중소기업 대기환경개선대책사업의 효율적 운영 관리방안 -...

최종보고서

중소기업 대기환경개선대책사업의

효율적 운영 ․ 관리방안

2006. 5

연구기관 : 환경관리공단

환 경 부

제 출 문

환경부장관 귀하

이 보고서를 “중소기업 대기환경개선대책사업의 효

율적 운영 ․관리방안마련” 과제의 최종보고서로 제출

합니다.

2006년 4월

연구기관 : 환경관리공단

책임연구원 : 차 승환 전무이사

선임연구원 : 김 해룡

연 구 원 : 김 홍록, 서 영훈

이 명훈, 김 종원

이 대행, 윤 영봉

신 원근, 장 현종

이 용, 강 동우

류 승범

목 차

제1장 개 요 ···································································································· 1

1. 배경 및 필요성 ······································································································ 1

2. 사업의 범위 및 추진 방법 ·················································································· 4

제2장 연소 설비 및 질소산화물 저감 방법 ············································ 5

1. 연료별 연소장치의 종류 ······················································································ 5

가. 기체연료의 연소장치 ························································································· 5

나. 액체(오일)연료의 연소장치 ·············································································· 7

다. 미분탄 연소 장치 ···························································································· 10

2. 보일러의 종류 ······································································································ 12

가. 보일러의 종류 ·································································································· 12

나. 형식별 보일러의 특징 ···················································································· 13

3. 질소산화물 저감 방법 ························································································ 21

가. 질소산화물 생성 원리 ···················································································· 21

나. 연소 기술에 의한 저감 방법 ········································································ 23

다. 저NOx버너에 의한 저감 방법 ······································································ 27

라. 연소 후처리 시설에 의한 저감 방법 ·························································· 33

제3장 저NOx버너 보급 및 운용 실태 조사 ········································ 37

1. 조사대상 시설의 현황 및 운용실태 ································································ 37

가. 실태조사 개요 ·································································································· 37

나. 조사 대상 보일러의 현황 ·············································································· 39

다. 저NOx버너의 설치 현황 ················································································ 44

라. 질소산화물 배출 실태 ···················································································· 47

마. 저NOx버너 보급현황 ······················································································ 57

2. 국내의 저NOx버너 기술개발 동향 및 제품생산 현황 ······························· 67

가. 국내 버너 제작사별 기술개발 동향 ···························································· 67

나. 국내 저NOx버너 생산현황 ············································································ 67

다. 저NOx버너 설치 소요비용 ············································································ 68

- ⅰ -

3. 국내외 연소설비에 대한 NOx 관리제도 및 국가 지원 사례 ··················· 69

가. 선진국의 저NOx버너 기술개발 동향 ·························································· 69

나. 외국의 인정 저NOx버너 보급 사례 ···························································· 74

다. 외국의 NOx저감을 위한 국가지원 및 관리 사례 ···································· 76

라. 국내의 버너 및 보일러 관리제도 고찰 ······················································ 83

마. 연소설비의 NOx 관리위한 국외제도 고찰 ················································ 86

제4장 중소기업 대기환경 개선사업의 효율적 운영․관리 ·············· 99

1. 저NOx버너 인정제도(안) 연구 ········································································· 99

가. 인정검사의 개요 ······························································································ 99

나. 인정검사 항목별 검사기준 ·········································································· 100

다. 항목별 인정검사방법 ···················································································· 107

라. 인정검사의 절차 ···························································································· 111

2. 보조금 지원 저NOx버너의 사후 관리 방안 ··············································· 113

가. 성능확인검사의 개요 ···················································································· 113

나. 성능확인검사항목별 검사기준 및 방법 ···················································· 113

다. 성능확인검사의 절차 ···················································································· 116

제5장 종합 분석 및 결론 ········································································ 119

1. 저NOx버너의 운영 및 NOx 저감 실태조사 ··············································· 119

가. 중유용 저NOx버너 ······················································································· 119

나. 가스용 저NOx버너 ······················································································· 120

다. NOx발생량이 적은 연료 사용 ··································································· 120

라. NOx배출량 저감 및 사회적 편익 비용 분석 ········································· 120

마. CO2 배출량 분석 ··························································································· 121

2. 저NOx버너의 관리 방안 ················································································· 121

가. 저NOx버너의 제작단계 관리 ····································································· 122

나. 저NOx버너의 설치 이후 운영 관리 ························································· 123

참고문헌 ······································································································· 125

<부록 1> 중소기업 대기환경개선사업 업무처리 지침 ···································· 127

- ⅱ -

표 목 차

<표 2-1> 가스버너의 종류 ························································································ 5

<표 2-2> 유류버너의 종류 및 형식 ········································································ 7

<표 2-3> 보일러의 분류 ·························································································· 13

<표 2-4> NOx의 생성원리 ······················································································ 21

<표 3-1> 조사대상 시설현황 ·················································································· 38

<표 3-2> 보일러의 형식별 현황 ············································································ 40

<표 3-3> 조사한 보일러의 용량별 전열면적별 현황 ········································ 42

<표 3-4> 보일러 종류별 정격 증기압력 현황 ···················································· 42

<표 3-5> 조사한 보일러 및 저NOx버너의 설치연도 비교 ······························ 44

<표 3-6> 보일러 용량별 저NOx버너 설치현황 ·················································· 46

<표 3-7> 제조사별 저감방법별 버너 현황 ·························································· 47

<표 3-8> 제조사별 중유 저NOx버너의 화염 ······················································ 51

<표 3-9> 제조사별 가스 저NOx버너의 화염 ······················································ 52

<표 3-10> 사용연료별 NOx 및 CO 배출농도 ···················································· 52

<표 3-11> 연료 중의 N-wt%함량과 NOx배출농도 비교 ································ 53

<표 3-12> 연료 중 황(S)함유량에 따른 NOx 배출농도 ·································· 55

<표 3-13> 보일러 용량별․연료별 오염물질(NOx, CO) 배출농도 ················ 56

<표 3-14> 보일러 형식별․연료별 오염물질(NOx, CO) 배출농도 ················ 57

<표 3-15> 제작사별 납품현황 ················································································ 58

<표 3-16> 저NOx버너 설치에 따른 NOx 저감량 산출 ··································· 63

<표 3-17> NOx단위배출량 당 사회적 편익 비용 ············································· 64

<표 3-18> NOx 저감에 따른 사회적 편익 비용 산출 ····································· 64

<표 3-19> 보일러 및 버너의 연소조건 및 특성치 ············································ 65

<표 3-20> 저NOx버너의 연료 절감에 의한 CO2 저감량 산출 ······················ 66

<표 3-21> 제조사별 저NOx버너 설치비용 ························································· 68

<표 3-22> 보일러별․연료별 저NOx 연소기기 인정현황 ······························· 75

<표 3-23> 소규모 연소기기의 저NOx 기술 ······················································· 75

- ⅲ -

<표 3-24> 연료전환사업 교부금 추진 실적 ························································ 78

<표 3-25> 가스용품(강제혼합식가스버너)의 검사 대상 ··································· 84

<표 3-26> 가스용품(강제혼합식가스버너)의 검사 내용 ··································· 84

<표 3-27> 강제혼합식 가스버너 제조기준 등 ···················································· 85

<표 3-28> 에너지이용합리화법에 의한 검사대상 보일러의 범위 ·················· 86

<표 3-29> 소규모 연소기기의 인정기준 ······························································ 89

<표 3-30> 동경도의 보일러 규제에 대한 조례기준 ·········································· 89

<표 3-31> 오일버너의 NOx 및 CO 배출허용기준 ············································ 91

<표 3-32> 가스버너의 질소산화물의 배출허용기준 ·········································· 93

<표 3-33> 가스버너의 일산화탄소의 배출허용기준 ·········································· 93

<표 3-34> 용량별 질소산화물 배출허용기준 ······················································ 96

<표 3-35> 질소산화물관리 위한 보일러용량별 유지관리방법 ························ 97

<표 4-1> 국가별 버너 또는 보일러 오염물질 성능규격 ································ 100

<표 4-2> 중유(B-C)에 함유한 N성분 무게비율% 측정결과 ························· 101

<표 4-3> 배기가스중의 CO농도에 따른 열손실량(Kcal/N㎥-LNG) ············ 104

<표 4-4> 연소설비의 성능확인을 위한 부하율 적용 사례 ···························· 106

<표 4-5> 유종별 평균 발열량 ·············································································· 108

<표 4-6> 액체연료의 종류별 평균 비중 ···························································· 108

<표 4-7> 중유의 온도에 따른 체적보정계수 ···················································· 109

<표 4-8> 보일러의 분류 ························································································ 114

<표 4-9> 보일러의 종류별 일반적 최대사용 증기압력 ·································· 116

- ⅳ -

그 림 목 차

<그림 1-1> 질소산화물의 배출원 ············································································ 1

<그림 1-2> NOx 배출량 변화 추세 ········································································ 2

<그림 2-1> Y형 고압기류분사식 노즐 ···································································· 8

<그림 2-2> 저압공기식 오일버너 ············································································ 9

<그림 2-3> 로터리식 중유버너 ·············································································· 10

<그림 2-4> 질소산화물 저감형 미분탄버너 ························································ 12

<그림 2-5> 직립 보일러 ·························································································· 14

<그림 2-6> 연관식 보일러 ······················································································ 15

<그림 2-7> 노통 연관식 보일러 ············································································ 16

<그림 2-8> 수관식 보일러 ······················································································ 17

<그림 2-9> 자연순환식 수관보일러 ······································································ 17

<그림 2-10> 관류 보일러 ························································································ 19

<그림 2-11> 응축형 보일러 ···················································································· 20

<그림 2-12> 온도에 따른 NOx의 농도변화 ······················································· 22

<그림 2-13> BOOS를 적용한 보일러와 버너노즐 팁 ······································· 25

<그림 2-14> 표면연소버너의 다공체판 ································································ 28

<그림 2-15> 분할화염버너의 노즐 구조 예시 ···················································· 29

<그림 2-16> 연소가스 자기 재순환형 저NOx버너 ··········································· 30

<그림 2-17> 단일 및 다단 연소버너의 NOx 발생농도 비교 ························· 31

<그림 2-18> 배기가스 재순환에 따른 NOx발생농도 비교 ····························· 32

<그림 2-19> 배가스 재순환(FGR)방식버너의 사례 ··········································· 32

<그림 3-1> 용량별 보일러 설치현황 ···································································· 39

<그림 3-2> 시간당 10톤 미만 보일러의 형식별 현황 ····································· 41

<그림 3-3> 보일러의 설치연도별 현황 ································································ 43

<그림 3-4> 중유버너 제작사별 오염물질(NOx, CO) 배출농도 ······················ 48

<그림 3-5> 가스버너 제작사별 오염물질(NOx, CO) 배출농도 ······················ 49

<그림 3-6> 중유버너의 저감방법별 오염물질(NOx, CO) 배출농도 ·············· 50

- ⅴ -

<그림 3-7> 가스버너의 저감방법별 오염물질(NOx, CO) 배출농도 ·············· 51

<그림 3-8> 연료 중 질소(N)의 무게비율wt%별 NOx측정농도 ······················ 54

<그림 3-9> 연료 중 질소(N)함유량에 따른 NOx 배출농도 ···························· 54

<그림 3-10> 제조국가별 납품현황 ········································································ 58

<그림 3-11> 일반 중유버너의 NOx 평균농도 ··················································· 59

<그림 3-12> 중유버너의 NOx저감방식별 저감효율 ········································· 60

<그림 3-13> 일반 가스버너의 NOx농도 ····························································· 61

<그림 3-14> 가스 저NOx버너의 NOx저감방식별 저감효율 ··························· 61

<그림 3-15> 가스버너 및 중유버너의 NOx저감효율 ······································· 62

<그림 3-16> 예혼합 송풍방식 저NOx 가스버너 ··············································· 70

<그림 3-17> 예혼합 선회 제트방식 저NOx 가스버너 ····································· 70

<그림 3-18> 촉매연소 가스버너 ············································································ 71

<그림 3-19> IFNR 시스템 ······················································································ 72

<그림 3-20> 석탄 연소용 PM버너 ········································································ 73

<그림 3-21> MACT 시스템 ···················································································· 74

<그림 3-22> 사업주체별 업무분담 내용 ······························································ 78

<그림 4-1> 공기비 절약에 의한 연료 절약율 ·················································· 103

<그림 4-2> 미연소에 의한 열손실량 산출 그래프 ·········································· 104

<그림 4-3> 인정검사 흐름도 ················································································ 112

<그림 4-4> 성능확인검사 흐름도 ········································································ 117

- ⅵ -

중소기업 대기환경개선대책사업의 효율적 운영․관리방안

제1장 개 요

- 1 -

제1장 개 요

1. 배경 및 필요성

질소산화물(NOx)의 대기배출 오염원은 일반적으로 연료를 연소하는

과정에서 발생되는 점오염원과 자동차의 이용으로 발생되는 이동오염

원, 그리고 생산 공정에서의 오염원으로 구분할 수 있는데 <그림1-1>

에 나타난 바와 같이 자동차 및 건설장비 등 이동오염원에서 배출하는

질소산화물량이 약 67%를 차지하며, 제조업연소 또는 비산업연소와 같

은 연소공정에서 배출되는 비율이 약 32% 정도 차지한다. 이 연소공정

중에는 대규모 NOx발생시설인 에너지산업 연소시설이 41%를 차지하고

있으며 중․소형 보일러가 많이 포함되어 있는 제조업 및 비산업연소시

설이 약 53%이고, 폐기물처리시설이 6%의 비율을 차지하는 것으로 보

고되고 있다.

<연 소 시 설 별 질 소 산 화 물 배 출 원>

에너지산업연소41%

폐기물처

리 6%

비산업연소34%

제조업연소19%

<질 소 산 화 물 의 배 출 원>

생산공정 1%

이동오염원67%

연소공정32%

연소시설

자료: 수도권대기환경관리기본계획(2005.11)

<그림 1-1> 질소산화물의 배출원

우리나라의 질소산화물(NO2) 배출량의 전망은 자동차의 증가 및 에

너지 수요량의 증가 등으로 계속 증가하는 추세에 있으며 2003년 서울

의 NO2의 대기농도는 38ppb로 1990년 30ppb에 비해 약 20% 이상

증가하였고, <그림 1-2>에서 나타난 것과 같이 2001년도를 기준으로

할 때 2014년까지 질소산화물(NO2)의 배출량 전망은 도로이동오염원


- 2 -

부분에서 17%로 감소할 것으로 예측하고 있지만 제조업 연소, 비산업

연소 및 이동오염원 등의 부분에서 평균적으로 7～11%가 증가할 것으

로 예측(수도권대기환경기본계획 2005)하고 있다.

4 9

비도로이동

(건설기계 ), 6 4

34

비산업연소 , 6 0

도로이동 , 1 30

배출량(천톤)15 7

제조업연소 , 3 1

연도

2 0

0

30

60

90

120

1 50

2001 2009 2014

자료 : 수도권 대기환경관리 기본계획(2005.11)

<그림 1-2> NOx 배출량 변화 추세

환경 선진국인 미국의 환경청(EPA)에서도 NOx를 중요한 대기정화정

책에 포함하여 질소산화물 저감을 위해 노력하고 있다. 1970년대부터

CO, Pb, NOx, 입자상 물질, SO2 및 VOCs 7개 대기오염물질을 관리하

고 있는데 질소산화물질을 제외한 다른 오염물질은 현저하게 감소한 반

면에 동일한 기간에 질소산화물은 대략 10% 이상 증가된 것으로 보고

되고 있다. 미국에서 질소산화물을 줄이기 위하여 자동차 및 발전시설에

대한 배출규제와 질소산화물의 장거리 이동에 따른 대기오염 문제 등에

있어서 미국의 환경청(EPA)과 지방정부가 공동 노력을 기울이고 있다.

우리나라도 질소산화물의 배출량을 저감시키기 위한 정부의 여러 가

지 관리정책이 있으며, 주요정책을 살펴보면 수도권내의 이동오염원에

대하여 저공해자동차의 보급과 운행차 저공해화 프로그램에 따른 운행

차 정밀검사 강화, 경유자동차관리 강화, 질소산화물 저감장치 부착 유

도, 자동차 연료품질 기준 강화 및 교통수요 관리 대책에 중점을 두고

제1장 개 요

- 3 -

있으며, 점오염원에 대한 질소산화물(NO2) 관리정책으로는 대형사업장

의 대기배출시설들에 대한 질소산화물 총량관리 및 배출권거래제를 도

입하여 2007년 7월부터 시행할 예정이며, 중소형 사업장의 대기배출시

설에 대하여 선진국 수준으로 배출허용기준을 강화하고, 저NOx버너 설

치, 대기오염방지 관련 기술지원 그리고 청정연료의 공급을 확대하는

환경친화적 에너지 관리 및 집단에너지 공급 확대정책 등이며 “수도권

대기환경개선에 관한특별법”에 따라 “수도권대기환경관리기본계획”을

수립하여 추진하고 있다.

정부에서 이와 같은 질소산화물 저감정책 중에 수도권 지역에 산재한

제조업 및 비산업에 설치된 수많은 중․소형 보일러에서 배출되는 대기

오염물질을 저감시키는 문제도 중요한 과제 중에 하나로 인식하고 추진

하고 있다. 이들 시설의 특성을 살펴보면 단위 시설규모는 작고 설치

수량이 많아서 관리가 어렵고 또한 사업장의 영세성으로 중․소형 보일

러에 대한 환경설비 투자가 제대로 되지 않으며, 협소한 공간으로 대기

오염물질 후처리 시설의 설치가 곤란하고, 시설 운영자의 환경 관련 비

전문성과 지도점검 공무원 1인이 담당할 사업장 수가 과다하는 등 오

염물질의 배출량을 저감시키도록 관리하는데 여러 가지 문제점을 내포

하고 있다. 따라서 중․소형 보일러의 방지시설 설치 공간의 문제점과

영세 사업자의 경제성을 고려할 때 질소산화물을 저감관리하기 위하여

후처리시설을 적용하는 것은 현실적으로 어렵다고 판단된다.

이러한 여건을 고려할 때 후처리 설비에 비해 아주 적은 설치비용과

운용비용 그리고 별도 설치 공간이 소요되지 않으면서 약 20～50% 질

소산화물의 저감효율이 있는 저NOx버너를 설치하는 방안에 대하여 “수

도권대기환경기본계획”에서 지원사업의 경제적인 측면을 고려하고 영세

사업장의 대기오염물질 관리에 대한 자발적 참여를 유도하기 위한 정부

의 지원정책으로 수립하여 추진하고 있는데, 본 연구에서는 이러한 영

세 중소사업장의 질소산화물 저감 및 관리 방안으로 정부가 추진하는


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저NOx버너 설치보조금 지원사업을 원활하게 하기 위하여 필요한 저

NOx버너의 설치 및 관리 방법 등을 제시하였다.

2. 사업의 범위 및 추진 방법

2006년부터 정부에서 시행하는 중소기업대기환경개선대책의 일환으로

중소기업에 대하여 저NOx버너 설치보조금을 지원하게 됨에 따라 수행

하는 본 연구의 범위는 저NOx버너의 기술개발 동향을 파악하고 국내

에 저NOx버너를 설치 운영하고 있는 30여개 시설에 대하여 저NOx버

너가 설치된 보일러의 종류 및 특성, 적용된 질소산화물 저감기술 및

특성을 현장 방문과 제조사의 자료 등을 조사하여 분석하고 저NOx버

너를 부착한 보일러에서 배출되는 질소산화물, 일산화탄소 및 산소농도

를 측정하여 질소산화물의 저감효율을 분석하고 외국 사례 조사를 통하

여 국가보조금으로 설치되는 저NOx버너의 사전 및 사후관리 방안을

도출하였다.

제2장 연소 설비 및 질소산화물 저감 방법

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1. 연료별 연소장치의 종류

가. 기체연료의 연소장치

기체연료의 연소장치는 연소용 공기의 공급방식에 따라 강제혼합식버

너와 유도혼합식버너로 분류되어진다. 강제혼합식버너는 송풍기에 의해

연소용공기가 압입되는 산업보일러용버너이고 유도혼합식버너는 연소가

스와 외기의 온도차에 의한 통풍력 및 가스분출에 의한 흡인력에 의해

연소용공기가 공급되는 버너이다. 가스버너를 연소용공기의 공급 및 혼

합방식에 따라 세분하면 <표 2-1>과 같이 된다.

<표 2-1> 가스버너의 종류

버 너 형 식 버 너 종 류 연 소 방 법 용 도

강

제

혼

합

식

내 부 혼 합 식

고 압 버 너

표 면연 소버 너

리 본 버 너

가스와 공기를 미리 혼합하여 버너

로 공급

산업용

중소형

보일러

외 부 혼 합 식

고 속 버 너

휘 염 버 너

혼 소 버 너

산업용보일러버너

가스와 공기를 버너출구에서 혼합

부 분 혼 합 식 -

연소용 공기의 일부를 혼합하여 버

너에서 분출하고 나머지는 노즐 출

구에서 혼합

유

도

혼

합

식

적 화 식

파 이 프 버 너

어 미 식 버 너

충 염 버 너

가스를 대기 중에 분출시키기 때문

에 확산화염이 형성되어 역화나 소

화 소음이 없음

온 수

기기류

분

젠

식

전 1 차

공 기 식-

가스를 노즐에서 일정 압력으로 분

출시켜 그 때의 운동에너지를 이용

하여 공기구멍에서 연소용 공기의

일부를 흡인하고, 혼합관 내에서

혼합되면서 화염의 주위에 확산이

일어나 2차 공기와 혼합

소 형

연소기분 젠 식

링(Ring)버너

슬 리 트 버 너

세 미

분 젠 식

적 외 선 버 너

중 압분 젠버 너

자료: 에너지관리공단, 2004년,「보일러 설치기술 규격」


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기체연료와 연소용 공기의 강제 혼합연소방식으로 산업용 중․소형

보일러에 일반적으로 채용되고 있는 내부혼합식, 외부혼합식 및 부분혼

합식에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

(1) 내부혼합식버너

버너의 노즐이전에 연료가스와 공기를 예혼합기를 사용하여 미리 혼합

하여 이 혼합가스를 버너에서 연소실로 분출하여 연소하는 예혼합 연소

방식으로 주로 소형보일러에 이용되며, 예혼합 화염이 형성되기 때문에

역화방지기능이 있어야 한다. 내부혼합식버너의 특징은 다음과 같다.

① 가스의 양은 오리피스와 공급가스 압력에 의해 정해진다.

② 공기와 가스의 혼합은 믹서부에서 이루어진다. 일반적으로 공기의 압력이

가스의 압력보다 높아서 공기 노즐에 의해 가스가 흡인되는 것이 많다.

③ 버너 헤드에는 강력한 보염기구가 구비되어 동일 염공면적으로 분

젠식보다 5∼10배 정도의 연소가 가능하다.

(2) 외부혼합식버너

버너의 연료노즐에서는 연료만 분출하고 그 주위에서 공기를 별도로

연소실로 분출하여 연료가스와 공기가 혼합되면서 연소하는 확산연소

방식으로서 버너에 공기와 연료가스를 각각 공급하여 노즐로부터 가스

가 분사된 이후에 공기와 가스의 혼합이 시작되고 확산혼합과 연소가

병행되어 진행되는 방식이며, 산업용보일러의 대부분은 이 연소방식을

채용하고 있다. 외부혼합방식버너의 특징은 다음과 같다.

① 버너 내부에서 혼합기체를 만들지 않으므로 역화의 위험이 없다.

② 연소 시에 연소 조정범위가 넓다.

③ 가스와 공기의 분출속도 및 확산 특성을 조절하여 화염길이, 온도

특성, 휘도특성 등을 여러 가지 형태로 바꿀 수 있다.


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(3) 부분예혼합식버너

확산연소와 예혼합연소의 중간방식으로 연소용 공기의 일부만을 버너

이전에서 혼합하고 나머지 공기를 연소실에 공급하여 연소하는 방식이

다. 이 연소방식은 소형보일러에 주로 이용되고 있다.

나. 액체(오일)연료의 연소장치

유류용 보일러에 주로 사용하는 버너는 분무식이며 이 분무식버너는

유압분무식버너, 공기분무식버너, 회전식버너, 건타입버너 등으로 분류

되는데 한국산업규격(KS 규격)에서 분류한 유류버너의 종류 및 형식은

<표 2-2>와 같다.

<표 2-2> 유류버너의 종류 및 형식

종 류 K S 적 용 범 위 형 식

고 압 기 류

분 사 식 버 너B 6200

0.1㎫ 이상의 공기 또는 증기로서

기름을 무화하는 유류버너

외 부 혼 합 식

내 부 혼 합 식

중 간 혼 합 식

압 력 분 사 식

버 너B 6201

100L/h 이상의 압력 분사식 유

류버너

직 접 분 사 식

환류형분사식

저 압 공 기 식

오 일 버 너B 6222

연료량 180㎏/h 이하의 저압

공기식버너

연 동 형

비 연 동 형

로 터 리 식

중 유 버 너B 6223 최대 연료량 25∼2,500㎏/h -

자료: 한국산업규격(KS규격), 2002년

(1) 고압기류분사식버너

고압기류식버너는 수 기압(㎫(㎏f/㎠))의 분무매체를 이용하여 연료를

분무하는 형식의 버너로서 2가지 유체를 분무하는 이유체버너라고도 한

다. 압축성이 있고 다량의 에너지를 저장할 수 있는 공기 또는 증기를


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분무매체로 사용하기 때문에 일반적으로 양호한 분무특성을 얻을 수 있

다.

고압기류분사식버너는 분무매체와 기름의 혼합방식에 따라 외부혼합

식, 내부혼합식, 중간혼합식으로 분류된다. 외부혼합식은 연료유의 분출

노즐 외부에서 분무용 증기(또는 공기)로 무화시키는 형식이고, 내부 혼

합식은 연료유와 분무용 증기(또는 공기)가 혼합실에서 충분히 혼합된

후 노즐로 분사되는 형식이고, 중간 혼합식은 연료유와 분무용 증기(또

는 공기)의 노즐 구멍이 Y형으로 합류되어 분사용 노즐로 연소실 내에

서 분무시키는 형식이다.

자료: Prabir Basu 외 2, 1999년,「Boilers and Burners」

<그림 2-1> Y형 고압기류분사식 노즐

(2) 압력분사식버너

압력분사식버너는 연료를 0.5∼2㎫(5∼20㎏f/㎠)로 가압한 후, 연료자

체의 압력에 의해 노즐에서 고속으로 분출시켜 미립화시키는 버너이다.

분사형태에 따라 직접분사식버너와 환류형분사식버너로 나뉘는데, 직접

분사식버너는 버너 본체에 공급된 연료가 되돌아오지 않는 버너로 조절

범위가 좁고 일정한 유량으로 연소시키는 데 적합한 것으로 논리턴형이

라고도 한다. 환류형분사식버너는 버너 본체에 공급된 연료가 버너 내


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부에서 일부 되돌아 올 수 있는 버너로 조절 범위가 넓으며 리턴형이라

고도 한다.

(3) 저압공기식 오일버너

저압공기식 오일버너는 매우 다양한 크기로 제작되는데 주로 주거용

이나 산업용으로 제작된다. 로터리식 중유버너의 용량을 크게 하기 위

한 방법으로써 저압공기식 오일버너를 많이 사용하게 되었는데, 그 크

기와 상관없이 공기-오일 노즐과 공기 펌프를 갖추어야 한다.

최초 연소가 시작되면 1차 공기와 연료유는 공기-오일 노즐로부터

분사된다. 1차 공기가 노즐에 의해 오일과 섞여서 분사될 때 버너 팬으

로부터의 2차 공기가 그 혼합물을 통과하게 되어 연소가 일어난다. 버

너가 꺼질 때에는 1차 공기가 노즐을 통과하면서 청소하게 된다.

자료: Boilers and Burners(Prabir Basu 외 2, 1999년)

<그림 2-2> 저압공기식 오일버너

(4) 로터리식 중유버너

시설비가 가장 적고 연료의 점도변화에 따른 성능변화가 비교적 적기

때문에 중소보일러에 보편적으로 사용된다. 고속(3,000∼10,000rpm)으로

회전하는 회전컵에 연료 공급관을 통해 연료가 공급되면 이 연료는 회전


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컵의 원심력에 의해 회전컵 내면에 액막을 형성하고 회전컵 선단에서 연

료가 얇은 액막상태로 반경 방향으로 분출되는데 이때 회전컵 외부로는

미립화용 공기가 고속으로 분출되어 연료의 액막과 충돌하여 미립화된다.


<그림 2-3> 로터리식 중유버너

다. 미분탄 연소장치

(1) 저장방식에 따른 분류

미분탄은 작은 미립자의 탄분으로서, 분쇄기에 의해 200㎛ 이하의 크

기로 미분화되고 건조와 가열의 공정을 거친 후 1차 공기와 함께 노내

로 분사되고 그 주위로 2차 공기를 공급하여 연소하는 방식이다.

연료를 공급하는 방식에는 저장식, 직접식, 반직접식이 있는데 직접식

은 저장식보다 간단하기 때문에 상대적으로 설치비용이 저렴하고 전력

소모가 적은 반면 저장식은 많은 양의 석탄을 보유할 수 있어서 분쇄기

가 정지하는 경우에도 석탄 공급이 직접식보다 안정적이다. 지속적이고

안정적인 운전이 효율보다 중요한 곳에서는 보다 많이 사용되어진다.


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(가) 저장식 미분탄버너(Storage Pulverized Coal Burner)

저장식 미분탄버너는 석탄이 분쇄된 후 공기나 가스와 함께 운반 매

체가 석탄으로부터 분리되는 수집기로 운반된다. 분쇄기 건조를 위해

사용된 더운 공기나 배출가스가 운반 매체로 사용되어지기도 한다. 운

반 가스는 미분탄으로부터 분리된 후 배출되고 미분탄은 저장고에서 필

요에 따라 분사된다.

(나) 직접식 미분탄버너(Direct Pulverized Coal Burner)

직접식 미분탄버너는 석탄이 분쇄된 후 공기와 함께 곧바로 분사된

다. 더운 공기나 희석된 배출 가스는 미분탄의 건조와 운반에 사용되어

지고 1차 공기로서 분사되어진다.

(다) 반직접식 미분탄버너(Semidirect Pulverized Coal Burner)

반직접식 미분탄버너는 분쇄기와 노 사이에 있는 싸이클론 수집기가 운

반매체로부터 미분탄을 분리시키고 1차 공기로 싸이클론에서 직접 분사한

다. 이때 1차 공기는 분쇄기에서 사용되지 않은 공기를 사용하고, 분쇄기

에서 사용된 건조하고 뜨거운 공기는 매체로서 다시 분쇄기로 돌아간다.

이러한 방식으로 인해 분쇄시스템 자체로써 저장고 역할을 하게 된다.

(2) 질소산화물 저감형 미분탄버너의 예

화석 연료의 연소과정에서 필연적으로 생성되는 대기오염물질인 질소

산화물의 생성을 억제하면서 저부하에서도 안정적인 석탄 연소가 가능

하도록 고안한 질소산화물 저감형 미분탄버너는 <그림 2-4>와 같다.


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자료 : 특허청, 1999년

<그림 2-4> 질소산화물 저감형 미분탄버너

이 미분탄버너는 화실측 선단에 일정 경사각으로 된 미분탄 확산기

(62)를 구비하고 미분탄 노즐(60)과 내측에 미분탄 노즐 확산기(62)와

동일한 각도의 이동노즐 확산부(74)를 갖은 이동 가능한 노즐(70)로 구

성한 것이 핵심 기술이다. 고부하시에는 이동 노즐(70)을 화실 가까이

삽입하여 다량의 미분탄 및 1차 공기가 경사면(74) 및 미분탄 확산기

(62)의 각도에 의하여 연소실로 확산되게 되고 저부하시에는 이동 노즐

(70)을 화실로 부터 멀리하게 되면 유입되는 1차 공기와 혼합된 미분탄

의 양이 줄어들게 되어 질소산화물 생성이 증가되는 것을 막을 수 있도

록 한 것이다.

2. 보일러의 종류

가. 보일러의 종류

보일러는 재질에 따라 주철제 및 강철제 보일러로 분류되고, 사용하는

매체에 따라 증기, 온수 및 열매체 보일러로 분류된다. 사용 연료에 따라

가스, 유류, 석탄, 폐열 및 특수연료보일러로 분류되며, 형식에 따라 원통,

수관 및 기타보일러로 분류된다. 보일러의 분류는 <표 2-3>과 같다.


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나. 형식별 보일러의 특징

(1) 원통 보일러

원통 보일러는 지름이 큰 동체를 주체로 하여 그 내부에 노통, 연소실,

연관 등이 설치된 것으로 구조상 고압용으로 하는 것은 곤란하며, 또한

동체의 크기에 따라 전열면적이 제한되므로 용량이 큰 것은 적당치 않다.

그러나 구조가 간단하기 때문에 주로 증기압력 2㎫(20㎏f/㎠) 이하, 증발

량 20톤/h 정도까지의 보일러로 널리 사용되고 있다. 구조가 간편하고

설비비가 저렴하며, 취급이 용이하지만 고압이나 대용량에는 적당치 않

다. 기동으로부터 증기발생까지는 시간이 걸리지만 부하의 변동에 따른

압력변동은 적다. 보유수량이 많으며 파열의 경우 피해가 크다.

