KR100686441B1 - Temperature Control apparatus and Control method at the combustor exit in a circulating fluidized bed combustion system - Google Patents

Temperature Control apparatus and Control method at the combustor exit in a circulating fluidized bed combustion system Download PDF

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Abstract

본 발명은 연소로 출구 온도제어장치가 구비된 순환유동층 연소장치 및 연소로 출구 온도제어방법에 관한 것이며, 그 목적은 연소로에 투입되는 연료 중에 미세 입자가 많이 포함되어 있거나 운전 조건 변경에 따라 미연분에 의한 후연소 되는 양이 많아 연소로 출구 이후에서 온도가 적정 수준 이상으로 상승할 시 이를 제어하여 온도 상승에 따른 슬래깅, 파울링 등의 문제점을 해결함과 동시에 외부 공기 투입에 의한 보일러의 열효율 감소를 방지하고 안정적인 냉각효과를 거둘 수 있는 연소로 출구 온도제어장치가 구비된 순환유동층 연소장치 및 연소로 출구 온도제어방법을 제공함에 있다.The present invention relates to a circulating fluidized bed combustor equipped with a combustion furnace outlet temperature control device and a combustion furnace outlet temperature control method. The object of the present invention is to include a large amount of fine particles in the fuel introduced into the combustion furnace or to change the operating conditions. Since the amount of post-burning by the powder is large, the temperature rises above the proper level after the exit of the combustion furnace is controlled to solve the problems such as slagging and fouling caused by the temperature rise, and the boiler The present invention provides a circulating fluidized bed combustor having a combustion furnace outlet temperature control device and a combustion furnace outlet temperature control method capable of preventing thermal efficiency reduction and achieving a stable cooling effect.

본 발명은 미분입자를 포함하는 연료를 공급하는 연료 저장조와, 연소용 공기에 의하여 유동층을 형성하는 연소로와, 연소로에서 빠져나가는 입자를 포집하기 위한 사이클론과, 포집된 입자를 연소로에 재순환시키는 입자 순환부와, 연소가스의 현열을 회수하기 위한 대류 열전달부와, 비산회를 포집하는 집진설비와, 배가스를 대기로 배출하는 연돌로 이루어진 순환유동층 연소장치의 연소로 출구 온도를 제어함에 있어서, 상기 집진설비를 거치고 나온 배가스의 일부를 연소로 출구 또는 사이클론 입구 또는 출구측 중 선택된 하나의 부분으로 환류시켜 온도를 제어하는 순환유동층 연소장치에서 연소로 출구 온도제어장치 및 온도제어방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.
The present invention provides a fuel reservoir for supplying fuel including fine particles, a combustion furnace for forming a fluidized bed by combustion air, a cyclone for collecting particles exiting the combustion furnace, and recycling the collected particles to the combustion furnace. In controlling the combustion furnace outlet temperature of the circulating fluidized bed combustor comprising a particle circulation unit to be discharged, a convection heat transfer unit for recovering sensible heat of the combustion gas, a dust collecting unit for collecting fly ash, and a stack for exhausting exhaust gas to the atmosphere, In the circulating fluidized bed combustor for controlling the temperature by refluxing a part of the exhaust gas from the dust collecting equipment to the selected one of the combustion furnace outlet, the cyclone inlet or the outlet side of the combustion furnace outlet temperature control device and the temperature control method It is a technical point.

순환유동층, 연소로, 환류, 흡입송풍기, 사이클론Circulating fluidized bed, combustion furnace, reflux, suction blower, cyclone

Description

연소로 출구 온도제어장치가 구비된 순환유동층 연소장치 및 연소로 출구 온도제어방법{Temperature Control apparatus and Control method at the combustor exit in a circulating fluidized bed combustion system} Temporary control apparatus and control method at the combustor exit in a circulating fluidized bed combustion system             

도 1 은 본 발명에 따른 순환유동층 연소장치의 구성을 나타낸 예시도1 is an exemplary view showing the configuration of a circulating fluidized bed combustion apparatus according to the present invention

도 2 는 종래의 순환유동층 연소장치의 구성을 나타낸 예시도
Figure 2 is an exemplary view showing the configuration of a conventional circulating fluidized bed combustion apparatus

