KR101492731B1 - Circulating fluid bed boiler - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유동층 보일러에 관한 것이다.The present invention relates to a fluidized bed boiler.
순환 유동층 보일러는, 높은 온도(1,300℃ 이상)의 배가스 복사 및 대류로 열을 흡수하는 열교환기를 가진 미분탄 보일러와 달리, 배가스의 복사, 대류 뿐만 아니라 층물질에 의해 열전달을 받는 열교환기를 포함한다. 또한, 순환 유동층 보일러는, 화염을 형성하는 미분탄 보일러와 달리, 화염없이 약 800~900℃로 연료를 연소하며, 배가스 온도도 약 800~900℃ 사이로 배가스를 백패스로 전달한다. 따라서, 순환 유동층 보일러는 연료의 연소에서 발생한 열을 연소로 내의 열교환기와 외부 열교환기를 이용하여 열을 흡수하도록 하는 열 분배 구성을 갖는다.Unlike pulverized coal boilers, which have a heat exchanger that absorbs heat by high temperature (1,300 ° C or more) flue gas radiation and convection, the circulating fluidized bed boiler includes a heat exchanger that is heat transferred by layer material as well as radiation, convection of the flue gas. Unlike a pulverized coal-fired boiler, a circulating fluidized-bed boiler burns fuel at about 800 to 900 ° C without a flame and transfers the flue gas to a back-pass at a temperature of about 800 to 900 ° C. Accordingly, the circulating fluidized bed boiler has a heat distribution configuration that allows the heat generated in the combustion of the fuel to be absorbed by using the heat exchanger and the external heat exchanger in the furnace.
이를 위해 순환 유동층 보일러는 미분탄 보일러에서도 사용하는 연소로 벽면에 있는 수냉벽(증발기) 뿐만 아니라 윙월(wingwall, 증발기, 과열기 등) 및 외부 열교환기를 사용하고 있다. 외부 열교환기는 유동층 보일러 제작사마다 상이한 형태로 제작되며, 이러한 외부 열교환기는 기포 유동층 형태로 운전이 되어 일정한 열전달계수(약 400W/m2K)를 가져 부하(load)와 상관없이 원하는 열흡수량을 가질 수 있어, 윙월보다는 제어나 운전측면에서 우수한 특징이 있다. 포스트휠러(Fosterwheeler)사에서 사용하는 인트렉스(Intrex)의 경우 사이클론에서 포집된 모든 층물질 뿐만 아니라 연소로 내에 층물질을 내부 순환포트를 통해 공급받아 충분한 층물질을 인트렉스에 주입하고 아웃플로우(outflow)라는 포트를 통해 인트렉스에 존재하는 층물질량을 일정하게 유지하여 일정한 열전달량이 튜브로 전달하게 구성하였다. 또한, 알스톰(Alstome)사는 사이클론에서 포집된 층물질을 ACV(automatic control valve)를 이용하여 원하는 층물질량이 외부 열교환기(FBHE : Fluidized Bed Heat Exchanger)로 주입되게 하여 원하는 열전달량이 튜브로 전달되고 나머지는 연소로 내로 주입되게 하였다. To this end, circulating fluidized bed boilers use wingwalls (evaporators, superheaters, etc.) and external heat exchangers as well as water cooling walls (evaporators) on the wall of the combustion furnace used in pulverized coal boilers. The external heat exchanger is manufactured in a different form for each fluidized-bed boiler manufacturer. The external heat exchanger is operated in the form of a bubbling fluidized bed and has a constant heat transfer coefficient (about 400 W / m 2 K) There is an excellent feature in terms of control and driving rather than wingwolle. In the case of the Intrex used by Fosterwheeler, not only all the layer materials collected in the cyclone but also the layer material in the furnace are supplied through the inner circulation port and the sufficient layer material is injected into the Intrex and the outflow the amount of layer material present in Intrex is constantly maintained through a port called outflow, so that a certain amount of heat is transferred to the tube. In addition, Alstome uses the automatic control valve (ACV) to inject the desired amount of layer material into the Fluidized Bed Heat Exchanger (FBHE) to transfer the desired amount of heat transfer to the tube Were injected into the furnace.
