KR100559699B1 - Distributor system for optimum air supply in fluidized bed ash cooler - Google Patents

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Abstract

이 발명은, 유동층 회재 냉각기내에 적절한 유동화 공기의 주입 여부와 비유동화 지역의 형성 및 클링커 생성의 진단을 통해 유동화 공기의 주입 변화를 조절함으로써 사전에 클링커의 성장을 멈추게 하고 최적의 유동상태를 구현하여 유동층 열교환기의 안정적 운전을 도모할 수 있는, 유동층 회재 냉각기의 최적 공기 분산 시스템에 관한 것으로서,The present invention is to stop the growth of the clinker in advance and realize the optimum flow state by controlling the change of the injection of fluidized air through the diagnosis of proper fluidization air injection into the fluidized bed ash cooler, the formation of a non-fluidized zone and the diagnosis of clinker formation. The present invention relates to an optimum air dispersion system of a fluidized bed ash cooler, which can achieve stable operation of a fluidized bed heat exchanger.

유동층회재냉각기의 전후방에 회재주입라인과 고체배출라인이 각각 설치되어 있으며, 유동층회재냉각기의 하부에 유동층을 지지하기 위한 분산판이 설치되어 있으며, 상기한 분산판에 공기주입을 위한 다수개의 노즐이 설치되어 있으며, 상기한 노즐을 기반으로 하여 고체 배출 흐름과 직각으로 구성된 공기 분산관이 설치되어 있으며, 상기 공기 분산관과 노즐을 연결하는 연결 라인이 설치되어 있으며, 상기 공기 분산관으로의 유량을 조절하는 공기 유량 조절기가 설치되어 있으며, 압력 변동을 측정할 수 있는 자동 압력 측정기가 설치되어 있는 구조로 이루어진다.A ash injection line and a solid discharge line are respectively installed at the front and rear of the fluidized bed ash cooler, and a distribution plate for supporting the fluidized bed is installed at the lower part of the fluidized bed ash cooler, and a plurality of nozzles are installed at the dispersion plate for air injection. On the basis of the nozzle, an air dispersion pipe configured to be perpendicular to the solid discharge flow is installed, and a connection line connecting the air dispersion pipe and the nozzle is installed to regulate the flow rate to the air dispersion pipe. Air flow regulator is installed, it is made of a structure that is equipped with an automatic pressure meter that can measure the pressure fluctuations.

유동층, 회재, 냉각기, 클링커, 열교환기, 공기 유량 조절기, 분산관, 노즐Fluidized bed, ash, cooler, clinker, heat exchanger, air flow regulator, dispersion pipe, nozzle

Description

유동층 회재 냉각기의 최적 공기 분산 시스템{Distributor system for optimum air supply in fluidized bed ash cooler}Distributor system for optimum air supply in fluidized bed ash cooler

도 1은 종래의 유동층 회재 냉각기의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional fluidized bed ash cooler.

도 2는 종래의 유동층 회재 냉각기의 비유동지역을 나타낸 도면이다.2 is a view showing a non-flow region of a conventional fluidized bed ash cooler.

도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 유동층 회재 냉각기의 최적 공기 분산 시스템의 구성도이다.3 is a block diagram of an optimal air dispersion system of a fluidized bed ash cooler according to an embodiment of the present invention.

도 4는 이 발명의 일실시예에 따른 유동층 회재 냉각기의 최적 공기 분산 시스템의 구성도이다.Figure 4 is a block diagram of an optimum air dispersion system of the fluidized bed ash cooler according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 유동층 회재 냉각기 12 : 공기상자10: fluidized bed ash cooler 12: air box

14 : 분산판 16 : 노즐14 dispersion plate 16 nozzle

18 : 유동층 20 : 회재주입라인18: fluidized bed 20: ash injection line

22 : 고체배출라인 32 : 공기 분산관22: solid discharge line 32: air dispersion tube

34 : 연결 라인 36 : 자동 압력 측정기34: connection line 36: automatic pressure meter

38 : 공기 유량 조절기38: air flow regulator

이 발명은 유동층 회재 냉각기 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 유동층 회재 냉각기내에 적절한 유동화 공기의 주입 여부와 비유동화 지역의 형성 및 클링커 생성의 진단을 통해 유동화 공기의 주입 변화를 조절함으로써 사전에 클링커의 성장을 멈추게 하고 최적의 유동상태를 구현하여 유동층 열교환기의 안정적 운전을 도모할 수 있는, 유동층 회재 냉각기의 최적 공기 분산 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to the field of fluidized bed ash coolers, and more specifically, to controlling the change of fluidized air in advance by controlling the injection of fluidized air through the diagnosis of proper fluidization air injection into the fluidized bed ash cooler, the formation of a non-fluidized zone and the formation of clinker formation. The present invention relates to an optimum air dispersion system for a fluidized bed ash cooler that can stop growth and implement an optimal flow state to achieve stable operation of a fluidized bed heat exchanger.

