KR101560731B1 - Apparatus and method for controlling circulation quantity of fluidized particles in each cyclone for circulating fluidized bed boiler - Google Patents

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이태희
이종민
박경일
김동원
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한국전력공사
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Abstract

The present invention relates to a controlling apparatus and method for a circulation quantity of fluidized particles in each cyclone for a circulating fluidized bed boiler, which adds a throttle valve adjusting an opened area of a flow path for discharging a combustion gas, and changes a differential pressure of the flow path by controlling an opening ratio of the throttle valve to easily and automatically control the amount of fluidized particles circulating by controlling the flow rate of the combustion gas flowing into the corresponding cyclone, thereby having an effect of preventing ununiform heat absorption of each cyclone and temperature variations of the boiler.

Description

순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치 및 제어방법 {Apparatus and method for controlling circulation quantity of fluidized particles in each cyclone for circulating fluidized bed boiler}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a circulating fluidized bed boiler, and more particularly,

본 발명은 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 다수의 싸이클론을 구비한 대용량 순환유동층 보일러에서 각 싸이클론으로 순환되는 유동입자의 양을 자동으로 손쉽게 조절하여 싸이클론마다 일정하지 못한 열흡수량 또는 보일러 내에서 발생하는 온도편차를 방지함과 더불어, 유동입자의 편중으로 인한 보일러의 마모를 완화시킬 수 있는 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for controlling cyclic fluidized particle circulation in a circulating fluidized bed boiler. More specifically, in a large-capacity circulating fluidized-bed boiler having a plurality of cyclones, the amount of fluid particles circulated to each cyclone can be automatically and easily adjusted so that a constant amount of heat absorption per cyclone or a temperature deviation occurring in the boiler And to control apparatus and method for controlling cyclic fluidized particle circulation of a circulating fluidized bed boiler which can alleviate wear of a boiler due to unevenness of fluidized particles.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.It should be noted that the contents described in this section merely provide background information on the present invention and do not constitute the prior art.

도 1은 순환유동층 보일러의 개략적인 구성도를 나타낸다. 이에 도시된 바와 같이, 순환유동층 보일러는 미분탄 등과 같은 연료를 연소하여 고온의 연소가스를 생성하는 연소로(10), 이 연소로에서 생성된 연소가스 및 유동입자를 포집하여 이들을 분리하는 싸이클론(20), 이 싸이클론(20)에서 포집된 유동입자를 연소로(10)로 재공급하는 순환장치(30), 및 연소가스의 열에 의해 증기를 발생시키는 대류 열전달부(40)를 포함하고 있다. 1 shows a schematic diagram of a circulating fluidized bed boiler. As shown in the figure, the circulating fluidized-bed boiler includes a combustion furnace 10 for burning a fuel such as pulverized coal to generate a high-temperature combustion gas, a cyclone 10 for collecting and separating combustion gases and fluidized particles generated in the combustion furnace 20, a circulation device 30 for re-supplying the flowing particles collected in the cyclone 20 to the combustion furnace 10, and a convection heat transfer part 40 for generating steam by the heat of the combustion gas .

연소로(10) 내부의 층물질(모래, 회, 석회석 등)에 공기를 흘려주어 입자에 가해지는 유동저항에 의해 입자의 유동 및 비산을 일으키고, 미연분 등을 포함한 유동입자는 싸이클론(20)에서 연소가스와 분리되어 룹씰(Loop Seal; 31) 또는 유동층 열교환기(32)를 거쳐 연소로(10)의 하부로 순환된다. Air flows into the layer material (sand, ash, limestone, etc.) in the combustion furnace 10 to cause the flow and scattering of the particles due to the flow resistance applied to the particles, And is circulated to the lower portion of the furnace 10 through a loop seal 31 or a fluidized bed heat exchanger 32. [

유동입자와 분리된 연소가스는 대류 열전달부(40)로 보내어지고, 과열기, 제열기, 절탄기 등과 열교환을 하게 된다. The combustion gas separated from the fluidized particles is sent to the convection heat transfer unit 40, and heat exchange is performed with the superheater, the heater, the absorber, and the like.

순환유동층 보일러는 그 용량을 증대시키기 위하여 모듈로 구성될 수 있다. 또, 순환유동층 보일러의 용량이 증대되면, 통상 싸이클론의 개수도 함께 증가한다. 예를 들어, 단일한 순환유동층 보일러에 대해 3 ~ 8개의 싸이클론이 설계될 수 있다. Circulating fluidized bed boilers can be modularized to increase their capacity. When the capacity of the circulating fluidized bed boiler is increased, the number of cyclones also increases together. For example, 3 to 8 cyclones can be designed for a single circulating fluidized bed boiler.

