KR0162959B1

KR0162959B1 - Burner nozzle of boiler

Info

Publication number: KR0162959B1
Application number: KR1019950042274A
Authority: KR
Inventors: 정용우; 이익형; 이오수
Original assignee: 이수강; 한국중공업주식회사
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 1998-12-15
Also published as: KR970028055A

Abstract

본 발명은 냉각 및 보수유지가 용이한 보일러용 버너노즐장치에 관한 것으로서, 내측 공간이 다수개의 수직격벽(1)(1a)(1b)과 수평격벽(2)(2')으로 구획되고 측벽(5)(5a)(5b)(5c) 후단부에 유도곡면판(3)이 일체로 형성된 노즐(27)의 후방에, 유동관(18)이 연설되고, 상기 노즐(27)의 외측에 노즐 보호케이스(20)를 일체로 장착하여 된 통상형태의 보일러용 버너노즐장치에 있어서, 분할선(8)을 따라 상기 노즐(27)을 본체(6)와 교환체(7)의 두부분으로 분리·제작하여 상기 분할선(8)이 중앙에 위치토록 노즐(27)의 각 측벽(5)(5a)(5b)(5c) 중앙부에 고정판(9)을 용접하고, 중앙 수직격벽(1)의 높이 중간지검 양측면에 고정판(9)을 용접하며, 강인한 결합을 얻기위해 좌·우측 수직격벽(1a)(1b)의 상단부 양측면에 고정판(9)을 부착시켜 본체(6)와 겹치는 부분에는 용접을 실시하고, 교환체(7)와 겹치는 부분에는 핀이나 볼트, 걸쇠 등의 고정기구(13)로 체결하며, 노즐(27)의 과열방지를 위해 상기 유도곡면판(3)의 선단 상·하측에 측벽(5)의 가로방향으로 냉각용 슬롯(11)을 천설함으로써, 종래 보일러의 운전시 발생되던 노즐의 열변형과 고온산화, 열응력에 의한 균열파괴 등을 획기적으로 억제하게 된 특징이 있는 것이다.The present invention relates to a burner nozzle apparatus for a boiler that is easy to cool and maintain, wherein an inner space is divided into a plurality of vertical bulkheads 1, 1a, 1b and horizontal bulkheads 2, 2 ', and a side wall ( 5) The flow tube 18 extends behind the nozzle 27 in which the guide curved plate 3 is integrally formed at the rear end of the 5a, 5b and 5c, and the nozzle protection outside the nozzle 27. In the boiler burner nozzle apparatus of the normal type in which the case 20 is integrally mounted, the nozzle 27 is divided into two parts of the main body 6 and the exchanger 7 along the dividing line 8. To weld the fixing plate 9 to the center of each side wall 5, 5a, 5b and 5c of the nozzle 27 so that the dividing line 8 is located at the center thereof. The fixed plate 9 is welded to both sides of the index finger, and the fixed plate 9 is attached to both sides of the upper end of the left and right vertical bulkheads 1a and 1b to obtain a strong coupling. , School The overlapping portion of the sieve 7 is fastened with a fixing mechanism 13 such as a pin, bolt, or clasp, and sidewalls 5 are disposed above and below the tip of the guide curved plate 3 to prevent overheating of the nozzle 27. By installing the cooling slot 11 in the transverse direction, it is characterized by dramatically suppressing thermal deformation, high temperature oxidation, crack breakage due to thermal stress, and the like, which occurred during the operation of a conventional boiler.

Description

Burner jog device for boiler for easy cooling and maintenance

제1도는 접선연소방식이 채택된 보일러의 운전상태를 개략적으로 나타낸 횡단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing the operating state of the boiler employing a tangential combustion method.

제2도는 버너조립체의 사시도.2 is a perspective view of a burner assembly.

제3도는 보일러용 버너노즐장치 중 연료-공기 버너노즐장치의 사시도.3 is a perspective view of a fuel-air burner nozzle device of the burner nozzle device for the boiler.

제4도 (a)는 본 발명에 따른 버너노즐장치의 노즐을 길이방향으로 단면한 종단면도.Figure 4 (a) is a longitudinal cross-sectional view of the nozzle of the burner nozzle device according to the present invention in the longitudinal direction.

