KR100708997B1 - 고체연료 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고체연료 이송장치에 관한 것으로, 에어쳄버를 구비하여 고체연료의 원활한 공급이 이루어지도록 한 것이다.

본 발명의 구성은 연료저장 사일로와, 이 사일로의 하부에 위치하는 스크류피더와, 이 스크류피더를 구동시키도록 스크류피더의 일측에 연결된 모터와, 이 스크류피더의 일측단으로부터 하부로 연통되게 연결되는 스크류피더 배출구와, 이 스크류피더 배출구의 하부에 위치하는 연료이송배관으로 이루어진 고체연료 이송장치에 있어서, 상기 스크류피더 배출구쪽 상부에는 에어를 스크류피더안으로 공급하여 이송되는 고체연료가 뭉치지 않도록 하는 에어쳄버가 구비된 구조이다.

이러한 구성을 가지는 본 발명은 종래의 고체연료 이송장치의 스크류피더 출구측 상부에 에어쳄버를 설치하여 뭉치기 쉬운 고체연료가 이송도중에 뭉치는 현상을 방지하여 원활한 이송이 가능하도록 하는 효과가 있도록 한 것이다.

고체연료, 뭉침, 막힘, 이송, 스크류, 보일러, 순환유동층, 에어, 쳄버, 분사, 노즐, 오리피스홀

Description

고체연료 이송장치{Solid Fuel Feeding Apparatus}

도 1은 종래의 고체연료 이송장치를 나타낸 개략도,

도 2는 본 발명의 고체연료 이송장치를 나타낸 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 에어쳄버의 일 실시예의 구조를 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 에어쳄버의 다른 실시예의 구조를 나타낸 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 에어쳄버의 또 다른 실시예의 구조를 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

10 : 연료저장사일로

20 : 스크류피더

21 : 스크류피더 배출구

22 : 스크류

30 : 모터

40 : 연료이송배관

50 : 지지대

60 : 에어쳄버(air chamber)

61 : 오리피스홀

62,63 : 노즐부

62a : 짧은 노즐부

62b : 긴 노즐부

70 : 공기공급부

72 : 라인

80 : 밸브

90 : 공기유량계

본 발명은 고체연료 이송장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어쳄버를 구비하여 고체연료의 원활한 공급이 이루어지도록 한 것이다.

일반적으로, 순환유동층 보일러는 기존 미분탄 보일러와는 달리 미분기가 설치되어 있지 않고, 발전소 석탄상탄장(coal loading place)으로부터 1차 분쇄된 석탄을 연료저장 사일로(coal storage silo)로 이송하여 정량,공급하는데, 이때 석탄 평균입경은 5mm이하로 미분탄 공급용 석탄 평균입경보다 상당히 크고, 또한, 연소중 연소로 내부의 평균온도가 870℃에 불과하여 서멀(thermal) NOx 발생율이 적고, 석회석 주입에 의한 탈황효과(De-SOx)가 우수한 특성을 가지는데, 석탄 가격이 지속적으로 상승하고, 이산화탄소 저감을 위한 기후변화협약 등의 주변 환경 변화로 인해 대형 및 중소형 발전소에서는 석탄연료와 혼소하여 슬러지(sludge), 바이오매스(biomass), RDF(refuse derived fuel) 및 RPF(refused plastic fuel)의 폐기물 고형연료를 사용하는 사례가 빈번해지고 있다.

상기한 바와 같이, 발전용 석탄연료의 지속적인 가격상승과 이산화탄소 저감에 대한 기후변화협약등의 주변 환경변화에 따라 순환유동층 보일러의 장점중의 하나인 연료다양성으로 인해 최근에 산업용 및 열병합 순환유동층 보일러 사용자는 석탄이외의 연료에 대해 높은 관심을 보이고 있다.

이중에서 RPF 폐기물 고형연료는 석탄연료와는 달리 비중이 0.8~1.2에 불과하고, 입자크기가 상대적으로 조대성을 지니며, 구성성분의 40~60% 이상을 플라스틱 연료로 하기때문에, RPF 연료의 특성인 가소성(plasticity)과 입자형상의 비정형성으로 인해 쉽게 응집(coagulation)되는 현상이 발생하여 스크류피더 배출구와 연결된 연료이송배관의 막힘현상을 유발하게된다.

