KR101529165B1 - Multipurpose power generation plant for possible disposal of wasted tire and heat recovery steam generation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폐타이어 처리 및 배열회수가 가능한 복합 발전 플랜트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LNG의 냉열을 이용하여 폐타이어의 처리가 가능하고, 처리시 발생되는 열을 회수하여 발전에 이용하여 에너지 효율을 최대화시킬 수 있는 폐타이어 처리 및 배열회수가 가능한 복합 발전 플랜트에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a combined power generation plant capable of treating waste tires and recovering the waste tires. More particularly, the present invention relates to a combined power generation plant capable of treating waste tires using cold heat of LNG, The present invention relates to a combined power generation plant capable of treating waste tires and recovering the arrangement.
일반적으로 LNG(Liquified natural gas, 액화천연가스)는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이다. 상기 LNG를 수요처에서 사용하기 위해서는 상기 LNG를 해수 등과의 열교환을 통해 기화시킨다. 따라서, 상기 LNG를 열교환을 통해 기화시키기 위한 공장 등의 설비가 추가적으로 필요할 뿐만 아니라, 열교환시 상기 LNG의 냉열이 버려지는 단점이 있다.Generally, Liquefied natural gas (LNG) is obtained by refining natural gas collected from a gas field and cooling it to liquefy methane. In order to use the LNG in a customer, the LNG is vaporized through heat exchange with seawater or the like. Therefore, there is a disadvantage in that a facility such as a factory for vaporizing the LNG through heat exchange is additionally required, and also the cold heat of the LNG is discarded during heat exchange.
최근에는 상기 LNG의 냉열을 폐자원의 미분쇄 처리에 이용하는 데 관심이 증대되고 있다. In recent years, there has been an increasing interest in using the cold heat of the LNG for the pulverization treatment of waste resources.
본 발명의 목적은, 에너지 효율을 최대화시킬 수 있는 폐타이어 처리 및 배열회수가 가능한 복합 발전 플랜트를 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a combined power generation plant capable of treating waste tires and recovering a configuration capable of maximizing energy efficiency.
본 발명에 따른 폐타이어 처리 및 배열회수가 가능한 복합 발전 플랜트는, 폐자원으로부터 폐타이어를 선별하는 폐타이어 선별기와, 상기 폐타이어 선별기로부터 선별된 폐타이어를 LNG의 냉열을 이용해 동결 분쇄하는 폐타이어 분쇄기와, 상기 폐타이어 분쇄기에서 분쇄된 폐타이어 분말을 저장하는 폐분말 저장고와, 상기 폐타이어 선별기에서 선별된 재활용 타이어를 저장하는 재활용 저장고와, 상기 폐타이어 선별부에서 상기 폐타이어와 상기 재활용 타이어를 선별하고 남은 잔여물을 1차적으로 소각하는 1차 가열로와, 상기 1차 가열로에서 소각된 소각물을 2차적으로 소각하는 2차 가열로와, 상기 2차 가열로에서 소각된 소각물의 배열을 회수하는 배열 회수기를 포함하는 폐자원 처리부와; 상기 폐타이어 분쇄기에 LNG를 공급하는 LNG 공급유로와, 상기 폐타이어 분쇄기에서 나온 LNG를 기화시키는 기화기와, 상기 기화기에서 기화된 NG를 상기 1차 가열로와 상기 2차 가열로에 각각 공급하는 NG 공급유로를 포함하는 LNG 공급부와; 상기 NG공급유로로부터 공급되는 NG를 연료로 사용하여 발전하는 가스 터빈과, 상기 가스터빈에서 나온 고온의 연소가스의 배열을 회수하여 증기를 발생시키는 증기 발생기와, 상기 증기 발생기에서 나온 증기를 이용해 발전하는 증기 터빈과, 상기 증기터빈에서 나온 증기를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 나온 유체를 펌핑하는 펌프를 포함하는 복합 발전부와; 상기 2차 가열로의 흡입측 온도를 측정하는 제1온도센서와; 상기 2차 가열로의 흡입측 유량을 측정하는 유량센서와; 상기 배열 회수기의 흡입측 온도를 측정하는 제2온도센서와; 상기 증기 발생기의 흡입측 온도를 측정하는 제3온도센서와; 상기 펌프와 상기 증기 발생기를 연결하는 유로에서 상기 배열 회수기로 연결되어, 상기 제3온도센서에서 감지된 온도가 상기 제2온도센서에서 감지된 온도 이상이면, 상기 펌프에서 나온 유체가 상기 배열 회수기에서 배열을 흡수한 후 상기 증기 발생기로 유입되도록 안내하는 제1배열 회수유로와; 상기 증기 발생기와 상기 증기 터빈을 연결하는 유로에서 상기 배열 회수기로 연결되어, 상기 제3온도센서에서 감지된 온도가 상기 제2온도센서에서 감지된 온도 미만이면, 상기 증기 발생기에서 나온 증기가 상기 배열 회수기에서 배열을 흡수한 후 상기 증기 터빈으로 유입되도록 안내하는 제2배열 회수유로와; 상기 제1온도센서에서 감지된 온도가 미리 설정된 설정 온도 이상이면, 상기 증기 발생기에서 나온 증기 중 적어도 일부를 상기 2차 가열로로 안내하는 가열로 증기인젝션유로와; 상기 제3온도센서에서 감지된 온도가 미리 설정된 설정 온도 이상이면, 상기 증기 발생기에서 나온 증기 중 적어도 일부를 상기 가스 터빈으로 안내하는 가스터빈 증기인젝션유로를 포함한다.A combined power generation plant capable of treatment and disposal of waste tires according to the present invention includes a waste tire sorting unit for sorting waste tires from waste resources and a waste tire for freezing and pulverizing waste tires selected from the waste tire sorting unit by using cold heat of LNG A waste powder storage for storing the waste tire powder pulverized in the waste tire grinder; a recycle storage for storing the recycle tire selected in the waste tire sorting machine; and a recycling tank for storing the waste tire and the recycle tire, , A second heating furnace for secondarily incinerating the incineration products incinerated in the first heating furnace, and a second heating furnace for burning the incineration products incinerated in the second heating furnace A waste resource processor including an array scavenger for retrieving an array; An LNG supply passage for supplying LNG to the waste tire crusher, a vaporizer for vaporizing the LNG from the waste tire crusher, and an NG supply unit for supplying the NG vaporized in the vaporizer to the primary heating furnace and the secondary heating furnace, An LNG supply unit including a supply passage; A steam generator for generating steam by recovering the arrangement of the high-temperature combustion gas from the gas turbine, and a steam generator for generating steam by using the steam from the steam generator, A condenser for condensing the steam from the steam turbine, and a pump for pumping the fluid from the condenser; A first temperature sensor