하지만, 대용량 순환유동층 보일러에서는 각 싸이클론을 통해 순환되는 유동입자의 양이 균일하지 못한 문제점이 발생하고 있다. 실제로, 가운데 부분에 위치한 싸이클론의 유동입자 순환량이 측방에 있는 싸이클론의 유동입자 순환량보다 많은 것을 확인할 수 있다.However, in a large-capacity circulating fluidized bed boiler, the amount of circulating fluid particles through each cyclone is not uniform. In fact, it can be seen that the circulating amount of the cyclone in the middle portion is larger than that of the cyclone in the side portion.

이와 같이, 싸이클론의 위치에 따라 유동입자 순환량이 상이할 경우에는 싸이클론의 아래에 있는 유동층 열교환기(32)에서의 열흡수량이 일정하지 못하게 될 뿐만 아니라, 연소로(10)의 내부로 순환되는 유동입자의 양이 달라지게 되므로 보일러 내부의 온도편차도 증가하게 된다. In this way, when the circulating amount of the flowing particles differs according to the position of the cyclone, the amount of heat absorption in the fluidized bed heat exchanger 32 under the cyclone becomes not constant, The amount of the flowing particles varies, and the temperature variation inside the boiler also increases.

이에 본 발명은, 다수의 싸이클론을 구비한 대용량 순환유동층 보일러에서 각 싸이클론의 위치에 따라 상이한 유동입자 순환량 때문에 생기는 일정하지 못한 열흡수량 또는 보일러 내에서 발생하는 온도편차를 방지함과 더불어, 유동입자의 편중으로 인한 보일러의 마모를 완화시킬 수 있는 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치 및 제어방법을 제공하는 데에 그 주된 목적이 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a circulating fluidized bed boiler having a large number of cyclones, which can prevent uneven heat absorption due to different flow particle circulation amount or temperature deviation occurring in the boiler depending on the position of each cyclone, There is a main object of the present invention to provide an apparatus and a control method for cyclic fluidized particle circulation of a circulating fluidized bed boiler which can alleviate wear of a boiler due to particle biasing.

본 발명의 한 양상에 따른 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치는, 연료를 연소하는 연소로; 상기 연소로에서 생성된 연소가스 및 유동입자를 포집하여 분리하는 적어도 하나의 싸이클론; 상기 싸이클론에서 분리된 유동입자를 상기 연소로로 재공급하는 순환장치; 상기 유동입자와 분리된 상기 연소가스의 열에 의해 증기를 발생시키는 대류 열전달부; 및 상기 싸이클론과 상기 대류 열전달부를 연통시키는 덕트 상에 설치되어 상기 덕트 내 개방면적을 변경시키는 교축밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다. An apparatus for controlling cyclic fluidized particle circulation of a circulating fluidized bed boiler according to an aspect of the present invention includes: a combustion furnace for burning fuel; At least one cyclone for trapping and separating the combustion gas and the fluidized particles generated in the combustion furnace; A circulation device for re-supplying the fluidized particles separated from the cyclone to the combustion furnace; A convection heat transfer part for generating steam by heat of the combustion gas separated from the flowing particles; And a throttle valve installed on the duct for communicating the cyclone and the convective heat transfer portion to change the opening area in the duct.

또한, 본 발명에 따른 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어방법은, 적어도 하나의 싸이클론과 대류 열전달부를 연통시키는 덕트 상에 교축밸브를 제공하는 공정; 상기 연소로의 온도를 측정하는 공정; 상기 싸이클론 온도 차이를 계산하는 공정; 계산된 상기 온도 차이와 기설정된 기준값과 비교하는 공정; 상기 온도 차이가 상기 기준값보다 크거나 같으면 해당 싸이클론의 교축밸브에 제어신호를 발신하여 상기 교축밸브의 개폐율을 변경시키는 공정; 및 상기 온도 차이가 상기 기준값보다 작으면 상기 교축밸브의 개폐율을 유지하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. Also, the method for controlling cyclic fluidized particle circulation of a circulating fluidized bed boiler according to the present invention includes the steps of: providing a throttling valve on a duct communicating at least one cyclone and a convection heat transfer part; Measuring a temperature of the combustion furnace; Calculating the cyclone temperature difference; Comparing the calculated temperature difference with a preset reference value; Changing the opening / closing rate of the throttle valve by sending a control signal to the throttle valve of the cyclone if the temperature difference is greater than or equal to the reference value; And maintaining the opening and closing rate of the throttling valve when the temperature difference is smaller than the reference value.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 연소가스를 배출하기 위한 유로의 개방면적을 조절할 수 있는 교축밸브를 추가하고, 이 교축밸브의 개폐율 조절을 통해 유로의 차압을 변화시켜 해당 싸이클론으로 인입되는 연소가스 유량의 조절을 통해 순환되는 유동입자의 양을 자동으로 손쉽게 조절할 수 있어 싸이클론마다 일정하지 못한 열흡수량 또는 보일러 내에서 발생하는 온도편차를 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, according to the present invention, an throttle valve capable of adjusting the opening area of the passage for discharging the combustion gas is added, and the pressure difference of the passage is changed by adjusting the opening / closing rate of the throttle valve, The amount of the circulating fluid particles can be automatically and easily controlled through the control of the gas flow rate, so that the constant amount of heat absorption per cyclone or temperature deviation occurring in the boiler can be prevented.