<표 2-3> 보일러의 분류

보일러 분류 특 징

재 질 별강 철 제 주철제를 제외한 대부분의 보일러

주 철 제 주로 난방용의 저압 증기 발생용 또는 온수보일러로 사용

매 체 별

증 기 증기를 발생시키는 보일러

온 수 온수를 발생시켜 난방열원 또는 급탕으로 사용

열 매 체200∼400℃ 정도의 고온에서 가열, 증류, 건조 등의 조작

을 필요로 하는 공정에 포화온도가 높은 유기열매를 열원

으로 사용

연 료 별

가 스 도시가스, LNG를 연료로 주로 사용

유 류 중유, 경유, 보일러등유 등을 연료로 주로 사용

석 탄 석탄을 연료로 사용하며 스토커연소, 미분탄연소, 유동층연소 등

목 재 폐목재 등의 목재류를 연료로 사용

페 열 보 일

러가열로, 용해로 등에서 발생하는 고온의 폐가스를 열원으로

사용하여 증기를 발생

특 수 연 료 폐기물 등의 특수연료를 사용

형 식 별

원 통 직립형, 연관식, 노통연관식

수 관 자연순환식, 강제순환식, 관류식

기 타 섹션, 특수형

자료: 에너지관리공단, 2004년,「보일러 설치기술 규격」


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(가) 직립 보일러

직립 보일러는 동체를 바로 세워 연소실을 하부에 둔 보일러이다. 전

열면적을 넓게 할 수 없어 주로 소용량에 적합하며, 구조가 간단하고,

가격이 싸며, 고정시킬 수 있고, 취급이 쉽다. 효율은 50％ 정도로 낮지

만 최근에는 80％ 정도에 달하는 것도 있다. 사용 압력은 게이지 압력

10atm 이하이고 증발량은 0.5톤/h 정도인 소형 보일러로서 공장 토목

건설 현장 등에서 주로 사용된다. 횡관식, 다관식 등이 있으며 구조는

<그림 2-5>와 같다.


<그림 2-5> 직립 보일러

(나) 연관식 보일러

연관식 보일러는 가로로 설치된 드럼의 수면 아래에 연소 기체가 지

나는 연관을 여러 개 설치하여 전열 면적을 크게 한 것으로 연관부분에

는 연소실을 배치할 수 없는 구조이다. 게이지 압력 10atm 이하인 산

업용과 난방용으로서 많이 이용된다. 내연식과 드럼의 아래에 노가 있

는 외연식이 있으며, 외연식의 경우 전열 면적이 10∼160㎡이고 증발량


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은 15㎏/h∼4톤/h 정도이다. 증기 기관차의 보일러도 이 형식인데 드럼

의 지름에 제한이 있기 때문에 가늘고 길어 통풍이 나쁘므로 폐증기의

분출을 이용한 이젝터로 강제 통풍시키고 있다. 지름이 작기 때문에 게

이지 압력 20atm 정도가 한도이다. <그림 2-6>은 연관식 보일러의 외

관 구조도이다.

자료 : 보일러 취급기능사(김용곤 외)

<그림 2-6> 연관식 보일러

(다) 노통 연관식 보일러

노통 연관식 보일러는 보일러 동체 안에 노통과 연관군을 모두 설치

한 보일러로서 지름이 큰 동체를 몸체로 그 내부에 노통과 연관을 동체

축에 평행하게 설치하고 노통을 나온 연소가스가 연관을 통해 연도로

빠져 나가도록 되어 있는 구조의 보일러이다. 버너에서 연소실로 분출

된 연료와 공기는 노통 내부에서 반응하여 화염을 형성하고 연소 가스

는 연관군에 들어가 동체 내부에 있는 보일러수로 열전달을 하고 연도

로 배출된다. 노통연관식 보일러의 특징은 다음과 같다.

① 설치가 간단하고 수관 보일러보다 제작과 취급이 용이하며 가격도 싸다.

② 보일러수와 증기로 채워지는 큰 동체를 갖고 있기 때문에 강도 면에서

최고 사용 압력이 15atm 정도로 제한되며 일반적으로 10atm 이하의

보일러에 널리 이용되고 있다.


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③ 연관의 수가 많아 청소는 곤란하지만 크기에 비해 증발량이 많고 효율

도 높다.

④ 노통 안의 온도 분포가 균일하여 열량도 많고 큰 용량화가 가능하다.

⑤ 난방용 보일러나 소형 온수 보일러는 대부분 노통연관식 보일러가 사용

되고 있으며 증발량 10톤/h 이하의 중소형 보일러에 가장 보편적으로

사용되고 있다.

<그림 2-7> 노통 연관식 보일러

(2) 수관식 보일러

수관식 보일러는 일반적으로 비교적 소구경의 드럼과 다수의 수관으로

구성되어 있고 수관 내에서 증발이 이루어진다. 고압에 적합하며 대용량도

제작 가능하다. 보일러의 유동 방식에 따라 분류하면 자연순환식, 강제순

환식, 관류식으로 분류되며 구조상 고압 대용량용에 적합하다. 전열면적을

크게 할 수 있으므로 일반적으로 효율이 높고 전열면적당 보유수량이 적

으므로 기동에서 소요증기가 발생 할 때까지의 시간은 짧다. 그 반면 부하

변동에 따라 압력이나 수위가 변동되기 쉬우므로 민감한 조정이 필요하고

급수 및 보일러 엄격한 수질관리에 주의가 필요하다.


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좌측 전경 정면<그림 2-8> 수관식 보일러

(가) 자연순환식 수관보일러

자연순환식 수관보일러는 드럼과 다수의 수관으로 보일러 물의 순환

회로를 만들 수 있도록 구성된 보일러로서 가열에 의해 수관 내에 발생

하는 증기 때문에 비중량이 감소하는 것을 이용하여 보일러 물에 자연

순환을 일으키게 하는 것이다. 수관보일러로서 가장 보편적으로 사용되

고 있으며 곡관을 사용하는 형식이 널리 사용되고 있다.


<그림 2-9> 자연순환식 수관보일러


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(나) 강제순환식 수관보일러

자연순환식 수관보일러에는 고압이 될수록 물과의 비중차가 적게 되

기 때문에 자연적인 순환력이 약해지게 된다. 이러한 결점을 보완하기

위해 보일러의 순환회로 중에 펌프를 설치하여 강제적으로 강력한 순환

을 하게 하는 것으로 고 압력에 적합하고 또 가는 수관을 사용하여 전

열면을 자유로이 배치할 수 있는 장점이 있다. 결점으로서는 순환펌프

가 필요하고 운전 중에 순환펌프의 고장은 곧 사고로 연결되므로 특별

한 주의가 필요하다는 것이다.

(다) 관류 보일러(단관식)

관류보일러는 긴 관로로 구성되어 급수펌프에 의해 관로의 한쪽 끝에

서 밀어 넣은 물이 예열부, 증발부, 과열부를 순차 관류되어 다른 쪽 끝

에서 증기가 나오게 되어 있는 것이다. 급수 처리법이나 자동제어장치

가 발달함에 따라 고압 대용량 및 콤팩트한 소형용으로서도 널리 사용

되고 있다. 또 압력이 물의 임계압력을 넘는 즉, 초임계압력의 보일러에

는 모두가 관류식이 채용된다. 단관식 관류보일러는 급수 연화장치나

자동제어장치가 필요하며 같은 용량의 원통 보일러에 비해 설치면적이

1/4∼1/5 정도이다. 기동에서 소요증기를 발생할 때까지의 시간도 3분

∼5분 정도이기 때문에 전자동화 된 것이 많이 사용되고 있으며, 다음

과 같은 특징을 가지고 있다.

① 관로만으로 구성되어 기수드럼을 필요하지 않고 관을 자유로이

배치할 수 있기 때문에 전체를 콤팩트한 구조로 할 수 있다.

② 전열 면적당의 보유수량이 아주 적기 때문에 기동에서 소요증기

발생까지의 시간이 짧다.

③ 부하변동에 의해 압력 변동이 생기기 쉽기 때문에 응답이 빠르고

급수량 및 연료량의 자동제어 장치가 필요하다.

④ 작고 가느다란 관내에서 급수의 전부 또는 거의가 증발되기 때문


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에 제대로 처리가 된 깨끗한 물을 급수용으로 사용하지 않으면

안 된다.

(라) 다관식 관류 보일러

2개 이상의 가열관 및 헤더로 구성되며, 가열관 전부가 상승관인 것

으로 기수분리기가 있는 것은 기수분리 이후에 열수(응축수)를 가열관

으로 되돌려 넣는 경우 최대급수량에 대한 순환수량(가열관 입구를 통

하는 전수량)의 비가 2 이하인 것을 다관식 관류보일러라 한다. 다관식

관류 보일러의 특징은 다음과 같다.

① 보일러 본체는 기본적으로 수관을 원주상에 배치(1열 또는 2열)

하여 연소실을 구성하고 수관의 상하에 도너츠 형태의 관모음 헤

더를 갖는 구조이며 대부분이 기수분리기를 갖고 있다.

② 증발량에 비해 보유수량이 적어서 빠르게 증기를 발생시킬 수 있다.

③ 보일러 제어를 자동화하여 취급이 간단하나 전열면 열부하가 높

아 스케일에 의한 열손실이 발생하지 않도록 공급수의 수질관리

를 철저히 하여야 한다.

<보일러의 헤더 부분> 케이싱 전 내부 구조<그림 2-10> 관류 보일러


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(마) 응축형 보일러(콘덴싱 보일러)

응축형 보일러는 보일러의 효율을 극대화하기 위하여 도입된 보일러

로서 저위발열량을 기준으로 한 보일러 효율이 100%가 넘는 경우도 있

으며 가스 연료 중에는 유황 성분이 없기 때문에 저온부식이 비교적 적

다. 따라서 보일러 내에서 열을 충분히 흡수하여 배기가스의 온도를 낮

게 하면 보일러 후단에서 수분의 응축이 발생하게 된다. 이 응축열을 회

수하기 위하여 보일러 후단에 절탄기(Economizer)를 설치하여 연소가스

중의 수분이 응축되도록 설계된 보일러를 응축형 보일러 또는 콘덴싱

보일러라고 한다. 응축형 보일러의 특성은 다음과 같다.

① 배기가스의 열을 회수하여 배기가스온도를 낮추게 되면 배기가스

중의 수분이 응축되고 그 때에 응축잠열을 이용할 수도 있다.

② 응축형 보일러의 최후단에 설치되는 급수예열기는 배기가스와 급

수의 온도차가 작기 때문에 전열면적이 커야하며, 응축수로 인한

부식을 방지하기 위하여 고가의 내식성재료로 사용해야 하기 때

문에 초기투자비가 많아지는 단점이 있다.

측면 화실 내부<그림 2-11> 응축형 보일러


- 21 -

3. 질소산화물 저감 방법

가. 질소산화물 생성 원리

화석연료의 연소에 의해서 생성되는 질소산화물(NOx)은 생성원인 물

질로부터 전환되는 형태에 따라 연료에 의한 질소산화물(Fuel NOx), 고

온의 연소열에 의한 질소산화물(Thermal NOx 및 Prompt NOx)로 구

분할 수 있다. 일반 연료유 연소과정에서 연료 NOx(fuel NOx)는 전체

NOx 발생량의 약 30%전후를 차지하고 70% 정도는 연소공기 중에 포

함된 N2가 고온에서 산화하여 발생된 고온 NOx(Thermal NOx)이다.

<표 2-4>은 NOx의 생성원리를 나타내었다.

<표 2-4> NOx의 생성원리

종류 생성반응

Thermal NOx

(Zeldovich NOx)

O2

N2 +O

N + O2

→

→

→

O +O

NO + N

NO + O

Prompt NOx

CH + N2

CN + O2

HCN + O2

C2 + N2

→

→

→

→

HCN + N

CO + NO

NO + HCO

2CN

Fuel NOx

Fuel N

I + OX

I + NO

→

→

→

I

NO

N2

Fuel N : NH3, 피리진 등

I : 중간생성물(CN, HCN, NH, NH2 등)

OX : 산소함유물질(O, O2, OH 등)

(1) 고온에 의하여 발생되는 질소산화물(Thermal NOx)

연소열에 의하여 발생되는 NOx는 연소용 공기 중에 함유되어 있는

N2가 고온에서 산화되어 발생되는 질소산화물로서 생성속도는 온도에


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매우 민감하여 일반 연소로에서 1300℃ 이상의 고온영역이 많을수록,

고온영역에서의 체류시간이 길수록, 공기비가 높을수록 많이 발생한다.

기체연료의 연소에서 발생하는 NOx의 대부분은 고온 NOx(Thermal

NOx)가 차지하고 있으며, 화염온도가 높고 이론공기량보다 약간 많은

공기가 주입되었을 때 고온 NOx가 증가한다. 고온의 연소열에 의하여

발생하는 NOx의 제어 방법은 다음과 같다.

① 공기의 양이 이론공기량에 비하여 매우 많을 때 온도가 단열화염

온도보다 매우 낮으므로 NO의 생성량은 많지 않다.

② 공기의 양이 이론공기량에 비하여 매우 적을 때 온도가 단열화염

온도보다 낮게 되고 질소를 산화하는데 필요한 산소의 농도가 낮

기 때문에 생성되는 NO의 양이 적게 된다.

자료: Charles E. Baukal, 2004년,「Industrial Burners Handbook」

<그림 2-12> 온도에 따른 NOx의 농도변화

(2) 프롬프트 NOx(Prompt NOx)

연료가 풍부한 연소영역 중에서 질소분자와 탄화수소는 N, CN 또는

HCN 형태로 빠르게 변환된 후 산화되어 NOx가 된다. 이렇게 생성된

질소산화물을 프롬프트 NOx(Prompt NOx)라 부른다. 프롬프트 NOx는

화염내부에서 생성되며, 연료의 연소과정과 밀접한 관계가 있다. 또한,


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고온 NOx에 비하여 상대적으로 낮은 온도, 연료에 비하여 공기가 부족

한 상태 그리고 연소에 걸리는 시간이 비교적 짧은 조건하에서 상대적

으로 많이 생성된다.

프롬프트 NOx는 온도의 영향보다는 탄화수소 라디칼과 질소의 농도

에 비례하여 생성되며, 또한 연소공기 중의 산소 농도에 의해 영향을

받지만 실제 연소장치에서 화염면 영역은 화염후류 영역에 비해 작은

영역이기 때문에 고온 NOx(Thermal NOx)나 연료 NOx(Fuel NOx)에

비해 중요하지 않게 취급된다.

(3) 연료에 의하여 발생되는 NOx(Fuel NOx)

연료가 유기적으로 결합된 질소를 함유하고 있을 때 이 질소성분이

연소 시에 산화되어 발생되는 질소산화물을 말한다. 연료중의 유기질소

는 공기 중의 질소분자보다 결합력이 훨씬 약하기 때문에 NO로 쉽게

산화될 수 있다. 일반적으로 석탄의 질소 함유율은 0.5∼2% 정도이며,

잔류유의 질소함량은 0.1∼0.5% 정도이다. 한편 액화천연가스는 0.01∼

0.02Mol% 정도의 극히 적은 양의 질소를 함유하고 있다.

연료중의 질소가 산화하여 NOx로 전환되는 비율은 20∼80% 사이로

공기/연료비 및 연료와 공기와의 혼합정도 등의 연소조건이 전환율에 큰

영향을 주는 것으로 알려져 있다. 연료 중에 질소성분이 많은 석탄에서

는 전체 NOx배출량의 90% 이상을 차지하나 천연가스와 같이 질소성분

이 거의 없는 경우에는 연료 NOx(Fuel NOx)의 발생은 무시할 수 있다.

나. 연소 기술에 의한 저감 방법

(1) 저과잉 공기 연소(Low Excess Air Firing : LEA)

저 공기비 연소란 과잉공기를 완전연소에 필요한 최소치로 줄여 보일

러의 증기 온도를 유지하면서 NOx생성을 억제하는 방법이다. 저 과잉

공기 연소는 산소농도를 낮추어 연료를 연소함으로서 반응속도가 늦은


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질소의 산화를 억제하여 NOx가 생성되는 것을 제어하는 것과 더불어

고온 NOx 및 연료 NOx의 제어에도 유용하며, 또한 연소실 내로 유입

되는 공기량이 감소하여 전체적인 효율이 증가하지만 다음과 같은 사항

에 유의하여야한다.

① 화염내의 산소농도가 과도하게 낮아지면 배기가스중의 일산화탄소

및 미연분의 배출량이 증가할 우려가 있다.

② 저 공기비 연소 운전으로 미연분의 발생이 지나치면 배기 가스량

의 감소에 따른 보일러 효율이 낮아질 수 있다.

(2) 연소실 열부하의 저감

일반적으로 연소 장치에서는 연소실 열부하가 높으면 방열량의 비율

이 낮아지고 연소실내 가스 온도가 상승하여 연료 NOx는 거의 변하지

않지만, 고온 NOx가 늘어나서 전체 NOx 배출량은 증가하는 것으로 된

다. 같은 시설에서 연소량을 변화시키는 경우도 통상적으로 위에 설명한

것과 같은 경향을 나타내지만, 열부하의 증감을 수반하여 운전 공기비의

범위나 연소실 내에서의 혼합 특성이 대폭적으로 변하는 경우에는 반대

의 경향을 나타내는 것이 있으므로 시설마다 그 특성을 파악해 둘 필요

가 있다. 연소실 열부하 저감에 의한 NOx 대책은 연소장치의 열효율 및

출력이 저하되는 것이 불가피하므로 장치 규모가 더 커지게 되어 그다

지 바람직한 대책은 아니다.

(3) 연소공기의 예열온도 저감(Reduced Air preheat : RAP)

배기가스의 온도가 높은 보일러에서는 열효율 향상을 위해 예열기를

설치하여 연소용 공기를 예열하는 경우가 많다. 연소공기의 예열온도 저

하는 연소온도에 직접 영향을 주게 된다. 따라서 공기 예열 온도 저하에

의하여 고온 NOx를 감소시킬 수 있다. 그러나 예열온도를 낮추면 폐열

회수량이 그만큼 감소되므로 보일러의 열효율은 감소된다. 유류연소 보


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일러의 경우 NOx 제어를 위해 공기예열 온도를 낮출 때 배가스 온도가

50℃ 높아지면 효율은 약 2.5% 감소하게 되므로 공기 예열온도를 낮추

는 것에 의하여 NOx를 저감하려면 보일러의 효율을 고려하여야 한다.

공기예열 온도 저하에 의한 NOx 저감법은 고온 NOx 억제에 중점을 두

고 있으므로 가스나 경질 유류를 사용하는 설비에 적합하다.

(4) BOOS(Burners Out Of Service)

다수의 버너가 있을 때 일부의 버너에는 연료를 공급하지 않고 공기

만을 주입하고 나머지 버너에 과잉연료를 공급하여 출력을 유지하여 연

소로내의 공기의 유량은 변하지 않고 단계적 연소 효과를 얻는 방법이

다. 이 단계적 연소방법(BOOS)의 특성은 다음과 같다.

① 화염은 보통의 연소 때부터 길게 되므로 연소실에 여유가 없는 시

설에는 그다지 적합하지 않다.

② 비록 일시적이라도 저공기비의 연소를 거치기 위해 미연분이 매우

증가하기도 하므로 주의할 필요가 있다.

③ NOx 저감효과를 상승시키기 위해 제일 상부의 버너에 연소공기

만 공급하기도 한다.

<그림 2-13> BOOS를 적용한 보일러와 버너노즐 팁


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(5) OSC(Off-Stoichiometric Combustion)

여러 개의 버너 중 몇 개를 연료과잉의 상태로 운전하고 그 주변의

버너들은 공기과잉 또는 공기만을 공급하여 운전함으로써 단계적 연소

효과를 얻는 NOx저감 방법으로서 BOOS의 개념을 확대한 것이며 특성

은 다음과 같다.

① 기존 장치에 적용하는 경우에도 장치의 개조가 거의 필요하지 않다.

② 2차 연소영역에서 연료와 공기의 혼합이 잘 이루어져 분진, 일산

화탄소, 탄화수소 등의 발생억제에 효과적이다.

③ 버너를 2대 이상 갖고 다른 어떠한 유효 억제기술의 적용이 어려

운 중형 보일러에서도 가장 효과적이며 경제적인 방법이다.

(6) 물(증기) 분사 및 에멀젼(emulsion) 연료

화염에 직접 물 또는 증기를 분사하는 방법으로 물의 잠열과 현열에

의하여 화염으로부터 열을 흡수하고 화염온도를 낮춤으로써 NOx를 제

어하는 방법이다. 이 경우에 로내 가스의 열용량이 증대하므로 발생열

량은 동일하여도 화염온도는 저하하게 된다. 물을 분사하는 방법에는

버너 또는 그 근방의 연소화염에 물을 직접 분사하는 방법이 있고, 연

료에 물을 혼합한 에멀젼 연료를 사용하는 방법이 있고 연소공기에 물

을 분사하여 습공기로서 사용하는 방법이 있다. 직접 분사하는 방법이

NOx 저감 효과에 가장 크며 에멀젼 연료 사용 방법은 국소 고온부를

제거하고 미립화를 촉진시켜 NOx 저감에 효과가 있다.

석유계 연료를 물과 에멀젼 상태로 만들어 연소시키는 방법은 석유

계 연료에 물과 미량의 계면활성제를 첨가하여 입자크기가 마이크론

단위인 에멀젼 연료를 만들어 주로 수분의 증발잠열에 의하여 화염온

도를 낮추어 NOx를 억제하려고 하는 것이다. 물 수증기 분사와 마찬

가지로 열효율의 저하와 장기 운전 시에 부식이 야기될 수도 있다.


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다. 저NOx버너에 의한 저감 방법

연료와 공기가 혼합되어 화염이 형성되는 부분을 개조한 것이 저NOx버

너이며, 대부분의 연료와 공기의 혼합특성을 조절하여 연소강도를 낮추고

연소초기 영역의 산소농도와 화염온도를 낮추어 고온 NOx를 억제시키는

법으로 개발되고 있다.

(1) 혼합 촉진형 저NOx버너

연소실내에서의 연료와 공기의 혼합특성은 연소반응을 결정짓는 가장

중요한 물리적인 요소 중에 하나로서 고온 NOx와 연료 NOx 생성에 모두

영향을 미친다. 혼합이 빨리 이루어지면 연소가 일찍 종결되어 연소영역이

고온으로 되어도 고온에서 연소가스의 체류시간이 단축되어 전체적으로

NOx 저감이 가능하다. 연소용 공기는 환상의 통로 출구부의 중심 노즐로

부터 방사상으로 분출되는 연료와 혼합되고 레지스터(register) 주변에서

예혼합 영역을 형성한다. 다수의 작은 구멍에서 분출되는 연료는 여기에서

공기와 균일하게 예혼합기류를 형성하고 곧 그 하류에서 연소를 개시하지

만 얇은 연료 막과 고속으로 진입하는 공기와 충돌하여 짧은 종모양의 극

히 얇은 화염층을 갖는다. 보통 화염의 표면적은 증가되기 때문에 화염으

로부터의 방열량은 증가하고 고온에서 연소가스의 체류시간이 단축되어

고온 NOx가 감소된다. 혼합촉진형 저NOx버너는 대략 25∼40%의 저감율

을 갖는 것으로 보고되고 있다.


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자료 : Industrial burners hand book

<그림 2-14> 표면연소버너의 다공체판

(2) 분할 화염형 저NOx버너

분할 화염형버너는 노즐 출구의 모양을 변형시켜 화염을 여러 개의

독립된 작은 화염으로 분할함으로서 화염의 방열성을 증가시켜 화염온

도를 저하시킴과 동시에 화염 층을 얇게 형성시켜 체류시간을 단축시킴

으로서 NOx의 생성을 억제한다. 분할 화염형버너에서는 화염길이가 짧

고 미연분의 발생도 적지만 질소산화물 발생 억제 원리가 혼합촉진형버

너와 유사하므로 연료 NOx(fuel NOx)의 제어에 큰 효과를 기대할 수

는 없다. 다만 연소용 공기의 흐름을 제어하여 혼합지연을 유도하는 단

계적 연소개념을 도입한 버너의 경우에는 연료 NOx의 제어가 가능하

며 분할화염형버너에 의한 NOx 저감율은 대략 18∼40% 정도인 것으

로 발표되고 있다.


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<그림 2-15> 분할화염버너의 노즐 구조 예시

(3) 연소가스 자기 재순환형버너

연소가스 자기 재순환형버너의 형식은 공기 또는 연소가스의 고속분

사에 의해 형성되는 반류를 이용하여 버너 내부에서 연소가스를 재순환

시켜 연소초기영역의 산소농도를 낮춤으로서 연료의 기화를 촉진시켜

후류에서의 연소를 가스연소에 가깝도록 하여 NOx의 발생을 저감시킨

다. 이 방식에 의한 NOx 저감율은 과잉 공기비에 영향을 그다지 받지

않고 연료 중 질소(N)성분의 전환율은 10∼20% 정도이며 Oil 및 가스

버너에 적용할 수 있다. 질소산화물의 저감효과는 25∼45% 정도 있는

것으로 발표되고 있다.


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① 연소용 공기

② 연료 가스

③ 연료가스 기류

④ 불꽃 안전지대

(화학양론비적 연소)

⑤ 연소 화합물의 재순환

⑥ 연료 공기 가스와 재순환된

연소화합물의 혼합

⑦ 불꽃의 Cold zone

자료: Forced Draught Burner Handbook(Riello Burners, 2001년)

<그림 2-16> 연소가스 자기 재순환형 저NOx버너

(4) 단계적 연소형버너

단계적 연소형버너는 연소초기영역을 연료과잉상태로 만들어 산소농

도를 줄이고 후류영역에 공기를 충분히 공급하여 완전연소가 이루어지

게 하는데 이와 같은 방법은 주로 1차, 2차, 3차 공기의 유량을 상대적

으로 조절하여 연료와 공기의 혼합을 지연시킴으로서 이루어지며 연료

NOx의 제어도 가능하다. 단계적 연소형버너는 3차 공기의 공급구가 버

너의 주변에 설치되어 화염 외부로부터 3차 공기가 유입되는 외부 단계

적 연소형과 3차 공기가 2차 공기 공급구 주변으로 공급되면서 유속의

차이를 이용하면서 혼합을 지연시키는 내부 단계적 연소형으로 나누어

지며, 유속조절이 간편하고 혼합지연효과가 뛰어난 외부 단계적 연소형

이 주류를 이루고 있다. 그 대표적인 예가 DMB(Distributed Mixing

Burner)이다. 단계적 연소형버너는 고온 NOx 와 연료 NOx 모두 저감

효과가 있어서 현재까지는 가장 이상적인 저NOx버너의 형태로 인식되


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고 있다. <그림 2-17>는 공기/연료비 제어가 단일 연소버너와 다단계

연소버너에 대한 질소산화물의 발생농도 차이를 나타내었다.


<그림 2-17> 단일 및 다단 연소버너의 NOx 발생농도 비교

(5) 배기가스 재순환(Flue Gas Recirculation : FGR)

연소실내의 연소영역에 약 200℃ 정도의 배기가스를 재순환시킴으로

서 로내 가스의 유량 증가에 따른 열용량 증가에 의하여 연소실내의 온

도를 낮추고 연소영역의 산소농도를 희석시켜 NOx 생성을 억제하는

방법이며 다음과 같은 특징을 가지고 있다.

① 산소농도의 희석효과 보다는 화염온도의 저감효과가 커서 고온

NOx(thermal NOx)의 발생을 억제하는 효과가 크며 연료

NOx(fuel NOx)의 저감효과도 기대할 수 있다.

② 고온 NOx의 저감을 최대한 얻기 위해서는 재순환되는 배기가스

를 가능한 한 고온의 연소영역으로 분사시켜야 한다.

③ 고온 NOx가 지배적인 가스연료 및 경질유 연료 등의 NOx의 배

출을 억제하는 방법으로 매우 효과적이다.

④ 배기가스를 재순환하여도 연소영역으로 공급되는 질소(N)의 절대량은


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변하지 않으므로 연료 NOx의 억제효과는 별로 없다고 알려져 있다.

⑤ 일반적으로 윈드박스 또는 공기덕트 내에 배기가스를 혼합하여 예

혼합시키는 방식과 공기 통풍장치(Air register)내에 재순환 배기가

스 노즐을 설치하여 배기가스를 흡입하여 연소실내에서 연소용 공

기와 혼합시키는 후류 혼합방식이 있다. <그림 2-18>은 배가스

재순환에 따른 NOx농도의 저감효과를 비교한 그래프이다.


<그림 2-18> 배기가스 재순환에 따른 NOx발생농도 비교

<그림 2-19> 배가스 재순환(FGR)방식버너의 사례


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라. 연소 후처리 시설에 의한 저감 방법

(1) 선택적비촉매환원(Selective Non-Catalytic Reduction : SNCR)

SNCR 기술은 SCR 기술과 달리 촉매를 사용하지 않고 환원제를 로

내의 연소가스 온도가 850∼1100℃인 영역으로 주입시켜 NOx를 환원

제와의 반응에 의하여 질소(N2)와 수증기(H2O)로 선택적으로 환원을 시

키는 기술이며 촉매를 사용하지 않는 대신 배기가스 온도가 고온이어야

한다. 공정은 환원제 저장탱크와 주입장치, 그리고 제어장치 등으로 구

성된다. SNCR 반응에 영향을 주는 주요 변수는 환원제 주입량과 반응

온도, 체류시간, 환원제와 연소가스의 혼합 정도이다. 이 중 반응온도는

저감효율과 미반응 암모니아 농도와 직접 관련 있기 때문에 매우 중요

하다. 환원제로는 암모니아와 요소가 사용되며 반응식은 다음과 같다.

▶ 암모니아

NH3 + NO + 1

O2 → N2 + 3H2O4 2

▶ 요소

(NH2)2CO + 2NO + 1

O2 → N2 + CO2 + 2H2O2

환원제 주입량은 공정에 실제로 투입된 환원제 양과 1몰의 NO를 제

거하기 위하여 화학양론적으로 필요한 환원제 양의 몰비(Mole Ratio)인

NSR(Normalized Stoichiometric Ratio)로 나타낸다. NSR이 증가함에

따라 NOx제거효율은 증가하나, NSR이 2.0∼3.0에 가까울수록 그 증가

추세가 감소하여 일정한 NOx 제거효율에 도달한다.

일반적인 환원제 사용량은 NSR 기준 0.9∼2.0 범위이다. NSR을 증가시

키면 NOx저감효율은 증가하나 환원제의 사용에 따른 공정의 유지비가 증

가하며 미반응 암모니아의 양도 증가하는 점이 고려되어야 한다. 미반응 암


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모니아는 연소가스 중의 SO3와 반응하여 Ammonium Bisulfate(NH4HSO4)

와 Ammonium Sulfate[(NH4)2SO4]를 형성하여 후단의 열교환 장치에 부착

및 부식 문제를 발생시킬 수 있다.

일반적으로 최적 반응온도는 환원제가 암모니아일 때 900∼1000℃이

며, 요소일 때는 최적온도가 약 50℃ 정도 더 높은 것으로 알려져 있다.

반응온도는 NOx저감반응에 절대적인 영향을 주기 때문에 SNCR 공정에

서는 사용되는 환원제의 종류에 따라 반응이 최적온도 범위 내에서 일어

나도록 유지하는 것이 매우 중요하다. 최적온도 구역은 연소로 내에서

고정되어 있는 것이 아니라 부하나 운전조건이 변화함에 따라 위치가 크

게 변화하기 때문에 환원제 주입장치를 다단으로 설치하고 부하에 따라

주입위치를 제어하는 것이 필요한 경우가 많다.

SNCR 공정에서 체류시간은 최적 온도범위 내에서 환원제의 체류시간

이며 대부분의 시스템에서 완전한 NOx제거반응이 일어나기 위해서는

최소한 0.2∼0.5초의 체류시간이 필요하며 환원제 주입노즐의 주변에서

는 환원제 주입공기에 의하여 형성된 와류에 의하여 혼합이 효과적이다.

(2) 선택적 촉매환원 기술 (Selective Catalytic Reduction : SCR)

SCR 기술은 NOx를 포함하는 연소가스와 환원제를 혼합하여 촉매층

을 통과시켜 NOx를 질소(N2)와 수증기(H2O)로 선택적인 환원을 시키는

기술이다.

SCR 기술에서 사용되는 환원제로는 암모니아(NH3)와 요소((NH2)2CO)

를 포함하는 암모니아계 또는 탄화수소와 같은 비암모니아계 화합물이

사용된다. SCR 공정의 일반적인 조업온도 범위는 250∼450℃이며 사

용하는 금속산화물 촉매로 Pt, V2O5-Al2O3, CuO-Al2O3, WO3-TiO2,

V2O5-SiO2-TiO2, Fe2O3-TiO2, CuO-TiO2 등이 있으며, Zeolite계 촉매

로 Y-Zeolite, Mordenite, ZSM-5 등이 있다. 자동차 및 선박 등의 이

동 오염원의 경우는 귀금속 및 Zeolite계 촉매, 발전설비 및 산업용 보


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일러 등의 고정오염원의 경우는 금속산화물계 촉매가 많이 사용되며,

특히 고정 오염원에서 많이 사용되는 촉매는 암모니아를 환원제로 하는

V2O5/TiO2 촉매이다. SCR 촉매는 일반적으로 하니콤 또는 판상구조를

가진 모듈형식으로 설치된다.

환원제가 암모니아인 경우의 주요 화학반응식은 아래의 반응식과 같다.

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O

NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O

2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O

6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O

(3) 기타 배연탈질기술

(가) SCR/SNCR 혼성기술

SNCR설비에 2단계 NOx 제거를 위한 촉매 반응기를 덕트 내부에 설

치하여 SCR 방법을 추가한 기술로 SCR보다 설치비 및 운영비가 저렴

하며, 저감율은 70～90%이다.

(나) 습식처리기술

기존의 습식 탈황공정에 NOx 흡수제를 첨가하여 NOx 처리기능을

부가한 기술로 탈황용 흡수제인 석회나 석회석슬러리, 아황산나트륨에

탈질을 위한 Fe(II)-EDTA (Ferrous Ethylene Di-amineTetra Acetate),

요소와 메틸알코올을 첨가하여 사용한다. 습식처리기술은 습식 공정을

통과하고 나서 발생하는 생성물이 액상이나 슬러리 상태이면 습식으로,

생성물이 건조가 되어 입자 상태로 배출되면 반건식으로 분류한다.

(다) 플라즈마 기술

고전압 Pulse를 이용하여 배기가스 중의 산소, 질소, 수분 및 암모니


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아를 라디칼로 전환시킨 후 이 라디칼들이 SO2 및 NO와 반응하여 황

산암모늄 및 질산암모늄 입자를 생성시키며 이를 후단의 집진기에서 포

집하는 방법으로 배기가스 온도가 높으면 효율이 급격히 저하되며 대규

모 상업화 사례는 아직 없으며, 저감효율은 90% 이상이다.