RPF 폐기물 고형연료의 착화온도는 약 400℃로 석탄연료보다 낮기때문에, 보일러 운전이 불안정하여 뜨거운 배가스가 연료이송배관으로 역류하는 현상이 발생할 경우, 연료이송 배관을 거쳐 연소로 내로 이동중인 RPF 폐기물 고형연료가 연소로와 인접한 배관내에서 착화되어 배관내벽에 응착되는 현상으로 이후의 연료투입을 방해한다.

첨부된 예시도면 도 1은 종래의 고체연료 이송장치를 나타낸 개략도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 도면상 상부에 위치하는 연료저장 사일로(10)와, 이 사일로(10)의 하부에 위치하는 스크류피더(screw feeder)(20)와, 이 스크류피더(20)를 구동시키도록 스크류피더의 일측에 연결된 모터(30)와, 이 스크류피더(20)의 일측단으로부터 하부로 연통되게 연결되는 스크류피더 배출구(21)와, 이 스크류피더 배출구(21)의 하부에 위치하는 연료이송배관(40)으로 이루어지고, 상기 스크류피더(20)와 모터(30)는 소정높이를 가지는 지지대(50)상에 설치되어 있다.

상기 모터(30)와 스크류피더(20)안의 스크류(22)와의 연결부위에 동력전달용 벨트(11)가 구비되고, 이 벨트(11)는 상기 연료저장 사일로(10)의 아래쪽 내부에 구비된 스크류축(12)의 외부측단에 구비된 풀리(13)와 연결되어 동력을 전달하도록 한다. 연료저장 사일로(10)의 상부로부터 낙하하는 고체연료를 1차로 교반시키면서 하부의 스크류피더(20)안으로 공급되도록 한다.

상기 스크류피더(20)의 내부에는 모터(30)의 구동력을 직접적으로 전달받는 스크류(22)가 갖추어져 있다.

이러한 구성을 가지는 종래의 이송장치는 연료저장 사일로(10)의 내부에 저장되어 있는 고체연료가 하강하여 스크류피더(20)안에 떨어지면, 일측에 구비된 모터(30)의 가동으로 스크류피더(20)안에 있는 스크류(22)가 회전하면서 고체연료를 일측방향으로 이송한다. 이후 스크류피더배출구(21)를 거쳐서 하부의 연료이송배관(40)으로 이송된다.

여기서, 종래의 고체연료 이송장치는 이송되는 고체연료가 가소성과 입자형상의 비정형성으로 인해 쉽게 응집되므로, 스크류(22)에서 뭉치게되어 막힘현상을 초래하게 되는데, 이를 제때에 감지하지 못하고 스크류(22)는 계속해서 회전하게되어 스크류(22)자체에 무리가 생겨 스크류(22)의 날개부가 변형되는 등의 문제점이 발생하였다.

또한, 연료가 지속적으로 공급되지 못하게 됨으로써, 보일러 연소로내의 온도가 급격히 떨어지고, 이를 유지하기 위해 LNG, 또는 경유 등의 보조연료 사용이 증가하는 등 운전비용이 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 고체연료의 공급후 이송과정에서 발생할 수 있는 뭉침현상을 미연에 방지하여 스크류에 의한 원활한 이송이 이루어지도록 한 고체연료의 이송장치를 제공함에 발명의 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연료저장 사일로와, 이 사일로의 하부에 위치하는 스크류피더와, 이 스크류피더를 구동시키도록 스크류피더의 일측에 연결된 모터와, 이 스크류피더의 일측단으로부터 하부로 연통되게 연결되는 스크류피더 배출구와, 이 스크류피더 배출구의 하부에 위치하는 연료이송배관으로 이루어진 고체연료 이송장치에 있어서,

상기 스크류피더 배출구쪽 상부에는 에어를 스크류피더안으로 공급하여 이송되는 고체연료가 뭉치지 않도록 하는 에어쳄버가 구비된 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 에어쳄버는 공기공급부로부터 라인을 통해 공기를 공급받는다. 라인에는 밸브와 공기유량계가 설치되어 적정압력 및 부피의 공기를 상기 에어쳄버 내로 공급되도록 된 구조이다.

또한, 상기 에어쳄버의 바닥면에는 공기를 분사시키도록 하는 오리피스홀이 복수 형성된 구조이다.

