KR100434129B1 - 유수에멀젼 장치 - Google Patents

Abstract

첨가제와 BC유를 먼제 믹싱한 첨가제 혼합유에 믹싱이젝터로 물을 첨가 유화 시키도록되어있고 고압의 2차 믹싱으로 W/O 형의 입자를 더욱 균일하고 미세한 입자로 세분화 시킨 상태를 전기히타로 예열하여 에멀젼 탱크내에 투입시켜 에멀젼탱크외면의 전기히타에 의해 일정한 온도를유지할 수 있도록하고 이와 같은 에멀젼 연료유를 에멀젼탱크 자체의 순환계인 에멀젼탱크저부라인(관), 펌프, D형믹서, 순환부 전기히타의 순서로된 순환계로 지속적으로 순환시켜 우수한 상태의 에멀젼을 유지시키는 가운데 에멀젼 탱크로부터 에멀젼 공급탱크로 공급하되 양탱크내에 설치된 에멀젼 연료의 유면을 감지하는 레벨조절키로 유면의 상태에 딸 상호 연동외게 설치하되 시간경과에 따른 에멀젼 연료유의 파괴현상을 최소화하기위해 극히 짧은 시간내에 에멀젼연료유를 보일러에 공급될 수 있도록 설계된 유수에멀젼 장치에 관한것 임.

Description

유수에멀젼 장치{THE APPARATUS OF EMULSIFYING OIL AND WATER}

본 발명은 유수를 유화시킨 최상상태의 에멀젼유를 극히 짧은 시간내에 연소시키는 보일러에 직접 연결되는 유수에멀젼 장치에 관한 것으로 구체적으로는 연료유인 방카C유와 유화용액상첨가제를 S형 믹서로 혼합시킨다음 이 혼합물을 물과 1차 믹싱이젝터로 믹싱하여 W/O형(유분 속의 물입자)으로 에멀젼화하고 2차 고압의 D형 믹서로 W/O형의 극히 미세한 균질성의 입자로 세분화시킨 에멀젼 연료유를 열교환형 전기히타로 예열시켜 에멀젼 탱크에 유입시키고 에멀젼 탱크내의 전기히타에 의해 일정온도(60-80℃)로 유지시킨 상태에서 에멀젼 연료유는 에멀젼탱크 자체의 순환계인 믹싱펌프, D형믹서, 전기히타 순서의 순환계를 통하여 원료투입부로 부터 오는 새로운 에멀젼유와 함께 지속적으로 순환되면서 최상의 에멀젼연료유상태를 유지하는 가운데 에멀젼탱크로 부터 에멀젼 공급탱크로 공급하되 양 탱크내의에멀젼연료유의 유면을 감지하는 레벨조절기를 연동되게 설치하되 에멀젼 연료유가 시간경과에 따라 파괴되는 현상을 방지하기위해 극히 짧은 시간내에 보일러에 공급될 수 있도록 설계된 유수에멀젼장치에 관한 것이다.

종래에도 물과 유를 유화하여 에멀젼 연료유를 얻기위해 계면활성제나 기타첨가제 등의 유화제를 연료유에 혼합하고 고기능의 믹서 또는 유화형태의 장치로 에멀젼 연료유를 얻어왔으나 이를 포장 제품화하므로서 저장, 운반과정에서 연료유와 물의 비중차이 및 계면장력차이로 에멀젼입자가 파괴되고 이로인해 유수분리현상이 일어나 연소과정에서 연소의 중단현상이 발생하고 연소효율이 낮아 연료유 절감이란 소기의 목적을 기대하기 어려우며 그나마 최근에는 연료유와 물을 유화하여 에멀젼유를 얻는 기술분야는 사양화되는 기술로 전략하는 경향을 보이고 있다.

유화상태가 우수한 연료유 즉 연료절감효과가 큰 에멀젼 연료유를 얻기 위해서는 유화기능이 우수한 계면활성제나 첨가제는 물론 유분 속의 물입자(W/O)를 극히 미세화시키는 장치의 선택등 적절한 조건이 구비되어야만 소기의 목적을 달성할 수 있다.

그러나 본 발명자는 당분야에 종사하는 과정에서 아무리 유화상태가 우수한 에멀젼연료유라 할지라도 시간경과에 따라 극히 미세화한 유분 속의 물입자(W/O)가 서로 결합하여 점점 입자가 커지고 드디어는 유수분리현상이 발생하여 연소효율이 떨어지고 연료절감효과가 떨어지는 현상 즉, 유화상태가 우수한 연료유가 시간 경과에 따라 유화상태를 악화시키는 속도가 지나치게 빠르다는 사실을 알게되었다.