또한, 본 발명에 의하면, 각 싸이클론으로 인입되는 유동입자 순환량을 제어함으로써 유동입자의 편중으로 인한 보일러의 마모도 완화시킬 수 있을 것으로 기대된다. In addition, according to the present invention, it is expected that the control of the circulating amount of the flowing particles introduced into each cyclone can alleviate the abrasion of the boiler due to the unevenness of the flowing particles.

도 1은 순환유동층 보일러의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치의 교축밸브를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 교축밸브의 일부를 절개하여 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치의 작동상태를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어방법을 나타낸 흐름도이다. 1 is a schematic configuration diagram of a circulating fluidized bed boiler.
FIG. 2 is a view schematically showing an throttling valve of the apparatus for controlling cyclic fluidized particle circulation of a circulating fluidized bed boiler according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion of the throttling valve shown in FIG. 2; FIG.
FIG. 4 is a plan view showing an operating state of the circulating fluidized particle circulation amount control apparatus of the circulating fluidized bed boiler according to the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method for controlling cyclic fluidized particle circulation amount in a circulating fluidized bed boiler according to the present invention.

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 2는 본 발명에 따른 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치의 교축밸브를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 교축밸브의 일부를 절개하여 도시한 단면도이다.FIG. 2 is a schematic view of an throttling valve of the cyclone fluidized particle circulation control apparatus of the circulating fluidized-bed boiler according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the throttling valve shown in FIG.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치는, 연료를 연소하여 고온의 연소가스를 생성하는 연소로(10); 이 연소로(10)에서 생성된 연소가스 및 유동입자를 포집하여 분리하는 적어도 하나의 싸이클론(20); 이 싸이클론(20)에서 분리된 유동입자를 연소로(10)로 재공급하는 순환장치(30); 연소가스의 열에 의해 증기를 발생시키는 대류 열전달부(40); 싸이클론(20)과 대류 열전달부(40)를 연통시키는 덕트(22) 상에 설치되어 이 덕트(22) 내 개방면적을 변경시키는 교축밸브(50)를 포함하고 있다. As shown in these figures, the apparatus for controlling cyclic fluidized particle circulation of a circulating fluidized bed boiler according to the present invention comprises: a combustion furnace 10 for burning fuel to generate a high-temperature combustion gas; At least one cyclone (20) for trapping and separating the combustion gas and the flowing particles generated in the combustion furnace (10); A circulation device (30) for re-supplying the fluidized particles separated from the cyclone (20) to the combustion furnace (10); A convection heat transfer part (40) for generating steam by the heat of the combustion gas; And an throttle valve 50 installed on the duct 22 for communicating the cyclone 20 and the convective heat transfer section 40 to change the opening area of the duct 22. [

연소로(10)의 상부에서 고온의 연소가스 및 유동입자는 싸이클론(20) 내로 유입된다. 연소가스 및 유동입자는 이 싸이클론(20)의 내부에서 와류 형태로 움직이면서, 싸이클론(20)의 벽면을 향한 원심력과 접선방향의 항력을 받아 질량을 갖는 유동입자(예컨대 층물질, 미연분 등)는 분리되어 아래로 떨어지고, 연소가스는 위로 배출된다. At the top of the furnace 10, hot combustion gases and flowing particles enter the cyclone 20. The combustion gas and the flowing particles move in a vortex form in the inside of the cyclone 20 and are subjected to a centrifugal force and a tangential drag toward the wall surface of the cyclone 20, ) Are separated and fall down, and the combustion gas is discharged upward.

