KR101690384B1 - Waste heat recovery apparatus for combustion furnace and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐열 회수용 열교환기에서 나오는 포화증기의 유로를 제어하여 공정용 증기 또는 전기의 생산량을 조절하는 유로제어기를 포함하여, 폐열 회수용 열교환기의 가동률을 상시 최대수준으로 유지하는 동시에 생산된 포화증기를 효과적으로 재이용할 수 있는 연소로 폐열회수장치 및 연소로 폐열회수방법에 관한 것이다.The present invention includes a flow controller for controlling the flow rate of saturated steam from a waste heat recovery heat exchanger to regulate the production amount of steam for the process or electric power to maintain the operation rate of the waste heat recovery heat exchanger at the maximum level at all times, And more particularly, to a waste heat recovery apparatus and a combustion furnace waste heat recovery method capable of effectively reusing saturated steam.

Description

연소로 폐열회수장치 및 연소로 폐열회수방법{ Waste heat recovery apparatus for combustion furnace and method thereof }BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waste heat recovery apparatus for a combustion furnace,

본 발명은 산업 분야에서 공정용 증기 생산 또는 발전용 증기생산을 목적으로 하는 보일러 또는 고온의 배가스가 배출되는 각종 연소로를 대상으로 하며, 연소로의 연도 배가스가 보유하는 폐열을 회수하여 전력 및 공정용 증기를 병행 생산하는 기술로써, 산업용 보일러 폐열의 회수 및 재이용을 통해 에너지를 절감할 수 있는 연소로 폐열회수장치 및 연소로 폐열회수방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a boiler for producing steam for the production process or steam for power generation in an industrial field or various combustion furnaces for discharging a high temperature flue gas and recovering the waste heat held by the flue gas of the furnace, The present invention relates to a waste heat recovery apparatus and a waste heat recovery method for a combustion furnace capable of reducing energy through recovery and reuse of waste heat of an industrial boiler.

통상적인 산업용 보일러는 화석연료의 연소열을 이용하여 증기를 발생시키고 이를 주 증기드럼에서 수집한 다음 필요한 용도로 사용한다. 일예로, 발전용 보일러의 경우, 과열기에서 포화증기를 과열시킨 다음 터빈으로 송기 하여 증기가 보유하는 에너지를 축 동력으로 전환 시킨다. 이때 과열기 출구 증기는 128 bar, 540℃ 에 이르는 고온,고압 상태를 유지한다.Conventional industrial boilers use the heat of combustion of fossil fuels to generate steam, which is collected in the main steam drum and then used as needed. For example, in the case of a power generating boiler, the saturated steam is overheated in a superheater and then sent to the turbine to convert the energy held by the steam into an axial force. At this time, the superheater outlet steam maintains the high temperature and high pressure state up to 128 bar, 540 ℃.

보일러에서 증기를 연소시키고 난 후의 연소 배가스는 배가스 덕트를 통과하여 최종적으로는 연돌을 통하여 대기중으로 방출된다. 보일러 출구의 연소 배가스는 350℃이상의 고온 상태이기 때문에 열에너지를 보유하고 있고, 이러한 열에너지의 량이 많을수록 보일러의 열 이용 효율은 저하된다.After burning the steam in the boiler, the combustion flue gas passes through the exhaust gas duct and eventually is discharged to the atmosphere through the stack. Since the combustion exhaust gas at the boiler outlet is in a high temperature state of 350 ° C or more, it has heat energy, and the heat utilization efficiency of the boiler decreases as the amount of such heat energy increases.

보일러의 열 이용 효율을 높이는 방법으로는 통상적으로, 연소 배가스 열을 이용하여 버너에 공급되는 연소용 공기를 예열하기 위한 공기예열기를 배가스 덕트에 설치하여 왔다. 이렇게 함으로써 350℃ 수준의 연소 배가스 온도를 180~220℃ 까지 저하시킬 수 있어 보일러의 열 이용 효율이 증대된다.As a method for increasing the heat utilization efficiency of the boiler, an air preheater for preheating combustion air supplied to the burner by using combustion exhaust gas heat has been installed in the exhaust gas duct. By doing so, the combustion exhaust gas temperature of 350 ° C can be lowered to 180 ~ 220 ° C, and the heat utilization efficiency of the boiler is increased.

