KR101539936B1 - Exhaust heat recovery steam boiler using the two boilers - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 2개의 보일러를 이용한 폐열회수식 증기 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제과 제조시 제품을 가열하거나 살균하는 데에 사용되는 증기를 만들어 공급하는 데에 사용되는 2개의 보일러를 이용한 폐열회수식 증기 보일러에 관한 것이다.
The present invention relates to a waste heat recovery steam boiler using two boilers, and more particularly, to a waste heat recovery steam boiler using two boilers, which is used to make and supply steam used to heat or sterilize a product during the manufacture of confectionery Steam steam boiler.
일반적으로, 폐기물고형화연료(RDF), 폐플라스틱연료 (RPF), 화석연료, 바이오매스(이하 '연료'로 통칭한다.) 등을 사용하여 연소시켜 물을 가열함으로써 증기를 만들어 유로 내부로 공급하는 보일러 시스템에 있어서, 연료의 사용량을 절약하기 위해 연료가 연소될 때 발생하는 고온 연소가스 및 소각 여열과 연소 폐열을 회수하기 위한 다양한 형상의 폐열 회수장치가 설치되어 사용되고 있다.Generally, steam is produced by burning by using waste solidification fuel (RDF), waste plastic fuel (RPF), fossil fuel, biomass (hereinafter referred to as "fuel"), BACKGROUND ART In a boiler system, a waste heat recovery device of various shapes for recovering hot combustion gas, incineration heat and combustion waste heat generated when a fuel is burned to save fuel consumption is installed and used.
이러한 폐열 회수장치는 설치된 보일러는 운영적/부지여건 등에 따라 대규모의 폐열 회수장치를 용량을 달리하여 설치되는데, 이를 위해 나선형상 또는 지그재그 형상의 유로를 더 길게 형성함으로써 고온 연소가스 및 소각 여열과 연소 폐열과 열교환되는 시간을 늘리고, 이에 의해 보다 많은 폐열을 회수하고자 노력하고 있다.In this waste heat recovery apparatus, installed boilers are installed with different capacity of waste heat recovery apparatuses in large scale depending on the operating / site conditions. For this purpose, a spiral or zigzag shaped flow path is formed longer so that hot combustion gas, The time for heat exchange with the waste heat is increased, and thereby efforts are made to recover more waste heat.
그러나 종래의 폐열 회수장치는 비효율적인 측면이 적지 않음이 사실인 것으로서, 그 이유는 고온영역에서의 폐열회수는 작은 전열면적에 의해 회수가 되지만, 저온영역에서는 기존의 폐열 회수보일러 1대로는 한정된 전열면적에서 소각 및 연소시설에서 발생되는 연소가스의 열을 충분하게 이용하는 데 한계가 있다.However, it is a fact that the conventional waste heat recovery apparatus has a few inefficiency. The reason is that the waste heat recovery in the high temperature region is recovered by the small heat transfer area, but in the low temperature region, There is a limitation in sufficiently utilizing the heat of the combustion gas generated in the incineration and combustion facilities in the area.
이러한 문제를 해소하기 위해 다양한 형상의 폐열 회수 유로를 가지는 폐열 회수보일러가 제안되고, 이를 통해 고온영역의 여열과 저온영역의 여열을 최대한 흡수하려고 노력하고 있지만 단순히 나선형 또는 지그재그 형상의 유로를 어떻게 설치하느냐에 제한되어 있고, 따라서 열매체가 간접적으로 열교환을 이루는 종래의 구조상 문제로 인하여 폐열 회수 효율이 낮아 폐열 회수장치의 사용 효과도 높지 않다는 문제가 있다.
To solve this problem, a waste heat recovery boiler having various shapes of waste heat recovery channels has been proposed, and through this, it has been tried to absorb the remaining heat in the high temperature region and the remaining heat in the low temperature region. However, merely how to install the spiral or zigzag There is a problem in that the efficiency of recovering the waste heat is low due to the conventional structural problem that the heat medium indirectly performs heat exchange and the effect of using the waste heat recovery apparatus is not high.
따라서 보일러의 가동률이 높은 산업용 보일러, 예를 들면 제과를 제조함에 있어서 가열용 또는 살균의 용도로 증기를 생산하는 산업용 보일러의 경우, 지속적으로 증기를 생산하기 위해 많은 양의 연료가 연소되고, 그 결과 연소가스 등으로 많은 양의 열에너지가 방출되게 되며, 이러한 폐열을 효과적으로 회수할 수 있는 폐열 회수장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
Thus, industrial boilers with high boiler operating rates, such as industrial boilers that produce steam for heating or sterilization purposes in the manufacture of confectionery, burn large quantities of fuel to produce steam continuously A large amount of heat energy is emitted by combustion gas and the like, and development of a waste heat recovery device capable of effectively recovering such waste heat is required.
따라서 본 발명은 상기와 같이 종래의 폐열회수식 보일러가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 보일러를 이용하여 증기를 가열하는 데에 소모되는 열량을 줄여 보일러를 가동하여 증기를 생산하는 데에 소요되는 에너지와 비용을 절약할 수 있는 2개의 보일러를 이용한 폐열회수식 증기 보일러를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the conventional waste heat recovery type boiler as described above, and it is an object of the present invention to reduce the amount of heat consumed to heat a steam using a boiler, And to provide a waste heat recovery steam boiler using two boilers which can save energy and cost required for the heat recovery.
