KR100716581B1 - A Orimulsion Burner and the Orimulsion Fuel Supply Method for the Burner - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오리멀젼용 버너 장치 및 그 버너 장치에 대한 연료 공급 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a burner device for an emulsion and a fuel supply method for the burner device.
오리멀젼 연료는 그 성상이 오일과는 다르게 고체입자를 포함하고 있으므로, 공기와 연료의 동일 혼합비로 무화시켜 연료로 사용하되, 본 발명에서 사용되는 버너장치는 분사매체와 오일이 오토마이저 내부에서 혼합된 후에 노즐을 통하여 분사되도록 하여 무화도을 향상시키고 미세한 분무입자로 된 연료가 연료 과잉의 분위기에서도 공기와 연료의 혼합을 활발하게 하며 질소산화물의 재형성을 최소화하며 다단 연소로 인하여 미연분이 3차 공기와 화염 후단에서 혼합 완전연소가 이루어지도록 하여 미연분의 발생을 최소화시키도록 함에 그 특징이 있다.Orientation fuel is used as a fuel by atomizing the air and fuel at the same mixing ratio of the oil, since the properties of the fuel contains solid particles different from the oil, the burner device used in the present invention is mixed with the injection medium and the oil inside the atomizer After atomization, it is sprayed through the nozzle to improve atomization, and fuel with fine spray particles actively mixes air and fuel even in an atmosphere of excess fuel, minimizes the reformation of nitrogen oxides, and unburned tertiary air due to multi-stage combustion. It is characterized by minimizing the generation of unburnt by making the mixed combustion completely after the flame.
오리멀젼, 버너, 연료, 공급, 무화 Orientation, Burner, Fuel, Supply, Atomization
Description
도 1은 본 발명에 의한 연소버너 장치의 바람직한 일례를 보여주는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a preferred example of the combustion burner device according to the present invention,
도 2는 본 발명에 의한 연료 공급 방법을 설명하기 위한 계통도,2 is a system diagram for explaining a fuel supply method according to the present invention;
도 3은 본 발명인 연료 공급 방법에 의한 예열 온도별로 에멀젼 유지상태가 변화하게 되는 상태를 나타낸 사진.Figure 3 is a photograph showing a state in which the emulsion maintenance state is changed for each preheating temperature by the fuel supply method of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1: 가이드파이프, 2: 노즐캡,1: guide pipe, 2: nozzle cap,
3: 노즐본체, 4: 믹서,3: nozzle body, 4: mixer,
6: 믹서슬리브, 7: 스팀/연료공급구6: mixer sleeve, 7: steam / fuel outlet
20: 확산공간, 22: 노즐공,20: diffusion space, 22: nozzle hole,
30,52: 관통유로, 30a: 집속유로,30,52: through flow path, 30a: focused flow path,
30b: 직선유로, 32,34: 전,후방 스토퍼,30b: straight flow path, 32, 34: front and rear stoppers,
40: 믹서본체, 40a,48a: 유로,40: mixer body, 40a, 48a: euro,
42: 1차 벤츄리부재, 44: 2차 벤츄리부재,42: primary venturi member, 44: secondary venturi member,
46: 전방돌출부, 48: 후방돌출부,46: front projection, 48: rear projection,
50: 큰지름부, 50a: 벤츄리유로,50: large diameter portion, 50a: venturi euro,
54: 체결구, 56: 확산공간,54: fastener, 56: diffusion space,
58: 혼합공간, 60,62: 단턱,58: mixed space, 60, 62: step,
64,66: 나사산부, 70,72: 내,외측 파이프부재,64, 66: threads, 70, 72: inner and outer pipe members,
74: 스팀공급라인, 76: 연료공급라인,74: steam supply line, 76: fuel supply line,
80: 연료탱크 82: 펌프,80: fuel tank 82: pump,
84: 연료히터, 86: 압축기,84: fuel heater, 86: compressor,
88: 송풍기, 90: 공기공급라인,88: blower, 90: air supply line,
92: 연소실, 94: 보일러부,92: combustion chamber, 94: boiler section,
96: 연도, 100: 버너장치96: year, 100: burner device
본 발명은 오리멀젼용 버너 장치 및 그 버너 장치에 대한 연료 공급 방법에 관한 것으로, 특히 중유를 사용하는 산업용 또는 발전용 보일러에서 연료를 오리멀젼으로 사용하는 경우 에멀젼 형태의 오리멀젼 연료에 대한 연소 성능을 향상시키기 위한 버너장치와 연료 공급 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a burner device for an emulsion and a fuel supply method for the burner device, in particular, the combustion performance of the emulsion fuel in the form of emulsion when the fuel is used as an emulsion in an industrial or power generation boiler using heavy oil It relates to a burner device and a fuel supply method to improve the.