for measuring a temperature of a suction side of the secondary heating furnace; A flow sensor for measuring a flow rate on the suction side of the secondary heating furnace; A second temperature sensor for measuring a temperature of a suction side of the batch recovery device; A third temperature sensor for measuring a temperature of a suction side of the steam generator; And the fluid discharged from the pump is supplied to the accumulating and collecting device when the temperature detected by the third temperature sensor is equal to or higher than the temperature sensed by the second temperature sensor in the flow path connecting the pump and the steam generator, A first arrangement recovery flow path for guiding the steam into the steam generator after absorbing the arrangement; Wherein the steam generated by the steam generator is supplied to the steam generator through the steam generator, and the steam is supplied from the steam generator to the steam generator through the flow path connecting the steam generator and the steam turbine, A second arrangement recovery flow path for introducing the array into the steam turbine after absorbing the array; A heating furnace vapor injection channel for guiding at least a part of the steam from the steam generator to the secondary heating furnace when the temperature sensed by the first temperature sensor is higher than a predetermined set temperature; And a gas turbine steam injection path for guiding at least a portion of the steam from the steam generator to the gas turbine when the temperature sensed by the third temperature sensor is equal to or higher than a predetermined set temperature.
본 발명은, LNG의 냉열을 이용하여 폐타이어를 동결 분쇄함으로써, 폐타이어의 처리가 가능할 뿐만 아니라, 상기 폐타이어를 동결 분쇄하는데 사용하고 난 LNG를 기화시켜 잔여 폐기물을 소각하는 가열로의 연료와 가스터빈의 연료로 사용함으로써, 에너지 이용효율을 높은 이점이 있다. The present invention relates to a method for producing a liquefied petroleum gas by freezing and pulverizing a waste tire by using cold heat of LNG to treat waste tires and also to burn the remaining waste by burning the LNG used for freezing and crushing the waste tire, By using it as fuel for a gas turbine, there is an advantage of high energy utilization efficiency.
또한, 잔여 폐기물을 소각한 소각가스의 배열을 회수하는 배열 회수기를 포함하고, 배열 회수기를 복합 발전부의 예열기로 사용함으로써, 버려지는 열을 회수하여 재이용가능하기 때문에, 에너지 이용효율이 높은 이점이 있다. In addition, since the arrangement recovers recovers the arrangement of the incineration gases in which the residual waste is incinerated and uses the arrangement recovers as the preheater of the combined-cycle power generation unit, the waste heat can be recovered and reused, .
또한, 증기 터빈으로 유입되는 온도가 증가하게 되어, 증기 터빈의 발전량이 증대될 수 있다. In addition, the temperature at which the steam turbine flows into the steam turbine is increased, so that the power generation amount of the steam turbine can be increased.
또한, 증기 발생기에서 발생한 증기 중 일부를 잔여 폐기물을 소각하는 가열로로 인젝션함으로써, 연소가스의 온도를 낮추어 고온의 연소시 발생되는 NOx의 발생률을 저감시킬 수 있는 이점이 있다. In addition, a part of the steam generated in the steam generator is injected into the heating furnace for burning the residual waste, thereby lowering the temperature of the combustion gas and reducing the generation rate of NOx generated at the time of high temperature combustion.
또한, 증기 발생기에서 발생한 증기 중 일부를 가스 터빈으로 인젝션함으로써, 가스 터빈의 연소실 온도를 낮추어 고온의 연소시 발생되는 NOx의 발생률을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 가스 터빈으로 유입되는 유량 증가로 가스 터빈의 일이 증대될 수 있다. In addition, by injecting a part of the steam generated in the steam generator into the gas turbine, the combustion chamber temperature of the gas turbine can be lowered to reduce the rate of occurrence of NOx generated at the time of high temperature combustion, Can be increased.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복합 발전 플랜트의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 복합 발전 플랜트에서 증기 발생기에서 나온 증기가 배열 회수기로 인젝션되고, 펌프에서 나온 유체가 배열 회수기와 증발기를 차례로 통과한 후 증기 터빈으로 유입되는 상태가 도시된 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 복합 발전 플랜트에서 증기 발생기에서 나온 증기가 배열 회수기로 인젝션되고, 펌프에서 나온 유체가 증발기와 배열 회수기를 차례로 통과한 후 증기 터빈으로 유입되는 상태가 도시된 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 복합 발전 플랜트에서 증기 발생기에서 나온 증기가 가스 터빈으로 인젝션되고, 펌프에서 나온 유체가 배열 회수기와 증발기를 차례로 통과한 후 증기 터빈으로 유입되는 상태가 도시된 도면이다.1 is a configuration diagram of a combined-cycle power plant according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a state in which steam from a steam generator is injected into an arrangement recoverer in the combined-cycle power plant shown in FIG. 1, and the fluid from the pump passes through an arrangement recoverer and an evaporator in turn, and then flows into a steam turbine.
FIG. 3 is a view showing a state in which steam from a steam generator is injected into an array recovery unit in the combined-cycle power plant shown in FIG. 1, and the fluid from the pump sequentially flows through an evaporator and an array recovery unit and then flows into a steam turbine.