싸이클론(20)의 상부에는 덕트(22)를 통해 연소가스를 외부로 토출시키기 위한 선회류 출구, 즉 볼텍스 파인더(Vortex Finder; 24)가 구비될 수 있다. 고온의 연소가스는 이 볼텍스 파인더(24)를 지나 덕트(22)를 통해 합쳐져서 대류 열전달부(40)로 배출되게 된다. A vortex finder 24 may be provided on the upper portion of the cyclone 20 to discharge the combustion gas to the outside through the duct 22. The high-temperature combustion gas passes through the vortex finder 24, passes through the duct 22, and is discharged to the convection heat transfer part 40.

한편, 싸이클론(20)의 하부에는 연소가스와 분리된 유동입자를 연소로(10)로 재공급하도록 연결된 순환장치(30)가 각 싸이클론마다 구비되며, 각각의 순환장치(30)는 룹씰(31) 또는 유동층 열교환기(32)를 포함할 수 있다. The circulation device 30 is connected to the lower portion of the cyclone 20 to supply the combustion gas and the separated fluidized particles to the combustion furnace 10 for each cyclone. (31) or a fluidized bed heat exchanger (32).

본 발명에서는, 싸이클론(20)과 대류 열전달부(40)를 연통시키는 덕트(22) 상에, 구체적으로는 볼텍스 파인더(24)의 출구에 설치되어 덕트(22) 또는 볼텍스 파인더(24)의 출구 내 개방면적을 변경시키는 교축밸브(50)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 교축밸브(50)를 설치함으로써, 덕트(22)로 유입되는 연소가스뿐 아니라, 싸이클론(20)으로 유입되는 연소가스 및 유동입자의 양을 제어할 수 있다. The duct 22 or the vortex finder 24 provided at the outlet of the vortex finder 24 is provided on the duct 22 for communicating the cyclone 20 and the convective heat transfer portion 40 And an throttling valve (50) for changing the opening area in the outlet. By providing the throttle valve 50, it is possible to control not only the combustion gas flowing into the duct 22 but also the amount of the combustion gas and the flowing particles flowing into the cyclone 20.

교축밸브(50)가 볼텍스 파인더(24)의 출구 쪽에 설치되는 것이 바람직한데, 볼텍스 파인더(24)의 출구는 연소로(10)의 내부 또는 열교환기 등이 설치되어 있는 곳보다 훨씬 간단하고 손쉽게 교축밸브(50)를 추가할 수 있다. 또, 싸이클론(20)에서 유동입자가 분리되기 때문에 볼텍스 파인더(24)의 출구에는 매우 작은 크기의 유동입자가 극히 소량으로 존재하게 되어서, 연소로(10)의 내부 또는 싸이클론(20)의 인입구에 교축밸브(50)를 설치하여 유속을 제어하는 것보다 마모에 대한 우려가 현저히 줄어드는 장점이 있게 된다.The throttle valve 50 is preferably installed at the outlet of the vortex finder 24. The outlet of the vortex finder 24 is much simpler than the inside of the furnace 10 or the heat exchanger, A valve 50 can be added. Since the fluidized particles are separated from the cyclone 20, extremely small amounts of fluidized particles are present at the outlet of the vortex finder 24 so that the inside of the combustion furnace 10 or the inside of the cyclone 20 There is an advantage that the throttling valve 50 is provided at the inlet port to reduce the concern about wear rather than controlling the flow rate.

고체 입자가 유동을 할 수 있는 것은 유동화 기체와 고체 입자 사이의 상대적인 속도 차이에 의한 항력(Drag Force) 때문이다. 이러한 항력(FD)은 아래의 수학식 1과 같이 구할 수 있다.The reason why the solid particles can flow is due to the drag force due to the relative velocity difference between the fluidizing gas and the solid particles. This drag force F D can be obtained by the following equation (1).

Figure 112014090950169-pat00001
Figure 112014090950169-pat00001

여기서, CD는 항력 계수이고, dp는 고체 입자의 지름, ρg는 유동화 기체의 밀도, Ug는 유동화 기체의 속력, Us는 고체 입자의 속력을 나타낸다. Here, C D is the drag coefficient, d p is the diameter of the solid particle, ρ g is the density of the fluidizing gas, U g is the velocity of the fluidizing gas, and Us is the velocity of the solid particle.

따라서, 동일한 층물질에 대하여 유동화 기체의 유속이 빠를수록 항력이 증가하게 되고, 고체 입자에 작용하는 유동화 기체의 항력이 증가하면 고체 입자가 중력을 이겨내어 유동 및 비산이 일어나게 되면서 고체 입자의 순환량도 증가하게 되는 것이다. Therefore, as the flow velocity of the fluidized gas increases, the drag force increases, and as the drag force of the fluidized gas acting on the solid particles increases, the solid particles overcome the gravity and flow and scatter. .

