KR100866417B1 - 화력발전소 전기집진기의 집진호퍼 개폐용 세라믹 게이트디스크 시트 - Google Patents

화력발전소 전기집진기의 집진호퍼 개폐용 세라믹 게이트디스크 시트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화력 발전소의 전기집진기의 집진 호퍼에 수집된 회분을 선택적으로 배출할 수 있도록 집진 호퍼의 배출구를 개폐시킬 수 있게 배출구에 대향되게 설치되는 화력발전소 전기집진기의 집진호퍼 개폐용 세라믹 게이트 디스크 시트에 관한 것으로서, 세라믹 게이트 디스크 시트는 Al2O3 86중량%, La 2중량%, NiO 1.5 중량%, Li2O 1.2중량%, ZnO 1.2 중량%, B4C 1.2중량%, BN 1.5중량%, CaO 1.3중량%, 벤토나이트 1.0중량%, 규회석 1.2중량%, SiC 0.5중량%, 규조토 0.5중량%, 점토 0.9중량%의 성분비로 혼합된 조성물로 성형된다. 이러한 화력발전소용 세라믹 게이트 디스크 시트에 의하면, 개폐 반복에 따른 마모가 억제됨과 아울러 배기가스에 포함된 산화물에 의한 부식이 억제되는 장점을 제공한다.
Figure R1020080075679
화력발전소, 전기집진기, 호퍼, 게이트 밸브, 세라믹시트