FIG. 4 is a view showing a state in which steam from a steam generator is injected into a gas turbine in the combined-cycle power plant shown in FIG. 1, the fluid from the pump sequentially passes through an array recoverer and an evaporator, and then flows into a steam turbine.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면, 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복합 발전 플랜트의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a combined-cycle power plant according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 복합 발전 플랜트는, 폐자원 처리부, LNG 공급부, 복합 발전부, 제1,2,3온도센서, 유량센서, 제1,2배열 회수유로, 가열로 증기인젝션유로 및 가스터빈 증기인젝션유로를 포함한다.1, a combined power generation plant according to an embodiment of the present invention includes a waste resource processing unit, an LNG supply unit, a combined power generation unit, first, second and third temperature sensors, a flow sensor, A steam injection line and a gas turbine steam injection line.
상기 폐자원 처리부는, 폐타이어 선별기(12), 폐타이어 분쇄기(15), 폐분말 저장고(16), 재활용 선별기(13), 재활용 저장고(17), 1차 가열로(21), 2차 가열로(22) 및 배열 회수기(30)를 포함한다.The waste resource processor includes a
상기 폐타이어 선별기(12)는, 폐자원으로부터 폐타이어를 선별한다. 폐자원은 상기 폐타이어 외에 재활용 타이어, 폐기물 등이 혼합되어 유입되는 바, 상기 폐타이어 선별기(12)에서는 LNG(Liquified natural gas)를 이용하여 동결 분쇄시킬 폐타이어를 분류한다. 도면 부호 14는 상기 폐타이어 선별기(12)와 상기 폐타이어 분쇄기(15)를 연결하여, 선별된 폐타이어를 이동시키는 이동로이다.The
상기 폐타이어 분쇄기(15)는, 상기 폐타이어 선별기(12)에서 선별된 폐타이어를 LNG의 냉열을 이용해 동결 분쇄한다. 상기 폐타이어 분쇄기(15)는 LNG의 냉열을 이용하여 상기 폐타이어를 냉각시킨 후, 냉각된 폐타이어를 롤러 등의 분쇄기를 이용하여 분쇄하여 폐타이어 분말을 생성한다. The
상기 폐분말 저장고(16)는, 상기 폐타이어 분쇄기(15)에서 분쇄된 폐타이어 분말을 저장하는 저장 창고이다. The waste
상기 재활용 선별기(13)는, 상기 폐타이어 선별기(12)에서 상기 폐타이어를 선별하고 남은 것들 중에서 재활용이 가능한 재활용 타이어를 선별하여 후술하는 재활용 저장고(17)로 보내고, 상기 재활용 타이어를 선별하고 남은 잔여 폐기물은 후수하는 1차 가열로(21)로 보낸다.The
상기 1차 가열로(21)는 후술하는 NG로부터 연료를 공급받아, 상기 잔여 폐기물을 소각하는 소각로이다.The
상기 2차 가열로(22)는, 상기 1차 가열로(21)에서 소각되어 나온 가스 등을 다시 가열하여 열분해하는 소각로이다. 상기 2차 가열로(22)는 후술하는 NG로부터 연료를 공급받는다.The
상기 LNG 공급부는, LNG 공급유로(41), 기화기(42), NG 공급유로(50)를 포함한다.The LNG supply section includes an
상기 LNG 공급유로(41)는 외부 LNG 공장 등으로부터 LNG를 공급받는 유로이다. 상기 LNG 공급유로(41)는 상기 폐타이어 분쇄기(15)에 연결된다.The
상기 기화기(42)는, 상기 폐타이어 분쇄기(15)를 통과한 LNG를 기화시켜 NG로 만든다. 상기 기화기(42)는, 해수와 LNG를 열교환시키는 열교환기이고, 열교환을 통해 LNG를 기화시켜 NG를 생성한다. 도면부호 43은 해수를 공급하는 해수 공급유로이다. The
상기 NG 공급유로(50)는, 상기 기화기(42)에서 생성된 NG를 상기 1차 가열로(21), 상기 2차 가열로(22) 및 가스 터빈(60)으로 공급하는 유로이다. 상기 NG 공급유로(50)는, 상기 NG 중 적어도 일부를 상기 1차 가열로(21)에 공급하는 제1NG공급유로(51), 상기 NG 중 다른 일부를 상기 2차 가열로(22)에 공급하는 제2NG공급유로(52) 및 상기 NG 중 나머지를 상기 가스 터빈(60)으로 공급하는 제3NG공급유로(53)로 분기된다. 상기 제1,2,3NG공급유로(51)(52)(53)가 분기되는 지점에는 상기 NG의 공급유량을 조절하기 위한 유량제어밸브가 설치되는 것도 물론 가능하다. 상기 폐타이어를 분쇄하는데 사용된 LNG를 기화시켜 NG로 만든 후, 상기 NG를 잔여 폐기물을 소각시키거나 상기 가스 터빈(60)을 구동하는 데 사용함으로써, 에너지의 낭비가 없고, 에너지 이용 효율이 향상된다. The NG
상기 복합 발전부는, 가스 터빈(Gas Turbine, GT)(60), 증기 발생기(72), 증기 터빈(Steam Turbine, ST)(73), 응축기(74) 및 펌프(71)를 포함한다.The combined power generation unit includes a gas turbine (GT) 60, a steam generator 72, a steam turbine (ST) 73, a
상기 가스 터빈(60)은, 상기 제3NG공급유로(53)로부터 공급되는 NG를 연료로 사용하여 발전한다. 상기 가스 터빈(60)에서 나온 연소가스는 가스터빈 토출유로(62)를 통해 증기 발생기(72)로 공급된다. 즉, 상기 가스 터빈(60)에서 나온 연소가스의 배열이 상기 증기 발생기(72)에 공급된다. 도면부호 61은 상기 가스 터빈(60)으로 외부 공기를 공급하는 유로이다. The
상기 증기 발생기(72)는, 상기 가스 터빈(60)에서 나온 고온의 연소가스의 배열을 회수하여 증기를 발생시킨다. 상기 증기 발생기(72)는 상기 펌프(71)에서 펌핑된 유체와 상기 가스 터빈(60)에서 나온 고온의 연소가스를 열교환시켜, 상기 펌프(71)에서 펌핑된 유체를 증발시키는 역할을 한다. 상기 증기 발생기(72)에 배열을 공급한 연소가스는 연소가스 배출유로(63)를 통해 외부로 방출된다. 상기 증기 발생기(72)는 증기발생기 토출유로(132)에 의해 상기 증기 터빈(73)에 연결된다.The steam generator 72 recovers the arrangement of the high-temperature combustion gas from the
상기 증기 터빈(73)은, 상기 증기 발생기(72)에서 생성된 증기를 이용해 발전한다. 상기 증기 터빈(73)은 증기터빈 토출유로(133)에 의해 상기 응축기(74)로 연결된다.The steam turbine (73) generates steam using the steam generated in the steam generator (72). The steam turbine (73) is connected to the condenser (74) by a steam turbine discharge flow path (133).
