KR100634411B1 - 회용융식 u형 연소보일러 및 그 운전방법 - Google Patents

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Abstract

회용융식 U형 연소보일러에서, 버너(2)로부터 연소로(5)로 공급되는 공기량을 공기비 1 미만으로 줄인 경우에도, 연소로(5)와 그 하류에 위치하는 수열로(6)를 구획하는 슬래그 스크린(4)를 통과하는 가스의 온도가 슬래그 스크린(4)을 정상적으로 작용할 수 있는 온도범위로 유지될 수 있도록 연소로(5)의 용적이 설정된다. 그리고, 버너(2)로부터 연소로(5)로 공급되는 공기량을 공기비 1 미만으로 줄여 연소로(5) 내에서 미분탄을 연료가 과잉인 듯하게 해서 연소시켜 환원분위기의 상태가 되도록 해서, 연소로(5) 내의 온도를 석탄의 회용류점 근방으로 높여 NOx의 발생량이 줄어들도록 한다.

Description

회용융식 U형 연소보일러 및 그 운전방법 {ASH MELTING TYPE U-FIRING COMBUSTION BOILER AND METHOD OF OPERATING THE BOILER}
본 발명은 분쇄된 미분탄을 연소시켜 연소온도를 회(灰)의 용류점(溶流点) 근방의 고온이 유지되도록 해서 회가 용융(熔融) 슬래그로 배출되도록 한 회용융식(灰溶融式) U형 연소보일러 및 그 운전방법에 관한 것이다.
종래의 회용융식 U형 연소보일러는, 도 7에 도시된 것과 같이, 수냉벽(水冷壁) 내면에 내화재를 피복시킨 로(爐) 본체(101)와, 이 로 본체(101)의 천정부(天井部)에 아래쪽을 향해 부착된 버너(102)와, 상기 로 본체(101)의 바닥에 설치된 용융 슬래그 배출용 유출구(103)와 로 본체(101)의 화염이 반전해서 위쪽를 향하는 곳에 설치된 도 8의 단면도로 나타내어진 스크린 관(104a)이 다중으로 배열된 슬래그 스크린(104)으로 구성된 연소로(105) 및, 이 연소로(105)의 하류에 설치된 철벽표면이 노출된 수열로(收熱爐:106) 및 과열기관(過熱器管)으로 이루어진 대류전열부(對流傳熱部:107)로 구성되어 있다.
상기 슬래그 스크린(104)은, 연소로(105)와 수열로(106)를 차단시켜 연소로(105) 내의 복사열이 수열로(106)로 도망가는 것을 방지함으로써, 연소로 측의 온도가 내려가는 것을 방지함과 더불어, 연소가스 중에 함유된 회를 포착해서 하류측 장치의 부하를 줄이는 것을 목적으로 설치되는 것으로, 회용융식 U형 연소보일러의 저 NOx운전에는 없어서는 아니 되는 것이다. 도 7에서 참조부호 108은 슬래그 수조(水槽)로서, 그 내부에 슬래그 배출용 컨베이어(109)가 설치되어 있다. 참조부호 110은 로 본체(101)에 설치된 압력검출 노즐이고, 110은 수열로(106)에 설치된 압력검출 노즐, 112는 로 본체(101)에 설치된 2단 연소공기 취입(불어넣음)용 노즐이다.
상기 연소로(105)의 내화재는, 버너(102) 부분에서 슬래그 스크린(104)을 포함해서 슬래그 스크린 뒤쪽(하류) 경사부까지를 피복하도록 되어 있는바, 이 범위는 석탄회가 내화재 표면에 부착되어 로의 내부 표면에서 용융 슬래그화 되어 흘러 내려 석탄회의 용류점(溶流点; fluid temperature) 근방의 높은 온도를 유지하게 된다. 연소로(105) 내의 내부 표면에 부착된 회의 슬래그 두께는, 석탄회의 융점(融點) 내지 용융점에 비례하여 변화해서, 석탄의 종류마다 또는 부하의 크기에 따라 두께가 달라지게 된다.
이상과 같은 종래의 회용융식 U형 연소보일러와 관련된 기술이 미국 특허 제6,058,855호에 기재되어 있다.
지금까지, 종래의 회용융식 U형 연소보일러를 운전함에 있어 저 NOx화를 기하기 위해, (1) 배기가스의 재순환과, (2) 버너 공급 공기에서 분리된 3차 공기를 연소로 내로 불어넣기, (3) 미분탄의 세분화 및, (4) 연료의 재연소(reburning)를 시험해 보았다.
상기 (2)의 버너 공급 공기에서 분리된 3차 공기를 연소로 내로 불어넣는데 대해서 설명하면, 저 NOx화를 기하기 위해서는 버너의 공기비(空氣比)를 작게 하는 것이 좋음을 알 수가 있었는 바, 예컨대 도 7에 도시된 종래의 회용융식 U형 연소보일러에서 버너(102)로 공급되는 공기량을 버너공기비 0.8 정도까지 줄여 운전하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 버너의 공기비를 0.8 정도까지 줄이면, 연소로(105) 내에서 발생하는 열량도 30% 정도 감소하게 되어, 연소로(105) 내의 온도가 약 100℃ 낮아지고, 슬래그 두께는 1.5 ~ 1.6배 정도 증가하게 된다. 이에 따라, 배출되는 슬래그의 온도도 낮아져 안정된 슬래그의 배출이 어려워지게 됨으로써, 슬래그 스크린(104)의 스크린 관(104a)에 부착되는 슬래그가 늘어나 슬래그의 외경이 커져, 일부에서 클링커가 성장하게 됨으로써, 운전을 지속하기 어려워지게 된다. 여기서, 종래의 회용융식 U형 연소보일러에서 저 NOx화를 기하기 위해 버너공기비를 0.8 정도로 줄이는 경우에는, 동시에 슬래그 스크린(104)의 상류측에 2단 연소공기를 불어넣어 슬래그 스크린(104)에서의 공기비가 1로 유지되도록 할 필요가 있었다.
이와 같이 종래의 회용융식 U형 연소보일러에서는 슬래그 스크린(104)의 상류쪽에 2단 연소공기를 공급함으로써, 슬래그 스크린(104)에서의 공기비를 1이 되도록 해서 석탄의 연소를 완결시켜, 연소로 내의 온도 저하에 따른 용융 슬래그 배출용 유출구(103)가 막힌다거나 슬래그 스크린(104)의 스크린 관(104a)에서 클링커가 성장함에 따른 막힘을 방지할 필요가 있게 되어, 충분한 저 NOx화 효과를 거두기가 어려웠다. 구체적으로는 상기 (1), (2), (3)을 조합하면, 보일러출구의 NOx 값은 400 ~ 500ppm(O2 6% 환산치)이 하한으로 되고, 상기 (1), (2), (3), (4)를 조합하면 보일러출구의 NOx 값은 150ppm(O2 6% 환산치)가 하한으로 된다. 따라서, 공해규제치를 지키기 위해서는 보일러의 뒤쪽에 탈초장치(脫硝裝置;NOx removal system)를 설치할 필요가 있었다.