위와 같은 점에 착안하여 액상첨가제를 연료유와 먼저 믹서로 혼합한다음 이와 물을 믹서이젝터로 혼합하고 이 혼합물을 초고속믹서로 다시 혼합과 더불어 W/O형의 초미세입자를 형성 열교환 전기 히타를 통과시켜 예열된 최상의 에멀젼연료유의 상태에서 극히 짧은 시간내에 보일러에 공급하도록 설계된 즉석 연소용 유수에멀젼 장치를 제공함에 목적이 있다 하겠다.

도 1은 본 발명의 유수에멀젼장치

도 2a는 본 발명 장치에 있어서 첨가제 및 BC유 믹싱용 S형믹서

도 2b는 본 발명 장치에 있어서 첨가제가 혼합된 BC유와 물을 혼합시키는 믹싱이젝터

도 2c는 1차 에멀젼을 균일하게 미세화시키는 D형믹서

*도면의주요부분에대한부호의설명*

에멀젼탱크(T-1) 용기보온용히타(SH-002)

순환부전기히타(HE-3) 온도콘트롤러(TIA 04)

온도콘트롤러(T1) 첨가제저장탱크(R-T)

용기보온용전기히타(SH-001) 저장탱크전기히타(HE-1)

온도콘트롤러(TIA 03) 온도콘트롤러(TIA 01)

레벨조절기(LS 01) 첨가제전기히타(HE-2)

하위레벨(L) 온도콘트롤러(TIA 02)

상위레벨(H) 첨가제유량계(FQA 01)

최상위레벨(HH) 수동레벨게이지(LG-1)

믹서펌프(P-2) 첨가제펌프(P-1)

D형믹서(D-1) BC유 공급펌프(P-4)

에멀젼연료유공급펌프(P-3) BC유 유량계(FQA 02)

에멀젼공급탱크(T-2) 물차단벨트(SV-01)

레벨조절기(LS 02) 물공급펌프(P-5)

하위레벨(L:1) S형믹서(S-1)

상위레벨(H:1) 믹싱이젝터(E-1)

최상위레벨(HH:1) 수량계(FQA 03)콘트롤페널(PLC) 방카C유 탱크(B-C)보일러(B) 물탱크(W)자동콘트롤판넬(PLC)

본 발명은 연료용의 유수에멀젼화에 있어서 유화기능이 우수한 유화제 및 첨가제를 사용하여 유화기능이 우수한 장치로 유화시킨 유화상태가 극히 우수한 에멀젼 연료유라 할지라도 시간경과에 따른 유화상태의 파괴 속도가 지나치게 빨라진다는 사실에 착안하여 유수에멀젼화를 최상의 상태로 유화시킴과 동시에 예열시킨 상태에서 장치계내에서 체류하는 시간을 최소로 단축시키도록 설계한 유수에멀젼 장치에 관한 것으로 이를 운전(조작)하는 기능에 따라 장치의 구성을 설명하면,

정상 작동하는 상태에서 에멀젼공급탱크(T-2)의 레벨조절기(LS 02)의 하위레벨(L:1)인 20ℓ이상에서 시작되며 보일러가 가동됨으로서 에멀젼연료유 소모가 시작되면 레벨조절기(LS 02)에서 하위레벨 신호를 감지하며 이 신호에 의하여 콘트롤파넬(PLC)에서 펌프(P-3)를 가동시켜 에멀젼탱크(T-1)의 에멀젼연료유를 에멀젼공급탱크(T-2)로 공급보충하게되며,

에멀젼탱크(T-1)에서 에멀젼공급탱크(T-2)에 1벳치 용량인 80ℓ를 공급하게되면 레벨조절기(LS 01)의 하위레벨(L)센서가 작동하게되어 펌프(P-3)가 멈추고 바로 원료투입부에 신호를 주어 펌프(P-1, P-4, P-5)를 가동시키며 물차단벨브(SV-01)를 오픈하므로서 1벳치 운전이 실시된다.

1벳치 공정은 1분에 걸쳐 실시되며 혼합비율은 첨가제 0.5% 경우 총량은 80ℓ가 되며 방카-C유 63.6ℓ, 첨가제 0.4ℓ, 물 16ℓ비율로 투입된다.

