KR100499385B1 - The loop seal apparatus of circulating fluidized-bed boiler - Google Patents

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Abstract

본 발명은 순환유동층 보일러의 싸이클론에서 포집된 고체입자를 연소로 및 열교환기로 이송시 역류를 방지하고 이송방향 및 이송량을 작업자가 손쉽게 조절할 수 있도록 한 순환유동층 보일러의 루프씨일 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a loop seal device of a circulating fluidized bed boiler which prevents backflow during transfer of solid particles collected in a cyclone of a circulating fluidized bed boiler to a combustion furnace and a heat exchanger and enables an operator to easily adjust the direction and amount of the conveyed fluid.

본 발명의 구성은 순환유동층 보일러(1)의 싸이클론(3) 하측에 구비되며, 싸이클론(3)에서 포집된 고체입자를 상기 연소로(2) 및 열교환기(5)로 분배시키는 루프씨일 장치(100)에 있어서, 상기 싸이클론(3)의 하부에 구비된 스탠드 파이프(20)와, 상기 스탠드 파이프(20)의 하부에 마련된 분기부(26)와, 상기 분기부(26)의 하측에 구비되며 상기 분기부(26) 내의 고체입자를 상기 연소로 이송파이프(22) 및 열교환기 이송파이프(24)로 분배시킬 수 있도록 구비된 외기공급부(28)와, 상기 분기부(26) 내로 유입되는 공기의 유입량을 조절할 수 있도록 구비된 밸브(30)를 포함하여 이루어져 있다. The structure of the present invention is provided under the cyclone (3) of the circulating fluidized bed boiler (1), the loop seed for distributing the solid particles collected in the cyclone (3) to the combustion furnace (2) and heat exchanger (5) In one apparatus 100, the stand pipe 20 provided in the lower part of the said cyclone 3, the branch part 26 provided in the lower part of the stand pipe 20, and the said branch part 26 of The outside air supply unit 28 and the branch unit 26 provided at a lower side and provided to distribute the solid particles in the branch unit 26 to the combustion furnace transfer pipe 22 and the heat exchanger transfer pipe 24. It includes a valve 30 provided to adjust the amount of inflow of air introduced into.

이러한 구성을 가지는 본 발명은 싸이클론에서 연소로 및 열교환기로 이송하는 고체입자의 양을 적절히 분배함으로써 운전효율을 높이고, 역류를 방지하여 안정된 운전이 가능한 것이다. According to the present invention having such a configuration, by appropriately distributing the amount of solid particles transferred from the cyclone to the combustion furnace and the heat exchanger, the operation efficiency can be increased, and the reverse flow can be prevented to allow stable operation.

Description

순환유동층 보일러의 루프씨일 장치 {The Loop Seal Apparatus of Circulating Fluidized-Bed Boiler} Loop Seal Apparatus of Circulating Fluidized Bed Boiler {The Loop Seal Apparatus of Circulating Fluidized-Bed Boiler}

본 기술은 순환유동층 보일러의 루프씨일 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 싸이클론에서 포집된 고체입자를 연소로 및 열교환기로 이송시 역류를 방지하고 이송방향 및 이송량을 작업자가 손쉽게 조절할 수 있도록 한 순환유동층 보일러의 루프씨일 장치에 관한 것이다. The present technology relates to a loop seal device of a circulating fluidized bed boiler, and more particularly, to prevent backflow when transferring solid particles collected in a cyclone to a combustion furnace and a heat exchanger, and to enable an operator to easily control the feeding direction and the feeding amount. A loop seal device for a circulating fluidized bed boiler.

주지하는 바와 같이, 순환유동층 보일러는 다양한 연료, 예컨대 석탄이나 슬러지, 기타 고형연료 등을 사용할 수 있으며, 조업온도가 비교적 낮아 질소산화물의 발생이 적고 연소로 내 탈황이 가능한 장점 등이 있어 폭넓게 사용되고 있다. As is well known, the circulating fluidized bed boiler can be used with various fuels such as coal, sludge, and other solid fuels, and is widely used due to its low operating temperature, low generation of nitrogen oxides, and desulfurization in a combustion furnace. .