본 발명의 목적은 증기 보일러를, 물이 저장되는 물저장탱크와; 상기 물저장탱크에 저장된 물이 공급되는 제1,2물공급관과, 내부의 연소가스가 외부로 배출되도록 연통되는 제1,2배기관과, 내부의 증기가 유로 내부로 공급되도록 연통되는 제1,2증기공급라인이 각각 설치된 제1,2보일러와; 상기 제1,2배기관 각각의 외주면에 일정 간격 이격하여 감싸도록 설치되는 제1,2폐열회수유닛과; 상기 제1폐열회수유닛의 내부로 유로 외부의 물을 공급하는 원수라인과; 상기 물저장탱크에 저장된 물을 상기 제2폐열회수유닛의 내부로 공급하는 순환라인과; 상기 제2폐열회수유닛에서 열교환된 물이 상기 물저장탱크로 회수되는 회수라인과; 상기 순환라인에 구비되어 상기 물저장탱크의 물을 상기 제2폐열회수유닛으로 선택적으로 공급하는 순환펌프 및; 상기 제1,2증기공급라인에서 공급된 증기가 사용되고 남은 증기 또는 물이 상기 물저장탱크에 저장되는 리턴라인으로 구성하는 것에 의해 달성된다.An object of the present invention is to provide a steam boiler comprising: a water storage tank in which water is stored; A first and a second water supply pipes to which water stored in the water storage tank is supplied, first and second exhaust pipes communicating with each other to discharge combustion gas therein, and first and second exhaust pipes communicating with each other to supply steam therein, 2 steam supply lines, respectively; A first and a second waste heat recovery unit installed to surround the first and second exhaust pipes at predetermined intervals; A raw water line for supplying water outside the flow path to the inside of the first waste heat recovering unit; A circulation line for supplying water stored in the water storage tank to the inside of the second waste heat recovery unit; A recovery line in which the heat-exchanged water in the second waste heat recovery unit is recovered to the water storage tank; A circulation pump provided in the circulation line for selectively supplying water in the water storage tank to the second waste heat recovery unit; And a return line in which the steam supplied from the first and second steam supply lines is used and the remaining steam or water is stored in the water storage tank.
이때 상기 제1,2보일러에는, 내부 압력을 감지하는 압력감지센서가 각각 설치되어 상기 제1,2보일러의 내부에서 생성되는 증기 압력에 따라 공급 유량을 조절하는 것으로 실시될 수 있다.In this case, the first and second boilers may be provided with pressure sensors for sensing the internal pressure, respectively, and the supply flow rate may be adjusted according to the steam pressure generated in the first and second boilers.
그리고 상기 제1,2폐열회수유닛은, 원통 형상으로 형성되어 내부에 수용공간이 형성되는 본체와; 상기 본체의 외주면을 감싸도록 설치되는 단열부재로 구성되고, 상기 제1,2배기관은 상기 본체를 관통하여 설치되어 상기 수용공간으로 공급된 물이 상기 제1,2배기관의 외주면에 직접 닿으면서 흘러 열교환이 되는 것으로 실시될 수 있다.The first and second waste heat recovery units may include a main body having a cylindrical shape and a receiving space formed therein; Wherein the first and second exhaust pipes are installed through the main body so that the water supplied to the accommodation space flows through the first and second exhaust pipes while directly contacting the outer peripheral surfaces of the first and second exhaust pipes, Heat exchange can be performed.
또한, 상기 제1,2배기관은, 복수 개의 미세분기관을 포함하고, 상기 복수 개의 미세분기관이 상기 본체를 관통하도록 설치되는 것으로 실시될 수 있다.In addition, the first and second exhaust pipes may include a plurality of microfluidic channels, and the plurality of microfluidic channels may be installed to penetrate the mainframe.
한편, 상기 제1,2배기관의 내부에는 연소가스가 상대적으로 오래 머물 수 있도록 흐름을 저해하는 격판이 복층으로 복수 개가 설치되는 것으로 실시될 수 있다.In the meantime, a plurality of diaphragms may be installed in the first and second exhaust pipes so as to prevent the flow of the combustion gas for a relatively long period of time.
그리고 상기 복수 개의 격판에는 방사상으로 복수 개의 관통공이 형성되고, 상기 복수 개의 격판이 복층으로 설치될 때, 상하로 이웃하는 상기 관통공이 서로 어긋나도록 위치되는 것으로 실시될 수 있다.The plurality of diaphragms may be radially formed with a plurality of through holes, and when the plurality of diaphragms are provided in a plurality of layers, the through holes adjacent to the upper and lower sides may be positioned to be offset from each other.
또한, 상기 제1,2물공급관 각각에는 유량감지센서가 구비되고, 상기 원수라인에는 자동밸브가 구비되어, 상기 제1,2물공급관으로 공급되는 유량에 따라 상기 자동밸브가 자동으로 개폐 조절되어 상기 원수라인을 통해 상기 물저장탱크로 원수가 공급되도록 제어되는 것으로 실시될 수 있다.Each of the first and second water supply pipes is provided with a flow rate sensor and the raw water line is provided with an automatic valve so that the automatic valve is automatically opened and closed according to the flow rate supplied to the first and second water supply pipes And the raw water is controlled to be supplied to the water storage tank through the raw water line.