첨가제 펌프(P-1)은 DC 모터의 회전수를 조정하여 1분간 0.4ℓ가 투입되게 설정하여 놓고 운전을하며 펌프의 회전수에 의해 1벳치에 소요되는 첨가제 0.4ℓ가 1분간에 정량으로 공급되고 공급된 첨가제는 S형 믹서(S-1)에서 방카-C유와 혼합된다.

방카-C유 펌프(P-4)가 가동되면 방카 C유(B-C) 탱크로부터 방카C유가 라인에 유입되고 S형-믹서(S-1)에서 첨가제가 혼합된다.

물차단벨브(SV-01)가 오픈되면 믈탱크(W)로 부터 물이 투입되고 투입된 물은 수량계(FQA 03)을 거쳐 믹싱 이젝터(E-1)에서 방카C유와 첨가제가 혼합된 연료에 혼합된다.

물공급은 물공급 펌프(P-5)를 통하여 항상유입구의 수압을 일정하게 유지시켜놓은 상태로 가동하므로써 1분간 16ℓ가 공급될 수 있게 조절한다.

믹싱이젝터 (E-01)에서 벙커C유, 첨가제 및 물 혼합물이 유화된 에멀젼연료유는 믹서펌프(D-2)를 거쳐 D형믹서(D-1)에 의해 더욱 균질하게 혼합됨과 동시에 W/O형 입자가 더욱 세분화되어 0.5-㎛-1㎛의 미립화 및 균질성의 에멀젼 상태가된다.

한편 에멀젼탱크(T-1)에 유입되는 에멀젼유의 온도가 설정온도이하가되면 히타의 전원이 온(ON)되어 온도를 상승시키면서 투입이되고 온도가 80℃ 이상으로 상승되면 온도콘트롤러(TIA 03)를 통해 제어가 실시되며 작업종료후 다음 작업간 장시간 정지시에는 순환부 전기히타(HE-3)에 전원을 차단하므로서 히타 열에 의해 에멀젼(유체)에 이상이 생기지 않게한다.

전기히타(HE-3)의 구조는 셀엔드튜브형(Shall And Tube TYPE)으로 제작하여 열교환 속도를 높혀준다.

1벳치 작업에 설정된 유량이 유량계에 의하여 투입이 확인되면 투입이 종료된 유량계의 신호에 의하여 각각의 펌프전원이 오프(OFF)상태로 동작한다. 즉, 벙커C유, 유량계(FQA 02)에 벙커C유 설정값이 모두 투입되면 콘트롤패널(PLC)에서 감지후 벙커C유 공급펌프(P-4)의 전원을 오프(OFF)시킨다.

첨가제는 첨가제 유량계(FQA 01)에서 설정값이 모두 투입되면 콘트롤패널(PLC)에서 감지후 첨가제펌프(P-1)의 전원을 오프(OFF)시키거나 벙커C유 유량계(FQA 02)에 연동을시켜 BC유 유량계(FQA 02)신호를 우선적으로 제어신호를 사용한다.

즉, 벙커C유 투입 종료시 에멀젼 연료유 공급펌프(P-3)와 함께 첨가제 펌프(P-1)도 종료시킨다.

수량계에서도 설정값이 모두 투입되면 콘트롤패널(PLC)에서 감지후 물차단밸브(SV-01)와 물공급펌프(P-5)를 오프(OFF)하여 물공급을 차단한다.

이 공정은 동시에 동작하며 1분 뒤 동시에 오프(OFF)되나 소량의 유량(투입유속)차이에 의하여 오프(OFF)시간에 미세한 차이를 가져올 수는 있다.

1벳치 투입이 끝나면 에멀젼탱크(T-1) 내부의 에멀젼용량 80ℓ가 유입되며 다시 보일러 사용부하에 따라 에멀젼공급탱크(T-2)로 공급하기 이전까지 에멀젼탱크(T-1)내의 에멀젼(유체)이 D형믹서(D-1)를 통해 순환하며 지속적인 믹서가 이루어진다.

순환횟수는 보일러 최대 부하율에서 3.8회가 실시되며 부하율이 낮을시는 3.8회 이상의 순환 횟수를 갖는다.

보일러 연료 사용량에 따라 에멀젼 연료를 계속 소모하여 에멀젼 공급탱크(T-2)의 레벨조절기(LS 02)의 하위레벨(L:1)인 20ℓ 이하로 되면 위의 과정이 반복되면서 에멀젼 연료를 보충하게 되는 구조로 설계된 유수에멀젼 장치라할 수 있다.

상기에멀젼 장치를 구성하는 각각의 구성장치를 구체적으로 설명하면 아래와 같다.