Description

화력발전소 전기집진기의 집진호퍼 개폐용 세라믹 게이트 디스크 시트{ceramic gate disc sheet for opening and shutting hopper of electric precipitator of thermal power plant}
본 발명은 화력발전소용 세라믹 게이트 디스크 시트에 관한 것으로서, 상세하게는 내마모성을 갖는 화력발전소 전기집진기의 집진호퍼 개폐용 세라믹 게이트 디스크 시트에 관한 것이다.
석탄을 주원료로 이용하는 화력발전소는 미세하게 분말화된 석탄을 공기와 함께 공급하여 보일러에서 연소시키고, 보일러 내에 배관된 수관 속의 물을 증기화시켜 터어빈을 회전시킴으로써 발전할 수 있도록 되어 있다. 또한, 석탄을 주원료로 이용하는 화력발전소는 경유, 중유 또는 가스가 기동시나 저부하 운전시에 보조 연료로 사용된다.
이러한 화력발전소는 통상적으로 석탄을 미세한 크기의 미분탄으로 분쇄하여 미분탄 주공급관을 통해 공급하는 석탄 분쇄기와, 미분탄 주공급관을 통해 공기를 공급하는 송풍기, 미분탄 주공급관을 통해 이송되는 미분탄과 공기의 혼합물을 공급받아 연소시키는 보일러, 보일러에서 생성된 배기가스로부터 회분(flyash)을 수 집하는 전기집진기 및 전기집진기를 거친 배기가스로부터 황을 제거하는 탈황설비가 마련되어 있다.
이러한 화력발전설비의 전기집진기에서 수집된 회분은 콘크리트의 혼화재등으로 재활용된다. 전기집진기의 집진 호퍼에는 수집된 회분을 배출하기 위한 개폐기가 배출구에 설치되어 있다. 그런데, 종래의 개폐기는 집진호퍼의 배출구와 밀착되는 부분인 게이트 시트가 금속소재로 형성되어 있어, 개폐 반복에 따른 배출구와의 마찰에 의한 마모 속도가 빨라 교체주기가 짧은 단점이 있다. 또한, 회분 뿐만아니라 전기 집진기를 경유하는 배기가스에 포함된 산화물 중 황산화물은 금속소재로 된 개폐기를 부식시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 부식 및 마모를 억제시킬 수 있는 화력발전소 전기집진기의 집진호퍼 개폐용 세라믹 게이트 디스크 시트를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 화력발전소 전기집진기의 집진호퍼 개폐용 세라믹 게이트 디스크 시트는 화력 발전소의 전기집진기의 집진 호퍼에 수집된 회분을 선택적으로 배출할 수 있도록 상기 집진 호퍼의 배출구를 개폐시킬 수 있게 상기 배출구에 대향되게 설치되는 화력발전소 전기집진기의 집진호퍼 개폐용 세라믹 게이트 디스크 시트에 있어서, 상기 세라믹 게이트 디스크 시트는 Al2O3 86중량%, La 2중량%, NiO 1.5 중량%, Li2O 1.2중량%, ZnO 1.2 중량%, B4C 1.2중량%, BN 1.5중량%, CaO 1.3중량%, 벤토나이트 1.0중량%, 규회석 1.2중량%, SiC 0.5중량%, 규조토 0.5중량%, 점토 0.9중량%의 성분비로 혼합된 조성물로 성형된다.
바람직하게는 상기 세라믹 게이트 디스크 시트는 상기 조성물을 진공분위기에서 소성하여 형성된다.
본 발명에 따른 화력발전소용 세라믹 게이트 디스크 시트에 의하면, 개폐 반복에 따른 마모가 억제됨과 아울러 배기가스에 포함된 산화물에 의한 부식이 억제 되는 장점을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 화력발전소 전기집진기의 집진호퍼 개폐용 세라믹 게이트 디스크 시트를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 세라믹 게이트 디스크 시트가 적용되는 화력발전 설비를 개략적으로 나타내 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 집진호퍼 부분을 발췌하여 확대 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 개폐기의 일부를 분리 도시한 분리사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 화력발전설비는 보일러(10), 전기 집진기(20), 탈황설비(70)를 구비한다.
보일러(10)는 공기와 함께 공급된 미분탄을 연소시킨다.
전기 집진기(20)는 보일러(10)에서 생성된 배기가스로부터 회분(flyash)을 수집한다.
전기 집진기(20)는 본체(21) 내부에 방전판(미도시)과 방전판과 상반된 극성을 갖는 집진판(미도시)이 마련되어 인가된 전압에 의해 배기가스 내에 함유된 회분이 집진판에 집진될 수 있도록 되어 있고, 집진판에 집진된 회분은 집진판에 진동 또는 요동을 인가하는 수타장치(미도시)에 의해 분리되어 본체(21)와 연통되게 하부에 마련된 집진호퍼(22)로 수집된다.
집진호퍼(22)에 수집된 회분은 배출구(25)를 개폐하는 개폐기(30)의 작동에 의해 배출되어 이송 컨베이어(50)를 통해 이송된 후 저장호퍼(55)에 저장된다.
참조부호 61는 공기공급기이고, 참조부호 63은 공기 공급기(61)에서 공급된 공기를 가열하여 공급관(64)을 통해 집진호퍼(22) 내로 공급할 수 있는 가열기이다. 여기서 공급관(64)을 통해 공급되는 가열공기는 집진호퍼(22)내에 회분이 부착되는 것을 억제시킨다.
개폐기(30)의 상세구조는 후술한다.
이러한 전기 집진기(20)의 구조는 국내 등록특허 제0722528호 등 다양하게 공지되어 있어 상세한 설명은 생략한다.
탈황설비(70)는 전기집진기(20)를 거친 배기가스로부터 황을 제거한다.
참조부호 80은 배기가스 이송용 송풍기이다.
이러한 화력발전설비에서 개폐기(30)의 상세구조를 도 2 및 도 3을 함께 참조하여 설명한다.
개폐기(30)는 하부가 열린 집진호퍼(22)의 종단에 설치되어 있다.
개폐기(30)는 집진호퍼(22)의 종단에 고정되게 결합된 고정체(31)와, 고정체(31)에 대해 회동에 의해 개폐되는 회동체(40)로 되어 있다.