순환유동층 및 기포유동층 보일러에서는, 석탄, 석유, 천연가스 등의 화석연료가 연소되는 도중에 지속적으로 발생되어 연소로에 축적되는 회재를 배출하게 되는데, 이와 같이 배출되는 회재의 열 회수를 통한 건식 처리는 회재의 직접적인 재활용에 많은 이점을 제공하게 된다. In the circulating fluidized bed and bubble fluidized bed boilers, fossil fuels such as coal, petroleum, and natural gas are continuously generated and discharged ash accumulated in the combustion furnace. The dry treatment through the heat recovery of the ash discharged in this way is performed. This will provide many advantages for the direct recycling of materials.

상기한 바와 같은 회재의 건식처리를 위한 목적으로 보일러에 설치되어 있는 유동층 회재 냉각기는 회재의 열을 흡수·냉각하여 배출하는 장치로서, 비교적 열전달 및 열흡수율이 크며, 회재의 건식처리가 가능한 기포유동층으로 구성되어 있다. The fluidized bed ash cooler installed in the boiler for the purpose of dry treatment of ashes is a device for absorbing and cooling the ashes of ashes and discharging them, and has a relatively high heat transfer and heat absorption rate, and is a bubble fluidized bed capable of dry treatment of ashes. It consists of.

보일러의 연소로로부터 유동층 회재 냉각기로 인입된 약 850℃의 고온의 회재는, 유동층 회재 냉각기에서 유동 혼합되면서, 유동층 회재 냉각기에 설치되어 있는 수냉관에 열을 전달하면서 냉각되어 배출되게 된다. The high temperature ash of about 850 ° C. introduced into the fluidized bed ash cooler from the combustion furnace of the boiler is cooled and discharged while transferring heat to the water cooling pipe installed in the fluidized bed ash cooler while being flow mixed in the fluidized bed ash cooler.

이와 같이 유동층 회재 냉각기로 고온의 회재가 인입되어 열을 전달하고 배출되는 일련의 과정 중에서 가장 중요한 조업변수는, 입자의 적절한 유동화와 밀접 한 관련이 있는 입자크기와, 유동화 공기량 즉, 조업 유속이다. As such, the most important operating variable in the series of processes in which hot ash is introduced into the fluidized bed ash cooler, transferring heat, and being discharged is the particle size and fluidization air volume, ie, the operating flow rate, which are closely related to the proper fluidization of the particles.

상기한 조업변수중에서, 회재의 입자 크기는 연소로에서 사용된 연료의 입자 크기에 의해서 주로 결정되기 때문에 유동층 회재 냉각기에서의 조절 변수는 아니며, 입자 크기의 변동에 맞춘 유동화 공기량 즉, 유동화 속도의 조절이 주요 조절 변수이다. Among the above operating variables, the particle size of ash is mainly determined by the particle size of the fuel used in the combustion furnace, so it is not an adjustment variable in the fluidized bed ash cooler, but the amount of fluidization air, that is, the fluidization rate, is adjusted according to the variation of the particle size. This is the main control variable.

만약 입자 크기의 변동에 맞춘 적절한 유동화 공기량이 공급되지 않을 경우 즉, 필요한 유동화 공기량보다 과다하게 공급되거나 부족하게 공급될 경우에는 안정적 조업에 상당한 문제점을 야기하게 되는데, 공기량이 과다하게 공급될 경우에는 공기압 손실에 의한 에너지 손실뿐만 아니라 입자의 격렬한 운동에 의해 내부 수냉관의 마모 문제가 심화될 수 있으며, 공기량이 부족하게 공급될 경우에는 비유동화 지역의 발생과 더불어 비유동 지역의 고온 입자의 뭉침 현상으로 인한 클링커 생성 및 조업 중단의 심각한 문제가 발생될 수 있다. If the proper fluidization air volume is not supplied to the variation of particle size, that is, if it is supplied excessively or insufficiently than the required fluidization air volume, it causes significant problems in stable operation. In addition to the loss of energy due to the loss, the violent movement of the particles may exacerbate the abrasion of the internal water cooling tube.In case of insufficient air supply, the non-fluidized zone may be generated and the hot particles may be aggregated in the non-fluidized zone. Serious problems of clinker generation and shutdown can occur.

따라서, 상기한 바와 같은 이유로 인해서 유동화 공기량의 적절한 조절 및 공급은 유동층 회재 냉각기에서 매우 중요한 조업 조절 변수가 되고 있다. Therefore, for the reasons described above, proper control and supply of fluidization air volume has become a very important operational control parameter in fluidized bed ash coolers.