일반적으로 오리멀젼은 천연역청에 증기와 희석제 등을 첨가하여 석유시추와 유사한 과정을 거쳐 지상으로 끌어올린 후에 정유공장에서 탈수, 탈염 및 가스성분의 제거과정을 거치면서 천연역청이 70%, 물이 30%의 비율로 혼합된 에멀젼 상태의 연료를 말한다.In general, oral emulsion is steamed and diluent added to natural bitumen and is similar to petroleum drilling. It is brought up to the ground, and dehydration, desalination and gas removal are performed in oil refinery. It refers to the fuel in the emulsion state mixed at a rate of 30%.
또한, 오리멀젼의 경우에 구성 성분으로서 원소를 중량비로 분석하여 보면 대체적으로 탄소가 58.07 중량%, 수소가 10.06 중량%, 질소가 0.26 중량%, 산소가 28.78중량%, 그리고 유황성분이 2.83 중량%로 구성되어 있으며, 공업적으로 분석하여 보면 수분이 29.16 중량%, 휘발분이 68.04%, 회분이 0.45 중량%, 그리고 고정탄소가 2.35 중량%으로, 발열량은 7,340 kcal/kg이다.In addition, in the case of an orientation, when analyzing the element by weight ratio as a component, it is 58.07 weight% of carbon, 10.06 weight% of hydrogen, 0.26 weight% of nitrogen, 28.78 weight% of oxygen, and 2.83 weight% of sulfur components. In the industrial analysis, the water content is 29.16% by weight, the volatile content is 68.04%, the ash content is 0.45% by weight, and the fixed carbon is 2.35% by weight, and the calorific value is 7,340 kcal / kg.
이에 비하여 고유황 중유의 경우에는 구성 성분으로서 원소를 중량비로 분석하여 보면 대체적으로 탄소가 87.43 중량%, 수소가 7.20 중량%, 질소가 0.10 중량%, 산소가 3.49중량%, 그리고 유황성분이 1.57 중량%로 구성되어 있으며, 공업적으로 분석하여 보면 수분이 0.41 중량%, 휘발분이 95.58%, 회분이 0.21 중량%, 그리고 고정탄소가 3.84 중량%이며, 발열량은 10,370 kcal/kg이다.On the other hand, in the case of high-sulfur heavy oil, as a constituent, the elements are analyzed by weight ratio of 87.43 wt% carbon, 7.20 wt% hydrogen, 0.10 wt% nitrogen, 3.49 wt% oxygen, and 1.57 wt% sulfur component. It is composed of%, industrially analyzed by 0.41% by weight of water, 95.58% of volatile content, 0.21% by weight of ash, 3.84% by weight of fixed carbon, the calorific value is 10,370 kcal / kg.
그리하여 오리멀젼의 경우, 연소에서는 수분유적형이므로 수분증발이 먼저 발생하고, 그 후 온도가 상승함에 따라 오리멀젼 내부의 휘발분이 방출되어 착화에 이르게 되며, 따라서 오리멀젼의 착화시간은 단일 역청입자보다 길어지지만 오리멀젼 액적의 휘발분이 연소된 다음에 차(char) 연소에서는 수성가스화 반응에 의하여 연소촉진효과나 생성되는 차(char)의 비표면적이 천연역청의 입자보다 증가함으로 인하여 전체적인 연소시간은 천연역청 단독의 경우보다 짧아지게 된다.Therefore, in the case of an emulsion, moisture evaporation occurs first in combustion, and then, as the temperature rises, volatiles in the emulsion are released, leading to ignition, and thus the ignition time of the emulsion is higher than that of a single bitumen particle. In the case of char combustion after the volatiles of the emulsion droplets are increased, the overall combustion time is natural due to the combustion promotion effect by the water gasification reaction or the specific surface area of the char produced, compared to the particles of natural bitumen. Shorter than that of bitumen alone.