그러나 이러한 에너지 절감 수단의 적용함에도 불구하고 배가스 덕트를 통하여 배출되는 연소 배가스의 온도는 180~220℃에 이르고 있으며 이로 인하여 보일러에 투입되는 열에너지의 10% 이상이 배가스를 통하여 대기중으로 손실되고 있는 실정이다. However, despite the application of these energy saving measures, the temperature of the combustion exhaust gas discharged through the exhaust gas duct reaches 180 to 220 ° C., and therefore, more than 10% of the thermal energy supplied to the boiler is lost to the atmosphere through the exhaust gas .

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래의 연소로 폐열회수장치로는 일본공개특허 제2008-096087호에 기재된 것이 있다.A conventional waste heat recovery apparatus for solving such a problem is disclosed in Japanese Laid-Open Patent Application No. 2008-096087.

일본공개특허 제2008-096087호에 기재된 종래의 증기 보일러는, 터빈으로부터의 배기가스와 물 사이에 열교환을 실시하는 열교환기를 갖추고 있어 급수 라인에서 공급되는 물을 터빈으로부터의 배기가스에 의해 가열해 증기를 발생시키게 되어 있다.The conventional steam boiler disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2008-096087 has a heat exchanger that performs heat exchange between exhaust gas from a turbine and water, and heats water supplied from the water supply line by exhaust gas from a turbine, .

열교환기의 전열관을 흐르는 온수는 배기가스 유로를 흐르는 배기가스에 의해 가열되어 증기가 되고, 증기는 제1 증기 라인을 통하여 기수 분리기에 도입된다. 그리고 기수 분리기에서는, 증기와 물이 서로 분리되어 증기만이 제2 증기 라인을 통하여 수요처에 공급된다. 제2 증기 라인에는 압력계가 설치되어 있어 이 압력계에 의해 열교환기로 발생한 증기의 압력이 계측된다. The hot water flowing through the heat transfer tube of the heat exchanger is heated by the exhaust gas flowing through the exhaust gas flow path to become the steam, and the steam is introduced into the water separator through the first steam line. In the steam separator, the steam and the water are separated from each other, and only the steam is supplied to the customer through the second steam line. A pressure gauge is installed in the second steam line, and the pressure of the steam generated in the heat exchanger is measured by the pressure gauge.

또한, 기수 분리기에는, 제2 증기 라인에 가세해 증기 개방 라인이 접속되어 있다. 이들 제2 증기 라인으로 증기 개방 라인과는 바이패스 라인을 통하여 연통하고 있다. 바이패스 라인에는 증기 개방 밸브가 설치되어 있어 정상 시에는 증기 개방 밸브는 닫혀 있다. 제2 증기 라인을 흐르는 증기의 압력은, 압력계를 통하여 제어부에 의해 상시 감시되고 있다. 그리고 제2 증기 라인을 흐르는 증기의 압력이 상승해 소정의 제1 값에 이르면, 제어부는 증기 개방 밸브에 지령을 보내, 증기 개방 밸브를 열도록 구성되어 있다. 이것에 의해 증기는 제2 증기 라인으로부터 바이패스 라인을 통하여 증기 개방 라인에 흘러들어, 대기에 방출된다.Further, the steam separator is connected to the steam opening line in addition to the second steam line. These second steam lines communicate with the steam opening line through a bypass line. The bypass line is equipped with a steam opening valve, which normally closes the steam opening valve. The pressure of the steam flowing through the second steam line is constantly monitored by the control unit through the pressure gauge. When the pressure of the steam flowing through the second steam line rises and reaches a predetermined first value, the control unit sends an instruction to the steam opening valve to open the steam opening valve. This causes the steam to flow from the second steam line through the bypass line to the vapor release line and to the atmosphere.

증기 개방 라인에는 안전밸브가 설치되어 있어 열교환기로 발생한 증기의 압력이 과도하게 상승해 소정의 제2 값에 이르면, 안전밸브가 자동으로 열려 증기를 대기에 방출하게 되어 있다. A safety valve is installed in the steam opening line so that when the pressure of the steam generated in the heat exchanger excessively rises to reach a predetermined second value, the safety valve is automatically opened to discharge the steam to the atmosphere.

그러나, 종래의 연소로 폐열회수장치는 수요처에 공급되는 증기의 압력이 설정치 이상으로 상승하면 증기의 일부를 대기로 방출하기 때문에, 대기로 방출된 증기를 재이용하지 못하는 문제점이 있다.
However, in the conventional waste heat recovery apparatus, when the pressure of the steam supplied to the customer is higher than the set value, some of the steam is discharged to the atmosphere, so that the steam discharged to the atmosphere can not be reused.