그러나, 일반적인 유동층 회재 냉각기에서의 유동층 조업 공기의 공급 형태는, 정량의 조절된 공기가 공기 상자를 통해 주입되어 분산판의 노즐을 통해 일괄적으로 유동층 회재 냉각기로 공급되거나 몇 개의 공기 공급 주관(header)에 의해 분기되어 공급되는 형태를 띠게 되는데, 이러한 경우에 있어서 초기에 정량으로 조절된 공기가 주입된다 하더라도 유동층 회재 냉각기안에서 전체적으로 균일하게 유동화되는 것은 다소 무리가 있으며, 이와 같은 비균일 유동화로 인하여 국부적인 비유동 지역의 발생과 더불어 클링커(clinker)의 생성으로 인한 조업 중단이 일어날 수 있는 문제점이 있다. However, in the general fluidized bed ash cooler, the supply of fluidized bed operating air is supplied in a quantity of controlled air through an air box and collectively supplied to the fluidized bed ash cooler through the nozzle of the dispersion plate or several air supply headers. In this case, even though the quantitatively controlled air is initially injected, it is somewhat unreasonable to fluidize uniformly in the fluidized bed ash cooler, and due to such non-uniform fluidization, it is localized. In addition to the generation of phosphorus non-floating area, there is a problem that the operation stop due to the generation of clinker (clinker) may occur.

이에따라, 동해화력 순환유동층 보일러에서와 같이 현장에 실제로 설치되어 있는 유동층 회재 냉각기의 조업은 정기적인 클링커의 제거와 더불어 지속적인 입자 관리 및 시설 보수 등이 요구되고 있는데, 종래의 시스템의 구조 및 문제점을 첨부한 도면을 참조로 하여 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.As a result, the operation of fluidized bed ash coolers actually installed on site, such as in the Donghae Thermal Fluid Circulating Fluidized Bed Boiler, requires regular removal of clinkers, continuous particle management and facility maintenance. Referring to the drawings in more detail as follows.

도 1은 종래의 유동층 회재 냉각기의 구성도이다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 유동층 회재 냉각기(10)는, 전후방에 회재주입라인(20)과 고체배출라인(22)이 각각 설치되어 있으며, 하부에 유동층(18)을 지지하기 위한 분산판(14)이 설치되어 있으며, 상기한 분산판(14)에 공기주입을 위한 다수개의 노즐(16)이 설치되어 있으며, 상기한 분산판(14)의 하부에 공기상자(12)가 설치되어 있는 구조로 이루어진다. 1 is a block diagram of a conventional fluidized bed ash cooler. As shown in FIG. 1, the conventional fluidized bed ash cooler 10 is provided with a ash injection line 20 and a solid discharge line 22 in front and rear, respectively, for supporting the fluidized bed 18 at the bottom. Dispersion plate 14 is installed, a plurality of nozzles 16 for the air injection is installed in the dispersion plate 14, the air box 12 is installed in the lower portion of the distribution plate (14). It consists of a structure.

상기한 구성에 의한 종래의 유동층 회재 냉각기의 작용은 다음과 같다.The function of the conventional fluidized bed ash cooler by the above structure is as follows.

약 850℃의 고온의 회재가 회재주입라인(20)을 통해서 유동층 회재 냉각기(10)로 주입되면, 고체 입자인 회재는 분산판(14)에 의해 지지되면서 공기상자(12)와 노즐(16)을 통해서 공급되는 유동화 공기에 의해 유동층(18)을 형성하면서 혼합, 유동된다. When a high temperature ash of about 850 ° C. is injected into the fluidized bed ash cooler 10 through the ash injection line 20, the ash, which is solid particles, is supported by the dispersion plate 14 while being supplied by the air box 12 and the nozzle 16. It is mixed and flows while forming the fluidized bed 18 by the fluidized air supplied through the pump.

회재로 이루어진 유동층(18)은 지속적인 연소반응을 일으킴과 동시에 유동층(18)의 안에 설치되어 있는 수냉관으로의 열전달을 통해서 약 250℃이하로 온도가 낮아지게 되며, 이후 고체 배출라인(22)을 통해서 배출되어 회재 처리장으 로 보내지게 된다. The fluidized bed 18 made of ash generates a continuous combustion reaction and at the same time, the temperature is lowered to about 250 ° C. or lower through heat transfer to the water cooling pipe installed in the fluidized bed 18, and then the solid discharge line 22 is removed. It is then discharged and sent to the ash treatment plant.

그러나, 상기한 종래의 유동층 회재 냉각기는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 공기상자(12)로 주입된 공기는 회재 주입라인(20)의 부근에 설치되어 있는 노즐(16)에서는 상부에 적체되는 회재량에 의한 압력 증가로 인해서 상대적으로 회재량이 적은 부분으로 공기량이 더 많이 공급되는 현상을 띠게 됨에 따라, 회재주입라인(20)의 부근에 설치되어 있는 노즐(16)에서 유동층(18)의 내부로 공급된 공기는 압력이 상대적으로 낮은 중앙부 쪽으로 치우쳐 유동하게 되며, 이로 인해 회재주입라인(20)의 부근에는 비유동 지역이 형성되게 되는 문제점이 있다. However, the conventional fluidized bed ash cooler described above, as shown in FIG. 2, the air injected into the air box 12 accumulates in the upper portion of the nozzle 16 installed near the ash injection line 20. Due to the increase in pressure due to the amount of ash, the amount of air is supplied to a portion having a relatively low amount of ash, so that the fluidized bed 18 at the nozzle 16 installed in the vicinity of the ash injection line 20. The air supplied to the inside of the flow is biased toward the central portion relatively low pressure, due to this there is a problem that the non-flow region is formed in the vicinity of the ash injection line 20.