제4도 (b)는 본 발명에 따른 노즐의 정면도.4 (b) is a front view of the nozzle according to the present invention.

제5도 (a)는 본 발명의 노즐에 체결강화용 고정기구를 추가실시한 상태의 요부 단면도.Fig. 5 (a) is a sectional view showing the main parts of a state in which a fastening tightening mechanism is added to the nozzle of the present invention.

제5도 (b)는 본 발명의 노즐에 체결강화용 고정기구를 추가실시한 상태의 정면도.Figure 5 (b) is a front view of a state in which a fastening strengthening fixing mechanism is added to the nozzle of the present invention.

제6도 (a)는 본 발명의 노즐에 냉각용 슬롯을 형성한 상태의 단면도.6A is a cross-sectional view of a state in which a cooling slot is formed in the nozzle of the present invention.

제6도 (b)는 본 발명의 노즐에 냉각용 슬롯을 형성한 상태의 정면도.6 (b) is a front view of a state in which a cooling slot is formed in the nozzle of the present invention.

제7도 (a)는 종래 보일러용 버너노즐장치의 노즐의 단면도.7 (a) is a cross-sectional view of a nozzle of a burner nozzle apparatus for a conventional boiler.

제7도 (b)는 종래 보일러용 버너노즐장치의 노즐의 정면도.7 (b) is a front view of a nozzle of a burner nozzle apparatus for a conventional boiler.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

6 : 본체 7 : 교환체6: body 7: exchanger

8 : 분할선 9 : 고정판8: dividing line 9: fixing plate

11 : 슬롯 13 : 고정기구11: slot 13: fixture

본 발명은 냉각 및 보수유지가 용이한 보일러용 버너노즐장치에 관한 것으로서, 특히 접선연소방식이 채택된 보일러의 노즐을 개량하여 종래 보일러의 운전시 발생되던 노즐의 열변형 및 고온산화, 균열 등을 획기적으로 억제하게 된, 냉각 및 보수유지가 용이한 보일러용 버너노즐장치에 관한 것이다.The present invention relates to a burner nozzle device for a boiler that is easy to cool and maintain, and in particular, to improve the nozzle of a boiler adopting a tangential combustion method to prevent thermal deformation, high temperature oxidation, and cracking of a nozzle generated during operation of a conventional boiler. The present invention relates to a burner nozzle apparatus for boilers, which is easily suppressed by cooling and maintenance.

본 발명과 관련있는 종래의 기술로는 미합중국 컴버스천 엔지니어링 인코포레이티드에서 출원한 대한민국 공개특허 제83-3693호와 제94-26444호가 있으며, 이들은 모두 접선연소방식 연소시스템의 구성에 관한 것으로서 본 발명은 이 접선연소방식이 채택된 보일러의 버너노즐장치 중 노즐의 구조에 관한 것이다.Conventional techniques related to the present invention include Korean Patent Application Publication Nos. 83-3693 and 94-26444, filed by Combustion Engineering, Inc., USA, all of which relate to the construction of a tangential combustion type combustion system. The present invention relates to a structure of a nozzle in a burner nozzle apparatus of a boiler in which the tangential combustion method is adopted.

접선연소방식이 채택된 보일러의 버너노즐장치는 첨부도면 중의 제1도에서 참조되는 바와 같이 연소실(100)의 각 모서리에 위치하고 있으며 보일러 가동시 버너노즐장치의 각도가 연소실 중심(101)에서 벗어나는 방향으로 연소실 내부의 화염을 시계방향 또는 반시계방향으로 돌려주며 또한 아래, 위 방향으로도 화염을 조절할 수 있는 역할을 한다. 첨부도면 중의 제2도는 기능에 따른 여러가지 형상의 버너노즐장치(102)(103)(104)(105)가 부착되어 있는 버너 조립체(106)를 도시한 것으로서, 연소실(100)의 네 모서리 중 한 모서리의 버너 조립체(106)를 수직으로 세워서 본 도면이다.The burner nozzle device of the boiler adopting the tangential combustion method is located at each corner of the combustion chamber 100 as referred to in FIG. 1 of the accompanying drawings, and the angle of the burner nozzle device is deviated from the center of the combustion chamber center 101 when the boiler is operated. As a result, the flame inside the combustion chamber is turned clockwise or counterclockwise, and the flame can also be adjusted up and down. FIG. 2 of the accompanying drawings shows the burner assembly 106 to which burner nozzle devices 102, 103, 104 and 105 of various shapes according to functions are attached, and one of the four corners of the combustion chamber 100 is shown. The burner assembly 106 in the corner is vertically viewed.