그러나, 포스트휠러사의 인트렉스의 경우, 아웃플로우 포트를 통해 층물질량을 일정하게 유지할 수 있지만 층물질량을 조절할 수 있는 방법이 없다. 따라서, 고온의 층물질이 공급될 경우 과잉으로 열전달이 이루어지게 된다. 또한, 알스톰사는 ACV를 통해 외부열교환기에 주입되는 층물질량을 조절할 수 있기 때문에 층물질의 온도와 상관없이 원하는 열전달량을 얻을 수 있지만 ACV에 의해 결정되는 개도의 조절이 정확하지 않아 같은 조건에서도 ACV 개도가 바뀌어 정량제어 운전이 어려우며, ACV 구동부의 고장이 종종 발생하여 열전달량을 정확히 확보하지 못한다. However, in the case of Post Wheeler Intrex, the amount of layer material can be kept constant through the outflow port, but there is no way to control the amount of layer material. Therefore, excessive heat transfer occurs when a high-temperature layer material is supplied. In addition, Alstom can regulate the amount of layer material injected into the external heat exchanger through ACV, so that the desired heat transfer amount can be obtained irrespective of the temperature of the layer material, but the control of the opening determined by ACV is not accurate. The control operation is difficult and the failure of the ACV driving part often occurs and the heat transfer amount can not be accurately ensured.
본 발명은 외부 열교환기의 열흡수량을 조절할 수 있는 유동층 보일러를 제공한다.The present invention provides a fluidized-bed boiler capable of controlling the amount of heat absorption of an external heat exchanger.
본 발명에 의한 유동층 보일러는 연료를 연소시키는 연소로; 상기 연소로에 연결되어 층물질을 포집하는 사이클론; 상기 사이클론의 하부에 연결되어 상기 층물질을 저장하며, 상기 층물질로부터 열을 흡수하는 열교환 튜브가 형성된 외부 열교환기; 및 상기 외부 열교환기와 상기 연소로 사이에 연결되며, 상기 연소로로 공급하는 층물질이 양을 조절하는 드레인 밸브를 갖는 드레인 포트를 포함한다.A fluidized-bed boiler according to the present invention comprises a combustion furnace for burning fuel; A cyclone connected to the combustion furnace to collect the layer material; An external heat exchanger connected to a lower portion of the cyclone to store the layer material and having a heat exchange tube for absorbing heat from the layer material; And a drain port connected between the external heat exchanger and the combustion furnace and having a drain valve for regulating the amount of the bed material supplied to the furnace.
또한, 상기 드레인 포트는 상기 외부 열교환기의 하부에 연결되며, 상기 사이클론이 상기 외부 열교환기에 연결된 곳과 대응되는 곳에 연결될 수 있다.The drain port may be connected to a lower portion of the external heat exchanger, and may be connected to a location where the cyclone is connected to the external heat exchanger.
또한, 상기 외부 열교환기의 열흡수량이 미리 설계된 외부 열교환기의 열흡수량 보다 큰 경우, 상기 드레인 밸브의 개도를 크게 하여 상기 연소로로 공급하는 층물질의 양을 증가시켜 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 감소시킬 수 있다.When the amount of heat absorbed by the external heat exchanger is larger than the amount of heat absorbed by the external heat exchanger designed in advance, the opening degree of the drain valve is increased to increase the amount of the layer material supplied to the combustion furnace, Can be reduced.
또한, 상기 외부 열교환기의 열흡수량이 미리 설계된 외부 열교환기의 열흡수량 보다 작은 경우, 상기 드레인 밸브의 개도를 작게 하여 상기 연소로로 공급하는 층물질의 양을 감소시켜 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 증가시킬 수 있다.When the amount of heat absorbed by the external heat exchanger is smaller than the amount of heat absorbed by the pre-designed external heat exchanger, the opening degree of the drain valve is reduced to reduce the amount of the layer material supplied to the furnace, Can be increased.
또한, 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 미리 설계된 외부 열교환기의 열흡수량으로 나눈 값이 1에 허용 열흡수량비를 더한 값보다 큰 경우, 상기 드레인 밸브의 개도를 크게 하여 상기 연소로로 공급하는 층물질의 양을 증가시켜 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 감소시킬 수 있다.When the value obtained by dividing the heat absorption amount of the external heat exchanger by the designed amount of heat absorption of the external heat exchanger is larger than 1 plus the allowable heat absorption amount ratio, The amount of heat absorbed by the external heat exchanger can be reduced by increasing the amount of the material.
또한, 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 미리 설계된 외부 열교환기의 열흡수량으로 나눈 값이 1에서 허용 열흡수량비를 뺀 값보다 작은 경우, 상기 드레인 밸브의 개도를 작게 하여 상기 연소로로 공급하는 층물질의 양을 감소시켜 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 증가시킬 수 있다.When the value obtained by dividing the heat absorption amount of the external heat exchanger by the designed amount of heat absorption of the external heat exchanger is smaller than the value obtained by subtracting the allowable heat absorption amount ratio from 1, the opening degree of the drain valve is made small, It is possible to increase the amount of heat absorbed by the external heat exchanger by reducing the amount of the material.