(1). 에멀젼탱크(T-1)

유수에멀젼화된 저장용기이며 항상 1벳치 용량의 에멀젼을 보유하고 있고 에멀젼공급탱크(T-2)로 이송하기 이전까지 에멀젼은 에멀젼탱크(T-1) 저부에 설치된 관을 통해 펌퍼(P-2), D형믹서, 순환부전기히터(HE-3)순으로 에멀젼탱크(T-1) 내부로 순환되어 지속적으로 우수한 에멀젼 상태를 유지할 수 있게하며 보일러 최대 연소 소모량의 5분분량을 보유하고 있으며 대기시간동안 총량을 3.8회 이상 믹서를 실시하게된다.

장치구성은 보일러 용량에 적합한 규격의 용기, 용기의 항온을 유지하는 용기보온용전기히타(SH-001), 각 히터를 조절하는 콘트롤러(TIA 03), 1벳치 이상 투입시의 오버 플로우감지 및 에멀젼공급탱크(T-2)로 이송시 이송종료를알 수 있는 하위레벨(L)을 감지하는 레벨조절기(LS 01)으로 구성되어 있으며 열손실을 방지하기위해 에멀젼탱크(T-1)의 외부에 그라스울(glass wool)로 보온처리되어 있으며 작동원리는 작업전 유수에멀젼이 에멀젼탱크(T-1)의 상위레벨(H)인 80ℓ 까지 보충후 작업이 시작되며 보일러에서 연료소모가 되어 에멀젼공급탱크(T-2)에 에멀젼 공급을 위해 에멀젼공급펌프(P-3)가 작동되면 에멀젼 이송이 시작된다.

이송은 레벨조절기(LS 01)가 하위레벨(L) 시점까지 이송되고 하위레벨 신호에 의하여 에멀젼공급펌프(P-3)가 오프(OFF)되고 원료투입장치에 가동신호를 전달하게된다.

에멀젼탱크(T-1)의 온도는 용기보온용전기히타(SH-001)에 의해 작업간 또는 작업종료후에도 항상 즉시 사용가능하게 80℃전후의 일정한 온도를 유지하며 규격은 표(1)과 같다.

표(1) 에멀젼탱크(T-1)의 규격

① 순환부 전기히타(HE-3)

열교환형으로 설계된 전기히타로서 60-80℃를 유지시키며 새로 에멀젼탱크(T-1)로 유입되는 낮은 온도의 에멀젼에 열을 가하여 에멀젼탱크(T-1) 내의 에멀젼과의 온도 편차를 줄여주며 히타전원의 온(ON)/오프(OFF)는 온도콘트롤러(T1)을 통해 제어가 실시되며 작업종료후 다음 작업간 장시간 정리시에는 히터(SH-001)와 분리되어 작동을 정지한다.

② 용기보온용 전기히타(SH-001)

에멀젼 탱크(T-1)의 외부에 보온용으로 설치된 보온재 내부에 설치된 실리콘히타로서 60-80℃ 유지되도록 설계되어있으며 에멀젼탱크(T-1)의 에멀젼 연료유의 온도를 감지하여 설정된 일정온도를 유지하며 히타 온(ON)/오프(OFF)는 온도콘트롤러(T1)을 통해 제어를 실시하며 작업간에는 순환부전기히타(HE-3)와 연동되어 작동하나 작업종료후 다음 작업간 장시간 정지시에는 히터(HE-3)와 분리되어 단독으로 에멀젼공급탱크(T-1 )의 항온 유지기능을 한다.

③ 레벨조절기(LS-01)

레벨은 하위레벨(L), 상위레벨(H), 최상위레벨(HH)로 구분되어있으며, 하위레벨 신호에서 펌프(P-1, P-4, P-5)가 온(ON)하고, 상위레벨(H) 신호에서 펌프(P-1, P-4, P-5)가 오프(OFF)된다.

(2). 에멀젼 공급탱크(T-2)

유수에멀젼화된 연료를 보일러에 공급하기전 저장하는 탱크이며 용기용량은 110ℓ로서 하위안전 부피 20ℓ, 작동부피 80ℓ, 상위안전부피 5ℓ, 경보구간부피 5ℓ로 구성되어 있으며, 에멀젼 연료소모시 하위레벨(L:1)인 20ℓ에서 펌프(P-3)를 작동시켜 에멀젼연료를 공급받고 레벨조절기(LS 02)의 상위레벨(H:1) 및 레벨조절기(LS 01)의 하위레벨(L) 신호에서 펌프(P-3)를 오프(OFF)시킨다.