일본공개특허 제2008-096087호Japanese Patent Laid-Open No. 2008-096087

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 폐열 회수용 열교환기에서 나오는 포화증기의 유로를 제어하여 공정용 증기 또는 전기의 생산량을 조절하는 유로제어기를 포함하여, 폐열 회수용 열교환기의 가동율을 상시 최대수준으로 유지하는 동시에 생산된 포화증기를 효과적으로 재이용할 수 있는 연소로 폐열회수장치 및 연소로 폐열회수방법을 제공함에 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a waste heat recovering heat exchanger including a flow controller for controlling a flow rate of saturated steam from a waste heat recovery heat exchanger, And it is an object of the present invention to provide a waste heat recovery apparatus and a combustion furnace waste heat recovery method which can maintain the utilization rate at the maximum level at all times and can effectively reuse the produced saturated steam.

전술한 목적을 해결하기 위하여, 본 발명의 연소로 폐열회수장치는, 연소로; 상기 연소로에서 배출되는 배기가스와 열교환 하여 포화증기를 발생시키는 폐열 회수용 열교환기; 상기 폐열 회수용 열교환기에서 나오는 상기 포화증기의 유로를 제어하여 공정용 증기 또는 전기의 생산량을 조절하는 유로제어기;를 포함한다.In order to solve the above-mentioned object, the combustion furnace waste heat recovery apparatus of the present invention comprises: a combustion furnace; A waste heat recovery heat exchanger for heat-exchanging the exhaust gas discharged from the combustion furnace to generate saturated steam; And a flow controller for controlling the flow path of the saturated steam from the waste heat recovery heat exchanger to regulate the production amount of the process steam or electricity.

또한, 상기 공정용 증기는 상기 포화증기를 가압하는 가압챔버에서 생성된다.In addition, the process steam is generated in a pressurizing chamber that pressurizes the saturated steam.

또한, 상기 전기는 상기 포화증기의 팽창으로 축동력을 발생시키는 팽창터빈에 의해 생성된다.Further, the electricity is generated by an expansion turbine which generates a shaking force by the expansion of the saturated steam.

또한, 상기 가압챔버에는 상기 연소로에서 생산되는 과열증기의 일부가 공급되어 상기 포화증기와 혼합된다.A portion of the superheated steam produced in the combustion furnace is supplied to the pressurizing chamber and mixed with the saturated steam.

본 발명의 연소로 폐열회수방법은, 연소로에서 배출되는 배기가스에 의해 폐열 회수용 열교환기에서 포화증기를 생성하는 단계; 및 상기 포화증기의 유로를 제어하여 가압챔버 또는 팽창터빈으로 공급되는 상기 포화증기의 양을 조절하는 단계;를 포함한다.The method for recovering waste heat of a combustion furnace according to the present invention includes the steps of generating saturated steam in a waste heat recovery heat exchanger by exhaust gas discharged from a combustion furnace; And controlling the flow path of the saturated steam to adjust the amount of the saturated steam supplied to the pressurizing chamber or the expansion turbine.

또한, 상기 가압챔버에 상기 연소로에서 생산된 과열증기의 일부를 공급하여 공정용 증기를 생성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include supplying a portion of the superheated steam produced in the combustion furnace to the pressurizing chamber to generate steam for the process.

본 발명의 또 다른 연소로 폐열회수방법은, 연소로에서 배출되는 배기가스에 의해 폐열 회수용 열교환기에서 포화증기를 생성하는 단계; 공장의 에너지수요상황을 판단하는 단계; 상기 에너지수요상황이 공정용 증기의 수요가 증가한 것으로 판단되면 가압챔버로 공급되는 상기 포화증기의 양을 증가시키는 단계;를 포함한다.Another waste heat recovery method of the present invention includes the steps of generating saturated steam in a waste heat recovery heat exchanger by exhaust gas discharged from a combustion furnace; Determining the energy demand situation of the factory; And increasing the amount of the saturated steam supplied to the pressurizing chamber when the energy demand situation indicates that the demand for the process steam is increased.

본 발명의 또 다른 연소로 폐열회수방법은, 연소로에서 배출되는 배기가스에 의해 폐열 회수용 열교환기에서 포화증기를 생성하는 단계; 계절을 판단하는 단계; 상기 계절이 하절기로 판단되면 팽창터빈으로 공급되는 상기 포화증기의 양을 증가시키는 단계;를 포함한다.
Another waste heat recovery method of the present invention includes the steps of generating saturated steam in a waste heat recovery heat exchanger by exhaust gas discharged from a combustion furnace; Determining a season; And increasing the amount of the saturated steam supplied to the expansion turbine if the season is determined to be a summer season.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.The present invention has the following effects.