또 다르게는, 상기 물저장탱크에는 저장된 물의 양을 감지하는 레벨메터가 구비되고, 상기 원수라인에는 자동밸브가 구비되어, 상기 물저장탱크에 저장된 물의 높이를 감지하여 상기 자동밸브가 자동으로 개폐 조절되어 상기 원수라인을 통해 원수가 공급되도록 제어되는 것으로 실시될 수 있다.Alternatively, the water storage tank may be provided with a level meter for sensing the amount of stored water, and an automatic valve may be provided on the raw water line to sense the height of water stored in the water storage tank, And the raw water is controlled to be supplied through the raw water line.
한편, 상기 제1,2폐열회수유닛 중에서 선택되는 어느 한쪽 또는 양쪽의 상류측에는 상기 제1,2배기관의 외주면을 감싸도록 설치되며, 내부에는 복수 개의 열전달판이 엇갈리도록 설치되는 보조열교환유닛이 더 설치되는 것으로 실시될 수 있다.
On the other hand, an auxiliary heat exchange unit is installed on the upstream side of either one or both of the first and second waste heat recovery units so as to surround the outer circumferential surfaces of the first and second exhaust pipes, . ≪ / RTI >
본 발명의 사용으로 제과 제조 시 가열 증기 또는 살균을 위해 증기를 공급하기 위한 보일러와 같은 산업용 보일러에 있어서, 2대의 보일러의 내부에서 연소된 연소가스가 제1,2배기관을 통해 배기되면서 그 외주면에 설치된 제1,2폐열회수유닛에 의해 열이 회수되고, 이렇게 폐열이 회수되어 예열된 물은 물저장탱크에 저장된 상태에서 다시 제1,2보일러 각각으로 공급되므로 각각의 보일러에서 증기를 생산하는데에 소모되는 열에너지량이 감소되어 보일러를 가동하기 위한 연료의 비용이 대폭 절감되는 효과가 있다.In the industrial boiler such as a boiler for supplying steam for sterilization or heating steam in the production of confection by using the present invention, the combustion gas burned in the inside of the two boilers is exhausted through the first and second exhaust pipes, Heat is recovered by the installed first and second waste heat recovery units, and the waste heat is recovered and the preheated water is supplied to each of the first and second boilers while being stored in the water storage tank, so that the steam is produced in each boiler The amount of heat energy consumed is reduced, and the cost of fuel for operating the boiler is significantly reduced.
더욱이 본 발명은 필요에 따라 폐열회수유닛과 물저장탱크를 순환하도록 유로를 제어할 수 있고, 이 경우 물저장탱크에 저장되는 물의 온도를 더욱 높게 예열시킬 수 있고, 결과적으로 이렇게 고온 예열된 물이 보일러 내부로 공급되어 증기로 가열되기까지 필요한 열에너지량을 줄일 수 있다.Further, the present invention can control the flow path so as to circulate the waste heat recovery unit and the water storage tank as necessary, and in this case, the temperature of the water stored in the water storage tank can be further preheated, The amount of heat energy required to be supplied into the boiler and heated by the steam can be reduced.
한편, 본 발명은 제1,2배기관 내부에 방사상으로 복수 개의 관통공이 형성된 격판이 복층 구조로 설치되고, 각각의 격판의 관통공은 서로 상하로 이웃하는 관통공의 위치가 서로 어긋나도록 배치되어 있어 연소가스가 제1,2배기관을 통해 배기되는 시간을 상대적으로 늦출 수 있고, 따라서 폐열 회수 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
In the meantime, according to the present invention, diaphragms having a plurality of through holes radially formed in the first and second exhaust pipes are provided in a multi-layer structure, and the through holes of the respective diaphragms are arranged such that the positions of the through holes adjacent to each other in the upper and lower sides are shifted from each other The time during which the combustion gas is exhausted through the first and second exhaust pipes can be relatively slowed, and thus the waste heat recovering performance can be further improved.
도 1은 본 발명의 2개의 보일러를 이용한 폐열회수식 증기 보일러의 예를 보인 구성도이며,
도 2는 본 발명의 2개의 보일러를 이용한 폐열회수식 증기 보일러의 예를 보인 사시도이고,
도 3은 본 발명의 제1,2폐열회수유닛의 예를 보인 사시도이며,
도 4와 도 5는 본 발명의 미세분기관의 예를 보인 단면도 및 평단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 주름관의 예를 보인 평단면도이며,
도 7은 본 발명의 제1,2배기관에 격판이 설치되는 예를 보인 사시도이고,
도 8은 본 발명의 보조열교환유닛의 예를 보인 단면도이다.1 is a view showing an example of a waste heat recovery steam boiler using two boilers according to the present invention,
2 is a perspective view showing an example of a waste heat recovery type steam boiler using two boilers according to the present invention,
3 is a perspective view showing an example of the first and second waste heat recovering units of the present invention,
4 and 5 are a cross-sectional view and a flat cross-sectional view showing an example of a microcompartment of the present invention,
6 is a plan sectional view showing an example of a corrugated pipe according to the present invention,
7 is a perspective view showing an example in which diaphragms are installed on the first and second exhaust pipes of the present invention,
8 is a sectional view showing an example of the auxiliary heat exchanging unit of the present invention.