예를 들어, 덕트(22) 또는 볼텍스 파인더(24)의 출구에 설치된 교축밸브(50)를 사용하여 덕트(22) 또는 볼텍스 파인더(24)의 출구 내 개방면적을 줄이게 되면, 배출되는 연소가스에 의한 차압이 증가하여 싸이클론(20)으로 유입되는 연소가스의 유량이 감소하면서 유속도 떨어지게 된다. 이에 따라 유동입자의 항력이 감소되어 싸이클론(20)으로 유입 및 순환되는 유동입자의 양도 감소하게 된다. For example, if the throttle valve 50 provided at the outlet of the duct 22 or the vortex finder 24 is used to reduce the opening area of the outlet 22 of the duct 22 or the vortex finder 24, The flow rate of the combustion gas flowing into the cyclone 20 decreases and the flow rate decreases. As a result, the drag force of the flowing particles is reduced, and the amount of the flowing particles flowing into and circulating into the cyclone 20 is also reduced.

반면에, 덕트(22) 또는 볼텍스 파인더(24)의 출구 내 개방면적을 최대로 유지하면, 싸이클론(20)으로 인입되는 연소가스의 유량이 증가하게 되고, 유입 및 순환되는 유동입자의 양도 함께 증가한다. On the other hand, if the open area of the outlet 22 of the duct 22 or the vortex finder 24 is kept at the maximum, the flow rate of the combustion gas introduced into the cyclone 20 is increased and the amount of the flowing particles .

결국, 덕트(22) 또는 볼텍스 파인더(24)의 출구 내 개방면적을 변경시키는 교축밸브(50)에 의해, 다수의 싸이클론을 구비한 순환유동층 보일러에서 각 싸이클론으로 인입되는 연소가스의 유량을 조절함으로써 순환하는 유동입자의 양을 제어할 수 있게 되는 것이다. As a result, the flow rate of the combustion gas introduced into each cyclone in the circulating fluidized-bed boiler having a plurality of cyclones can be controlled by the throttling valve 50 that changes the open area in the outlet of the duct 22 or the vortex finder 24 It is possible to control the amount of circulating flowing particles.

도 2에 더욱 상세히 도시된 바와 같이, 교축밸브(50)는 제어신호에 의해 구동력을 발생시키는 액츄에이터(52), 이 액츄에이터(52)에 연결되는 회전축(54), 및 이 회전축(54)에 일체로 결합된 개폐판(56)을 포함하고 있다. 2, the throttling valve 50 includes an actuator 52 for generating a driving force by a control signal, a rotary shaft 54 connected to the actuator 52, And an opening / closing plate 56 coupled to the opening / closing plate 56.

개폐판(56)은 회전축(54)의 양 측방으로 뻗어 있으며, 덕트(22)의 내부에서 자유로이 회전 가능하게 지지되어 있다. 이러한 개폐판(56)의 형상은 덕트(22)의 내부 단면에 상응하게 형성되면 된다. The opening and closing plate 56 extends on both sides of the rotating shaft 54 and is freely rotatably supported inside the duct 22. [ The shape of the opening / closing plate 56 may be formed corresponding to the inner end surface of the duct 22.

또한, 교축밸브(50)는 예컨대 약 850 ~ 900℃인 고온의 연소가스로 인한 열손상을 방지하기 위한 냉각수단을 포함하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 교축밸브(50)의 회전축(54) 및 개폐판(56)의 내부에는 주통로에서 다수의 보조통로로 분기되는 냉각수 통로(58)가 형성된다. 통상, 싸이클론(20)의 주변에는 수냉관이 존재하게 되므로, 이 수냉관과 냉각수 통로(58)를 연결하면 교축밸브(50)의 회전축(54) 및 개폐판(56)에 용이하게 냉각수를 공급할 수 있다. 또한, 필요하면, 교축밸브(50)의 액츄에이터(52)의 주변에도 예를 들어 냉각자켓 등과 같은 냉각수단이 부가될 수도 있다. Further, the throttling valve 50 preferably includes a cooling means for preventing heat damage due to the high-temperature combustion gas, for example, about 850 to 900 占 폚. To this end, a cooling water passage 58 is formed in the rotary shaft 54 and the opening / closing plate 56 of the throttling valve 50 to branch into a plurality of auxiliary passages in the main passage. A cooling water is easily supplied to the rotary shaft 54 and the opening and closing plate 56 of the throttle valve 50 when the water cooling pipe and the cooling water passage 58 are connected to each other. Can supply. If necessary, a cooling means such as a cooling jacket or the like may be added to the vicinity of the actuator 52 of the throttling valve 50 as well.