또한, 상기 외부 열교환기의 측면에 형성되어, 상기 외부 열교환기와 상기 연소로 사이를 연결하는 연결 포트를 더 포함하고, 상기 연결 포트는 상기 사이클론이 상기 외부 열교환기에 연결된 곳으로부터 먼 곳에 위치할 수 있다.The apparatus may further include a connection port formed on a side surface of the external heat exchanger and connecting the external heat exchanger and the combustion furnace, wherein the connection port is located far from the cyclone connected to the external heat exchanger .
또한, 상기 연결 포트는 상기 외부 열교환기를 거쳐서 열이 회수된 층물질을 상기 연소로로 공급할 수 있다.Further, the connection port may supply the layer material from which heat is recovered to the combustion furnace through the external heat exchanger.
더불어, 본 발명에 의한 유동층 보일러는 연료를 연소시키는 연소로; 상기 연소로에 연결되어 층물질을 포집하는 사이클론; 상기 사이클론의 하부에 연결되어 상기 층물질을 저장하며, 상기 층물질로부터 열을 흡수하는 열교환 튜브가 형성된 외부 열교환기; 상기 외부 열교환기의 측면에 형성되어, 상기 외부 열교환기와 상기 연소로로 연결하는 연결 포트; 및 상기 외부 열교환기와 상기 연결 포트가 결합되는 지점에 형성되며, 상기 외부 열교환기에 저장된 층물질의 높이를 조절하는 슬라이딩 게이트를 포함한다.In addition, the fluidized-bed boiler according to the present invention comprises a combustion furnace for burning fuel; A cyclone connected to the combustion furnace to collect the layer material; An external heat exchanger connected to a lower portion of the cyclone to store the layer material and having a heat exchange tube for absorbing heat from the layer material; A connection port formed on a side surface of the external heat exchanger and connected to the external heat exchanger and the furnace; And a sliding gate formed at a position where the external heat exchanger and the connection port are coupled to each other and controlling the height of the layer material stored in the external heat exchanger.
또한, 상기 외부 열교환기의 열흡수량이 미리 설계된 외부 열교환기의 열흡수량 보다 큰 경우, 상기 슬라이딩 게이트의 높이를 낮게 하여 상기 열교환 튜브와 접촉하는 층물질의 높이를 낮춰서 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 감소시킬 수 있다.When the amount of heat absorbed by the external heat exchanger is greater than the amount of heat absorbed by the external heat exchanger designed in advance, the height of the sliding gate is decreased to decrease the height of the layer material contacting the heat exchanging tube, .
또한, 상기 외부 열교환기의 열흡수량이 미리 설계된 외부 열교환기의 열흡수량 보다 작은 경우, 상기 슬라이딩 게이트의 높이를 높게 하여 상기 열교환 튜브와 접촉하는 층물질의 높이를 높여서 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 증가시킬 수 있다.When the heat absorption amount of the external heat exchanger is smaller than the heat absorption amount of the external heat exchanger designed in advance, the height of the sliding gate is increased to increase the height of the layer material contacting the heat exchange tube, .
또한, 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 미리 설계된 외부 열교환기의 열흡수량으로 나눈 값이 1에 허용 열흡수량비를 더한 값보다 큰 경우, 상기 슬라이딩 게이트의 높이를 낮게 하여 상기 열교환 튜브와 접촉하는 층물질의 높이를 낮춰서 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 감소시킬 수 있다.When the value obtained by dividing the amount of heat absorption of the external heat exchanger by the designed amount of heat absorption of the external heat exchanger is larger than the value obtained by adding the allowable heat absorption amount ratio to 1, the height of the sliding gate is lowered, The height of the material can be lowered to reduce the heat absorption amount of the external heat exchanger.
또한, 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 미리 설계된 외부 열교환기의 열흡수량으로 나눈 값이 1에서 허용 열흡수량비를 뺀 값보다 작은 경우, 상기 슬라이딩 게이트의 높이를 높게 하여 상기 열교환 튜브와 접촉하는 층물질의 높이를 높여서 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 증가시킬 수 있다.When the value obtained by dividing the heat absorption amount of the external heat exchanger by the designed amount of heat absorption of the external heat exchanger is smaller than the value obtained by subtracting the allowable heat absorption amount ratio from 1, the height of the sliding gate is increased, The height of the material can be increased to increase the heat absorption amount of the external heat exchanger.