또한, 상기 에어쳄버의 바닥면에는 복수의 노즐부가 연장,형성될 수 있다.

상기 복수의 노즐부중에서 상대적으로 짧은 것과 긴것으로 구분되고, 짧은 노즐부는 스크류피더의 스크류 상부에서 제트공기를 분사하게 되며, 긴 노즐부는 스크류피더배출구와 연료이송배관까지 연장되어서 배관의 직경이 좁아지는 부분에서 응집된 고체연료가 이송로를 방해하지 않도록 제트공기를 분사하도록 된 구조이다.

한편, 상기 노즐부의 설치시에는, 스크류피더내에 있는 스크류의 날개부와 노즐부간의 간섭을 피하기 위해 날개부의 형성범위를 연료저장사일로로부터 스크류피더배출구 직전까지로 제한한다.

또한, 상기 에어쳄버의 바닥면에는 오리피스홀이 형성되고, 에어쳄버의 일측면에는 상기 스크류피더 배출구까지 연통되게 연결되어 공기가 분사되도록 하는 노즐부가 갖추어진 구조이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.

상기 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명하고, 상세한 설명은 생략하며, 새로운 구성요소에 대해서만 새로운 부호를 부여하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 고체연료 이송장치를 나타낸 개략도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 연료저장 사일로(10)와, 이 사일로(10)의 하부에 위치하는 스크류피더(20)와, 이 스크류피더(20)를 구동시키도록 스크류피더의 일측에 연결된 모터(30)와, 이 스크류피더(20)의 일측단으로부터 하부로 연통되게 연결되는 스크류피더 배출구(21)와, 이 스크류피더 배출구(21)의 하부에 위치하는 연료이송배관(40)으로 이루어진 고체연료 이송장치에 있어서,

상기 스크류피더 배출구(21)쪽 상부에는 에어쳄버(60)가 구비되고, 이 에어쳄버(60)는 공기공급부(70)로부터 라인(72)을 통해 공급받는다. 라인(72)에는 밸브(80)와 공기유량계(90)가 설치되어 적정압력 및 부피의 공기를 상기 에어쳄버(60)내로 공급한다.

상기 공기공급부(70)로는 컴프레셔(compressor)를 이용하여 컴프레셔로부터 발생된 압축공기를 라인(72)을 통해 공급하도록 한다.

상기 에어쳄버(60)는 도 3에 도시된 바와 같이, 바닥면에 오리피스홀(61)이 복수 형성될 수 있고, 다른 실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 노즐부(62)가 연장,형성될 수 있다.

상기 복수의 노즐부(62)는 상대적으로 짧은 길이를 가진 것과 긴 길이를 가진 것으로 나뉘는데, 짧은 노즐부(62a)는 스크류피더(20)의 스크류(22) 상부에서 제트공기를 분사하게 되며, 긴 노즐부(62b)는 스크류피더배출구(21)와 연료이송배관(40)이 접하는 부분까지 연장되어서 배관의 직경이 좁아지는 부분에서 응집된 고체연료가 이송로를 방해하지 않도록 제트공기를 분사한다.

한편, 상기 노즐부(62)의 설치시에는, 스크류피더(20)내에 있는 스크류(22)의 날개부와 노즐부(62)간의 간섭을 피하기 위해 날개부의 형성범위를 연료저장사일로(10)로부터 스크류피더배출구(21) 직전까지로 제한한다.

또 다른 실시예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 에어쳄버(60)의 바닥면에는 오리피스홀(61)이 복수 형성되고, 일측면에는 스크류피더배출구(21)의 하단까지 연통되게 연결되는 노즐부(63)가 구비된 구조이다.상기 노즐부(63)는 도면상에는 1개를 도시하였으나, 이에 국한되지 않고 복수 형성할 수 있다.

본 실시예에서는 상기 오리피스홀(61)과 노즐부(62)를 통해서, 유속 30~60m/s로 공기가 분사되도록 구성되어 있다.

이러한 구성을 가지는 본 발명은 고체연료 이송장치(50)의 스크류피더(20) 출구측 상부에 에어쳄버(60)가 구비되어 있어 스크류피더(20)안의 스크류(22)가 연결된 모터(30)의 구동으로 회전하면서 연료저장사일로(10)안에서 낙하되어 공급되는 고체연료의 이송시, 고체연료의 뭉침현상이 발생하더라도 공기의 분사에 의해 뭉치지 않게 분산시켜 연료이송배관(40)으로 원활하게 이송할 수 있다.