또한, 오리멀젼이 분무연소기로부터 내부로 분무되면 화염으로부터 열이 발생하여 고온 연소가스와의 혼합에 의하여 가열되고, 수분건조, 휘발분 방출, 착화과정을 거치게 된다. 착화된 오리멀젼은 2차 공기와 혼합하면서 연소하고 천연역청으로 석탄입자에서 방출되고 휘발분 연소영역을 형성하게 된다. 휘발분 연소영역 후단부에서 잔류된 차(char)는 보조공기와 혼합되어 연소하는 차(char) 연소영역을 형성하게 되며, 큰 입자들은 연소가 완료되기 전에 연소실 출구로 이송되어 회분 중 미연분 발생의 주요 원인으로서 작용하게 된다.In addition, when the orientation is sprayed inside from the spray burner, heat is generated from the flame and heated by mixing with the hot combustion gas, followed by moisture drying, volatile emission, and ignition. The complexed orientation is combusted with mixing with secondary air, released from coal particles with natural bitumen, and forms a volatile combustion zone. The char remaining at the rear end of the volatile combustion zone forms a char combustion zone that is mixed with the auxiliary air and combusts, and large particles are transferred to the combustion chamber outlet before combustion is completed and It acts as the main cause.
따라서, 안정된 화염을 형성시키기 위해서는 수분의 조기증발을 위한 미분화 방법이나 고온의 연소가스를 착화부로 순환시키기 위한 특수한 보염 방법 등이 중유를 사용하는 버너와는 다른 방식으로 창안되어야만 하는 것이다. 즉, 오리멀젼 연료를 연소시키는 버너는 연료의 성상이 오일과는 다르게 고체 또는 오일 입자를 포함하고 있으므로 차과, 미연분 및 버너팁의 수명이 바로 문제가 되기 때문이다.Therefore, in order to form a stable flame, an undifferentiated method for early evaporation of water or a special flame protection method for circulating high-temperature combustion gas to the ignition part must be created in a manner different from that of a burner using heavy oil. In other words, the burner for burning the orientation fuel is because the fuel properties of the fuel contains solid or oil particles different from the oil, the life of the difference, unburned dust and burner tip is a problem.
종래에 있어서 공기 또는 스팀분무식 어토마이저 형태를 갖는 버너는 단순히 연료와 스팀을 각각 유입시키고 최종단계에서 서로 혼합이 이루어질 수 있게 그 구성이 이루어져 있어, 혼합이 이루어지기는 하나 고르게 혼합되기가 어렵고 무화도도 떨어지게 되어 연소 후에 질소산화물이 많이 발생되고, 미연분의 발생이 많아져 불완전연소에 의한 여로 문제점을 발생시키고 있다.In the prior art, a burner having an air or steam atomizer type is simply configured to allow fuel and steam to flow in, and to be mixed with each other in the final stage, so that mixing is difficult but evenly mixed and atomized. As the degree falls, a large amount of nitrogen oxides are generated after combustion, and the generation of unburned dust increases, which causes problems of infiltration due to incomplete combustion.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제를 해소하기 위하여 다음과 같은 목적을 가지고 연구 개발이 이루어졌다.The present invention has been made with the following objectives in order to solve such a conventional problem.
본 발명의 주목적은 오리멀젼 연료의 경우에 공기 또는 스팀분무식의 오토마이저를 이용하여 같은 연료로 공기와 연료의 비율을 같게 하여 무화(霧化)시켰을 때 내부혼합형이 무화성(霧化性)이 가장 뛰어나고 중간혼합형 및 외부혼합형의 순으로 액적크기가 증가하게 되는 것을 확인하고 이를 근거로 하여 내부혼합식에서는 버너 내부에서의 압력손실이나 마모도 등이 증가하게 되므로 이를 고려한 연료의 혼합법과 노즐에 대한 설계에 반영하여 연소성능을 보다 향상시키고자 하는데 있다.The main object of the present invention is that the internal mixture is inert when an atomized fuel is atomized by equalizing the ratio of air and fuel with the same fuel using an air or steam atomizer. In this case, the drop size increases in the order of the most excellent and intermediate mixed type and the external mixed type, and based on this, the pressure loss and abrasion degree in the burner increase in the internal mixed type, so It is to improve the combustion performance by reflecting on the design.