(라) 활성탄 흡착기술

유동상 활성탄에 암모니아를 주입하여 탈질하며 사용한 활성탄은 400℃

에서 질소로 재생 처리한다. 이 기술은 장치 비용이 비싸기 때문에 다이옥

신 제거 및 탈황이 요구되는 경우에 설치하며 저감효율은 40～80%이다.

제3장 저NOx버너 보급 및 운용 실태 조사

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1. 조사대상 시설의 현황 및 운용실태

가. 실태조사 개요

조사대상은 국내의 주요 버너 제조사 또는 외국산 버너를 수입․공급하

는 업체에서 판매한 실적을 토대로 선정하였다. 저NOx버너 설치보조금 지

원 대상인 시간당 증발용량 10톤 미만의 보일러는 현재 국내에서 많은 양

이 설치․운영되지 않기 때문에 이 용량에 근접하는 보일러와 대규모 용량

보일러 및 일반버너 설치 보일러를 일부 포함하여 조사하였다.

우리나라의 대기환경보전법에서 정한 기존 시설로 분류되는 액체연료 보

일러의 질소산화물 배출허용기준은 250ppm(4)으로 규정되어 있다. 이 배출

허용기준은 액체 또는 기체연료를 사용하는 대부분의 일반버너가 연소단계

에서 운전조건의 제어만으로도 준수할 수 있는 규제 기준이므로 대략 시간

당 증발용량이 30톤 이하인 보일러에는 설치비용이 일반버너보다 많이 소

요되는 저NOx버너를 잘 사용하지 않고 있다. 그렇지만 굴뚝연속자동측정

시스템(TMS)을 설치하여 상시 모니터링하고 있는 대용량 보일러는 열사용

시설의 작업부하에 따라 질소산화물 배출농도가 높아지는 것을 대비하고

질소산화물 배출농도를 안정적으로 관리하기 위하여 저NOx버너를 설치하

는 사업장이 많은 것으로 보인다.

이러한 이유로 저NOx버너 설치보조금 지원 대상이 되는 기준인 시간

당 증발용량 10톤 미만의 중유 보일러에 저NOx버너를 설치한 시설 수

는 소수에 불과한 것으로 조사되었다. 따라서 조사 범위를 확대하여 시

간당 용량이 10톤 이상인 보일러도 포함하였고, 소용량부터 대용량까지

의 보일러들에서 배출되는 질소산화물의 농도 범위를 측정하여 보일러

의 용량별로 분류하였으며, 일반버너를 사용하는 10대의 보일대를 추가

로 측정하여 질소산화물 배출농도를 비교분석 하였다. <표 3-1>에 조

사대상 보일러의 현황을 나타내었다.


- 38 -

<표 3-1> 조사대상 시설현황

번호

보일러 버 너

비고용량(톤/h) 설치년도 종류 설치년도 사용연료 종류

1 200 1992 수관식 2001 B-C 유압식 저NOx버너

2 115 2002 수관식 2002 B-C 유압식 〃

3 10 1989 수관식 2002 B-C 기류충격식 〃

4 15 1989 수관식 2000 B-C 기류충격식 〃

5 40 1992 수관식 2002 B-C 기류충격식 〃

6 30 1990 수관식 2004 B-C 기류충격식 〃

7 20 1994 수관식 2004 B-C 기류충격식 〃

8 30 1995 수관식 2003 B-C 기류충격식 〃

9 50 1999 수관식 2001 B-C 기류충격식 〃

10 200 1998 수관식 1998 B-C 매체분무식 〃

11 30 1989 수관식 2003 B-C 유압식 〃

12 12 2002 노통연관식 2005 B-C 기류충격식 〃

13 12 2003 노통연관식 2005 B-C 기류충격식 〃

14 12 2002 노통연관식 2005 B-C 기류충격식 〃

15 5 2000 연관식 2000 LNG 강제혼합식 〃

16 4 1999 연관식 1999 LNG 강제혼합식 〃

17 10 1999 연관식 1999 LNG 강제혼합식 〃

18 3 2001 노통연관식 2001 B-C 회전식 〃

19 10 2004 수관식 2004 B-C 기류충격식 〃

20 12 2004 수관식 2004 B-C 기류충격식 〃

21 30 2003 수관식 2003 B-C 유압식 〃

22 20 1990 수관식 2005 B-C 유압식 〃

23 82 1992 수관식 2003 B-C 유압식 〃

24 2 2005 관류식 2005 LNG 강제혼합식 〃

25 1.7 2004 관류식 2004 LNG 강제혼합식 〃

26 1.5 2005 관류식 2005 LNG 강제혼합식 〃

27 25 1995 수관식 2004 B-C 기류충격식 〃

28 8 1998 수관식 2004 B-C 기류충격식 〃

29 40 1997 수관식 1997 LNG 강제혼합식 〃

30 40 1997 수관식 1997 LNG 강제혼합식 〃

31 4.5 1991 노통연관식 2006 LNG 강제혼합식 〃

32 2 2005 노통연관식 2006 LNG 강제혼합식 〃


34 5 2000 노통연관식 2000 LNG 강제혼합식 일반버너




38 15만kcal/h 2002 열매체보일러 2004 LNG 강제혼합식 〃

39 1.5 2001 관류식 2004 LNG 강제혼합식 〃

40 2.5 2003 관류식 2004 LNG 강제혼합식 〃

41 1.5 1996 관류식 2004 LNG 강제혼합식 〃


43 8 1996 노통연관식 1996 B-C 기류충격식 〃


- 39 -

나. 조사 대상 보일러의 현황

(1) 용량별 현황

저NOx버너를 설치한 보일러에 대하여 증발용량별로 조사한 내용을 살펴

보면 전체 33대 보일러 중 시간당 10톤 미만이 10대(중유 저NOx버너 2대,

LNG 저NOx버너 8대), 시간당 10〜30톤 이하가 15대 그리고 시간당 30톤을 초

과하는 8대의 시설을 조사하였다. <그림 3-1>은 시간당 증발용량별로 조사한

보일러의 현황을 나타내었다.

30톤초과,

8대

10톤 미만,

10대10~30톤이

하, 15대

2톤/h 이하

4대

5톤/h 초과

1대

2톤/h 초과

~5톤/h 이하

5대조사 대상 총 33대

10톤/h 미만 10대 중

<그림 3-1> 용량별 보일러 설치현황

시간당 증발용량 10톤 미만의 보일러는 버너 제조사 및 수입 판매사

가 저NOx버너 설치보조금을 지원받기 위해 실시한 인정검사 대상 보

일러가 6대 포함되어 있다. 관류식 보일러를 제외한 시간당 10톤 미만

보일러에 저NOx버너를 설치한 현황을 버너 제조사 등의 판매 기준으

로 조사한 결과 중유 저NOx버너를 대략 2대, 천연가스버너를 대략 5대

정도 설치․운영되고 있는 것으로 파악되어 중․소형 보일러용 저NOx

버너의 보급실태는 아주 저조한 것으로 조사되었다.

(2) 형식별 현황

조사한 33대 보일러의 종류는 원통식(연관식, 노통연관식), 수관식(자


- 40 -

연순환식, 강제순환식, 관류식)으로 분류되며, 이 중에서 조사대상은 수

관식 보일러 20대, 노통연관식 7대, 연관식과 관류식 각각 3대이다. 수

관식 중에 강제순환식 또는 자연순환식 보일러의 시간당 증발용량은 대

부분 10톤 이상으로 제작되고 주로 다른 형식의 보일러 보다 높은 증기

압력과 대용량으로 사용하고 있는 것으로 보인다. <표 3-2>에 조사한

33대 보일러의 형식별 현황을 나타내었다.

<표 3-2> 보일러의 형식별 현황

(단위 : 대) 형식

용량(톤/h)계 수관식 연관식

노통

연관식관류식

계 33 20 3 7 3

2 이하 4 - - 1 3

2 초과～5 미만 3 1 2 -

5 이상～10 미만 3 1 1 1 -

10 이상～30 미만 11 7 1 3 -

30 이상 12 12 - - -

<표 3-2>에서 나타낸 저NOx버너 설치 보조금을 지원 대상으로 하

는 시간당 증발용량 10톤 미만에 해당하는 보일러의 형식별 종류에 대

하여 살펴보면 수관식으로 분류되는 관류식 보일러와 원통형으로 분류

되는 연관식 및 노통연관식이 대부분을 차지하는 것으로 조사되었다.

이러한 노통연관식 및 연관식의 원통형 보일러는 기관본체를 둥글게 제

작하고 입형 또는 횡형으로 설치하는데 이들 보일러의 최고 사용압력은

10㎏f/㎠ 이하와 시간당 최대 증기발생량은 10톤 미만에서 일반적으로


- 41 -

많이 사용하는 것으로 분석되며, 소형 관류 보일러는 시간당 증발용량

이 0.3～3톤 이하 범위에 있는 것으로 분석된다. 따라서 시간당 증발용

량 10톤 미만의 중․소형보일러로 많이 제작되고 사용하는 연관식, 노

통연관식 및 소형 관류 보일러가 저NOx버너의 설치보조금을 지원해야

할 주요 보일러 종류가 될 것으로 분석되며 <그림 3-2>는 조사대상 보

일러들 중 저NOx버너 설치보조금 지원 대상인 시간당 10톤 미만의 보

일러들을 형식별로 분류한 것이다.

연 관 식2 대 (2 0 % )

노 통 연 관 식4 대 (4 0 % )

수 관 식1 대 (1 0 % )

소 형 관 류 식 3 대 ( 3 0 % )

<그림 3-2> 시간당 10톤 미만 보일러의 형식별 현황

(3) 전열면적별 현황

조사한 33대 보일러 중에 용량별로 전열면적에 대하여 살펴보면 일

반적으로 제조사별로 보일러의 규격이 조금씩 다르게 설계되며, 관류식

의 소규모 보일러는 톤당 전열면적이 동일한 용량에 있는 다른 형식의

보일러에 비해 2～3배 정도 적은 것으로 보지만, 수관식 중의 강제․자연순환식과 원통형의 노통연관식 또는 연관식은 동일한 용량에 대하여

보일러 제조사 간의 전열면적의 크기는 크게 다르지 않는 것으로 보인

다. <표 3-3>은 조사한 보일러의 종류별 용량별로 분류하여 전열면적

을 나타내었다.


- 42 -

<표 3-3> 조사한 보일러의 용량별 전열면적별 현황

(단위 : ㎡)

용량

구분

보일러의 시간당 증발용량(톤/h)

2 이하 2～4.5 5～15 20 30 40 50 60

관류식 10 - - - - - - -

노통연관및 연관식 29 ～92 104～228 - - - - -

수관식 - - ～276 ～365 ～596 ～650 ～780 -

비고 : 보일러의 종류별 용량별 전열면적은 조사대상 시설기준으로 분류한 대략적인 값임.

(4) 정격 증기압력별 현황

저NOx버너를 설치한 보일러 중 이번에 조사한 33대 보일러의 종류

별로 설계 증기압을 살펴보면 관류식은 10㎏f/㎠ 이하, 연관식 보일러는

10㎏f/㎠ 정도인 것으로 보인다. <표 3-4>에 조사한 33대 보일러에 대

한 종류별 설계증기압을 나타내었다.

<표 3-4> 보일러 종류별 정격 증기압력 현황

증기압 구분 설계 증기압력(㎏f/㎠) 비 고

관류식 10 이하

연관식 10 ～ 14

수관식 10 ～ 54

비고 : 표시한 보일러의 종류별 설계증기압력은 조사 대상 시설기준으로 분류한 값임.


- 43 -

(5) 설치연도별 현황

보일러의 운전자가 생각하고 있는 보일러의 사용연한은 보통 10～15년

정도인 것으로 조사되었으며, 조사 대상 보일러의 33대 중에 1995년 이

전에 설치되어 10년이 경과한 노후 보일러는 14대로, 42%를 차지하고 있

는데 종류별로 분류해 보면 자연순환식과 강제순환식의 수관식 보일러가

12대이고, 노통연관식 보일러가 2대를 차지하고 있는 것으로 조사되었다.

<그림 3-3>은 조사한 보일러의 설치연도별 현황과 1995년 이전 설치한

보일러에 대한 형식별 종류를 분류한 현황을 나타낸 것이다.

2001-2004년

8대

1996-2000년

8대

2005년이후

3대1995년이전

14대

수관식 보일러 12대- 자연 순환식 7대- 강제 순환식 5대

노통연관식 보일러

2대

<그림 3-3> 보일러의 설치연도별 현황

이러한 노후 보일러의 운영 상태를 살펴보면 보일러에 대한 지속적인

유지관리를 통하여 질소산화물의 배출 농도는 배출허용기준을 준수하고

있는 것으로 보이지만 일부 사업장에서는 부대설비(산소 측정기, 공기

예열기)등이 고장 난 상태로 가동하고 있어 효율적인 연소 관리가 미흡

한 부분이 있는 것으로 보인다.

저NOx버너의 사용연한은 가스버너 또는 중유버너에 따라 다를 수

있지만 일반적으로 버너 자체와 부대설비의 소모부품이나 부품 교환 등

운영․관리를 잘해 주면 10～15년 정도는 무난하게 사용할 수 있는 것

으로 보이며, 조사한 33대 저NOx버너의 설치년도는 <표3-5>와 같다.

1995년 이전에 설치하여 10년이 경과된 설비는 없고 1997～2000년에


- 44 -

설치한 것은 7대, 2001～2004년에 17대, 2005～2006년 3월까지 9대가 설

치된 것으로 볼 때 보일러의 설치연도 보다 저NOx버너 설치연도가 최

근이며, 이것은 질소산화물의 저감에 사회적인 관심이 고조되고 또한

굴뚝연속측정기기에 의한 상시 감시가 행정자료로 활용하기로 예고한

연도인 2000년 이후부터 일반버너를 저NOx버너로 많이 교체하고 있는

것으로 보인다.

<표 3-5> 조사한 보일러 및 저NOx버너의 설치연도 비교

설치 연도 보일러 저NOx버너 비고

계 33 33

1990년 이전 6 -

1991 - 1995 8 -

1996 - 2000 8 7

2001 - 2004 8 17

2005년 이후 3 9

다. 저NOx버너의 설치 현황

(1) NOx 저감기술별 현황

국내의 산업용 보일러에 설치할 수 있는 버너를 전문 생산하는 주요

제조사는 3～5개사가 있는 것으로 보인다. 이들 제조사 중에 중유 저

NOx버너를 직접 제작하여 판매하는 제작사는 1개사 정도가 있고 나머

지 제작사는 외국 기업과 기술제휴 또는 중요 부품을 수입하여 조립․판매하고 있는 실정이며 아직까지 국내의 저NOx버너를 제작할 수 있

는 기술력은 전반적으로 초기 단계에 있는 것으로 보인다.

이번에 조사한 33개 저NOx버너에 적용하고 있는 질소산화물 저감기

술은 다단계 연소, 자기 재순환, 연소 불꽃의 분할, 배기가스 재순환, 증

기분사 또는 기타 방법 중 1개의 방식을 사용하거나 저감효율을 더욱


- 45 -

높이기 위해 2개 이상의 방식을 병행한 기술이 채용되고 있다.

가스연료를 사용하는 산업용 보일러에 부착하는 저NOx버너에 대하

여 유럽연합국가 또는 미국에서 적용하고 있는 기술은 공기/연료 다단

계 연소기술, 연소가스 자기재순환 및 연소불꽃을 분할하는 방식을 복

합적으로 적용하여 질소산화물 배출농도를 큰 폭으로 줄이고 있으며 우

리나라에서도 2006년부터 저NOx버너 설치보조금 사업 및 수도권 대기

배출오염물질총량제가 추진됨에 따라 질소산화물 저감효율이 우수한 기

술들이 도입되고 있다.

(2) 사용연료별 현황

이번 조사에는 보일러의 연료로 B-C, 저유황왁스유(LSWR) 또는 천연

가스(LNG)를 사용하는 시설을 대상으로 선정하였으며 중유 보일러 22대

중 시간당 증발용량이 10톤을 초과하는 보일러에 저NOx버너를 설치한

경우는 18대(82%)였지만 천연가스 보일러의 경우에는 11대 중 10톤을 초

과한 보일러에 저NOx버너를 설치한 경우는 2대(18%)였고 나머지 9대 중

5톤 이하에만 6대(55%)가 설치된 것으로 비추어 볼 때 중유 보일러에 비

해 LNG용 보일러는 비교적 소규모 보일러에 저NOx버너를 주로 설치하

는 것으로 분석된다. 이것은 연료비용을 줄이기 위하여 연료사용량이 높

은 큰 용량의 보일러에는 중유연료의 사용을 선호하는 것으로 분석할 수

있다. <표 3-6>에 사용연료별 보일러에 대해 적용된 질소산화물 저감기

술을 용량별로 분류하여 나타내었다.

시간당 증발용량 10톤 미만의 보일러에 설치되어 있는 저NOx버너에

대하여 살펴보면 <표 3-6>에서 나타난 것과 같이 일반적으로 가스연료

용버너가 많이 보급되는 경향이 뚜렷하며, 질소산화물의 저감기술은 자

기재순환, 배기가스 재순환, 기타(강제 예혼합식, 연소실이 관체 구조)

등이 있고 일부 저NOx버너는 저감효율을 높이기 위하여 이러한 저감방

식 중에 여러 가지 방식을 혼합한 기술이 적용되고 있었다.


- 46 -

<표 3-6> 보일러 용량별 저NOx버너 설치현황

구분 저NOx버너 대수 저감기술

2톤/h 이하가스 4 ③+⑥ ⑶, ②+③ ⑴

중유 - -

2톤/h 초과

～ 5톤/h 미만

가스 2 ④ ⑴, ①+②+③ ⑴

중유 1 ② ⑴

5톤/h 이상

～10톤/h 미만

가스 2 ④ ⑴, ②+③ ⑴

중유 1 ②+③ ⑴

10톤/h 이상

～30톤/h 미만

가스 1 ④ ⑴

중유 10 ① ⑶, ③ ⑸, ②+③ ⑵

30톤/h 이상가스 2 ③ ⑵

중유 10 ① ⑹, ③ ⑴, ⑤ ⑵, ①+⑥ ⑴

<비 고>

① 다단계 연소, ② 자기재순환, ③ 연소 불꽃의 분할, ④ 배기가스 재순환

⑤증기분사 ⑥ 기타(강제 예혼합식, 연소실 관체 구조, BOOS)

※ ( )내의 숫자는버너 설치 대수를 나타냄

중유버너의 NOX 저감방식은 다단계 연소, 자기재순환, 연소 불꽃의

분할 등의 방식을 적용하고 있지만, 시간당 10톤 미만의 보일러용 저

NOx버너의 국내 보급은 거의 없는 상태이고, 또한 국내 제조사의 저

NOX 기술도 거의 개발되지 않고 있는 것으로 조사되었다.

(3) 제작사별 설치 현황

국내에 설치되어 있는 저NOx버너는 주로 대용량 보일러를 사용하는

중․대형 사업장에서 자발적 친환경 경영체계 도입으로 부착하였거나

2002년부터 시간당 40톤(1개 굴뚝을 공용하는 여러 개 보일러는 합산

용량) 이상 보일러에 대하여 굴뚝연속측정기기가 측정한 자료를 행정

목적으로 활용하도록 하는 상시 감시체제(굴뚝TMS)가 도입됨에 따라

질소산화물을 저감시켜 질소산화물 농도를 안정적으로 배출해야하는 필

요성이 대두되는 시간당 10톤 이상의 중유 보일러에 많이 부착하였던

것으로 보인다.


- 47 -

이에 비하여 시간당 10톤 미만의 보일러용 저NOx버너를 주로 사용

하는 중․소사업장은 규모가 영세하여 소요비용이 많은 저NOx버너를

구매하는 것을 기피하였고, 또한 친환경 경영에 대한 의지의 부족과 제

도적으로도 규제가 미흡하였던 것으로 인하여 저NOx버너가 거의 보급

되지 못하였던 것으로 보인다. 그리고 현재 국내의 산업 보일러용 저

NOx버너는 1〜3개 제조사에서 일부 제품 및 부품을 생산하고 있지만

이 제조사도 핵심부품은 일반적으로 외국에서 수입․조립판매에 의존하

고 있는 것으로 보인다. <표 3-7>은 저NOx버너 제조사의 저감기술에

대한 주요 특성별 설치현황을 나타내었다.

<표 3-7> 제조사별 저감방법별 버너 현황

제조사저NOx버너 저감기술

① ② ③ ④ ⑤ ①+⑥ ②+③ ③+⑥ ①+②+③

계 9 1 8 3 2 1 5 3 1

A - - - - - - - 3 -

B - - - 3 - - 2 - -

C - - 5 - - - - - -

D - - 3 - - - - - -

E 9 - - - 2 - - - -

F - - - - - 1 3 - -

G - 1 - - - - - - -

H - - - - - - - - 1

비 고 : NOx저감 방식

① 다단계 연소, ② 자기재순환, ③ 연소 불꽃의 분할, ④ 배기가스 재순환, ⑤증기분사

⑥ 기타(강제 예혼합식, 연소실 관체 구조, BOOS: burners out of service)

라. 질소산화물 배출 실태

버너의 연소과정에서 질소산화물의 발생은 기계적 요소인 버너의 설계

구조 및 보일러의 설계구조와 많은 연관성을 갖고 있으며 이외의 관련

요소로는 공급하는 연소용 공기의 예열온도, 보일러의 열부하율, 연료 중


- 48 -

의 질소성분의 함량 등에 의하여 영향을 받게 되는데 본 연구에서 조사

한 보일러는 이러한 요소들이 각기 다르기 때문에 제작사별, 모델별, 연

료별 등으로 나타낸 질소산화물의 배출농도는 해당 시설에 대하여 대표

성을 갖는 측정값이라고는 할 수 없다. 다만, 본 연구에서 측정하여 나타

낸 질소산화물의 배출농도는 저NOx버너의 종류별 또는 특성별에 대한

대표성은 갖지 않더라도 각 사업장의 현장 사정에 맞는 부하율, 사용증

기압, 부하율의 변동범위 등에 따라 가동하는 보일러에서 질소산화물이

배출되는 실태를 파악하는 자료로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

(1) 제작사별 NOx 배출농도

본 사업에서 조사된 중유버너에 대하여 배출가스성분의 농도 범위를

제조사별로 살펴보면 NOx 153.7〜196.5ppm, CO 9.9〜22.3ppm, O2

2.7〜4.6% 정도의 농도분포를 갖는 것으로 나타났으며 보일러의 운전

시 과잉 공기비가 높을수록, 연소용 공기의 예열 온도가 높을수록, 보일

러의 가동 부하율을 높게 가동할수록 질소산화물의 배출농도도 높게 측

정되는 현상이 있었다. <그림 3-4>는 중유버너들의 제작사별 오염물질

(NOx, CO) 배출농도를 나타낸 것이다.

181.1153.7

196.5 193.2176.7 186.8

14.3 9.9 11.7 16.8 11.5 22.3

3.8 4.2 2.7 3.5 4.6 3.6

0

40

80

120

160

200

평균 C D E F GO2

CONOx

농도(ppm, %)

버너제조사

<그림 3-4> 중유버너 제작사별 오염물질(NOx, CO) 배출농도


- 49 -

가스버너를 제조사별로 분석한 배출가스 중의 가스성분에 대한 농도

의 범위를 살펴보면 NOx 25.3〜56.0ppm, CO 0.0〜16.7ppm, O2 2.4〜3.8% 정도의 농도분포대를 갖는 것으로 나타났으며, 대체적으로 질소산

화물의 농도가 낮게 나타났는데, 그 이유는 열사용 시설에서 작업부하

가 감소하여 보일러의 부하율을 낮게 운전한 시설이 일부 포함되어 있

고 성능이 비교적 양호한 저NOx버너 인정검사를 받은 시설이 많이 포

함되어 있어서 질소산화물의 평균 배출농도가 낮게 측정된 것으로 보인

다. <그림 3-5>는 천연가스(LNG)버너의 제작사별 오염물질(NOx, CO)

의 배출농도이다.

39.0

25.3

41.4

56.0

34.6

9.616.7

9.10.0

9.3

3.1 3.8 2.4 3.8 2.9

0

10

20

30

40

50

60

평균 A B D H

O2

CO

NOx

농도(ppm, %)

버너제조사

<그림 3-5> 가스버너 제작사별 오염물질(NOx, CO) 배출농도

(2) 저감방법별 질소산화물 배출실태

저NOx버너의 질소산화물 저감방식은 대부분 여러 가지 저감방법을

복합적으로 갖추고 있고, 또한 저감기술별로 경계를 뚜렷하게 분류할

수 없는 저감기술도 있다. 따라서 단지 하나의 저감기술로 구분하여 저

감방식별로 질소산화물의 배출농도를 나타내는 것은 곤란한 문제이므로

여기서 나타낸 저감방식별 분류는 제조사에서 제시한 자료 등에서 해당

버너가 가지고 있는 특징적이고 대표적인 저감방식으로 분류하여 질소

산화물 배출농도를 분석하여 나타내었다.


- 50 -

(가) 중유버너

중유버너의 배출가스 성분을 살펴보면 NOx 149.2〜218.6ppm, CO 0.0〜24.2ppm, O2 2.6〜6.6% 정도의 범위인데 NOx 저감기술별로 분석해 보면

다단계 연소+기타(BOOS)를 조합한 저감방식이 저부하 운전 등으로 인하여

질소산화물 농도가 가장 낮은 149ppm으로 측정되었으며, 사용 연료를 고압

증기 매체에 의하여 공급하는 단순 증기분사방식은 NOx농도가 219ppm으

로 측정되어 질소산화물 배출농도의 저감효율이 가장 낮은 것으로 분석된

다. <그림 3-6>은 중유버너의 저감방법별 질소산화물 및 일산화탄소의

배출농도를 나타내었다.

NOx저감방식 : ① 다단계 연소 ② 자기재순환 ③ 연소 불꽃의 분할 ④ 배기가스 재순환, ⑤ 증기분사 ⑥ 기타(강제 예혼합식의 연소실 관체 구조, BOOS)

<그림 3-6> 중유버너의 저감방법별 오염물질(NOx, CO) 배출농도

(나) 가스버너

가스버너의 배출가스성분에 대하여 연소 성능을 살펴보면 NOx 25.3〜56.0ppm, CO 0.0〜16.7ppm, 산소농도 2.4〜3.8% 정도의 범위를 갖고 있는

데 NOx저감기술별로 분석해 보면 가스버너의 질소산화물 저감방식 중에

연소 불꽃의 분할+기타 방식의 NOx 배출농도가 25ppm으로 측정되어 가

장 낮게 나타났고, 연소불꽃 분할 방식의 가스버너는 질소산화물 저감효

율이 가장 낮은 56ppm으로 측정되었다. <그림 3-7>은 가스버너의 저감

방법별 질소산화물 및 일산화탄소의 배출농도를 나타내었다.


- 51 -

39.0

56.0

42.1 40.3

25.3

34.6

9.60.0

7.511.6

16.79.3

3.1 3.8 2.4 2.5 3.8 2.9

0

10

20

30

40

50

60

평균 ③ ④ ②+③ ③+⑥ ①+②+③O2

CONOx

농도(ppm, %)

NOX 저감방법

NOx저감방식 : ① 다단계 연소 ② 자기재순환 ③ 연소 불꽃의 분할 ④ 배기가스 재순환, ⑤ 증기분사

⑥ 기타(강제 예혼합식+연소실 관체 구조, BOOS)

<그림 3-7> 가스버너의 저감방법별 오염물질(NOx, CO) 배출농도

(다) 저NOx버너의 화염 상태

중유 보일러의 저NOx버너 중에 다단계 연소방식, 불꽃분할 방식, 연

소 불꽃의 분할+자기재순환방식을 혼합한 버너의 연소 불꽃을 비교하여

그 형태를 <표 3-8>에 나타내었다.

<표 3-8> 제조사별 중유 저NOx버너의 화염

제조사중유버너불꽃

중유버너의 질소산화물 저감방식전면 후면

E사 - 다단계 연소 방식

D사 - 연소 불꽃의 분할

F사 연소 불꽃의 분할 및

연소배가스 자기재순환방식

C사 연소 불꽃의 분할

LNG 보일러의 일반 가스버너 및 저NOx버너 중에 다단계 연소방식,


- 52 -

연소불꽃 분할방식, 연소가스 자기 재순환 방식과 여러 가지 저감방식

을 병행한 저NOx버너의 화염상태를 <표 3-9>에 나타내었다.

<표 3-9> 제조사별 가스 저NOx버너의 화염

제조사가스버너불꽃

LNG버너의 질소산화물 저감방식전면 후면

A사 - <일반버너>

C사 - 다단계연소, 연소불꽃의 분할

연소가스 자기재순환

G사 연소불꽃의 분할

연소가스 자기재순환

(3) 연료별 질소산화물 배출실태

조사한 33개 보일러 중에 중유연료를 사용하는 버너에서 배출되는 배

기가스의 성분에 대한 측정 평균값은 NOx 181ppm, CO 14ppm이고 천

연가스를 사용하는 버너는 NOx 39ppm, CO 10 ppm 정도이며, 가스버

너의 질소산화물 측정된 평균농도가 중유버너에 비하여 142ppm(4～5

배) 정도가 낮아서 오염물질의 발생량이 훨씬 적은 것으로 조사되었다.

<표 3-10>은 사용연료별 NOx 및 CO 배출농도를 나타내었다.

<표 3-10> 사용연료별 NOx 및 CO 배출농도

연료명 측정한 배출시설 수

NOx(O2 4%, ppm)

CO(O2 4%, ppm)

중유 22 181.1 14.3

천연가스 11 39.0 9.6

비고 1. 중유연료 중에 N성분 및 S성분의 함량은 일정하지 않음

2. NOx 측정값은 각 업체별 1시간 이상 연속 측정한 평균값임.


- 53 -

보일러 연소연료로 사업장에서 일반적으로 사용하는 중유(B-C Oil)를

황(S)성분의 함유량(%)에 의한 종류별 그리고 질소(N)성분의 함유량

(wt%)별로 질소산화물의 배출농도를 측정하였는데, 먼저 질소(N)성분

의 함유량별로 NOx배출농도를 살펴보면, 조사한 22개 중유연료 사용

시설 중에 7개 시료를 채취하여 한국석유품질원에 질소성분 분석을 의

뢰하였고 N성분별 질소산화물 발생농도는 질소(N)의 비율별 농도를

<표 3-11> 도표 및 <그림3-8> 그래프로 나타내었다.

분석한 질소성분의 무게비율%는 0.13～0.27%이며 NOx농도는 138～

223ppm 정도의 농도범위를 갖고 있다. 연료 중의 N-wt%성분과 NOx

배출농도는 <그림 3-9>에서 표시한 그래프와 같이 상관성을 갖고 있지

만, 이번 조사 시에 측정한 값들은 <그림 3-8>에서 나타낸 것과 같이

이러한 연관성을 갖지 못한다. 보일러의 연소실의 온도, 연소공기의 예

열온도, 연소실의 열부하량 등과 같은 NOx생성인자들과 저NOx버너의

NOx저감 성능이 각 시설마다 다르기 때문인 것으로 판단된다.

<표 3-11> 연료 중의 N-wt%함량과 NOx배출농도 비교

저NOx버너제 조 사

시 료 명 N성분무게(%) NOx(O2 4%, ppm)

E사 BC Oil 0.20 192.2

E사 BC Oil 0.27 200.4

F사 BC Oil 0.25 137.7

E사 BC Oil 0.22 222.7

E사 BC Oil 0.19 217.0

G사 BC Oil 0.13 186.8

E사저황왁스유(LSWR)

0.20 220.3

비고 1. N성분은 한국석유품질에서 측정한 값임.

2. NOx측정값은 각 버너별 1시간동안 연속 측정한 평균값임

일반적으로 연료 중에 함유된 질소(N) 성분의 무게비율(%)에 따른

질소산화물 발생량은 이탈리아의 리엘로 사의 버너 핸드북에서 질소성


- 54 -

분을 0.01～0.5wt% 함유한 액체연료에 대하여 <그림 3-9>와 같이 질

소(N)성분 함량이 많을수록 배출되는 NOx농도로 높아지지만 곡선 그

래프의 기울기는 버너의 NOx저감성능에 따라 다르다.

187217

192220

138

200223

0

60

120

180

240

1 2 3 4 5 6 7

시 료 번 호

N O x ( p p m)

0.13% 0.19% 0.22% 0.27%0.25%0.2% ( A ) 0.2% ( B )

<그림 3-8> 연료 중 질소(N)의 무게비율wt%별 NOx측정농도

연소과정에서 연료 중의 질소(N)성분에 의하여 발생되는 NOx의 비

율은 전체농도의 20～80%를 차지(“Industrial Burners Handbook”, Charles E. Baukal JR.)한다고

보고된 바와 같이 모델별 버너가 갖고 있는 특성에 따라 연료 중의 질

소(N)성분이 질소산화물(NO)로 전환되는 비율의 범위가 크며 NOx저감

성능이 우수한 버너일수록 연료 중의 질소(N)성분의 NO로 전환되는 비

율을 줄일 수 있다는 것을 알 수 있다.

자료 : Forced Draught Burner Handbook(RIELLO S.p.A.)

<그림 3- 9> 연료 중 질소(N)함유량에 따른 NOx 배출농도


- 55 -

따라서 질소(N) 함유량이 낮은 연료를 사용하는 것도 중요하지만 질

소산화물의 제거 성능이 우수한 저NOx버너의 설치 또는 질소산화물

배출을 최소화 할 수 있는 보일러의 운전조건이 더욱 중요하다는 사실

을 알 수 있다.

참고로 중유 연료의 황(S)함유량(0.3%, 0.5%, 1.0%)과 연료종류에 따

라 배출되는 NOx농도를 살펴보면 조사한 22개 사업장에 대하여 NOx

배출농도를 측정한 평균값은 179.3ppm～182.2ppm 범위에 있는데, 이 측

정값의 변동 폭이 크지 않은 것은 중유 연료를 황(S)의 함유량에 따라

분류하게 되면 질소(N) 함유량의 평균 비율도 비슷한 분포로 달라지기

때문인 것으로 판단된다. <표 3-12>는 황(S)의 함유량으로 분류한 중

유 연료별 질소산화물의 배출농도를 나타내었다.