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>

(A1) : 연소용 일차공기 (A2) : 연소용 이차공기(A1): Primary air for combustion (A2): Secondary air for combustion

(A3) : 입자순환 공급용 공기 (W) : 물(A3): air for particle circulation supply (W): water

(1)(101) : 연소로 (2)(102) : 사이클론(1) (101): combustion furnace (2) (102): cyclone

(3)(103) : 대류 열순환부 (4)(104) : 집진설비(3) (103): Convection heat circulation section (4) (104): Dust collection equipment

(5)(105) : 입자순환부 (6)(106) : 유인송풍기(5) (105): Particle circulation part (6) (106): Induced blower

(7)(107) : 연돌 (8)(108) : 연료 저장조(7) (107): stack (8) (108): fuel reservoir

(9) : 흡인 송풍기 (10) : 연결관로(9): suction blower (10): connector

(109) : 보일러 튜브109: boiler tube

본 발명은 연소로 출구 온도제어장치가 구비된 순환유동층 연소장치 및 연소로 출구 온도제어방법에 관한 것으로, 연소로, 사이클론, 입자순환부, 대류 열전달부, 집진설비, 연돌로 구성된 순환유동층 연소장치에서 연돌을 통해 배출되는 배기가스의 일부를 연소로의 출구 또는 사이클론의 후단으로 환류시켜 미연 탄소분과 미연가스의 후연소에 의해 연소로의 출구 및 사이클론의 후단부에서 온도가 적정 수준 이상으로 상승되는 것을 방지할 수 있는 연소로 출구 온도제어장치 및 온도제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a circulating fluidized bed combustor having a combustion furnace outlet temperature control device and a method for controlling the temperature of a combustion furnace outlet, comprising: a circulating fluidized bed combustion device consisting of a combustion furnace, a cyclone, a particle circulation unit, a convection heat transfer unit, a dust collector, and a stack Part of the exhaust gas discharged through the stack is refluxed to the exit of the combustion furnace or the rear end of the cyclone, and the temperature is raised above the appropriate level at the exit of the combustion furnace and the rear end of the cyclone by post combustion of unburned carbon powder and unburned gas. The present invention relates to a combustion furnace outlet temperature control device and a temperature control method capable of preventing the same.

순환유동층 보일러는 높은 연소효율, 800~950℃의 연소온도에 따른 질소산화물 생성억제효과, 석회석의 로내 투입을 통한 황산화물의 배출제어, 층입자의 열적 관성력에 따른 다양한 연료에 적용 가능하고 연료의 변동폭에 대한 수용능력이 좋아 석탄 보일러뿐만 아니라 각종 산업폐기물과 도시 쓰레기 소각까지 적용을 확대해 가고 있다.Circulating fluidized bed boilers can be applied to various fuels with high combustion efficiency, nitrogen oxide production suppression effect according to combustion temperature of 800 ~ 950 ℃, sulfur oxide emission control through limestone input, and thermal inertia of bed particles. Because of its capacity for fluctuations, it is expanding its application to not only coal boilers but also various industrial wastes and municipal waste incineration.

현재 우리나라에서도 석탄 또는 정유정재 코크(Petroleum Coke)를 연료로 하는 순환유동층이 1980년대 중반부터 보급되어 십 수기가 운전 중에 있거나 건설 계획이 예정되어 있는 실정이다.Currently in Korea, a circulating fluidized bed that uses coal or refinery coke as a fuel has been supplied since the mid-1980s, and dozens are in operation or planned for construction.

이와 같은 순환유동층 연소장치의 구성을 도 2를 통해 설명하면, 연료를 저 장하는 연료 저장조(108)와, 상기 연료 저장로(108)부터 투입된 연료의 연소가 이루어지는 연소로(101)와, 상기 연소로(101)에 공급된 연소용 공기와 함께 비말동반되어 연소로(101)를 빠져나가는 입자를 포집하기 위한 사이클론(102)과, 상기 사이클론(102)에서 포집된 입자를 연소로 하부에 재주입시키는 입자 순환부(105)와, 상기 사이클론(102)에서 입자가 분리된 배가스의 현열을 회수하기 위한 대류 열전달부(103)와, 상기 사이클론(102)에서 포집되지 않은 미세한 비산입자를 포집하는 집진설비(104)와, 상기 집진설비(104)를 거친 배가스를 외부로 배출하는 연돌(107)로 구성되었다.The configuration of such a circulating fluidized bed combustion apparatus will be described with reference to FIG. 2, a fuel storage tank 108 storing fuel, a combustion furnace 101 in which fuel is injected from the fuel storage passage 108, and the Cyclone 102, which is entrained together with the combustion air supplied to the combustion furnace 101 and exits the combustion furnace 101, collects the particles collected by the cyclone 102 in the lower portion of the combustion furnace. The particle circulation unit 105 to be injected, the convection heat transfer unit 103 for recovering the sensible heat of the exhaust gas from which the particles are separated in the cyclone 102, and fine scattering particles not collected in the cyclone 102 are collected. The dust collector 104 and the stack 107 which discharges the exhaust gas which passed through the dust collector 104 to the outside were comprised.