그런데, 석탄이 연소함에 따라 배출되는 환경오염물질인 NOx의 량이, 공기비 1을 경계로 한 산화분위기와 환원분위기 및 연소온도에 의존하게 되어, 산화분위기에서는 연소온도가 높을수록 많아지는 한편, 환원분위기에서는 연소온도가 높을수록 적어지게 된다. 석탄회의 융점 부근인 1400℃에서는 산화분위기 쪽이 환원분위기쪽보다도 수 10 ~ 수 100배 많게 된다.
또, 상기 회용융식 U형 연소보일러를 운전함에 있어서는, 보일러의 뒤쪽에 있는 유인(誘引) 팬(fan)으로 수열로(106)에 설치된 압력검출 노즐(111)에서의 압력이 - 0.1 ~ - 0.2kPa로 되도록 제어해서, 로 본체(101)에 설치된 압력검출 노즐(110)에서의 압력이 연소공기 측 압력으로서 감시되도록 되어 있다. 이 압력검출 노즐(110)에서의 압력과 압력검출 노즐(111)에서의 압력의 차이가 슬래그 스크린(104)에서의 압력 손실로 되는바, 압력검출 노즐(110)에서의 압력은 슬래그 스크린(104)의 스크린 관(104a)에 부착된 슬래그의 두께에 의해서도 변화되어, 석탄의 종류마다, 또 부하의 정도마다 다른 값으로 되었다.
종래에는, 압력검출 노즐(110)에서의 압력이 증가했을 때 슬래그 스크린(104)에서 막힘이 일어났다고 판단하였으나, 상기와 같이 석탄의 종류마다 또 부하마다에 따라 다른 값으로 되기 때문에, 스크린(104)에서 막힘이 있는지를 판단하기가 어렵게 되었다. 또, 압력의 상승이 조금씩 이루어지는 상태에서 막힌 것으로 판단되었을 때는, 이미 심하게 막힌 상태로 되어 있어서, 회용융식 U형 연소보일러의 운전을 계속하는 것이 불가능하게 되었다.
본 발명은 이상과 같은 종래의 회용융식 U형 연소보일러가 갖고 있는 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로, 상기 석탄연소시의 NOx의 발생 특성에 착안해서, 회용융식 U형 연소보일러에 설치되는 탈초장치의 능력을 작아지도록 억제하거나, 또는 탈초장치 자체를 생략해 버린 경우에도, 석탄회 용융 슬래그의 배출을 안정되게 유지시키면서 극히 낮은 NOx배출치를 얻을 수 있는 회용융식 U형 연소보일러 및 그 운전방법을 제공함과 더불어, 회용융식 U형 연소보일러의 설비비 및 운행 비용을 줄일 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 또한, 상기 회용융식 U형 연소보일러 및 상기 운전방법에서 슬래그 스크린의 막힘을 단시간에 정확히 검출해서, 그 막힘을 해제시켜 안전한 운전을 계속할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 회용융식 U형 연소보일러를 운전하는 방법에 있어서, 버너에서 연소로로 공급되는 공기의 양을 공기비가 1 미만이 되도록 줄이고 추가의 공기를 불어넣지 않은 경우에도, 상기 연소로와 그 하류에 위치하는 수열로를 구획하는 슬래그 스크린을 통과하는 가스의 온도가, 상기 슬래그 스크린을 정상으로 작용시킬 수 있는 온도범위로 유지되도록 상기 연소로의 용적을 설정하되, 상기 연소로의 용적이, 상기 슬래그 스크린의 상류측에 형성된 연소로 내에, 슬래그 스크린 위치에서의 공기비가 약 1 이 되도록 공기를 공급해서, 연소로 내에서 미분탄의 연소를 완결시키도록 설계된 (종래의) 연소로 용적의 약 55 ~ 60% 정도가 되도록 하고, 상기 버너로부터 상기 연소로로 공급되는 공기의 양을 공기비 1 미만으로 줄이고, 상기 연소로 내에서 미분탄을 연료가 과잉인 듯하게 해서 연소시켜, 상기 슬래그 스크린까지의 상기 연소로 전체를 환원분위기 상태로 되도록 해서, 상기 연소로 내의 온도를 석탄의 회용류점 근방으로까지 상승시켜, NOx의 발생량이 저감되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 버너로부터 상기 연소로로 공급되는 공기의 양을 공기비 0.8 정도로 줄이는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수열로 내에 2단 연소공기를 불어넣어 연소가 완결시켜 NOx의 배출치를 한층 더 저감되도록 하는 것이 좋다.
또, 상기 슬래그 스크린의 스크린 관 입구부 근방 및 출구부 근방에 각각 설치된 각 온도계의 측정치에 기해, 상기 스크린 관의 입구부와 출구부의 온도차로부터 상기 스크린 관의 열유속(熱流束; heat flux)을 산출하여, 그 산출치가 소정의 열유속치보다 작아졌을 때에 슬래그 스크린이 막힘 상태로 검출하고, 이렇게 검출한 후에는 바로 상기 버너로부터 상기 연소로로 투입하는 공급공기의 양을 늘여 공기비를 소정의 공기비보다 커지도록 함으로써, 상기 스크린 관의 열유속을 상기 소정의 열유속치 이상이 되도록 해서, 상기 슬래그 스크린의 막힘 상태를 해제하도록 하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 소정의 열유속이 35kW/㎡ 이고, 상기 소정의 공기비가 0.8이 되도록 한다.
또, 부분부하 운전을 실행할 때, 상기 슬래그 스크린의 스크린 관 입구부 근방 및 출구부 근방에 각각 설치된 각 온도계의 측정치에 기해, 상기 스크린 관 입구부와 출구부의 온도차로부터 상기 스크린 관의 열유속을 산출하여, 그 산출된 값이 소정의 열유속치보다 작을 때에 이를 슬래그 스크린이 막힘 상태로 검출하고, 검출 후 바로 상기 버너로부터 상기 연소로로 연료 투입량 및 공기 공급량을 증가시켜, 상기 슬래그 스크린을 통과하는 가스의 온도를 상승시켜, 상기 스크린 관의 열유속을 상기 소정의 열유속치 이상이 되도록 해서 상기 슬래그 스크린의 막힘 상태를 해제하도록 하는 것이 바람직하다.
여기서는, 상기 열유속치를 35kW/㎡로 하는 것이 좋다.