상기 응축기(74)는, 상기 증기 터빈(73)에서 나온 증기를 냉각수와의 열교환을 통해 응축시킨다. 도면부호 75는 냉각수가 통과하는 유로이다. 상기 응축기(74)는 응축기 토출유로(134)에 의해 상기 펌프(71)로 연결된다.The condenser (74) condenses the steam from the steam turbine (73) through heat exchange with cooling water.
상기 펌프(71)는, 상기 응축기(74)에서 응축된 유체를 펌핑한다. 상기 펌프(71)는 펌프 토출유로(131)에 의해 상기 증기 발생기(72)에 연결된다.The pump (71) pumps the condensed fluid in the condenser (74). The
상기 제1온도센서(121)는, 상기 1차 가열로(21)와 상기 2차 가열로(22)를 연결하는 유로상에 설치되어, 상기 2차 가열로(22)의 흡입측 온도를 측정한다. 즉, 상기 2차 가열로(22)로 유입되는 가스의 온도를 측정한다.The
상기 유량센서(124)는, 상기 1차 가열로(21)와 상기 2차 가열로(22)를 연결하는 유로상에 설치되어, 상기 2차 가열로(22)의 흡입측 유량을 측정한다. 즉, 상기 2차 가열로(22)로 유입되는 가스의 유량을 측정한다. The
상기 제2온도센서(122)는, 상기 배열 회수기(30)의 흡입측 온도를 측정한다. 상기 제2온도센서(122)는 상기 2차 가열로(22)와 상기 배열 회수기(30)를 연결하는 유로상에 설치된다. The
상기 제3온도센서(123)는, 상기 가스터빈(60)의 토출측 온도를 측정한다. 상기 제3온도센서(123)는 상기 가스터빈 토출유로(62)상에 설치된다.The
상기 제1배열 회수유로(90)는, 상기 펌프(71)와 상기 증기 발생기(72)를 연결하는 상기 펌프 토출유로(131)에서 상기 배열 회수기(30)로 연결된다. 상기 제1배열 회수유로(90)는, 후술하는 제3온도센서(123)에서 감지된 온도가 후술하는 제2온도센서(122)에서 감지된 온도 이상이면, 상기 펌프(71)에서 나온 유체가 상기 배열 회수기(30)에서 배열을 흡수한 후 상기 증기 발생기(72)로 유입되도록 안내한다. 상기 제1배열 회수유로(90)는 상기 펌프(71)에서 나온 유체를 상기 배열 회수기(30)로 안내하는 제1배열회수기 흡입유로(91)와, 상기 배열 회수기(30)에서 배열을 흡수한 유체를 상기 증기 발생기(72)로 안내하는 제1배열회수기 토출유로(92)로 이루어진다. The first arranged
상기 펌프 토출유로(131)에서 상기 제1배열회수기 흡입유로(91)의 일단이 연결된 지점에는 제1삼방밸브(111)가 설치된다. 상기 펌프 토출유로(131)에서 상기 제1배열회수기 토출유로(92)가 연결된 지점에는 제2삼방밸브(112)가 설치된다.A first three-way valve (111) is installed at a point where one end of the suction pump (91) is connected to the pump discharge passage (131). A second three-
상기 제2배열 회수유로(100)는, 상기 증기 발생기(72)와 상기 증기 터빈(73)을 연결하는 상기 증기발생기 토출유로(132)상에 연결된다. 상기 제2배열 회수유로(100)는, 후술하는 제3온도센서(123)에서 감지된 온도가 후술하는 제2온도센서(122)에서 감지된 온도 미만이면, 상기 증기 발생기(72)에서 나온 증기 중 일부가 상기 배열 회수기(30)로 바이패스되어 상기 배열 회수기(30)에서 배열을 흡수한 후 상기 증기 터빈(73)으로 유입되도록 안내한다. 상기 제2배열 회수유로(100)는, 상기 증기발생기 토출유로(132)에서 상기 제1배열회수기 흡입유로(91)로 연결되는 제2배열회수기 흡입유로(101)와, 상기 증기발생기 토출유로(132)에서 상기 제1배열회수기 토출유로(92)로 연결되는 제2배열회수기 토출유로(102)로 이루어진다. The second arranged
상기 증기발생기 토출유로(132)에서 상기 제2배열회수기 흡입유로(101)가 연결된 지점에는 제3삼방밸브(113)가 설치된다. 상기 증기발생기 토출유로(132)에서 상기 제2배열회수기 토출유로(102)가 연결된 지점에는 제4삼방밸브(114)가 설치된다. A third three-way valve (113) is installed at a point where the suction passage (101) of the second arrayed recovery vessel is connected to the steam generator discharge passage (132). A fourth three-way valve (114) is installed at a point where the second arranging and collecting device discharge flow path (102) is connected in the steam generator discharge path (132).
