컨티스 툴킷

보일러 연소효율 계산기 (Boiler Combustion Efficiency)

연소 분석기로 잰 배기가스 온도·산소·CO 를 보일러별로 넣으면 열손실법으로 연소효율과 손실 항목, 과잉공기율을 계산하고, 산소를 목표까지 낮추거나 배기 온도를 낮췄을 때 줄어드는 연료비를 보입니다. 증기 쪽 손실은 스팀트랩 누설 손실 계산기, 플래시 스팀·응축수 회수 계산기, 배관 보온 계산기로, 연료 사용량 환산은 에너지 toe 환산 계산기로 이어서 보세요.

계산 근거

열손실법: 효율(HHV) = 100 − (건배기가스 손실 + 연소 수분 손실 + CO 손실). 건배기가스량은 연료 성분(C·H·S)과 측정 O2 로 구한 과잉공기율에서 계산하고, 비열은 0.24 + 0.000038 × (T − 200 °F) Btu/lb·°F, 수분 손실은 NIST 증기표(0.05 bar 등압선)의 과열증기 엔탈피와 급기 온도 포화수 엔탈피의 차로 구합니다(TSI Combustion Analysis Basics, ASME PTC 4.1 열손실법 요약). 연료 성분·발열량은 TSI 표 3. 절감률 = 1 − 현재 효율 ÷ 개선 효율(DOE Steam Tip Sheet #4). 연료 단가 기본값은 한국가스공사 산업용 도매요금(2026-10-01, 25.9123 원/MJ, 부가세 별도). 설계 참고용 계산입니다. 최종 선정은 제조사 카탈로그와 담당 기술자 검토를 거치세요.

기준일
TSI P/N 2980175 Rev B(2004), DOE Steam Tip Sheet #4(2012-01), NIST WebBook, 한국가스공사 2026-10-01 · 2026-10-23 조회
검증
DOE 팁시트 4 천연가스 표(O2 2·3·5·7·10%, 온도차 200~600 °F, 급기 21 °C)와 0.0~0.9%p 차이(예: O2 3%·300 °F 82.7% 대 표 82.8%). TSI 2호 경유 표와 1.3%p 이내(O2 3%·300 °F 87.0% 대 87.2%). DOE 절감 예제 50만 MMBtu × (1 − 78.2/83.1) = 29,483 MMBtu 일치
최종 검토
2026-10-23 · CONTIS 툴킷 편집팀
함께 쓰는 양식

자주 묻는 질문 (FAQ)

보일러 연소효율은 어떻게 계산하나요?
열손실법(간접법)으로 계산합니다. 연소 분석기로 잰 배기가스 온도·산소(O2)·일산화탄소(CO)와 연료 성분으로 건배기가스 열손실, 연료 속 수소가 타서 생긴 수분의 증발·현열 손실, 불완전연소(CO) 손실을 각각 구하고, 100%에서 이 손실을 뺍니다. TSI 연소 분석 기본서(ASME PTC 4.1 열손실법 요약)의 식을 SI 단위로 옮겼습니다. 방열·블로다운 손실은 넣지 않으므로 보일러 전체 효율보다 조금 높게 나옵니다.
배기가스 O2 로 과잉공기율을 어떻게 구하나요?
건배기가스 기준 과잉공기율 = O2 ÷ (20.9 − O2) × 100% 입니다. O2 3%면 약 17%, 6%면 약 40%입니다. 과잉공기가 많을수록 데워서 굴뚝으로 버리는 공기가 늘어 효율이 떨어집니다. 미국 에너지부(DOE) 스팀 팁시트 4는 천연가스 보일러에서 과잉공기 10%(O2 약 2%)를 잘 조정된 수준으로 듭니다.
고위발열량(HHV) 기준과 저위발열량(LHV) 기준은 어떻게 다른가요?
고위발열량은 연소로 생긴 수증기의 응축열까지 포함한 열량이고, 저위발열량은 이를 뺀 열량입니다. 이 도구의 효율은 고위발열량 기준이라 미국 DOE 표와 같은 기준입니다. 유럽식 간이식(Siegert)은 저위발열량 기준이라 더 높게 나오므로 화면에 따로 참고값으로 보입니다. 고지서의 가스 열량 단가(원/MJ)는 고위발열량 기준이 많으니 단가와 효율의 기준을 맞추세요.
DOE 표와 얼마나 맞나요?
DOE 스팀 팁시트 4의 천연가스 표(급기 약 21 °C)와 같은 조건으로 넣으면 O2 2~10%, 배기·급기 온도차 200~600 °F 범위에서 0.0~0.9%p 차이로 맞습니다. TSI 기본서의 2호 경유 표와도 1.3%p 안에서 맞습니다. 두 표 모두 계산 결과를 반올림한 값이므로 소수점 아래 차이는 의미가 크지 않습니다.
연료 절감액은 어떻게 나오나요?
같은 증기를 만들 때 효율이 e1 에서 e2 로 오르면 연료는 1 − e1 ÷ e2 만큼 줄어듭니다. DOE 팁시트 4의 예제(효율 78.2% → 83.1%, 연 50만 MMBtu)를 넣으면 29,483 MMBtu 절감으로 원문과 같습니다. 연간 연료 사용량(GJ)과 단가를 넣으면 금액으로 바꿔 보입니다. 단가 기본값은 한국가스공사 산업용 도매요금(2026-10-01, 부가세 별도)이니 고지서 단가로 바꾸세요.
배기가스 온도는 얼마나 낮추면 좋나요?
배기가스 온도가 낮을수록 손실이 줄지만, 연료의 황 성분 때문에 이슬점 아래로 내리면 연도·절탄기 부식이 생길 수 있습니다. 도구는 배기 온도를 낮췄을 때의 효율 변화만 계산하고, 얼마까지 낮춰도 되는지는 보일러 제조사와 담당 기술자에게 확인하도록 안내합니다. 절탄기(이코노마이저)나 급수 예열로 회수할 열량을 가늠하는 데 쓰세요.
CO 가 높게 나오면 어떻게 하나요?
산소를 너무 줄여 공기가 모자라면 불완전연소로 CO 가 늘고, 그만큼 연료가 덜 탑니다. 도구는 CO 농도로 불완전연소 손실을 계산해 효율에 넣고, CO 가 높으면 버너 조정을 제조사·담당 기술자와 확인하라고 안내합니다. 산소를 낮출 때는 CO 를 함께 보면서 조금씩 줄이는 것이 일반적인 순서입니다. 연소 가스의 인체 노출 판단은 이 도구가 다루지 않습니다.
이 도구의 한계는?
연소 분석기 측정값 한 번의 순간 효율입니다. 부하가 바뀌면 효율도 바뀌므로 대표 부하에서 여러 번 재어 평균을 넣으세요. 방열·블로다운·부분부하 손실, 연료 성분 차이, 측정기 오차는 넣지 않았습니다. 연료 성분은 TSI 기본서의 대표값이고, 실제 성분을 알면 "성분 직접 입력"으로 바꿀 수 있습니다. 설계 참고용 계산이며, 최종 판단은 제조사 자료와 담당 기술자 검토를 거치세요.

설비 신뢰성을 높이다

MTBF·Weibull·예방정비를 데이터로 연결하는 IoT 설비연동·예지보전.

IoT 설비연동 보기 상담 문의

함께 보면 좋은 아티클

다른 도구 보기

실무 도구·자료 업데이트 받기

새 계산기·체크리스트와 스마트팩토리·제조혁신 실무 자료를 이메일로 보내드립니다. 언제든 수신거부할 수 있습니다.