폐열 회수용 열교환기에서 나오는 포화증기의 유로를 제어하여 공정용 증기 또는 전기의 생산량을 조절하는 유로제어기를 포함하므로, 폐열 회수용 열교환기의 가동률을 상시 최대수준으로 유지하는 동시에 생산된 포화증기를 대기중으로 버리지 않고 재이용할 수 있다.And the flow controller for controlling the flow rate of the saturated steam coming from the heat exchanger for waste heat recovery to control the production steam or electricity of the process. Therefore, the operation rate of the waste heat recovery heat exchanger is maintained at the maximum level at all times, It can be reused without throwing it into the atmosphere.

또한, 포화증기를 가압챔버로 공급해 공정용 증기를 생산 또는 팽창터빈으로 공급해 전기를 생산하여, 포화증기를 효과적으로 재이용할 수 있다.In addition, the saturated steam can be supplied to the pressurized chamber to supply the process steam to the production or expansion turbine to produce electricity, thereby effectively reusing the saturated steam.

또한, 연소로에서 생산된 과열증기의 일부를 가압챔버에 공급하여 포화증기와 혼합하기 때문에, 포화증기를 승온 및 승압하기 위한 추가적인 에너지를 절약할 수 있다.Further, since a part of the superheated steam produced in the combustion furnace is supplied to the pressurizing chamber and mixed with the saturated steam, it is possible to save additional energy to raise and raise the saturated steam.

또한, 에너지수요상황이 공정용 증기의 수요가 증가한 것으로 판단되면 가압챔버로 공급되는 상기 포화증기의 양을 증가시키므로, 공장의 에너지수요상황에 따라 포화증기를 효과적으로 이용할 수 있다.In addition, when the energy demand situation increases the demand of the process steam, the amount of the saturated steam supplied to the pressurization chamber is increased, so that the saturated steam can be effectively used according to the energy demand situation of the factory.

또한, 계절이 하절기로 판단되면 팽창터빈으로 공급되는 상기 포화증기의 양을 증가시키는 단계를 포함하므로, 계절 변화에 따라 포화증기를 효과적으로 이용할 수 있다.
Further, when the season is determined as a summer season, the amount of the saturated steam supplied to the expansion turbine is increased, so that the saturated steam can be effectively used according to the seasonal change.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소로 폐열회수장치의 구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a combustion furnace waste heat recovery apparatus according to a preferred embodiment of the present invention; FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소로 폐열회수장치의 구성도이다.
1 is a configuration diagram of a waste heat recovery apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소로 폐열회수장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 연소로(1);와, 연소로(1)에서 배출되는 배기가스와 열교환 하여 포화증기를 발생시키는 폐열 회수용 열교환기(100);와, 폐열 회수용 열교환기(100)에서 나오는 상기 포화증기의 유로를 제어하여 공정용 증기 또는 전기의 생산량을 조절하는 유로제어기(150);를 포함하여 이루어진다.1, a combustion furnace waste heat recovery apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes a combustion furnace 1, a waste heat generating heat exchanger 2 for exchanging heat with the exhaust gas discharged from the combustion furnace 1, And a flow controller 150 for controlling the flow rate of the saturated steam from the waste heat recovery heat exchanger 100 to control the production amount of steam or electricity for the process.

공정용 증기는 상기 포화증기를 가압하는 가압챔버(160)에서 생성되고, 전기는 상기 포화증기의 팽창으로 축동력을 발생시키는 팽창터빈(180)에 의해 생성된다.
Process steam is generated in a pressurized chamber 160 that pressurizes the saturated steam and electricity is generated by an expansion turbine 180 that generates a thrust by the expansion of the saturated steam.

연소로(1)는, 연료의 연소열을 이용하여 고온고압의 증기를 발생시키고 이는 주 증기드럼(15)에 수집된다. 주 증기드럼(15)에 수집된 증기는 필요한 곳으로 송기 되어 사용된다. 이하에는 발전용 보일러로 사용되는 연소로(1)를 예로 들어 설명하도록 한다. The combustion furnace 1 generates high-temperature and high-pressure steam using the heat of combustion of the fuel, which is collected in the main steam drum 15. The steam collected in the main steam drum 15 is used by being sent to a necessary place. Hereinafter, the combustion furnace 1 used as a power generation boiler will be described as an example.