상기 제2배열회수기 흡입유로(101)와 상기 제1배열회수기 흡입유로(91)가 연결된 지점에는 제5삼방밸브(115)가 설치된다. 상기 제2배열회수기 토출유로(102)와 상기 제1배열회수기 토출유로(92)가 연결된 지점에는 제6삼방밸브(116)가 설치된다.And a fifth three-
상기 증기발생기 토출유로(132)에는 상기 증기 발생기(72)에서 나온 증기 중 적어도 일부를 상기 2차 가열로(22)와 상기 가스 터빈(60) 중 적어도 하나로 인젝션하기 위한 인젝션 유로(80)가 연결된다.An
상기 인젝션 유로(80)는, 상기 증기발생기 토출유로(132)에 연결된 제1인젝션 유로(81)와, 상기 제1인젝션 유로(81)에서 분기되어 상기 증기 발생기(72)에서 나온 증기 중 적어도 일부를 상기 2차 가열로(22)로 안내하는 가열로 증기인젝션유로(83)와, 상기 제1인젝션 유로(81)에서 분기되어 상기 증기 발생기(72)에서 나온 증기 중 적어도 일부를 상기 가스 터빈(60)으로 안내하는 가스터빈 증기인젝션유로(82)로 이루어진다. 본 실시예에서는, 상기 가열로 증기인젝션유로(83)와 상기 가스터빈 증기인젝션유로(82)가 상기 제1인젝션 유로(81)에서 분기되는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고, 상기 증기발생기 토출유로(132)에 각각 별도로 연결되는 것도 물론 가능하다. 상기 증기발생기 토출유로(132)와 상기 제1인젝션유로(81)가 연결된 지점에는 인젝션밸브(84)가 설치된다. 상기 인젝션 밸브(84)는 유량제어가 가능한 밸브가 사용되어, 상기 제1인젝션 유로(81)로 인젝션되는 유량을 조절가능하다.The
상기 가열로 증기인젝션유로(83)에는 상기 제1온도센서(111)에서 감지된 온도가 미리 설정된 설정온도 이상이면, 상기 유량센서(124)에서 감지된 유량에 따라 상기 2차 가열로(22)로 인젝션되는 증기 유량을 조절하는 가열로 유량제어밸브(85)가 설치된다.When the temperature sensed by the
상기 가스터빈 증기인젝션유로(82)에는 상기 제3온도센서(113)에서 감지된 온도가 미리 설정된 설정온도 이상이면, 상기 가스 터빈(60)으로 인젝션되는 증기 유량을 조절하는 가스터빈 유량제어밸브(86)가 설치된다.
A gas turbine
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 복합 발전 플랜트의 작동을 설명하면, 다음과 같다.The operation of the hybrid power plant according to the embodiment of the present invention will now be described.
도 1을 참조하면, 먼저, 외부에서 유입되는 폐자원 중에서 폐타이어는 상기 폐타이어 선별기(12)에서 선별되고, 상기 폐타이어를 선별하고 남은 잔여물 중에서 재활용이 가능한 재활용 타이어는 상기 재활용 선별기(13)에서 선별된다. 상기 폐자원 중에서 상기 폐타이어와 상기 재활용 타이어를 선별하고 남은 잔여 폐기물은 상기 1차 가열로(21)로 유입된다. Referring to FIG. 1, waste tires received from the outside are selected in the waste
상기 폐타이어 선별기(12)에서 선별된 폐타이어는 상기 폐타이어 분쇄기(15)에서 상기 LNG의 냉열에 의해 동결된 후 분쇄된다. 분쇄된 폐타이어 분말은 상기 폐분말 저장고(16)에 저장된다. The waste tires sorted by the waste
상기 폐타이어 분쇄기(15)를 통과한 상기 LNG는 상기 기화기(42)에서 기화되어 NG로 전환된다.The LNG that has passed through the
상기 NG는 상기 1차 가열로(21), 상기 2차 가열로(22) 및 상기 가스 터빈(GT)의 연료로서 공급된다.The NG is supplied as fuel for the
상기 1차 가열로(21)에서는 상기 NG를 연료로 사용하여 상기 잔여 폐기물을 소각한다. 상기 1차 가열로(21)에서 나온 소각 가스는 상기 2차 가열로(22)로 유입되어 열분해된다. In the
상기 2차 가열로(22)에서도 상기 NG를 연료로 사용한다. 상기 2차 가열로(22)로 유입된 소각 가스는 상기 2차 가열로(22)에서 열분해된다. 상기 2차 가열로(22)에서 소각시 NOx, 다이옥신 등의 대기오염물질을 포함하는 오염 가스가 발생한다. 상기 NOx는 연소과정에서 공기중의 질소가 고온에서 산화되면서 발생하는 것으로서, 상기 2차 가열로(22)의 온도가 높을수록 상기 오염 물질의 발생률이 높다.The
따라서, 상기 2차 가열로(22)로 유입되는 가스의 온도에 따라 상기 증기 발생기(72)에서 발생된 증기를 상기 2차 가열로(22)로 인젝션하여, 상기 2차 가열로(22)의 온도를 낮출 수 있다.The steam generated in the steam generator 72 is injected into the
도 2를 참조하면, 상기 제1온도센서(121)에서 감지된 온도에 따라 상기 인젝션 밸브(84)와 상기 가열로 유량제어밸브(85)의 개방을 제어하여, 상기 가열로 증기인젝션유로(83)를 개방한다. 즉, 상기 제1온도센서(121)에서 감지된 온도(T1)가 미리 설정된 설정온도(Ts)이상이면, 상기 인젝션 밸브(84)와 상기 가열로 유량제어밸브(85)를 개방하여, 상기 증기 발생기(72)에서 나온 증기 중 적어도 일부가 상기 2차 가열로(22)로 유입되도록 안내한다. 이 때, 상기 유량센서(124)에서 감지된 연소가스의 유량에 따라 상기 2차 가열로(22)로 인젝션되는 증기의 유량을 제어한다. 상기 인젝션되는 증기의 유량은 상기 연소가스의 유량에 비례하도록 제어된다. 2, the opening of the
상기 증기 발생기(72)에서 나온 증기 중 일부가 상기 가열로 증기인젝션유로(83)를 통해 상기 2차 가열로(22)로 유입되면, 상기 2차 가열로(22)에서의 열분해 온도가 낮추어지게 되어, NOx나 다이옥신 등의 오염물질 생성률이 낮아지게 된다. 또한, 인젝션되는 증기는 상기 2차 가열로(22)에서 산화제의 역할을 하게 된다. When a part of the steam from the steam generator 72 flows into the
상기 2차 가열로(22)에서 나온 가스는 상기 배열 회수기(30)를 통과하면서 배열이 회수된 후, 대기 중으로 방출된다. 상기 2차 가열로(22)에서 나온 고온의 가스가 상기 배열 회수기(30)를 통과하면서 배열이 회수되기 때문에, 배열 회수로 인한 에너지 이용효율이 높아질 뿐만 아니라, 대기중으로 방출되는 가스의 온도가 낮아지는 이점이 있다. The gas discharged from the
한편, 상기 가스 터빈(60)은 상기 NG를 연료로서 공급받아 발전한다. 이 때, 상기 가스 터빈(60)에서도 공기와 상기 NG의 연소에 의해 NOx나 다이옥신 등의 오염물질을 포함하는 연소가스가 발생된다. 상기 가스 터빈(60)의 온도가 높을수록 상기 오염물질의 발생률이 높아진다. 따라서, 상기 가스 터빈(60)의 온도에 따라 상기 증기 발생기(72)에서 발생된 증기를 상기 가스 터빈(60)으로 인젝션할지 여부를 결정한다. 즉, 상기 제3온도센서(123)에서 감지된 온도에 따라 상기 인젝션 밸브(84)와 상기 가스터빈 유량제어밸브(86)의 개폐를 제어한다. On the other hand, the