제3도는 전술한 여러형상의 버너노즐장치 중 연료-공기 버너노즐장치(104)의 상세도로서, 연료가 이송되어 오는 유동관(18)이 차지하는 부분을 제외한 나머지 공간으로는 연소에 필요한 공기가 유입되며 노즐(27)은 상기 유동관(18)을 통해서 유입되는 연료와 나머지 공간을 통해서 유입되는 연소용 공기를 보일러의 운전조건에 따라 아래 또는 위로 분무하여 화염의 방향을 조절한다. 그러나 현재까지의 기술로서 제작되어 운전되고 있는 접선연소방식 보일러의 버너노즐장치는 한몸체로 제작되어 있고, 확실한 냉각 수단 없이 연소실(100) 내부의 높은 복사열에 노출되어 운전되고 있기 때문에 노즐 선단부에서 열변형 및 고온산화, 균열 등의 현상이 자주 발생하였다.3 is a detailed view of the fuel-air burner nozzle device 104 of the various burner nozzle apparatuses described above, and air required for combustion flows into the remaining space except for the portion occupied by the flow pipe 18 through which the fuel is being transferred. The nozzle 27 controls the direction of the flame by spraying the fuel flowing through the flow pipe 18 and the combustion air flowing through the remaining space down or up according to the operating conditions of the boiler. However, the burner nozzle apparatus of the tangential combustion boiler, which has been manufactured and operated as a technology up to now, is manufactured in one body and is exposed to high radiant heat inside the combustion chamber 100 without any cooling means. And phenomena such as high temperature oxidation and cracking frequently occurred.

첨부도면 중의 제7도 (a)(b)는 이러한 종래 보일러용 버너노즐장치에 일반적으로 사용되던 노즐의 단면도 및 정면도로서, 측벽(5)(5a)(5b)(5c)으로 둘러싸인 노즐(27)의 내측공간을 다수개의 수직격벽(1)(1a)(1b)과 수평격벽(2)(2')으로 구획하고, 상기 측벽의 후단부에 연소실로의 공기유입을 돕는 유도곡면판(3)을 일체로 형성하여 구성하였다.7 (a) and (b) of the accompanying drawings are cross-sectional and front views of a nozzle generally used in such a burner nozzle apparatus for a conventional boiler, and the nozzles 27 surrounded by the side walls 5, 5a, 5b, and 5c are shown in FIG. Induction space plate (3) which partitions the inner space of the column into a plurality of vertical bulkheads (1) (1a) (1b) and horizontal bulkheads (2) (2 '), and assists inflow of air into the combustion chamber at the rear end of the sidewall. ) Was formed integrally.