이와 같이 구성된 순환유동층 연소장치의 공정을 살펴보면, 연료 저장조에 저장된 연료는 연소로의 하부로 공급되고, 이때 연소용 일차공기(A1)는 평균입경 약 300㎛인 층물질로 채워진 연소로 하부로 공급되어 연소로에 유입된 연료가 연소하게 되며, 연료의 연소에 의해 발생된 연소가스는 연소로 출구로 배출되는 한편, 연소로에서 비말동반된 입자는 사이클론에서 포집되고, 저압의 사이클론 하단부에서 고압의 연소로 하단으로 포집된 입자가 입자순환 공급용 공기(A3)에 의해 순환될 수 있도록 입자 순환부에서 압력 균형을 유지하게 되며, 사이클론에서 입자가 분리된 연소가스는 대류 열전달부에서 현열에서 현열을 회수하고, 사이클론에서 포집되지 않은 미세한 비산입자는 집진설비에서 포집된 후 나머지 배가스는 연돌을 통해 대기 중으로 배출되도록 구성되었다.Looking at the process of the circulating fluidized bed combustion apparatus configured as described above, the fuel stored in the fuel reservoir is supplied to the lower portion of the combustion furnace, wherein the primary air for combustion (A1) is supplied to the lower portion of the combustion furnace filled with the layer material having an average particle diameter of about 300㎛. The fuel introduced into the combustion furnace is combusted, and the combustion gas generated by the combustion of the fuel is discharged to the exit of the combustion furnace, while the entrained particles in the combustion furnace are collected in the cyclone, and the high pressure at the lower end of the cyclone is low. The pressure is maintained in the particle circulation so that the particles collected to the bottom of the combustion can be circulated by the particle circulation supply air (A3), the combustion gas separated particles in the cyclone is sensible heat in the sensible heat in the convection heat transfer The fine fugitives which are not collected in the cyclone are collected in the dust collector and the remaining exhaust gas is discharged to the atmosphere through the stack. It was configured to be.

한편, 연소로 하부로부터 유입되는 연소용 일차공기에 의하여 유동화 되는 지역은 부분 연소가 진행되는 환원분위기로서 입자밀도가 높고 연료투입구 상부에 위치한 연소용 이차공기(A2)의 투입에 의하여 미연가스 및 탄소입자들의 연소가 더욱더 진행되는데, 상부로 올라갈수록 입자 밀도는 감소하면서 어느 높이 이상에서는 거의 일정한 값을 유지하게 되며, 이러한 입자군들은 미연탄소와 회분, 탈황제 등의 층물질을 포함한 채 연소로를 빠져나가게 된다.On the other hand, the area fluidized by the primary air for combustion introduced from the lower part of the combustion furnace is a reducing atmosphere in which partial combustion proceeds, and the unburned gas and carbon are injected due to the injection of the secondary air (A2) having high particle density and located above the fuel inlet. Combustion of particles proceeds more and more, and as the upper part rises, the particle density decreases and maintains a substantially constant value above a certain height, and these groups of particles exit the combustion furnace containing layer materials such as unburned carbon, ash, and desulfurization agent. Will go out.