도 2를 참조하면, 상기 제3온도센서(123)에서 감지된 온도(T3)가 미리 설정된 설정온도(Ts)미만이면, 상기 가스터빈 유량제어밸브(86)를 차폐하여, 상기 증기 발생기(72)에서 나온 증기를 상기 가스 터빈(60)로 유입하지 않는다. 상기 증기 발생기(72)에서 나온 증기를 상기 가스 터빈(60)으로 유입하는 경우는 도 4를 참조하여 후술한다.2, when the temperature T3 sensed by the
또한, 상기 제3온도센서(123)에서 감지된 온도(T3)에 따라 상기 펌프(71)에서 나온 유체의 유동 경로를 조절할 수 있다. In addition, the flow path of the fluid from the
상기 제3온도센서(123)에서 감지된 온도(T3)가 상기 제2온도센서(122)에서 감지된 온도(T2) 이상이면, 상기 펌프(71)에서 나온 유체가 상기 배열 회수기(30)를 거친 후 상기 증기 발생기(72)로 유입되도록 안내한다. 즉, 상기 배열 회수기(30)가 예열기로 사용될 수 있다. 이 때, 상기 제1삼방밸브(111)가 상기 제1배열회수기 흡입유로(91)를 개방하도록 제어하고, 상기 제2삼방밸브(112)가 상기 제1배열회수기 토출유로(92)를 개방하도록 제어한다. When the temperature T3 sensed by the
따라서, 상기 펌프(71)에서 나온 유체는 상기 제1배열회수기 흡입유로(91), 상기 배열 회수기(30), 상기 제1배열회수기 토출유로(92)를 차례로 통과한 후, 상기 증기 발생기(72)로 유입된다. 상기 펌프(71)에서 나온 유체가 상기 배열 회수기(30)를 통과하면서 배열을 1차로 흡수한 후, 상기 증기 발생기(72)에서 2차로 열을 흡수하기 때문에, 상기 증기 터빈(73)으로 유입되는 증기의 온도가 높아지게 된다. 상기 증기 터빈(73)으로 유입되는 증기의 온도가 높아지게 되면, 상기 증기 터빈(73)의 발전량이 증대될 수 있다.Therefore, the fluid from the
한편, 도 3을 참조하면, 상기 제3온도센서(123)에서 감지된 온도(T3)가 상기 제2온도센서(122)에서 감지된 온도(T2) 미만이면, 상기 펌프(71)에서 나온 유체가 상기 증기 발생기(72)를 거친 후 상기 배열 회수기(30)로 유입되도록 안내한다. 즉, 상기 증기 발생기(72)로 유입되는 가스의 온도가 상기 배열 회수기(30)로 유입되는 연소가스의 온도보다 낮기 때문에, 상기 펌프(71)에서 나온 유체가 상기 증기 발새기(72)에서 열을 먼저 흡수한 후 상기 배열 회수기(30)를 거치도록 제어한다. 이 때, 상기 제1삼방밸브(111)가 상기 제1배열회수기 흡입유로(91)를 차폐하도록 제어하고, 상기 제2삼방밸브(112)가 상기 제1배열회수기 토출유로(92)를 차폐하도록 제어한다. 상기 제3삼방밸브(113)는 상기 제2배열회수기 흡입유로(101)를 개방하도록 제어하고, 상기 제4삼방밸브(114)는 상기 제2배열회수기 토출유로(102)를 개방하도록 제어한다. 또한, 상기 제5삼방밸브(115)는 상기 제2배열회수기 흡입유로(101)를 통해 유입된 유체가 상기 배열 회수기(30)로 유입되도록 유로를 개방하고, 상기 제6삼방밸브(116)는 상기 배열 회수기(30)를 통과한 유체가 상기 제2배열회수기 토출유로(102)로 유입되도록 유로를 개방한다.3, if the temperature T3 sensed by the
따라서, 상기 제3온도센서(123)에서 감지된 온도(T3)가 상기 제2온도센서(122)에서 감지된 온도(T2) 미만이면, 상기 펌프(71)에서 나온 유체가 상기 증기 발생기(72)를 거친 후 상기 배열 회수기(30)를 통과하면서 열을 차례로 흡수한다. 상기 펌프(71)에서 나온 유체가 상기 증기 발생기(72)를 통과하면서 1차로 열을 흡수한 후, 상기 배열 회수기(30)에서 2차로 열을 흡수하기 때문에, 상기 증기 터빈(73)으로 유입되는 증기의 온도가 높아지게 된다. 상기 증기 터빈(73)으로 유입되는 증기의 온도가 높아지게 되면, 상기 증기 터빈(73)의 발전량이 증대될 수 있다. Therefore, when the temperature T3 sensed by the
한편, 도 4를 참조하면, 상기 가스 터빈(60)의 온도에 따라 상기 증기 발생기(72)에서 발생된 증기를 상기 가스 터빈(60)으로 인젝션하여, 상기 가스 터빈(60)의 온도를 낮출 수 있다. 4, the steam generated in the steam generator 72 may be injected into the
상기 가스 터빈(60)은 상기 NG를 연료로서 공급받아 발전한다. 이 때, 상기 가스 터빈(60)에서도 공기와 상기 NG의 연소에 의해 NOx나 다이옥신 등의 오염물질을 포함하는 연소가스가 발생된다. 상기 가스 터빈(60)의 온도가 높을수록 상기 오염물질의 발생률이 높아진다. 따라서, 상기 가스 터빈(60)의 온도에 따라 상기 증기 발생기(72)에서 발생된 증기를 상기 가스 터빈(60)으로 인젝션하여, 상기 가스 터빈(60)의 온도를 낮출 수 있다. The
상기 제3온도센서(123)에서 감지된 온도에 따라 상기 인젝션 밸브(84)와 상기 가스터빈 유량제어밸브(86)의 개방을 제어하여, 상기 제1인젝션 유로(81)와 상기 가스터빈 증기인젝션유로(82)를 개방한다. 즉, 상기 제3온도센서(123)에서 감지된 온도(T3)가 미리 설정된 설정온도(Ts)이상이면, 상기 인젝션 밸브(84)와 상기 가스터빈 유량제어밸브(86)를 개방하여, 상기 증기 발생기(72)에서 나온 증기 중 적어도 일부가 상기 가스 터빈(60)으로 유입되도록 안내한다. And controls the opening of the
상기 증기 발생기(72)에서 나온 증기 중 일부가 상기 가스터빈 증기인젝션유로(82)를 통해 상기 가스 터빈(60)으로 유입되면, 상기 가스 터빈(60)에서의 연소실 온도가 낮추어지게 되어, NOx나 다이옥신 등의 오염물질 생성률이 낮아지게 된다. 또한, 상기 가스 터빈(60)으로 인젝션되는 증기는 상기 가스 터빈(60)에서 산화제의 역할을 할 뿐만 아니라, 인젝션되는 증기 유량에 의해 상기 가스 터빈(60)의 일도 증가하게 되어 발전량이 증가할 수 있다. When a part of the steam from the steam generator 72 flows into the
이 때, 제1온도센서(121)에서 감지된 온도(T1)가 미리 설정된 설정온도(Ts)미만이면, 상기 가열로 유량제어밸브(85)를 차폐하여 상기 가열로 증기인젝션유로(83)는 차폐하는 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 가스터빈 증기인젝션유로(82)와 상기 가열로 증기인젝션유로(83)가 모두 개방되는 것도 물론 가능하다.
At this time, if the temperature T1 detected by the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
12: 폐타이어 선별기 15: 폐타이어 분쇄기
21: 1차 가열로 22: 2차 가열로
30: 배열 회수기 41: LNG 공급유로
42: 기화기 50: NG 공급유로
60: 가스 터빈 71: 펌프
72: 증기 발생기 73: 증기 터빈
74: 응축기 80: 인젝션 유로
81: 제1인젝션 유로 82: 가스터빈 증기인젝션유로
83: 가열로 증기인젝션유로 90: 제1배열회수유로
100: 제2배열회수유로12: waste tire sorting machine 15: waste tire shredder