이러한 비유동 지역의 형성은 연소중에 클링커를 발생하게 하는 가장 큰 원인이 되며, 이로 인한 유동층 조업 중단이 빈번하게 발생되는 문제점이 있다. The formation of such non-flow zones is the biggest cause of the generation of clinker during combustion, resulting in frequent fluid bed shutdowns.

이와 같은 클링커의 발생을 방지하기 위해서 전체적으로 공기량을 증가시켜 운전할 경우에는 반대급부적으로 유동화가 너무 격렬하게 일어나 전열관 마모를 증가시키거나, 회재주입라인(20)을 통해서 주입되는 회재가 유동 기체의 과잉 흐름으로 인해서 적절히 인입되지 않는 단점이 있어, 최적의 공기 주입이 상시 요구되고 있다.In order to prevent the occurrence of such clinker, when operating with increasing air volume as a whole, fluidization occurs too sharply to increase the heat pipe wear, or the ash injected through the ash injection line 20 is excessive in the flow gas. There is a drawback in that it is not adequately drawn in due to the flow, and optimal air injection is always required.

대한민국 공개 실용신안공보 실2000-17460, 실2002-49591, 실2002-49592, 대한민국 공개 특허공보 특2000-0060190에는 상기의 일반적인 유동층 연소로 및 소각로에 대한 유동화의 최적 구현 및 회재 배출을 위한 방식 등을 기술하고 있다.Korean Utility Model Publication No. 2000-17460, Thread 2002-49591, Thread 2002-49592, and Korean Patent Application Publication No. 2000-0060190 include methods for optimally implementing fluidization and ash discharge for the general fluidized bed combustor and incinerator. It describes.

그러나, 상기의 방법에서는, 공기 상자에 격막을 도입하여 공기 공급의 분리를 통한 공기 공급량의 차별성에 주안점을 두거나, 노즐의 형태를 바꾸어 유동화의 증진을 위한 방법을 사용함으로써 국부적 비유동 지역의 형성 및 진단 그리고 해소에는 매우 제한적인 문제점이 있다. However, in the above method, the formation and diagnosis of local non-flow zones can be achieved by introducing a diaphragm into the air box and focusing on the difference of air supply through separation of the air supply, or by using a method for promoting fluidization by changing the shape of the nozzle. And there are very limited problems with resolution.

특히, 회재주입라인과 고체배출라인을 통해 일정한 방향의 고체 흐름을 갖도록 구성되어 있는 유동층 회재 냉각기에서의 고체층의 비평준화로 야기되는 압력 불균일은 공기 상자를 그대로 이용할 경우 유동화 공기의 유량 증감시 매우 불안한 운전을 야기할 수 있으며, 비유동지역의 발생시 일부 지역으로 편중된 공기흐름이 야기될 문제의 소지가 큰 것으로 알려져 있다.In particular, the pressure unevenness caused by unleveling of the solid layer in the fluidized bed ash cooler, which is configured to have a solid flow in a constant direction through the ash injection line and the solid discharge line, is very unstable when increasing or decreasing the flow rate of the fluidized air when the air box is used as it is. It is known that there is a problem that it may cause driving, and in case of occurrence of non-flowing area, a biased air flow to some areas is caused.

이 발명의 목적은 이와 같은 종래의 제반 문제점들을 개선하고 해결하기 위한 것으로서, 순환유동층 혹은 기포유동층 보일러에서 고온 회재의 건식 처리 및 배출을 위해 설치되어 있는 유동층 열교환기의 최적 유동을 위한 공기 분산 시스템의 구성 및 형태를 제공하는데에 있다. An object of the present invention is to improve and solve the above-mentioned general problems, and to solve the problems of the air dispersion system for the optimal flow of the fluidized bed heat exchanger installed for dry treatment and discharge of the hot ash in the circulating fluidized bed or bubble fluidized bed boiler. To provide configuration and form.