또, 상기 슬래그 스크린의 스크린 관 입구부 근방 및 출구부 근방에 각각 설치된 각 온도계의 측정치에, 기해 상기 스크린 관의 입구부와 출구부의 온도차로부터 상기 스크린 관의 열유속을 산출하여, 그 산출치가 소정의 열유속치보다 작아졌을 때에 슬래그 스크린이 막힘 상태에 있는 것으로 검출하고, 이 검출 후 바로 상기 연소로에 회의 융점 강하제를 투입해서 슬래그의 융점을 낮춰 쉽게 흘러내리도록 함과 더불어 상기 슬래그 스크린에 부착되는 슬래그의 양을 감소시켜, 상기 슬래그 스크린의 막힘 상태를 해제하도록 하는 것이 바람직하다.
여기서도, 상기 열유속치를 35kW/㎡로 하는 것이 좋다.
한편, 본 발명에 따른 회용융식 U형 연소보일러는, 미분탄을 연소시키는 버너를 가진 연소로와, 상기 연소로의 하류측에 배치된 수열로, 상기 연소로와 수열로를 구획하는 스크린 관을 갖춘 슬래그 스크린 및, 상기 버너로부터 상기 연소로로 공급되는 공기량 및 연료투입량을 제어하는 제어장치를 구비하여 이루어지되, 상기 연소로의 용적이, 상기 버너로부터 상기 연소로로 공급되는 공기량을 공기비 1 미만으로 줄이고 추가의 공기를 불어넣지 않는 경우에도, 상기 슬래그 스크린을 통과하는 가스의 온도가 상기 슬래그 스크린을 정상으로 작용시킬 수 있는 온도범위로 유지될 수 있도록, 상기 슬래그 스크린의 상류측에 형성된 연소로 내로 상기 스크린 위치에서의 공기비가 약 1이 되도록 공기를 공급해서 연소로 내에서 미분탄의 연소가 완결되도록, 종래의 연소보일러에서, 슬래그 스크린의 상류측에 형성된 연소로 내로 슬래그 스크린 위치에서의 공기비가 약 1이 되도록 공기를 공급해서 연소로 내에서 미분탄의 연소가 완결되도록 설계된 연소로 용적의 약 55 ~ 60% 정도가 되도록 설정되고,
상기 제어장치는, 상기 버너로부터 상기 연소로로 공급되는 공기량을 공기비 1 미만으로 줄여 상기 연소로 내에서 미분탄을 연료 과잉이 되는 듯하게 해서 연소시켜 환원분위기의 상태가 되도록 하여, 상기 연소로 내의 온도를 석탄의 회용류점 근방으로 상승시켜, NOx의 발생량을 줄일 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제어장치는, 상기 버너로부터 상기 연소로로 공급되는 공기의 량이 공기비 0.8 정도로 줄어들게 한다.
또, 상기 수열로 내로 2단 연소공기를 불어넣어 연소가 완결되도록 함으로써 NOx의 배출치가 한층 더 줄어들게 하는 것이 좋다.
한편, 상기 슬래그 스크린의 스크린 관 입구부 근방 및 출구부 근방에 각각 온도계가 더 갖추고, 상기 제어장치가, 상기 각 온도계의 측정치에 기해, 상기 스크린 관의 입구부와 출구부의 온도차로부터 상기 스크린 관의 열유속을 산출해서, 그 산출치이 소정의 열유속치보다 작아졌을 때에 이를 슬래그 스크린이 막힌 상태로 검출하고, 이렇게 검출한 후 바로 상기 버너로부터 상기 연소로로 투입되는 공기의 공급량을 증가시켜 공기비를 소정의 공기비보다 커지도록 해서, 상기 스크린 관의 열유속치를 상기 소정의 열유속치 이상이 되도록 하여 상기 슬래그 스크린의 막힘 상태를 해제하도록 하는 것이 바람직하다.
여기서도, 상기 소정의 열유속치를 35kW/㎡ 로 하고, 상기 소정의 공기비를 0.8이 되도록 하는 것이 좋다.
또한, 상기 스크린 관의 입구부 근방 및 출구부 근방에 각각 온도계가 더 갖추고, 상기 제어장치는, 부분부하 운전을 실행할 때 각 온도계의 측정치에 기해, 상기 스크린 관의 입구부와 출구부의 온도차로부터 상기 스크린 관의 열유속을 산출해서, 그 산출치가 소정의 열유속치보다 작아졌을 때는 이를 슬래그 스크린이 막힘 상태로서 검출하고, 검출 후 바로 상기 버너로부터 상기 연소로로 공급되는 연료투입량 및 공기공급량을 증가시켜, 상기 슬래그 스크린을 통과하는 가스의 온도를 상승시켜, 상기 스크린 관의 열유속을 상기 소정의 열유속치 이상이 되도록 해서 상기 슬래그 스크린의 막힘 상태를 해제하도록 하는 것이 바람작하다.
여기서도, 상기 소정의 열유속치를 35kW/㎡ 로 하는 것이 좋다.
또한, 상기 슬래그 스크린의 스크린 관 입구부 근방 및 출구부 근방에 각각 온도계가 더 설치되고, 상기 제어장치는, 상기 각 온도계의 측정치에 기해, 상기 스크린 관의 입구부와 출구부의 온도차로부터 상기 스크린 관의 열유속을 산출해서, 그 산출치가 소정의 열유속치보다 작아졌을 때에 슬래그 스크린이 막힘 상태로서 검출하고, 검출 후 바로 상기 연소로에 회의 융점 강하제를 투입해서 슬래그의 융점을 낮춰 쉽게 흘러내리도록 함과 더불어 상기 슬래그 스크린에 부착된 슬래그의 양을 감소시켜, 상기 슬래그 스크린의 막힘 상태를 해제하도록 하는 것이 좋다.
이 경우에도, 소정의 열유속치를 35kW/㎡ 로 하는 것이 좋다.
도 1은, 본 발명의 1실시예에 따른 회용융식 U형 연소보일러를 나타낸 개략도,
도 2는, 슬래그 스크린 상류에서 연소로 내에 2단 연소공기를 불어넣는 종래의 방법과, 슬래그 스크린의 하류의 수열로 내에 2단 연소공기를 불어넣는 본 발명의 1실시예에 따른 방법에서, 버너공기비를 줄인 결과의 NOx값의 변화 및 버너공기비를 같게 하고서 2단 연소공기를 불어넣는 위치를 약간 옮겨 버너로부터의 체류시간을 횡축으로 한 결과를 나타낸 그래프,
도 3은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회용융식 U형 연소보일러를 나타낸 개략도,
도 4는, 도 3에 도시된 회용융식 U형 연소보일러를 구성하는 증발기계통을 나타낸 블록도,
도 5는, 회용융식 U형 연소보일러를 운전함에 있어, 종래의 기술에 따라 슬래그 스크린이 막히는 것을 회피하는 조작을 할 때의 연소로 내의 압력과, 수열로 내의 압력, 버너연소 공기의 유량 및, 2단 연소공기의 유량의 관계가 경시적으로 변화되는 것을 나타낸 차트 도면,
도 6은, 회용융식 U형 연소보일러를 운전함에 있어, 본 발명의 1실시예에 따라 슬래그 스크린이 막히는 것을 회피하는 조작을 할 때의 연소로 내의 압력과, 수열로 내의 압력, 버너연소 공기의 유량, 2단 연소공기의 유량 및, 슬래그 스크린 열유속의 관계가 경시적으로 변화되는 것을 나타낸 차트 도면,
도 7은, 종래의 회용융식 U형 연소보일러를 나타낸 개략도,
도 8은, 도 7의 A-A선 확대단면도이다.