이하에서는 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면을 통해 본 발명의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 2대의 산업용 보일러를 이용하여 연소가스의 폐열을 회수함으로써 증기를 생성하는 데에 필요한 열에너지를 감소시키고, 이에 의해 연료의 소비를 줄일 수 있는 2개의 보일러를 이용한 폐열회수식 증기 보일러에 관한 것이다.The present invention relates to a waste heat recovery steam boiler using two boilers which can reduce the heat energy required to generate steam by recovering the waste heat of the combustion gas by using two industrial boilers, will be.
위와 같은 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 크게 물저장탱크(10), 제1,2보일러(20, 30), 제1,2폐열회수유닛(40, 50), 원수라인(60), 순환라인(70), 회수라인(80), 순환펌프(90) 및 리턴라인(RW)으로 구성되고, 이하에서는 상기의 구성들에 대하여 상세하게 설명한다.
1, the present invention includes a
물저장탱크(10)는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 원통 또는 사각 박스 형상으로 형성되어 그 내부에는 물이 저장될 수 있는 적정의 물저장공간이 마련된다.The
이러한 물저장탱크(10)는 후술하는 제1,2물공급관(21, 31)과 원수라인(60) 및 순환라인(70)과 회수라인(80) 및 리턴라인(RW)이 각각 연결되며, 이에 의해 물저장탱크(10) 내부로 물이 공급되거나 저장된 물이 순환라인(70) 또는 제1,2물공급관(21, 31)을 통해 제2폐열회수유닛(50) 또는 제1,2보일러(20, 30)로 물이 공급된다.The
또한, 물저장탱크(10)에는 저장된 물의 양을 감지하는 레벨메터(LM)가 구비되고, 후술하는 원수라인(60)에는 자동밸브(SV)가 구비되어, 물저장탱크(10)에 저장된 물의 높이를 감지하여 자동밸브(SV)가 자동으로 개폐 조절되고, 이에 의해 원수라인(60)으로 원수가 적정량 공급되어 물저장탱크(10)의 내부의 물이 항상 일정한 양이 유지되도록 제어된다.The
이와 다르게는 제1,2물공급관(21, 31) 각각에는 유량감지센서(FS1, FS2)가 구비되고, 원수라인(60)에는 자동밸브(SV)가 구비되어, 제1,2물공급관(21, 31)으로 공급되는 유량에 따라 자동밸브(SV)가 자동으로 개폐 조절되어 원수라인(60)을 통해 물이 공급되도록 제어될 수 있다.
Alternatively, the first and second
물저장탱크(10)에 저장된 물이 공급되어 연료(가스)를 이용하여 가열함으로써 증기를 만드는 제1,2보일러(20, 30)는, 물저장탱크(10)에 저장된 물이 공급되는 제1,2물공급관(21, 31)과, 내부의 연소가스가 외부로 배출되도록 연통되는 제1,2배기관(22, 32)과, 내부의 증기가 유로 내부로 공급되도록 연통되는 제1,2증기공급라인(23, 33)으로 구성된다.The first and
그리고 제1,2보일러(20, 30) 각각에는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 버너(24, 34)가 설치되고, 이에 의해 제1,2보일러(20, 30) 내부로 연료(가스)가 가스공급관(도시되지 않음)을 통해 공급되고 나면, 버너(24, 34)에 의해 연소되어 제1,2물공급관(21, 31)을 통해 물저장탱크(10)에서 제1,2보일러(20, 30)의 내부로 공급된 물이 가열된다.1 and 2,
이때 제1,2보일러(20, 30)의 내부에는 물이 일정량 저장되기 위한 수조(도시되지 않음)가 마련되고, 이 수조의 저면을 버너(24, 34)로 가열하여 증기를 생성시키는 구조로 실시된다.At this time, a water tank (not shown) for storing a predetermined amount of water is provided in the first and
이렇게 제1,2보일러(20, 30) 내부로 공급된 물이 가열되어 생성된 증기는 제1,2증기공급라인(23, 33)을 통해 제조공정 또는 살균공정으로 제공되고, 이와 함께 버너(24, 34)가 연료를 연소시키는 과정에서 발생하는 연소가스는 제1,2배기관(22, 32)을 통해 외부로 배기된다.The steam generated by heating the water supplied into the first and
이때 제1,2배기관(22, 32)의 외주면에는 후술하는 제1,2폐열회수유닛(40, 50)이 설치되고, 이에 의해 배기되는 연소가스의 폐열을 회수하게 되며, 이에 대해서는 후술한다.At this time, the first and second waste
한편, 제1,2보일러(20, 30)에는 내부 압력을 감지하는 압력감지센서(PS1, PS2)가 각각 설치되어 제1,2보일러(20, 30)의 내부에서 생성되는 증기 압력에 따라 물을 공급량을 조절하는데, 예를 들면 제1,2보일러(20, 30) 내부 압력이 설정된 기준 압력보다 낮은 경우에는 아직 증기를 더 생성시킬 수 있음을 의미하므로 물을 더욱 공급하고, 설정된 기준 압력보다 높은 경우에는 생산된 증기가 내부에 머물러 있음을 의미하므로 물의 공급량을 줄여 증기 발생량을 감소시키게 된다.Pressure sensors PS1 and PS2 for detecting internal pressures are installed in the first and
이러한 동작과 더불어 본 발명은 제1,2보일러(20, 30) 각각에 설치된 버너(24, 34)의 동작도 동시에 제어하는 것이 바람직하다.