따라서 에멀젼공급탱크(T-2)의 레벨은 항상 20ℓ에서 100ℓ까지 움직이며, 1회 공급에서는 80ℓ가 공급된다.

장치구성은 보일러 용량에 적합한 규격의 용기(110ℓ), 용기의 항온을 유지하는 용기보존히타(SH-002)와 히터의 온도를 조절하는 온도 콘트롤러(TIA 04)와 레벨을 감지하여 에멀젼탱크(T-1)에서 이송동작을 콘트롤하는 레벨조절기(LS 02)로 구성되어 있으며 열손실을 방지하기 위해 외부를 그라스울(glass wool)로 보온 처리되어있는 구성이다.

작동원리는,

유수에멀젼화된 연료를 보일러에 공급하기전에 저장하는 탱크이며 용기 용량은 하위안전부피 20ℓ, 작동부피 80ℓ, 상위안전부피 5ℓ로 구성되어 있으며 작업전에는 항상 하위레벨(L:1)이상의 연료가 있으며 연료소모시 최저레벨에서 펌프(P-3)를 작동시켜 에멀젼탱크(T-1)에서 에멀젼연료를 공급받고 레벨조절기(LS 02)의 상위레벨(H:1) 및 레벨조절기(LS 01)의 하위레벨 신호에서 펌프(P-3)를 오프(OFF)시킨다.

따라서 에멀젼공급탱크의 레벨은 항상 20ℓ에서 100ℓ까지 움직이며 1회 공급에서는 에멀젼탱크(T-1)에서 항상 80ℓ씩 공급된다.

에멀젼공급탱크(T-2)의 온도는 전기히타에 의해 작업간 또는 작업종료후에도 항상 즉시 사용가능하게 실리콘히타에 의해 80℃ 전후의 일정한 온도를 유지하며 에멀젼공급탱크(T-2)의 규격은 표(2)와 같다.

표(2) 에멀젼공급탱크의 규격

구분	제원	비고
용량	110ℓ	보일러 1Ton-50Ton까지 적용가능하며 용량은 규격별로 설계
작동부피	80ℓ
규격	400mm x 900mm
보온	INSULATIDN 50T

① 용기보온용 전기히타(SH-002)

에멀젼공급탱크(T-2)의 유체온도를 감지하여 설정된 일정온도를 유지하는 기능을 하며 히타전원의 온(ON)/오프(OFF)는 수동으로 제어를 실시하며 항상장시간 작동되어 탱크(T-2)의 항온을 유지시키며 규격은 표(3)과 같다.

표(3) 용기보온용히타(SH-002)의 규격

구분	제원	비고
종류	실리콘히타	보일러 1-50톤 까지 적용(용량은 규격별로실시)
규격	60-80℃유지
기타	보온재 내부에 설치

② 레벨조절기(LS 02)

레벨은 하위레벨(L:1), 상위레벨(H:1), 최상위레벨(HH:1)로 구성되어 있으며 하위레벨 신호에서 펌프(P-3)를 온(ON)하고 상위레벨 신호에서 펌프(P-3)를 오프(OFF)한다.

펌퍼(P-3), 오프(OFF)제어는 레벨조절기(LS 01)의 하위레벨(L)의 신호와 연동되어 동작하고 최상위레벨(HH:1)은 오버플로우(OVERFLOO)시 경보작동 및 안전차단을 실시한다.

③ 에멀젼공급펌프(P-3)

에멀젼탱크(T-1)에서 에멀젼공급탱크(T-2)로 이송하는 기능을하며 80ℓ을 1분내에 이송을 한다.

레벨조절기(LS 02)의 하위레벨(L:1)신호에 의해 동작이되며 레벨조절기(LS 01)의 하위레벨(L) 신호 및 레벨조절기(LS 02) 상위레벨(H:1)신호에 의해 콘트롤패널(PLC)에서 펌프(P-3)를 정지시킨다.

규격은 표(4)와 같다.