21: primary heating furnace 22: secondary heating furnace
30: an array recovery device 41: an LNG supply channel
42: vaporizer 50: NG supply channel
60: Gas turbine 71: Pump
72: Steam generator 73: Steam turbine
74: condenser 80: injection valve
81: first injection channel 82: gas turbine steam injection channel
83: Heating furnace steam injection flow path 90: First arrangement recovery flow path
100: Second arrangement number of flow channels
Claims (3)
상기 폐타이어 분쇄기에 LNG를 공급하는 LNG 공급유로와, 상기 폐타이어 분쇄기에서 나온 LNG를 기화시키는 기화기와, 상기 기화기에서 기화된 NG를 상기 1차 가열로와 상기 2차 가열로에 각각 공급하는 NG 공급유로를 포함하는 LNG 공급부와;
상기 NG공급유로로부터 공급되는 NG를 연료로 사용하여 발전하는 가스 터빈과, 상기 가스터빈에서 나온 고온의 연소가스의 배열을 회수하여 증기를 발생시키는 증기 발생기와, 상기 증기 발생기에서 나온 증기를 이용해 발전하는 증기 터빈과, 상기 증기터빈에서 나온 증기를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 나온 유체를 펌핑하는 펌프를 포함하는 복합 발전부와;
상기 2차 가열로의 흡입측 온도를 측정하는 제1온도센서와;
상기 2차 가열로의 흡입측 유량을 측정하는 유량센서와;
상기 배열 회수기의 흡입측 온도를 측정하는 제2온도센서와;
상기 가스터빈의 토출측 온도를 측정하는 제3온도센서와;
상기 펌프와 상기 증기 발생기를 연결하는 유로에서 상기 배열 회수기로 연결되어, 상기 제3온도센서에서 감지된 온도가 상기 제2온도센서에서 감지된 온도 이상이면, 상기 펌프에서 나온 유체가 상기 배열 회수기에서 배열을 흡수한 후 상기 증기 발생기로 유입되도록 안내하는 제1배열 회수유로와;
상기 증기 발생기와 상기 증기 터빈을 연결하는 유로에서 상기 배열 회수기로 연결되어, 상기 제3온도센서에서 감지된 온도가 상기 제2온도센서에서 감지된 온도 미만이면, 상기 증기 발생기에서 나온 증기가 상기 배열 회수기에서 배열을 흡수한 후 상기 증기 터빈으로 유입되도록 안내하는 제2배열 회수유로와;
상기 제1온도센서에서 감지된 온도가 미리 설정된 설정 온도 이상이면, 상기 증기 발생기에서 나온 증기 중 적어도 일부를 상기 2차 가열로로 안내하는 가열로 증기인젝션유로와;
상기 제3온도센서에서 감지된 온도가 미리 설정된 설정 온도 이상이면, 상기 증기 발생기에서 나온 증기 중 적어도 일부를 상기 가스 터빈으로 안내하는 가스터빈 증기인젝션유로를 포함하는 폐타이어 처리 및 배열회수가 가능한 복합 발전 플랜트.A waste tire sorting device for sorting waste tires from waste resources; a waste tire crusher for freezing and pulverizing the waste tires selected from the waste tire sorting device by using the cold heat of LNG; a waste tire crusher A primary storage tank for storing the recycled tires selected by the waste tire sorting machine, a primary heating furnace for selecting the waste tires and the recycled tires from the waste tire sorting unit, A waste heat treatment unit including a secondary heating furnace for secondarily incinerating the incineration products incinerated in the primary heating furnace and an arrangement recovering device for recovering the incineration products incinerated in the secondary heating furnace;
An LNG supply passage for supplying LNG to the waste tire crusher, a vaporizer for vaporizing the LNG from the waste tire crusher, and an NG supply unit for supplying the NG vaporized in the vaporizer to the primary heating furnace and the secondary heating furnace, An LNG supply unit including a supply passage;
A steam generator for generating steam by recovering the arrangement of the high-temperature combustion gas from the gas turbine, and a steam generator for generating steam by using the steam from the steam generator, A condenser for condensing the steam from the steam turbine, and a pump for pumping the fluid from the condenser;
A first temperature sensor for measuring a temperature of a suction side of the secondary heating furnace;
A flow sensor for measuring a flow rate on the suction side of the secondary heating furnace;
A second temperature sensor for measuring a temperature of a suction side of the batch recovery device;
A third temperature sensor for measuring a discharge side temperature of the gas turbine;
And the fluid discharged from the pump is supplied to the accumulating and collecting device when the temperature detected by the third temperature sensor is equal to or higher than the temperature sensed by the second temperature sensor in the flow path connecting the pump and the steam generator, A first arrangement recovery flow path for guiding the steam into the steam generator after absorbing the arrangement;