In addition to this operation, it is preferable that the present invention simultaneously controls the operation of the
제1,2보일러(20, 30)의 제1,2배기관(22, 32)에 각각 설치되는 제1,2폐열회수유닛(40, 50)은 도 3에 도시된 바와 같이 원통 형상으로 형성되어 내부에 수용공간(S)이 형성되는 본체(41, 51)와, 본체(41, 51)의 외주면을 감싸도록 설치되는 단열부재(42, 52)로 구성된다.The first and second waste
이때 제1,2보일러(20, 30)의 제1,2배기관(22, 32)은 본체(41, 51)를 관통하여 설치되며, 본체(41, 51) 내부의 수용공간(S)으로 공급된 물이 제1,2배기관(22, 32)의 외주면에 직접 닿으면서 흐르도록 구성된다.The first and
그리고 제1폐열회수유닛(40)의 본체(41)에는 상부와 하부에 각각 원수라인(60)이 연결되어 내부로 원수가 공급되어 열교환된 다음, 물저장탱크(10)로 예열된 물이 공급되도록 연결된다.The main body 41 of the first waste
또한, 제2폐열회수유닛(50)의 본체(51)에는 상부와 하부에 각각 회수라인(80)과 순환라인(70)이 연통되도록 설치되며, 이에 의해 물저장탱크(10)에 저장된 물이 순환라인(70)을 통해 제2폐열회수유닛(50)의 내부로 공급된 다음, 다시 회수라인(80)을 통해 물저장탱크(10)로 공급되어 예열된 물이 저장된다.The main body 51 of the second waste
따라서 제1폐열회수유닛(40)을 통해 원수가 유로 내부로 공급될 때, 1차로 예열되어 미온수가 물저장탱크(10)에 저장되고, 이러한 미온수의 물이 다시 제2폐열회수유닛(50)으로 공급되어 다시 열교환됨으로써 물의 온도가 재차 상승하게 되는 효과가 있다.Therefore, when raw water is supplied into the flow path through the first waste
이렇게 유로 내부의 물을 순환시키기 위해서는 적어도 1개의 순환펌프(90)가 유로 상에 설치되며, 이 순환펌프(90)의 가동을 제어하는 것에 의해 제1보일러(20) 또는 제2보일러(30)로 물을 공급하거나, 물저장탱크(10)에 저장된 물을 제2폐열회수유닛(50)으로 공급하게 된다.At least one
한편, 본 발명은 필요에 따라 제2폐열회수유닛(50)으로의 물을 지속적으로 또는 주기적으로 순환시켜 물저장탱크(10)에 저장된 물의 온도를 더욱 상승시킬 수 있고, 이 경우 제1,2보일러(20, 30)로 공급되는 물의 온도가 그만큼 상승한 상태로 공급되기 때문에 버너(24, 34)를 이용하여 물을 증기로 만드는 데에 필요한 열에너지가 감소되며, 이에 더해 증기를 더욱 빠르게 생산할 수 있다.On the other hand, the present invention can further increase the temperature of the water stored in the
그리고 본 발명은 제1,2폐열회수유닛(40, 50)의 폐열 회수 성능을 향상시키기 위한 벙법으로 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 제1,2보일러(20, 30)의 제1,2배기관(22, 32)의 일정 부분을 복수 개의 미세분기관(22A, 32A)으로 구성하고, 제1,2폐열회수유닛(40, 50)의 본체(41, 51)를 관통하도록 복수 개의 미세분기관(22A, 32A)이 내부에 설치되는 것으로 실시될 수 있다.As shown in FIGS. 4 and 5, in order to improve the waste heat recovering performance of the first and second waste
이와 같이 실시되면, 상대적으로 지름이 작은 미세분기관(22A, 32A)으로 연소가스가 배기되며, 각각의 미세분기관(22A, 32A)의 외주면과 물이 직접 접촉되어 열전달 면적이 넓어지는 효과가 있고, 그 결과 적정의 폐열 회수 성능을 담보할 수 있다.When this process is carried out, the combustion gas is exhausted to the relatively small diameter
한편, 제1,2배기관(22, 32)을 미세분기관(22A, 32A)으로 형성하는 대신, 도 6에 도시된 바와 같이 제1,2배기관(22, 32)의 외주면에 주름이 형성된 주름관(22B)으로 실시될 수 있는데, 이 경우 원통 형상의 제1,2배기관(22, 32)에 비해 상대적으로 전열면적이 넓어지는 효과를 기대할 수 있고, 따라서 폐열 회수 성능도 향상된다.
Instead of forming the first and
한편, 제1폐열회수유닛(40)의 내부로 유로 외부의 물을 공급하는 원수라인(60)은, 상수도 등의 배관과 연결되고, 상기한 바와 같이 자동밸브(SV)가 설치되어 제1폐열회수유닛(40)으로 공급되는 유량이 자동 조절되도록 실시된다.On the other hand, the
그리고 순환라인(70)은 물저장탱크(10)에 저장된 물을 제2폐열회수유닛(50)의 내부로 공급하기 위한 구성이며, 회수라인(80)은 제2폐열회수유닛(50)에서 열교환된 물이 다시 물저장탱크(10)로 회수되도록 하는 구성이다.The
또한, 리턴라인(RW)은 가열공정 또는 살균공정으로 공급된 증기가 미처 사용되지 않고 남거나 증기의 온도가 낮아져 상변화된 물이 다시 물저장탱크(10)로 회수되어 저장되기 위한 구성이다.