이 발명의 다른 목적은, 순환유동층 혹은 기포유동층 보일러에서 배출되는 고온의 회재를 냉각시켜 배출하는 유동층 열교환기내에서 비유동(defluidization)에 의해 발생되는 입자 뭉침 및 클링커 생성 그리고 이로 인한 유동 불안정성 등의 해소를 위한 공기 공급의 최적 구성과 그와 관련된 진단 시스템을 제공하는데에 있다. Another object of the present invention is to solve the problem of particle agglomeration and clinker formation caused by defluidization in the fluidized bed heat exchanger which cools and discharges the hot ash discharged from the circulating fluidized bed or bubble fluidized bed boiler, and thus the flow instability. To provide an optimal configuration of the air supply and associated diagnostic system.

이 발명의 또다른 목적은, 유동층 회재 냉각기내에 적절한 유동화 공기의 주입 여부와 비유동화 지역의 형성 및 클링커 생성의 진단을 통해 유동화 공기의 주입 변화를 조절함으로써 사전에 클링커의 성장을 멈추게 하고 최적의 유동상태를 구현하여 유동층 열교환기의 안정적 운전을 도모할 수 있는, 유동층 회재 냉각기의 최적 공기 분산 시스템을 제공하는데 있다.Another object of this invention is to stop the growth of clinker in advance and to optimize the flow by controlling the change of fluidization air injection through the diagnosis of proper fluidization air injection into the fluidized bed ash cooler and the formation of non-fluidized zones and the formation of clinker formation. The present invention provides an optimal air dispersion system for a fluidized bed ash cooler that can realize stable operation of a fluidized bed heat exchanger.

본 발명의 유동층 회재 냉각기의 최적 공기 분산 시스템은 다음과 같은 특징과 기대효과를 갖는다. The optimum air dispersion system of the fluidized bed ash cooler of the present invention has the following features and expected effects.

첫째, 유동층 회재 냉각기내로 주입되는 회재의 유동 불량을 사전에 방지할 수 있으며, 최적의 유동상태를 상시 구현할 수 있다.First, the flow failure of the ash injected into the fluidized bed ash cooler can be prevented in advance, and the optimum flow state can be realized at all times.

둘째, 유동층 회재 냉각기내에서 국부적으로 과잉 유입될 수 있는 공기량을 조절할 수 있어 국부적 튜브 마모 및 입자 비산에 따른 유동 불량을 해소할 수 있다. Second, the amount of air that can be locally excessively introduced in the fluidized bed ash cooler can be adjusted to solve the flow failure due to local tube wear and particle scattering.

셋째, 유동층 회재 냉각기의 회재 인입 부분의 유동불량으로 클링커 발생시 압력 변동 진단을 통해 유동 공기량을 조절할 수 있어 클링커 성장을 미연에 방지할 수 있으며, 국부적 온도 상승으로 인한 조업 중단 및 전열관 손상을 방지할 수 있어 운전 안정성을 높일 수 있다.Third, it is possible to control the flow of air by diagnosing the pressure fluctuations when clinker occurs due to the flow failure of the ash inlet part of the fluidized bed ash cooler, thereby preventing the clinker growth in advance, and preventing the operation interruption and the heat pipe damage due to the local temperature rise. The operation stability can be improved.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 유동층회재냉각기의 전후방에 회재주입라인과 고체배출라인이 각각 설치되어 있으며, 유동층회재냉각기의 하부에 유동층을 지지하기 위한 분산판이 설치되어 있으며, 상기한 분산판에 공기주입을 위한 다수개의 노즐이 설치되어 있으며, 상기한 노즐을 기반으로 하여 고체 배출 흐름과 직각으로 구성된 공기 분산관이 설치되어 있으며, 상기 공기 분산관과 노즐을 연결하는 연결 라인이 설치되어 있으며, 상기 공기 분산관으 로의 유량을 조절하는 공기 유량 조절기가 설치되어 있으며, 압력 변동을 측정할 수 있는 자동 압력 측정기가 설치되어 있는 구조로 이루어진다.As a means for achieving the above object, in the configuration of the present invention, a ash injection line and a solid discharge line are respectively provided in front and rear of the fluidized bed ash cooler, and a dispersion plate for supporting the fluidized bed is provided at the bottom of the fluidized bed ash cooler. In addition, a plurality of nozzles for injecting air is installed in the dispersion plate, and an air dispersion pipe configured at right angles with a solid discharge flow is installed on the basis of the nozzle, and is connected to connect the air dispersion pipe and the nozzle. Line is installed, the air flow regulator to adjust the flow rate to the air dispersion pipe is installed, it is made of a structure that is installed an automatic pressure measuring instrument that can measure the pressure fluctuations.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to describe in detail enough to enable those skilled in the art to easily carry out the present invention. . Other objects, features, and operational advantages, including the object, operation, and effect of the present invention will become more apparent from the description of the preferred embodiment.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.For reference, the embodiments disclosed herein are only presented by selecting the most preferred embodiment in order to help those skilled in the art from the various possible examples, the technical spirit of the present invention is not necessarily limited or limited only by this embodiment Rather, various changes, additions, and changes are possible within the scope without departing from the spirit of the present invention, as well as other equivalent embodiments.