첨부도면 도 1에서는 이러한 순환유동층 보일러(1)의 일례를 도시하고 있는데, 도면에 도시된 바와 같이 순환유동층 보일러(1)는 외부로부터 공기와 연료를 공급받아 연소가 발생되는 연소로(2)와, 상기 연소로(2)에서 비산된 유동화 매체 및 미연소된 회재와 같은 고체입자들을 회수하는 싸이클론(3)과, 상기 싸이클론(3)의 하측에 구비되어 싸이클론(3)을 통해 분리된 고체입자들을 상기 연소로(2)로 재순환시키는 루프씨일(4)과, 상기 싸이클론(3)과 연결되어 고온의 일부 입자를 냉각시킨 후 상기 연소로(2)로 재순환시켜주는 열교환기(5)와, 상기 연소로(2)로 석탄을 공급하는 연료공급기(6) 및 유동층 회분 냉각설비(7) 등을 포함하여 이루어져 있다. Figure 1 shows an example of such a circulating fluidized bed boiler 1, the circulating fluidized bed boiler 1 as shown in the drawing is a combustion furnace (2) and the combustion is generated by receiving air and fuel from the outside; And a cyclone (3) for recovering solid particles such as fluidized medium and unburned ashes scattered from the combustion furnace (2), and provided under the cyclone (3) and separated through the cyclone (3). A loop seal 4 for recycling the solid particles to the combustion furnace 2, and a heat exchanger connected to the cyclone 3 to cool some of the particles at a high temperature and then recycling them to the combustion furnace 2. (5), a fuel feeder (6) for supplying coal to the combustion furnace (2), a fluidized bed ash cooling system (7), and the like.

그리고, 상기 루프씨일(4)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 싸이클론(3)의 하부에서 직하방으로 설치된 스탠드 파이프(10)와, 상기 스탠드 파이프(10)의 하단부에서 양측으로 갈라져 형성된 연소로 이송파이프(12) 및 열교환기 이송파이프(14)로 이루어져 있다.And, as shown in Figure 2, the roof seal 4 is divided into both sides at the lower end of the stand pipe 10 and the stand pipe 10 installed directly below the cyclone (3). The combustion furnace is formed of a conveying pipe 12 and a heat exchanger conveying pipe (14).

이와 같이 구성된 루프씨일 장치(4)를 이용하여 상기 연소로(2) 내부의 온도를 조절할 수 있는데, 이는 상기 연소로 이송파이프(12) 및 열교환기 이송파이프(14)로 유입되는 고체입자의 양을 조절함으로써 이루어질 수 있다. 즉, 상기 열교환기 이송파이프(14)로 흘러들어간 고체입자는 소정의 냉각과정을 거쳐 상기 연소로(2)로 유입되기 때문에 연소로(2)가 고온으로 상승하면 열교환기 이송파이프(14) 측으로 유입되는 고체입자의 양을 늘리면 되는 것이다. By using the loop seal device 4 configured as described above, the temperature inside the combustion furnace 2 can be controlled, which is used to control the solid particles flowing into the combustion furnace transfer pipe 12 and the heat exchanger transfer pipe 14. By adjusting the amount. That is, since the solid particles flowing into the heat exchanger transfer pipe 14 are introduced into the combustion furnace 2 through a predetermined cooling process, when the combustion furnace 2 rises to a high temperature, the heat exchanger transfer pipe 14 is moved toward the heat exchanger transfer pipe 14. This is done by increasing the amount of solid particles introduced.