본 발명의 다른 목적은 오리멀젼 연료의 공급시에 탱크에서부터 예열시켜 소정의 온도를 유지시키고 버너로 공급하여 연소가 이루어지기 직전의 온도가 연소에 최적인 상태 온도을 유지시키도록 하면서 연소버너에서 전단응력에 의한 에멀젼의 분리나 압력손실에 의하여 내부마모를 최소화하도록 하고 분무미립화가 보다 효율적으로 되면서 연소실내에서 완전한 연소를 유도하여 미연분진의 발생을 저감시키고 공기비의 제어를 통한 질소화합물의 저감을 실현할 수 있도록 하고자 하는 데 있다.Another object of the present invention is to preheat the tank at the time of supplying the emulsion fuel to maintain a predetermined temperature and supply it to the burner so that the temperature just before combustion is maintained to maintain the optimum state temperature for combustion while shear stress in the combustion burner Internal abrasion is minimized by the separation of the emulsion and pressure loss, and atomization becomes more efficient and complete combustion in the combustion chamber can be induced to reduce the generation of unburned dust and to control the nitrogen ratio by controlling the air ratio. It is intended to be.
본 발명은 이와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 스팀과 연료를 동시에 공급하여 오토마이저 내부에서 적정 상태로 혼합한 상태로 공급하고 이를 연소실 내부에서 연소시키도록 가이드파이프의 내측으로서 선단 위치에는 노즐캡이 결합된 노즐본체를 설치하고, 상기 노즐본체의 후부에는 믹서를 믹서슬리브에 의하여 상기 노즐본체와 결합 설치하며, 상기 믹서와 상기 믹서슬리브는 상기 가이드파이프의 내측으로서 후부에 스팀/연료공급구와 결합 설치되어 이루어지는 통상의 버너 장치에 있어서, 상기 노즐캡은 상기 노즐본체의 선단부와 나사식으로 결합 설치되어지되, 내측에는 확산공간이 형성되고 다수의 노즐공이 마련되어 연료의 고른 확산 공급이 가능하게 이루어지고, 상기 노즐본체는 외측에 전방 스토퍼 및 후방 스토퍼가 각각 형성되어 전방스토퍼의 전방에는 상기 노즐캡이 나사결합 설치되고 후방 스토퍼의 후방에는 후술되는 믹서슬리브가 나사결합 설치되어 이루어지게 되며, 내측에는 혼합된 상태의 연료가 집속유로 및 직선유로가 연결됨에 의하여 집속되는 관통유로가 형성되어 이루어지며, 상기 믹서는 믹서본체를 중심으로 후방에는 1차 벤튜리부재가 설치되고 전방에는 2차 벤츄리부재가 설치되며, 이들 믹서본체, 1,2차 벤츄리부재는 믹서슬리브에 의하여 상기 노즐본체와 결합 설치되어 이루어지며, 상기 믹서슬리브는 내측에 단턱이 각각 형성되고 전,후방에 나사산부가 각각 형성되어 상기 단턱에는 상기 1차 벤츄리부재의 큰지름부가 서로 끼워 위치한 상태로 상기 나사산부가 노즐본체와 서로 나사 결합되게 되며 상기 나사산부는 스팀/연료공급부와 서로 나사결합이 이루어지도록 그 구성이 이루어지며, 상기 스팀/연료공급구는 2중파이프 형태인 서로 지름이 다른 내,외측 파이프부재를 결합하되, 상기 내측 파이프부재는 믹서의 1차 벤츄리부재에 위치한 전방 돌출부의 외측에 끼워 결합하고 상기 외측 파이프부재는 상기 믹서슬리브와 나사 결합하여 서로 결합이 이루어지고, 내,외측 파이프부재의 사이 공간은 스팀공급라인으로서 활용되고 내측 파이프부재의 내측 공간은 오일공급라인으로서 활용되게 이루어지는 오리멀젼용 버너 장치를 제공한다.In order to achieve the above objects, the present invention provides a mixture of steam and fuel at the same time to supply the mixture in an appropriate state inside the atomizer, and the nozzle cap is coupled to the tip position as the inside of the guide pipe so as to combust it in the combustion chamber. A nozzle body is installed, and a mixer is coupled to the nozzle body by a mixer sleeve at a rear portion of the nozzle body, and the mixer and the mixer sleeve are coupled to a steam / fuel supply port at a rear side of the guide pipe. In the conventional burner device, the nozzle cap is screwed to the front end of the nozzle body, the diffusion space is formed inside and a plurality of nozzle holes are provided to enable even diffusion of the fuel is provided, The nozzle body is formed with a front stopper and a rear stopper on the outside, respectively. The nozzle cap is screwed to the front of the room stopper, and the mixer sleeve, which will be described