본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 보일러는 외부 열교환기에서 연소로로 주입되는 층물질의 양을 조절할 수 있는 드레인 밸브를 구비함으로써, 외부 열교환기의 열흡수량을 조절할 수 있다.The fluidized bed boiler according to an embodiment of the present invention includes a drain valve that can control the amount of the bed material injected from the external heat exchanger into the combustion furnace to control the amount of heat absorption of the external heat exchanger.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동층 보일러는 외부 열교환기에 저장된 층물질의 높이를 조절할 수 있는 슬라이딩 게이트를 구비함으로써, 외부 열교환기의 열흡수량을 조절할 수 있다.In addition, the fluidized bed boiler according to another embodiment of the present invention includes a sliding gate that can control the height of the layer material stored in the external heat exchanger, thereby controlling the amount of heat absorption of the external heat exchanger.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 보일러의 구성을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동층 보일러의 구성을 도시한 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 외부 열교환기의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 보일러에서 외부 열교환기의 제어 로직을 도시한 순서도이다.1 is a schematic view showing the construction of a fluidized-bed boiler according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing the construction of a fluidized-bed boiler according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view for explaining the operation of the external heat exchanger shown in FIG. 2. FIG.
4 is a flow chart illustrating the control logic of the external heat exchanger in a fluidized bed boiler according to an embodiment of the present invention.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 보일러의 구성을 도시한 개략도이다.1 is a schematic view showing the construction of a fluidized-bed boiler according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 보일러(100)는 연소로(110), 사이클론(120), 외부 열교환기(130), 연결 포트(140) 및 드레인 포트(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a fluidized-
상기 연소로(110)는 연료를 유동시키면서 연소시켜 고온의 배가스를 생성한다. 상기 고온의 배가스는 사이클론(120)을 통과하여 백패스(backpass)로 전달된다.
The furnace 110 combusts while flowing the fuel to generate a high temperature exhaust gas. The hot exhaust gas passes through the
상기 사이클론(120)은 상기 연소로(110)에 연결되며, 상기 연소로(110)로부터 비산하는 층물질(M)을 포집한다.
The
상기 외부 열교환기(130)는 상기 사이클론(120)의 하부에 연결되어, 상기 사이클론(120)에서 포집된 층물질(M)을 저장한다. 또한, 상기 외부 열교환기(130)는 상기 층물질(M)로부터 열을 흡수하는 열교환 튜브(131)를 포함한다. 상기 열교환 튜브(131)는 상기 외부 열교환기(130)에 저장된 층물질(M)에 잠긴 상태로 있으며, 상기 층물질(M)과 접촉하는 면적을 넓히도록 지그재그 형태로 형성될 수 있다. 상기 열교환 튜브(131)에는 물 또는 증기가 순환하여, 상기 층물질(M)로부터 열을 흡수할 수 있다.
The
상기 연결 포트(140)는 상기 외부 열교환기(130)와 상기 연소로(110) 사이에 연결된다. 구체적으로, 상기 연결 포트(140)의 일단은 상기 외부 열교환기(130)의 측면에 연결되고, 타단은 상기 연소로(110)의 하부에 연결된다. 또한, 상기 연결 포트(140)는 상기 외부 열교환기(130)에서 사이클론(120)이 연결된 곳으로부터 멀리 떨어진 측면에 연결된다. 따라서, 상기 연결 포트(140)에는 상기 사이클론(120)에서 주입된 층물질(M)이 상기 외부 열교환기(130)의 열교환 튜브(131)를 거쳐서 열이 회수된 상태로 도달하게 된다. 상기 연결 포트(140)는 상기 외부 열교환기(130)에서 열이 회수된 층물질(M)을 상기 연소로(110)로 재투입한다.
The
상기 드레인 포트(150)는 상기 외부 열교환기(130)와 상기 연소로(110) 사이에 연결된다. 구체적으로, 상기 드레인 포트(150)의 일단은 상기 외부 열교환기(130)의 하면에 연결되고, 타단은 상기 연소로(110)의 하부에 연결된다. 또한, 상기 드레인 포트(150)는 상기 외부 열교환기(130)에서 사이클론(120)이 연결된 곳의 하면에 연결된다. 따라서, 상기 드레인 포트(150)에는 상기 사이클론(120)에서 주입되어 아직 열이 회수되지 않은 층물질(M)이 도달하게 된다. 또한, 상기 드레인 포트(150)는 상기 연소로(110)로 투입되는 층물질(M)의 양을 조절하는 드레인 밸브(151)를 포함한다. 상기 드레인 밸브(151)는 개도를 조절함으로써, 상기 외부 열교환기(130)의 열흡수량을 조절할 수 있다. 좀더 구체적으로, 상기 드레인 밸브(151)의 개도를 작게 하면 상기 연소소(110)로 주입되는 층물질(M)의 양이 적어지고, 상대적으로 상기 외부 열교환기(130)에 저장된 층물질(M)이 많아 외부 열교환기(130)의 열흡수량이 증가된다. 또한, 상기 드레인 밸브(151)의 개도를 크게 하면 상기 연소소(110)로 주입되는 층물질(M)의 양이 많아지고, 상대적으로 상기 외부 열교환기(130)에 저장된 층물질(M)이 적어 외부 열교환기(130)의 열흡수량이 감소된다. The
따라서, 상기 외부 열교환기(130)에서 흡수되는 열흡수량과 원하는 열흡수량을 비교하여, 상기 외부 열교환기(130)에서 흡수되는 열흡수량이 부족한 경우 상기 드레인 밸브(151)의 개도를 작게 하여 상기 외부 열교환기(130)에서 흡수되는 열량을 증가시키고, 반대로, 상기 외부 열교환기(130)에서 흡수되는 열흡수량이 원하는 열흡수량보다 많은 경우 상기 드레인 밸브(151)의 개도를 크게 하여 상기 외부 열교환기(130)에서 흡수되는 열량을 감소시킬 수 있다. Therefore, when the amount of heat absorption absorbed by the
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 보일러(100)는 외부 열교환기(130)에서 연소로(110)로 주입되는 층물질(M)의 양을 조절할 수 있는 드레인 밸브(151)를 구비함으로써, 외부 열교환기(130)의 열흡수량을 조절할 수 있다.