여기에서, 상기 연소로 이송파이프(12)의 입구에는 상기 스탠드 파이프(10)를 통해 낙하한 고체입자가 아무런 구속없이 유입되는 것을 방지하기 위해 상측으로 절곡된 굴절부(16)가 구비되어 있고, 상기 열교환기 이송파이프(14)의 입구에는 기계적으로 개도를 개폐시키는 밸브부(18)가 소정의 구동부(19)에 연결되어 설치된다. Here, the inlet of the combustion pipe transfer pipe 12 is provided with a refracting portion 16 which is bent upwards to prevent the solid particles falling through the stand pipe 10 from flowing without restriction. At the inlet of the heat exchanger transfer pipe 14, a valve unit 18 for mechanically opening and closing the opening degree is connected to a predetermined driving unit 19.

그런데, 상술한 바와 같은 열교환기 이송파이프(14)의 기계적인 밸브부(18)는 여러 접동부를 가지므로 쉽게 마모가 발생하는 문제가 있었고, 마모로 인해 발생한 틈으로 고온의 입자가 침투하여 슬래그를 형성함으로써 기구적 고장을 일으키는 원인이 되었다. By the way, the mechanical valve portion 18 of the heat exchanger transfer pipe 14 as described above has a number of sliding parts, there is a problem that the wear easily occurs, the high temperature particles penetrate into the gap generated by the wear slag The formation of a causes a mechanical failure.

또한, 고온의 상황에서 운전이 이루어지기 때문에 상기 밸브부(18)는 고내열성 자재를 사용할 수밖에 없었고, 이는 자재비의 증가 및 설치, 점검 상의 인력소요를 야기하였다. In addition, since the operation is performed in a high temperature situation, the valve unit 18 was forced to use a high heat-resistant material, which caused an increase in material cost and manpower demand for installation and inspection.

이에 본 기술은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 발명된 것으로서, 상기 루프씨일에서 상기 연소로 이송파이프 및 열교환기 이송파이프로 유입되는 고체입자의 양을 운전상황에 맞게 신속하고 간편하게 분배할 수 있도록 하여 저렴한 비용으로 보일러의 안정적인 운전을 도모할 수 있도록 한 순환유동층 보일러의 루프씨일 장치를 제공함에 발명의 목적이 있다. Therefore, the present invention has been invented in view of the above-mentioned general problems, and the amount of solid particles introduced into the combustion furnace transfer pipe and the heat exchanger transfer pipe in the roof seal can be quickly and easily distributed according to the operating situation. It is an object of the present invention to provide a loop seal device of a circulating fluidized bed boiler to enable stable operation of a boiler at low cost.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 기술은 순환유동층 보일러의 싸이클론 하측에 구비되며, 싸이클론에서 포집된 고체입자를 상기 연소로 및 열교환기로 분배시키는 루프씨일 장치에 있어서, 상기 싸이클론의 하부와 연결되어 하방 설치된 스탠드 파이프와, 상기 스탠드 파이프의 하부에 마련되며 일측은 상기 연소로로 통하는 연소로 이송파이프와 연결되고, 타측은 상기 열교환기로 통하는 열교환기 이송파이프와 연결된 분기부와, 상기 분기부의 하측에 구비되며, 상기 분기부 내의 고체입자를 상기 연소로 이송파이프 및 열교환기 이송파이프로 분배시킬 수 있도록 구비된 외기공급부와, 상기 분기부 내로 유입되는 공기의 유입량을 조절할 수 있도록 상기 외기공급부의 입구에 구비되는 하나 이상의 밸브를 포함하여 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.The present technology for achieving the above object is provided under the cyclone of the circulating fluidized bed boiler, the loop seal device for distributing the solid particles collected in the cyclone to the combustion furnace and heat exchanger, the lower part of the cyclone A branch pipe connected to the lower side and a lower portion of the stand pipe, one side of which is connected to a combustion pipe conveying pipe leading to the combustion furnace, and the other side of which is connected to a heat exchanger conveying pipe leading to the heat exchanger; It is provided on the lower side, the outside air supply unit for distributing the solid particles in the branch to the combustion pipe transfer pipe and the heat exchanger transfer pipe, and the outside air supply unit to adjust the flow rate of air introduced into the branch Technical features that comprise one or more valves provided at the inlet of It is done.