먼저, 본 발명에 따른 회용융식 U형 연소보일러 및 그 운전방법의 1실시예에 대해 설명한다.
도 1은, 본 실시예에 따른 회용융식 U형 연소보일러의 개략적인 구성을 나타낸 것으로, 이 연소보일러는 수냉벽(水冷壁)의 내면에 내화재를 피복시킨 로 본체(1)와, 이 로 본체(1)의 천정부에 아래쪽으로 부착시켜 설치한 버너(2), 상기 로 본체(1)의 바닥부에 설치된 용융 슬래그 배출용 유출구(3)와 로 본체(1)의 화염이 반전해서 위쪽을 향하도록 된 곳에 설치한 스크린 관(4a)이 다중으로 배열된 슬래그 스크린(4)으로 이루어진 연소로(5) 및, 이 연소로(5)의 하류에 설치되어 철로된 표면이 노출된 수열로(6) 및 과열기 관(過熱器管; superheater tube)으로 이루어진 대류전열부(7)를 갖추고 있다.
또, 본 실시예에 따른 회용융식 U형 연소보일러에는, 슬래그 스크린(4)의 하류측에 2단 연소공기를 불어넣기 위한 노즐(13)이 설치되어 있다. 한편, 상기 슬래그 스크린(4)의 상류측에는 종래의 기술과 같이 2단 연소공기를 불어넣기 위한 노즐이 설치되어 있지 않다.
그리고, 본 실시예에 따른 회용융식 U형 연소보일러는, 버너(2)로부터 연소로(5)로 공급되는 연소공기 및 미분탄의 공급량과 수열로(6)로 공급되는 2단 연소공기의 공급량을 제어하는 제어장치(20)를 갖도록 되어 있다.
도 1의 가상선은, 종래의 회용융식 U형 연소보일러, 즉 슬래그 스크린 상류측으로 2단 연소공기를 불어넣어 슬래그 스크린에서 공기비가 1로 되도록 설계된 종래의 회용융식 U형 연소보일러의 외형을 나타낸다.
앞에서 설명한 바와 같이, 도 7에 도시된 종래의 회용융식 U형 연소보일러에서는 저 NOx화를 기하기 위해 버너(102)로 공급하는 공기량을 버너 공기비를 0.8 정도까지 줄어들면, 슬래그 스크린(104)의 상류측으로 2단 연소공기를 불어넣지 않으면 연소로(105) 내에서 발생하는 열량도 30% 정도 줄어들어, 연소로(105) 내의 온도가 약 100℃ 정도 저하되어, 슬래그의 두께가 1.5 ~ 1.6배 정도 증가하게 된다. 그에 따라, 배출되는 슬래그의 온도도 낮아져 안정된 배출이 어렵게 되고, 슬래그 스크린(104)의 스크린 관(104a)에 부착되는 슬래그가 많아져 슬래그의 외경이 커지게 됨으로써, 일부에서 클링커(clinker)가 성장해서 운전을 지속하기가 곤란해지게 된다. 그리고, 앞에서 설명한 바와 같이 종래의 기술에서는, 슬래그 스크린(104)의 상류측에 노즐(112)로부터 2단 연소공기를 불어넣음으로써 상기와 같은 문제를 해소하도록 하고 있다.
이에 대해 본 실시예에서는, 도 1에 도시된 것과 같이, 슬래그 스크린(4)의 상류측에 2단 연소공기를 불어넣지 않고, 또 그 연소로의 용적을 가상선으로 나타내어진 종래의 회용융식 U형 연소보일러의 연소로 용적(100%)의 55 ~ 60% 정도가 되도록 되어 있다.
이와 같이 연소로(5)의 용적을 55 ~ 60% 정도로 축소하는 이유는 다음과 같다. 버너(2)로 공급되는 공기량을 제어장치를 써서 공기비를 0.8 정도까지 줄여 운전하면, 미분탄의 일부가 CO로 되기까지의 반응에 그쳐, 열 발생량이 경험적으로 공기비가 1일 때의 70% 정도가 된다. 따라서, 슬래그 스크린(4)을 통과할 때의 가스온도를 슬래그 스크린(4)의 상류측에 2단 연소공기를 불어넣지 않고 종래의 기술과 같게 유지되도록 하기 위해서는 0.73/2 = 0.586배의 용적으로 된다. 그 때문에, 본 실시예에서는 연소로(5)의 용적을 종래의 연소로(105) 용적의 55 ~ 60% 정도의 용적으로 하는 것이다. 연소로(5)의 용적이 이보다 크면, 슬래그 스크린(4)을 통과할 때의 가스온도가 낮아져 슬래그 스크린(4)에서 막힘 현상이 생겨날 가능성이 있고, 그보다도 작으면, 슬래그 스크린(4)을 통과할 때의 가스온도가 높아져 스크린 관(4a)이 노출되어 회용융로로서의 기능이 상실될 가능성이 있게 된다.
그리고, 본 실시예에서는, 상기와 같이 연소로(5)의 용적을, 슬래그 스크린(4)의 상류측에서 2단 연소공기를 불어넣어 슬래그 스크린부에서의 공기비가 1이 되도록 설계한 종래의 회용융식 U형 연소보일러의 연소로 용적의 55 ~ 60% 정도가 되도록 축소하여, 버너(2)로부터 연소로(5)로 공급되는 공기량을 공기비 1 미만(예컨대 약 0.8)으로 줄임으로써, 연소로(5) 내에서 미분탄을 연료가 과잉인 듯하게 해서 연소시켜 환원분위기의 상태가 되도록 하여, 연소로(5) 내의 온도를 석탄의 회용융점 근방으로 높여준다.
이에 따라 연소로(5) 내의 온도가 지금까지의 가상선으로 나타내어진 종래의 연소로와 거의 같아지고, 슬래그의 두께도 같아지며, 또한 환원분위기의 상태에서도 유출구(3)로부터 안정된 슬래그의 배출이 가능해져, 슬래그가 슬래그 수조(8) 내의 슬래그 배출 컨베이어(9) 상으로 배출되어 반송될 수 있게 된다. 이와 동시에, 연소로(5) 내에서의 NOx 발생량도 줄어들게 된다. 즉, 버너(2)로부터 연소로(5) 내로 투입된 미분탄 중의 N 성분이 휘발성분과 함께 HCN, NH3로 전환되어 방출됨으로써 산화되어, 그 일부가 NO로 된다. 한편, 고온환원분위기 하에서는 일부의 NO가 N2로 환원되어 NOx가 줄어들게 된다.