일반적으로 입경이 12~20mm 이하인 석탄 연료를 순환유동층 연소로 하부에서 투입하는데, 이중에서 미세 입자가 많이 포함되어 있거나 연소용 일차공기의 공급량을 증가시킬 경우, 상기 층 상부까지 비말동반되는 탄소입자를 포함하는 미연분의 양 또한 증가되어 후연소가 진행됨에 따라 연소로 출구에서부터 사이클론 및 대류 열전달부의 입구 등에서 온도가 적정수준 이상으로 상승되기도 하는데 특히 연소로의 온도가 900℃ 이상에서 운전될 경우 이들 미연 탄소분과 미연가스의 후연소에 의하여 상기 부분에서 온도가 적정 수준 이상으로 상승되는 문제점이 발생되었다.In general, coal fuel having a particle diameter of 12 to 20 mm or less is introduced from the bottom of the circulating fluidized bed combustion furnace. In the case of containing a large amount of fine particles or increasing the supply amount of primary air for combustion, carbon particles entrained to the upper part of the bed are added. As the amount of unburned fuel is also increased and the post-combustion progresses, the temperature may rise above the appropriate level from the furnace exit to the cyclone and the inlet of the convective heat transfer part, especially when the furnace temperature is operated above 900 ° C. After combustion of the carbon powder and the unburned gas, a problem arises in that the temperature rises above an appropriate level in the portion.

즉, 연소로 출구 부근 이후에서 온도가 950℃ 이상의 온도로 상승하게 되면 회분에 의한 연소로 벽면과 보일러 튜브(109)에 슬래깅이 발생되거나 대류 열교환기 회분 용융에 의한 융착(Deposition)이 발생하게 되어 효율을 절감시키거나 심지어는 운전을 정지하게 되며, 온도 상승에 의한 탈황효율 또한 현격히 저하되어 많은 양의 탈황 흡수제가 투입되거나 황산화물의 배출 농도 증가를 초래한다.That is, when the temperature rises above 950 ° C. near the furnace exit, slag may occur on the furnace wall and the boiler tube 109 due to ash, or deposition may occur due to convection heat exchanger ash melting. This can reduce the efficiency or even stop the operation, and the desulfurization efficiency due to the temperature rise is also drastically lowered, so that a large amount of desulfurization absorber is introduced or the concentration of sulfur oxides is increased.

그리고 사이클론에서 고온 상태로 유지되는 층 입자들이 그대로 입자 순환부에 유입되거나 혹은 그곳에서 미연 탄소의 연소에 의하여 온도가 더욱 상승하여 그 부분에서 층 물질이 고온 상태에서 응집(Agglomeration)되어 입자의 순환에 방해를 주게 되며 결국 운전 장해의 요인이 되게 된다.The layer particles maintained at a high temperature in the cyclone are introduced into the particle circulation as they are, or the temperature is further increased by the combustion of unburned carbon therein, whereby the layer material is agglomerated in the high temperature state to the circulation of the particles. This can be an obstacle and eventually a driving obstacle.