상기 외기공급부는 상기 분기부의 하부와 연결된 하나 이상의 외기공급 파이프로 이루어진 것을 특징으로 한다.The outside air supply unit is characterized in that made of one or more outside air supply pipes connected to the lower portion of the branch.

상기 외기공급부의 외기공급 파이프 일단부에는 상기 연소로 이송파이프 또는 열교환기 이송파이프 측을 향하여 천공된 하나 이상의 노즐이 형성된 것을 특징으로 한다.One end of the outside air supply pipe of the outside air supply unit is characterized in that at least one nozzle perforated toward the combustion furnace transfer pipe or heat exchanger transfer pipe side is formed.

상기 외기공급 파이프는 공급되는 공기의 흐름을 원활히 하고 유량분포를 균등하게 하기 위한 공기 덕트를 통해 상기 분기부에 연결되고, 상기 공기 덕트와 분기부와의 접촉면에는 다수개의 노즐이 천공된 분산판이 개재되는 것을 특징으로 한다. The outside air supply pipe is connected to the branch through an air duct for smoothing the flow of the air to be supplied and to distribute the flow distribution, and a distribution plate having a plurality of nozzles perforated at the contact surface between the air duct and the branch. It is characterized by.

이하, 본 기술의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하되 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하며 구체적인 설명은 생략한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present technology will be described with reference to the accompanying drawings, but the same components as in the related art are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 기술은 순환유동층 보일러(1)의 싸이클론(3) 하측에 구비되며, 싸이클론(3)에서 포집된 고체입자를 상기 연소로(2) 및 열교환기(5)로 분배시키는 루프씨일 장치(100)에 있어서, 상기 싸이클론(3)의 하부와 연결되어 하방 설치된 스탠드 파이프(20)와, 상기 스탠드 파이프(20)의 하부에 마련되며 일측은 상기 연소로(2)로 통하는 연소로 이송파이프(22)와 연결되고, 타측은 상기 열교환기(14)로 통하는 열교환기 이송파이프(24)와 연결된 분기부(26)와, 상기 분기부(26)의 하측에 구비되며, 상기 분기부(26) 내의 고체입자를 상기 연소로 이송파이프(22) 및 열교환기 이송파이프(24)로 분배시킬 수 있도록 구비된 외기공급부(28)와, 상기 분기부(26) 내로 유입되는 공기의 유입량을 조절할 수 있도록 상기 외기공급부(28)의 입구에 구비되는 하나 이상의 밸브(30)를 포함하여 이루어져 있다. As shown in FIG. 3, the present technology is provided below the cyclone 3 of the circulating fluidized bed boiler 1 and collects the solid particles collected in the cyclone 3 by the combustion furnace 2 and the heat exchanger 5. In the loop seal device 100 for dispensing), the stand pipe 20 is connected to the lower portion of the cyclone (3) and is installed below, and the lower side of the stand pipe (20), one side of the combustion furnace (2) a branch 26 connected to the combustion furnace conveying pipe 22 leading to the heat exchanger conveying pipe 24 leading to the heat exchanger 14 and a lower side of the branching part 26. An outside air supply unit 28 and the branch unit 26 provided to distribute solid particles in the branch unit 26 to the combustion furnace transfer pipe 22 and the heat exchanger transfer pipe 24. One is provided at the inlet of the outside air supply unit 28 to adjust the flow rate of the air introduced into the It is made by the a valve 30. The

상기 외기공급부(28)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 분기부(26)의 하부와 연결된 하나 이상의 외기공급 파이프(32)로 이루어질 수 있는데, 상기 외기공급 파이프(32) 중 어느 하나 이상은 상기 분기부(26)의 내부에서 상기 연소로 이송파이프(22) 또는 열교환기 이송파이프(24) 측을 향하여 하나 이상의 노즐(34)이 일단부에 부착되도록 형성한다.As shown in FIG. 4, the outside air supply unit 28 may be formed of one or more external air supply pipes 32 connected to the lower portion of the branch part 26. At least one nozzle 34 is formed at one end of the branch part 26 toward the combustion furnace transfer pipe 22 or the heat exchanger transfer pipe 24.