그러나, 이러한 형태의 노즐은 노즐의 열에 의한 손상이 버너운전 및 성능에 지장을 줄 경우, 노즐이 한몸체로 제작되어져 있으므로 노즐의 선단부만 손상되었더라도 노즐 전체를 교체해야 했고, 복잡한 버너 구조에 따른 작업의 어려움 등으로 보일러의 보수·유지 비용이 과다하게 소요될 뿐 아니라 때때로 노즐 앞부분의 열변형 및 균열현상이 노즐 뒷부분으로까기 확산되어, 버너 전체가 작동되지 않아 보일러 가동이 중단되는 문제점이 있었다.However, in this type of nozzle, when the heat damage of the nozzle interferes with the burner operation and performance, the nozzle is made of one body, so even if only the tip of the nozzle is damaged, the entire nozzle must be replaced. Due to the difficulty, the maintenance and maintenance cost of the boiler is excessively consumed, and sometimes the heat deformation and crack phenomenon of the front part of the nozzle are spread to the rear part of the nozzle, so that the entire burner is not operated and the boiler is stopped.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 최소화하기 위해 안출된 것으로서, 노즐 교체시 부품비용 및 교체 작업을 줄이기 위해, 한몸체로 제작된 노즐을 본체와 교환체의 두부분으로 분리·제작하고, 노즐을 식히기 위한 별도의 냉각수단을 구비함으로써 종래 보일러의 운전시 발생되던 노즐의 열변형 및 고온산화, 균열 등을 획기적으로 억제하게 된 것이며, 본체와 교환체로 분리 제작된 노즐을 고정판으로 용접하여 일체로 하고 운전중 용접부 균열에 의한 교환체의 탈락을 방지하기 위한 추가 안전 장치로서 노즐의 구조 및 역할에 따라 걸쇠 및 핀(PIN) 등의 고정기구로 체결을 보강하며, 노즐에 슬롯을 가공하여 노즐 내부로 흐르는 연소용 공기의 일부를 외부로 흐르게 하여 노즐을 냉각시키게 하였다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 냉각 및 보수유지가 용이한 버너노즐장치의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention has been made in order to minimize the above problems, in order to reduce the parts cost and replacement work when replacing the nozzle, the nozzle made of one body is separated and manufactured in two parts of the main body and the exchanger, and a separate to cool the nozzle By providing cooling means, it is possible to drastically suppress thermal deformation, high temperature oxidation, cracks, etc. of the nozzles generated during the operation of the conventional boiler. As an additional safety device to prevent dropping of the exchanger due to cracks, reinforce the fastening with fixing mechanisms such as clasps and pins according to the structure and role of the nozzles, and use the slots in the nozzles for combustion that flows into the nozzles. A portion of the air was allowed to flow outside to cool the nozzles. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration of the burner nozzle device for easy cooling and maintenance according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 냉각 및 보수유지가 용이한 버너노즐장치는 제3도 내지 제6도 (b)에서 참조되는 바와 같이, 내측공간이 다수개의 수직격벽(1)(1a)(1b)과 수평격벽(2)(2')으로 구획되고 측벽(5)(5a)(5b)(5c) 후단부에 유도곡면판(3)이 일체로 형성된 노즐(27)의 후방에, 유동관(18)이 연설되고, 상기 노즐(27)의 외측에 노즐보호케이스(20)를 일체로 장착하여 된 통상 형태의 보일러용 버너노즐장치에 있어서, 분할선(8)을 따라 상기 노즐(27)을 본체(6)와 교환체(7)의 두부분으로 분리·제작하여 상기 분할선(8)이 중앙에 위치토록 노즐(27)의 각 측벽(5)(5a)(5b)(5c) 중앙에 고정판(9)을 용접하고, 상기 중앙 수직격벽(1)의 높이 중간지점 양측면에 고정판(9)을 용접하여 구성된다.In the burner nozzle device which is easy to cool and maintain according to the present invention, as shown in FIGS. 3 to 6 (b), the inner space has a plurality of vertical partitions (1) (1a) (1b) and a horizontal partition wall. At the rear of the nozzle 27, which is divided into (2) (2 ') and in which the guide curved plate 3 is integrally formed at the rear end of the side walls 5, 5a, 5b and 5c, the flow tube 18 is swept. In the burner nozzle apparatus for a boiler of the normal form in which the nozzle protection case 20 is integrally attached to the outside of the nozzle 27, the nozzle 27 is connected to the main body 6 along the dividing line 8. And the fixing plate 9 in the center of each side wall 5, 5a, 5b, 5c of the nozzle 27 so that the dividing line 8 is located at the center. It is constructed by welding, and the fixing plate (9) is welded to both sides of the height middle point of the central vertical bulkhead (1).