표(4) 에멀젼공급펌프(P-3)의 규격

구분	제원	비고
MODEL	TOP-340-FAVB	보일러 1TON-50TON 까지 적용.(용량은 규격별 설계)
MAKER	NIPPON OIL PUMP
TYPE	TOP(WITH RELIFE VALVE)
용량	93.6ℓ/min
회전수	1800 rpm
작동압력	2.5kgf/㎠
동력	220/380Vx3상x4Px60Hz(1.5KW)

(4). 첨가제 저장탱크(R-T)

유수에멀젼연료의 고온 유지시 유수가 분리되는 현상을 방지하는 유화제를 저장하는 용기로 용기규격은 약 15일분을 저장할 수 있는 용량이며 내부는 항온유지를 위해 전기히터(HE-1)를 설치하여 온도를 60-110℃로 유지하고 출구측에도 전기히터(HE-2 )를 설치하여 초기 작업시에도 안정적인 첨가제 공급을 할 수 있는 구조로 구성되어 있으며 작동원리는 용기 외부에 수동 레벨게이지(LG-1 )가 부착되어있으며 첨가제를 저장하며 항온유지를 위하여 용기에 그라스울(glass wool)로 보온되어있다.

① 저장탱크 전기히터(HE-1)

유화제 저장탱크의 온도를 60-110℃로 유지시켜주며 온도콘트롤러(TIA 01)에서 온도 신호를 받아 전원을 온/오프한다.

② 첨가제 전기히터(HE-2)

첨가제 탱크의 유체온도를 감지하며 설정된 일정온돌로 유지한다.

히타전원의 온/오프는 온도 콘트롤러(TIA 02)를 통해 제어를 실시하며 항상 일정한 온도를 유지하므로서 첨가제 투입펌프(P-1)에서 정량호출이 가능하게된다.

원료투입을 위한 계량, 펌퍼, 혼합계(원료투입부)

유수에멀젼의 원료인 BC유, 물, 첨가제가 각각 설정된 값에 일정하게 투입될 수 있게 유량계로 콘트롤하며 각각 투입 펌프 선정은 비율에 적당한 용량의 펌프와 항상 일정 압력을 유지시킬 수 있게 릴리브 벨브를 부착하였다.

첨가제와 BC유 차단밸브는 펌프자체의 기밀성을 이용해 밸브기능을 대체하고 있으며 펌프는 정지시 역류현상 및 누유현상이 없는 기밀성이 우수한 펌프를 사용하며 모든 펌프의 동작은 에멀젼탱크(T-1)의 레벨조절기(LS 01)스윗치의 하위레벨(L) 신호에 의하여 작동하고 정지신호는 각각의 원료투입부 유량계의 설정값에 도달시 유량계의 유량값을 콘트롤페널(PLC)에서 받아 제어하도록 되어있다.

① 첨가제유량계(FQA 01)

유수에멀젼의 첨가제 첨가 설정값에 맞게 BC유와 정비로 투입되며 레벨조절기(LS 01)에서 하위레벨 신호감지시 작동되고 설정된 투입량만큼 공급후 정지신호를 첨가제 공급펌프(P-1)로 보내 첨가제 공급펌프를 정시키며 규격은 표(5)와 같다.

표(5) 첨가제 유량계(FQA 01)의 규격

구분	제원	비고
Model	MIRSP-1H	보일러 1Ton-50Ton까지 적용.(용량은 규격별 설계)
용량	0.27-0.55ℓ/min
규격	8mm
보온	counter 부착

② BC유 유량계(FQA 02)

유수에멀젼의 수분함량에 맞게 물과 정비로 투입되며 레벨조절기(LS 01)에서 하위레벨(L)신호 감지시 작동되고 설정된 투입량 만큼 공급후 정지신호를 BC유 공급펌프(P-4)에 보내 BC유 공급펌프(P-4)를 정지시킨다.

③ 수량계(FQA 03)

유수에멀젼의 수분함량에 맞게 BC유와 정비로 투입되며 레벨조절기(LS 01)에서 하위레벨(L)인 20ℓ수준에서 신호 감지시 작동되기 시작하고 설정된 투입량만큼 공급후 정지신호를 솔레노이드벨브형의 물차단밸브(SV 01)에 보내 물공급을 차단한다.

④ 첨가제투입펌프(P-1)

1벳치 투입용량인 80ℓ에 맞추어 0.5%의 정비로 투입되며 전체 투입시간에 맞추어 DC모타 회전수를 설정하고 레벨조절기(LS 01)의 하위레벨신호에 의해 동작되며 설정한 유량이 투입되면 설정값에 의해 콘트롤페널(PLC)에서 펌프(P-1)을 정지시킨다.

신호에 의해 펌프가 정지되면 배관이 차단되어 첨가제 배관의 차단 밸브 역할도 같이하고 있으며 규격은 표(6)과 같다.