즉, 상기 연소로 이송파이프(22) 또는 열교환기 이송파이프(24) 중 어느 일방을 향하여 공기를 분사하는 외기공급 파이프(32)를 구비함으로써 상기 연소로(2)의 온도상황에 맞는 적절한 고체입자의 분배를 수행할 수 있고, 작업자는 공기의 분사방향 제어를 통해 분배상황을 통제할 수 있는 것이다.That is, by providing an external air supply pipe 32 for injecting air toward either one of the combustion furnace transport pipe 22 or the heat exchanger transport pipe 24, the appropriate solid particles suitable for the temperature situation of the combustion furnace 2 are provided. Distribution can be performed, and the operator can control the distribution situation through the control of the injection direction of air.

또한, 상기 외기공급 파이프(32)와 상기 분기부(26)의 사이에는 공급되는 공기의 흐름을 원활히 하고 유량분포를 균등하게 하기 위한 공기 덕트(36)가 구비될 수 있고, 상기 공기 덕트(36)와 분기부(26)와의 접촉면에는 다수개의 노즐(35)이 부착된 분산판(37)이 개재될 수 있다. 상기 분산판(37)은 오리피스형으로 형성될 수도 있다. In addition, an air duct 36 may be provided between the outside air supply pipe 32 and the branch portion 26 to smooth the flow of the air supplied and to equalize the flow distribution. The air duct 36 ) May be interposed with a dispersion plate 37 having a plurality of nozzles 35 attached to the contact surface of the branch portion 26. The dispersion plate 37 may be formed in an orifice shape.

따라서, 상기 외기공급 파이프(32)를 통해 유입된 공기 중 일부는 상기 공기 덕트(36) 내에서 잔류하면서 새롭게 공급되는 외기에 혼합되거나 균일화되어 상기 분기부(26) 내로 공급될 수 있는 것이다. Accordingly, some of the air introduced through the external air supply pipe 32 may be mixed or uniformized to the fresh air supplied while remaining in the air duct 36 and supplied into the branch 26.

아울러, 상기 외기 공급부(28)의 상기 밸브(30)는 바람직하게 솔레노이드밸브로 구성하여 외부의 미도시된 제어반을 통해 작업자가 유입되는 공기량 및 공기의 분사방향을 조절할 수 있도록 한다.In addition, the valve 30 of the external air supply unit 28 is preferably configured as a solenoid valve to enable the operator to adjust the amount of air introduced and the injection direction of air through a control panel not shown outside.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 기술은 싸이클론에서 연소로 및 열교환기로 이송하는 고체입자의 양을 적절히 분배함으로써 운전효율을 높이고, 역류를 방지하여 안정된 운전이 가능한 것이다.As described above, the present technology improves the operation efficiency by preventing the amount of solid particles transferred from the cyclone to the combustion furnace and the heat exchanger, and prevents backflow, thereby enabling stable operation.

또한, 종래와 같이 기계적 밸브 구조를 가지지 않으므로 자재비를 절감할 수 있고, 마모로 인한 정비 및 교체 비용과 같은 추가적인 비용손실이 없는 장점이 있다.In addition, since there is no mechanical valve structure as in the prior art can reduce the material cost, there is an advantage that there is no additional cost loss, such as maintenance and replacement costs due to wear.

또한, 작업자가 원격의 위치에서 간편하게 상기 분기부로 공급되는 외기의 유입량 및 방향을 제어할 수 있으므로 작업성이 향상되고, 인력절감의 효과도 있다. In addition, since the operator can easily control the flow rate and direction of the outside air supplied to the branch at a remote location, workability is improved, and there is also an effect of reducing manpower.