later, is screwed to the rear of the rear stopper, and the fuel in the mixed state is concentrated by connecting the focusing channel and the straight channel. A through flow path is formed, and the mixer is provided with a primary venturi member at the rear of the mixer body and a secondary venturi member at the front, and the mixer body and the first and second venturi members are mounted on the mixer sleeve. It is made to be coupled to the nozzle body by the step, the mixer sleeve is formed with a stepped in the inside, respectively, the threaded portion is formed in the front and rear, respectively, the stepped in the state that the large diameter portion of the primary venturi member is fitted to each other The additional nozzle body is screwed together and the threaded portion is screwed together with the steam / fuel supply. The steam / fuel supply port is coupled to the inner and outer pipe members having different diameters in the form of a double pipe, the inner pipe member is located on the outside of the front projection located in the primary venturi member of the mixer The outer pipe member is screwed to the mixer sleeve and screwed to each other, the space between the inner and outer pipe members is utilized as a steam supply line and the inner space of the inner pipe member is utilized as an oil supply line. Provided is a burner device for an emulsion.
또한, 연료를 공급받아 이를 버너에서 연소시키고 연료의 연소에 의하여 발생되는 열을 이용하여 보일러를 가열하며, 연소 후에 발생되는 연소가스는 정화시킨 다음에 외부로 배출시키도록 연소 시스템이 이루어지는 것에 있어서, 오리멀젼 연료를 연료탱크에서는 가열시키는 연료가열단계; 가열된 오리멀젼 연료를 급송라인을 경유하여 버너장치로 급송하되 급송라인 중간에서 연료의 온도가 크게 하강하지 않도록 소정온도을 유지하기 위하여 예열시키는 예열단계; 그리고 적정온도를 유지하는 상태에서 분사 공급되기 직전의 온도가 연소하기에 적정한 상태로 공급하는 적정연료공급단계를 포함하는 연료의 공급방법을 제공한다.In addition, when the fuel is supplied and burned in the burner and the boiler is heated using heat generated by the combustion of the fuel, and the combustion system generated after combustion is purified and then discharged to the outside, A fuel heating step of heating the emulsion fuel in the fuel tank; A preheating step of feeding the heated orientation fuel to the burner device via the feeding line, but maintaining the predetermined temperature so that the temperature of the fuel does not drop significantly in the middle of the feeding line; And it provides a fuel supply method comprising a suitable fuel supply step of supplying in a state in which the temperature immediately before the injection supply is maintained in a state of maintaining a proper temperature is suitable for combustion.
또한, 상기 연료가열단계에서 연료의 온도가 60℃를 유지하고, 상기적정연료공급단계에서 연료의 온도가 50℃를 유지하도록 하는 적정연료공급단계를 포함하는 연료의 공급방법을 제공한다.In addition, it provides a fuel supply method comprising a suitable fuel supply step to maintain the temperature of the
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 장치에 대한 바람직한 일례를 중심으로 보다 상세하게 살펴보기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail with reference to a preferred example of the device of the present invention.