표(6) 첨가제 투입펌프(P-1)의 규격

⑤ BC유 투입펌프(P-4)

1벳치 투입용량인 80ℓ에 맞추어 79.5-79%의 정비로 투입되며 전체투입시간에 맞추어 펌프가 동작한다

레벨조절기(LS 01)의 하우레벨(L)신호에 동작이되며 설정한 유량이 투입되면 설정값에 의해 콘트롤페널(PLC)에서 펌프를 정지시킨다.

신호에 의해 펌프가 정지되면 배관이 차단되어 첨가제 배관의 차단밸브 역할도 같이한다.

규격은 표(7)과 같다.

표(7) BC유 투입펌프(P-4)의 규격

⑥ 물공급펌퍼(P-5)

물공급간 항상 일정한 압력을 유지시켜주는 기능을 한다.

레벨조절기(LS 01)의 하위레벨(L)의 신호에 의해 동작이 되며 설정한 유량이 투입되면 설정값에 의해 콘트롤페널(PLC)에서 펌프가 정지된다.

규격은 용량 11ℓ/min, 회전수 1800rpm, 작동압력 4-5kgf/㎠이다.

⑦ 물차단밸브(SV-01)

1벳치 투입용량인 80ℓ에 맞추어 20%의 정비로 투입되며 전체투입시간에 맞추어 물이 투입될수 있게 투입구측의 수압을 펌퍼(P-5)에 의해 일정하게 유지한다.

레벨조절기(LS 01)의 하위레벨(L)신호에 의해 동작이 되며 설정한 유량이 투입되면 설정값에 의해 콘트롤페널(PLC)에서 벨브를 차단한다.

규격은 솔레노이드벨브로서 작동압력은 4-5kgf/㎠이다.

⑧ S형믹서(S-1)

1차 믹서는 원료투입시 초기에 예비 믹싱기능과 다음의 2차 믹서의 효율극대화를 위한 장치이며, 첨가제와 BC유를 혼합하는 믹서로서 연이어 물이 균일하게 투입되어 혼합되는 믹싱 이젝터로 구성되어 있으며 규격은 44ℓ/min, 작동압력 4-5kgf/㎠이고 싱글타입이다.

⑨ 믹싱이젝트(E-1)

확대 축소관인 벤추리 관내에 2차 투입관을 삽입하여 균일한 혼합을 하는 방식이며, BC유와 첨가제가 혼합된 원료유 흐름에 대하여 측면에서 직각 방향으로 물이 투입되어 균일하게 혼합된다.

규격은 용량 55ℓ/min, 규격 32A/15A이형, T구조이며, 벤츄리관이 내장된 구조이다.

⑩ D-티입 믹서(D-1)

2차 믹서는 1차 원료유가 균일하게 혼합된 상태를 W/O형의 극히 미세한 입자를 세분하는 기능을 가지고 있고 고압의 압력을 통하여 유체가 D-타입믹서(D-1)로 통과시 믹서와 동시에 W/O형 입자가 미세하게 형성되어지며 입자의 크기는 0.5-1㎛의 매우 미립화 및 균질한 에멀젼상태가된다.

1벳치 소모시간인 5분에 보일러 최대소모량 기준으로 3.8이상 믹서와 순환이 되도록 설계되어있으며 규격은 용량 55ℓ/min, 규격 32A, 작동압력 8-12kgf/㎠, 더블형(DOUBLE TYPE)의 구조로 되어있다.

⑪ 믹서펌퍼(P-2)

장치 작동간 연속으로 운전되며 원료유의 2차 믹서 및 에멀젼탱크(T-1)의 에멀젼을 지속적으로 믹서와 동시에 순환시킨다.

펌퍼용량은 에멀젼탱크(T-1)의 전체용량을 1벳치 연소시키는 동안 최소 3.8회 믹서할 수 있는 용량이며 보일러 부하량에 따라 3.8회 이상 믹서 횟수가 증가하게한다.

규격은 표(8)과 같다.

표(8) 믹서펌프(P-2)의 규격

콘트롤페널(PLC)

유량계 신호를 감지하고 원료유 투입비율을 설정하며 각종 펌프의 전원통제 및 각종 종속부품의 이상유무를 감지하는 기능을 가지며 기본 콘트롤은 PLC시스템에 의하여 제어를 하며 그 기능과 구성은 다음과 같다.