As described above, the fluidized-
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동층 보일러의 구성을 도시한 개략도이다. 도 3은 도 2에 도시된 외부 열교환기의 동작을 설명하기 위한 개략도이다. 2 is a schematic view showing the construction of a fluidized-bed boiler according to another embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic view for explaining the operation of the external heat exchanger shown in FIG. 2. FIG.
도 2에 도시된 유동층 보일러(200)는 도 1에 도시된 유동층 보일러(100)와 유사하다. 따라서, 이하에서는 그 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.The fluidized
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동층 보일러(200)는 연소로(110), 사이클론(120), 외부 열교환기(130), 연결 포트(140) 및 슬라이딩 게이트(250)를 포함한다.
Referring to FIG. 2, a fluidized-
상기 슬라이딩 게이트(250)는 상기 외부 열교환기(130)와 상기 연결 포트 사이(140)에 형성된다. 구체적으로, 상기 슬라이딩 게이트(250)는 상기 외부 열교환기(130)의 측면에서 상기 연결 포트(140)가 결합되는 지점에 형성되며, 상하로 슬라이딩이 가능하다. 또한, 상기 슬라이딩 게이트(250)는 높이를 조절함으로써, 상기 외부 열교환기(130)의 열흡수량을 조절할 수 있다. The sliding
좀더 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이딩 게이트(250)의 높이(h)를 낮추면(a), 상기 외부 열교환기(130)에 저장된 층물질(M)의 높이가 낮아지고 상기 열교환 튜브(131)가 층물질(M)과 접촉하는 면적이 줄어들게 되므로, 외부 열교환기(130)의 열흡수량이 감소된다. 또한, 상기 슬라이딩 게이트(250)의 높이(h)를 높이면(b), 상기 외부 열교환기(130)에 저장된 층물질(M)의 높이가 높아지고 상기 열교환 튜브(131)가 층물질(M)과 접촉하는 면적이 늘어나게 되므로, 외부 열교환기(130)의 열흡수량이 증가된다.3, when the height h of the sliding
따라서, 상기 외부 열교환기(130)에서 흡수되는 열흡수량과 원하는 열흡수량을 비교하여, 상기 외부 열교환기(130)에서 흡수되는 열흡수량이 부족한 경우 상기 슬라이딩 게이트(250)의 높이(h)를 높여서 상기 외부 열교환기(130)에서 흡수되는 열량을 증가시키고, 반대로, 상기 외부 열교환기(130)에서 흡수되는 열흡수량이 원하는 열흡수량보다 많은 경우 상기 슬라이딩 게이트(250)의 높이(h)를 낮춰서 상기 외부 열교환기(130)에서 흡수되는 열량을 감소시킬 수 있다.Therefore, when the heat absorption amount absorbed by the
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동층 보일러(200)는 외부 열교환기(130)에 저장된 층물질(M)의 높이를 조절할 수 있는 슬라이딩 게이트(250)를 구비함으로써, 외부 열교환기(130)의 열흡수량을 조절할 수 있다.
As described above, the fluidized-
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 보일러에서 외부 열교환기의 제어 로직을 도시한 순서도이다. 도 4의 제어 로직을 참조하여, 도 1 및 도 2에 도시된 외부 열교환기의 동작 방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 여기서, 드레인 밸브(151)의 개도가 50%이거나, 슬라이딩 게이트(250)의 높이가 50%인 것을 가정하여 설명하기로 한다. 4 is a flow chart illustrating the control logic of the external heat exchanger in a fluidized bed boiler according to an embodiment of the present invention. The operation of the external heat exchanger shown in Figs. 1 and 2 will be described in detail with reference to the control logic of Fig. Here, it is assumed that the opening degree of the
먼저, 외부 열교환기의 필요 열흡수량이 입력되고, 이어서 현재 운전 조건에서의 외부 열교환기의 열흡수량이 계산된다(S1 및 S2 참조). First, the necessary heat absorption amount of the external heat exchanger is inputted, and then the heat absorption amount of the external heat exchanger in the present operating condition is calculated (see S1 and S2).