In addition, the return line RW is a structure in which the steam supplied to the heating process or the sterilization process is left unused or the temperature of the steam is lowered so that the phase-changed water is recovered and stored in the
한편, 본 발명에서는 제1,2폐열회수유닛(40, 50)에 의해 적정의 양의 폐열을 회수할 수 있지만, 제1,2보일러의 용량에 따라서는 더욱 많은 양의 열교환이 요구될 수 있는데, 이 경우 제1,2폐열회수유닛(40, 50)의 지름을 크게 하면 내부의 수용공간의 체적이 증가하기 때문에 상대적으로 제1,2배기관(22, 32)과 직접 맞닿아 열교환되는 면적이 증가하지 못하고, 따라서 제1,2배기관(22, 32)의 길이를 따라 길게 형성시켜야 하는데, 이러한 구조에 의해 설치공간의 제약이 있을 수 있다.On the other hand, in the present invention, an appropriate amount of waste heat can be recovered by the first and second waste heat recovery units (40, 50), but a larger amount of heat exchange may be required depending on the capacity of the first and second boilers In this case, when the diameters of the first and second waste
따라서 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이 제1,2배기관(22, 32)의 내부를 통과하여 배기되는 연소가스가 제1,2폐열회수유닛(40, 50)이 설치된 구간을 통과할 때, 상대적으로 오래 머무르게 함으로써 제1,2폐열회수유닛(40, 50)의 지름은 그대로 유지하여도 폐열 회수 성능을 향상시킬 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 7, when the combustion gas exhausted through the first and
이에 대하여 좀더 상세하게 설명하면, 제1,2배기관(22, 32)의 내부에는 원판 형상의 격판(P)이 복층으로 복수 개가 설치되는데, 이때 복수 개의 격판(P)에는 방사상으로 복수 개의 관통공(H)이 형성되고, 복수 개의 격판(P)이 복층으로 설치될 때, 상하로 이웃하는 관통공(H)이 서로 어긋나도록 위치되도록 설치되는 것으로 실시될 수 있다.More specifically, a plurality of disk-shaped partition plates P are installed in the first and
이러한 구조에 의해 연소가스가 제1,2폐열회수유닛(40, 50)이 설치된 구간을 통과할 때에는, 서로 엇갈리게 설치된 관통공(H)을 따라 사선 방향으로 흐르면서 저속으로 통과하게 된다.According to this structure, when the combustion gas passes through the section where the first and second waste
이때 연소가스가 복수 개의 격판(P)을 통과하면서 격판(P)을 가열하게 되고, 이렇게 가열된 격판(P)의 열에너지가 제1,2배기관(22, 32)으로 전달되어 그 외주면도 더욱 가열될 수 있고, 이 때문에 제1,2배기관(22, 32)의 외주면에 직접 맞닿아 열교환되는 제1,2폐열회수유닛(40, 50)의 폐열 회수 성능이 더욱 향상되는 효과도 있다.
At this time, the combustion gas heats the diaphragm P while passing through the plurality of diaphragms P, and the heat energy of the diaphragm P thus heated is transmitted to the first and
한편, 또 다른 방법으로는 도 8에 도시된 바와 같이 제1폐열회수유닛(40) 또는 제2폐열회수유닛(50) 중에서 선택되는 어느 한쪽 또는 양쪽의 상류측에는 제1,2배기관(22, 32)의 외주면을 감싸도록 설치되며 내부에는 물을 저류시키는 복수 개의 열전달판(101)이 엇갈리도록 설치되는 보조열교환유닛(100)이 설치되는 것으로 실시될 수 있다.On the other hand, as shown in Fig. 8, the first and
이러한 보조열교환유닛(100)은 상대적으로 지름이 크기 때문에 많은 양의 원수가 보조열교환유닛(100)의 내부로 유입된 상태에서 열전달판(101)에 의해 제1,2배기관(22, 32)으로부터 열이 전달되어 미리 예열되고, 이렇게 예열된 물은 그 하부에 설치된 제1,2폐열회수유닛(40, 50)의 지름이 상대적으로 작은 수용공간(S)을 통과하면서 제1,2배기관(22, 32)과 맞닿아 더욱 예열될 수 있고, 그 결과 폐열 회수 성능이 향상되는 동시에 많은 양의 원수를 높은 온도로 예열하여 물저장탱크(10)로 공급할 수 있고, 따라서 큰 용량의 보일러에 적용되는 경우라도 충분한 폐열 회수 성능을 기대할 수 있다.
Since the auxiliary
이상과 같은 본 발명은 제과 제조 시 가열 증기 또는 살균을 위해 증기를 공급하기 위한 보일러와 같은 산업용 보일러에 있어서, 2대의 보일러의 내부에서 연소된 연소가스가 제1,2배기관을 통해 배기되면서 그 외주면에 설치된 제1,2폐열회수유닛에 의해 열이 회수되고, 이렇게 폐열이 회수되어 예열된 물은 물저장탱크에 저장된 상태에서 다시 제1,2보일러 각각으로 공급되므로 각각의 보일러에서 증기를 생산하는데에 소모되는 열 에너지량이 감소하여 보일러를 가동하기 위한 연료의 비용이 대폭 절감되는 효과가 있다.