한편, 순환유동층 보일러는 주요 위치에 온도 측정을 위한 센서가 설치되어 있다. 예를 들면, 연소로(10), 싸이클론(20), 유동층 열교환기(32), 대류 열전달부(40) 등에 온도센서(12)가 마련된다. 이들 온도센서(12)는 해당 위치에서의 온도를 검출하여 제어부(60)로 전달한다.On the other hand, the circulating fluidized bed boiler is equipped with a sensor for temperature measurement at its main position. For example, the temperature sensor 12 is provided in the combustion furnace 10, the cyclone 20, the fluidized bed heat exchanger 32, the convective heat transfer section 40, and the like. These temperature sensors 12 detect the temperature at the corresponding position and transmit the detected temperature to the control unit 60.

본 발명에 따른 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치는 제어부(60)를 추가로 포함할 수 있다. 이 제어부(60)는 도 5에 도시된 바와 같은 제어방법에 따라, 각 싸이클론(20)으로부터 유동입자를 받아들이는 연소로(10)의 하부 입구마다 설치된 온도센서(12)로부터 해당 위치에서의 온도 측정값을 입력받고, 각 싸이클론(20)의 온도 차이를 계산한 후, 계산된 온도 차이와 기설정된 기준값과 비교한다.The apparatus for controlling cyclic fluidized particle circulation of the circulating fluidized bed boiler according to the present invention may further include a control unit 60. [ The control unit 60 controls the temperature sensor 12 provided at the lower inlet of the combustion furnace 10 to receive the flowing particles from each cyclone 20 in accordance with the control method as shown in Fig. After receiving the temperature measurement value and calculating the temperature difference of each cyclone 20, the calculated temperature difference is compared with the predetermined reference value.

혹은, 싸이클론(20) 또는 유동층 열교환기(32)마다 설치된 온도센서(12)로부터 해당 위치에서의 온도 측정값을 입력받고, 각 싸이클론(20)의 온도 차이를 계산할 수도 있다. Alternatively, the temperature measurement value at the corresponding position may be inputted from the temperature sensor 12 provided for each cyclone 20 or the fluidized bed heat exchanger 32, and the temperature difference of each cyclone 20 may be calculated.

온도 차이가 기준값보다 크거나 같으면 제어부(60)는 해당 싸이클론(20)의 교축밸브(50)에 제어신호를 발신하여, 도 4에 도시된 바와 같이 교축밸브(50)의 개폐율을 변경시킨다. 반면에, 온도 차이가 기준값보다 작으면 제어부(60)는 제어신호의 발신 없이 교축밸브(50)의 개폐율을 유지하게 된다. If the temperature difference is greater than or equal to the reference value, the control unit 60 sends a control signal to the throttling valve 50 of the cyclone 20 to change the opening / closing rate of the throttling valve 50 as shown in FIG. 4 . On the other hand, if the temperature difference is smaller than the reference value, the control unit 60 maintains the opening / closing rate of the throttle valve 50 without transmitting the control signal.

제어부(60)로부터 제어신호를 수신한 교축밸브(50)의 액츄에이터(52)는 개폐판(56)을 회전시키도록 회전축(54)에 구동력을 부여하며, 개폐판(56)의 회전에 의해 덕트(22) 또는 볼텍스 파인더(24)의 출구 내 개방면적이 변경되게 된다. 이러한 개폐판(56)의 회전각은 각 싸이클론(20)의 온도 차이에 따라 능동적으로 가변되는 것이다.The actuator 52 of the diaphragm valve 50 which receives the control signal from the control unit 60 applies a driving force to the rotary shaft 54 to rotate the opening / closing plate 56. By the rotation of the opening / closing plate 56, The opening area of the outlet of the vortex finder 22 or the vortex finder 24 is changed. The rotation angle of the opening and closing plate 56 is actively varied according to the temperature difference of each cyclone 20.

연소로(10) 전체에서 배출되는 유량이 일정한 상황에서, 어느 하나의 싸이클론(20)에 대응되는 덕트(22) 또는 볼텍스 파인더(24)의 출구 내 개방면적이 감소하면 차압이 증가하게 되므로 해당 싸이클론(20)으로 인입되는 연소가스의 유량은 감소하고, 그 외 나머지 싸이클론(20)으로 인입되는 연소가스의 유량은 증가하게 된다. Since the differential pressure increases when the open area in the outlet of the duct 22 or the vortex finder 24 corresponding to any one cyclone 20 decreases in a state where the flow rate discharged from the entire combustion furnace 10 is constant, The flow rate of the combustion gas introduced into the cyclone 20 decreases and the flow rate of the combustion gas introduced into the remaining cyclone 20 increases.