또한, 실제 외부 열교환기의 열흡수량 대비 설계 외부 열교환기의 열흡수량에 대한 비율이 허용 열흡수량비(예를 들면, 0.01)를 만족하게 되면 현재 운전 상태가 유지되도록 하고(S3 내지 S6 참조), 이러한 허용 열흡수량비보다 크거나 작으면 각 조건에 맞게 드레인 밸브(151) 또는 슬라이딩 게이트(250)를 조절하여 열배분 부하가 조절되도록 한다(S7 내지 S10 참조). 여기서, 실제 외부 열교환기의 열흡수량 계산은 당업자에게 주지된 내용이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, when the ratio of the actual heat absorption amount of the external heat exchanger to the heat absorption amount of the design external heat exchanger satisfies the allowable heat absorption amount ratio (for example, 0.01) (S3 to S6) If the allowable heat absorption rate is greater than or less than the allowable heat absorption rate, the
한편, 외부 열교환기에 대한 열흡수량비는 다음 수학식 1과 같이 계산된다. (S3 참조)On the other hand, the heat absorption ratio to the external heat exchanger is calculated by the following equation (1). (See S3)
[수학식 1][Equation 1]
수학식 1에서 DQheatexchanger가 1보다 크다는 것은 설계치 보다 더 많은 열량을 실제 외부 열교환기에서 흡수하고 있다는 의미이고, 반대로 1보다 작다는 것은 설계치 보다 더 적은 열량을 실제 외부 열교환기에서 흡수하고 있다는 의미이다. If DQ heatexchanger is larger than 1 in
즉, DQheatexchanger가 1에 허용 열흡수량비를 더한 값보다 크면, 드레인 밸브(151)를 더 열거나 슬라이딩 게이트(250)의 높이를 낮추어 외부 열교환기의 열흡수량을 감소시킨다(S7 및 S8 참조).That is, if the DQ heatexchanger is larger than the value obtained by adding the allowable heat absorption ratio to 1, the
또한, DQheatexchanger가 1에서 허용 열흡수량비를 뺀 값보다 작으면, 드레인 밸브(151)를 더 닫거나 슬라이딩 게이트(250)의 높이를 높여서 외부 열교환기의 열흡수량을 증가시킨다(S9 및 S10 참조). Further, if the DQ heatexchanger is smaller than the value obtained by subtracting the allowable heat absorption ratio from 1, the
이와 같이 하여, 본 발명은 운전 중 열배분 부하가 맞지 않을 경우, 조절할 수 있는 제어 방법으로서, 외부 열교환기에서 얻은 실제 열흡수량과 설계된 열흡수량을 비교하여 드레인 밸브(151) 또는 슬라이딩 게이트(250)를 조절함으로써 외부 열교환기의 열흡수량을 감소시키거나 증가시키는 방법으로 피드백 제어를 한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 보일러는 구조가 간단하며, 외부 열교환기의 열흡수량을 제어할 수 있게 된다.
As described above, the present invention is a control method that can be adjusted when the heat distribution load during operation is not matched, so that the
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 유동층 보일러를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be modified in various other forms without departing from the spirit of the present invention as claimed in the following claims. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.
100: 유동층 보일러 110: 연소로
120: 사이클론 130: 외부 열교환기
131: 열교환 튜브 140: 연결 포트
150: 드레인 포트 151: 드레인 밸브
250: 슬라이딩 게이트100: Fluidized bed boiler 110: Combustion furnace
120: Cyclone 130: External heat exchanger
131: heat exchange tube 140: connection port
150: drain port 151: drain valve
250: Sliding gate
Claims (13)
상기 연소로에 연결되어 층물질을 포집하는 사이클론;
상기 사이클론의 하부에 연결되어 상기 층물질을 저장하며, 상기 층물질로부터 열을 흡수하는 열교환 튜브가 형성된 외부 열교환기; 및
상기 외부 열교환기와 상기 연소로 사이에 연결되며, 상기 연소로로 공급하는 층물질이 양을 조절하는 드레인 밸브를 갖는 드레인 포트를 포함하며,
상기 외부 열교환기의 열흡수량이 미리 설계된 외부 열교환기의 열흡수량 보다 큰 경우,
상기 드레인 밸브의 개도를 크게 하여 상기 연소로로 공급하는 층물질의 양을 증가시켜 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 유동층 보일러.A combustion furnace for burning fuel;
A cyclone connected to the combustion furnace to collect the layer material;
An external heat exchanger connected to a lower portion of the cyclone to store the layer material and having a heat exchange tube for absorbing heat from the layer material; And
And a drain port connected between the external heat exchanger and the combustion furnace and having a drain valve for regulating the amount of the bed material supplied to the furnace,
When the heat absorption amount of the external heat exchanger is larger than the heat absorption amount of the external heat exchanger designed in advance,
Wherein the opening degree of the drain valve is increased to increase the amount of the layer material supplied to the combustion furnace to reduce the heat absorption amount of the external heat exchanger.