도 1은 종래의 순환유동층 보일러를 개략적으로 도시한 도면1 is a view schematically showing a conventional circulating fluidized bed boiler

도 2는 도 1의 A부분을 확대 도시한 도면 2 is an enlarged view of a portion A of FIG. 1;

도 3은 본 기술의 순환유동층 보일러를 개략적으로 도시한 도면Figure 3 is a schematic view of the circulating fluidized bed boiler of the present technology

도 4는 도 3의 B부분을 확대 도시한 도면4 is an enlarged view of a portion B of FIG. 3;

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 순환유동층 보일러 2 : 연소로1: circulating fluidized bed boiler 2: combustion furnace

3 : 싸이클론 5 : 열교환기3: cyclone 5: heat exchanger

20 : 스탠드 파이프 22 : 연소로 이송파이프20: stand pipe 22: combustion furnace transfer pipe

24 : 열교환기 이송파이프 26 : 분기부24: heat exchanger transfer pipe 26: branch

28 : 외기공급부 30 : 밸브28: outside air supply unit 30: valve

32 : 외기공급 파이프 34, 35 : 노즐32: outside air supply pipe 34, 35: nozzle

36 : 공기 덕트 37 : 분산판36: air duct 37: dispersion plate

Claims (4)

순환유동층 보일러의 싸이클론 하측에 구비되며, 싸이클론에서 포집된 고체입자를 상기 연소로 및 열교환기로 분배시키는 루프씨일 장치에 있어서,In the loop seal device provided below the cyclone of the circulating fluidized bed boiler, and distributes the solid particles collected in the cyclone to the combustion furnace and heat exchanger, 상기 싸이클론의 하부와 연결되어 하방 설치된 스탠드 파이프와;A stand pipe connected to a lower portion of the cyclone and installed downward; 상기 스탠드 파이프의 하부에 마련되며 일측은 상기 연소로로 통하는 연소로 이송파이프와 연결되고, 타측은 상기 열교환기로 통하는 열교환기 이송파이프와 연결된 분기부와;A branch portion provided at a lower portion of the stand pipe and connected to a combustion furnace transfer pipe leading to the combustion furnace, and the other side connected to a heat exchanger transfer pipe leading to the heat exchanger; 상기 분기부의 하측에 구비되며, 상기 분기부 내의 고체입자를 상기 연소로 이송파이프 및 열교환기 이송파이프로 분배시킬 수 있도록 구비된 외기공급부와;An outside air supply part provided below the branch part and configured to distribute solid particles in the branch part to the combustion furnace conveying pipe and the heat exchanger conveying pipe; 상기 분기부 내로 유입되는 공기의 유입량을 조절할 수 있도록 상기 외기공급부의 입구에 구비되는 하나 이상의 밸브;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러의 루프씨일 장치.And at least one valve provided at the inlet of the outside air supply unit to adjust the inflow amount of air introduced into the branch portion. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 외기공급부는 상기 분기부의 하부와 연결된 하나 이상의 외기공급 파이프로 이루어진 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러의 루프씨일 장치.The outside air supply unit loop seal device of a circulating fluidized bed boiler, characterized in that made of one or more outside air supply pipe connected to the lower portion of the branch. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 외기공급부의 외기공급 파이프 일단부에는 상기 연소로 이송파이프 또는 열교환기 이송파이프 측을 향하여 천공된 하나 이상의 노즐이 형성된 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러의 루프씨일 장치.One end of the outside air supply pipe of the outside air supply unit, the loop seal device of the circulating fluidized bed boiler, characterized in that at least one nozzle perforated toward the combustion furnace transfer pipe or heat exchanger transfer pipe side. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 외기공급 파이프는 공급되는 공기의 흐름을 원활히 하고 유량분포를 균등하게 하기 위한 공기 덕트를 통해 상기 분기부에 연결되고, 상기 공기 덕트와 분기부와의 접촉면에는 다수개의 노즐이 부착된 분산판이 개재되는 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러의 루프씨일 장치.The outside air supply pipe is connected to the branch through an air duct for smoothing the flow of the supplied air and equalizing the flow distribution, and a distribution plate having a plurality of nozzles interposed between the air duct and the branch. Loop seal device of a circulating fluidized bed boiler, characterized in that.
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