그리고, 본 실시예에서는, 미분탄이 연소로(5) 내에서 공기가 부족한 상태에서 연소해서, 발생한 CO가스가 수열로(6) 내로 보내지기 때문에, CO가 타 없어지기에 적합한 온도인 예컨대 수열로(6) 내의 온도가 1200℃ 이상인 상태에서 노즐(13)로부터 2단 연소공기를 불어넣어 연소가 완결되도록 한다. 그에 따라, NOx 배출치가 더욱 줄어들게 된다.
도 2는, 도 7에 도시된, 종래의 회용융식 U형 연소보일러에서 슬래그 스크린(104)의 상류에서 연소로(105) 내로 노즐(112)로 2단 연소공기가 불어넣도록 된 종래의 방법과, 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 회용융식 U형 연소보일러에서 슬래그 스크린(4) 하류의 연소로(5) 내로 노즐로부터 2단 연소공기를 불어넣도록 된 본 발명에 따른 실시예의 운전방법에서, 버너공기비를 줄인 결과로 나타난 NOx 값의 변화를 나타낸 것이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 운전방법에서는 버너공기비를 줄여 슬래그 스크린(4) 하류의 수열로(6) 내에 노즐(13)로부터 2단 연소공기를 불어넣으면 NOx가 줄여지는 효과가 커지게 된다. 또, 도 2에는 버너의 공기비를 같게 해서 2단 연소공기를 불어넣는 위치를 약간 달라지게 하여 버너(2)로부터의 체류 시간을 횡축으로 한 결과가 나타나 있는바, 이로부터 버너(2)로부터 2단 연소공기가 불어 넣어질 때까지의 체류시간이 길수록 NOx 저감효과가 커지게 됨을 알 수가 있다.
다음에는 본 발명에 따른 회용융식 U형 연소보일러 및 그 운전방법의 다른 실시예에 대해 설명한다.
도 3은 본 실시예에 따른 회용융식 U형 연소보일러의 개략적인 구성을 나타낸 것이다. 회용융식 U형 연소보일러는 보일러의 구조가 복잡하기 때문에, 보일러의 형식으로서 관류형(貫流型; once-throgh type) 보일러를 채용하는 것이 일반적이다. 이 관류형 보일러의 절탄기(節炭器; 16)를 나온 물의 온도는 증발온도보다 낮기 때문에, 도 4에 도시된 것과 같이, 절탄기(16)를 나온 후 가장 먼저 슬래그 스크린(4)으로 급수(給水)되어 연소로(5)와 수열로(6)를 지나 대류전열부(對流傳熱部; 7)에 이르도록 증발기 계통이 구성되어 있다. 한편, 도 4에서의 참조부호 21은 터빈을 나타내고, 22는 복수기(復水器; steam condenser), 23은 보일러 급수펌프를 각각 나타낸다.
본 실시예에서는 상기와 같이 증발기계통을 구성한 다음, 도 3에 도시된 것과 같이 슬래그 스크린(4)의 스크린 관 입구관(14)쪽 근방의 상류에 온도계(T1)를 설치하고, 다른 스크린 관 출구관(15)쪽 근방의 상류에도 온도계(T2)를 설치하도록 되어 있다. 그리고, 양 온도계(T1, T2)에 의해 스크린 관 입구관(14) 측의 온도와 스크린 관 출구관(15) 측의 온도를 측정되고, 제어장치(20)는 양 온도의 온도차로부터 스크린 관(4a)의 열유속을 산출함으로써 이를 감시하게 된다.
스크린 관(4a)의 열유속은 다음 식으로 산출한다.
열유속 = 1.163 × 물의 비열 × (출구온도 - 입구온도)/스크린 관 표면적 (W/㎡)
회용융식 U형 연소보일러의 스크린 관(4a)의 열유속은, 석탄의 종류(특성)마다, 또 부하에 따라 값이 달라지지만, 정상적인 상태에서는 140 ~ 145kW/㎡ 인바, 35kW/㎡ 이하로 되면 슬래그 스크린(4)이 막힘 상태로 된다. 따라서, 열유속을 산출하고, 그 값을 감시해서, 35kW/㎡ 이하로 되었을 때는 슬래그 스크린(4)이 막힘 상태에 있는 것으로 검출하게 된다.
다음에는, 상기와 같이 슬래그 스크린(4)의 스크린 관(4a)의 열유속을 산출하고, 이를 감시함으로써 슬래그 스크린(4)의 막힘을 검출할 수 있게 되는 이유를 설명한다.
앞에서 설명한 도 1에 도시된 회용융식 U형 연소보일러에서, 버너(2)로부터 연소로(5)로 공급되는 공기량을 공기비 1 미만으로 하고서, 앞에서 설명한 운전방법과 같이 저 NOx 상태로 운전을 하게 되면, 도 5에 도시된 것과 같이 13:00 ~ 18:00까지 수열로(6) 내의 압력이 거의 변화하지 않는 데도 연소로(5) 내의 압력은 서서히 올라가, 슬래그 스크린(4) 또는 슬래그 스크린(4)의 뒤쪽(하류)에서 클링커가 성장하여 압력손실이 증가하는 일이 있게 된다.
그리고, 상기와 같은 운전방법에서는, 연소로(5) 내의 압력이 서서히 증가하게 되므로, 압력변동이 커지게 되는 약 3시간 후인 16:00 경에 연소로(5)로 투입되는 버너연소공기량을 도 5에 나타내어진 것과 같이 늘리고, 수열로(6) 내로 불어 넣어지는 2단 연소공기량을 줄여줌으로써, 연소로(5) 내의 연소량을 증가시키거나 연소로(5) 내의 압력을 저하시켜 막힘 회피조작을 실행하게 된다.
도 6은, 도 3에 도시된 본 실시예에 따른 회용융식 U형 연소보일러를 운전함에 있어, 본 실시예에 따른 슬래그 스크린 막힘 회피조작을 실행할 때의 연소로 내의 압력과, 수열로 내의 압력, 버너연소공기의 유량, 2단 연소공기의 유량 및, 슬래그 스크린 열유속의 관계가 시간의 경과에 따라 변화되는 것을 나타낸 것이다. 도 6에서 알 수 있듯이, 슬래그 스크린(4)의 열유속을 보면 연소로(5) 내의 압력이 서서히 증가하기 시작해서, 13:30 경에는 슬래그 스크린(4)의 열유속이 35kW/㎡ 이하로 저하되어 슬래그 스크린(4)의 막힘이 일어나게 된다.