상기 드레인 포트는 상기 외부 열교환기의 하부에 연결되며, 상기 사이클론이 상기 외부 열교환기에 연결된 곳과 대응되는 곳에 연결된 것을 특징으로 하는 유동층 보일러.The method according to claim 1,
Wherein the drain port is connected to a lower portion of the external heat exchanger, and the cyclone is connected to a portion corresponding to a portion where the cyclone is connected to the external heat exchanger.
상기 외부 열교환기의 열흡수량이 미리 설계된 외부 열교환기의 열흡수량 보다 작은 경우,
상기 드레인 밸브의 개도를 작게 하여 상기 연소로로 공급하는 층물질의 양을 감소시켜 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 유동층 보일러.The method according to claim 1,
When the heat absorption amount of the external heat exchanger is smaller than the heat absorption amount of the external heat exchanger designed in advance,
Wherein the amount of the layer material supplied to the combustion furnace is reduced by decreasing the opening degree of the drain valve to increase the heat absorption amount of the external heat exchanger.
상기 연소로에 연결되어 층물질을 포집하는 사이클론;
상기 사이클론의 하부에 연결되어 상기 층물질을 저장하며, 상기 층물질로부터 열을 흡수하는 열교환 튜브가 형성된 외부 열교환기; 및
상기 외부 열교환기와 상기 연소로 사이에 연결되며, 상기 연소로로 공급하는 층물질이 양을 조절하는 드레인 밸브를 갖는 드레인 포트를 포함하며,
상기 외부 열교환기의 열흡수량을 미리 설계된 외부 열교환기의 열흡수량으로 나눈 값이 1에 허용 열흡수량비를 더한 값보다 큰 경우,
상기 드레인 밸브의 개도를 크게 하여 상기 연소로로 공급하는 층물질의 양을 증가시켜 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 유동층 보일러.A combustion furnace for burning fuel;
A cyclone connected to the combustion furnace to collect the layer material;
An external heat exchanger connected to a lower portion of the cyclone to store the layer material and having a heat exchange tube for absorbing heat from the layer material; And
And a drain port connected between the external heat exchanger and the combustion furnace and having a drain valve for regulating the amount of the bed material supplied to the furnace,
When the value obtained by dividing the amount of heat absorption of the external heat exchanger by the amount of heat absorption of the designed external heat exchanger is larger than the value obtained by adding the allowable heat absorption amount ratio to 1,
Wherein the opening degree of the drain valve is increased to increase the amount of the layer material supplied to the combustion furnace to reduce the heat absorption amount of the external heat exchanger.
상기 외부 열교환기의 열흡수량을 미리 설계된 외부 열교환기의 열흡수량으로 나눈 값이 1에서 허용 열흡수량비를 뺀 값보다 작은 경우,
상기 드레인 밸브의 개도를 작게 하여 상기 연소로로 공급하는 층물질의 양을 감소시켜 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 유동층 보일러.6. The method of claim 5,
When the value obtained by dividing the heat absorption amount of the external heat exchanger by the heat absorption amount of the designed external heat exchanger is smaller than the value obtained by subtracting the allowable heat absorption amount ratio from 1,
Wherein the amount of the layer material supplied to the combustion furnace is reduced by decreasing the opening degree of the drain valve to increase the heat absorption amount of the external heat exchanger.
상기 외부 열교환기의 측면에 형성되어, 상기 외부 열교환기와 상기 연소로 사이를 연결하는 연결 포트를 더 포함하고,
상기 연결 포트는 상기 사이클론이 상기 외부 열교환기에 연결된 곳으로부터 먼 곳에 위치하는 것을 특징으로 하는 유동층 보일러.The method according to claim 1,
And a connection port formed on a side surface of the external heat exchanger for connecting the external heat exchanger and the combustion furnace,
Wherein the connection port is located remote from where the cyclone is connected to the external heat exchanger.
상기 연결 포트는 상기 외부 열교환기를 거쳐서 열이 회수된 층물질을 상기 연소로로 공급하는 것을 특징으로 하는 유동층 보일러.The method according to claim 1,
Wherein the connection port supplies the heat recovered layer material to the combustion furnace through the external heat exchanger.