이 발명의 일실시예에 따른 유동층 회재 냉각기의 최적 공기 분산 시스템의 구성은, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 유동층회재냉각기(10)의 전후방에 회재주입라인(20)과 고체배출라인(22)이 각각 설치되어 있으며, 유동층회재냉각기(10)의 하부에 유동층(18)을 지지하기 위한 분산판(14)이 설치되어 있으며, 상기한 분산판(14)에 공기주입을 위한 다수개의 노즐(16)이 설치되어 있으며, 상기한 노즐(14)을 기반으로 하여 고체 배출 흐름과 직각으로 구성된 공기 분산관(32)이 설치되어 있으며, 상기 공기 분산관(32)과 노즐(16)을 연결하는 연결 라인(34)이 설치되어 있으며, 상기 공기 분산관(32)으로의 유량을 조절하는 공기 유량 조절기(38)가 설치되어 있으며, 압력 변동을 측정할 수 있는 자동 압력 측정기(36)가 설치되어 있는 구조로 이루어진다.The configuration of the optimum air dispersion system of the fluidized bed ash cooler according to the embodiment of the present invention, as shown in Figure 3, the ash injection line 20 and the solid discharge line 22 in front of and behind the fluidized bed ash cooler (10). ) Are respectively installed, and a dispersion plate 14 for supporting the fluidized bed 18 is installed at the lower portion of the fluidized bed ash cooler 10, and a plurality of nozzles for injecting air into the dispersion plate 14. 16) is installed, and the air dispersion pipe 32 configured at right angles with the solid discharge flow based on the nozzle 14 is installed, and connects the air dispersion pipe 32 and the nozzle 16 to each other. A connection line 34 is installed, an air flow regulator 38 for adjusting the flow rate to the air dispersion pipe 32 is installed, and an automatic pressure meter 36 for measuring pressure fluctuation is installed. It is made of a structure.

상기한 유동화 공기의 노즐(16) 주입을 위한 공기 분산관(32)은 고체의 원활한 유동뿐만 아니라 유동층 회재 냉각기(10)내에서의 배출 흐름이 원만하도록 고체 배출 흐름과 직각으로 구성하여 각 위치에서의 유동 공기량을 조절할 수 있도록 구성한다. The air dispersion pipe 32 for injecting the nozzle 16 of the fluidizing air is configured at right angles with the solid discharge flow so that not only the smooth flow of the solid but also the discharge flow in the fluidized bed ash cooler 10 is smooth. It can be configured to control the flow of air.

또한, 상기한 공기 분산관(32)은 자동 압력 측정기(36) 및 공기 유량 조절기(38)와 연결되어 있으며, 원활한 유동이 진행되는 동안의 압력 및 유량 변동에 대한 기준값으로부터 유동 불량 및 클링커 생성시의 유량 및 압력 변동 차이에 대한 해석으로부터 유동 불량 및 클링커의 생성을 감지할 수 있도록 한다.In addition, the air dispersion pipe 32 is connected to the automatic pressure meter 36 and the air flow regulator 38, and when the flow failure and clinker generation from the reference value for the pressure and flow rate fluctuations during smooth flow The analysis of flow rate and pressure fluctuations can help detect flow defects and clinker formation.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 유동층 회재 냉각기의 최적 공기 분산 시스템의 작용은 다음과 같다.With the above configuration, the operation of the optimum air dispersion system of the fluidized bed ash cooler according to the embodiment of the present invention is as follows.

약 850℃의 고온의 회재가 회재주입라인(20)을 통해서 유동층 회재 냉각기(10)로 주입되면, 고체 입자인 회재는 분산판(14)에 의해 지지되면서 공기상자(12)와 노즐(16)을 통해서 공급되는 유동화 공기에 의해 유동층(18)을 형성하면서 혼합, 유동된다. When a high temperature ash of about 850 ° C. is injected into the fluidized bed ash cooler 10 through the ash injection line 20, the ash, which is solid particles, is supported by the dispersion plate 14 while being supplied by the air box 12 and the nozzle 16. It is mixed and flows while forming the fluidized bed 18 by the fluidized air supplied through the pump.

회재로 이루어진 유동층(18)은 지속적인 연소반응을 일으킴과 동시에 유동층(18)의 안에 설치되어 있는 수냉관으로의 열전달을 통해서 약 250℃이하로 온도가 낮아지게 되며, 이후 고체 배출라인(22)을 통해서 배출되어 회재 처리장으로 보내지게 된다. The fluidized bed 18 made of ash generates a continuous combustion reaction and at the same time, the temperature is lowered to about 250 ° C. or lower through heat transfer to the water cooling pipe installed in the fluidized bed 18, and then the solid discharge line 22 is removed. It is discharged through and sent to ash processing plant.