강인한 결합을 위해 좌·우측 수직격벽(1a)(1b)의 상단부 양측면에는 고정판(9)을 부착시켜, 본체(6)와 겹치는 부분에는 용접을 실시하고, 교환체(7)와 겹치는 부분에는 핀이나 볼트, 걸쇠 등의 고정기구(13)로 체결하여 보강할 수도 있다. 또한, 노즐(27)의 과열 방지를 위해 유도곡면판(3)의 선단 상·하측에 측벽(5)의 가로방향으로 냉각용 슬롯(11)을 천설할 수도 있다.For strong coupling, fixing plates 9 are attached to both sides of the upper ends of the left and right vertical bulkheads 1a and 1b, and welding is performed on a portion overlapping with the main body 6, and a pin is overlapping with the exchanger 7. It can also be reinforced by fastening with fixing mechanisms 13, such as a bolt and a latch. In addition, in order to prevent overheating of the nozzle 27, the cooling slot 11 may be installed in the horizontal direction of the side wall 5 above and below the leading end of the guide curved plate 3.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 냉각 및 보수유지가 용이한 보일러용 버너노즐장치의 작용과 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the burner nozzle device for a boiler that is easy to cool and maintain the present invention configured as described above are as follows.

종래 한 몸체로 제작된 노즐(27)을 분할선(8)을 따라 본체(6)와 교환체(7)의 두부분으로 분리·제작한 후, 고정판(9)을 상기 본체(6)와 교환체(7)위에 걸쳐 일체로 용접하므로써 보일러 운전시 발생되던 균열의 확산현상이 상기 본체(6)와 교환체(7)의 대향면에 의해 더 이상 전파되지 못하게 방지되고, 연소용 공기의 일부가 슬롯(11)을 통해 노즐 외표면을 흐르게 됨으로써 연소실(100) 내부의 복사열에 의해 고온이 된 노즐(27)을 식히게 되어, 열변형 및 고온산화, 고온 균열현상을 방지케 된다.After separating and manufacturing the nozzle 27 made of one body into two parts of the main body 6 and the exchanger 7 along the dividing line 8, the fixing plate 9 is replaced with the main body 6 and the exchanger. (7) By integrally welding over the above, the diffusion phenomenon of cracks generated during boiler operation is prevented from propagating further by the opposing surface of the main body 6 and the exchanger 7, and a part of the air for combustion is slotted. By flowing the outer surface of the nozzle through the (11) to cool the nozzle 27, which is a high temperature by the radiant heat inside the combustion chamber 100, to prevent thermal deformation, high temperature oxidation, high temperature cracking phenomenon.

또한, 종래에는 노즐(27)의 선단부분만 손상되었더라고 제3도에 도시된 많은 부품들을 해체하여 노즐을 교체한 후 재조립해야 했으나, 본 발명의 노즐(27)은 교환체(7)만 간단히 분리하여 교체하면 되므로 경제적으로 유리하게 된다.In addition, although only the tip portion of the nozzle 27 was damaged in the past, many parts shown in FIG. 3 had to be disassembled to replace the nozzle and then reassembled. However, the nozzle 27 of the present invention simply replaces the exchanger 7. It is economically advantageous because it can be removed and replaced.

Claims

The inner space is divided into a plurality of vertical bulkheads 1, 1a, 1b and horizontal bulkheads 2, 2 ', and the guide curved plate 3 at the rear end of the side walls 5, 5a, 5b, 5c. In the back of the nozzle 27 formed integrally, the flow pipe 18 is extended, and the burner nozzle apparatus for a boiler of the ordinary type in which the nozzle protection case 20 is integrally mounted on the outside of the nozzle 27. Each sidewall of the nozzle 27 is divided into two parts, the main body 6 and the exchanger 7, along the dividing line 8 so that the dividing line 8 is positioned at the center. (5) (5a) (5b) (5c) to weld the fixing plate (9) in the center, and the cooling plate characterized in that the welding of the fixing plate (9) integrally on both sides of the middle point of the height of the central vertical bulkhead (1). Burner nozzle device for easy maintenance.

2. The fixing plate 9 is attached to both sides of the upper end portions of the left and right vertical bulkheads 1a and 1b, and a portion overlapping with the main body 6 is welded and overlapped with the exchanger 7. Burner nozzle device for easy cooling and maintenance characterized in that the part is fastened by a fixing mechanism (13).

2. The cooling and maintenance of claim 1, wherein the cooling slots 11 are installed in the horizontal direction of the side walls 5 and 5b on the upper and lower ends of the guide curved plate 3. Burner nozzle device for boiler.

The burner nozzle device of claim 2, wherein the fixing mechanism is selected from a latch fastener, a bolt fastener, a pin fastener, and a rivet fastener.