한편, 사이클론의 온도 상승을 방지하는 방법으로서 연소로 출구에서 사이클론 부분의 벽면에 열교환을 위한 수관을 설치하거나 냉각공기를 주입할 수 있는 관을 설치하는 방법이 고려될 수 있지만, 벽면에 냉각용 수관을 설치하는 것은 본질적으로 후연소에 의한 연소로 출구 부위에서의 온도 상승 억제에 대한 근본적인 문제 해결의 수단을 제공하지 못하고 냉각 공기의 주입은 연소효율의 저하는 가져오는 문제점이 발생되었다.
On the other hand, as a method of preventing the temperature rise of the cyclone, a method of installing a water pipe for heat exchange or a pipe for injecting cooling air may be considered at the wall of the cyclone portion at the exit of the combustion furnace. The inherent problem is that inherent combustion does not provide a means of solving the fundamental problem of suppression of temperature rise at the exit of the combustion furnace by post-combustion and the injection of cooling air causes a problem of lowering combustion efficiency.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출되는 것으로, 그 목적은 연소로에 투입되는 연료중에 미세 입자가 많이 포함되어 있거나 운전 조건 변경에 따라 미연분에 의한 후연소 되는 양이 많아 연소로 출구 이후에서 온도가 적정 수준 이상으로 상승할 시 이를 제어하여 온도 상승에 따른 슬래깅, 파울링 등의 문제점을 해결함과 동시에 외부 공기 투입에 의한 보일러의 열효율 감소를 방지하고 안정적인 냉각효과를 거둘 수 있는 연소로 출구 온도제어장치가 구비된 순환유동층 연소장치 및 연소로 출구 온도제어방법을 제공함에 있다.
The present invention is devised to solve the conventional problems as described above, the object of the combustion is a large amount of fine particles in the fuel injected into the combustion furnace or the amount of post-burning by the unburned fuel according to the change in operating conditions When the temperature rises above the proper level after the exit of the furnace, it controls the problems such as slagging and fouling due to the temperature rise, and prevents the boiler's thermal efficiency from being reduced by external air input and achieves a stable cooling effect. The present invention provides a circulating fluidized bed combustor having a combustion furnace outlet temperature control device and a combustion furnace outlet temperature control method.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 연료를 저장하는 연료 저장조(8)와, 상기 연료 저장조(8)부터 투 입된 연료의 연소가 이루어지는 연소로(1)와, 상기 연소로(1)에 공급된 연소용 공기와 함께 비말동반되어 연소로를 빠져나가는 입자를 포집하기 위한 사이클론(2)과, 상기 사이클론(2)에서 포집된 입자를 연소로(1) 하부에 재주입시키는 입자 순환부(5)와, 상기 사이클론(2)에서 입자가 분리된 배가스의 현열을 회수하기 위한 대류 열전달부(3)와, 상기 사이클론(3)에서 포집되지 않은 미세한 비산입자를 포집하는 집진설비(4)와, 상기 집진설비(4)를 거친 배가스를 외부로 배출하는 연돌(7)로 구성된 순환유동층 연소장치에 있어서, 상기 집진설비(4)와 연돌(7)을 연결하여 집진설비를 거친 배가스를 연돌로 전달하는 연결관로(10)상에 흡인송풍기(9)를 연결 설치하고, 상기 흡인송풍기(9)를 통해 흡입된 배가스를 연소로의 출구 또는 사이클론 입구 또는 출구측 중 선택된 하나의 부분으로 환류시키도록 구성된 연소로 출구 온도제어장치가 구비된 순환유동층 연소장치와,The present invention, which achieves the object as described above, and performs a problem for eliminating the conventional drawbacks, comprises a fuel storage tank (8) for storing fuel and a combustion furnace in which combustion of fuel introduced from the fuel storage tank (8) is performed ( 1), a cyclone (2) for trapping particles exiting the combustion furnace with the combustion air supplied to the combustion furnace (1), and the particles collected in the cyclone (2) 1) Particle circulation section 5 to be re-injected to the lower portion, convection heat transfer section 3 for recovering the sensible heat of the exhaust gas from which the particles are separated in the cyclone (2), and fine particles not collected in the cyclone (3) In the circulating fluidized bed combustor comprising a dust collecting device (4) for collecting scattering particles and a stack (7) for discharging exhaust gas through the dust collecting device (4) to the outside, the dust collecting device (4) and the stack (7) Exhaust gas through the dust collector to stack A suction blower (9) is connected and installed on the connecting pipe line (10) to transmit, and the exhaust gas sucked through the suction blower (9) is returned to a selected portion of an outlet of a combustion furnace, a cyclone inlet or an outlet side. A circulating fluidized bed combustion device having a configured combustion furnace outlet temperature control device,