<표 3-12> 연료 중 황(S)함유량에 따른 NOx 배출농도

구 분 BC Oil의 S성분%

측정한 업체 수

NOx(O2 4%, ppm)

1 0.3 9 181.7

2 0.5 6 182.2

3 1.0 7 179.3

비고 1. S성분은 조사 대상 업체에서 연료공급사의 측정값 등을 근거로 제시한 값임

2. NOx 측정값은 각 업체별 1시간 연속 측정한 평균값임.

(4) 용량별 질소산화물 배출실태

조사한 33개 보일러 중에 중유연료를 사용하는 버너의 경우 전체 보

일러 용량별로 배출되는 배기가스 중 질소산화물 배출농도는 171～

192ppm 범위의 비슷한 농도 분포를 나타내고 있는데, 이 중에 증발용

량 10톤/h 이상 20톤/h 이하 범위의 보일러에서 다른 용량범위 보다

NOx농도가 171ppm으로 낮은 이유는 NOx저감효과가 비교적 우수한

연소불꽃의 분할 및 다단계 연소방식을 채용한 버너가 많이 포함되어

있어서 NOx배출농도가 낮게 나타나는 것으로 보인다.


- 56 -

또한, 가스연료를 사용하는 버너의 경우에는 용량별로 질소산화물의

농도를 분석한 결과 33.6～56.0ppm으로 나타났으며, 시간당 증발용량이

10톤 미만인 보일러에서 질소산화물 배출농도가 가장 낮은 33.6ppm으

로 측정 되었는데, 이유는 성능이 양호한 저NOx버너 인정검사를 받은

시설이 많이 포함되어 있어서 질소산화물 평균농도가 낮게 나타나는 것

으로 보인다. <표 3-13>은 보일러 용량별․연료별 오염물질(NOx, CO)

배출농도이다.

<표 3-13> 보일러 용량별․연료별 오염물질(NOx, CO) 배출농도

용량별(톤/h) 사용연료 측정수측정 항목

비 고NOx(ppm) CO(ppm) O2(%)

10 미만가스 8 33.6 12.3 3.0

중유 2 189.3 16.5 3.4

10 이상

～ 20 이하

가스 1 48.2 7.2 2.6

중유 9 171.2 17.3 3.4

20 초과

～ 30 이하

가스 - - - -

중유 5 192.7 9.2 4.4

30 초과가스 2 56.0 0.0 3.8

중유 6 183.4 13.1 4.1

(5) 보일러 형식별 질소산화물 배출실태

수관식 및 노통연관식 보일러에 적용되어 있는 중유용버너에서 배출

되는 오염물질 농도는 NOx 156.5〜186.6ppm, CO 13.0〜14.5ppm, 산소

농도는 3.3〜3.9% 정도이며, 대체로 노통연관식이 수관식 보일러보다

배출농도가 낮은 것으로 나타났는데 이는 노통연관식 보일러에 적용된

저NOx버너가 대부분 2005년 이후에 신규로 설치한 상태로서 비교적

유지관리가 잘 되어 있으며 또한 질소산화물 저감효율이 우수한 불꽃의

분할방식 등 최근에 개발된 질소산화물 저감 방식을 적용한 버너를 설

치한 것이 NOx를 낮게 배출하는 원인으로 보인다.


- 57 -

또한 가스용버너는 저용량의 수관식, 관류식, 연관식 그리고 노통연관

식 보일러에 사용되고 배출되는 오염물질 농도는 NOx 25.3～56.0ppm,

CO 0～16.7ppm 정도로 배출되며 관류식 및 노통연관식 보일러에서는

다른 보일러에 비해 낮게 배출되는데 이는 비교적 성능이 우수한 저

NOx버너 인증검사를 받은 시설이 포함되어 있기 때문이다. <표 3-14>

는 보일러 형식별․연료별 오염물질 배출농도를 나타내었다.

<표 3-14> 보일러 형식별․연료별 오염물질(NOx, CO) 배출농도

용량별(톤/h) 사용연료 측정수측정 항목

비 고NOx(ppm) CO(ppm) O2(%)

수관식가스 2 56.0 0.0 3.8

중유 18 186.6 14.5 3.9

관류식가스 3 25.3 16.7 3.8

중유 - - - -

연관식가스 3 42.1 7.5 2.4

중유 - - - -

노통연관식가스 3 38.4 10.9 2.7

중유 4 156.5 13.0 3.3

마. 저NOx버너 보급현황

(1) 저NOx버너 공급사별 보급현황

국내의 저NOx버너를 제작 또는 수입․판매하는 주요 8개사에 대하여

판매 실적 자료를 제출받아 집계한 결과에 따르면 143개의 보일러에 저

NOx버너를 설치한 것으로 나타났으며, 보일러의 용량별로는 시간당 증

발용량 10톤 이상 보일러에 주로 많이 설치하였다. 10톤 미만 시설 중에

는 주로 3톤 이하의 소용량 관류식 보일러에 설치하였는데 이 설비의

특징은 저NOx버너와 보일러가 일체형일 때 저감효과가 높은 설비구조

를 갖고 있는데 이는 연소실을 저NOx형으로 설계한 원인으로 판단된다.

<표 3-15>은 8개 공급사별 저NOx버너 납품실적을 나타내었다.


- 58 -

<표 3-15> 제작사별 납품현황

용량별(톤/h)사용

연료

제조사별 설치건수비 고

소계 A사 B사 C사 D사 E사 F사 G사 H사

계 - 143 30 8 11 33 45 13 2 1

10 미만가스 38 30 5 2 - - - - 1

중유 3 - - 1 - - 1 1 -

10 이상

～20 이하

가스 5 - 3 1 - - 1 - -

중유 16 - - 6 1 7 1 1 -

20 초과

～30 이하

가스 1 - - - 1 - - - -

중유 9 - - 1 - 7 1 - -

30 초과가스 37 - - - 22 9 6 - -

중유 34 - - - 9 22 3 - -

(2) 제조국가별 보급현황

국내의 8개 공급사 기준으로 보급된 저NOx버너를 살펴보면 국내산 45%,

외국산 65%인 것으로 나타나지만 대부분의 국내산 저NOx버너는 주요 핵

심부품을 외국에서 수입하여 조립 제작하는 수준에 있기 때문에 순수 국산

제품의 숫자는 많지 않은 것으로 보인다. 현재 국내에 공급된 외국산 버너

는 일본, 영국, 이태리 등에서 제조된 것으로 나타났다. <그림 3-10>는 국

내에 보급된 저NOx버너의 제조국별 현황이다.

영국, 33개,

23.1%

한국, 64개,

44.8%

이태리, 1개,

0.7%

일본, 45개,

31.5%

<그림 3-10> 제조국가별 납품현황


- 59 -

(3) NOx저감효율 분석

(가) 중유 저NOx버너의 NOx저감효율

중유 보일러에 설치된 일반버너의 NOx배출농도를 분석하기 위하여 “수

도권사업장 대기오염물질 배출량 산정 및 시범사업 1차 연구” 용역에서

일반버너를 설치한 9개 보일러의 NOx배출농도와 본 연구에서 현장 방문

하여 직접 측정한 1개 보일러의 NOx농도를 분석한 결과에 따르면 NOx농

도는 172～255ppm 범위에 있었으며, 평균농도는 215ppm 정도인 것으로

조사되었다. 이때 보일러의 부하율은 에너지 사용 공정의 조업 조건에 따

라 맞춰진 상태에서 NOx를 측정하였기 때문에 각 설비의 부하율은 일정

하지 않았다. <그림 3-11>은 일반 중유버너의 NOx배출농도를 각 설비별

로 약 1시간동안 연속 측정한 평균값으로 나타내었다.

0

100

200

300

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

측정번호

NOx (ppm)

평균 215

<그림 3-11> 일반 중유버너의 NOx 평균농도

중유 저NOx버너의 NOx저감효율은 일반버너 NOx 평균농도 215ppm

과 저NOx버너 NOx평균농도 181ppm을 비교했을 때 16% 정도가 되는

것으로 조사되었으며 NOx저감방식 중에 다단계 연소방식과 기타방식을

혼합 방법이 최대 31%의 저감효율이 있었고 단순 증기분사 방식은 저감


- 60 -

효율이 없는 것으로 분석된다. <그림 3-12>은 NOx저감방법별 중유버너

의 질소산화물 저감효율을 나타내었다.

186

187188181161

149

219

0%14%

31%25%13%13%16%

0

100

200

300

평균 ① ② ③ ⑤ ①+⑥ ②+③저감방식

NOx(ppm)저감율(%)

일반버너 평균NOX 215ppm

저감방식별 NOX 저감율

① 다단계 연소 ② 자기재순환 ③ 연소 불꽃의 분할 ④ 배기가스 재순환⑤ 증기분사 ⑥ 기타

비고 : 각 저감방식별 NOx농도는 보일러의 부하율이 동일한 상태에서 측정된 값이 아님.

<그림 3-12> 중유버너의 NOx저감방식별 저감효율

(나) 가스 저NOx버너의 NOx저감효율

가스보일러에 설치된 일반버너의 NOx배출농도를 분석하기 위하여

“수도권사업장 대기오염물질 배출량 산정 및 시범사업 1차 연구” 용역에

서 일반버너를 설치한 5개 보일러의 NOx배출농도와 본 연구에서 현장

방문하여 직접 측정한 9개 보일러의 NOx배출농도를 분석한 결과에 따

르면 NOx농도는 51～107ppm 범위에 있었으며, 평균농도는 77ppm 정도

인 것으로 조사되었다. 이때 보일러의 부하율은 에너지사용 공정의 조업

조건에 따라 맞춰진 상태에서 NOx를 측정하였기 때문에 각 설비의 부

하율은 일정하지 않았다. <그림 3-13>은 일반 가스버너의 NOx배출농도

를 각 설비별로 약 1시간동안 연속 측정한 평균값으로 나타내었다.


- 61 -

0

30

60

90

120

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14측 정 번 호

NO x ( ppm)

평 균 77

<그림 3-13> 일반 가스버너의 NOx농도

가스연료를 사용하는 저NOx버너의 NOx저감효율은 일반버너 NOx

평균농도 77ppm과 저NOx버너 NOx평균농도 39ppm을 비교했을 때

평균 49% 정도가 되는 것으로 조사되었으며 NOx저감방식별로 27%～

67% 범위의 NOx저감효율이 있는 것으로 나타났다. 이중에 연소불꽃

분할과 기타방식을 혼합한 방법이 최대 67%의 저감효율이 있는 것으로

분석된다. <그림 3-14>은 NOx저감방법별 가스 저NOx버너의 NOx저감

효율을 나타내었다.

25

354039

56

45%49%

27%

42

48%55%

67%

0

30

60

90

평균 ③ ④ ②+③ ③+⑥ ①+②+③ 저감방식

NOX(ppm)저감율(%)

일반버너 평균 NOX 77ppm

① 다단계 연소 ② 자기재순환 ③ 연소 불꽃의 분할 ④ 배기가스 재순환⑤ 증기분사 ⑥ 기타

<그림 3-14> 가스 저NOx버너의 NOx저감방식별 저감효율


- 62 -

(다) 저NOx버너의 NOx저감효율 비교

NOx의 저감효율은 “일반 중유저NOx버너”, “일반 가스저NOx버너”

및 “인정받은 가스저NOx버너”로 분류하여 분석해보면 가스버너의

NOx저감효율은 일반 가스버너의 NOx배출농도 77ppm을 기준으로 하

여 “일반 가스저NOx버너”의 NOx농도 48ppm, 저감율 38%이며, “인정

받은 저NOx버너”의 NOx농도 32ppm, 저감율 59%로 분석되었으며, 중

유버너의 저감효율은 일반 중유버너의 NOx 배출농도 215ppm을 기준으

로 하여 “일반 중유저NOx버너”의 NOx농도 181ppm, 저감율 16%로 분

석되어 저감효율은 가스버너가 더 높은 것으로 조사되었다.

질소산화물 저감효율 산출 시에 인정받은 저NOx버너는 95～105%의

일정한 부하율 범위에서 측정할 수 있었지만 다른버너는 조업공정에 필

요한 에너지의 사용량에 따른 부하율인 50～90%의 범위에서 측정하였

기 때문에 부하율이 높은 경우 일반적으로 NOx을 높게 배출될 수 있

어서 다른 부하율 조건에서 측정한 인정 저NOx버너와 일반 저NOx버

너의 배출농도 및 저감효율을 비교하는 것은 어렵지만, 대략적인 질소

산화물의 저감효율은 알 수 있을 것으로 보인다.

일반 중유버너를 저NOx 가스버너로 교체할 경우 약 183ppm 정도의

질소산화물 배출농도를 줄여 85% 저감효율을 나타낼 것으로 예상된다.

<그림 3-15>는 가스 및 중유버너 종류별 NOx저감효율을 나타내었다.

2 1 5

1 6 %

1 8 1

5 9 %

3 23 8 %4 84 9 %3 9

7 7

0

80

160

240

일반

가스

버너

저NOX가

스버

너평

균

일반

저NOX 가

스버

너

인정

저NOX 가

스버

너

일반

중유

버너

일반

저NOX 중

유버

너

N O x ( p p m )저 감 율 ( % )

<그림 3-15> 가스버너 및 중유버너의 NOx저감효율


- 63 -

(4) NOX 배출량 저감 및 사회적 편익 비용 분석

(가) NOX 배출량 저감 분석

중소형 보일러에 설치․가동하고 있는 일반버너를 저NOX버너로 교체할

경우에 저감할 수 있는 NOX 배출량을 살펴보면 “NOX저감효율 분석”에

서 나타낸 것과 같이 중유용 일반버너 NOX 배출농도 215ppm, 가스용

일반버너 NOX배출농도 77ppm을 기준으로 하여 산출한 중유용 저NOX버

너의 저감 효율 평균 16%를 적용하고, 가스용 저NOX버너 평균 49%를

적용하여 저감되는 NOX 배출량을 산출하면 <표 3-16>과 같다.

<표 3-16> 저녹스버너 설치에 따른 NOX 저감량 산출

구 분

일반버너 저NOx버너 NOx 저감량

NOx

평균농도

(ppm)

주1)

가스유량

(S㎥/h)

평균배출량(톤/대) 배출농도․저감효율 평균배출량(톤/대) 평균배출량(톤/대)

주2)연간 주210년 평균 최대 주2연간 주210년 주2연간 주210년

중 유 215 8,367 22.2 221.7181ppm

(16%)

149ppm

(31%)18.7 186.6 3.5 35.1

천연가스 77 8,367 7.9 79.439ppm

(49%)

25ppm

(67%)4.0 40.2 3.9 39.2

주1) 가스유량 : “수도권사업장 대기오염물질 배출량 산정 및 시범사업 1차 연구” 용역에서 측정한 일반버

너를 설치한 10톤/h 보일러의 배출가스 평균유량 8,367S㎥/h를 NOx배출량 산정기준으로 함.

주2) 평균배출량 : 연간 배출량 산정을 위한 조업시간은 20시간/일, 300일/연간으로 함

※ 배출량 계산식(㎏/대․일) : NOX농도 × 배출가스량 × 가동일수 × 46/22.4

시간당 증발량 10톤 보일러에 저NOX버너를 설치․운영함으로써 저감

되는 질소산화물의 배출량은 중유버너 1대당 연간 평균 3.5톤, 가스버너

1대당 연간 평균 3.9톤 정도가 될 것으로 예상되며, 내구연한이 대략 10

년 정도 되는 저NOX버너를 사용하였을 때 중유버너 1대당 10년간 평균

35톤, 가스버너 1대당 10년간 39톤 정도 질소산화물 발생량을 줄일 수

있는 것으로 분석된다.


- 64 -

(나) 사회적 편익 비용 분석

저녹스버너는 일반버너에 비해 질소산화물의 발생량이 <표 3-16>에

서 나타낸 것과 같이 일반가스에서 저NOX형 가스버너로 교체하면 평균

49% 감소하게 되고 일반 중유버너에서 저NOX형 중유버너로 교체하면

평균 16% 감소하게 되는데, 이러한 저감된 NOX배출량에 대한 사회적

편익 비용을 <표 3-17>의 도표로 나타낸 자료를 활용하여 산출하면 다

음과 같이 분석된다.

<표 3-17> NOX단위배출량 당 사회적 편익 비용

구분 UNEP EC 비 고

NOX 1㎏당 사회적 편익(원/㎏) 8,755 4,850

※ UNEP : United Nations Environment Program, EC : European Community

자료 : 굴뚝TMS 중․장기 사업계획 수립을 위한 연구 조사 (환경관리공단)

시간당 증발용량 10톤 보일러용 저NOX버너의 연간 질소산화물 저감

량에 대한 사회적 편익비용은 중유 저NOX버너 1대 당 17～31백만원,

가스 저NOX버너 1대당 19～34백만원으로 산출되었다.

<표 3-18> NOX 저감에 따른 사회적 편익 비용 산출

설치 버너주1)NOX 저감량

(㎏/년)

저NOx버너 1대당 연간 사회적 편익(백만원/년) 비 고

UNEP EC

중유 → 중유 3,500 30.6 17.0

가스 → 가스 3,900 34.1 18.9

중유 → 가스 18,200 159.3 88.3

주1)　NOx저감량은 시간당 증발용량 10톤 보일러의 배출가스량을 기준으로 산출함


- 65 -

만약 시간당 증발량 10톤 보일러용 일반버너와 동일한 연료를 사용하

고 내구연한이 10년 정도 되는 저NOX버너로 교체함으로서 발생되는

사회적 편익은 중유버너 170～306백만원, 가스버너 189～341백만원이

될 것으로 예상되며 중유용 일반버너를 가스용 저NOX버너로 교체하면

사회적 편익은 883～1,593백만원이 될 것으로 추정된다. <표 3-18>은

저NOX버너 1대당 NOX배출량 저감에 따른 사회적 편익 비용의 추정치를

나타내었다.

(5) CO2 배출량 분석

가연성 연료를 연소하는 과정에서 탄소가 완전연소할 때 이산화탄소

(CO2)가 생기게 되며 연소온도, 연소시간, 산소와 연료의 혼합이 불충분하

게 되어 탄소의 불완전 연소로 일산화탄소가 발생하게 된다. 이러한 연료

의 완전연소, 사용연료, 연소공기비, 열손실량 등이 동일한 조건의 연소과

정에서 발생되는 이산화탄소 이론 발생량은 일반버너나 저NOX버너종류에

따라 차이를 나타내지 않을 것으로 사료된다.

본 연구에서는 연소공기비 이외의 열효율에 대한 모든 조건을 동일한

상태로 가정하여 일반버너와 저NOX버너가 갖는 연소공기비에 대한 연소

특성만 비교․분석하였고 연소공기비와 상관성이 있는 열손실량에 의한

연료사용량의 증감에 따른 이산화탄소의 발생량을 분석하였다.

<표 3-19> 보일러 및 버너의 연소조건 및 특성치

구 분 주1)연소이론공기량 주1)이론습배가스량배가스비열

(㎉/N㎥․℃)

배출가스온도

(℃)

외기온도

(℃)

주2)저위

발열량

중유 10.71

(N㎥/㎏)

11.45

(N㎥/㎏)0.33 250 20

9,750

(㎉/㎏)

가스10.69

(N㎥/N㎥)

11.69

(N㎥/N㎥)0.33 250 20

9,540

(㎉/㎏)

주1) 자료 : 육용 보일러의 열 정산 방식(KS B 6205)

주2) 자료 : 보일러 향상기술 규격 2003(KBE-2111)


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조사 대상 시설은 “수도권사업장 대기오염물질 배출량 산정 및 시범사업

1차 연구” 용역에서 조사한 14대 보일러와 본 연구 과제를 수행하기 위하

여 직접 측정한 43대 보일러이며 이들 시설이 가동하면서 배출되는 연소가

스성분 중의 산소농도를 측정하고 <표 3-19>에서 나타낸 특성 값을 활용

하여 과잉공기비에 대한 열손실량을 산출하였다.

조사 대상 시설 중의 중유용 일반버너가 갖는 산소평균농도는 6.7%, 중

유용 저NOX버너의 산소평균농도는 3.8%이며 가스용 일반버너가 갖는 산

소평균농도 6.8%, 가스용 저NOX버너의 산소평균농도는 3.1%로 조사되었

는데 이러한 과잉공기비에 대한 열손실량을 산출하면 <표 3-20>과 같다.

<표 3-20> 저NOX버너의 연료 절감에 의한 CO2 저감량 산출

구분

일반버너 저NOx버너단위 연료당

저감량저NOX버너 1대당

연간 저감량

O2 평균농도(%)

주1)열손실(a)

O2평균농도(%)

주1)열손실(b)

열량(a-b)

주2)연료 주3)연료 주4)CO2

중유 6.71,250(㎉/㎏)

3.81,050(㎉/㎏)

200(㎉/㎏)

0.02(㎏/㎏)

85.6(톤/대)

269.1(톤/대)

가스 6.81,273

(㎉/N㎥)3.1

1,027(㎉/N㎥)

246(㎉/N㎥)

0.03(N㎥/N㎥)

108.3(천N㎥/대)

264.3(톤/대)

주1) 배가스에 의한 열손실은 <표 3-19>의 데이터를 활용하여 다음의 계산식으로 산출함.

- 열손실 = [이론배가스량 + (공기비 - 1) × 이론공기량] × [배출가스비열 × (배출가스온도 - 외기온도)]

- 공기비 = 21/(21-측정한 산소농도)

주2) 단위연료당 저감 연료량은 산출된 저감열량을 <표 3-19>의 연료별 저위발열량으로 환산

주3) 버너 1대당 연간 저감연료량: 시설의 조업시간은 20시간/일, 300일/연간으로 하고 연료사용량은 10톤/h

보일러를 기준으로 중유버너 697㎏/h, 가스버너 700N㎥/h하여 산정함.

주4) - 연료 절감에 따른 CO2 저감량 = 연료량 × 연료별 석유환산계수 × 연료별 탄소배출계수 × 연료별

평균연소율 × 44/12

- 연료별 석유환산계수 = B-C : 0.99, LNG : 1.05

- 연료별 탄소배출계수 = B-C : 0.875, LNG : 0.637

- 연료별 평균연소율 = B-C : 0.99, LNG : 0.995

<표 3-20>에서 나타낸 것과 같이 중유버너의 경우 연소공기비의 차이

에 의한 열손실량은 일반버너가 저NOX버너에 비해 200㎉/㎏가 더 많은

것으로 분석되었으며, 가스버너의 열손실량은 일반버너가 저NOX버너에


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비해 246㎉/N㎥가 더 많은 것으로 분석되었다.

저NOX버너는 일반버너에 비해 열손실율이 낮아서 상대적 연료 사용량

감소에 따른 CO2배출량이 감소되는 양을 산출할 수 있다. 저NOX버너 1

대는 일반버너에 비해 중유 1㎏당 약 0.02㎏, 천연가스 1N㎥당 0.03㎏을

절감 수 있을 것으로 예상된다. 만약 시간당 증발량 10톤인 보일러에 사

용연한이 10년 정도 되는 저NOX버너를 설치․운영하면 버너 1대당 10

년간 중유 856톤, 천연가스 1,083,000N㎥의 연료를 저감할 수 있으며,

연료의 절감에 따른 CO2 배출량의 저감은 중유버너 1대당 10년간 2,691

톤, 가스버너 1대당 10년간 2,643톤 정도 저감될 것으로 추정된다.

2. 국내의 저NOx버너 기술개발 동향 및 제품생산 현황

가. 국내버너 제작사별 기술개발 동향

현재 국내에서 개발되어 사용하고 있는 중유용 저NOx버너는 선회공

기를 다단으로 공급하여 연료의 가스화, 연소가스와 공기의 혼합을 촉

진시키고, 분해반응을 진행시켜 질소산화물 발생을 억제하는 다단 연소

방식, 불꽃 분할 방식 및 연소가스 자기 재순환 방식 등을 적용하고 있

다. 가스용 저NOx버너는 연소 배기가스를 연소실 외부에서 재순환시켜

공급하는 방식, 가스연료 및 연소공기의 토출 속도 등에 의하여 형성되

는 연소가스 자기 재순환방식, 분할화염 및 박막화염 방식 등을 채용한

기술을 개발하고 있는 것으로 파악 되었다. 다만, 시간당 증발용량 10

톤 미만 중유보일러용 및 전체 가스보일러용의 국산 저NOx버너는 기

술개발과 제조실적 및 보급이 아직 활발하지 못한 것으로 보인다.

나. 국내 저NOx버너 생산현황

현재 저NOx버너는 3～4개 국내의 제조사에서 생산하고 있다. 이들 제

조사는 오일 전용, 가스 전용 또는 가스/오일 겸용 등 여러 가지 모델을

생산하고 있는데 주요 핵심부품 등을 외국에서 수입하여 제작하는 제조


- 68 -

사도 있고 업체 자체에서 개발하여 보급하는 제조사도 있는 것으로 조사

되었다. 가스보일러는 대기환경보전법에 의한 대기배출시설에 포함되어

있지 않은 상태이고, 중유 보일러는 국내의 배출허용기준이 250ppm(O2

4%)으로 정해져 있어 일반버너를 사용하여도 대부분 행정적인 문제가 없

이 배출시설을 가동할 수가 있다. 이러한 사유 등으로 인하여 아직까지

국내에 저NOx버너가 보급되지 않은 것으로 보이며, 최근에 실시한 저

NOx버너에 대한 설치보조금 지원사업과 관련하여 NOx를 저감시킬 수

있는버너를 개발하는데 업계에서 많은 관심을 나타내고 있다.

다. 저NOx버너 설치 소요비용

저NOx버너의 설치 소요비용은 부대설비의 선택사양에 따라 다르며,

각 제조사의 용량별로 설치하는 부대설비와 연료/공기 분사방식에 따

라 판매단가가 제조사별로 각각 다르기 때문에 버너 가격이 각각 다

르다. 다만, 버너의 용량별로 단순 구분하고 그리고 버너의 본체 및

PLC 판넬․히팅 시스템의 기본 부대부품을 포함한 대략적인 설치비

용에 대하여 7개사를 조사하여 분석하였다. 이 분석 결과에 따르면 대

체적으로 중유 저NOx버너가 가스 저NOx버너에 비해 연료 가열시스

템 및 연료공급 설비가 추가되어 비용이 많이 소요되는 것으로 조사

되었다. <표 3-21>는 조사한 저NOx버너 설치비용을 나타내었다.

<표 3-21> 제조사별 저NOx버너 설치비용

용량

(톤/h)

사용연료비고

B-C LNG

2 이상 5 미만 53,000～59,000 33,000～57,000

공사비 등 제외

5 이상 10 미만 53,000～71,000 44,000～56,000

10 이상 20 미만 60,000～90,000 64,000～80,000

20 이상 100,000 이상 100,000 이상


- 69 -

3. 국내외 연소설비에 대한 NOx 관리제도 및 국가 지원 사례

가. 선진국의 저NOx버너 기술개발 동향

환경 선진 외국에서 저NOx 연소기술은 일찍부터 저NOx버너와 재연

소 기술을 종합하여 보다 효과적인 방법으로 개발되었으며 일부는 기존

의 연소방식을 탈피한 새로운 형태의 연소기 개발과 함께 추진되어 왔

다. 특히 저NOx버너와 재연소 기술을 이용한 고도화된 재연소 기술

(Advanced Reburning Technology)은 저NOx버너보다 효과적으로 NOx

를 저감할 수 있으며 연소효율 면에서도 우수한 성능을 유지되는 것으

로 발표되고 있다. 환경 선진국에서의 저NOx버너로 기술개발하고 있는

동향을 소개하면 다음과 같다.

(1) 예혼합 송풍방식 저NOx 가스버너

이 저NOx 가스버너는 가스와 공기를 예혼합시켜 강한 송풍으로 완전

연소가 되도록 하는데, 연소표면재질로 직경 50㎛ 이하의 이트륨 원소로

접합시킨 철-크롬 합금제의 금속 섬유직조의 면으로 짠 다공체판(Knitted

metal fiber mat)을 사용하여 연소표면에서 가연성인 예혼합가스를 완전

연소시키며, 가스버너의 연소표면으로부터 강력하고 균일한 고체 복사에

너지를 획득할 수 있어서 연소용 과잉공기량의 감소 및 연소 배기가스의

온도를 저하시키고 그리고 배기가스의 열손실량이 줄어들게 되어 열효율

이 증대됨과 동시에 오염물질(NOx, CO 등)의 배출량을 억제시키는 효과

를 얻는 방식으로서 가정용, 상업용 또는 산업용 등에 사용된다.

이 가스버너는 CO배출농도 100(3)ppm, NOx 배출농도 12(3%),

20(3%) 또는 30(3%)ppm 미만으로 제조사에서 보증할 수 있는 것으로

보고되어 있다. <그림 3-16>은 예혼합 송풍방식을 이용한 저NOx 가스

버너를 나타내었다.


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자료 : 2004 신기술동향 조사 보고서(특허청)

<그림 3-16> 예혼합 송풍방식 저NOx 가스버너

(2) 예혼합 선회 제트방식 저NOx 가스버너

이 방식의 저NOx 가스버너는 적절한 선회류의 공급에 의해 노즐에

부착된 튜울립 형상, 비부착 환형상 그리고 해바라기 형상으로 화염이

나타나며 이러한 예혼합 선회 안정 화염들은 NOx 배출을 억제시키는

기능을 갖고 있으며 기존 보일러에 저NOx화를 위하여 도입이 용이한

장점이 있다. <그림 3-17>는 예혼합 선회 제트방식으로 NOx를 저감시

키는 가스버너를 나타내었다.


<그림 3-17> 예혼합 선회 제트방식 저NOx 가스버너


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(3) 촉매연소버너

이 방식의 버너는 촉매표면에서 가연성가스가 촉매에 의해 연소되기

때문에 일반 화염연소와 다른 특성을 갖고 있다. 활성화 에너지가 낮은

촉매의 연소반응은 화염 연소온도보다 낮은 온도에서도 연소시킬 수 있

고, 촉매에서 연소반응에 의해 열이 발생하기 때문에 화염을 동반하지

않고 단열화염온도 이상으로 연소가스의 온도가 상승되지 않는다. 따라

서 촉매연소기술을 이용하면 연소온도를 1500℃ 이하로 유지하면서 안

정적으로 연소가 가능하여 고온 NOx(Thermal NOx)의 발생을 획기적

으로 줄일 수 있다.

최근에는 촉매연소버너 입구에서 전량의 연료, 공기를 공급하여 촉매

중의 연소를 제어하고 촉매 출구온도를 촉매의 내열온도 이하로 제어하

고, 그 후단의 공간에서 남은 연료를 연소시켜서 NOx 생성을 억제하는

촉매지원 연소법이 제안되고 있다. <그림 3-18>은 촉매연소버너의 구

성도를 나타내었다.


<그림 3-18> 촉매연소 가스버너

(4) 저NOx 보일러 시스템

저NOx 보일러 시스템은 저NOx버너보다 효과적으로 NOx를 저감할

수 있으며 연소효율 면에서도 우수한 성능을 유지한다. 선진 외국에서


- 72 -

는 이러한 저NOx 연소기술은 저NOx버너와 재연소 기술을 종합하여

보다 효과적인 방법으로 일찍부터 개발되었으며 일부는 기존의 연소방

식을 탈피한 새로운 형태의 연소기 개발과 함께 추진되어 왔다.

(가) IFNR(IN Furnace NOx Reduction)

IFNR 시스템에서는 저NOx버너와 연소로 내에서의 재연소 기술을

이용하여 보다 높은 NOx 저감효과를 얻을 수 있고 이 시스템을 보일

러에 적용하여 LNG 연소시에 10～40ppm, 오일 연소시에 40～60ppm

정도로 NOx를 배출하는 것으로 보고되어 있다.

IFNR 시스템의 NOx 저감원리는 주 연소영역의 저NOx버너 공기비는

1.0 이하로 유지하며 저NOx 연도버너에서 보다 낮은 공기비를 유지하

고 충분한 체류시간을 두어 재연소 영역을 형성시켜 NOx를 저감하고

최종적으로 재연소 영역 상부에서 OFA(Over Fire Air)를 공급하여 완전

연소가 되도록 한다. <그림 3-19>은 IFNR 시스템 구성도를 나타낸다.


<그림 3-19> IFNR 시스템


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(나) PM(Pollution Minimum) Burner

이 버너는 연료 대 공기비와 NOx 생성량과의 상관관계에 기초를 두

어 설계되었으며 연소 초기과정에 연료 주위의 산소 농도를 줄여서

NOx를 저감하며 화염의 길이를 가능한 짧게 하기 위하여 공동의 원추

체 형태의 화염을 만들어 준다. 따라서 화염의 형태는 버너 중심부의

연료의 농후영역과 그 주변의 연료 희박영역으로 구성되어 저 공기비의

환원성 분위기를 적용하여 중심부 고온 영역에서의 NOx 발생을 억제

하고 또한 단계적인 연소에 의하여 NOx를 저감한다.

이 버너는 가스, 오일, 석탄을 연소시키는 보일러에 적용할 수 있으

며, NOx배출농도는 가스버너 약 70ppm, 오일버너 약 80ppm, 석탄버너

200ppm 이하까지 가능한 것으로 보고되어 있다. <그림 3-20>는 PM버

너의 구조도를 나타내었다.


<그림 3-20> 석탄 연소용 PM버너

(다) MACT(Mitsubishi Advanced Combustion Technology)

MACT는 IFNR과 유사한 기술로서 PM버너와 OFA 그리고 가스 재연

소 기술을 복합적으로 적용한 초 저NOX 연소기술이다. 일반적인 NOx

저감효율은 50% 이상이며 로에서의 연소상태를 안정화하고 보일러 효


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율 저하가 발생하지 않는 장점을 가진다. <그림 3-21>은 MACT 시스템

구성도를 나타낸다.


<그림 3-21> MACT 시스템

나. 외국의 인정 저NOx버너 보급 사례

일본 동경의 경우 저NOx 연소기기에 대하여 인정하는 제도가 있으

며 시간당 증발용량 기준으로 2톤 이하가 대부분 차지하고 있다. 일본

동경 환경국의 2006년 홈페이지에 등록된 자료에 따르면 25개사에서 온

수보일러 117대, 증기보일러 245대로 합계 362개 모델을 인정받아 하여

관리하고 있다. 저NOx 인정 보일러의 사용 연료는 도시가스, LPG,

B-A, 등유이나 오염물질 발생이 적은 가스연료를 주로 사용하고 있는

것으로 나타났다. <표 3-22>은 보일러별․사용 연료별 저NOx 연소기

기 인정현황을 나타내었다.