연소가스의 유량이 감소하면 유속이 떨어지게 되고, 이에 따라 유동입자의 항력이 감소되어 싸이클론(20)으로 유입 및 순환되는 유동입자의 양도 감소하게 된다. 반대로, 싸이클론(20)으로 인입되는 연소가스의 유량이 증가하면, 유입 및 순환되는 유동입자의 양도 함께 증가한다. When the flow rate of the combustion gas is decreased, the flow velocity is lowered, and thus the drag force of the flowing particles is decreased, so that the amount of the flowing particles flowing into and circulating into the cyclone 20 also decreases. On the contrary, when the flow rate of the combustion gas introduced into the cyclone 20 is increased, the amount of flowing particles to be introduced and circulated increases together.

결국, 도 4에서 가운데에 위치한 싸이클론(20c)과 연결되어 있는 유동층 열교환기(32)의 온도가 떨어지고 이에 연결된 연소로(10)의 하부 중앙은 유동입자 순환량이 줄어드는 한편, 측방으로 외곽에 위치한 싸이클론(20a)에 연결된 유동층 열교환기(32)는 온도가 상승하게 되고 이에 연결된 연소로(10)의 하부 외곽은 유동입자 순환량이 증가하여, 유동층 열교환기(32)에서의 열흡수량 또는 연소로(10)의 내부로 순환되는 유동입자의 양이 균형을 맞출 수 있게 되는 것이다. 4, the temperature of the fluidized-bed heat exchanger 32 connected to the cyclone 20c located at the center of the cylinder is lowered and the lower part of the combustion furnace 10 connected thereto is reduced in the circulating amount of the fluidized particles, The temperature of the fluidized bed heat exchanger 32 connected to the cyclone 20a rises and the circulation amount of the fluidized particles increases in the lower outer periphery of the combustion furnace 10 connected to the fluidized bed heat exchanger 32 so that the amount of heat absorbed in the fluidized bed heat exchanger 32 The amount of the flowing particles circulated to the interior of the container 10 can be balanced.

한편, 제어부(60)에는 작업자가 온도의 범위 또는 변화 상태를 모니터링할 수 있는 모니터부(62)가 연결될 수 있다. 이러한 모니터링부(62)의 형태는 임의의 디스플레이 장치로 이루어질 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. Meanwhile, the controller 60 may be connected to a monitor unit 62 that allows the operator to monitor the temperature range or the change status. The form of the monitoring unit 62 may be any display device and is not particularly limited.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

10: 연소로 20: 싸이클론
30: 순환장치 40: 대류 열전달부
50: 교축밸브10: Combustion furnace 20: Cyclone
30: circulation device 40: convection heat transfer part
50: Throttle valve

Claims (12)