Industrial Applicability As described above, in an industrial boiler such as a boiler for supplying steam for baking or steam for sterilization, the combustion gas burned in the two boilers is exhausted through the first and second exhaust pipes, And the waste heat is recovered and the preheated water is supplied to the first and second boilers in a state where they are stored in the water storage tank, so that the steam is produced in each of the boilers The amount of heat energy consumed by the boiler is reduced, and the cost of the fuel for operating the boiler is greatly reduced.
10: 물저장탱크 20: 제1보일러
21: 제1물공급관 22: 제1배기관
22A: 미세분기관 23: 제1증기공급라인
24: 버너 30: 제2보일러
31: 제2물공급관 32: 제2배기관
32A: 미세분기관 33: 제2증기공급라인
34: 버너 40: 제1폐열회수유닛
41: 본체 42: 단열부재
50: 제2폐열회수유닛 51: 본체
52: 단열부재 60: 원수라인
70: 순환라인 80: 회수라인
90: 순환펌프 100: 보조열교환유닛
101: 열전달판 FS1, FS2: 유량감지센서
H: 관통공 LM: 레벨메터
P: 격판 RW: 리턴라인
PS1, PS2: 압력감지센서 S: 수용공간
SV: 자동밸브10: water storage tank 20: first boiler
21: first water supply pipe 22: first exhaust pipe
22A: fine particle tube 23: first vapor supply line
24: burner 30: second boiler
31: second water supply pipe 32: second exhaust pipe
32A: fine distribution tube 33: second vapor supply line
34: burner 40: first waste heat recovery unit
41: main body 42:
50: second waste heat recovery unit 51:
52: insulation member 60: raw water line
70: circulation line 80: recovery line
90: circulation pump 100: auxiliary heat exchange unit
101: Thermal plate FS1, FS2: Flow sensor
H: Through hole LM: Level meter
P: diaphragm RW: return line
PS1, PS2: Pressure sensor S: Capacity
SV: Automatic valve
Claims (9)
상기 물저장탱크(10)에 저장된 물이 공급되는 제1,2물공급관(21, 31)과, 내부의 연소가스가 외부로 배출되도록 연통되는 제1,2배기관(22, 32)과, 내부의 증기가 유로 내부로 공급되도록 연통되는 제1,2증기공급라인(23, 33)이 각각 설치된 제1,2보일러(20, 30)와;
상기 제1,2배기관(22, 32) 각각의 외주면에 일정 간격 이격하여 감싸도록 설치되는 제1,2폐열회수유닛(40, 50)과;
상기 제1폐열회수유닛(40)의 내부로 유로 외부의 물을 공급하는 원수라인(60)과;
상기 물저장탱크(10)에 저장된 물을 상기 제2폐열회수유닛(50)의 내부로 공급하는 순환라인(70)과;
상기 제2폐열회수유닛(50)에서 열교환된 물이 상기 물저장탱크(10)로 회수되는 회수라인(80)과;
상기 순환라인(70)에 구비되어 상기 물저장탱크(10)의 물을 상기 제2폐열회수유닛(50)으로 선택적으로 공급하는 순환펌프(90) 및;
상기 제1,2증기공급라인(23, 33)에서 공급된 증기가 사용되고 남은 증기 또는 물이 상기 물저장탱크(10)에 저장되는 리턴라인(RW)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 2개의 보일러를 이용한 폐열회수식 증기 보일러.
A water storage tank (10) in which water is stored;
First and second water supply pipes 21 and 31 to which the water stored in the water storage tank 10 is supplied, first and second exhaust pipes 22 and 32 communicating with each other to discharge the combustion gas therein, A first and a second boiler (20, 30) in which first and second steam supply lines (23, 33) are provided so that steam of the steam generator is supplied to the inside of the flow passage;
A first and a second waste heat recovery units 40 and 50 installed to surround the first and second exhaust pipes 22 and 32 at predetermined intervals;
A raw water line (60) for supplying water outside the flow path to the inside of the first waste heat recovering unit (40);
A circulation line (70) for supplying the water stored in the water storage tank (10) to the inside of the second waste heat recovering unit (50);
A recovery line (80) for recovering heat-exchanged water from the second waste heat recovery unit (50) to the water storage tank (10);
A circulation pump (90) provided in the circulation line (70) for selectively supplying water in the water storage tank (10) to the second waste heat recovery unit (50);
And a return line (RW) in which the steam supplied from the first and second steam supply lines (23, 33) is used and the remaining steam or water is stored in the water storage tank (10) Waste Heat Recovery Steam Boiler.
상기 제1,2보일러(20, 30)에는,
내부 압력을 감지하는 압력감지센서(PS1, PS2)가 각각 설치되어 상기 제1,2보일러(20, 30)의 내부에서 생성되는 증기 압력에 따라 공급 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 2개의 보일러를 이용한 폐열회수식 증기 보일러.
The method according to claim 1,
In the first and second boilers 20 and 30,
Pressure sensors PS1 and PS2 for detecting the internal pressure of the boilers 20 and 30 are installed to adjust the supply flow rate according to the steam pressure generated in the first and second boilers 20 and 30. [ Waste Heat Recovery Steam Boiler.