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<표 3-22> 보일러별․연료별 저NOx 연소기기 인정현황

보일러 종류 계사용연료

가스 B-A 등유

온수보일러 117 103 3 11

증기보일러 245 182 40 23

자료 : 일본 동경 환경국

인정받은 362대 저NOx보일러에 채용하고 있는 NOx 저감기술은 저

NOx버너 295대 81%, 연소 배가스 재순환방식 41대 11%를 차지하고

나머지 26대 8%는 물 분사 및 증기분사 그리고 이러한 방식의 두 가지

를 병용하고 있다. <표 3-23>는 소규모 연소기기에 적용된 저NOx 기

술을 나타내었다.

<표 3-23> 소규모 연소기기의 저NOx 기술

적용기술 계

증발용량 (톤/h)

0.5 미만0.5 이상

1.0 미만

1.0 이상

1.5 미만

1.5 이상

2.0 미만2.0 이하 2.0 초과

합 계 362 195 53 35 32 45 2

물 분사 4 0 3 1 0 0 -

저NOx버너 295 179 42 22 18 32 2

저NOx버너+EGR 3 1 0 0 1 1 -

증기분사 3 0 0 0 1 2 -

EGR 41 13 5 9 8 6 -

증기분사+EGR 13 0 3 3 4 3 -

물 분사+EGR 1 0 0 0 0 1 -

기타 2 2 0 0 0 0 -

※ 온수보일러의 용량은 열 출력(㎾)을 환산증발량(㎏/h)으로 계산한 값임

※ EGR : Exhaust Gas Recirculation

자료 : 일본 동경 환경국


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다. 외국의 NOx저감을 위한 국가지원 및 관리 사례

(1) 일본의 에너지 다소비형 설비 천연가스화 보조금 사업

일본 환경성의 환경계획(1994년 12월 16일)에 사회 경제활동을 하는

다양한 분야의 모든 주체가 환경보전의 주체로서 환경부하를 저감하기

위한 실행계획으로 생산 및 사용단계에서 환경부하가 적은 원재료 및

제품 선택, 환경부하가 적은 연료의 사용, 에너지 절약형의 설비 도입,

저공해 자동차의 사용 등 제품의 구입 및 사용과 관련하여 환경보전에

노력하는 사업자․소비자로서 솔선하는 실천기준을 담고 있다.

지구온난화 문제와 에너지 수급구조가 취약한 기반에서 에너지 안정

공급의 확보와 환경보전에 중요한 과제로서 신에너지와 에너지 절약 대

책의 일환으로 CO2배출의 원단위가 높은 연료에 대하여 환경부하가 낮

은 천연가스로 연료를 전환하는 것을 일본 정부의 CO2저감환경정책으로

시행하고 있으며 사업대상은 석탄, 석유등의 연료를 원유 환산으로 50㎘

/년 이상 사용하는 산업용 로, 보일러 등의 연소설비에 대하여 천연가스

를 주연료로 전환하는 사업자에게 정부에서 보조금을 지원하고 있다.

(가) 에너지 다소비형 설비 천연가스화 사업의 주요내용

석탄, 석유등의 연료를 원유환산으로 50㎘/년 이상 사용하는 산업용

로, 보일러 등의 연소설비를 천연가스로 사용하는 설비로 변경하는데

소요되는 경비의 일부를 보조하는 사업으로서 경제산업 대신이 정한

“에너지 다소비형 설비 천연가스화 추진보조금 요강(2002년 4월 1일)”

의 제22조에 의하여 사단법인 일본가스협회가 보조금 사업의 교부 및

절차를 정하여 시행하고 있다.

(나) 대상 사업

전환 전의 대상연료를 사용하는 산업용 로, 보일러, 건조로, 소각로,


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냉온수기, 자가발전설비 등에 설치되어 있는 연소설비를 철거하거나 개

조하여 천연가스를 주원료로 사용하여 소요비용에 비하여 환경부하 저

감효과가 우수하다고 인정되는 시설을 대상으로 한다.

(다) 전환 대상 연료

에너지 다소비형 설비의 전환 전의 사용연료가 석탄, 코크스, 등유,

경유, 중유(B-A, B-B, B-C OIL) 및 기타 석유제품을 사용하는 시설을

대상으로 한다.

(라) 보조 대상 범위

천연가스를 사용하는 하는데 필요한 설비의 설계비, 기존 설비의 철

거비, 신규 기기의 설비비(연료계측기기 등 포함), 신규 설비 설치 공사

비(개조 공사비용 포함), 부지내 가스관 부설비를 포함한다.

(마) 보조율 및 보조금액

2005년도에 보조되는 자금의 규모는 전체 소요비용의 1/3 이내에서

한 개의 보조 사업당 최대 1.8억엔까지 지원한다.

(바) 완료보고 및 확인검사

보조금 대상 사업자가 당해 연도의 보조 사업을 완료한 경우는 가스

협회에 실적보고서를 제출하면 가스협회가 서류심사(사양서, 견적서, 계

약서, 납품청구서 등)와 설치시설에 대한 현지 확인 등의 방법으로 확

정검사를 실시하여 그 결과가 적합하다고 인정될 때는 보조금확정통지

를 하고 사업자에게 보조금을 지불한다. <그림 3-22>은 사업주체별 업

무분장 내용을 나타내었다.


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산업경제성

보조

(사)일본가스협회

․공모, 설명회․서류심사 및 현지조사․1/3 보조

보조대상자

교부 신청(서류제출)

<그림 3-22> 사업주체별 업무분담 내용

(사) 천연가스화 사업의 추진 실적

일본 가스협회의 자료에 의하면 2004년도 사용 연료별로 천연가스로

전환하여 보조금을 지원한 실적에 대한 비율은 A중유가 66%로 가장

높고 다음이 C중유 16%, 등유 13.9%, 경유 1.7%, B중유 0.2%, 기타 연

료가 2.2%로 전환 비율을 나타났으며 천연가스 연료로 사용하는 연소

설비로 변경한 배출시설별 기준으로는 전체 보조금 지원 218건수 중에

보일러가 169건으로 가장 높았으며 다음이 산업용 로 34건, 냉온수기

17건, 건조로 15건 등으로 나타났다. <표 3-24>은 2004년도 연료전환

사업의 교부금 추진실적을 나타내었다.

<표 3-24> 연료전환사업 교부금 추진 실적

연료전환 설비전환비 고

전환전 연료 구성비(%) 전환전 설비 건수

등유 13.9 보일러 169

경유 1.7 공업로 34

A중유 66.0 냉온수기 17

B중유 0.2 건조로 15

C중유 16.0 기타 22

기 타 2.2 - -

자료 : 일본가스협회의 천연가스화추진보조금사업 소개

(2) 외국의 중․소형보일러의 관리 사례

보일러와 같은 연소시설에서 연료를 연소하는 과정에서 발생되는 질소

산화물(NOx)은 연료 중에 포함된 질소성분(N) 또는 연소공기에 포함된


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질소성분(N2)이 연소과정의 높은 연소열에 의하여 산소와 결합하여 생성

되는데 질소산화물을 줄이기 위해선 질소성분(N)이 낮은 연료로 전환하거

나 연소단계에서 질소산화물의 저감조건에 맞게 연소시키는 방법과 연소

과정에서 발생된 질소산화물을 제거하는 시설에서 줄이는 방법이 있다.

이러한 방법 중에 연소단계에 의한 질소산화물 저감방법과 관련된 외국

의 사례에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

일본 동경에서는 보일러 등의 소규모 연소기기에서 배출되는 질소산화

물을 효과적으로 관리하기 위하여 동경도의 조례로 소규모 연소기기(시간

당 증발환산용량 최대 2톤까지 인정되었음)에서 배출되는 가스 중의 오염

물질에 대하여 건조가스 기준 및 산소농도 0% 기준으로 액체연료를 사용

하는 보일러류 NOx 80ppm 그리고 기체연료를 사용하는 보일러류 NOx

60ppm으로 준수할 수 있도록 하는 인정제도를 마련하고 이 기준을 준수

할 수 있는 연소기기가 보급될 수 있도록 동경도 환경국은 사용자에 대한

사용 의무 규제와 제조자에 대한 인정기기 제조 및 보급실태를 관리하고

있다.

이러한 인정제도와 비슷한 제도를 갖고 있는 미국의 남캘리포니아주는

SCAQMD(South Coast Air Quality Management District) 관할 지역의

산업용, 공공단체 및 상업용 중․소형 보일러에서 배출되는 질소산화물을

관리하기 위한 정책으로 소형보일러에 대한 인정(certification)제도를 마

련하여 일정한 성능이 있는 보일러만 판매 및 사용을 할 수 있도록 하고

있는데 이 인정제도는 AQMD Rule 1146.2의 규정에서 시간당 입열량이

7,500BTU부터 2,000,000BTU까지의 보일러가 해당이 되며 NOx 배출농

도의 인정기준은 입열용량의 규모에 따라 건조가스 기준 및 표준산소농도

3% 기준으로 55ppm 또는 30ppm 이하(시설의 설치연도 및 용량에 따라

정한 기준)이고 CO 배출농도는 400ppm 이하로 준수할 수 있어야 한다.

신규로 제작하여 판매하는 소형보일러는 사용하기 이전단계부터 AQMD

법 규정과 이와 약간 수정된 벤투라(Ventura County) 지역의 APCD(Air

pollutant Control District) 법 규정에 의하여 인정받지 못한 제품은 판매


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를 못하게 하여 질소산화물 배출량이 적은 우수한 제품을 사용할 수 있도

록 관리하고 있다.

미국 AQMD에서 규정하여 운영하고 있는 인정제도에 포함되지 않은

시간당 입열용량 2×106BTU 초과하는 보일러는 BACT(Best Accessible

Control Technology) 기준을 적용을 받아 비교적 소규모 질소산화물 배

출원인 시간당 입열용량 2×106BTU 초과 2×107BTU까지 수관식 보일러의

배출가스 중의 오염물질은 건조가스 기준 및 산소농도 3% 기준으로 NOx

12ppm, CO 100ppm이고 대규모 질소산화물 배출원인 시간당 입열용량

2×107BTU를 초과하는 보일러는 BACT 평가기준에 따라 각 시설별로 다

르게 관리하고 있다.

이러한 질소산화물 배출량의 저감관리방법으로 배출허용기준 규제이외

에 보일러에 대한 운영 및 관리에 대하여 규제하는 것을 병행하고 있는데

그 중에 하나의 방법은 보일러, 증기발생시설 및 공정 가열시설에 대하여

질소산화물의 발생량이 적게 되는 적정 공기비로 운전하도록 건조가스 기

준으로 15분 연속측정 평균값의 산소농도가 3% 이하로 유지할 것을 규제

하고 있고 이와 더불어 AQMD 법에 의하여 보일러에 대한 튜닝을 연간

2회 이상 실시하도록 의무화하고 있는데 이 튜닝 방법은 다음과 같다.

강제통풍방식 및 자연통방식의 보일러, 스팀발생시설 및 공정의 가열시

설에 대하여 통풍방식에 따라 튜닝하는 방법을 분류하고 있으며 튜닝을

실시하는데 있어서 시설의 운전을 불안전하게 하는 요건들이나 시설 운전

편람(manual)에서 정한 사항에 위배되는 사항들 및 산업재해 및 안전에

관련법 등에 위반되는 사항은 이 AQMD에서 정한 절차를 생략할 수 있

도록 하고 있다. 강제통풍방식의 보일러에서 NOx를 적게 배출하기 위한

튜닝 순서는 다음과 같이 실시하도록 하고 있다.

① 일반적으로 정상 운전하는 부하 상태로 시설을 조절한다. 만약 일반

운전이 부하변동 폭이 클 경우에는 평균적인 연소 부하로 조절한다.

② 조절된 연소 부하에서 시설이 안정되면 배출가스 온도, 산소농도,

가스연료 사용 시설은 CO 및 액체연료인 경우 매연 농도(바카라


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치 방법에 의한 Smoke-Spot number)농도를 측정하여 기록하고

버너의 불꽃 상태를 확인한다. 만약 측정된 O2농도가 최소 범위

(보일러의 고부하율에서 O2농도가 천연가스 연료 0.5～3%, 액체연

료 2～4%일 때)이내의 값에 있고 CO 배출량이 낮고 매연 발생이

없으면 이 시설은 현재의 부하율에서 연소부하율이 최적 효율에

근접해 있다고 본다.

③ ②의 단계에서 측정된 O2보다 1～2% 상승되도록 연소 공기를 증

가시킨다. 보일러의 운전 상태가 안정된 이후에 배출가스온도, 산

소농도, 가스연료 사용 시설은 CO 및 액체연료인 경우 매연 농도

와 연소되는 화염의 상태를 확인 및 기록한다. 만약 O2농도를 더

낮게 운전할 수 있는 범위까지 이 순서를 계속 반복하여야 한다.

④ ②의 단계에서 측정한 값까지 배기가스 중의 O2농도가 줄여들도

록 점진적으로 연소공기량을 줄여 CO농도 등이 조금씩 증가하도

록 한다. 조금씩 증가한 배기가스 온도, CO농도 및 매연농도와 화

염을 관찰하고 이러한 조건에서 변화된 상태를 기록한다.

⑤ 연소용 공기를 단계적으로 감소시켜 다음의 하나에 해당하는 한계

값에 도달할 때 까지 계속한다.

a. 부적절한 불꽃의 상태(연소실내벽 또는 버너 몸체에 불꽃이 부딪

히거나 과화염으로 캐리오버 상태 또는 불꽃이 불안정한 경우)

b. CO 배출농도가 400ppm를 초과하는 경우

c. 매연이 배출되는 경우

d. 설비와 관계된 제한 요건들(윈도우박스/연소실의 낮은 압력차,

공기량의 제한치)

⑥ 각 연소조건에서 측정한 데이터를 활용하여 가스연료 사용 보일러

는 O2/CO의 관계에 대한 그래프 그리고 액체연료 사용 보일러는

O2/CO의 관계에 대한 그래프를 만든다.

⑦ ⑥단계에서 만든 그래프에서 CO배출농도 400ppm 초과 또는 매연

이 발생하는 O2농도의 범위를 찾아낸다. 이러한 공기비에 해당하는


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운전 조건은 CO 또는 매연이 발생하는 제한범위 또는 최소 과잉산

소로 운전할 수 있는 범위이다. 이러한 최소 과잉산소범위와 버너

제조사에서 제시한 예상 값과 비교하여 이 최소 과잉산소범위의 값

이 제조사가 제공한 값보다 대체로 더 높게 나타나면 버너에 공급

되는 연소공기량을 줄여 연료/공기 혼합비를 향상 시켜야 한다.

⑧ ⑦단계에서 찾아낸 최소 과잉산소범위 값에 과잉산소 농도를 0.5～

2% 정도 증가시켜서 자동으로 조절이 되도록 버너의 제어범위를

재조정한다. 이 제어범위는 연료변화, 대기조건의 변화, 부하변동

그리고 비반복성에 대한 최소 산소농도 필요량 보다 높게 설정되고

그리고 자동으로 제어되도록 하여야 한다.

⑨ 연소설비를 일상적인 운전에도 부하 변동이 아주 큰 경우에는 그

부하 상하의 한계범위를 대표하는 연소 공기비율을 산출할 수 있

도록 ①～⑧의 단계를 반복한다. 하나의 연소공기비에서 조절된

조건은 다른 연소공기비에 영향을 주기 때문에 모든 조건에서 적

절한 과잉산소범위를 갖는 것은 불가능하다. 따라서 이런 경우 가

장 좋은 성능 조건에서 버너의 연소공기비를 조정하여야 한다.

⑩ 재조정된 값이 일일 조업시간에 생길 수 있는 급작스러운 부하에

적절하게 적용할 수 있는지 확인한다. 급격한 부하의 증가 또는

감소가 있을 때 불꽃 상태와 굴뚝의 매연이 발생하는지 관찰하고

⑤의 단계에 있으면 문제가 된 연소 공기비에서 과잉 산소의 범위

를 조금 더 높게 연소될 수 있도록 재조정한다. 이러한 재조정한

값이 어떤 상태에 있는지 확인하여 단계를 반복한다. 최종 조정한

값이 안정적인 운전상태가 되면 관련 데이터를 기록하여 이 값이

운전조건의 참고 값으로 활용할 수 있도록 한다.

⑪ 위의 방법으로 체크하고 재조정 값을 확정하였을 때 각 데이터를

기록하고 튜닝 날짜와 연소에 대하여 분석하고 서명한 기록내용을

보일러에 부착한다.


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이러한 튜닝방법에 따라 1년에 4～8개월 간격으로 최소 2회를 실시

하여 튜닝을 실시한 데이터를 2년간 보관하여야 하고 튜닝 자료와 질

소산화물 및 일산화탄소의 배출제한농도를 준수하였지 여부에 대하여

자료를 요구하는 경우에는 제시할 수 있도록 하여 시간당 입열용량

2MBTU 초과하는 보일러를 설치하여 운영하는 사업장에 대하여 해당

시설의 유지 관리방법의 적절성 여부를 점검 및 감독하여 질소산화물의

배출량을 줄일 수 있도록 관리하고 있다.

라. 국내의 버너 및 보일러 관리제도 고찰

우리나라에서 버너 및 보일러의 안전성 또는 성능 등에 대한 규격 관

리를 위한 제도로서 기술표준원고시인 한국산업규격(KS)에 따라 한국표

준협회에서 심의 및 관리하고 있으며 이와 더불어 에너지관리공단에서

사용자가 사용하기 전에 보일러와 버너의 성능 및 형식을 검사․심사를

실시한 후에 검증된 제품만 사용토록 하는 형식승인 제도가 있었으나

이러한 버너 및 보일러의 형식승인제도는 없어지고, 2006년 현재 가스

버너에 대한 제조기술과 관련된 규격으로서 가스용품을 규제하는 “액화

석유가스안전관리및사업법”의 가스용품의 제조기술 기준으로 강제혼합

식 가스버너와 연소기에 대한 정밀검사 및 제품검사를 받도록 하는 것

과 더불어 “액화석유가스안전관리기준통합고시”에 의하여 강제혼합식가

스버너 등에 대한 안전관리 기준이 정해져 있다. 그리고 “에너지이용합

리화법”에 의하여 보일러 제조업자에 대한 제조검사 및 설치검사에 의

하여 보일러의 성능 및 안전을 관리하고 있다.

(1) 국내 가스버너에 대한 안전관리 및 제조기술 기준

국내에서 가스버너의 성능 및 안전을 관리하기 위하여 제정된 “액화

석유가스안전관리및사업법”의 제조허가 대상 품목인 내부혼합, 외부혼합

및 부분혼합 방식의 가스보일러용 강제혼합식버너를 제작사가 처음 제


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조 또는 수입한 경우에 정밀검사를 받도록 하고 정밀검사를 받은 제품

과 동일한 방법으로 제조한 버너에 대하여 제품검사를 받도록 하고 있

는데 검사별 검사 대상은 <표 3-25>과 같으며 검사 내용은 <표 3-26>

와 같다.

<표 3-25> 가스용품(강제혼합식가스버너)의 검사 대상

검사 구분 검사 대상

정밀검사

- 제조 사업자가 당해업소에서 일정형식의 제품을 처음 제조할 경우

- 수입업자가 일정 형식의 제품을 처음 수입할 경우

- 정밀검사를 받은 형식의 제품 중 성능의 변경을 수반하는 재료 및

구조가 변경된 경우

- 정밀검사를 받은 형식의 제품으로서 매 5년이 경과한 경우

제품검사

- 동일제조소에서 같은 날 같은 생산단위로 제조된 동일 제품 또는

벨트켄이어 생산방식에 의하여 연속으로 생산된 제품에 대하여 이

법에서 정한 방법으로 임의 채취한 제품

자료 : 액화석유가스안전관리및사업법

<표 3-26> 가스용품(강제혼합식가스버너)의 검사 내용

검사 구분 검사 내용

정밀검사

- 버너의 재료 및 부분품에 대한 버너 운전 중 기계적·화학적·열적

응력에 대한 내구력

- 제조자가 제시한 노내 사용압력 및 가스사용량의 범위에서 노내

압력 변동, 화염의 역화 또는 버너 각 부분이 과열 없이 완전하

고 안전하게 연료가스가 연소되는 구조

- 버너화염의 안정이 유지되도록 유량·공기비 등 적정조정이 가능한 구조

- 기타 산업자원부장관이 정하여 고시하는 기준

제품검사

- 구조검사, 치수검사, 기밀검사, 안전장치(자체 및 제품검사 방법은 산업

자원부 장관이 정함), 전기점화성능시험, 절연저항시험 및 표시의 적부

(명판, 취급방법표시 및 취급설명서)

자료 : 액화석유가스안전관리및사업법


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우리나라에서 버너 및 보일러에 대한 성능 또는 가스안전을 관리하기

위하여 제조규격기준으로 마련되어 있는 “액화석유가스의안전관리및사

업법”과 같은 제도에서는 질소산화물 또는 일산화탄소 등의 대기오염물

질에 대한 적정 배출허용기준이 아직 마련되어 있지 않으며, 다만 에너

지를 효율적으로 사용하기위하여 필요한 시설의 연소효율을 판단하는

지표로서 배출가스 중의 일산화탄소 및 산소에 대한 기준이 정해져 있

을 뿐이다. 이 가스버너의 안전관리와 관련한 제조기술의 기준은 “액화

석유가스안전관리기준통합고시”에서 구체적으로 정하고 있는데 송풍기

에 의하여 연소용 공기가 강제적으로 공급되는 방식의 강제혼합식가스

버너에 대한 제조 및 검사기준은 <표 3-27>과 같다.

<표 3-27> 강제혼합식 가스버너 제조기준 등

구 분 제조 기준의 내용 요약

제조시설 기준 - 버너를 제조하고자 하는 자가 갖추어야 할 설비

제조기술 기준

- 연소용 공기 혼합 방식 분류, 송풍기 부착 방법

- 재료 : 재료 및 부분품의 내구성, 표면처리, 플렉시블 튜브 사용

- 구조 : 안전연소에 적합, 배관 접속강도, 내압성능, 공기비 조절

기능, 역화안전장치 등

- 기기 : 각 장치별 적정 기능 및 성능 구비

- 기능 : 버너가 갖추어할 기능

- 성능 : 연소성능 CO농도 0.1% 이하(최소가스소비량의 공기비

10-30% 이하 및 최대가스소비량 10-20% 이하 조건에서), 기밀성능

- 표시 : 명판에 기재할 사항(종류 및 기호, 제조자의 형식호칭 등)

검사기준

- 제조기술기준에 적합여부에 대하여 정밀검사와 제품검사로 구분

- 세부검사 요령은 한국가스안전공사 사장이 가스안전기술심의회의

심의를 거쳐 정하는 바에 따름

(2) 국내 보일러에 대한 제조기술 기준

우리나라 보일러는 “에너지이용합리화법” 및 동법 시행령 중 열사용


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기자재의 관리에 관하여 위임된 사항과 그 시행에 필요한 사항을 정한

“열사용기자재 관리규칙”에 적용받아 “산업표준화법”의 규정에 의한 한

국산업 검사기준에 적합하도록 제조 및 설치하여야 한다.

<표 3-28> 에너지이용합리화법에 의한 검사대상 보일러의 범위

검사

대상기기명적용 범위 검사기준

강철제보일러

주철제보일러

<다음 이외의 시설>

- 최고사용압력 0.1MPa 이하, 동체의 안지름 300mm

이하, 길이가 600mm 이하인 것.

- 최고사용압력 0.1MPa 이하, 전열면적 5㎡ 이하인 것.

- 2종관류보일러

- 온수 보일러로서 대기 개방형인 것.

“산업표준

화법” 제

1 0 조 의

규정에 의

한 한국산

업규격소형

온수보일러

- 가스를 사용하는 것으로서 가스사용량이 17kg/h(도시가스

는 232.6kW)를 초과하는 것.

자료: “에너지이용합리화법”

에너지이용합리화법에서 정한 검사대상이 되는 보일러는 <표 3-28>

에서 표시한 것과 같으며, “전기사업법”에 의한 전기사업자가 설치하는

발전소의 발전전용보일러와 “철도사업법”에 의한 기관차 및 철도차량용

보일러는 에너지이용합리화법의 적용을 제외하며, 가스소비량이 총발열

량 기준으로 20만kcal/h 이하에 해당하는 온수보일러는 “액화석유가스

의안전관리및사업법”의 “액화석유가스안전관리기준통합고시”에서 정한

제조 및 기능 규격 등에 적합하도록 제조하여야 하기 때문에 에너지이

용합리화법의 제작기준에 적용을 받지 아니한다.

마. 연소설비의 NOx 관리위한 국외제도 고찰

(1) 일본의 연소시설에 대한 NOx 인정제도

사람의 생활환경을 보전하고 건강을 보호하는데 필요한 기준을 “환경


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기본법”에서 환경기준을 설정하고 이 기준을 달성하기 위하여 제정된

“대기오염방지법”은 고정 발생원에서 배출되는 대기오염물질에 대하여

배출시설의 종류 및 규모별로 기준을 정하여 규제를 하고 있으며 배출

기준은 대기배출시설별로 나라에서 정한 “일반배출기준”과 대기오염이

우심한 지역에 신설하는 대기배출시설에 대한 보다 엄격한 기준(황산화

물, 매진)으로 정한 “특별 배출기준(特別排出基準)”이 있으며 일반배출기

준 및 특별배출기준으로 대기오염방지가 불충분한 지역에는 지방정부

(都道”縣)의 조례에서 정한 더 엄격한 배출기준(上乘排出基準)으로 관

리한다. 이 밖에 앞서 설명한 시설에 대한 기준으로 환경기준을 달성하

기 어려운 지역에 있는 대규모 공장에 적용하는 공장의 배출기준(황산

화물 및 질소산화물)인 총량규제기준(總量規制基準)이 있는데 이 배출기

준은 배출량규제, 농도규제 및 총량규제의 방법이 정해져 있다.

일본은 연소시설에서 배출하는 온실가스인 질소산화물(N2O) 및 이산

화탄소(CO2)의 발생량을 저감하기 위하여 추진하고 있는 국가 보조금

지원정책으로는 에너지 다소비형 설비에 대한 천연가스화 사업 등이 있

으며, 동경도에서 저NOx 연소기기를 사용하도록 권장하는 전열면적이

10㎡ 미만(증발용량 시간당 2톤 정도)의 소규모 보일러에 대한 저NOx

인정제도가 있다.

(가) 일본 동경의 소형 보일러의 인정제도 개요

일본 동경의 질소산화물 저감대책으로 “도민의 건강과 안전을 확보하는

환경에 관한 조례(2000년 도쿄도 조례 제215호)”에 의하여 소규모의 보

일러 및 내연기관 등의 연소기기를 설치하려는 자는 질소산화물의 배출량

이 적은 기기를 설치하도록 하고 지사는 질소산화물의 배출량이 적은 기

기 등에 관하여 정보를 제공하는 의무를 부여하여 질소산화물이 적게 배

출되는 소형 연소기기에 대한 인정증표를 주는 제도를 마련하여 시행함으

로서 환경부하를 저감할 수 있는 제품이 많이 보급되도록 추진하고 있다.


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(나) 인정 대상 시설

일본 대기오염방지법에서 정한 대기배출시설의 규모에 해당하는 보일

러는 전열면적 10㎡ 이상 또는 버너가 연료에 대하여 중유연료로 환산

한 1시간당 50ℓ 이상인 시설이며, 저NOx 인정 대상 시설은 보일러의

전열면적이 10㎡ 미만 또는 열출력이 1시간당 35KW 이상인 소규모

보일러에 해당하는 증기보일러, 온수보일러, 냉온수기 및 기타 연소기기

와 같은 냉난방 및 급탕 등의 용도로 이용되는 시설과 내연기관 종류로

서 연료의 소비량이 중유로 환산한 1시간당 5ℓ 미만의 연소능력을 갖

는 가스히터 펌프가 대상 시설에 해당한다.

(다) 인정방법

저NOx 연소기기로 인정받으려고 하는 사람이 당해 연소기기의 사양서

및 계량법(헤세이 4년 법률 제51호)에 의한 경량 증명사업자가 질소산화

물, 일산화탄소 및 산소농도를 측정한 자료 등을 갖추어 도지사에게 제출

하면 인정심사회의의 의견을 들은 다음 결정한다. 저NOx버너로 인정되는

경우에는 인정서 교부와 조례에서 정한 인정 증표를 잘 보이는 연소기기

위치에 부착하도록 하고 인정기기로 결정한 내용에 대하여 공시한다.

(라) 인정기준

동경도에서 정하고 있는 소규모 연소기기에 대한 질소산화물의 배출

허용에 대한 인정기준은 <표 3-29>와 같으며, 대기배출시설에 해당하

는 보일러 시설에 대한 동경에서 “도민의건강과안전을확보하는환경에관

한조례”에서 정한 질소산화물에 대한 규제기준은 <표 3-30>과 같다.


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<표 3-29> 소규모 연소기기의 인정기준

구분 사용연료 질소산화물 비 고

소규모 보일러류

가스연료 60ppm 이하

※ O2는

0%로 환산액체연료 80ppm 이하

내연기관류 가스히터펌프 12모드 100ppm 이하

자료 : 동경도저NOx소규모연소기기 인정요강

<표 3-30> 동경도의 보일러 규제에 대한 조례기준

주1중유환산

연소용량지 역

1991.3.14일

까지 설치시설

1991.3.14일

이후 설치시설 표준산소

농도기체 액체 기체 액체

100ℓ/h 이상

제1종 지역 80 90 45 50(주265)

- 액체연료 4%

- 기체연료 5%

제2종 지역 85 100 45 65

100ℓ/h 미만

제1종 지역 85 100 45 75

제2종 지역 95 110 55 75

주1) : 중유환산방법에 의한 중유 100ℓ는 등유 약 111.1ℓ, 도시가스 약 90.9㎥

주2) : 1991.3.15일부터 2001.3.31일까지 설치된 시설에 적용

제1종 지역 : 특별구, 무사시노시, 미라카시, 쵸후시, 니시토쿄시(구호야시 외 지역) 및 코마에시

제2종 지역 : 제1종 지역 이외의 시

자료 : 동경도의 “도민의건강과안전을확보하는환경에관한조례”

(마) 인정받은 연소기기의 관리

인정받은 저NOx 연소기기는 당해 기기의 제조 및 판매 실적을 지사

에게 1년마다 1회 보고를 하도록 하고 있으며 인정기준을 계속적으로

유지하는 제품을 제작할 수 없는 경우나 인정서 또는 인정 증표를 부정

하게 사용할 경우에는 인정을 취소할 수 있도록 하고 있다.


- 90 -

(2) 유럽국가의 버너 표준규격

유럽 연합국가에서 버너의 성능 및 기능을 표준규격으로 정하여 회원

국가에서 준수하도록 정한 가스버너 규격 EN676과 오일버너 규격

EN276은 CEN(Comit'e Europeen Normalisation)이 2003년 3월 3일에 승

인되었다. 이 규격에서 정한 오염물질에 대한 성능규격을 살펴보면 질

소산화물 및 일산화탄소 배출량을 1～3등급으로 분류하고 제조사의 모

델별 버너에 대하여 등급별 기준으로 성능규격을 인정하고 있다. 독일,

스위스 등의 서유럽의 일부 국가에서는 저NOx버너를 사용하도록 의무

화 하는 법 또는 국가표준규격을 정한 것으로 보인다.

(가) 오일버너의 성능 규격(EN 267)

이 유럽표준은 압입 통풍식 오일버너에 대한 용어정의, 오일버너의

분류, 부대설비 등에 대하여 갖추어야할 요건들, 시험방법, 적합성평가,

명판부착 및 표기사항 그리고 버너 조작 관련 사항들에 대하여 유럽연

합 표준 규격으로 정하고 각 국가별로 승인 또는 공고에 의하여 한 국

가의 표준 규격으로 2000년 3월까지 채택하고 또한 국가별로 차이가

있는 내용도 2000년 3월까지 수정하여 적용하도록 하고 있지만 국가에

서 법 또는 표준규격으로서 채택하여 강제적인 규제를 하는 국가도 있

고 그렇지 아니한 국가도 있다.

1) 범위

버너에 대한 표준규격(EN267)에서 정하고 있는 사항은 강제통풍 오일버

너의 시험실에서 시험하는 방법과 시험에 필요한 사항들로 분류하고 있다.

버너에 공급하는 연료는 버너 입구에서 20℃기준으로 1.6㎟/S(cSt)부터 6㎟

/S(cSt)까지 범위의 점도를 갖는 것을 사용하며 가스와 액체연료를 혼소하

는 버너의 기능에 대하여도 이 표준규격이 적용된다.


- 91 -

2) NOx 및 CO 배출량 허용기준

오일버너들의 분류는 분무방법(atomization), 제어방법 및 점화방법으

로 나누며, 오일버너의 시험시에 사용되는 연료의 점도 기준은 20℃에

서 4㎟/s부터 6㎟/s까지 이고, 연료중의 질소(N)성분은 70㎎/㎏부터

200㎎/㎏까지 범위에 있는 연료를 사용하여 140㎎/㎏ 기준으로 환산하

여 보정한다. 이 들 오일버너에 대한 질소산화물 및 일산화탄소에 대한

배출허용기준은 3가지 등급으로 분류하며, 등급별 배출허용기준은 아래

<표 3-31>와 같다.