그리고, 본 실시예에서는, 도 6에 도시된 것과 같이, 슬래그 스크린(4)의 열유속이 35kW/㎡ 이하로 낮아졌음을 검출했을 때에는, 버너연소공기량을 증가시키고 수열로(6)로 불어 넣는 2단 연소공기량을 줄여줌으로써, 슬래그 스크린(4)의 열유속을 35kW/㎡ 이상이 되도록 증가시켜, 슬래그 스크린(4)에서 막히는 것을 해소하도록 되어 있다. 연소로(5) 내의 압력을 감시하도록 되어 있는 경우에는, 슬래그 스크린(4)의 막힘을 판단하는 데 3시간 가까이 걸렸으나, 본 실시예와 같이 슬래그 스크린(4)의 열유속을 감시하게 되면, 단시간에 슬래그 스크린(4)의 막힘을 판단할 수가 있어, 바로 슬래그 스크린(4)가 막히는 것을 회피하는 대응을 할 수 있게 된다. 즉, 슬래그 스크린(4)의 막힘 상태를 검출한 후 바로 버너(2)로부터 연소로(5)로 투입되는 연소공기량을 도 6에 도시된 것과 같이 늘이고, 수열로(6) 내로 불어넣어지는 2단 연소공기량을 줄여, 연소로(5) 내의 공기비를 0.8 보다 증가시켜, 슬래그 스크린(4)의 스크린 관(4a)의 열유속치를 35kW/㎡ 이상이 되도록 해서, 슬래그 스크린(4)의 막힘 상태를 해제하게 된다.
이러한 운전에 의해 회용융식 U형 연소보일러의 보일러출구의 NOx 값이 커지기 때문에, 뒤쪽에 탈초장치를 갖춘 경우에는 암모니아의 소비량을 늘여야 하고, 탈초장치를 갖추지 않은 경우에는 NOx 규제치 이내로까지 로 내의 공기비를 높여주어야만 한다.
또, 앞에서 설명한 저 NOx 운전을 실행하는 경우에, 회용융식 U형 연소보일러를 부분부하 상태로 운전할 때는, 앞에서와 마찬가지로 슬래그 스크린(4)의 막힘 상태를 검출한 후 바로 버너(2)에서 연소로(5)로 투입되는 연료투입량과 공급공기량을 늘여, 슬래그 스크린(4)을 통과하는 가스의 온도를 높여줌으로써, 슬래그 스크린(4)의 스크린 관(4a)의 열유속치를 35kW/㎡ 이상이 되도록 해서 슬래그 스크린(4)의 막힘 상태를 해제한다. 이 경우, 발전출력이 높여지기 때문에 계통 내의 다른 보일러의 부하를 낮춰주면 좋다.
또, 다른 예로서는, 앞에서 설명한 저 NOx 운전에서, 앞에서의 설명과 마찬가지로, 슬래그 스크린(4)의 막힘 상태를 검출한 후 바로 연소로(5)에 회의 융점강하제를 투입해서 슬래그의 융점을 낮아지게 해서, 연소로 내부 표면에 부착되는 슬래그의 두께를 얇아지게 함으로써, 용융 슬래그 배출용 유출구(3)로부터 용융 슬래그를 흘러내리기 쉽게 함과 더불어 슬래그 스크린(4)에 부착되는 슬래그 양을 감소시켜 슬래그 스크린(4)의 막힘 상태를 해제한다. 상기 회의 융점강하제로서는 석회석, 돌로마이트(dolomite), 철광석, 산화철분과 같은 것이 쓰이게 된다. 예컨대 석회석을 투입함에 따라 연소로(5) 내의 온도가 내려가는 정도는, 미분탄 100%에 대해 석회석을 1% 투입한 경우에는 60℃가, 2%를 투입한 경우에는 90℃가, 2.8%를 투입한 경우에는 120℃가 각각 내려가게 된다.
이상의 설명에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예에 따른 회용융식 U형 연소보일러 및 그 운전방법에 의하면, 연소로(5)를 고온환원분위기가 되도록 하여 석탄회 용융 슬래그의 배출을 안전하게 유지시켜가면서 연소로 하류의 수열로(6)에다 2단연소공기가 불어넣어질 때까지 미분탄이 불완전 연소에 따른 CO의 체류시간을 길어지게 함으로써 NOx의 저감을 도모할 수가 있기 때문에, 종래의 회용융식 U형 연소보일러 및 그 운전방법에 비해 NOx의 배출을 1/3 정도로 줄일 수가 있게 된다. 또, 회용융식 U형 연소보일러에 설치되는 탈초장치를 생략하거나, 탈초장치의 능력을 작아지게 할 수가 있는바, 즉 저탈초율의 설비로 소형화할 수가 있어, 회용융식 U형 연소보일러의 설비비 및 운영비용을 줄일 수가 있게 된다.
또, 본 발명의 실시예에 따른 회용융식 U형 연소보일러 및 그 운전방법에 의하면, 상기 저 NOx 운전에서 슬래그 스크린의 막힘을 단시간에 정확히 검출하여, 그 슬래그 스크린(4)의 막힘 상태를 검출한 후 바로 슬래그 스크린(4)의 스크린 관(4a)의 열유속치를 높이거나, 회의 융점강하제를 투입함으로써 슬래그의 융점을 낮춰 흘러내리기 쉽도록 함과 더불어 슬래그 스크린(4)에 부착된 슬래그의 양을 감소시켜, 슬래그 스크린(4)의 막힘이 없는 상태에서 운전을 할 수가 있기 때문에, 회용융식 U형 연소보일러의 운전을 안전하게 계속할 수 있게 된다.
본 발명은 회용융식 U형 연소보일러 및 그 운전방법에 이용될 수 있다.