도 1 내지 도 3에 예시한 바와 같이, 우선 본 발명인 버너 장치에 대하여 보다 상세하게 살펴보면, 공통적으로 스팀과 연료를 동시에 공급하여 오토마이저 내부에서 적정 상태로 혼합한 상태로 공급하고 이를 연소실 내부에서 연소시키도록 이루어지는 통상의 버너 장치에 있어서, 가이드파이프(1)의 내측으로서 선단 위치에는 노즐캡(2)이 결합된 노즐본체(3)를 설치하고, 상기 노즐본체(3)의 후부에는 믹서(4)를 믹서슬리브(6)에 의하여 상기 노즐본체(3)와 결합 설치하며, 상기 믹서(4)와 상기 믹서슬리브(6)는 상기 가이드파이프(1)의 내측으로서 후부에 스팀/연료공급구(7)와 결합 설치되어 이루어진다.As illustrated in FIGS. 1 to 3, first, the burner device of the present invention will be described in more detail. In general, steam and fuel may be simultaneously supplied and supplied in a state in which the atomizer is mixed in an appropriate state and burned in the combustion chamber. In the conventional burner apparatus, the
이때, 상기 노즐캡(2)은 상기 노즐본체(3)의 선단부와 나사식으로 결합 설치 되어지되, 내측에는 확산공간(20)이 형성되고 다수의 노즐공(22)이 마련되어 연료의 고른 확산 공급이 가능하게 이루어져 있다.In this case, the
다음, 노즐본체(3)는 외측에 전방 스토퍼(32) 및 후방 스토퍼(34)가 각각 형성되어 전방스토퍼(32)의 전방에는 상기 노즐캡(2)이 나사결합 설치되고 후방 스토퍼(34)의 후방에는 후술되는 믹서슬리브(6)가 나사결합 설치되어 이루어지게 되며, 내측에는 혼합된 상태의 연료가 집속유로(30a) 및 직선유로(30b)가 연결됨에 의하여 집속되는 관통유로(30)가 형성된다.Next, the
다음, 믹서(4)는 믹서본체(40)를 중심으로 후방에는 1차 벤튜리부재(42)가 설치되고 전방에는 2차 벤츄리부재(44)가 설치되며, 이들 믹서본체(40), 1,2차 벤츄리부재(42,44)는 믹서슬리브(6)에 의하여 상기 노즐본체(3)와 결합 설치되어 이루어진다.Next, the
이때, 상기 믹서본체(40)는 내측에 다수의 유로(40a)가 2중으로 형성되어 이루어지고, 상기 1차 벤츄리부재(42)는 전,후방 돌출부(46,48)와 이들 전,후방 돌출부(46,48)사이에 위치하는 큰지름부(50)가 일체로 구성되어지되, 중심에는 관통유로(52)가 형성되고 후방 돌출부(48)에는 방사상으로 다수의 유로(48a)가 형성되며 상기 큰지름부(50)에는 단차를 갖는 다수의 벤츄리유로(50a)가 2중으로 형성되어 이루어지며, 상기 2차 벤츄리부재(44)는 상기 노즐본체(3)의 집속유로(30a)의 일부에 끼워질 수 있게 외측이 테이퍼 형태로 이루어지고 상기 믹서본체(40)의 유로(40a)와 서로 일치되게 연결될 수 있도록 집속되는 방향으로 형성되는 유로(44a)가 형성되며 체결구(54)에 의하여 상기 믹서본체(40)와 상호간 고정 결합되게 이루어 져, 상기 믹서슬리브(6)에 의하여 노즐본체(3)와 결합되면 전방 돌출부(46)의 외측으로는 확산공간(56)이 형성되고 후방 돌출부(48)의 외측으로는 혼합공간(58)이 형성되어 상기 혼합공간(58)에는 유로(48a)와 벤츄리유로(50a) 그리고 유로(40a)가 서로 연통되는 공유의 공간 형태로 이루어지게 된다.In this case, the