<표 3-31> 오일버너의 NOx 및 CO 배출허용기준

등급 NOx(㎎/㎾h) CO(㎎/㎾h) O2(%)환산

1 250 110 3

2 185 110 3

3 120 60 3

자료 : EUROPEAN STANDARD EN 267

※ NOx 및 CO 배출농도 환산 방법

① NOx[mg/kWh] = NOxppm × 2.056 × 21

21-O2meas×

Vat,th

Hi

② NOx[mg/㎥ at O2ref] = NOxppm × 2.056 ×

21-O2ref

21-O2meas

③ CO[mg/kWh] = COmeas × 1.25 ×

2121-O2meas

×Vat,th

Hi

④ CO[mg/㎥ at O2ref] = COxmeas × 1.25 ×

21-O2ref

21-O2meas

※ 여기서 NOxppm : 측정한 NOx배출 농도(ppm)

O2ref : O2-3% 기준

O2meas : 측정한 O2 농도(%)


- 92 -

2.056 및 1.25 : NO2 및 CO의 밀도(㎏/㎥)

Hi : 순 열량(11.86㎾h/㎏)

Vat,th : 건조 이론 기준의 부피(10.46㎥/㎏)

(나) 가스버너의 성능 표준규격(EN 676)

이 유럽표준은 강제통풍방식의 자동가스버너에 대한 용어정의, 구성

품과 운전조작의 요건들 그리고 시험 방법들에 대하여 각 국가별로 승

인하거나 또는 공표하는 방법으로 2004년 2월까지 국가 표준으로 채택

하고 또한 국가별 차이가 있는 내용도 2004년 2월까지 수정하여 적용

하도록 하고 있지만 국가에서 법 또는 표준규격으로서 채택하여 강제적

인 규제를 하는 국가도 있고 그렇지 아니한 국가도 있다.

1) 범위

이 버너표준의 내용은 사용용어, 갖추어야할 일반적인 구성품, 강제통

풍식 자동가스버너의 조작과 안전 및 제어장치에 관한 규정 그리고 형

식별 시험 절차 등에 관하여 규정하고 있다.

2) NOx 및 CO 배출량 허용기준

이 표준은 천연가스 및 액화석유가스를 사용하는 가스버너의 기능 및

운전 조작에 필요한 요건에 관한 시험항목 중에 질소산화물의 배출허용

기준을 <표 3-32>에서 나타낸 것과 같이 1～3등급으로 분류하고 있으

며 또한 버너의 완전연소상태 시험방법으로 버너 제작사에서 제시하는

정격전압에 변화를 주어 일산화탄소 배출량의 허용기준을 시험하고 있

으며 이 일산화탄소의 배출허용기준은 <표 3-33>에 나타낸 것과 같다.


- 93 -

<표 3-32> 가스버너의 질소산화물의 배출허용기준

등급

NOx(㎎/㎾h)주1)천연가스류

(Group H ,L, E)

주2)액화석유가스류(Group 3B/P and 3B, 3P)

1 ≤ 170 ≤ 230

2 ≤ 120 ≤ 180

3 ≤ 80 ≤ 140

주1) 천연가스류의 기준연료가스(Group H 및 E= CH4 100%, L= CH4 86%, N2 14%)

주2) 액화석유가스류의 기준연료가스(Group 3P= C3H8 100%, 3B/P and 3B = nC4H8 50%, iC4H10 50%)

자료 : EUROPEAN STANDARD EN676

※ NOx배출농도 환산 방법

NOx[mg/kWh] = (NOx)M × 2.05 × 2121-(O2)M

× Vat,tr

Hi

※ 여기서 NOx : mg/kWh 단위의 입열량 기준 NOx배출량

(NOx)M : 측정한 NOx배출 농도(ppm)

(O2)M : 측정한 O2 농도(%)

2.05 : NO2의 밀도(㎏/㎥)

Hi : 순 열량(㎾h/㎥, at 15℃ 및 1013.25mbar)

Vat,tr : 건조기준 이론 가스 부피(㎥/㎥)

<표 3-33> 가스버너의 일산화탄소의 배출허용기준

구 분 CO 배출량

연료그룹의 해당 표준가스연료로 제작사가

제시한 공급 전압에서 측정

100㎎/㎾h 이하

(93ppm 이하)

연료그룹의 해당 표준가스 연료로 제작사

제시한 공급 전압의 0.85배에서 측정

2140㎎/㎾h 이하

(2000ppm 이하)

연료그룹의 해당 표준가스연료로 제작사 제

시한 공급전압과 불완전 연소조건에서 측정

2140㎎/㎾h 이하

(2000ppm 이하)

연료그룹의 해당 표준가스 연료로 제작사

제시한 공급 전압의 0.85배 이하에서 측정

1%(부피기준) 이하

또는 안전 Shut-Down

자료 : EUROPEAN STANDARD EN676


- 94 -

(3) 미국 남가주 소형보일러 등의 NOx관리

미국의 남가주에서는 소형 보일러에서 배출되는 질소산화물을 관리하

기 위하여 SCAQMD(South Coast Air Quality Management District)의 법

1146.2에서 정한 소형보일러 및 대용량 온수장치의 인증(Certification)

방법 및 기준에 대하여 살펴본다.

(가) AQMD Rule 1146.2의 목적 및 적용범위

AQMD 법 1146.2는 상업용 대용량 온수장치와 산업용 소형보일러 및

이법에서 정한 가열시설에서 배출되는 질소산화물을 저감시키는데 목적

이 있고 입열용량 시간당 75,000BTU부터 2,000,000BTU까지 해당하는

시설에 적용하고 이 규정은 2000.1.1부터 제작자, 공급자, 설치자, 신규

교체자 및 시설운영자 등에게 적용된다.

(나) 인정요건 사항

2000.1.1 이후에 제작한 시간당 400,000BTU부터 2,000,000BTU까지

시설에 대한 오염물질의 배출허용농도는 건조가스 및 산소농도 3% 기

준으로 NOx 30ppm(또는 0.037lb/백만BTU) 및 CO 400ppm 이하를

인정받지 못할 경우는 사용할 수 없도록 규정하고 있다.

2001.1.1 이후에 제작한 시간당 75,000BTU부터 400,000BTU 미만

시설에 대한 오염물질의 배출허용농도는 건조가스 및 산소농도 3% 기

준으로 NOx 55ppm(또는 입열량기준 40ng(NO2로서)/Ｊ) 및 CO

400ppm 이하를 인정받지 못하면 사용하기위한 판매를 금지하고 있다.

2006.1.1 이후는 입열용량 기준 시간당 400,000～2,000,000BTU에

해당하는 시설 중에 원 제조일로부터 15년 이상 노후된 시설(1992.1.1

이후 제작시설)은 NOx 및 CO의 배출허용기준을 준수할 수 있다는 것

을 입증하거나 개선하도록 하고 있고 배출허용기준을 준수할 수 없는

경우에는 가동하지 못하도록 하고 있다.


- 95 -

(다) 인정 방법 및 관리

제작자는 각 설비의 모델 또는 부대장치 등에 대하여 이 법에서 정한

요건들에 적합하다는 것을 인정받기 위해 AQMD에 제출하기 전에 공

인된 시험실을 갖춘 시설에서 검증을 먼저 받아야 한다. 이러한 검증은

무작위로 선택한 각 설비의 모델별로 NOx 및 CO등의 배출량 등에 대

하여 이 법에 정하여진 방법에 따라 시험을 하도록 하고 있다.

1) 인정신청 서류 등

소형보일러 제작자 등이 질소산화물 저감 성능 및 기능 등에 대하여

인정을 받기 위해 갖추어야 할 서류는 다음과 같다.

① 신청한 설비의 모델이 이 법에 적합함을 설명한 자료

② 제작자의 성명 및 주소, 상품명 및 모델번호 등 설비에 대한 일

반적인 사항

③ 인정받을 각 모델의 명세서

④ 인증 받을 모델이 이 법에서 정한 배출허용기준을 준수할 수 있

다는 것을 입증하는 원천(Source)시험 보고서. 이 시험보고서는

공인된 시험실에서 검증한 것으로서 AQMD에 제출하기 전에 이

법의 방법 및 절차에서 단계별로 정한 모든 항목에 대하여 90일

간 시험한 원 보고서를 제출하도록 하고 있다.

2) 인정 방법

AQMD사무국은 이 법에서 정한 규정에 일치하는 설비의 모델별로

인정을 하고 인정의 유효기간은 승인한 날부터 3년간이며, 3년이 경과

한 이후에는 재 인정을 받도록 하고 있다.

동일한 규격의 설비에 대하여 인정 및 관리에 대하여 알아보면 먼저

신규 제작한 설비에 대하여 제작자는 선적하기 위한 상자와 명판에 모

델번호를 표시하여야 하고 또한 선적상자와 설비에 인정받은 제품임을

표시하여야 한다.


- 96 -

그리고 구형설비를 개선한 설비의 제작자는 개선 설비의 모델번호와

제조자를 표시하고 적용할 수 있는 구형설비 모델을 선적상자와 개선설

비에 잘 보이는 위치에 표시하여야 한다.

3) 인정 관리

AQMD사무국은 관할 지역에 소재하는 인정 설비의 판매자(도매업자),

소매업자 그리고 설치자에 대하여 면밀한 지도 점검과 아울러 이 법에

서 정한 기준을 준수하고 있는지를 확인하기 위한 시험을 주기적으로

실시하고 있다.

(라) AQMD의 용량별 보일러 등의 질소산화물 관리 기준

미국 남가주에서는 연소시설에서 배출되는 질소산화물을 관리하기 위

하여 AQMD 법 규정에서 정하고 있는 산업용, 공공단체 및 상업용 보

일러, 증기발생장치 및 공정의 가열장치들에 대하여 용량별로 정한 질

소산화물의 배출 허용기준을 <표 3-34>과 같이 정하고 이 기준을 초과

배출하지 못하도록 하고 있다.

<표 3-34> 용량별 질소산화물 배출허용기준

시설의 입열용량 (BTU/h) 사용연료 NOx 배출농도 비 고

4,000만 이상가스 및

가스 외

30 ppm

(0.036 lb/106BTU)

- 연간 용량의 25% 이상

사용시설

40 ppm

(0.052 lb/106BTU)

- 연간 용량의 25% 미만

사용시설

500만 이상 4,000만 미만가스 및

가스 외

40 ppm

(0.052 lb/106BTU)

1,000만 이상 (2001.1.1이후) 가스30 ppm

(0.036 lb/106BTU)

500만 이상 1,000만 미만가스

30 ppm

(0.036 lb/106BTU)(2002.7.1이후)

200만 초과 ,500만 미만 -30 ppm

(0.037 lb/106BTU)

자료 : 미국 AQMD Rule 1146 및 1146.1


- 97 -

이 질소산화물의 배출허용기준은 건조가스 기준의 산소농도 3%로 산

출한 값이며 위 시설을 운전하는 자 및 소유주는 농도(ppm) 또는 량

(lb/BTU) 단위로 선택하여 초과하지 않도록 관리하여야 하고 CO배출

농도는 건조가스 기준의 산소농도 3%로 산출한 값이 400ppm을 초과하

지 않도록 관리하여야 한다.

<표 3-35> 질소산화물관리 위한 보일러용량별 유지관리방법

시설의 입열용량(BTU/h) 관리 방법 관련 법

500만 이상

(연간 입열량 1.9×109BTU 이하 사용시설)

- 건조가스기준으로 O2농도는 15분 연

속 측정 평균값이 3% 이하로 유지

- 버너의 화염 상태 및 O2 배출농도를

조절․운전하여 CO 및 매연상태에

따라 튜닝하는 절차를 정하고 년 2회

실시

Rule 1146.1

200만 초과 500만 미만

(연간 입열량 1.8×109BTU 이하 사용시설)Rule 1146.1

75,000 이상 200만 이하

- AQMD에 인정받은 시설 사용

- O2 3%기준으로 시설용량에 따라 CO

400ppm, NOx 30ppm 또는 55ppm

Rule 1146.2

또한 배출허용기준 규제와 더불어 질소산화물을 배출하는 보일러 등

의 시설에 대한 운영․관리는 <표3-35>에서 설명한 바와 같이 시간당

200만BTU 초과에 해당하는 시설은 1년 마다 2회 이상 튜닝을 정해진

절차에 따라 실시하도록 하고 있고, 시간당 200만BTU 이하 소형 보일

러 등의 시설에 대하여는 제작자 및 공급자등에게 법에서 정한 기준으

로 제조하여 인정을 받은 이후에 판매할 수 있도록 하여 시설을 설치

이전 단계부터 적정하게 제조되도록 관리하고 있다.


- 98 -

제4장 중소기업 대기환경 개선사업의 효율적 운영․관리

- 99 -


1. 저NOx버너 인정제도(안) 연구

가. 인정검사의 개요

경제성장과 생활수준의 향상에 따른 국내 에너지 소비량이 늘어나는 것

과 비례하여 연료 사용량이 많아짐에 따라 질소산화물의 발생량이 지속적

으로 증가하는 추세에 있다. 이러한 질소산화물의 발생량을 저감하는 기

술은 연소단계에서 저감하는 방법과 연소 이후 처리하는 방법이 있는데

SCR(Selective Catalytic Reduction)과 SNCR(Selective None Catalytic

Reduction) 등과 같은 연소 이후에 생성하는 오염물질을 처리하는 방법

은 넓은 설치 공간 확보, 많은 시설 설치비용과 운영 및 관리 비용이 소

요된다. 우리나라의 중․소형 보일러는 대부분 실내에 협소한 공간에 설

치되어 있고 또한 환경 비전문가에 의하여 운영하는 실정이라서 중․소형

보일러의 질소산화물에 대한 효과적인 관리는 많은 운영비용과 비교적 넓

은 설치공간이 필요로 하는 후처리 방법보다는 연소단계에 질소산화물을

저감하는 방법으로서 저NOx버너를 설치하는 것과 오염물질 발생량이 적

은 연료로 전환하여 사용하는 것이 가장 적절한 것으로 보인다.

따라서 “수도권대기환경개선에관한특별법”의 제8조에서 정한 “수도권대

기환경기본계획”에서는 중소기업 대기환경 개선 사업으로 중소형 보일러

에 설치하는 저NOx버너에 대하여 국가에서 보조금을 일부 지원하는 계

획을 수립하여 2006년부터 시행하게 됨에 따라 적정한 수준 이상의 질소

산화물 저감성능과 기능이 있는 버너에 한정하여 국가보조금을 지원할

수 있도록 하는 “저NOx버너 인정검사 제도”를 도입하여 국산 저NOx버

너 기술개발 동기 부여 및 질소산화물 저감효율이 높은 제품 보급 촉진

과 더불어 국가 보조금 지원 시설에 대하여 효율적으로 관리하고 또한

질소산화물을 효과적으로 저감시키는 목적에 필요한 제도로 생각된다.


- 100 -

나. 인정검사 항목별 검사기준

(1) 질소산화물(NOx) 인정기준

국내에 보급되어 운영 중인 저NOx버너 중에 입열량 기준 증발용량

이 시간당 20톤 미만 보일러용으로 설치한 15개 저NOx버너에 대한 질

소산화물 배출실태를 조사한 결과에 의하면 중유(B-C Oil)를 사용하는

저NOx버너에서 배출되는 질소산화물의 농도는 건조가스기준의 산소농

도 4%로 환산한 기준으로 평균 175ppm 정도이고 가스(LNG)연료를 사

용하는 저NOx버너의 질소산화물 배출농도는 평균 34ppm 정도인 것으

로 조사되었다.

현재 국내에서 보급되는 중유(B-C Oil) 연료를 연소하는 저NOx버너

는 연료 중에 함유하는 질소(N) 성분의 무게 비율에 따라 질소산화물

배출농도에 대한 보증을 달리하고 있다. H사에서 공급하는 저NOx버너

는 연료 중의 질소(N) 성분이 무게비율로 0.17%일 때 보일러 부하율

100%에서 질소산화물 배출농도를 170～180ppm 정도의 성능을 갖는 것

으로 설명하고 있다.

<표 4-1> 국가별 버너 또는 보일러 오염물질 성능규격

규 정 사 용 연 료 시 설 명기준농도(ppm) O2환산

농도(%)비 고

NOx CO

주1)EUROPEAN STANDARD

(EN 267/676)

액 체 오 일 버 너 60 49 3 유럽연합

표준규격주1)천연가스 가 스 버 너 40 93 3

동경 “도민의건강과안전을

확보하는환경에관한조례”

액 체 액체보일러 80 - 0

소형보일러

등의 인정제도기 체 가스보일러 60 - 0

미국 AQMD Rule 1146.2 천연가스 가스보일러 30, 55 400 3

한국산업규격 (KS B 6313) 액 체 오 일 버 너 - 0.1% 표준규격

한국 보일러 설치기술 규격

(KBI-9923)가스/유류 소형보일러 - 200

5% 이하

운전성능규격

한국 환경표지대상제품 및

인증기준고시가 스

가 스 온 수

/콘덴싱보일러50 300 0 환경표지

주1) 유럽의 표준규격에서 NOx는 1～3등급으로 분류하고 있는데 본 도표는 3등급 기준임.


- 101 -

버너 자체 또는 버너가 부착된 보일러 등의 시설 전체에 대하여 질소

산화물을 관리하기 위하여 국가 표준규격 또는 법 규정으로 정한 국가

별 배출기준을 <표 4-1>에 나타내었다. 이 표에서 나타난 것과 같이

유럽, 미국 및 일본에서는 유류를 사용하는 버너에 대한 질소산화물의

배출농도를 60ppm～80ppm 정도로 엄격하게 적용하고 있는 것으로 보

인다. 아울러 유럽 연합국가에서 정하고 있는 배출시설 및 방지시설에

대한 BAT(Best Accessible Technology)기준을 살펴보면 시간당 증발

용량이 약 60～130톤의 중․대형 보일러에 사용하는 연료가 중유일 경

우에 보일러의 연소단계에서 공기/연료의 다단연소방식과 저NOx버너

등을 조합하여 질소산화물의 배출량을 초과하지 못하도록 하고 있는데

사용 연료의 질소(N)성분이 무게비율로 0.2% 함유한 연료일 때 질소산

화물을 175ppm 이하로 배출되도록 하고 있다.

이번 실태조사에서 연료로 사용하고 있는 6개 중유(B-C Oil) 시료를

채취하여 한국석유품질원에 분석을 의뢰한 측정값을 <표 4-2>에 나타

내었다. 분석한 중유(B-C Oil)에 함유한 질소(N)성분은 0.13～0.27%(평

균 0.21%) 정도인 것으로 볼 때 국내에 보급되는 중유(B-C Oil)에 함유

한 질소(N)성분은 일정한 값을 갖고 있는 것이 아니라 일반적으로

0.2% 내외 범위에 있는 것으로 추정된다.

<표 4-2> 중유(B-C)에 함유한 N성분 무게비율% 측정결과

시 료 명 N성분무게(%) 비 고

A 0.20

- 본 측정값은 무작위로 채취한 시료

에 대하여 한국석유품질원에 의뢰하

여 측정한 값이며 국내에 보급되는

B-C 오일의 대표 값은 아님.

B 0.27

C 0.25

D 0.22

E 0.19

F 0.13


- 102 -

사업장에서 가동 중인 중유 연료를 연소하는 시간당 증발용량 20톤

미만의 15개 보일러에 부착된 저NOx버너의 설치․운영 실태를 조사한

결과에서 나타난 질소산화물의 평균 배출농도인 175ppm은 국내에 보급

되는 중유 중에 함유된 일반적인 질소(N)성분 무게비율이 고려된 평균

적인 값이라고 할 수 있다. 따라서 실태조사 시에 측정한 이러한 값과

버너 공급사에서 제시하는 기술적 수준과 환경 선진국의 버너에 대한

표준성능 규격 및 보일러 등의 연소시설에 대한 질소산화물 관리기준

등을 고려하여 저NOx버너에 대한 질소산화물의 배출농도 인정기준을

선정하여야 할 것이다.

(2) 보일러의 연소효율과 일산화탄소 인정기준

(가) 공기비와 연소효율

연소용 공기량을 낮게 적정 수준으로 조절하면 연료의 연소효율이 높

아져 연료의 사용량을 줄일 수 있게 된다. 공급하는 연료/공기의 비가

너무 높으면 연소공기가 부족하여 불완전연소와 매연이 발생할 뿐만 아

니라 매연에 의하여 전열면이 오염되어 열전달을 감소시키기 때문에 오

히려 연소량을 증가시키게 된다. 반대로 필요 이상의 과잉공기는 공기

중의 질소(N2)에 열량이 많이 흡수되고 또한 굴뚝으로 배출되는 열량

이 증가하는 등으로 방출 열량에 의한 열손실이 커진다.

불완전연소와 매연이 발생하지 않는 가장 낮은 과잉공기에서 연소하

는 것이 보일러 효율이 최대이며 적정 공기비로 운전되고 있다고 할 수

있다. 과잉공기에 대한 연료 절약율은 과잉공기비에서 적정공기비로 조

정한 비율과 배기가스온도에 따라 산출할 수 있다. 산출방법은 배기가

스 중에 산소농도를 측정하여 산출한 공기비의 값이 적정 공기비인 1.3

보다 높을 때 연소용 공기비를 1.3으로 조정하여 가동하게 되면 연료사

용량의 감소율(%)을 <그림 4-1>의 그래프에서 나타낸 것과 같이 계산

할 수 있다.


- 103 -

자료 : 보일러 효율향상 기술 규격 2003(KBE Vol. Ⅲ)

<그림 4-1> 공기비 절약에 의한 연료 절약율

(나) 배기가스 중의 CO농도와 연소효율

“보일러 효율 향상기술 규격”의 가스연료의 공기비 측정(KBE-1272)

에 의하면 배기가스 중의 CO농도는 100ppm부근에서부터 공기비의 감

소에 따라 급격히 증가하기 때문에 100～200ppm일 때 배기가스중의

O2농도나 CO2농도를 측정하여 공기비를 산출한다. 불완전연소 등에 의

한 CO 및 미연탄소에 따른 미연손실은 <그림 4-2>와 같이 산출하며

배기가스 중의 CO농도에 따른 열손실은 <표 4-3>에 따라 산출할 수

있다. 일반적으로 연소상태가 양호한 보일러에서는 CO발생농도에 의한

열손실은 무시할 수 있을 정도로 작으나 가스연료 보일러는 연소상태에

따라 열손실이 발생할 수 있어 보일러의 성능시험 시에 CO농도는 측정

을 반드시 하도록 하고 있다.


- 104 -


<그림 4-2> 미연소에 의한 열손실량 산출 그래프

<표 4-3> 배기가스중의 CO농도에 따른 열손실량(Kcal/N㎥-LNG)

CO농도

공기비50ppm 100ppm 150ppm 200ppm

m= 1.0 1.78 3.56 5.34 7.12

m= 1.1 1.94 3.88 5.82 7.76

m= 1.2 2.10 4.21 6.31 8.41

m= 1.3 2.26 4.53 6.79 9.06

m= 1.4 2.43 4.85 7.28 9.70


(다) CO 인정기준

보일러 연소 시에 배출되는 가스 중에 포함된 일산화탄소농도는 보일

러 효율관리에 중요한 운전 지표로서 연소공기가 부족해지면 미연탄소

가 발생하기 이전에 일산화탄소농도가 먼저 증가하고 반대로 연소공기

가 너무 과잉으로 공급하게 되면 연소실내 온도를 감소시켜 연료 사용

량이 증가하게 된다. 보일러 효율을 향상시키는 것과 질소산화물의 발


- 105 -

생량을 줄이는 것을 병행한 운전 방법은 최소 적정 공기비로 연소공기

를 공급하는 것이 필요하다.

국가별로 보일러 또는 버너에 대한 성능 규격이나 관리기준으로 정한

CO 배출농도는 앞의 <표 4-1>에서 나타낸 것과 같이 “소형보일러기술

규격(KSB-1520)”에는 200ppm이고 한국산업규격(KS규격)에는 오일버너

의 경우 1,000ppm 이하로 유지될 것을 기준으로 정하고 있으며 미국

의 AQMD 법에서 소형보일러의 CO 배출농도는 400ppm 이하로 유지

하도록 정하고 있다. 또한 AQMD 법 1146에는 시간당 입열량 200만

BTU 이상의 보일러 등의 연소시설에서 발생하는 NOx 배출량을 관리

하기 위한 방법으로 설비에 대한 튜닝 절차 및 방법을 제시하고 있는데

이 방법에는 매연이 발생하지 않는 최소 공기비의 범위를 설정하기 위

한 CO 배출농도 기준은 400ppm으로 정하고 있다.

저NOx버너의 CO농도에 대한 인정기준 설정은 최적 공기비에서 최대

연소효율이 유지되는 것과 더불어 최소 질소산화물이 발생되는 범위에

서 결정되는 것이 바람직하다. 보일러 효율향상기술 2003(KBE-1272)에

따르면 공기비가 감소하게 되면 CO배출농도는 100ppm 부근부터 급격

히 증가하기 때문에 공기비를 산출하기 위한 O2 농도 및 CO2농도는

CO배출농도 100～200ppm에서 측정하도록 하는 것과 같이 이러한 보일

러의 적정 공기비와 관계하는 CO농도 100～200ppm 범위가 CO농도 관

리기준으로 적정할 것으로 보인다.

(3) 보일러의 부하율 및 배기가스 성분 측정 시간

보일러설치기술규격 2004(KBI-9923)에 따르면 공기유량을 자동 조

절하는 기능을 갖추어야 하는 가스용 보일러 및 시간당 증발용량 5톤

이상의 유류보일러는 부하율을 90±10%에서 45±10%까지 연속적으로

변경시켜 연소 시에 발생되는 가스성분을 측정하도록 하고 있다.

에너지이용합리화법에 의한 한국산업규격(KS규격)을 보완하여 국내


- 106 -

현실에 부합되게 제정한 “보일러 효율향상기술 규격 2003(KBE-1121)”

에 의하면 연료사용량, 급수량, 발생증기량, 배기가스 등의 보일러 성능

을 측정하기 위한 조건으로 보일러가 정상적인 운전상태에서 적어도 1

시간 이상의 운전한 결과에 따르도록 하고 만약 부득이 한 경우에는 최

소 30분 이상 측정하고 그 사유를 분명하게 명기하도록 하고 있다.

<표 4-4> 연소설비의 성능확인을 위한 부하율 적용 사례

제도 구분 시설명 배가스 측정 부하율 측정항목

보일러 설치기술 규격

2004(KB1-9923)보일러 90±10%에서 45±10% 연속 변경

매연, CO,

O2, CO2

보일러 효율향상기술

규격 2003(KBE-1120)보일러

정격부하(100%) 원칙, 필요시

75%, 50%, 25%에서 가능

(최소 1시간 이상)

연료사용량, 급수량,

연소공기, 배가스 등

대기오염방지시설(연소

보조장치)의 성능기준

및 검사 방법

연소보조장치

(보일러 부착)

50±5% 및 75±5%

(각 부하별 8시간 가동)

대기환경보전법에

규정한 항목 적용

<표4-4>에는 보일러의 성능규격 및 연소보조장치의 성능시험 규정에

서 정하고 있는 성능측정 시의 열부하율 및 가동시간 등을 비교하여 나

타내었다. 저NOx버너의 성능을 검증할 수 있는 부하율에서 적정 가동

시간동안 질소산화물 및 일산화탄소 배출농도를 측정하는 것이 필요하

며 이러한 “보일러의 열부하율 조건” 및 “가동시간”은 <표 4-4>에서

정한 사례를 참고하여 인정검사 시에 적용할 수 있을 것으로 보인다.

질소산화물은 보일러 연소실내의 온도가 고온으로 상승할수록 배출농

도가 높아지며 일반적으로 보일러를 가동하면서 이러한 조건에 쉽게 도

달할 수 있는 연소실의 단위 용적당 열부하율이 최대인 정격부하

(100%)에서 시험하는 것이 포함되어야 한다. 그리고 보일러의 저부하

가동에도 저NOx버너의 성능이 안정으로 유지되는지를 확인하기 위하

여 약 50%부근에서 시험할 필요가 있는 것으로 보인다. 또한 각 부하


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율에서 안정적으로 성능이 유지되는지를 확인하기 위하여 최소 1～2시

간 가동하여 측정하는 것이 적정할 것으로 보인다.

다만 저NOx버너 제조사, 공급자 등은 자체 시험용 보일러를 갖추지

않은 우리나라 실정을 고려하여 저NOx버너의 성능시험은 제조사의 시

험용 보일러 또는 수요자 사업장에 설치된 보일러에서 측정할 수 있도

록 하는 것이 바람직하며 사업장의 보일러에서 저NOx버너 인정시험을

실시할 경우는 사업장의 보일러의 운전 조건이 열사용 시설의 작업부하

에 따라 검사 시에 유지해야하는 부하율 및 가동시간을 유지할 수 없는

상황이 발생할 수 있으므로 이러한 부득이한 경우에 예외 규정이 필요

할 것으로 판단된다.

따라서 저NOx버너 인정시험시간은 정상운전 상태에서 최소 1시간

이상 가동하여 측정하도록 하고 부득이한 경우 30분간 측정을 하되 그

이유를 명기하도록 하는 것이 적절한 것으로 사료된다.

다. 항목별 인정검사방법

(1) 부하율 계산 및 측정

(가) 제작사에서 정한 버너의 최대 연소용량 산출(A)

저NOx버너 인정검사를 받고자 하는 자가 제출하는 “버너의 부하별 연료 연

소량 계산서”에 당해 보일러의 정격증발 용량에 소요되는 버너의 최대 연료소비

량을 시간당 연료의 연소량으로 나타낸 것을 말하며 액체연료는 ㎏단위로 기체

연료는 N㎥단위로 표시한다.

한국산업규격에는 육용 보일러의 열정산 방식 2004(KS B 6205)에 의하면 보

일러의 열정산 시의 연료의 발열량은 원칙적으로 연료의 고발열량(총발열량)으

로 하고 저발열량을 사용하는 경우에는 기준 발열량을 분명하게 명기하도록 하

고 있다. 유종별 발열량은 실측하거나 또는 <표 4-5>에 따라 산출 할 수 있다.


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<표 4-5> 유종별 평균 발열량

종류 평균고위발열량(㎉/㎏)

평균저위발열량(㎉/㎏) 종류 평균고위발열량

(㎉/㎏)평균저위발열량

(㎉/㎏)

등유 11,100 10,400 B-B유 10,550 9,900

경유 11,000 10,300 B-C유 10,400 9,750

B-A유 10,890 10,200 LNG 10,500 9,540

자료 : 보일러 향상기술 규격 2003(KBE-2111)

(나) 버너의 연료 소비량 측정(B)

검사 시작시점에 연료유량계의 값과 검사 종료시점에 연료유량계의 값을

기록하고 용적식 유량계로 확인한 연료사용량을 보일러 효율향상기술 규격

2003(KBE-1210)에서 정한 환산방법에 따라 산출한다.

1) 액체연료 측정

용적식 유량계로 측정한 용적유량은 측정점에서 유체의 온도를 보정하기

위해 밀도 <표 4-6>를 곱하여 질량으로 환산하고 중유의 경우에는 다음과

같이 체적보정계수 <표 4-7>를 사용하여 질량으로 환산한다.

F = d × K × Vt

여기서 F : 연료사용량(Kg/h), d : 연료의 비중

K : 체적보정계수, Vt : 연료사용량(ℓ/h)

<표 4-6> 액체연료의 종류별 평균 비중

유류 유황분(%) 비중 비고

경유 1.2 이하 0.82～0.86(0.83)

- ( )의 비중은

열정산시 기준중유

A 0.5～1.5 0.84～0.86(0.86)

B 0.5～3.0 0.88～0.92(0.92)

C

1.6 이하

1.6 초과

3.5 이하

0.90～0.97(0.95)

자료 : 보일러 효율향상기술 규격 2003


- 109 -

<표 4-7> 중유의 온도에 따른 체적보정계수

중유 비중(15℃) 온도범위 K값

1.000～0.96615～50℃

50～100℃

1.000 - 0.00063 × (t-15)

0.9779 - 0.0006 × (t-50)

0.965～0.85115～50

50～100℃

1.000 - 0.00071 × (t-15)

0.9754 - 0.00067 × (t-50)

자료 : 보일러 효율향상기술 규격 2003

2) 기체연료 측정

기체연료 사용량 측정기기는 용적식, 오리피식 유량계, 초음파식 유량계

등이 있으며 이러한 계기의 측정값은 측정계기의 입구나 출구의 온도와 압

력을 표준상태의 용적으로 환산하여 산출한다.

F(표준상태에서 연료 사용량 N㎥) = V × (P/Po) × (To/T)

※ 여기서 V : 유량계로 측정한 연료사용량(㎥),

To/T : 표준상태 온도/연료가스온도(K)

P/Po : 연료가스 압력/표준상태 압력(mmHg 등)

(다) 부하율 계산

앞에서 설명한 “제작사에서 정한 버너의 최대 연소용량(이하 “버너의 최

대 연소량”이라 한다) 산출(A)” 및 “버너의 연료 소비량(이하 “버너의 연료

소비량”이라 한다) 측정(B)”에서 정한 방법에 따라 산출한 값을 다음의 계

산방법에 따라 부하율(%)을 산출한다.

부하율(%) = 버너의 연료소비량(B) ÷ 버너의 최대 연소량(A) × 100

(2) 부하별 버너의 시간당 연료 소비량 측정

부하별 버너의 시간당 연료 소비량 측정은 위의 “부하율 계산 및 측정”에

서 산출한 방법과 동일한 방법으로 50±5% 및 100±5%의 부하로 검사한 시간


- 110 -

동안 소비된 연료의 량을 측정하여 산출한다.

(3) 보일러의 운전 증기압력 측정

관류보일러의 운전 증기압력은 기수분리기 최종출구에 설치된 압력계기에

서 지시하는 값을 측정하고 이외의 보일러는 보일러 드럼 또는 그에 상응하

는 부분에 설치된 압력계기가 지시하는 값을 일정주기로 여러 번 측정하여

평균한 값으로 산정한다. 이 측정값은 검사기간에 보일러의 운전 상태를 판

단할 수 있는 참고자료로 활용할 수 있도록 한다.

(4) 보일러의 공급수량 측정

검사시작시점의 급수유량계의 값과 검사종료시점의 급수유량계의 값을 확

인하는 방법 등으로 검사기간 동안 보일러에 공급된 물의 량을 확인한다.

이 측정값은 검사기간 동안 보일러의 운전 상태를 판단할 수 있는 참고자료

로 활용할 수 있도록 한다.

(5) 질소산화물, 일산화탄소 및 산소농도 측정

가) 배기가스의 측정위치는 보일러의 최종출구 덕트(DUCT)에서 측정하거

나 또는 대기오염물질 방지시설의 전단부에서 측정한다.