Claims (18)

  1. 회용융식 U형 연소보일러를 운전하는 방법에 있어서,
    버너에서 연소로로 공급되는 공기의 양을 공기비가 1 미만이 되도록 줄이고 추가의 공기를 불어넣지 않아도, 상기 연소로와 그 하류에 위치하는 수열로를 구획하는 슬래그 스크린을 통과하는 가스의 온도가, 상기 슬래그 스크린을 정상으로 작용시킬 수 있는 온도범위로 유지되도록,
    상기 연소로의 용적을, 종래의 연소보일러에서, 슬래그 스크린의 상류측에 형성된 연소로 내에, 슬래그 스크린 위치에서의 공기비가 1이 되도록 공기를 공급하여, 연소로 내에서 미분탄의 연소를 완결시키도록 설계되었던 연소로 용적의 55 ~ 60% 정도로 설정하고,
    상기 버너로부터 상기 연소로로 공급되는 공기의 양을 공기비 1 미만으로 줄여, 상기 연소로 내에서 미분탄을 연료 과잉인 듯하게 해서 연소시켜, 상기 버너로부터 상기 슬래그 스크린까지의 상기 연소로의 전체를 환원분위기 상태가 되도록 하여, 상기 연소로 내의 온도를 석탄의 회용류점 근방으로까지 상승시켜, NOx의 발생량이 저감되도록 하는 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러 운전방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 버너로부터 상기 연소로로 공급되는 공기의 양을 공기비 0.8 정도로 줄이는 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러 운전방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수열로 내에 2단 연소공기를 불어넣어 연소가 완결시켜 NOx 배출치를 한층 더 저감되도록 하는 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러 운전방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬래그 스크린의 스크린 관 입구부 근방 및 출구부 근방에 각각 설치된 각 온도계의 측정치에 기해, 상기 스크린 관의 입구부와 출구부의 온도차로부터 상기 스크린 관의 열유속을 산출하여, 그 산출치가 소정의 열유속치보다 작아졌을 때에 슬래그 스크린의 막힘 상태로 검출하고, 이렇게 검출한 후 바로 상기 버너로부터 상기 연소로로 투입하는 공급공기의 양을 늘여 공기비를 소정의 공기비보다 커지도록 함으로써, 상기 스크린 관의 열유속을 상기 소정의 열유속치 이상이 되도록 해서, 상기 슬래그 스크린의 막힘 상태를 해제하도록 하는 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러 운전방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 소정의 열유속치가 35kW/㎡ 이고, 상기 소정의 공기비가 0.8인 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러 운전방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 부분부하 운전을 실행할 때, 상기 슬래그 스크린의 스크린 관 입구부 근방 및 출구부 근방에 각각 설치된 각 온도계의 측정치에 기해, 상기 스크린 관의 입구부와 출구부의 온도차로부터 상기 스크린 관의 열유속을 산출하여, 그 산출된 값이 소정의 열유속치보다 작아졌을 때에 이를 슬래그 스크린의 막힘 상태로 검출하고, 이 검출 후 바로 상기 버너로부터 상기 연소로에 연료투입량 및 공기공급량을 증가시켜, 상기 슬래그 스크린을 통과하는 가스의 온도를 상승시켜, 상기 스크린 관의 열유속을 상기 소정의 열유속치 이상이 되도록 해서 상기 슬래그 스크린의 막힘 상태를 해제하도록 하는 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러 운전방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 소정의 열유속치가 35kW/㎡인 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러 운전방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬래그 스크린의 스크린 관 입구부 근방 및 출구부 근방에 각각 설치된 각 온도계의 측정치에 기해, 상기 스크린 관의 입구부와 출구부의 온도차로부터 상기 스크린 관의 열유속을 산출하여, 그 산출치가 소정의 열유속치보다 작아졌을 때에 슬래그 스크린의 막힘 상태로 검출하고, 이 검출 후 바로 상기 연소로에 회의 융점강하제를 투입해서 슬래그의 융점을 낮춰 쉽게 흘러내리도록 함과 더불어 상기 슬래그 스크린에 부착되는 슬래그의 양을 감소시켜, 상기 슬래그 스크린의 막힘 상태를 해제하도록 하는 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러 운전방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 소정의 열유속치가 35kW/㎡인 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러 운전방법.
  10. 미분탄을 연소시키는 버너를 가진 연소로와,
    상기 연소로의 하류측에 배치된 수열로,
    상기 연소로와 수열로를 구획하는 스크린 관을 갖춘 슬래그 스크린 및,
    상기 버너로부터 상기 연소로로 공급되는 공기량 및 연료투입량을 제어하는 제어장치를 구비하여 이루어지되,
    상기 연소로의 용적이, 상기 버너로부터 상기 연소로로 공급되는 공기량을 공기비 1 미만으로 줄이고 추가의 공기를 불어넣지 않은 경우에도, 상기 슬래그 스크린을 통과하는 가스의 온도가 상기 슬래그 스크린을 정상으로 작용시킬 수 있는 온도범위로 유지될 수 있도록,
    종래의 연소 보일러에서, 슬래그 스크린의 상류측에 형성된 연소로 내로 상기 슬래그 스크린 위치에서의 공기비가 약 1이 되도록 공기를 공급해서, 연소로 내에서 미분탄의 연소가 완결되도록 설계되었던 연소로 용적의 약 55 ~ 60% 정도로 설정되고,
    상기 제어장치는, 상기 버너로부터 상기 연소로로 공급되는 공기량을 공기비 1 미만으로 줄여 상기 연소로 내에서 미분탄을 연료 과잉인 듯하게 해서 연소시켜, 상기 버너로부터 상기 슬래그 스크린까지의 상기 연소로의 전체를 환원분위기의 상태가 되도록 하여, 상기 연소로 내의 온도를 석탄의 회용류점 근방으로 상승시켜, NOx의 발생량을 줄이도록 된 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 버너에서 상기 연소로로 공급되는 공기량을 공기비 0.8 정도로 줄이도록 하는 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러.
  12. 제10항에 있어서, 상기 수열로 내에 2단 연소공기를 불어넣어 연소가 완결시켜 NOx의 배출치가 한층 더 줄어들도록 하는 노즐을 더 갖춘 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크린 관 입구부 근방 및 출구부 근방에 각각 온도계가 더 설치되고,
    상기 제어장치는, 상기 각 온도계의 측정치에 기해, 상기 스크린 관의 입구부와 출구부의 온도차로부터 상기 스크린 관의 열유속을 산출하여, 그 산출치가 소정의 열유속치보다 작아졌을 때에 슬래그 스크린의 막힘 상태로 검출하고, 이렇게 검출한 후 바로 상기 버너로부터 상기 연소로로 투입하는 공급공기의 양을 늘여 공기비를 소정의 공기비보다 커지도록 하여, 상기 스크린 관의 열유속을 상기 소정의 열유속치 이상이 되도록 해서 상기 슬래그 스크린의 막힘 상태를 해제하도록 된 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러.
  14. 제13항에 있어서, 상기 소정의 열유속치가 35kW/㎡ 이고, 상기 소정의 공기비가 0.8인 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러.
  15. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크린 관의 입구부 근방 및 출구부 근방에 각각 온도계가 더 설치되고,
    상기 제어장치는, 부분부하 운전을 실시할 때, 상기 각 온도계의 측정치에 기해, 상기 스크린 관의 입구부와 출구부의 온도차로부터 상기 스크린 관의 열유속을 산출하여, 그 산출된 값이 소정의 열유속치보다 작아졌을 때에 이를 슬래그 스크린의 막힘 상태로 검출하고, 이 검출 후 바로 상기 버너로부터 상기 연소로로 연료투입량 및 공기공급량을 증가시켜, 상기 슬래그 스크린을 통과하는 가스의 온도를 상승시켜, 상기 스크린 관의 열유속을 상기 소정의 열유속치 이상이 되도록 해서 상기 슬래그 스크린의 막힘 상태를 해제하도록 된 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러.
  16. 제15항에 있어서, 상기 소정의 열유속치가 35kW/㎡ 인 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러.
  17. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크린 관 입구부 근방 및 출구부 근방에 각각 온도계가 더 설치되고,
    상기 제어장치는, 상기 각 온도계의 측정치에 기해 상기 스크린 관의 입구부와 출구부의 온도차로부터 상기 스크린 관의 열유속을 산출하여, 그 산출치가 소정의 열유속치보다 작아졌을 때에는 슬래그 스크린이 막힘 상태로 검출하고, 이 검출 후 바로 상기 연소로에 회의 융점강하제를 투입하여 슬래그의 융점을 낮춰 쉽게 흘러내리도록 함과 더불어 상기 슬래그 스크린에 부착되는 슬래그의 양을 감소시켜, 상기 슬래그 스크린의 막힘 상태를 해제하도록 된 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러.