다음, 믹서슬리브(6)는 내측에 단턱(60,62)이 각각 형성되고 전,후방에 나사산부(64,66)가 각각 형성되어 상기 단턱(60)에는 상기 1차 벤츄리부재(42)의 큰지름부(50)가 서로 끼워 위치한 상태로 상기 나사산부(64)가 노즐본체(3)와 서로 나사 결합되게 되며 상기 나사산부(66)는 스팀/연료공급부(7)와 서로 나사결합이 이루어지도록 그 구성이 이루어진다.Next, the
상기 스팀/연료공급구(7)는 2중파이프 형태인 서로 지름이 다른 내,외측 파이프부재(70,72)를 결합하되, 상기 내측 파이프부재(70)는 믹서(4)의 1차 벤츄리부재(42)에 위치한 전방 돌출부(46)의 외측에 끼워 결합하고 상기 외측 파이프부재(72)는 상기 믹서슬리브(6)와 나사 결합하여 서로 결합이 이루어지고, 내,외측 파이프부재(70,72)의 사이 공간은 스팀공급라인(74)으로서 활용되고 내측 파이프부재(72)의 내측 공간은 오일공급라인(76)으로서 활용되게 이루어진다.The steam /
다음은 위와 같이 이루어지는 버너 장치(100)를 포함하여 전체적인 연소시스템이 이루어지는 구성을 살펴보기로 한다.Next, the configuration including the
상기 버너장치(100)에는 연료탱크(80)로부터 펌프(82)를 경유하고 연료히터(84)를 거쳐 상기 버너장치(100)에 연료를 적정온도를 유지하면서 공급하게 되는 연료공급라인(76)과 압축기(86)에 의하여 스팀을 버너장치(100)에 공급하기 위한 스팀공급라인(74)와 그리고 버너장치(100)의 연소작동시에 연소공기를 송풍기(88)에 의하여 공급하기 위한 공기공급라인(90)이 각각 연결 설치되고, 버너장치(100)가 결합 설치된 연소실(92)에서 연료의 연소가 이루어지면서 얻어지는 열기를 활용하게 되고 상기 연소실(92)과 결합 설치되는 보일러부(94)와 그리고 상기 보일러부(94)와 연결 설치되고 배기가스 청정수단이 마련되는 연도(96)가 서로 연결된 형태로 그 시스템이 구성되게 된다.The
미설명 부호로서 98은 보일러부(94)에 있어서, 연속방사모니터와 데이타포착시스템을 나타낸다.
이때, 작동이 이루어지게 되는 과정으로서 상기 버너 장치에 연료가 공급되는 과정을 본 발명인 공급방법을 참조하여 살펴보기로 한다.At this time, a process of supplying fuel to the burner device as a process to be made will be described with reference to the present inventors supply method.
즉, 공통적으로 다음과 같은 단계를 순차적으로 거치면서 공급이 이루어지게 되는데, 오리멀젼 연료를 연료탱크(80)에서는 가열시키는 연료가열단계; 가열된 오리멀젼 연료를 연료공급라인(76)을 경유하여 버너장치(100)로 급송하되 연료공급라인(76)의 중간에서 연료의 온도가 하강하지 않고 소정온도를 유지하기 위하여 연료히터(84)에 의하여 예열시키는 예열단계; 그리고 적정온도를 유지하는 상태에서 상기 버너장치(100)로부터 분사 공급되기 직전의 온도가 연소하기에 적정한 상태로 공급하는 적정연료공급단계를 순차적으로 경유하도록 하게 된다.In other words, the supply is made while sequentially going through the following steps, the fuel heating step of heating the emulsion fuel in the fuel tank (80); The heated orientation fuel is fed to the
이때, 상기 연료가열단계에서 연료의 온도가 60℃를 유지하고, 상기 적정연료공급단계에서 연료의 온도가 50℃를 유지하도록 하는 단계를 갖도록 함이 바람직하다.At this time, it is preferable to have the step of maintaining the temperature of the
좀 더 상세하게 살펴보기로 한다.Let's take a closer look.