나)「대기오염공정시험방법」에서 정한 방법을 따르고 배기가스 중의 질

소산화물, 일산화탄소 및 산소농도는 “환경기술개발및지원에관한법률”

에 따라 형식승인 및 정도검사를 받은 적외선 분석법, 적외선 흡수법,

화학발광법, 전기식 등의 가스분석기를 사용하여 연속측정 한다. 가스

분석기는 정확도를 유지하기 위하여 주기적으로 표준가스로 교정하여

사용하여야 한다.

다) 시험 대상 보일러가 운전 중이거나 또는 운전을 시작하여 증기압력이

상용 운전압력으로 안정되었을 때 버너의 부하율이 100±5% 및

50±5% 상태에서 각각 측정한다.


- 111 -

(6) 배기 가스온도 측정

배기가스 온도는 보일러의 최종출구 덕트에서 축정하거나 또는 방지시설

전단에서 측정한다. 휴대용 온도계 또는 현장에 설치된 온도계로 일정한 주

기로 여러 번 측정한 평균값으로 산정한다. 이 측정값은 검사기간에 보일러

의 운전 상태를 판단할 수 있는 참고자료로 활용할 수 있도록 한다.

(7) 사용 연료 확인

가) 중유버너 연료

중유 연료 중에 함유한 N성분의 무게(Wt%)비율은 0.2% 이상 되는 것을

검사 당일의 시험용 연료로 사용할 수 있도록 준비하는 것과 더불어 관련

공인기관 및 연구기관에서 발행한 성적서를 준비하도록 인정검사 신청자에

게 공지하고 검사 시에 필요한 경우 시료를 채취하여 공인기관에 시험분석

을 의뢰하고 그 분석한 결과 값을 사용할 수 있도록 한다. 중유버너에 대한

질소산화물 배출농도 표기는 연료로 사용한 N성분의 무게(Wt%)비율이 어느

정도일 때 측정한 값임을 알 수 있도록 검사결과서에 기록․관리한다.

나) 가스버너 연료

기체연료를 사용하는 버너는 천연가스(LNG), LPG(액화석유가스), 기타(연

료 성분표시)로 분류하고 인정검사 시에 사용한 가스연료의 종류를 인정검

사 결과 성적서에 기록․관리한다.

라. 인정검사의 절차

저NOx버너의 사용자가 국가보조금을 지원받을 수 있도록 하기 위하여 버

너 제조자 또는 판매자 등이 일정한 기준 이상의 질소산화물을 저감할 수

있는 성능과 기능을 갖춘 버너임을 검증 받는 검사에 대한 절차는 <그림

4-3>에서 정한 방법으로 실시한다.


- 112 -

검사 신청

◀ 인정검사를 받고자 하는 자가 검사기관에 신청 <구비 서류> - 저NOx버너 인정검사 신청서 - 당해 저NOx버너의 원리․방법, 구조도, 유지관리서 - 사용연료 중의 질소성분 함유율 성적서 - 저NOx버너 저감효율 설명서 - 저NOx버너의 연소효율 및 연소소비량 계산서 - 당해 보일러의 종류, 설계증기압, 전열면적, 연소실

용적, 열수지 및 물질수지 계산서 등

검사서류 검토

◀ 검사 기관 - 신청양식 내용과 첨부 근거자료와 동일한지 검토 - 서류검토 방법 : 2.5항에서 정한 서류검토 세부 방

법 참조 ※ 서류검토 결과 미흡 사항은 보완 요청

서류접수 및

일정협의

◀ 검사 기관 - 접수 : 신청서에 결재양식을 인쇄 후 기록 및 보고 - 검사일정 : 제작사와 검사일정 협의하여 확정 - 관리 : 접수대장에 현황관리 필요 사항 기록

인정검사 수행

◀ 검사 기관 - 기준 : 관련업무 “지침”으로 별도로 정함 - 항목별검사 : 배출가스농도 및 설비의 운영조건 등

인정검사

결과통보

◀ 검사 기관 - 검사결과서 작성 : 저NOx버너 설치보조금 관련 업

무 “지침”으로 별도로 정한 서식으로 작성 - 검사결과서 보고 및 결재 - 결과 통보 : 신청자 및 수도권대기환청

<그림 4-3> 인정검사 흐름도


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2. 보조금 지원 저NOx버너의 사후 관리 방안

가. 성능확인검사의 개요

중․소규모 보일러용 저NOx버너로 인정받은 제품을 신규 설치하거

나 교체 설치할 때 소요되는 비용의 일부를 국가 보조금으로 지원하게

됨에 따라 인정제품의 관리에 필요한 성능확인검사의 기준 및 방법을

정하여 보조금을 신청한 사업자가 인정제품을 선정․설치하도록 하고,

보조금을 받은 사업자가 저NOx버너의 인정기준을 준수하며 가동하도

록 함으로서 보조금 사업을 원활하게 운영되도록 하는데 있다.

성능확인검사는 저NOx버너 인정검사 시에 가동한 시험용 보일러와

보조금 대상이 되는 보일러의 전열면적, 연소실 용적, 정격증발용량, 종

류, 최대 사용증기압 등에 대한 범위와 동일한 저NOx버너의 모델범위

를 정하고 인정제품의 성능을 확인할 수 있는 항목이 포함되어야 한다.

나. 성능확인검사항목별 검사기준 및 방법

(1) 저NOx버너의 인정제품 범위

저NOx버너 인정검사를 받은 제품과 동일한 모델은 인정검사를 받은

것과 동일한 성능 및 기능이 유지된다고 할 수 있으며 이러한 저NOx

버너는 보조금을 신청한 사업자가 인정검사를 다시 받지 않고 사용할

수 있도록 하는 저NOx버너의 인정제품의 범위를 다음과 같이 정하여

관련 검사업무를 생략함으로서 업체의 부담을 줄일 필요가 있다.

① 버너의 제작사 및 모델명

② 질소산화물의 저감방식

③ 당해 보일러의 종류(수관식 또는 연관식)

④ 저NOx버너 사용 연료

⑤ 일정한 범위 이내의 보일러 용량

여기서, 제③항에서 정한 “당해 보일러의 종류(수관식 또는 연관식)”


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이라 함은 <표4-8>에서 보일러 분류표의 “보일러 및 압력용기 기술규

격(KBI-0313)”에 따라 보일러를 “재질별”, “형식별”, “매체별”로 분류한

것 중에서 “형식별”로 세부적으로 분류한 “원통(연관식 등)”, “수관(관

류식 등)”, “기타(섹션)” 중에 인정검사 받은 것과 동일한 범위에 포함

되어야 하는 보일러의 종류를 말한다.

<표 4-8> 보일러의 분류

재질별 형식별 매체별

강철제

주철제

원통 연관식, 노통 연관식, 직립형,증기

온수

열매체

수관 자연순환식, 강제순환식, 관류식

기타 섹션, 특수형

자료 : 보일러 및 압력용기 기술규격(KBI-0313)

제⑤항에서 정한 “일정한 범위 이내의 보일러 용량”이라 함은 부록의

“지침” [별표1]의 제6호에서 정한 CO 배출농도 150ppm을 초과하지 않

고 NOx 배출농도 인정기준에 70% 미만인 경우에 한하여 버너의 부하

율 100% 시험 시에 산출한 보일러 증발용량 이하부터 버너의 부하율

50%의 연료소비량에 해당하는 보일러의 정격 증발용량을 초과하는 보

일러 용량의 범위이며 이 범위는 다음에 해당하는 경우에 한한다.

① 버너 제조사에서 당해 버너를 사용할 수 있다고 정한 보일러의

증발용량과 동일한 범위이내이라야 한다.

② 설치한 보일러의 운전 부하율의 변동에 충분하게 사용할 수 있는

버너의 용량 및 기능 등을 갖고 있어야 한다.

③ 사업자가 일산화탄소 및 질소산화물에 대하여 자체 측정한 결과

가 인정기준이내이어야 한다.

④ “보일러 용량범위”에 대한 증기보일러와 온수 및 열매체보일러간의

열용량환산은 시간당 증발량 1톤당 619Mcal 또는 시간당 증발열용

량 619Mcal당 1톤으로 산출한 것을 적용한다.


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⑤ 기타 필요하여 정하는 사항

(2) 배기가스의 배출농도 기준

저NOx버너를 부착한 보일러에서 배출되는 질소산화물 및 일산화탄

소 농도는 인정검사를 받은 제품과 동일한 성능 및 기능이 유지되도록

인정검사 기준과 동일하게 정하고 필요시 이 기준이내로 배출되는지 확

인할 필요가 있다. 따라서 보조금을 신청하는 사업자가 자체에서 질소

산화물 및 일산화탄소 농도를 측정하여 저NOx버너 설치 완료보고를

할 때 제출하도록 하고 필요 시 검사기관으로 하여금 측정하게 할 수

있도록 정하는 것이 바람직하다. 성능확인검사 시에 질소산화물 및 일

산화탄소 측정 조건은 보일러의 정격부하율 부근 및 보일러의 상용 운

전 증기압에서 최소 1시간 이상 측정하도록 하고 부득이 사업장의 열사

용 시설의 작업부하 사정에 따라 이러한 기준을 준수할 수 없는 경우에

는 최소 30분 이상 측정하고 그 사유를 분명하게 명기하도록 한다.

(3) 성능확인검사 대상

보일러의 전열면적, 연소실용적, 최대사용증기압, 정격증발용량 등은

보일러의 종류에 대하여 <표 4-19>에서 분류한 “형식별”, “재질별” 및

“매체별”에 따라 고유 설계규격들이 많이 달라 질 수 있다. 이러한 설

계규격이 크게 달라지면 저NOx버너의 질소산화물 저감성능도 달라지

므로 인정검사용 시험보일러와 신규 설치 보일러의 분류가 상이하지 않

도록 하는 것이 인정검사 당시의 성능을 최소한 유지할 수 있을 것으로

보인다.

따라서 성능확인검사는 설치보조금을 요청하는 사업자의 보일러와 인

정검사 시에 시험용으로 사용한 보일러의 전열면적, 연소실용적, 정격증

발용량, 종류 및 최대사용증기압 등의 규격이 상이한 경우와 보조금을

운영․관리하는 기관이 필요하다고 인정되는 경우에 실시하여 보일러의


- 116 -

규격이 변경됨으로서 저NOx버너 성능이 저하되는 것을 방지하여야 하

며 이러한 성능확인검사 대상은 다음에서 정한 사항이외 경우는 버너의

성능을 확인할 필요가 있다.

① 보일러의 “형식별”로 분류한 “원통(연관식, 노통연관식, 직립형)”, “수

관(관류식, 자연순환식, 강제순환식)”, “기타(섹션, 특수형)” 중에 인정

검사 받은 것과 보조금을 신청한 보일러의 종류가 동일한 분류에 포

함하는 경우

② “저NOx버너의 인정제품 범위”에서 정한 “보일러의 증발용량 범위”와

보조금 신청 보일러의 증발용량이 동일한 범위에 포함하는 경우

③ 다음 <표4-9>에서 분류한 “증기압력” 중에 보조금을 신청한 보일러

의 최대사용 증기압이 동일한 범위에 포함하는 경우

<표 4-9> 보일러의 종류별 일반적 최대사용 증기압력

증기압력 비 고

5kgf/㎠ 이하 주철제, 온수 및 섹션보일러의 일반적인 사용압력

6～20kgf/㎠ 연관식 및 수관식 보일러의 일반적인 사용압력

20kgf/㎠ 이상 수관식 또는 고압증기 사용압력

다. 성능확인검사의 절차

성능확인검사는 저NOx버너 설치보조금을 배정하기 전에 보조금을

신청한 사업자가 지침에서 정한 바에 따라 적정하게 설치하였는지에 대

하여 담당 공무원이 확인하거나 검사기관이 지침에서 정한 방법에 따라

검사하도록 한 것이며 검사기관에서 실시하는 검사절차는 <그림 4-4>

에서 정한 것과 같은 순서로 업무가 수행된다.


- 117 -

성능확인

검사준비

◀ 저NOx버너 운영자가 준비할 사항 - 정한 부하율에서 검사 가능토록 준비 - 각종 계측기기(연료 유량계, 급수유량계, 배기

가스 온도계 등) 정상 작동토록 점검 및 준비 - 보일러 및 저NOx버너 규격서 등 준비

현장 점검 및

측정 준비

◀ 검사 기관 - 준비사항 점검, 인정검사 진행 방법 및 협조

사항 설명 등 - 설비확인 : 당해 버너 및 보일러 규격 확인(인

정제품을 설치하였는지 확인) - 측정준비 : 배기가스 측정장비 설치 및 측정

준비, 각 종 계기(급수, 연료, 배기가스온도계)의 시작눈금 기록

부하별 측정

◀ 검사 기관 - 보일러 : 상용 증기압력에 도달 및 안정상태

가 되면 배기가스 및 각 종 측정항목 측정 - 점검 내용은 점검표에 기록

측정결과

산정 및 검토

◀ 검사 기관 - 점검표에 기록한 내용 검토 및 결과 값 산출 - 부하율, 상용증기압, 시간당 연료소비량, NOx

및 CO 배출농도는 정한 방법에 따라 측정하여 “지침”에서 정한 기준에 적합한지 검토

성능확인

검사완료

◀ 검사 기관 및 신청자 - 측정기기 철수 및 검사결과 종합 설명 - 검사결과 보고 및 결재 - 결과 통보 : 수도권대기환청

<그림 4-4> 성능확인검사 흐름도


- 118 -

제5장 종합 분석 및 결론

- 119 -


경제성장과 생활수준의 향상에 비례하여 에너지 수요의 확대와 연료

사용량의 증가로 인한 대기오염물질 중에 질소산화물 발생량의 증가는

오존(O3)의 생성, 산성비의 산도 상승, 입자상 산성염류 생성, 일산화이

질소(N2O)의 축적에 따른 지구온난화, 가시거리 장애 및 니트로사민

(nitrosamine)류 및 질산염라디칼 등과 같은 유해 화학물질들의 생성을

가속화 시켜 환경오염의 주요 물질 중의 하나가 되고 있다. 이러한 질

소산화물에 의한 환경오염으로 발생하는 사회적 피해비용을 줄이고 대

기환경 개선을 위하여 질소산화물 발생원 중 중소형 보일러에 대한 효

과적인 관리방안을 도출하고자 가동하고 있는 시설에 대한 실태조사와

환경 선진국의 사례조사를 통하여 향후 정책적으로 고려할 필요성이 있

는 대책을 검토하였으며 그 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다.

1. 저NOx버너의 운영 및 NOx 저감 실태조사

연료 연소과정에서 발생하는 질소산화물을 연소단계부터 저감시키기

위하여 보일러의 최적 연소기술 또는 저NOx버너를 적용하여 운영하는

방법이 있는데 이 두 가지 방법을 병행하면 저감효율이 증가된다. 저

NOx버너는 연소가스 후처리 시설에 비하여 소요비용이나 설치공간을

확보해야하는 측면에서 특히 중소형 보일러에 적용할 경우 가장 효과적

인 질소산화물의 관리 방안으로 보이며, 또한 저NOx버너 설치에 따른

질소산화물의 저감효율도 20～60% 정도인 것으로 조사되었다.

가. 중유용 저NOX버너

중유(B-C Oil)를 연료로 사용하는 일반버너에서 배출되는 NOX의 농

도를 측정한 결과 평균농도는 215ppm이며, 저NOX버너에서 배출되는

NOX의 평균농도는 181ppm으로서 16% 정도의 저감효율이 있는 것으


- 120 -

로 나타났으며, 향후 저NOX버너 인정검사 등을 통하여 NOX저감성능이

지속적으로 관리되면 저감효율은 더욱 높아질 것으로 사료된다.

나. 가스용 저NOX버너

가스(LNG)를 연료로 사용하는 일반버너에서 배출되는 NOX의 배출농

도를 측정한 결과 평균농도는 77ppm이며, 일반 저NOX버너에서 배출되

는 NOX의 평균농도는 48ppm으로서 38% 정도의 저감효율이 있으며,

인정받은 저NOx버너에서 배출되는 NOx의 평균농도 32ppm으로서

59% 정도의 저감효율을 나타냈다.

다. NOx발생량이 적은 연료 사용

보일러의 연료를 중유에서 천연가스로 전환하거나 또는 연료 중의 질

소(N)성분의 함유량(%)이 낮은 연료를 사용하게 되면 질소산화물의 발

생량을 줄일 수 있다는 것을 알 수 있다. 일반 중유버너의 질소산화물

평균배출농도는 215ppm인데 일반 가스버너의 질소산화물 평균배출농

도는 77ppm으로서 중유연료 보다 64% 정도의 NOX저감효율이 있는

것으로 나타났고 또한 중유 연료 중에 질소(N)성분이 낮은 연료를 사용

하는 것도 질소성분이 낮은 만큼의 일정한 비율로 NOX을 저감시킬 수

있는 것으로 나타났다.

라. NOX 배출량 저감 및 사회적 편익 비용 분석

시간당 증발량 10톤 보일러에 저NOX버너를 설치․운영함으로써 저

감되는 질소산화물의 배출량은 중유버너 1대당 연간 평균 3.5톤, 가스

버너 1대당 연간 평균 3.9톤 정도가 될 것으로 예상되며, 질소산화물

저감량에 대한 사회적 편익 비용은 중유버너 1대당 연간 17～31백만

원, 가스버너 1대당 연간 19～34백만원으로 산출되었으며, 중유용 일반

버너를 가스용 저NOX버너로 교체하면 사회적 편익은 연간 88～159백


- 121 -

만원이 될 것으로 나타났다.

마. CO2 배출량 분석

일반버너와 저NOx버너의 연소공기비 차이에 따른 열손실량을 비교

한 결과에 의하면 일반버너가 저NOX버너에 비하여 중유연료를 사용하

는 경우 1㎏당 200㎉의 열손실량, 가스연료를 사용하는 경우 1N㎥당

246㎉/N㎥의 열손실량이 더 높은 것으로 분석되었다.

이러한 열손실율 차이만큼 감소되는 연료량에 의하여 줄일 수 있는

CO2배출량을 추산하면 저NOX버너 1대는 일반버너에 비해 사용하는 중

유연료 1㎏당 약 0.02㎏, 천연가스 연료 1N㎥당 0.03㎏을 절감할 수

있는 것으로 분석되며, 시간당 증발량 10톤인 보일러에 저NOX버너를

설치․운영할 경우에 동일한 계산방식을 적용하여 산출하면 중유버너

1대당 연간 269톤, 가스버너 1대당 연간 264톤 정도의 CO2배출량을

줄일 수 있을 것으로 추정된다.

2. 저NOx버너의 관리 방안

환경 선진국인 일본의 동경도, 유럽연합국가 및 미국의 남가주 등에

서는 소형 보일러 또는 중․대형 보일러에서 배출되는 질소산화물의 발

생량을 줄이기 위하여 버너에 대한 질소산화물 저감 성능 인정제도 및

질소산화물 저감 성능 표준규격 등을 정하여 국가에서 검증한 제품을

설치․운영하도록 권장하거나 또는 의무적인 사항으로 규제하고 있으며

또한 질소산화물의 발생이 연소단계부터 최소가 되도록 보일러를 최적

연소조건으로 조절하기 위하여 튜닝을 반드시 실시하도록 의무화함으로

서 시설의 운영을 안정적으로 유지되도록 하고 있다. 이와 같이 질소산

화물 배출량을 저감하기 위해 다각적인 방법으로 규제하고 있는 것을

알 수 있는데 이러한 NOx의 저감관리제도에 대하여 살펴보면 다음과

같다.


- 122 -

가. 저NOx버너의 제작단계 관리

질소산화물의 배출량을 저감시키기 위하여 저NOx버너를 제조 또는

공급하려고 하는 자 등에 대하여 해당 저NOx버너가 갖추어야할 질소

산화물의 저감성능을 검증하여 우수한 제품이 공급되도록 하는 일본 동

경도의 소규모 연소기기 인정제도, 미국 AQMD 관할지역의 소형 보일

러 인정제도(Certification) 및 유럽 연합국가의 버너 표준규격(EN 267

및 EN676) 등의 제도가 마련되어있다.

따라서 금번 정부에서 시행하는 저NOx버너 설치 보조금 사업의 원

활한 운영을 위하여 지원할 수 있는 버너성능의 인정기준 및 운영 절차

에 대한 방안을 제시하였다.

향후 우리나라도 연소시설에서 발생되는 질소산화물을 안정적으로 관

리하기 위하여 NOx저감 효율이 높고 오염물질 발생량이 적은 저NOx

버너가 많이 보급될 수 있도록 공급 또는 제조하는 단계부터 규제하는

제도의 도입도 필요할 것으로 사료된다.

(1) NOx 인정기준

저NOx버너 설치보조금 지원대상과 근접한 시간당 증발량이 20톤 이

하 중․소형 보일러의 NOx배출농도에 대한 실태조사 결과, 중유(B-C

Oil) 저NOx버너는 건조가스기준의 산소농도 4%로 환산하여 평균 NOx

배출농도가 175ppm으로 나타났으며, 가스연료(LNG)를 사용하는 저

NOx버너는 건조가스기준의 산소농도 4%로 환산하여 평균 NOx 배출

농도가 34ppm으로 측정되었다.

유럽연합국가, 미국 및 일본의 경우 액체버너는 NOx배출농도를 60～

80ppm, 기체버너는 NOx배출농도를 30～60ppm의 범위 이내로 규정

하고 있는 등의 사례로 볼 때 저NOx버너의 NOx배출농도 인정기준은

우리나라의 경우 중유버너 180ppm, 가스버너 및 중유이외 액체버너

60ppm이 적정할 것으로 사료된다.


- 123 -

(2) CO 인정기준

저NOx버너의 CO배출농도에 대한 실태조사 결과 제작사별 중유버너

는 10～22ppm(O2 4%환산), 가스버너는 0～17ppm(O2 4%환산)으로

나타났으며, 미국 AQMD에서 보일러의 질소산화물 관리 및 소형보일러

인정기준은 400ppm(O2 3%환산), 한국 에너지관리공단의 보일러 설치

기술 규격은 200ppm, 유럽연합국가의 버너표준규격은 가스 93ppm(O2

3%환산) 및 액체 47ppm(O2 3%환산)으로 정하고 있는 등의 사례와 에

너지관리공단의 “보일러 효율 향상기술 규격”에서 정한 연소효율 관리

기준과 관련된 공기비 산출은 CO농도 100～200ppm에서 측정하여 활

용하는 사례를 고려할 때 저NOx버너의 CO배출농도의 인정기준은

150ppm이 적절할 것으로 사료된다.

(3) 부하율 및 검사 시간

보일러의 부하율 및 배기가스 농도를 측정하는데 필요한 소요시간을

살펴보면 연료사용량, 급수량, 발생증기량, 배기가스 등 보일러 성능을

측정하기 위한 조건이 필요하며 사업장의 열사용 시설의 부하에 따라

안정된 조건을 유지할 수 없는 상황이 발생할 수도 있으나 보일러가 정

상적인 운전상태에서 최소 1시간 이상 가동하여 측정하는 것이 바람직

하고 부득이한 경우에는 최소 30분 이상 측정하고 그 사유를 분명하게

명기하도록 하는 것이 좋을 것으로 판단된다.

나. 저NOx버너의 설치 이후 운영 관리

저NOx버너로 인정받은 제품이 적정하게 설치되도록 하고 저NOx버

너의 NOx저감성능을 지속적으로 유지하도록 하기위한 환경 선진국의

관리 제도를 살펴보면 다음과 같다.

미국의 AQMD는 저NOx보일러에 대하여 인정받은 날부터 3년마다

재 인정을 받도록 하고 있으며, 질소산화물 관리를 위한 최적 연소조건


- 124 -

이 되도록 보일러의 튜닝을 연 2회 이상 실시하는 것과 배출가스 중의

산소농도를 3% 이하로 유지하여 가동하도록 규제하고 있다.

일본 동경은 인정받은 연소기기의 제조 및 판매실적 등을 통하여 보

급 실태를 관리하고 인정기준을 준수할 수 없는 제품은 인정을 취소하

는 등의 방법으로 성능이 지속적으로 유지되도록 하고 있다.

따라서 중소형 보일러용 저NOx버너 설치보조금 지원 사업과 관련하

여 저NOx버너 인정제품을 적정하게 설치하도록 관리하는 것과 보조금

으로 설치한 제품의 성능이 유지되도록 관리하기 위한 사후관리대책으

로 성능확인검사의 기준을 아래와 같이 제시하였다.

(1) 인정검사 제품 범위

저NOx버너 인정검사시의 보일러와 형식별(연관식, 노통연관식, 직립

형, 자연순환형 수관식, 강제순환식, 관류식, 섹션식, 특수형)로 분류한

보일러의 종류가 동일하고 또한 버너의 모델, 성능 및 기능도 동일할

경우 등은 제4장에서 정한 바에 따라 인정받은 제품으로 하고 전수검

사를 생략하여 업무의 효율 향상과 업체의 부담을 경감시킬 필요가 있

다고 판단된다.

(2) 성능확인검사 대상

성능확인검사는 설치보조금을 신청한 저NOx버너에 대하여 행정기관

도는 검사기관에서 실시하며, 검사 대상은 보일러의 전열면적, 연소실용

적, 최대상용증기압, 정격증발용량 등이 저NOx버너 인정검사 시와 상

이한 보일러에 설치한 경우에 한하여 실시한다. 다만, 인정검사를 받은

제품의 범위에 있는 경우와 저NOx버너가 부착된 보일러의 정격증기압

력이 <표 4-9>에서 정한 증기압력 범위 이내에 있는 경우에는 제외하

는 것이 바람직 할 것으로 판단된다.

참고문헌

- 125 -

참 고 문 헌

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- 128 -

<부록 1> 중소기업 대기환경개선사업 업무처리 지침

제1조(목적) 이 지침은 「대기환경보전법」 제11조 및 「수도권대기환경

개선에관한특별법」(이하 “법”이라 한다) 제34조 규정에 의하여 대기오염

저감을 위한 중소기업대기환경개선사업(이하 “지원사업”이라 한다)을 효

율적으로 운영하기 위하여 필요한 사항에 대하여 업무 규정으로 정함을

목적으로 한다.

제2조(정의) 이 규정에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다.

1. “저NOx버너”이라 함은 연료 및 공기의 혼합특성을 조절하거나 연소영

역의 산소농도와 화염온도를 조절하는 등의 방법으로 연소온도 및 연

료에 의한 질소산화물(Thermal NOx 및 Fuel NOx)의 생성을 억제 시

키는 기능과 일정한 저감효율이 있는 버너를 말한다.

2. “보조금”이라 함은 온수 또는 열공급 등을 위해 사용하는 보일러에 저

NOx버너 인정검사를 받은 제품을 설치하는데 소요되는 비용의 일부에

대하여 국가가 무상으로 지원하는 자금을 말한다.

3. “저NOx버너 인정검사”(이하 “인정검사”라 한다)이라 함은 저NOx버너

의 제작자가 판매 이후 설치보조금을 지원 받기 위하여 일정한 기준

이상의질소산화물의 저감효율을 갖춘 제품임을 인정받는 검사를 말한

다.

4. “성능확인검사”라 함은 보조금지급대상자가 인정제품을 설치하였는지

그리고 저NOx버너 인정기준을 준수하여 운영하는지에 대한 확인이 필

요하다고 환경부장관이 인정하여 검사기관에 의뢰하여 실시하는 검사

를 말한다.

5. “보일러”라 함은 연료의 연소열로 물을 간접 가열하여 온수 또는 수증

기를 발생시키는 연소설비를 말한다.

6. “지급대상자”이라 함은 신청서류를 심사하여 보조금을 지급받을 수 있

는 대상자로 결정된 자를 말한다.

<부록> 중소기업대기환경개선사업 업무처리지침

- 129 -

7. “교부기관”이라 함은 지원사업의 운영 절차에 따라 지급결정자에게 보

조금을 지급하는 해당 광역지방자치단체의 행정기관을 말한다.

제3조(저NOx버너 인정검사 등) ① 버너 판매자는 별지 제1호서식의 저

NOx버너 인정검사신청서식과 구비서류를 갖추어(이하 “구비서류”이라

한다) 제20조의 규정에 의한 검사기관의 장에게 인정검사를 받아야 한

다.

②인정검사의 신청구비서류, 검사항목, 검사절차, 검사방법, 인정기준 및

인정절차 등은 별표 1과 같다.

③제1항 및 제2항의 규정에 의하여 인정받은 저NOx버너와 동일한 모델

의 제품은 인정검사를 받은 것(이하 “인정제품”이라 한다)으로 한다.

④검사기관의 장은 제1항 규정에서 의하여 저NOx버너 인정검사의 신청

을 접수한 경우에는 신청자와 검사 일정을 협의하여 실시할 수 있고 또

한 필요하다고 인정하는 경우에는 관계 공무원이 검사 시에 입회하도록

요청할 수 있다.

⑤검사기관의 장은 저NOx버너 인정검사를 완료한 경우에 별지 제2호 서

식의 저NOx버너 인정검사 결과서를 검사신청자에게 교부하고 환경부장

관 및 교부기관의 장에게 이를 통보하여야 한다.

⑥ 환경부장관은 제5항의 규정에 의하여 통보받은 검사결과를 검토하여

흠결사항이 없는 경우에는 저NOx버너로 인정․관리하여야 한다. 다만,

흠결사항이 있는 경우에는 사유를 명기하여 검사기관에 통보하고 재검사

를 요청하여야 한다.

제4조(보조금 지원 대상 및 지역범위) ① 보조금을 지원 받을 수 있는 대

상은 다음 각호에 적합한 저NOx버너를 신규 설치하거나 교체 설치하는

자이다.

1. 시간당 증발량 1톤 이상부터 10톤 미만 또는 시간당 열량 619,000Kcal

이상부터 6,190,000Kcal 미만의 보일러에 설치하는 경우.


- 130 -

2. 제3조의 규정에 의하여 인정검사를 받은 제품을 설치하는 경우

② 다음 각 호의 지역에 저NOx버너가 설치된 경우에 한하여 보조금을

지원하되, 1개 사업장에 저NOx버너 1대를 설치하는데 소요되는 자금에

한하여 지원할 수 있다.

1. 인천광역시 남동구, 경기도 시흥시, 경기도 안산시

2. 환경정책기본법 제22조의 규정에 의한 특별대책지역( 울산․미포 및

온산국가 산업단지, 여천국가산업단지 및 확장단지를 포함한 광양만권

역) 일원

③ 제1항 및 제2항의 규정에도 불구하고 환경부장관이 필요하다고 인정

하는 경우에는 지원시설의 대상 및 지역범위를 변경할 수 있다.

제5조(보조금의 지원범위) 보조금은 저NOx버너 및 부대설비의 구입비용

과 시설 철거 및 설치공사 비용을 합산한 금액에 대하여 지원할 수 있

다.

제6조(설치 자금의 지원규모 등) ① 저NOx버너를 설치하는데 소요되는

자금은 일정한 비율의 무상 보조와 융자로 지원하며 지원내용은 다음 각

호와 같다.

1. 국고보조금액은 소요자금의 65%이내에서 국고 65분의 50 그리고 지

방비 65분의 15의 비율로 국고 및 지방비를 각 각 산출하되 최대 지

원금액을 초과하지 않아야 하며, 대상시설별 지원한도 및 국고보조금의

규모 등은 다음과 같다.


- 131 -

국고규모(백만원) 대상시설 지원한도 및 비율

수도권지역 2,408

특별대책지역 1,300

시간당 5톤 미만 또는 시간당 열량

3,095,000Kcal 미만 보일러

소요자금의 65% 이내

단, 최대 32.5(국고 25, 지방비 7.5)백만원

시간당 5~10톤 미만 또는 시간당

열량 3,095,000~6,190,000Kcal

미만 보일러

소요자금의 65% 이내

단, 최대 39(국고 30, 지방비 9)백만원

2. 융자지원의 규모․한도․비율은 다음과 같으며, 융자지원 사무는「환

경개선특별회계법」제4조제3항 규정에 의하여 환경관리공단에서 시행

하고 이 규정에서 규정하지 않은 융자지원 조건 및 절차 등에 관한 사

항은 환경관리공단의 저NOx버너 설치자금 관련 융자운용요강에 따른

다.

융자규모(백만원) 대상시설 지원한도 및 비율

수도권지역 963

특별대책지역 520

시간당 5톤 미만 또는 시간당 열량

3,095,000Kcal 미만 보일러소요자금 20%이내(단, 최대 10백만원)

시간당 5~10톤 미만 또는 시간당

열량 3,095,000~6,190,000Kcal

미만 보일러

소요자금 20%이내(단, 최대 12백만원)

제7조(신청서 접수) ① 설치보조금을 지원 받고자하는 자는 별지 제3호서

식의 설치보조금 지원 신청서와 구비 서류(이하 “신청서류”라 한다)를 첨

부하여 설치보일러가 소재하는 해당 특별시장․광역시장․도지사(이하

“시․도지사”라 한다)에게 제출하여야 한다.

② 시․도지사는 제1항의 규정에 의하여 신청서를 접수한 때에는 필요한

사항을 신청서 접수 대장에 기록하고 지체 없이 환경부장관에게 통보하

여야 한다.

③ 환경부장관은 통보 받은 신청서류의 내용을 확인하기 위하여 신청자

의 사업장에 대하여 현지조사를 할 수 있다.

④ 환경부장관은 제2항의 규정에 의하여 통보 받은 신청서를 접수할 때


- 132 -

에는 신청서류를 검토하여 미비사항이나 제4조 내지 제6조 및 제9조 등

에서 정한 자격미달 또는 결격 사유가 있는 경우에는 이의 보완을 요청

하거나 반려할 수 있다.

제8조(우선순위 대상자) 환경부장관은 다음 각 호의 어느 하나에 해당되

는 경우에는 우선하여 지원을 할 수 있다. 다만, 재원범위 내에서 지급대

상자를 결정할 경우에는 우선순위를 정하지 아니할 수 있다.