상기 제1,2폐열회수유닛(40, 50)은,
원통 형상으로 형성되어 내부에 수용공간(S)이 형성되는 본체(41, 51)와;
상기 본체(41, 51)의 외주면을 감싸도록 설치되는 단열부재(42, 52)로 구성되고,
상기 제1,2배기관(22, 32)은 상기 본체(41, 51)를 관통하여 설치되어 상기 수용공간(S)으로 공급된 물이 상기 제1,2배기관(22, 32)의 외주면에 직접 닿으면서 흘러 열교환이 되는 것을 특징으로 하는 2개의 보일러를 이용한 폐열회수식 증기 보일러.
The method according to claim 1 or 2,
The first and second waste heat recovering units (40, 50)
A main body 41, 51 formed in a cylindrical shape and having a receiving space S formed therein;
And heat insulating members (42, 52) installed to surround the outer peripheral surfaces of the main bodies (41, 51)
The first and second exhaust pipes 22 and 32 are installed through the main body 41 and 51 so that water supplied to the accommodation space S is directly supplied to the outer circumferential surfaces of the first and second exhaust pipes 22 and 32, And the heat exchange is carried out while contacting the steam boiler.
상기 제1,2배기관(22, 32)은,
복수 개의 미세분기관(22A, 32A)을 포함하고,
상기 복수 개의 미세분기관(22A, 32A)이 상기 본체(41, 51)를 관통하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 2개의 보일러를 이용한 폐열회수식 증기 보일러.
The method of claim 3,
The first and second exhaust pipes (22, 32)
Includes a plurality of fine branch pipes (22A, 32A)
The waste heat recovery steam boiler according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of minute branch pipes (22A, 32A) are installed to pass through the main body (41, 51).
상기 제1,2배기관(22, 32)의 내부에는 연소가스가 상대적으로 오래 머무를 수 있도록 흐름을 저해하는 격판(P)이 복층으로 복수 개가 설치되는 것을 특징으로 하는 2개의 보일러를 이용한 폐열회수식 증기 보일러.
The method according to claim 1,
A plurality of diaphragms (P) are installed in the first and second exhaust pipes (22, 32) so as to prevent the flow of the combustion gas for a relatively long time. Steam boiler.
상기 복수 개의 격판(P)에는 방사상으로 복수 개의 관통공(H)이 형성되고,
상기 복수 개의 격판(P)이 복층으로 설치될 때, 상하로 이웃하는 상기 관통공(H)이 서로 어긋나도록 위치되는 것을 특징으로 하는 2개의 보일러를 이용한 폐열회수식 증기 보일러.
The method of claim 5,
A plurality of through holes (H) are radially formed in the plurality of partition plates (P)
Wherein when the plurality of partition plates (P) are installed in a multi-layer structure, the through holes (H) adjacent to the upper and lower sides are positioned so as to be offset from each other.
상기 제1,2물공급관(21, 31) 각각에는 유량감지센서(FS1, FS2)가 구비되고,
상기 원수라인(60)에는 자동밸브(SV)가 구비되어,
상기 제1,2물공급관(21, 31)으로 공급되는 유량에 따라 상기 자동밸브(SV)가 자동으로 개폐 조절되어 상기 원수라인(60)을 통해 공급되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 2개의 보일러를 이용한 폐열회수식 증기 보일러.
The method according to claim 1,
Each of the first and second water supply pipes 21 and 31 is provided with flow rate sensors FS1 and FS2,
The raw water line (60) is provided with an automatic valve (SV)
The automatic valve SV is controlled to be automatically opened and closed according to a flow rate supplied to the first and second water supply pipes 21 and 31 so as to be supplied through the raw water line 60. [ Waste Heat Recovery Steam Boiler.
상기 물저장탱크(10)에는 저장된 물의 양을 감지하는 레벨메터(LM)가 구비되고,
상기 원수라인(60)에는 자동밸브(SV)가 구비되어,
상기 물저장탱크(10)에 저장된 물의 높이를 감지하여 상기 자동밸브(SV)가 자동으로 개폐 조절되어 상기 원수라인(60)을 통해 원수가 공급되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 2개의 보일러를 이용한 폐열회수식 증기 보일러.
The method according to claim 1,
The water storage tank 10 is provided with a level meter LM for sensing the amount of stored water,
The raw water line (60) is provided with an automatic valve (SV)
The automatic valve SV is controlled to be automatically opened and closed by controlling the height of the water stored in the water storage tank 10 so that raw water is supplied through the raw water line 60. [ Recuperative steam boiler.
상기 제1,2폐열회수유닛(40, 50) 중에서 선택되는 어느 한쪽 또는 양쪽의 상류측에는 상기 제1,2배기관(22, 32)의 외주면을 감싸도록 설치되며, 내부에는 복수 개의 열전달판(101)이 엇갈리도록 설치되는 보조열교환유닛(100)이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 2개의 보일러를 이용한 폐열회수식 증기 보일러.The method according to claim 1,
The first and second exhaust heat collecting units 40 and 50 are installed upstream of one or both of the first and second exhaust heat collecting units 40 and 50 so as to surround the outer circumferential surfaces of the first and second exhaust pipes 22 and 32, And an auxiliary heat exchanging unit (100) installed at the other end of the auxiliary heat exchanging unit (100).
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CN109556102A (en) * | 2018-12-29 | 2019-04-02 | 吴荣彪 | A kind of double steam boilers |
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