도 1에 도시한 바와 같이, 과열기(10)에서는 연소로(1)에서 생성된 증기를 과열시켜 128bar, 540℃에 이르는 고온고압의 과열증기를 배출하고, 배출된 과열증기는 터빈(미도시)으로 공급되어 전기를 생산한다.1, in the superheater 10, superheated steam generated in the combustion furnace 1 is discharged to discharge superheated steam of high temperature and high pressure up to 128 bar and 540 ° C., and discharged superheated steam is supplied to a turbine (not shown) To produce electricity.

연소로(1)에서 연소 시 생성된 배기가스는 배가스 덕트(50)의 내부를 유동하여 연돌(70)을 통해, 대기중으로 방출된다. 연소로(1)에서 배출되는 배가스, 즉 배기가스의 온도는 350℃ 정도이다.The exhaust gas generated at the time of combustion in the combustion furnace 1 flows inside the exhaust gas duct 50 and is discharged into the atmosphere through the stack 70. The temperature of the exhaust gas discharged from the combustion furnace 1, that is, the exhaust gas, is about 350 ° C.

350℃의 배기가스는 배가스 덕트(50)에 설치된 공기예열기(55)를 통과하여 145~200℃까지 저하된다. 즉, 공기예열기(55)는 350℃의 배기가스의 열을 이용하여 버너(20)에 공급되는 연소용 공기를 예열함으로써, 열 이용 효율을 증대시킨다.The exhaust gas at 350 占 폚 passes through the air preheater 55 provided in the exhaust gas duct 50 and falls to 145 to 200 占 폚. That is, the air preheater 55 preheats the combustion air supplied to the burner 20 by using the heat of the exhaust gas at 350 ° C, thereby increasing the heat utilization efficiency.

또한, 공기예열기(55)를 통과하여 배출된 145~200℃의 배기가스는 폐열 회수용 열교환기(100)에 입력된다. 그리고 급수가 가압펌프(120)를 이용하여 폐열 회수용 열교환기(100)의 내부 압력까지 가압 되어 폐열 회수용 열교환기(100)에 공급된다.The exhaust gas at 145 to 200 ° C., which is exhausted through the air preheater 55, is input to the waste heat recovery heat exchanger 100. Then, the feed water is pressurized to the internal pressure of the waste heat recovery heat exchanger 100 using the pressurization pump 120, and is supplied to the waste heat recovery heat exchanger 100.

그래서 폐열 회수용 열교환기(100)에 공급된 배기가스와 급수가 열교환, 즉 배기가스 열에 의해 급수가 가열되어 120~160℃의 상기 포화증기를 발생시킨다.Thus, the exhaust gas supplied to the waste heat recovery heat exchanger 100 and the feed water are heat-exchanged, that is, the feed water is heated by the exhaust gas heat to generate the saturated steam at 120 to 160 ° C.

폐열 회수용 열교환기(100)에서 발생된 120~160℃의 상기 포화증기는 포화증기 탱크(110)에 저장된다. 그리고 폐열 회수용 열교환기(100)에서 배출된 110℃의 배기가스는 흡인송풍기(60)를 거쳐 연돌(70)을 통해 대기중으로 방출된다.The saturated steam generated at the waste heat recovery heat exchanger 100 at 120 to 160 ° C is stored in the saturated steam tank 110. The exhaust gas at 110 ° C discharged from the waste heat recovery heat exchanger 100 is discharged to the atmosphere through the stack 70 via the suction blower 60.

이러한 폐열 회수용 열교환기(100)로 인해 연돌(70)을 통하여 최종적으로 배출되는 배기가스의 온도를 저하시킴으로써 배기가스가 보유하는 열에너지를 최대로 회수할 수 있어 보일러를 포함한 연소로(1)의 에너지 이용효율을 증대시킬 수 있다.Since the waste heat recovery heat exchanger 100 reduces the temperature of the exhaust gas finally discharged through the stack 70, it is possible to maximally recover the heat energy held by the exhaust gas, The energy utilization efficiency can be increased.

한편, 포화증기 탱크(110)에 수집된 상기 포화증기는 유로제어기(150)로 이동한다.Meanwhile, the saturated steam collected in the saturated steam tank 110 is transferred to the flow controller 150.

그래서 유로제어기(150)는 폐열 회수용 열교환기(100)에서 생성된 상기 포화증기를 가압챔버(160) 또는 팽창터빈(180)으로 공급시킨다. 유로제어기(150)를 이용하여 상기 포화증기로 회수된 에너지를 공장의 에너지 소요상황에 대응하여 최적의 비율로 사용할 수 있는 장점이 있다.Thus, the flow controller 150 supplies the saturated steam generated in the waste heat recovery heat exchanger 100 to the pressure chamber 160 or the expansion turbine 180. The energy recovered by the saturated steam using the oil line controller 150 can be used at an optimum ratio corresponding to the energy requirement of the factory.