연료를 연소하는 연소로;
상기 연소로에서 생성된 연소가스 및 유동입자를 포집하여 분리하는 적어도 하나의 싸이클론;
상기 싸이클론에서 분리된 유동입자를 상기 연소로로 재공급하는 순환장치;
상기 유동입자와 분리된 상기 연소가스의 열에 의해 증기를 발생시키는 대류 열전달부; 및
상기 싸이클론과 상기 대류 열전달부를 연통시키는 덕트 상에 설치되어 상기 덕트 내 개방면적을 변경시키는 교축밸브
를 포함하는 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치. A combustion furnace for burning fuel;
At least one cyclone for trapping and separating the combustion gas and the fluidized particles generated in the combustion furnace;
A circulation device for re-supplying the fluidized particles separated from the cyclone to the combustion furnace;
A convection heat transfer part for generating steam by heat of the combustion gas separated from the flowing particles; And
A throttle valve installed on a duct communicating the cyclone and the convective heat transfer portion to change an opening area in the duct,
Wherein the circulating fluidized bed boiler is a circulating fluidized bed boiler. 제1항에 있어서,
상기 싸이클론의 상부에는 상기 덕트를 통해 연소가스를 외부로 토출시키기 위한 볼텍스 파인더가 구비되고,
상기 교축밸브는 상기 볼텍스 파인더의 출구에 설치되는 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치. The method according to claim 1,
A vortex finder for discharging the combustion gas to the outside through the duct is provided on the upper portion of the cyclone,
Wherein the throttle valve is installed at an outlet of the vortex finder. 제1항에 있어서,
상기 교축밸브는,
제어신호에 의해 구동력을 발생시키는 액츄에이터,
상기 액츄에이터에 연결되는 회전축, 및
상기 회전축에 일체로 결합된 개폐판
을 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치. The method according to claim 1,
The throttling valve includes:
An actuator for generating a driving force by a control signal,
A rotating shaft connected to the actuator, and
An opening / closing plate integrally coupled to the rotating shaft
Wherein the circulating fluidized bed boiler is a circulating fluidized bed boiler. 제3항에 있어서,
상기 교축밸브는 열손상을 방지하기 위한 냉각수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치. The method of claim 3,
Wherein the throttling valve includes a cooling means for preventing heat damage. The apparatus for controlling circulation of cyclone flowing particles in a circulating fluidized bed boiler. 제4항에 있어서,
상기 냉각수단은 상기 교축밸브의 회전축 및 개폐판의 내부에 형성된 냉각수 통로인 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치. 5. The method of claim 4,
Wherein the cooling means is a cooling water passage formed inside the rotation axis of the throttle valve and the opening and closing plate. 제1항에 있어서,
상기 연소로, 상기 싸이클론, 상기 유동층 열교환기, 또는 상기 대류 열전달부에는 온도센서가 마련된 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치. The method according to claim 1,
Wherein the cyclone, the fluidized bed heat exchanger, or the convective heat transfer part is provided with a temperature sensor in the combustion furnace. 제6항에 있어서,
상기 온도센서로부터 해당 위치에서의 온도 측정값을 입력받고, 상기 교축밸브에 제어신호를 발신하는 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치. The method according to claim 6,
Further comprising a control unit receiving a temperature measurement value at the corresponding position from the temperature sensor and transmitting a control signal to the throttling valve, and controlling the cyclic fluidized particle circulation amount of the circulating fluidized bed boiler. 제7항에 있어서,
상기 제어부는, 2 이상의 싸이클론을 포함할 때, 상기 싸이클론으로부터 유동입자를 받아들이는 상기 연소로의 하부 입구마다 설치된 온도센서로부터 해당 위치에서의 온도 측정값을 입력받고, 각 싸이클론의 온도 차이를 계산한 후, 계산된 상기 온도 차이와 기설정된 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 교축밸브에 제어신호를 발신하는 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어장치. 8. The method of claim 7,
Wherein the control unit receives a temperature measurement value at a corresponding position from a temperature sensor provided at each lower inlet of the combustion furnace for receiving the flowing particles from the cyclone when the cyclone includes two or more cyclones, And then sends a control signal to the throttle valve according to a result of the comparison, comparing the calculated temperature difference with a preset reference value, and sending a control signal to the throttle valve. 연소로에 연결된 적어도 하나의 싸이클론과 대류 열전달부를 연통시키는 덕트 상에 교축밸브를 제공하는 공정;
상기 연소로의 온도를 측정하는 공정;
상기 싸이클론 온도 차이를 계산하는 공정;
계산된 상기 온도 차이와 기설정된 기준값과 비교하는 공정;
상기 온도 차이가 상기 기준값보다 크거나 같으면 해당 싸이클론의 교축밸브에 제어신호를 발신하여 상기 교축밸브의 개폐율을 변경시키는 공정; 및
상기 온도 차이가 상기 기준값보다 작으면 상기 교축밸브의 개폐율을 유지하는 공정
을 포함하는 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어방법.Providing a throttling valve on a duct communicating a convection heat transfer portion with at least one cyclone connected to the furnace;
Measuring a temperature of the combustion furnace;
Calculating the cyclone temperature difference;
Comparing the calculated temperature difference with a preset reference value;
Changing the opening / closing rate of the throttle valve by sending a control signal to the throttle valve of the cyclone if the temperature difference is greater than or equal to the reference value; And
Maintaining the opening and closing rate of the throttling valve when the temperature difference is smaller than the reference value
Wherein the circulating fluidized bed boiler is a circulating fluidized bed. 제9항에 있어서,
상기 연소로의 온도를 측정하는 공정에서는, 상기 싸이클론으로부터 유동입자를 받아들이는 상기 연소로의 하부 입구마다 설치된 온도센서로부터 해당 위치에서의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어방법. 10. The method of claim 9,
Wherein the temperature at the position is measured by a temperature sensor provided at each lower inlet of the combustion furnace for receiving the fluidized particles from the cyclone in the step of measuring the temperature of the combustion furnace, Method of Controlling Particle Circulation. 제10항에 있어서,
상기 온도의 범위 또는 변화 상태를 모니터링하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어방법. 11. The method of claim 10,
Further comprising the step of monitoring a temperature range or a changing state of the circulating fluidized bed boiler. 제9항에 있어서,
상기 교축밸브의 열손상을 방지하기 위해 냉각하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러의 싸이클론 유동입자 순환량 제어방법. 10. The method of claim 9,
Further comprising the step of cooling the throttling valve to prevent thermal damage to the throttling valve.
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