또한, 에어쳄버(60)를 통해 상온의 압축공기를 분사시킴으로써, 연료이송배관(40)이 역류된 배가스에 의해 가열되는 현상을 방지할 수 있어 RPF 폐기물 고체연료의 배관내 착화현상을 억제할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 종래의 고체연료 이송장치의 스크류피더 출구측 상부에 에어쳄버를 설치하여 뭉치기 쉬운 고체연료가 이송도중에 뭉치는 현상을 방지하여 원활한 이송이 가능하도록 하며, 에어쳄버를 통해 상온의 압축공기를 분사시킴으로써 연료이송배관내의 온도를 RPF 폐기물 고체연료의 착화온도 이하로 떨어뜨릴 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러가지 변형 및 수정이 가능함은 자명한 사실이다.

Claims (8)

1. 연료저장 사일로와, 이 사일로의 하부에 위치하는 스크류피더와, 이 스크류피더를 구동시키도록 스크류피더의 일측에 연결된 모터와, 이 스크류피더의 일측단으로부터 하부로 연통되게 연결되는 스크류피더 배출구와, 이 스크류피더 배출구의 하부에 위치하는 연료이송배관으로 이루어진 고체연료 이송장치에 있어서,

   상기 스크류피더 배출구쪽 상부에는 에어를 스크류피더안으로 공급하여 이송되는 고체연료가 뭉치지 않도록 하는 에어쳄버가 구비되고, 상기 에어쳄버의 바닥면에는 공기를 분사시키도록 하는 오리피스홀이 복수 형성된 것을 특징으로 하는 고체연료 이송장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 에어쳄버는 공기공급부로부터 라인을 통해 공기를 공급받도록 되어 있고, 상기 라인에는 상기 에어쳄버내로 공급되는 공기를 조절하도록 밸브와 공기유량계가 설치된 것을 특징으로 하는 고체연료 이송장치.
3. 삭제
4. 연료저장 사일로와, 이 사일로의 하부에 위치하는 스크류피더와, 이 스크류피더를 구동시키도록 스크류피더의 일측에 연결된 모터와, 이 스크류피더의 일측단으로부터 하부로 연통되게 연결되는 스크류피더 배출구와, 이 스크류피더 배출구의 하부에 위치하는 연료이송배관으로 이루어진 고체연료 이송장치에 있어서,

   상기 에어쳄버의 바닥면에는 복수의 노즐부가 연장,형성된 것을 특징으로 하는 고체연료 이송장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 복수의 노즐부중에서 상대적으로 짧은 노즐부와 긴 노즐부가 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 고체연료 이송장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 짧은 노즐부는 스크류피더의 스크류 상부에서 제트공기를 분사하게되며, 긴 노즐부는 스크류피더배출구와 연료이송배관까지 연장되어서 배관의 직경이 좁아지는 부분에서 응집된 고체연료가 이송로를 방해하지 않도록 제트공기를 분사하도록 된 것을 특징으로 하는 고체연료 이송장치.
7. 청구항 4에 있어서,

   상기 노즐부의 설치시에는, 스크류피더내에 있는 스크류의 날개부와 노즐부간의 간섭을 피하기 위해 날개부의 형성범위를 연료저장사일로로부터 스크류피더배출구 직전까지로 제한하는 것을 특징으로 하는 고체연료 이송장치.
8. 연료저장 사일로와, 이 사일로의 하부에 위치하는 스크류피더와, 이 스크류피더를 구동시키도록 스크류피더의 일측에 연결된 모터와, 이 스크류피더의 일측단으로부터 하부로 연통되게 연결되는 스크류피더 배출구와, 이 스크류피더 배출구의 하부에 위치하는 연료이송배관으로 이루어진 고체연료 이송장치에 있어서,

   상기 에어쳄버의 바닥면에는 오리피스홀이 형성되고, 에어쳄버의 일측면에는 상기 스크류피더의 배출구까지 연통되게 연결되어 공기가 분사되도록 하는 노즐부가 갖추어진 것을 특징으로 하는 고체연료 이송장치.

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