팽창터빈(180)은 상기 포화증기가 보유하는 열 에너지를 축 동력으로 전환시켜 전기를 생산하며, 그 후단에는 응축기(185)가 설치된다.The expansion turbine 180 generates electricity by converting thermal energy held by the saturated steam into an axial force, and a condenser 185 is installed at the rear end thereof.

또한, 팽창터빈(180)은 일반적인 증기터빈에 비하여 상대적으로 온도와 압력이 낮은 저급의 상기 포화증기를 팽창시키며, 터빈 타입, 베인 타입, 실린더 타입 등 다양한 형태의 팽창기가 적용될 수 있다.In addition, the expansion turbine 180 inflates the low-temperature saturated steam having a relatively low temperature and pressure as compared with a general steam turbine, and various types of inflators such as a turbine type, a vane type, and a cylinder type can be applied.

가압챔버(160)는 저온, 저압의 상기 포화증기를 공정에서 요구되는 압력까지 승압시켜 공정용 증기를 생산한다. 가압챔버(160)는 기계적인 압축방법, 증기 이젝터를 이용한 열적 압축방법이 적용될 수 있다.The pressurization chamber 160 pressurizes the saturated vapor at a low temperature and a low pressure to a pressure required in the process to produce a process vapor. The pressure chamber 160 may be a mechanical compression method or a thermal compression method using a steam ejector.

또한, 가압챔버(160)에서 승온, 승압된 공정용 증기는 공장의 증기배관망(165) 등에 공급되어, 각 수요처에서 사용된다. In addition, the process steam heated and boosted in the pressurizing chamber 160 is supplied to the steam pipe 165 and the like in the factory, and is used in each customer.

또한, 가압챔버(160)에는 연소로(1)의 과열기(10)에서 생산된 과열증기의 일부가 감압밸브(14)를 통과한 후 공급되어 상기 포화증기와 혼합된다. 즉, 가압챔버(160)에서 상기 포화증기의 승온 및 승압은 과열증기의 일부를 이용하여 이루어지므로, 추가로 투입되는 에너지를 절약할 수 있다.A part of superheated steam produced in the superheater 10 of the combustion furnace 1 is supplied to the pressure chamber 160 after passing through the pressure reducing valve 14 and mixed with the saturated steam. That is, since the temperature of the saturated vapor and the pressure of the saturated vapor in the pressurizing chamber 160 are made by using a part of the superheated steam, additional energy can be saved.

본 발명의 연소로(1)의 폐열회수방법은 연소로(1)에서 배출되는 배기가스에 의해 폐열 회수용 열교환기(100)에서 상기 포화증기를 생성하는 단계와, 상기 포화증기의 유로를 제어하여 가압챔버(160) 또는 팽창터빈(180)으로 공급되는 상기 포화증기의 양을 조절하는 단계를 포함하여 이루어진다. 또한, 가압챔버(160)에 연소로(1)에서 생산된 과열증기의 일부를 공급하여 공정용 증기를 생성하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.A waste heat recovery method of a combustion furnace (1) according to the present invention includes the steps of generating the saturated steam in a waste heat recovery heat exchanger (100) by exhaust gas discharged from a combustion furnace (1) And adjusting the amount of the saturated steam supplied to the pressurizing chamber (160) or the expansion turbine (180). In addition, the method further comprises the step of supplying a part of the superheated steam produced in the combustion furnace 1 to the pressurizing chamber 160 to generate the process steam.

다시 설명하면, 배기가스의 열로 상기 포화증기를 생성하는 단계는 폐열 회수용 열교환기(100)에서 이루어진다.In other words, the step of generating the saturated steam by the heat of the exhaust gas is performed in the waste heat recovery heat exchanger 100.

그 후, 생성된 상기 포화증기의 유로를 제어하여 가압챔버(160) 또는 팽창터빈(180)으로 공급되는 상기 포화증기의 양을 조절하는 단계는, 유로제어기(150)에서 상기 포화증기의 유로를 가압챔버(160) 또는 팽창터빈(180)으로 제어하여 공정용 증기와 전기의 생산량을 조절한다.Thereafter, the step of controlling the flow path of the saturated steam to regulate the amount of the saturated steam supplied to the pressure chamber 160 or the expansion turbine 180 may be performed by controlling the flow path of the saturated steam in the flow path controller 150 And controls the pressurization chamber 160 or the expansion turbine 180 to regulate the production of steam and electricity for the process.