미분입자를 포함하는 연료를 공급하는 연료 저장조(8)와, 연소용 공기에 의하여 유동층을 형성하는 연소로(1)와, 연소로에서 빠져나가는 입자를 포집하기 위한 사이클론(2)과, 포집된 입자를 연소로(1)에 재순환시키는 입자 순환부(5)와, 연소가스의 현열을 회수하기 위한 대류 열전달부(3)와, 비산회를 포집하는 집진설비(4)와, 배가스를 대기로 배출하는 연돌(7)로 이루어진 순환유동층 연소장치의 연소로 출구 온도를 제어함에 있어서, 집진기를 거치고 나온 배가스의 일부를 연소로 출구 또는 사이클론 입구 또는 출구측 중 선택된 하나의 부분으로 환류시켜 온도를 제어하는 순환유동층 연소장치에서 출구 온도제어방법으로 구성되었다.
A fuel reservoir (8) for supplying fuel containing fine particles, a combustion furnace (1) for forming a fluidized bed by combustion air, a cyclone (2) for collecting particles exiting the combustion furnace, and Particle circulation section 5 for recirculating the particles to the combustion furnace 1, convection heat transfer section 3 for recovering sensible heat of the combustion gas, dust collecting facility 4 for collecting fly ash, and exhaust gas to the atmosphere In controlling the combustion furnace outlet temperature of the circulating fluidized bed combustor composed of stacks (7), the part of the exhaust gas passing through the dust collector is refluxed to the selected one of the furnace outlet or the cyclone inlet or outlet side to control the temperature. Outlet temperature control method in the circulating fluidized bed combustor.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 따른 순환유동층 연소장치의 구성을 나타낸 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 연소로(1) 출구 또는 사이클론(2)에서 온도가 상승할 때 미연탄소 및 미연가스를 포함한 고온의 연소로 출구 가스와 연돌(7)로 배출되는 저온의 배가스를 일부 환류시켜 고온의 연소가스와 혼합시킴으로 연소로의 출구 온도를 제어토록 구성되었다.Figure 1 shows an exemplary view showing the configuration of the circulating fluidized bed combustion apparatus according to the present invention, the present invention is a high temperature including unburned carbon and unburned gas when the temperature rises in the combustion furnace (1) outlet or cyclone (2) It was configured to control the outlet temperature of the combustion furnace by partially refluxing the outlet gas of the combustion furnace and the low temperature exhaust gas discharged to the stack 7 and mixing it with the high temperature combustion gas.

미연탄소와 미연가스가 연소로(1) 상단부를 통하여 사이클론(2)으로 진입하는 과정에서 후연소에 의하여 연소가스의 온도를 상승시키는 정도는 공급되는 연료량, 그 특성, 입도 분포, 공기의 유속에 따라 달라지며, 일예로서 사이클론의 출구온도가 950℃일 경우, 연돌로 빠져나가는 200℃의 온도값을 갖는 배가스 중 5~8%를 연소로 출구 또는 사이클론의 입구 또는 출구 측으로 흡인송풍기를 이용하여 환류시켜 주입하면 885~915℃의 온도를 나타냄으로서 안정한 온도 범위를 유지할 수 있는 것으로 나타났다.As the unburned carbon and unburned gas enter the cyclone (2) through the upper end of the combustion furnace (1), the temperature of the combustion gas is increased by the post-combustion depending on the amount of fuel supplied, its characteristics, particle size distribution, and air flow rate. For example, when the outlet temperature of the cyclone is 950 ° C, 5 to 8% of the exhaust gas having a temperature value of 200 ° C exiting the stack is refluxed using a suction blower to the inlet or outlet of the combustion furnace or the cyclone. When injected by injecting, the temperature of 885 ~ 915 ℃ appeared to be able to maintain a stable temperature range.

여기서 배가스의 환류비가 4% 이하 일 경우에는 사이클론에서의 온도 강하 효과는 뚜렷하지 않고 환류비가 9% 이상일 경우에는 사이클론 입구의 유속 증가에 따른 압력강하가 커지고 대류 열전달부 입구에서의 온도 강하에 따른 열교환 효율 저하 및 유량 증가에 따라 설비의 크기가 커져야 됨으로써 배가스의 환류비는 5~8%가 바람직하다.Here, if the reflux ratio of the exhaust gas is 4% or less, the effect of temperature drop in the cyclone is not obvious. If the reflux ratio is 9% or more, the pressure drop increases due to the increase in the flow rate of the cyclone inlet and the heat exchange due to the temperature drop of the convection heat transfer inlet. As the size of the equipment increases as the efficiency decreases and the flow rate increases, the reflux ratio of the exhaust gas is preferably 5 to 8%.