이 과정에서 공기 유량 조절기(38)와 자동 압력 측정기(36)에 의해서 유동층 회재 냉각기(10) 내의 비유동 혹은 클링커 생성이 감지되는데, 이를 감지하는 방법은 다음과 같다.In this process, the non-flow or clinker generation in the fluidized bed ash cooler 10 is detected by the air flow regulator 38 and the automatic pressure gauge 36.

도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 클링커 생성 혹은 비유동이 일어나기 전의 정상 상태에서는 압력 측정값(P1, P2, P3) 및 유량측정값(F1,F2,F3)이 일정하게 나타나게 된다. As shown in FIG. 4, in the steady state before clinker generation or non-flow occurs, the pressure measurement values P1, P2, P3 and the flow rate measurement values F1, F2, F3 appear to be constant.

그러나, 유동불량 혹은 클링커 생성으로 인해 비유동 지역이 형성된 시점 이후에는, 모든 지역에서의 자동 압력 측정기(36)의 압력 측정값(P1, P2, P3)은 시간에 따라 일정하게 증가하는 반면, 비유동 지역의 공기 분산관(32)의 공기 유량 조절기(38)에서 측정되는 유량값(F1)은 점차 감소하는 경향을 보여주면서 나머지 유동 활성화 지역에서의 공기 분산관(32)의 공기 유량 조절기(38)에서 측정되는 유량값(F2, F3)는 증가하는 경향을 나타낸다. However, after the non-flow zone is formed due to poor flow or clinker generation, the pressure readings P1, P2, P3 of the automatic pressure gauge 36 in all zones increase constantly over time, while the non-flow zone The flow rate value F1 measured in the air flow regulator 38 of the air dispersion pipe 32 of the air dispersion pipe 32 shows a tendency to gradually decrease, while in the air flow regulator 38 of the air dispersion pipe 32 in the remaining flow activation region. The measured flow rate values F2 and F3 tend to increase.

이는 비유동 지역이 형성된 경우에 비유동 지역에 적체되는 고체가 공기 분산관(32)의 압력 증가 요인으로 작용하고 이 압력 증가 요인으로 인해 유량값(F1)이 적게 공급되는 현상을 나타내게 되는 반면에, 유동이 활성화 되어 있는 부분에서는 비유동 지역에서의 압력 증가로 인한 유량 감소분이 추가적으로 공급되어 유량값(F2, F3)이 증가하는 현상을 띠게 되기 때문이다. This indicates that when the non-flow zone is formed, the solid accumulated in the non-flow zone acts as a pressure increase factor of the air dispersion pipe 32 and the flow rate value F1 is supplied due to this pressure increase factor, whereas the flow This is because the flow rate decreases due to the increase in pressure in the non-flow zone, and the flow rate values F2 and F3 increase.

이와 같은 현상은 유동층 회재 냉각기(10)로 공급되는 전체 공기량이 정상 조업일 경우 항상 일정하기 때문에 생기는 것인데, 이로 인해서 비유동 지역 및 유동이 활성화되어 있는 부분의 압력값(P1, P2, P3)은 공기량 증가에 따른 증가현상 을 보이게 되고, 비유동 지역의 유동화는 유동화 공기의 부족으로 인해 유량값(F1)이 더욱 감소되는 결과를 나타내게 된다.This phenomenon occurs because the total amount of air supplied to the fluidized bed ash cooler 10 is always constant in normal operation. As a result, the pressure values (P1, P2, P3) of the non-flow region and the portion where the flow is activated are the amount of air. As the increase occurs, the fluidization in the non-flow zone results in a further decrease in the flow rate value F1 due to the lack of fluidization air.

이와같은 압력 변동 현상과 더불어 공기 유량의 변동 현상을 이용하여 비유동지역을 감지할 수 있으며, 이와 같이 비유동 지역이 감지되면 이의 해소를 위하여 비유동 지역의 공기유량 조절기(38)를 조정하여 공기 유량의 적정한 증가를 통해 정상 유동 상태의 회복을 꾀할 수 있다. In addition to such pressure fluctuations, non-flow zones can be detected using fluctuations in air flow rate. When such a non-flow zone is detected, the air flow regulator 38 in the non-flow zone can be adjusted to solve the problem. The increase can lead to a recovery of the normal flow state.

이와 더불어 순간적인 압력 변동의 실시간 해석을 통해 압력 변동의 지속적 증가 경향이 있는 지역을 감지하고, 공기유량 조절기(38)를 조정하여 이를 해소할 수가 있다.In addition, the real-time analysis of the instantaneous pressure fluctuations can be detected by detecting the area that tends to continuously increase the pressure fluctuations, and by adjusting the air flow regulator (38).