또한, 가압챔버(160)에 연소로(1)에서 생산된 과열증기의 일부를 공급하여 공정용 증기를 생성하는 단계는, 가압챔버(160)에서 상기 포화증기 및 과열증기가 혼합되어 이루어진다. 가압챔버(160)에서 생성된 공정용 증기는 증기배관망(165)에 공급되어 각 수요처에서 사용되고, 팽창터빈(180)에서는 상기 포화증기를 팽창시켜 축동력을 발생시킴으로써 전기를 생산하게 된다.The step of supplying a part of the superheated steam produced in the combustion furnace 1 to the pressurizing chamber 160 to generate the process steam is performed by mixing the saturated steam and the superheated steam in the pressurization chamber 160. The process steam generated in the pressurizing chamber 160 is supplied to the steam pipe 165 to be used in each customer. In the expansion turbine 180, the saturated steam is expanded to generate a shaking force to produce electricity.

그리고 공장의 에너지수요상황을 판단하는 단계와, 상기 에너지수요상황이 공정용 증기의 수요가 증가한 것으로 판단되면 가압챔버(160)로 공급되는 상기 포화증기의 양을 증가시키는 단계를 포함하여 공장의 운영상황에 따라 상기 포화증기를 효과적으로 이용할 수 있다.Determining the energy demand situation of the plant and increasing the amount of the saturated steam supplied to the pressure chamber 160 when the energy demand situation indicates that the demand for the process steam is increased, The saturated steam can be effectively used depending on the situation.

또한, 계절을 판단하는 단계와, 상기 계절이 하절기로 판단되면 팽창터빈(180)으로 공급되는 상기 포화증기의 양을 증가시키는 단계를 포함하여 계절변화에 따라 상기 포화증기를 효과적으로 이용할 수 있다.
In addition, the step of determining the season and the step of increasing the amount of the saturated steam supplied to the expansion turbine 180 when the season is determined as a summer season can effectively use the saturated steam according to the seasonal change.

전술한 바와 같이, 가압챔버(160) 또는 팽창터빈(180)으로 공급되는 상기 포화증기의 양은 증기의 사용목적 및 수요량에 따라 유로제어기(150)에서 임의 조정될 수 있다. 즉, 팽창터빈(180)을 이용한 전력 생산수요가 많을 경우에는 팽창터빈(180)으로 공급되는 상기 포화증기의 양을 증가시키고, 반대로 공정용 증기의 수요가 많은 경우에는 가압챔버(160)로 공급되는 상기 포화증기의 양을 증가시킨다.As described above, the amount of the saturated steam supplied to the pressurizing chamber 160 or the expansion turbine 180 can be arbitrarily adjusted in the flow controller 150 according to the purpose and amount of use of the steam. That is, when the demand for power production using the expansion turbine 180 is high, the amount of the saturated steam supplied to the expansion turbine 180 is increased. On the other hand, when the demand for the process steam is high, Thereby increasing the amount of said saturated steam.

공장의 에너지 수요상황은 공장의 운영상황, 계절의 변동 등에 따라 수시로 변화되므로, 공정용 증기의 수요가 많은 경우에는 유로제어기(150)에서 가압챔버(160)로 공급되는 상기 포화증기의 양을 증가시켜 최적의 에너지 공급 및 수급 체계를 확보할 수 있다. 또한, 하절기에는 난방 수요가 줄어들기 때문에 공정용 증기에 대한 수요가 동절기에 비하여 많이 줄어들므로, 유로제어기(150)에서 팽창터빈(180)으로 공급되는 상기 포화증기의 양을 증가시켜 전기를 생산한다.Since the energy demand situation of the plant changes frequently depending on the operation status of the plant and seasonal fluctuations, when the demand for the process steam is large, the amount of the saturated steam supplied from the flow controller 150 to the pressurizing chamber 160 is increased Thereby ensuring optimal energy supply and supply and demand. In addition, since the demand for heating is reduced in the summer season, the demand for the process steam is greatly reduced compared with the winter season, so that the amount of the saturated steam supplied from the flow controller 150 to the expansion turbine 180 is increased to produce electricity .

이상과 같이, 에너지 수요변화에 대한 대응능력이 확보되어, 폐열 회수용 열교환기(100)의 가동률, 즉 폐열 회수량을 상시 최대수준으로 유지하는 동시에, 생산된 상기 포화증기를 대기 중으로 버리지 않고 재이용할 수 있다.
As described above, the ability to cope with the change in energy demand is secured, and the operation rate of the waste heat recovery heat exchanger 100, that is, the waste heat recovery amount is maintained at the maximum level at all times, and the produced saturated steam is reused can do.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 됨을 부언한다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. It goes without saying that such changes are within the scope of the claims.