환류 배가스의 주입위치는 연소로 출구 또는 사이클론 입구 또는 출구측 중 에 선택된 한 곳 즉, 온도상승 억제가 필요한 곳으로 흡인송풍기(9)를 연결하여 배가스를 환류시킬 수 있도록 구성되며, 사이클론 출구측에 환류 배가스를 주입시키는 방법은 사이클론의 효율저하 없이 대류 열전달부 입구의 온도 상승을 억제하는데 유용하며, 체류시간 및 연소가스와 환류 배가스의 혼합을 등을 고려하면 연소로 출구측에 환류 배가스를 주입하는 것이 바람직하지만, 이미 설치되어 운전중인 순환유동층 연소장치의 경우에는 적용이 어려우며, 사이클론 입구측에 환류 배가스를 주입시키는 것은 이미 설치되어 운전중이거나 새로 제작되는 순환유동층 연소장치 어느쪽이나 다 적용할 수 있고, 연소로 출구 또는 사이클론 입구측에 배가스를 환류시키도록 구성할 경우 미도시된 환류덕트의 설치 및 보수가 용이한 장점이 있다.The injection position of the reflux flue gas is configured to reflux the flue gas by connecting the suction blower (9) to one of the combustion furnace outlet or the cyclone inlet or the outlet side, that is, where temperature rise suppression is required. The method of injecting reflux flue gas is useful for suppressing the temperature rise at the inlet of the convection heat transfer unit without degrading the cyclone efficiency. Although it is preferable to apply the circulating fluidized bed combustor which is already installed and operated, it is difficult to apply it, and the injection of reflux flue gas into the cyclone inlet side can be applied to both the circulating fluidized bed combustor which is already installed and operated or newly manufactured. To reflux the flue gas at the furnace exit or at the cyclone inlet. US has the advantage of ease of installation and maintenance of the illustrated reflux duct if.

이와 같이 본 발명은 집진설비를 거쳐 나온 200℃ 이하, 산소농도 4% 이하 그리고 열용량 값이 큰 배가스의 일부를 연소로 출구 또는 사이클론 입구 또는 출구측으로 환류시켜 고온의 연소가스와 비교적 저온의 환류 배가스를 강제 혼합시킴으로서 연소로 출구 및 사이클론의 입구측과 출구측의 온도를 제어할 수 있으며, 사이클론 부근에서 온도가 900℃ 이상 상승시 황산화물 흡수제에 의한 황산화물 제거 속도 보다 생성된 CaSO4가 고온에서 분해되어 SO2를 방출시키는 반응이 더욱 활발히 진행되어 탈황 효율저하에 따른 황산화물의 배출농도 상승과 황산화물 흡수제의 소비량이 증가되는 것을 방지할 수 있게 된다.As described above, the present invention provides a part of the exhaust gas of 200 ° C. or less, oxygen concentration of 4% or less, and a large heat capacity value returned through the dust collection unit to the combustion furnace outlet or the cyclone inlet or outlet side, thereby producing a high temperature combustion gas and a reflux flue gas having a relatively low temperature. By forced mixing, the temperature of the inlet and outlet side of the combustion furnace exit and cyclone can be controlled. When the temperature rises above 900 ° C near the cyclone, CaSO 4 is more decomposed at higher temperatures than the sulfur oxide removal rate by the sulfur oxide absorbent. As a result, the reaction for releasing SO 2 proceeds more actively to prevent an increase in sulfur oxide emission concentration and consumption of sulfur oxide absorbent due to desulfurization efficiency decrease.

도면 중 미설명 부호 W는 물이다.
In the drawings, reference numeral W denotes water.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

상술한 바와 같이 본 발명은 연소로 출구 또는 사이클론의 입구 또는 출구측 중 선택된 한 곳으로 배가스의 일부를 환류시키도록 구성되어 외부공기를 사용하지 않고 자체 배가스를 환류시킴으로서 보일러의 열효율을 유지할 수 있고, 연소로 출구 및 사이클론의 입출구에서 적정 온도 수준을 유지하게 함으로써 로벽면 또는 열회수용 튜브에 회분에 의한 슬래깅을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 대류 열전달부에서의 회분에 의한 융착, 파울링을 방지할 수 있고, 도한 입자 순환부로 유입되는 입자들의 온도 또한 적정수준이 유지되어 연소로 층물질의 고온 응집을 예방할 수 있으며, 황산화물의 배출농도 상승을 억제하여 황산화물 흡수제의 소비량을 감소시킬 수 있는 효과 등이 있는 것이다.




As described above, the present invention is configured to return a part of the exhaust gas to a selected one of the inlet or the outlet side of the combustion furnace outlet or the cyclone to maintain the thermal efficiency of the boiler by refluxing the exhaust gas without using external air, By maintaining the proper temperature level at the combustion furnace outlet and the inlet and outlet of the cyclone, it is possible not only to prevent ash slagging on the furnace wall or the heat recovery tube, but also to prevent fusion and fouling by ash in the convection heat transfer part. In addition, the temperature of the particles flowing into the particle circulation is also maintained at an appropriate level to prevent high temperature aggregation of the layer material by combustion, and to suppress the increase in sulfur oxide emission concentration to reduce the consumption of sulfur oxide absorbent, etc. Is there.