상기 연소로에 연결되어 층물질을 포집하는 사이클론;
상기 사이클론의 하부에 연결되어 상기 층물질을 저장하며, 상기 층물질로부터 열을 흡수하는 열교환 튜브가 형성된 외부 열교환기;
상기 외부 열교환기의 측면에 형성되어, 상기 외부 열교환기와 상기 연소로로 연결하는 연결 포트; 및
상기 외부 열교환기와 상기 연결 포트가 결합되는 지점에 형성되며, 상기 외부 열교환기에 저장된 층물질의 높이를 조절하는 슬라이딩 게이트를 포함하며,
상기 외부 열교환기의 열흡수량이 미리 설계된 외부 열교환기의 열흡수량 보다 큰 경우,
상기 슬라이딩 게이트의 높이를 낮게 하여 상기 열교환 튜브와 접촉하는 층물질의 높이를 낮춰서 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 유동층 보일러.A combustion furnace for burning fuel;
A cyclone connected to the combustion furnace to collect the layer material;
An external heat exchanger connected to a lower portion of the cyclone to store the layer material and having a heat exchange tube for absorbing heat from the layer material;
A connection port formed on a side surface of the external heat exchanger and connected to the external heat exchanger and the furnace; And
And a sliding gate formed at a position where the external heat exchanger and the connection port are coupled to each other and controlling the height of the layer material stored in the external heat exchanger,
When the heat absorption amount of the external heat exchanger is larger than the heat absorption amount of the external heat exchanger designed in advance,
Wherein the height of the sliding gate is lowered to lower the height of the layer material contacting the heat exchange tube to reduce the heat absorption amount of the external heat exchanger.
상기 외부 열교환기의 열흡수량이 미리 설계된 외부 열교환기의 열흡수량 보다 작은 경우,
상기 슬라이딩 게이트의 높이를 높게 하여 상기 열교환 튜브와 접촉하는 층물질의 높이를 높여서 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 유동층 보일러.10. The method of claim 9,
When the heat absorption amount of the external heat exchanger is smaller than the heat absorption amount of the external heat exchanger designed in advance,
Wherein the height of the sliding gate is increased to increase the height of the layer material contacting the heat exchange tube to increase the heat absorption amount of the external heat exchanger.
상기 연소로에 연결되어 층물질을 포집하는 사이클론;
상기 사이클론의 하부에 연결되어 상기 층물질을 저장하며, 상기 층물질로부터 열을 흡수하는 열교환 튜브가 형성된 외부 열교환기;
상기 외부 열교환기의 측면에 형성되어, 상기 외부 열교환기와 상기 연소로로 연결하는 연결 포트; 및
상기 외부 열교환기와 상기 연결 포트가 결합되는 지점에 형성되며, 상기 외부 열교환기에 저장된 층물질의 높이를 조절하는 슬라이딩 게이트를 포함하며,
상기 외부 열교환기의 열흡수량을 미리 설계된 외부 열교환기의 열흡수량으로 나눈 값이 1에 허용 열흡수량비를 더한 값보다 큰 경우,
상기 슬라이딩 게이트의 높이를 낮게 하여 상기 열교환 튜브와 접촉하는 층물질의 높이를 낮춰서 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 유동층 보일러.A combustion furnace for burning fuel;
A cyclone connected to the combustion furnace to collect the layer material;
An external heat exchanger connected to a lower portion of the cyclone to store the layer material and having a heat exchange tube for absorbing heat from the layer material;
A connection port formed on a side surface of the external heat exchanger and connected to the external heat exchanger and the furnace; And
And a sliding gate formed at a position where the external heat exchanger and the connection port are coupled to each other and controlling the height of the layer material stored in the external heat exchanger,
When the value obtained by dividing the amount of heat absorption of the external heat exchanger by the amount of heat absorption of the designed external heat exchanger is larger than the value obtained by adding the allowable heat absorption amount ratio to 1,
Wherein the height of the sliding gate is lowered to lower the height of the layer material contacting the heat exchange tube to reduce the heat absorption amount of the external heat exchanger.
상기 외부 열교환기의 열흡수량을 미리 설계된 외부 열교환기의 열흡수량으로 나눈 값이 1에서 허용 열흡수량비를 뺀 값보다 작은 경우,
상기 슬라이딩 게이트의 높이를 높게 하여 상기 열교환 튜브와 접촉하는 층물질의 높이를 높여서 상기 외부 열교환기의 열흡수량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 유동층 보일러.13. The method of claim 12,
When the value obtained by dividing the heat absorption amount of the external heat exchanger by the heat absorption amount of the designed external heat exchanger is smaller than the value obtained by subtracting the allowable heat absorption amount ratio from 1,
Wherein the height of the sliding gate is increased to increase the height of the layer material contacting the heat exchange tube to increase the heat absorption amount of the external heat exchanger.
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