1: 연소로 10: 과열기
14: 감압밸브 15: 주 증기드럼
20: 버너 50: 배가스 덕트
55: 공기예열기 60: 흡인송풍기
70: 연돌 100: 폐열 회수용 열교환기
110: 포화증기 탱크 120: 가압펌프
150: 유로제어기 160: 가압챔버
165: 증기배관망 180: 팽창터빈
185: 응축기1: combustion furnace 10: superheater
14: Pressure reducing valve 15: Main steam drum
20: burner 50: exhaust gas duct
55: air preheater 60: suction blower
70: stack 100: heat exchanger for waste heat recovery
110: Saturated steam tank 120: Pressure pump
150: flow controller 160: pressure chamber
165: steam pipe network 180: expansion turbine
185: condenser

Claims (8)

연소로;
상기 연소로에서 발생된 증기가 수집되는 주 증기드럼;
상기 연소로에서 생성된 상기 증기를 과열시켜, 터빈으로 공급되는 과열증기를 배출하는 과열기;
상기 연소로에서 생성된 배기가스가 내부를 유동하는 배가스 덕트;
상기 배가스 덕트를 유동하는 상기 배기가스를 대기중으로 방출하는 연돌;
상기 배가스 덕트에 설치되어 상기 배기가스가 통과되고, 상기 배기가스의 열을 이용하여 버너(20)에 공급되는 연소용 공기를 예열하는 공기예열기;
상기 공기예열기를 통과한 상기 배기가스가 입력되어, 상기 배기가스와 급수가 열교환하여 포화증기를 발생시키는 폐열 회수용 열교환기;
상기 급수를 상기 폐열 회수용 열교환기의 내부 압력까지 가압하여 상기 폐열 회수용 열교환기에 공급하는 가압펌프;
상기 폐열 회수용 열교환기에서 발생된 상기 포화증기가 저장되는 포화증기 탱크;
상기 포화증기 탱크로부터 이동된 상기 포화증기의 유로를 제어하여, 공정용 증기 또는 전기의 생산량을 조절하는 유로제어기;
상기 유로제어기에서 공급되는 상기 포화증기의 팽창으로 축동력을 발생시켜 상기 전기를 생성하는 팽창터빈;
상기 유로제어기에서 공급되는 상기 포화증기를 가압하여 상기 공정용 증기를 생성하는 가압챔버;를 포함하되,
상기 폐열 회수용 열교환기에서 배출된 상기 배기가스는 흡인송풍기를 거쳐 상기 연돌을 통해 대기중으로 방출되고,
상기 가압챔버에는, 상기 과열기에서 생산된 상기 과열증기의 일부가 감압밸브를 통과한 후 공급되어 상기 포화증기와 혼합되는 연소로 폐열회수장치.
Combustion furnace;
A main steam drum for collecting steam generated in the combustion furnace;
A superheater for superheating the steam generated in the combustion furnace to discharge superheated steam supplied to the turbine;
A flue gas duct through which the exhaust gas generated in the combustion furnace flows;
A stack for discharging the exhaust gas flowing through the exhaust gas duct to the atmosphere;
An air preheater installed in the exhaust gas duct to pass the exhaust gas and to preheat the combustion air supplied to the burner 20 using the heat of the exhaust gas;
A waste heat recovery heat exchanger to which the exhaust gas having passed through the air preheater is inputted and the exhaust gas and the water are heat-exchanged to generate saturated steam;
A pressurizing pump for pressurizing the feed water to an internal pressure of the waste heat recovery heat exchanger and supplying the pressurized water to the waste heat recovery heat exchanger;
A saturated steam tank in which the saturated steam generated in the waste heat recovery heat exchanger is stored;
A flow controller for controlling the flow path of the saturated vapor transferred from the saturated steam tank to regulate the production amount of the process steam or electricity;
An expansion turbine generating an electric power by generating a shaft force by expansion of the saturated steam supplied from the flow path controller;
And a pressurizing chamber for pressurizing the saturated steam supplied from the flow controller to generate the process steam,
The exhaust gas discharged from the waste heat recovery heat exchanger is discharged to the atmosphere through the stack through the suction blower,
Wherein the pressure chamber is supplied with a part of the superheated steam produced in the superheater after passing through a pressure reducing valve and mixed with the saturated steam.
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