Claims (3)

연료를 저장하는 연료 저장조와, 상기 연료 저장조로부터 투입된 연료의 연소가 이루어지는 연소로와, 상기 연소로에 공급된 연소용 공기와 함께 비말동반되어 연소로를 빠져나가는 입자를 포집하기 위한 사이클론과, 상기 사이클론에서 포집된 입자를 연소로 하부에 재주입시키는 입자 순환부와, 상기 사이클론에서 입자가 분리된 배가스의 현열을 회수하기 위한 대류 열전달부와, 상기 사이클론부에서 포집되지 않은 미세한 비산입자를 포집하는 집진설비와, 상기 집진설비를 거친 배가스를 외부로 배출하는 연돌로 구성된 순환유동층 연소장치에 있어서,A fuel storage tank for storing fuel, a combustion furnace where combustion of fuel injected from the fuel storage tank is performed, a cyclone for collecting particles exiting the combustion furnace with the combustion air supplied to the combustion furnace, and A particle circulation unit for reinjecting the particles collected in the cyclone into the lower part of the combustion furnace, a convection heat transfer unit for recovering the sensible heat of the exhaust gas from which the particles are separated in the cyclone, and fine scattering particles not collected in the cyclone unit In the circulating fluidized bed combustion device composed of a dust collector and a stack for discharging exhaust gas through the dust collector to the outside, 상기 집진설비와 연돌을 연결하여 집진설비를 거친 배가스를 연돌로 전달하는 연결관로상에 흡인송풍기를 연결 설치하고, 상기 흡인송풍기를 통해 흡입된 배가스를 연소로의 출구 또는 사이클론 입구 또는 출구측 중 선택된 하나의 부분으로 환류시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 연소로 출구 온도제어장치가 구비된 순환유동층 연소장치.The suction blower is connected to the dust collector and the stack to connect the suction blower to the stack to transfer the exhaust gas through the dust collector to the stack, and the exhaust gas sucked through the suction blower is selected from the outlet, the cyclone inlet, or the outlet of the combustion furnace. Circulating fluidized bed combustion device having a combustion furnace outlet temperature control device, characterized in that it is configured to reflux to one part. 미분입자를 포함하는 연료를 공급하는 연료 저장조와, 연소용 공기에 의하여 유동층을 형성하는 연소로와, 연소로에서 빠져나가는 입자를 포집하기 위한 사이클론과, 포집된 입자를 연소로에 재순환시키는 입자 순환부와, 연소가스의 현열을 회 수하기 위한 대류 열전달부와, 비산회를 포집하는 집진설비와, 배가스를 대기로 배출하는 연돌로 이루어진 순환유동층 연소장치의 연소로 출구 온도를 제어함에 있어서,A fuel reservoir for supplying fuel containing fine particles, a combustion furnace for forming a fluidized bed by combustion air, a cyclone for collecting particles exiting the combustion furnace, and a particle circulation for recycling the collected particles to the combustion furnace In controlling the combustion furnace outlet temperature of the circulating fluidized bed combustor comprising a part, a convective heat transfer part for recovering sensible heat of the combustion gas, a dust collecting facility for collecting fly ash, and a stack for exhaust gas to the atmosphere, 상기 집진설비를 거치고 나온 배가스의 일부를 연소로 출구 또는 사이클론 입구 또는 출구측 중 선택된 하나의 부분으로 환류시켜 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 순환유동층 연소장치에서 출구 온도제어방법.And controlling the temperature by refluxing a part of the exhaust gas that has passed through the dust collector to a selected one of a combustion furnace outlet, a cyclone inlet, or an outlet side to control the temperature. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 환류되는 배가스의 환류비가 5~8%인 것을 특징으로 하는 순환유동층 연소장치에서 연소로 출구 온도제어방법Combustion furnace outlet temperature control method in the circulating fluidized bed combustion apparatus, characterized in that the reflux ratio of the reflux flue gas is 5 ~ 8%
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