우선 버너장치(100)에는 적정 상태를 유지하게 되는 연료와 스팀 그리고 공기가 각각 연료공급라인(76), 스팀공급라인(74), 공기공급라인(90)을 경유하여 각각 공급되게 되는데, 이와 같이 공급되게 되면, 스팀과 연료는 각각 스팀공급라인(74)과 연료공급라인(76)을 경유하여 스팀/연료공급구(7)에 도달하게 된다.First, the
우선, 스팀은 스팀공급라인(76)으로부터 믹서(4)의 전방돌출부(46)의 외측이면서 큰지름부(50)의 후부에 위치하게 되는 확산공간(56)에서 확산되고 큰지름부(50)에 형성되어 있는 벤츄리유로(50a)를 거쳐 후방돌출부(48)의 외측으로서 큰지름부(50)의 전방에 위치하게 되는 혼합공간(58)에 도달하게 된다.First, the steam is diffused from the
다음, 오리멀젼 연료는 적정온도를 유지하는 상태로 연료공급라인(76)으로부터 공급되고, 믹서(4)의 관통유로(52)를 경유하여 후방돌출부(48)에 형성된 방사상의 유로(48a)를 거쳐 상기 혼합공간(58)에 확산되면서 도달하게 된다.Next, the orientation fuel is supplied from the
이와 같이 상기 혼합공간(58)에 도달하게 되는 스팀과 연료는 확산되는 방향이 서로 달라 서로 혼합이 이루어지게 되며, 이와 같이 스팀과 연료가 혼합된 상태로 믹서본체(40)의 유로(40a)와 2차 벤츄리부재(44)의 유로(44a)를 통과하면서 확산 혼합되어 노즐본체(3)의 집속유로(30a) 및 직선유로(30b)를 거쳐 노즐캡(2)의 확산공간(20)에서 다시 확산 혼합된 상태로 보다 골고루 혼합이 이루어진 상태로 노즐공(22)을 거쳐 분사 공급되어 무화도를 향상시키게 되어 미세한 분무입자로 된 연료가k 연료 과잉의 분위기에서도 스팀과 연료 및 공기의 혼합을 보다 활발하게 하여 질소산화물의 재형성을 최소화하도록 하게 되었으며, 다단연소로 인한 미연분 이 3차적으로 공기와 혼합이 이루어져 완전연소가 이루어져 미연분의 발생을 최소화하였다.As such, the steam and the fuel reaching the mixing
실제로 연료로 사용되는 오리멀젼의 경우에 상온에서부터 40℃, 50℃ 및 75에 이르기까지 각각의 상태를 살펴보면, 50℃를 기준으로 하여 낮거나 높을 경우에 오리멀젼의 에멀젼 상태가 파괴되어 연소상태가 불완전하게 되거나 노즐공(22)이 부분적으로 막히게 되는 현상이 발생함을 확인하였으며, 반복적으로 실험하여 본 결과 연료탱크(80)에서는 온수가열로 60℃를 유지하고 액적의 분무효율을 증가시키기 위하여 버너장치(100)의 전단으로서 노즐캡(2)의 노즐공(22)을 통과하는 지점에서의 온도가 50℃를 유지하도록 함이 가장 바람직함을 확인하였다.In the case of an emulsion used as a fuel, each state ranging from room temperature to 40 ° C., 50 ° C., and 75 is shown. When the temperature is low or high based on 50 ° C., the emulsion state of the emulsion is destroyed and the combustion state is decreased. It was confirmed that the phenomenon that the incomplete or clogged
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 오리멀젼 연료의 경우에 공기 또는 스팀분무식의 오토마이저를 이용하여 같은 연료로 공기와 연료의 비율을 같게 하여 무화(霧化)시켰을 때 내부혼합형으로서 무화성(霧化性)이 뛰어나게 되고 이를 고려한 연료의 혼합법과 노즐에 대한 설계에 반영하여 연소성능을 보다 향상시킬 수 있게 되고, 오리멀젼 연료의 공급시에 연료탱크(80)에서부터 예열시켜 소정의 온도를 유지시키고 버너로 공급하여 연소가 이루어지기 직전의 온도가 연소에 최적인 상태 온도를 유지시키도록 하면서 연소버너에서 전단응력에 의한 에멀젼의 분리나 압력손실에 의하여 내부마모를 최소화하도록 하고 분무미립화가 보다 효율적으로 되면서 연소실내에서 완전한 연소를 유도하여 미연분진의 발생을 저감시키고 공기비의 제어를 통한 질소화합물의 저감을 실현할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, when the atomization fuel is atomized by equalizing the ratio of air and fuel with the same fuel using an air or steam spray atomizer, It is excellent in chemistry and reflects it in the fuel mixing method and the design of the nozzle, which makes it possible to further improve the combustion performance, and preheat the
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