  18. 제17항에 있어서, 상기 소정의 열유속치가 35kW/㎡ 인 것을 특징으로 하는 회용융식 U형 연소보일러.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109539247A (zh) * 2018-10-23 2019-03-29 山西大学 一种用于火电锅炉的煤气化低氮燃烧器系统

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITBO20040296A1 (it) * 2004-05-11 2004-08-11 Itea Spa Combustori ad alta efficienza e impatto ambientale ridotto, e procedimenti per la produzione di energia elettrica da esso derivabili
RU2399709C2 (ru) * 2005-04-22 2010-09-20 Андритц Ой Устройство и способ выработки энергии на целлюлозном заводе
DE102006004221A1 (de) * 2006-01-30 2007-08-09 Gks - Gemeinschaftskraftwerk Schweinfurt Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Abscheiden von Schadstoffen im Rauchgas einer thermischen Anlage
WO2009020739A2 (en) * 2007-08-03 2009-02-12 The Mcburney Corporation Biomass energy recovery apparatus
DK2181288T3 (da) * 2007-08-03 2012-02-27 Europ Sugar Holdings S A R L Forbedret fremgangsmåde til effektiv energigenvinding fra biomasse
BRPI1014209A2 (pt) * 2009-03-26 2016-04-05 Fadi Eldabbagh "sistema para reduzir emissões e melhorar eficiência de energia em sistemas de combustão de combustíveis fósseis e biocombustíveis."
CN101629716B (zh) * 2009-08-26 2011-10-05 上海题桥纺织染纱有限公司 一种低NOx固、液态排渣煤粉燃烧器垂直布置方法
CN102384458A (zh) * 2010-08-30 2012-03-21 烟台龙源电力技术股份有限公司 注汽锅炉的蒸汽产生方法及锅炉
CN102425775A (zh) * 2011-12-06 2012-04-25 山西蓝天环保设备有限公司 燃烧器顶置u形火焰立式煤粉燃烧油田注气锅炉
US8936662B2 (en) 2012-10-02 2015-01-20 Integrated Global Services, Inc. Apparatus and methods for large particle ash separation from flue gas using screens having semi-elliptical cylinder surfaces
CN102878550B (zh) * 2012-10-12 2015-04-15 浙江大学 燃水煤浆液态排渣旋风炉分级配风及再燃低NOx的方法
CN104121579A (zh) * 2014-08-06 2014-10-29 北京大邦实创节能技术服务有限公司 双调风煤粉燃烧器顶置的锅炉
JP6233810B2 (ja) * 2014-11-20 2017-11-22 株式会社日向製錬所 焼鉱シュートの詰り検知方法及び詰り検知機能を備えた焼鉱シュート
CN104534457A (zh) * 2014-12-24 2015-04-22 山西蓝天环保设备有限公司 一种燃用低挥发分、高灰分劣质煤的锅炉
CN104534458A (zh) * 2014-12-30 2015-04-22 山西蓝天环保设备有限公司 采用立式前置炉膛燃用低灰熔点煤的锅炉
GB201502891D0 (en) * 2015-02-20 2015-04-08 Doosan Babcock Ltd Downshot burner
CN105135420B (zh) * 2015-08-26 2018-06-26 烟台龙源电力技术股份有限公司 一种飞灰二次燃烧系统及提高飞灰锗品位的方法
CN105650625A (zh) * 2016-02-01 2016-06-08 哈尔滨红光锅炉总厂有限责任公司 一种高效煤粉工业锅炉
CN109253447B (zh) * 2017-07-12 2024-01-30 北京巴布科克·威尔科克斯有限公司 U型火焰低氮煤粉锅炉
CN110513717B (zh) * 2019-07-15 2020-11-06 苏州西热节能环保技术有限公司 一种双切圆燃烧锅炉尾部烟气通道堵灰的诊断和防治方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE271941C (ko)
DE1102333B (de) 1954-09-07 1961-03-16 Babcock & Wilcox Dampfkessel Verfahren zum Verbrennen eines festen, koernigen, aschearmen Brennstoffes in einer Zyklonfeuerung
DE3410945A1 (de) 1984-03-24 1985-10-03 Steag Ag, 4300 Essen Verfahren zur verminderung der no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-bildung in mit kohlenstaub betriebenen feuerungsanlagen, insbesondere schmelzkammerfeuerungen, und feuerungsanlage zur durchfuehrung des verfahrens
JPS61165518A (ja) * 1985-01-16 1986-07-26 Central Res Inst Of Electric Power Ind スラグタツプ炉の運転法
JPS62102008A (ja) * 1985-10-30 1987-05-12 Hitachi Zosen Corp 融灰式燃焼室を持つ石炭だきボイラ
DE3614497A1 (de) 1986-04-29 1987-11-05 Saarbergwerke Ag Verfahren und anlage zur verringerung der stickoxidemission bei der verbrennung von festen brennstoffen
EP0301714A3 (en) 1987-07-30 1989-07-19 Trw Inc. Sulfur removal by sorbent injection in secondary combustion zones
JPH0663611B2 (ja) 1987-08-25 1994-08-22 財団法人石炭利用総合センター 三段燃焼ボイラ
DE3805943A1 (de) 1988-02-25 1989-08-31 Steag Ag Verfahren und vorrichtung zum schmelzen fester ballaststoffe
JPH01129510U (ko) * 1988-02-26 1989-09-04
DD271941A1 (de) * 1988-05-09 1989-09-20 Bergmann Borsig Veb Verfahren zur verbrennung stark wasser-, asche-, xylit- und quarzithaltiger rohbraunkohle mit gleichzeitiger entschwefelung der rauchgase
DE3943084A1 (de) 1989-12-27 1991-07-04 Saarbergwerke Ag Verfahren zur verringerung der stickoxidemission bei der verfeuerung von festen brennstoffen
US6058855A (en) * 1998-07-20 2000-05-09 D. B. Riley, Inc. Low emission U-fired boiler combustion system
US6141380A (en) * 1998-09-18 2000-10-31 Sarnoff Corporation Frame-level rate control for video compression
JP2000165518A (ja) * 1998-11-26 2000-06-16 Nec Corp 局データ入力画面制御装置および方法
US6622645B2 (en) * 2001-06-15 2003-09-23 Honeywell International Inc. Combustion optimization with inferential sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109539247A (zh) * 2018-10-23 2019-03-29 山西大学 一种用于火电锅炉的煤气化低氮燃烧器系统
CN109539247B (zh) * 2018-10-23 2020-02-14 山西大学 一种用于火电锅炉的煤气化低氮燃烧器系统

Also Published As

Publication number Publication date
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