Wherein the steam generated by the steam generator is supplied to the steam generator through the steam generator, and the steam is supplied from the steam generator to the steam generator through the flow path connecting the steam generator and the steam turbine, A second arrangement recovery flow path for introducing the array into the steam turbine after absorbing the array;
A heating furnace vapor injection channel for guiding at least a part of the steam from the steam generator to the secondary heating furnace when the temperature sensed by the first temperature sensor is higher than a predetermined set temperature;
And a gas turbine steam injection path for guiding at least a part of the steam from the steam generator to the gas turbine when the temperature sensed by the third temperature sensor is equal to or higher than a predetermined set temperature, Power plant.
상기 가열로 증기인젝션유로상에 설치되어, 상기 제1온도센서에서 감지된 온도가 미리 설정된 설정 온도 이상이면, 상기 유량센서에서 감지된 유량에 따라 상기 2차 가열로로 인젝션되는 증기 유량을 조절하는 가열로 유량제어밸브와;
상기 가스터빈 증기인젝션유로상에 설치되어, 상기 제3온도센서에서 감지된 온도가 미리 설정된 온도 이상이면, 상기 가스 터빈으로 인젝션되는 증기 유량을 조절하는 가스터빈 유량제어밸브를 더 포함하는 폐타이어 처리 및 배열회수가 가능한 복합 발전 플랜트.The method according to claim 1,
The steam flow rate injected into the secondary heating furnace is adjusted according to the flow rate sensed by the flow rate sensor when the temperature sensed by the first temperature sensor is higher than a predetermined set temperature, A heating furnace flow control valve;
Further comprising a gas turbine flow rate control valve provided on the gas turbine steam injection flow path to regulate the amount of steam injected into the gas turbine when the temperature sensed by the third temperature sensor is equal to or higher than a predetermined temperature, And a hybrid power plant capable of batch recovery.
상기 펌프와 상기 증기 발생기를 연결하는 유로에서 상기 제1배열회수유로가 연결된 각 지점에는 제1,2삼방밸브가 설치되고,
상기 증기 발생기와 상기 증기 터빈을 연결하는 유로에서 상기 제2배열회수유로가 연결된 각 지점에는 제3,4삼방밸브가 설치되고,
상기 제2배열회수유로는 상기 제1배열 회수유로에 연결되고, 상기 제2배열회수유로와 상기 제1배열 회수유로가 연결된 지점에는 제5,6삼방밸브가 설치된 폐타이어 처리 및 배열회수가 가능한 복합 발전 플랜트.The method of claim 2,
Wherein the first and second three-way valves are installed at respective points where the first arrangement recovery flow path is connected in the flow path connecting the pump and the steam generator,
Third and fourth three-way valves are installed at respective points of the flow passage connecting the steam generator and the steam turbine,
The second arranged recovery flow path is connected to the first arranged recovery flow path, and a waste tire treatment and arrangement collection in which fifth and sixth three-way valves are provided are provided at a point where the second arranged recovery flow path is connected to the first arranged recovery flow path. Combined power plant.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140061063A KR101529165B1 (en) | 2014-05-21 | 2014-05-21 | Multipurpose power generation plant for possible disposal of wasted tire and heat recovery steam generation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020140061063A KR101529165B1 (en) | 2014-05-21 | 2014-05-21 | Multipurpose power generation plant for possible disposal of wasted tire and heat recovery steam generation |
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Cited By (1)
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CN106122760A (en) * | 2016-06-22 | 2016-11-16 | 中国天辰工程有限公司 | The control system of a kind of LNG gasification process cold energy use and control method thereof |
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2014
- 2014-05-21 KR KR1020140061063A patent/KR101529165B1/en active IP Right Grant
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