1. 「환경기술개발 및 지원에 관한 법률」제7조에서 정한 질소산화물을

저감하는 신기술이 적용된 저NOx버너를 설치하는 자

2. 중유를 연료로 사용하는 보일러를 운영하는 사업자가 천연가스를 연료

로 사용하는 저NOx버너로 교체․설치하는 자

3. 사용 연수가 10년 이상된 노후 버너를 교체하는 자

4. 동일 조건에서 질소산화물 상대적 저감효율이 20% 이상 높은 버너의

설치자

5. 상시근로자 수가 적은 사업장

6. 그 밖에 필요성이 인정되는 자

7. 신청서 접수 순

제9조(지원사업 제외대상) 사업자가 다음 각호의 어느 하나에 해당하는

경우에는 보조금 지원 대상에서 제외한다.

1. 저NOx버너 설치보조금과 다른 명분의 자금을 지원 받아 사업을 수행

중이거나 자금지원의 추천을 받은 자. 다만, 대상 시설이 다르거나 받

은 금액으로 총 사업비를 충당하지 못한 금액은 지원할 수 있다.

2. 보조금을 신청한 날부터 1년 이내에 운영 계획이 없는 보일러

3. 그 밖에 환경부장관이 인정하는 경우

제10조(심사위원회 상정 등) ① 환경부장관은 제7조에서 정한 보조금 신


- 133 -

청서류와 현지 조사한 자료 등을 갖추어 심사위원회에 상정하여 심사할

수 있다. 다만, 설치보조금 지원목적 및 조건에 적합하지 아니한 경우에

는 심사하지 아니하고 신청서류를 반려할 수 있다.

② 환경부장관은 제3조제5항에 의하여 통보받은 저NOx버너 인정검사의

결과가 제3조제2항의 별표 1에 적합한지를 검토하여야 하며 필요한 경우

에는 심사위원회에 상정하여 이를 심사하게 할 수 있다.

제11조(심사위원회 구성) ① 환경부장관은 지원사업을 원활하게 운영하기

위하여 심사위원회위원장(이하 “위원장”이라 한다) 1인을 포함한 9인 이

내의 심사위원회의 위원(이하 “위원”)을 구성할 수 있다.

② 위원장은 환경부장관이 되며 심사위원회를 대표하고 심사위원회의 회

무를 통할한다. 다만, 위원장이 부득이한 사유로 그 직무를 수행할 수 없

는 경우에는 제3항의 규정에 의한 당연직 위원 순으로 위원장의 직무를

대행 한다.

③ 심사위원은 당연직위원과 위촉위원으로 구분하되, 당연직 위원은 다음

각 호의 자로 구성하며, 위촉위원은 대기환경 분야에 학식과 경험이 많

은 교수 또는 전문가 중에서 위원장이 심사위원으로 위촉한다.

1. 수도권대기환경청 수도권기획과장

2. 수도권대기환경청 총량관리과장

3. 수도권대기환경청 지역협력과장

4. 보조금신청사업장을 관할하는 해당 시․도의 담당 과장

④심사위원회의 간사는 수도권대기환경청의 총량관리과장이 겸임하며 위

원장의 명을 받아 심사위원회의 사무를 처리하고 심사안건을 발의 한다.

⑤제3항의 규정에 의한 위촉위원의 임기는 2년으로 하되, 연임할 수 있

다.

제12조(심사위원회 운영등) ①위원장은 다음 각 호의 사항을 심사하기위


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하여 심사위원회를 소집한다. 다만, 위촉위원은 필요시 참여하게 할 수

있다.

1. 제7조에서 정한 설치보조금 신청에 대한 지급 대상자 결정

2. 제8조에서 정한 설치보조금 우선순위 지급 심사에 관한 사항

3. 제10조제2항에서 정한 저NOx버너의 인정에 관한 사항

4. 제18조에서 정한 설치보조금 취소 또는 반환에 관한 사항

5. 제19조의 제1항에서 정한 저NOx버너 취소에 관한 사항

6. 해당 보조금 교부기관의 장이 요청하는 경우

7. 그 밖에 위원장이 필요하다고 인정하는 경우

②심사위원회는 재적위원 과반수의 출석과 출석위원 과반수의 찬성으로

의결하며 가부 동수일 경우에는 위원장이 결정한다.

③위원장은 당해연도 재원범위 내에서 지원 경쟁률이 없고 제5조에서 정

한 소요비용의 산출내역이 명확하고 또한 보조금 지급 요건에 하자가 없

는 경우에는 심사를 생략할 수 있다.

④간사는 심사위원회의의 의결내용 및 의결결과 등의 주요사항에 대하여

회의록으로 작성하여 기록․유지하여야 한다.

제13조(심사기준 등) ① 심사위원회는 제12조제1항 제1호의 지급 대상자

를 결정하기 위하여 다음 각 호의 내용을 심사하여야한다.

1. 제4조 내지 제9조 등에서 정한 지원대상 자격 및 조건의 적합 여부

2. 제5조에서 정한 소요 비용의 적정성 여부

3. 제8조의 지원 대상자 우선순위

4. 그 밖에 위원장이 지급대상자 결정에 필요하다고 인정하는 사항

②심사위원회는 제1항 제2호의 규정에서 정한 소요비용의 적정성을 판단

할 경우에는 재정경제부장관에게 등록한 전문가격 조사기간이 조사하여

공표한 가격, 실거래 금액, 견적금액(상세 산출내역을 포함한다) 및 수입

면장 등을 참고하여 지역 및 현실 여건에 따라 소요금액을 조정할 수 있


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다.

③심사위원회는 업무를 효율적으로 추진하기 위하여 기 결정된 해당 품

목의 내역 등을 검토하여 제1항제2호의 참고자료로 활용할 수 있다.

④위원장은 심사 중에 필요한 경우에는 해당 신청자에게 관계 자료의 보

완을 요청할 수 있다.

제14조(지급대상자 결정 등) ① 환경부장관은 제7조제2항에 의하여 통보

받은 날로부터 15일 이내에 지급대상자를 결정하고 통지하여야 한다. 다

만, 보조금 지원사업의 효율적 운영과 추진 목표를 달성하기 위하여 2월

28일 이전에 보조금신청서를 접수한 경우에는 3월 15일까지 일괄 심사

하여 지급대상자를 결정할 수 있다.

② 환경부장관은 재원범위를 초과하여 지급대상자를 접수한 경우에 제8

조 각 호의 규정에서 정한 우선순위에 의하여 결정하여야 하며, 당해 대

상자 결정에서 제외된 경우에는 다음 년도의 대상자 결정시에 우선적으

로 결정할 수 있도록 하여야 한다.

③환경부장관은 제7조제5항 및 제13조의 제4항에 의하여 보완을 요청한

경우에 동일 회차 기간을 경과하거나 당해연도에 배정된 금액 한도가 결

정이 완료된 이후에 보완하면 다음 차수의 심사위원회에 상정하여 지급

대상자를 결정하게 할 수 있다.

④ 지급대상자로 결정된 사업자는 상호, 대표, 주소, 연락처, 저NOx버너

제작사 및 제품모델명, 사업기간 등의 승인 근거가 되는 사항의 변경이

있을 때에는 환경부장관으로부터 변경승인을 받아야 한다.

제15조(지급대상자 통보) 환경부장관은 제14조의 규정에 의하여 지급대상

자로 결정한 경우에는 해당 시․도지사에게 필요한 사항을 명시한 별지

제4호서식의 지급대상자 승인서를 통지하여야 하며 또한 지급대상자로

결정되지 아니한 경우에도 그 사유를 지체 없이 통지하여야 한다.


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제16조(보조금의 교부) ①보조금 지급대상자는 당해 저NOx버너의 설치를

완료한 경우에 해당 보조금 교부기관의 장에게 별지 제5호서식의 교부금

교부요청서와 구비서류를 갖추어 보조금의 교부를 신청하여야 한다.

②제1항에서 정한 보조금 교부신청은 제15조의 규정에서 정한 지급대상

자로 통보받은 날부터 4개월 이내에 하여야 한다. 다만, 지급대상자가 부

득이한 사유로 교부기간을 연장 요청한 경우에 교부기관의 장은 연장 사

유 및 시설 설치계획서 등을 검토하여 타당성이 인정되면 1회에 한하여

동일 회차수를 벗어나지 않는 3개월 이내의 기간을 정하여 승인할 수 있

다.

③보조금 교부기관의 장은 제1항에 의한 보조금 교부요청서를 접수하여

교부요청서 검토 및 인정제품의 설치여부를 현장 확인하여야하고 흠결사

항이 없으면 승인된 금액 내에서 환경부장관에게 보조금의 배정을 요청

하여 지급대상자에게 교부하여야 한다.

④ 보조금 교부기관의 장은 제3항의 규정에 의하여 보조금을 교부할 때

에는 지급대상자의 통장사본 등을 확인한 후 은행계좌를 통하여 교부하

여야 한다. 다만, 지급대상자가 설비 공급자에게 교부할 것을 요청한 경

우에는 별지 제6호의 보조금 교부위임장 서식, 인감증명서, 법인등기부등

본, 계약서, 설비공급 자의 사업자등록증사본 및 입금요청통장사본을 제

출 받아 이를 설치공급자에게 교부할 수 있다.

⑤보조금을 교부 받은 자는 금액이 시설 설치비용보다 많은 경우에는 그

차액을 해당 교부기관의 장에게 즉시 반환하여야 한다.

⑥ 환경부장관은 보조금 교부와 관련된 내역 등의 필요한 사항을 기록

관리하여야 하며 또한 해당 교부기관에서 보조금 교부를 부당하게 지급

하지 않도록 관리하여야 한다.


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제17조(성능확인검사) ① 환경부장관은 제16조제3항의 규정에 의하여 정

한 보조금을 배정하기 전에 사업자가 설치한 저NOx버너에 대하여 담당

공무원으로 하여금 적정 설치여부를 확인하게 할 수 있다. 다만, 저NOx

버너가 설치된 보일러의 전열면적, 연소실용적, 정격증발용량, 종류, 최대

사용증기압 등의 규격이 인정검사 내용과 다를 경우와 필요하다고 인정

하는 경우에는 검사기관에 저NOx버너 성능확인시험을 의뢰하여 적정

설치여부를 확인할 수 있다.

②제1항에서 정한 성능확인검사항목 및 검사기준 등은 별표 2와 같다.

③검사기관의 장은 별표 2의 기준에 따라 검사를 실시하고 그 결과를 별

지 제7호 서식으로 수도권대기환경청장에게 통보하여야 한다.

④환경부장관은 사업자가 제3항에서 정한 성능확인검사에 부적합 되어

설비를 보완한 이후에 재검사 신청하는 경우에는 검사기관에 재검사를

의뢰할 수 있다.

제18조(보조금의 지원 결정 취소 및 반환) ① 환경부장관은 다음 각 호

의 어느 하나에 해당하는 경우에는 보조금의 지원 결정을 취소하여야한

다. 이 경우 당해 취소대상자에게 15일 이상의 이의제기 기간을 주어야

한다.

1. 허위 또는 부정한 방법으로 보조금의 지원 신청 또는 교부 받은 경우

2. 보조금을 목적이외에 사용한 경우

3. 지급대상자 또는 보조금을 교부받은 자가 보조금 지원결정의 취소를

요청한 경우

4. 폐업, 부도, 파산 등으로 인하여 사업을 중단한 경우

5. 제16조제2항의 규정에 의한 교부기한 이내에 보조금의 교부를 신청하

지 않은 경우

6. 제17조에서 정한 성능확인검사에 부적합된 경우

7. 기타 환경부장관이 보조금 지급대상자를 취소할 필요가 있다고 인정


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하여 이를 결정하는 경우

②보조금을 교부받은 자가 보조금 지급결정이 취소된 경우에 환경부장관

은 해당 교부기관의 장이 보조금 반환을 명할 수 있도록 조치하여야 한

다.

③해당 교부기관의 장은 보조금의 지원 결정취소 및 반환 사유가 발생하

면 환경부장관에게 이를 통보하여야 하며, 환경부장관은 보조금을 교부

받은 자가 부도로 인한 파산, 폐업, 화재 등 특별한 사유로 인하여 당해

설비 사용이 불가능한 경우에는 타당성 및 사실관계에 대하여 심사위원

회에서 심사이후 결정된 바에 따라 제2항 규정에도 불구하고 결정취소

및 보조금 반환을 하지 아니하게 할 수 있다.

④해당 교부기관의 장은 제1항 제1호 및 제2호의 규정에 의하여 보조금

지원 결정이 취소된 자는 결정취소일로부터 2년 이내의 기간을 정하여

해당 사업장의 보조사업신청을 제한할 수 있다.

제19조(지원시설 사후 관리) ①환경부장관은 질소산화물의 저감 목적을

달성하기 위하여 필요하다고 인정되는 경우에 기술 지도를 실시하거나

또는 검사기관에 성능확인검사를 의뢰하여 운영 상태를 점검 및 관리할

수 있다. 이 경우에 부적합 사유가 발생하면 사업자와 저NOx버너 판매

사에게 즉시 개선할 수 있도록 조치하여야 한다. 버너의 결함이 원인인

경우에 판매사는 무상 또는 유상으로 수리를 해주어야 하며, 이를 이행

하지 않을 경우 환경부장관은 당해 모델의 저NOx버너 인정을 취소할

수 있다. 다만, 저NOx버너 판매사에게 소명할 기회를 주어야한다.

②보조금을 교부받은 자는 대상 시설이 지원 목적에 부합되도록 유지․관리․사용하여야 하며, 시설의 설치․운영한 날부터 5년 이내에 다음

각 호와 같은 변경 사항이 있는 경우에는 해당 교부기관의 장에게 사전

에 승인을 요청하여야 한다.

1. 사업장명 및 사업주의 변경


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2. 폐기 또는 시설구조의 변경

3. 보조금 지원 받은 시설의 양도

제20조(저NOx버너 검사기관) 제3조, 제17조 및 제19조의 규정에 의한 저

NOx버너의 인정검사 및 성능확인검사를 수행하는 검사기관은 「환경관

리공단법」에 의한 환경관리공단으로 한다.

제21조(지원사업 및 예산) ① 수도권대기환경청장 및 시․도지사(이하

“수도권대기환경청장 등”이라 한다)는 매년 저NOx버너 설치 수요 조사

와 지원사업의 계획을 수립하고 관련 예산을 운영하여야 한다.

② 수도권대기환경청장 등은 지원사업을 효율적으로 수행하기 위하여 질

소산화물 저감효과를 분석하고 필요시 다음년도 사업계획 수립에 이를

반영할 수 있도록 하여야 한다.

제22조(공고) 수도권대기환경청장 등은 당해연도의 보조금의 규모, 지원대

상, 지원조건 등을 일간신문 등에 공고하여야 한다.

제23조(보조금사업결과) 수도권대기환경청장 등은 매분기 보조금사업 지

원실적을 환경부 장관에게 보고하여야 한다.

제24조(권한의 위임) 환경부장관은 수도권지역에 소재한 사업장에서 신청

한 보조금 지원 및 운영에 관한 다음 각호의 사항을 수도권대기환경청장

에게 위임한다.

1. 제3조에서 정한 저NOx버너 인정․관리 등에 관한 사항

2. 제7조에서 정한 신청서류 접수 및 검토에 관한 사항

3. 제10조 내지 제13조에서 정한 심사위원회 상정 및 운영에 관한 사항

4. 제14조 및 제15조에서 정한 지급대상자 결정 및 통보에 관한 사항

5. 제16조에서 정한 보조금교부에 관한 사항

6. 제17조에서 정한 성능확인검사에 관한 사항


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6. 제18조에서 정한 보조금의 지원 결정 취소 및 반환에 관한 사항

7. 제19조에서 정한 지원시설의 사후 관리에 관한 사항

제25조(다른 법령 및 규정과의 관계) 보조금의 지원, 예산편성 및 운영에

관하여 이 규정에 명시하지 아니한 사항은 「환경개선 특별회계법」,

「재정융자 특별회계법」 및 기타 규정을 준용한다.

부 칙

이 규정은 2006년 1월 2일부터 시행한다


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[별표 1]

저NOx버너 인정검사 기준 및 방법(제3조제2항 관련)

1. 목적

이 검사기준 및 방법은 국가보조금을 지원하는 저NOx버너의 기능 및 성

능에 대하여 필요한 사항을 정함을 목적으로 한다.

2. 저NOx버너의 요건

저NOx버너는 다음 각 목 중에 하나 이상의 기능을 갖추고 별표 1의 제6

호에서 정한 질소산화물 및 일산화탄소의 농도가 인정기준 이하로 저감할

수 있어야 한다.

가. 다단계 연소에 의한 방식

나. 연소 불꽃의 분할 또는 길이 조절에 의한 방식

다. 배가스의 재순환에 의한 방식

(1) 버너 연소영역 내 연소가스 재순환

(2) 보일러 배출가스를 버너에 재순환 주입

라. 버너분사노즐의 연료 및 공기의 혼합특성에 의한 방식

마. 이유체 노즐 등을 통한 증기 또는 물 분사에 의한 방식

바. 기타 버너의 자체 기능으로서 질소산화물을 저감할 수 있는 방식

3. 인정검사 신청 내용 등

저NOx버너의 인정검사를 신청하고자 하는 자는 다음 각 목의 서류를 구

비하여 검사기관의 장에게 제출하여야 한다.

가. 당해 버너의 질소산화물 저감원리, 구조, 유지관리 등을 설명한 자료

나. 질소산화물 발생 예측농도 계산서(연료 중의 질소성분과 연소열에 의

한 질소산화물 이론 발생농도) 및 사용연료 중의 질소성분 함유율 성

적서

다. 저NOx버너의 질소산화물 저감효율


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라. 제작자의 질소산화물 보증 배출농도 및 보증기간

마. 제5호 가목에서 정한 부하별 버너의 연료소비량 계산서

바. 당해 버너의 연소효율 및 연료의 최대 소비량 계산서

사. 당해 보일러의 종류(연관식, 수관식 등), 전열면적, 최대 증기압, 연소

실 용적, 열량 수지 및 물질 수지 계산서

아. 당해 저NOx버너의 인정검사에 필요한 구체적인 시험방법과 조건을

설명한 자료

자. 기타 검사기관에서 필요성이 인정되어 요구하는 자료

4. 신청서류 검토 및 보완

가. 검사기관의 장은 인정검사의 구비서류가 미비하여 정상적으로 인정검

사를 실시할 수 없다고 판단될 때에는 그 사유를 명기하여 당해 검사

신청자에게 보완을 요청할 수 있다.

나. 검사를 요청받은 검사신청자는 가목에서 정한 바에 의하여 검사기관

의 장이 요청한 사항을 성실하게 작성하여 제출하여야 한다.

5. 인정검사 방법

가. 저NOx버너는 제작자 또는 사업장의 보일러에 장착하여 저NOx버너

의 부하율을 다음과 같이 변화시켜 실시하되 각 부하별로 가동시간은

2시간 이상으로 한다.

(1) 50±5%

(2) 100±5%

나. 검사기관은 제5호가목에서 정한 부하율별로 확인하는 사항은 다음과

같다.

(1) 부하별 버너의 시간당 연료소비량

(2) 보일러의 운전 증기압

(3) 보일러의 공급수의 량

(4) 배출가스 중의 산소농도, 일산화탄소 및 질소산화물의 농도


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다. 질소산화물 및 일산화탄소 배출농도의 측정방법은 「대기오염공정시

험방법」의 규정을 따르며, 보일러의 각 부하별 측정값의 산출 방법

은 다음과 같다.

(1) 보일러가 정상 운전압력에 도달한 이후부터 측정한다.

(2) 각 부하별로 2시간 동안 연속 측정한다.

(3) 2시간 측정한 평균값으로 배출농도를 산출한다. 다만, 각 5분 측

정평균값 중에 인정기준을 3회 이상 초과하지 않아야 한다.

라. 제5호가목에서 정한 부하율은 2시간동안 버너가 소비한 연료량에 제

작사에서 정한 버너의 최대 연소용량을 나눈값으로 산출한다.

마. 이 규정에서 정하지 않은 기타 검사방법 및 검사조건 등은 검사신청

자가 제출한 내역서의 내용에 따른다. 다만, 이 규정의 목적과 조건에

적합한 경우에 한한다.

바. 검사기관의 장은 저NOx버너 인정검사 시 필요하다고 인정할 경우에

관계공무원이 입회할 수 있도록 요청할 수 있다.

6. 저NOx버너의 인정기준

제5호에서 정한 부하율별 저NOx버너의 질소산화물 및 일산화탄소배출농

도 인정기준은 다음 각호와 같다.

사용연료 NOx(ppm) CO(ppm)O2 환산 기준(%)

액체

연료

중 유 180 150 4

기 타 60 150 4

기체연료 60 150 4

※ 비고 :

1. 중유를 연료로 사용하는 저NOx버너는 연료 중의 질소성분이 0.2%

이상 함유했을 때 질소산화물이 배출되는 농도를 말한다.

2. 저NOx버너의 질소산화물 및 일산화탄소의 배출농도 기준이 안정적

으로 유지되는 기간이 10년 이상 보장할 수 있어야 한다.


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7. 검사결과 판단 기준 및 측정자료 보관

가. 질소산화물의 배출농도는 제5호다목(3)에서 정한 측정값으로 기록하

고 이 값이 제6호에서 정한 인정기준을 초과하는 경우에는 부적합으

로 한다.

나. 시험기간에 버너의 연료소비량이 제5호가목에서 정한 부하율의 범위

를 벗어나는 경우에는 부적합으로 한다.

다. 기타 항목에 대한 부적합 판단은 환경부장관이 결정하되 필요한 경우

에 제12조제1항에서 정한 심사위원회에서 검사결과를 검토하여 결정

하게 할 수 있다.

라. 저NOx버너의 검사 및 측정기록은 검사기관에서 3년간 보관한다.

8. 저NOx버너 인정

가. 환경부장관은 제3조제5항에 정한 바에 따라 인정검사 결과서를 통보

받아 검토한 결과가 제6호 등에서 정한 기준에 적합하고 질소산화물

저감효과가 있다고 인정될 때에는 당해 버너에 대하여 저NOx버너로

인정한다.

나. 저NOx버너로 인정받은 내용을 변경하고자 할 때 또는 인정검사 기

준이 변경 등의 사유로 인해 종전 검사 결과가 새로운 기준에 미달될

경우는 재검사를 받아 합격하여야 한다.

9. 처리결과 통보

환경부장관은 제8호에서 정한 저NOx버너로 인정한 경우에는 관계기관

(시․도 등)에 그 내용을 통보하여야 한다.


- 145 -

[별표 2]

저NOx버너 성능확인검사 기준 및 방법(제17조제2항 관련)

1. 목적

이 기준 및 방법은 국가보조금의 지원이 결정된 자가 저NOx버너 설치를

완료한 이후 인정제품과 동일한 기능 및 성능을 유지하고 있는지를 확인하

기 위하여 검사에 필요한 사항을 정하는 것을 목적으로 한다.

2. 검사 방법 및 기준

가. 설치한 버너가 인정제품인지를 확인하기 위하여 다음 사항을 점검한

다.

(1) 버너의 제작사 및 모델명

(2) 질소산화물 저감 방식

(3) 당해 보일러의 종류(수관식 또는 연관식)

(4) 보일러의 증발용량 및 전열면적 계산서(공인기관의 시험성적서)

나. 성능확인검사는 보일러의 상용 운전 증기압력에 도달한 이후부터 버

너부하율을 100±10%에서 80분 이상 가동하여 다음과 같은 사항에

대하여 확인한다.

(1) 버너의 연료소비량

(2) 보일러의 상용 운전 증기압

(3) 배출가스 중의 산소농도, 일산화탄소 및 질소산화물의 농도

(4) 질소산화물 및 일산화탄소의 배출농도는 별표 1 제5호다목에서 정

한 방법으로 산출한 값이 별표 1 제6호의 저NOx버너 인정기준

이내이어야 한다.

3. 저NOx버너 관련 서류 제출 요청 등

가. 검사기관의 제17조에서 정한 성능확인검사에 필요한 서류가 미비하

여 정상적으로 검사를 실시할 수 없다고 판단될 때에는 그 사유를 명


- 146 -

기하여 사업자에게 관련 서류의 제출을 요청할 수 있다.

나. 사업자는 가목에서 정한 바에 의하여 검사기관의 장이 요청한 사항에

대하여 성실하게 제출하여야 한다.

4. 검사결과 판단 기준 및 측정자료 보관

가. 검사결과는 제2호의 가목의 (1) 내지 (3)에서 정한 항목이 제3조에서

정한 인정제품과 상이한 경우에 부적합으로 한다.

나. 질소산화물의 배출농도는 제2호 나목(4)에 의하여 산출한 측정값을

기록하고 이 값이 인정기준을 초과하는 경우에는 부적합으로 한다.

다. 시험기간에 버너의 연료소비량이 별표 2제4호 나목에서 정한 부하율

의 범위 100±10%를 벗어나는 경우에는 부적합으로 한다.

라. 저NOx버너의 검사 및 측정기록은 검사기관에서 보관한다.


- 147 -

[별지 제1호 서식]

저NOx버너 인정검사 신청서처 리 기 간

-

신

청

인

상 호(명 칭)

성 명(대표자) 주민등록번호

주 소(소재지) (전화번호 : )

설치 장소

저

녹

스

버

너

제 작 사 모델명

판 매 사 사용연료

(N성분함유율%)

연료주입방식/ 공급압력

□매체분무식[□공기, □수증기, □기타( )] □유압식, □로타리, □기타( )

정격 연소량 (ℓ/Hr, N㎥/Hr)

적용 보일러용량 및 종류 (Ton/Hr), □연관식, □수관식, □기타

NOx 저감방식

NOx 이론발생농도 (ppm)

NOx보증농도 및 저감효율 (ppm), (%)

배출농도 보증 기간(10년 이상)

NOx 검사 희망일

CO

기타 특기사항

저NOx버너 설치보조금사업운영규정 제3조에서 정한 인정검사를 받고자 신

청합니다.

년 월 일

신청인 (서명 또는 인)

환 경 관 리 공 단 이 사 장 귀하

수 수 료

◇ 구비서류 없 음

1. 당해 저NOx버너의 원리․방법, 구조도, 유지관리 등을 설명한 내역서 3부

2. 질소산화물 발생 예측농도 계산서(연소열 및 연료에 의한 발생이론) 3부

3. 사용연료 중의 질소성분 함유율 성적서 3부

4. 저NOx버너 저감효율 관련 설명 자료 3부

5. 저NOx버너의 연소효율 및 연소소비량 계산서 3부

6. 당해 보일러의 종류, 설계증기압, 전열면적, 연소실용적, 열수지 및 물질수지 계산서 3부

7. 기타 시험에 필요한 구체적 시험방법, 조건 등을 설명한 자료 3부


- 148 -


저NOx버너 인정검사 결과서

1. 신청 내용

신

청

인

상 호(명 칭)



설치 장소

저

녹

스

버

너


판 매 사 사용연료 (N성분함유율%)

연료주입방식/ 공급압력

정격연료량 (ℓ/Hr, N㎥/Hr)

NOx이론발생 농도

(ppm) NOx저감효율 (%)

NOx저감방식

보

일

러

정격증발용량 (Ton/Hr) 종류(형식)

전열면적 (㎡) 연소실 용적 (㎥)

정격열부하량 (Kcal/㎥․Hr) 최대증기압 (Kgf/㎠)

2. 운전상태 측정 결과

구분보일러의 부하율

50±5% 100±5%

실제(측정) 부하율

연료소비량(ℓ/Hr, N㎥/Hr)

급수 량(ℓ/Hr)

배출가스 평균온도(℃)

평균 수증기압(Kgf/㎠)

기타 특기사항


- 149 -

3. 배출가스 측정결과

산출 평균측정값

(산소농도 4%기준)인정기준

보일러의 부하율결 과

50±5% 100±5%

질소산화물(ppm)

산소농도(%) -

일산화탄소(ppm) -

4. 검사기관의 종합 의견

귀하가 년 월 일 신청한 저NOx버너의 인정검사 결과를

보내드립니다.

년 월 일

환 경 관 리 공 단 이 사 장 (인)

※ 본 인정검사 결과서는 저NOx버너 설치보조금 사업이외의 목적으로 사용할 수 없음.


- 150 -

【별지 제3호 서식】 (전면)

저NOx버너 설치 보조금 신청서접

수

20 년 월 일

제 - 호

1. 신청인(사업주)

성 명(한 자) ( )

주민등록번호 -

주 소 ( - ) 전화번호 ( ) -

2. 사업장 개요

사업장 명 업 종

소 재 지 ( - )

설치 소재지 ( - )

전 화 번 호 ( ) - 상시 근로자수 명

대기 종별대상 보일러 용량

(사업자시설관리번호) 톤/시간, ( )

설치 대상 보일러

기존버너설치연도 : 년 월, 보일러 설치연도 : 년, 사용연료:

3. 설치 저NOx버너 개요

제작사 판매사

모델명 사용연료

최대 연료소비량 (ℓ/Hr, N㎥/Hr) 적용 보일러용량 톤/시간

4. 신청 금액

총 소요금액 천원 보조금신청금액 천원

본인 부담금 천원 융자금신청금액 천원

5. 신청 설비 타기관 등의 융자 및 보조금 기사용 현황

자금 사용 여부 사용 자금

용도 및 금액

위와 같이 저NOx버너 설치보조금을 신청합니다.

20 . . .

신청인 (서명 또는 인)

관할 행정기관명 귀하

210㎜ × 297㎜


- 151 -

(후면)

저NOx버너 설치 계획서

■ 사업장명 :

[단위 : 대(식), 천원]

품 명모델 및규 격

수량 단 가소 요금 액

신청금액 완료예정일

계

◆ 첨부서류

1. 대기배출시설 설치 허가(신고)서 사본(해당시설에 한함)

2. 공사 계약서 및 세부 내역서

3. 설계도면, 설비규격 등의 사양서

4. 저NOx버너 인정검사 성적서 사본

5. 공사원가계산서(별도제공 서식에 작성)

6. 재료비 산출내역서(정부공인가격기준 등)

7. 인건비 산출내역서(정부노임단가기준)

8. 사업장 약도

※ 시설 및 제작공사 관련 설계도면, 사양서, 공사원가계산서 등은 디스켓, E-mail로도 제

출 가능함.


- 152 -

공사원가 계산서

□ 품명 :

(금액단위 : 천원)

구 분

비 목금 액 구 성 비(%) 비 고

순

공

사

원

가

재 료 비

직 접 재 료 비

간 접 재 료 비

소 계

노 무 비

직 접 노 무 비

간 접 노 무 비

소 계

경

비

소 계

순 공 사 원 가

일 반 관 리 비( %)

이 윤 ( %)

총 원 가

※ 소계, 순공사원가, 일반관리비, 이윤, 총원가는 반드시 기재요


- 153 -

【별지 제4호 서식】

승 인 서

관리 번호 00-00-0-0000 사업주 주민등록번호

소 재 지 전화 번호

사업장명 업 종

소재지 전화 번호

저NOx버너

모델명공급사

승인금액

중소기업대기환경개선사업의 운영․관리에 관한 규정 제14조의 제1

항에서 정한 보조금 지급 대상자로 결정되었음을 알려드리며, 아울러 동

규정 제16조의 제2항에서 정한 기한이내에 보조금 교부 신청을 하시기

바랍니다.

200 년 월 일

수도권대기환경청장 (인)


- 154 -


보조금 교부 요청서

신 청 인

(사 업 주)

성 명(한자)주민등록

번 호-

주 소

사업장개요

사 업 장 명

소재지(TEL) 전화번호

보조 금액저NOx버너

설치소요금액

입 금

희망은행

은행 지점 계좌번호 :

예금주(사업주)

저NOx버너 설치를 완료하였기에 보조금 교부를 요청합니다.

200 . . .

신청인 (인)

첨부물 : 1. 공사비 소요금액 산출내역서 1부.

2. 입금 희망통장 사본 1부.

3. 설비공급자 입금 희망시 위임장 등 관련자료 각 1부.

4. 저NOx버너 설치 내역서(별도 제공 서식에 작성)

5. 공사관련 사진 1부.

관할 행정기관장 귀하


- 155 -

저NOx버너 설치 내역서

1. 일반 현황

상 호(명 칭)


주 소(소재지) (전화번호: )

시설 설치 소재지

담당자 (전화번호: )

2. 저NOx버너


시 공 사 사용연료

설치 완료일 최대 연료소비량 (ℓ/Hr, N㎥/Hr)

3. 보일러 현황

정격증발용량 (Ton/Hr) 종류(형식)

전열면적 (㎡) 연소실 용적 (㎥)

정격열부하량 (Kcal/㎥․Hr) 정격 압력 (Kgf/㎠)

4. 질소산화물 및 일산화탄소 농도 자체 측정결과

측정항목 측정결과(50±5%부하) 측정결과(100±5%부하) 산소농도 평균

NOx

CO

위의 내용과 같이 저NOx버너를 설치하였음을 보고합니다.

200 년 월 일

신청인 (인)


- 156 -


보조금 교부 위임장

교

부

받

는

자

대 표 자성 명 주민등록번호

주 소(TEL)

사업장명 사업자등록번호

주 소 전화번호

입금 금융기관명(지점) 교부금액

계 좌 번 호 (예금주)

저NOx버너 설치 보조금을 상기 해당자에게 교부하여 주기 바랍니다.

200 년 월 일

(위임자)

사 업 장 명 :

사업자등록번호 :

주 소(TEL) :

대 표 자 : (인)

관할 행정기관장 귀하


- 157 -


저NOx버너 성능확인검사 결과서

1. 저NOx버너 설치 내역

설치자

상 호(명 칭)



저녹스버너


판 매 사 연료소비량 (ℓ/Hr, N㎥/Hr)

인정제품 여부

보일러 증발용량 (Ton/Hr) 보일러종류

2. 대상 시설의 측정 결과

측정 항목 측정 결과

버너 실제 부하율(100±10%이내)

사용 연료명

연료소비량(ℓ/Hr, N㎥/Hr)

급수 용량(ℓ/Hr)

배출가스 평균온도(℃)

평균 수증기압(Kgf/㎠)

3. 배출가스 측정결과(산소농도 4%기준)

측정 항목 인정기준 측정결과(버너 부하율 100±10%)

질소산화물(ppm)

산소농도(%)

일산화탄소(ppm)

4. 종합 의견

중소기업 대기환경개선대책사업의 효율적 운영 관리방안 -...

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