고정체(31)는 집진호퍼(22)의 내경에 대응되는 중공(33)을 갖으며 집진호퍼(22)의 종단에 마련된 플랜지부분과 결합될 수 있게 형성된 결합부분(32)과, 결합부분(32)의 저면에 하방으로 링형태로 돌출되게 형성되어 후술되는 세라믹 게이트 디스크 시트(46)과 접촉되는 접촉 가이드링(34)을 구비한다.
회동체(40)는 조작기에 의해 회동되는 스윙바디(41)와, 스윙바디(41)의 종단 에 상방으로 돌출된 돌출부 내에 내측으로 인입되게 형성된 삽입홈(42)에 끼움봉(48)을 통해 기삽입 결합되는 지지바디(45)와, 지지바디(45)의 상면에 돌출되게 디스크형태로 형성된 세라믹 게이트 디스크 시트(46)로 되어 있다. 참조부호 47은 삽입홈(42)내에 장착되어 지지바디(45)의 끼음봉(48)을 상방으로 탄성바이어스 시키는 스프링이다.
이러한 개폐기(30)는 스윙바디(41)의 수평방향으로의 회전에 의해 세라믹 게이트 시트(46)와 접촉 가이드링(34) 상호간이 밀착 또는 분리됨으로써 집진호퍼(22)에 수집된 회분을 배출 또는 수집할 수 있게 배출구(25)를 개폐한다.
지지바디(45)와 결합부분(32)은 금속소재로 형성될 수 있고, 세라믹 게이트 디스크 시트(46)와 접촉가이드 링(34)은 동일한 세라믹 소재로 형성된다.
세라믹 게이트 디스크 시트(46)와 접촉가이드 링(34)은 상호 밀착 접촉 및 분리 반복에 대한 내마모성 및 황산화물에 의한 부식이 억제될 수 있는 조성물로 형성된다.
이러한 조건을 만족하는 세라믹 게이트 디스크 시트(46)와 접촉가이드 링(34)을 형성하는 소재는 Al2O3 86중량%, La 2중량%, NiO 1.5 중량%, Li2O 1.2중량%, ZnO 1.2 중량%, B4C 1.2중량%, BN 1.5중량%, CaO 1.3중량%, 벤토나이트 1.0중량%, 규회석 1.2중량%, SiC 0.5중량%, 규조토 0.5중량%, 점토 0.9중량%의 성분비로 혼합된 조성물로 성형된다.
상기 조성물 중 NiO는 소성시 Al2O3 의 소결융제로서 작용하고, La는 소결강도를 증가시키며, 산화리튬(Li2O)은 열팽창시 균열을 억제시킴과 아울러 내마모성을 향상시키며, ZnO는 열팽창계수를 작게함으로써 열충격에 대한 저항성을 증가시키고 산화칼슘(CaO)는 제품의 성형강도를 증가시킨다. 또한, 탄화규소(SiC)는 수축율 및 열적변형을 감쇠시키면서도 염화수소(Hcl), 플루오르화수소(HF), 황산에 대해 침식이 억제되는 기능을 하며, 탄화붕소(B4C)는 높은 경도에 의해 내마모성을 증가시킨다. 또한, 질화붕소(BN)는 탄성율 및 열팽창율이 작고 열전도율이 큰 성질에 의해 열충격 저항이 매우크다. 규회석은 열충격에 대한 저항성을 증가시키고, 규조토는 촉매작용을 하며 점토 및 벤토 나이트는 건조강도를 증가시킨다.
세라믹 게이트 디스크 시트(46)와 접촉가이드 링(34)은 상기 조성물을 압축 성형하여 원하는 형상으로 가공한 다음 진공분위기에서 1600 내지 1700℃에서 소성한 것을 적용한다. 조성물의 압축 성형시 윤활제 예를 들면 올레인산을 세라믹 조성물 100중량부에 대해 1 내지 2중량부로 첨가하여 성형하는 것이 바람직하다.
한편, 세라믹 게이트 디스크 시트(46)와 접촉가이드 링(34)을 지지바디(45) 및 결합부분(32)과의 접합은 세라믹 접착제를 이용하면 된다.
세라믹 접착제는 내마모성과 황산화물에 대해 내부식성을 갖으면서도 금속과의 높은 결합력을 제공할 수 있는 것이 적용된다.
이러한 요구사항을 만족시키기 위해 적용되는 세라믹 접착제는 Al2O3 61중량%, TiO2 10중량%, ZrO2 10중량%, 벤토나이트 5중량%, MgO 5중량%, Li2O 3중량%, B2O3 3중량%, SiO2 3중량%의 성분비로 상호 혼합된 혼합물 100중량부를 기준으로 물 5 내지 10중량부를 더 투입하여 슬러리 형태로 형성된 것을 적용한다.
이러한 슬러리 형태로 된 세라믹 접착제는 상온에서 일정시간 예를 들면 24시간 정도 지나면 경화된다.
세라믹 접착제는 사용시 상기 혼합물 100중량부에 대해 1 내지 3중량부의 경화제가 투입될 수 있다.
이러한 세라믹 접착제는 지지바디(45)와 결합부분(32)의 표면 및 세라믹 게이트 디스크 시트(46)와 접촉가이드 링(34)에 도포한 후 상호 접합시켜 경화시키면 된다.
도 1은 본 발명에 따른 세라믹 게이트 디스크 시트가 적용되는 화력발전 설비를 개략적으로 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 집진호퍼 부분을 발췌하여 확대 도시한 단면도이고,
도 3은 도 2의 개폐기의 일부를 분리 도시한 분리사시도이다.

Claims (2)

  1. 화력 발전소의 전기집진기의 집진 호퍼에 수집된 회분을 선택적으로 배출할 수 있도록 상기 집진 호퍼의 배출구를 개폐시킬 수 있게 상기 배출구에 대향되게 설치되는 화력발전소 전기집진기의 집진호퍼 개폐용 세라믹 게이트 디스크 시트에 있어서,
    상기 세라믹 게이트 디스크 시트는
    Al2O3 86중량%, La 2중량%, NiO 1.5 중량%, Li2O 1.2중량%, ZnO 1.2 중량%, B4C 1.2중량%, BN 1.5중량%, CaO 1.3중량%, 벤토나이트 1.0중량%, 규회석 1.2중량%, SiC 0.5중량%, 규조토 0.5중량%, 점토 0.9중량%의 성분비로 혼합된 조성물로 성형된 것을 특징으로 하는 화력발전소 전기집진기의 집진호퍼 개폐용 세라믹 게이트 디스크 시트.
  2. 제1항에 있어서, 세라믹 게이트 디스크 시트는
    상기 조성물을 진공분위기에서 소성하여 형성된 것을 특징으로 하는 화력발전소 전기집진기의 집진호퍼 개폐용 세라믹 게이트 디스크 시트.
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