팀 배관을 침범한 이물질은 배관을 따라 움직이다가 장비와 스팀 트랩에 들어간다. 그러면 문제 발생 시 올바른 진단이 힘들어진다. 또한, 대부분의 보일러 용수 처리제는 보일러 압력용기 안에서 작용하는 것이지, 스팀 배급 및 리턴 시스템을 겨냥한 것이 아니다. 보일러 용수 처리제에는 종종 부식성 약품이 들어있다. 이런 부식성 약품에 오래 노출되면 장비와 배관에 손상이 올 수 있다.

서어징은 왜 발생하나?

필자 경험으로 서어징 원인은 크게 3가지로 나눌 수 있다.

1. 보일러 케미컬의 과다 사용 – 보일러 운용에 있어 보일러 케미컬을 적량대로 사용하는 것이 중요하다. 이런 케미컬을 너무 많이 넣으면 서어징이 초래된다.

2. 높은 알칼리 – 일반적으로 보일러 용수에 들어있는 알칼리 물질은 중탄산염(bicarbonate), 탄산염(carbonate), 수산화물(hydroxide), 인산염(phosphate), 그리고 규산염(silicate) 등이 있다. 또한, 이러한 알칼리 물질은, 특히 중탄산염과 탄산염은 분해가 되면서 스팀 안에 이산화탄소 가스를 형성한다. 이렇게 형성된 이산화탄소 가스는 응축수 배관을 부식시키는 주범이다. 알칼리성은 테스트가 간단하고, 연수기를 사용해 보충수를 처리하면 쉽게 관리할 수 있다.

3. 스팀 그리고 리턴 시스템 내 기름 등 불순물 – 새로 보일러를 설치했거나 다른 스팀 배관 작업을 하면, 배관 안에 절삭유가 남아 있을 수 있고, 이는 결국 보일러 안으로 들어간다. 새 장비를 설치했거나 배관 작업을 했으면, 장비에서 스팀이 나가는 쪽의 응축수 리턴 라인을 열어 놓고, 스팀 차단 밸브를 이용해 안에 들어있을 수 있는 기름과 불순물을 쏟아 내는 게 바람직하다. 만일 보일러가 기름으로 오염됐으면, 인산삼나트륨(tri-sodium phosphate)을 이용해 제거해야 한다. 이 작업은 약간의 전문 지식을 요하므로, 보일러 제조업체에 연락해 구체적인 작업 방법을 문의하도록 한다.

이달은 여기 까지다. 이달의 주제는 적절한 다이어그램이나 도표가 없어, 대신 보일러 작동을 점검하는 작업 절차를 보여주는 도면을 대신 넣었다.

이제, 후원업체의 말씀을 들어보자. 플로트 볼 밸브의 누수 문제는 너무 흔하고, 자주 무시당하지만 피해가 크다. 그래서 18세기 공룡을 대체할 전자 레벨 컨트롤 장치를 필자가 개발했다. 그 이름은 EZ-Level Control이니 해당 광고를 한 번 찾아보기 바란다.