따라서, 본 발명에 의한 유동층 회재 냉각기의 최적 공기 분산 시스템은, 종래의 클링커 생성 혹은 비유동 지역의 발생으로 인한 불안정 운전의 문제점인 부분별 유동화 공기량 조절을 용이하게 할 수 있으며, 공기 분산관(32)에 압력 변동을 측정할 수 있는 자동 압력 측정기(36)를 설치하여 클링커 생성 혹은 비유동 지역 발생을 감지할 수 있고, 이를 이용하여 공기유량조절기(38)를 통해 적정량의 공기량을 적절한 시기에 주입할 수 있어 과잉으로 주입되었을 경우에 발생하기 쉬운 전열관 손실 및 마모를 방지할 수 있으며, 또한 국부적으로 부족하게 주입되는 상황을 파악하여 유동화 공기량의 적정 주입을 통해 최적 유동화 상태를 상시 구현할 수 있도록 한다. 그리고, 클링커 및 비유동 지역의 발생을 감지하여 빠른 시간안에 대처할 수 있도록 하여 전체 공정의 운전 안정화 및 최적 운전 상태를 제공할 수 있다.Therefore, the optimum air dispersion system of the fluidized bed ash cooler according to the present invention can facilitate the control of the amount of fluidized air for each part, which is a problem of unstable operation due to conventional clinker generation or generation of non-flow zones, and the air dispersion pipe 32 By installing an automatic pressure measuring device 36 to measure the pressure fluctuations in the clinker generation or non-flow area generation can be detected, by using the air flow regulator 38 it is possible to inject the appropriate amount of air at the appropriate time Therefore, it is possible to prevent heat pipe loss and abrasion which are easy to occur when excessively injected, and also to identify the situation of locally insufficient injection so that the optimum fluidization state can be always realized through proper injection of fluidized air volume. In addition, by detecting the occurrence of the clinker and the non-flowing area to cope with a quick time it can provide the operation stabilization and optimal operating state of the entire process.

즉, 본 발명의 유동층 회재 냉각기의 최적 공기 분산 시스템은 유동층 회재 냉각기(10)에서 자주 발생하는 비유동 지역 및 클링커 생성 문제점을 진단하고 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 상시 최적의 유동화 상태를 구현할 수 있도록 하여, 유동층 회재 냉각기(10)의 최적의 운전 상태를 유지할 수 있도록 하였으며, 더불어 운전 불안정성의 해소 및 장치 손실 방지에 최적의 조건을 제공할 수 있다. That is, the optimal air dispersion system of the fluidized bed ash cooler of the present invention can not only diagnose and solve the non-flow zone and clinker generation problems that frequently occur in the fluidized bed ash cooler 10, but also make it possible to realize the optimum fluidized state at all times. In order to maintain the optimum operating state of the fluidized bed ash cooler 10, it is possible to provide the optimum conditions for eliminating operation instability and preventing device loss.

이상의 실시예에서 살펴 본 바와 같이 이 발명은, 유동층 회재 냉각기내에 적절한 유동화 공기의 주입 여부와 비유동화 지역의 형성 및 클링커 생성의 진단을 통해 유동화 공기의 주입 변화를 조절함으로써 사전에 클링커의 성장을 멈추게 하고 최적의 유동상태를 구현하여 유동층 열교환기의 안정적 운전을 도모할 수 있는, 효과를 갖는다. As described in the above embodiment, the present invention can stop the growth of the clinker in advance by controlling the change of the injection of the fluidized air through the diagnosis of proper fluidization air injection into the fluidized bed ash cooler, the formation of a non-fluidized zone and the diagnosis of clinker formation. And by implementing the optimum flow state can have an effect, which can promote a stable operation of the fluidized bed heat exchanger.

Claims (3)

유동층회재냉각기의 전후방에 회재주입라인과 고체배출라인이 각각 설치되어 있으며, A ash injection line and a solid discharge line are installed in front of and behind the fluidized bed ash cooler, 유동층회재냉각기의 하부에 유동층을 지지하기 위한 분산판이 설치되어 있으며, At the bottom of the fluidized bed ash cooler, a distribution plate for supporting the fluidized bed is installed. 상기한 분산판에 공기주입을 위한 다수개의 노즐이 설치되어 있으며,A plurality of nozzles for the air injection is installed in the dispersion plate, 상기한 노즐을 기반으로 하여 고체 배출 흐름과 직각으로 구성된 공기 분산관이 설치되어 있으며, On the basis of the nozzle is installed an air dispersion pipe composed of a solid discharge flow and a right angle, 상기 공기 분산관과 노즐을 연결하는 연결 라인이 설치되어 있으며, The connection line connecting the air dispersion pipe and the nozzle is installed, 상기 공기 분산관으로의 유량을 조절하는 공기 유량 조절기가 설치되어 있으며, An air flow regulator is installed to adjust the flow rate to the air dispersion pipe, 압력 변동을 측정할 수 있는 자동 압력 측정기가 설치되어 있는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유동층 회재 냉각기의 최적 공기 분산 시스템.Optimal air dispersion system of fluidized bed ash cooler, characterized in that the structure is provided with an automatic pressure measuring device capable of measuring pressure fluctuations. 삭제delete 삭제delete
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