① 온도콘트롤(TIA 01) 및 (TIA 02)의 콘트롤표시

② 첨가제유량제(FAQ 01), BC유 유량계(FQA 02), 수량계(FQA03)%의 카운트 표시

③ ANNAUNCI TOR 설치(LEVEL만 표시)

④ 펌프(P-4, P-5)의 주회로 내장

⑤ 각종 펌프 및 S/VALVE의 자동 수동스윗치

⑥ 펌프(P-1) 라인 전기 TRACING부분 자동/수동 스윗치

상술한 본 발명에 의한 유수에멀젼 장치의 기능과 구조의 특징은 첨가제와 BC유를 먼저 믹싱한 첨가제 혼합유에 믹싱이제거터로 물을 첨가 유화시키도록되어있고 고압의 2차 믹싱으로 W/O형의 입자를 더욱 균일하고 미세한 입자로 세분화시킨 상태를 전기히타로 예열하여 에멀젼 탱크내에 투입시켜 에멀젼탱크 외면의 전기히타에 의해 일정한 온도를유지할 수 있도록하고 이와 같은 에멀젼 연료유를 에멀젼탱크 자체의 순환계인 에멀젼탱크저부라인(파이브), 펌프, D형믹서, 순환부전기히타의 순서로된 순환계를 지속적으로 순환시켜 우수한 상태의 에멀젼을 유지시키는 가운데 에멀젼 탱크로부터 에멀젼 공급탱크로 공급하되 양탱크내에 설치된 에멀젼 연료의 유면을 감지하는 레벨조절기로 유면의 상태에 따라 상호 연동되게 설치하되 시간경과에 따른 에멀젼 연료유의 파괴현상을 최소화하기위해 극히 짧은 시간내에 에멀젼연료유를 보일러에 공급될 수 있도록 설계된 유수에멀젼 장치라할 수 있다.

본 발명에 의한 유수에멀젼 장치는 1단계로 극히 우수한 유화상태의 에멀젼 연료유를 얻을 수 있고, 2단계로 에멀젼탱크 자체의 순환계, 예열 및 보온장치 등에 의해 최상의 에멀젼연료유의 상태를 유지할 수 있게하며, 3단계로 에멀젼연료유를 극히 짧은 시간내에 보일러에 공급할 수 있어 시간경과에 따른 에멀젼의 파괴를 최소화할 수 있으므로 연소시 연소중단현상을 방지할 수 있고 또한 연료절감효과를 16%까지 높힐 수 있어 BC유를 연료로하는 연소장치에 직접 연결하므로서 엄청난 연료절감을 기대할 수 있는 유수에멀젼 장치라할 수 있다.

Claims (2)

1. 가동개시에 따라 첨가제 탱크(R-T)에서 첨가제 유량게(FQA 01)를 통과하는 첨가제가 방카 C유 탱크(B-C)에서 BC유 유량계(FQA 02)를 통과하는 BC유와 하나의 파이프 사이에서 만나 S형 믹서(S-1)에서 혼합되고 이 혼합액은 물탱크(W)로 부터 수량계(FQA 03)를 경유한 물과 함께 믹싱이제터(E1)에 투입되며 유화된 에멀젼 연료유로 되고 이는 믹서펌프(P-2)에 의해 D형 믹서(D-1)에 투입되어 더욱 균질 미세화된 에멀젼 연료유로 되어 에멀젼 탱크(T-1)내에 설치된 순환부전기히터(HE-3)로 투입 경유하여 에멀젼 탱크(T-1)바닥으로 유입되도록 되어 있고 에멀젼 탱크(T-1)의 원통벽에는 용기 보온용전기히터 (SH-001)가 설치외어 있고 내부공간에는 하위 레벨(L), 상위레벨(H), 최상위레벨(HH)을 감지하는 레벨 조절기(LS 01)가 현수되어 있으며 바닥 밖으로 연장되는 파이프는 펌퍼(P-2), D형믹서(D-1), 순환부전기히터 순서로 되는 순환계를 구성하고 있으며 에멀젼 탱크(T-1)내에 일정량의 에멀젼 연료유가 체워지면 온도 조절기(TIA 03)와 연결된 출구파이프를 거쳐 펌퍼(P-3)에 의해 에멀젼 공급탱크(T-2)에 유입되며 에멀젼 공급탱크(T-2)의 벽내부에는 용기보온형히터(SH-002)가 설치되어 온도콘트롤러(TIA 04)에 의해 온도 조절을 할 수 있도록 되어 있고 공간내부에는 하위레벨(L:1), 상위레벨 (H=:1) 최상위레벨(HH:1)을 감지하는 레벨 조절기가 현수되어 있으며 유입된 에멀젼 연료유는 저면에 설치된 파이프를 통해 보일러에 공급될 수 있도록 자동 콘트롤패널(PLC)을 구비한 유수에멀젼 장치
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