KR101751188B1 - 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러 및 그 연소 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러의 측단면 등가 구성 및 회로 전개도.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 송풍기의 사시도.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 배기가스 재순환용 가스순환기의 구성도로서, 도 4a는 종단면도이도, 도 4b는 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초저 질소산화물(NOx) 보일러의 운전 제어 수순도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 운전 제어에 따라 운전되는 보일러의 부하별 NOx 측정 그래프.
Claims (10)
- 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러에 있어서, 불꽃이 연소되는 연소실과 상기 연소된 후의 가스를 연도로 배출하는 배기가스 배출통로와, 입력되는 연료와 연소용 공기의 혼합비에 대응하는 불꽃을 상기 연소실에 제공하는 버너 및 상기 연소실의 불꽃에 의해 내부에 채워진 물을 가열하여 가열된 유체를 토출하는 보일러 동체와; 회전속도제어값에 대응하는 속도로 블로어를 회전시키는 전동기와, 상기 전동기의 구동에 의하여 제1유입구로 유입되는 연소불꽃 온도조절용 배기가스와 제2유입구로 유입되는 외부의 연소용 공기를 흡입·혼합하여 상기 버너의 연소공간으로 공급하는 송풍기와; 상기 배기가스 배출통로와 상기 제1유입구의 사이에 설치된 FGR통로와; 상기 배기가스 배출통로와 상기 FGR통로 사이에 유입개구와 배출개구가 형성된 통 형상의 가스포집 순환통이 설치되며, 상기 FGR통로의 단부인 순환관은 상기 가스포집 순환통의 내부로 연통되도록 설치되고 상기 순환관의 주위에는 배기가스 포집기가 설치되어 상기 배기가스의 배출통로로 배출되는 배기가스의 압력 증가에 따라 상기 배기가스를 제1유입구로 이송시키도록 구성된 가스순환기와; 상기 FGR통로에 설치되며 재순환개도값에 따라 개폐되는 FGR댐퍼 및 상기 송풍기의 연소용 공기흡기구에 설치되어 산소투입제어값에 따라 개폐되는 공기댐퍼를 포함하는 댐퍼부와; 상기 보일러 동체 내의 유체의 온도, 압력 중 적어도 하나 이상을 체크하여 보일러 부하량을 감지하는 부하감지기와; 보일러 부하 단위 구간별로 미리 설정된 재순환개도정보, 산소투입개도정보 및 송풍기 회전속도정보가 저장된 메모리를 구비하며, 상기 부하감지기에서 감지된 보일러 부하에 대응하는 보일러 부하 단위 구간의 재순환개도정보, 산소투입개도정보 및 회전속도정보를 상기 메모리로부터 액세스하여 현재 부하량에 대응한 재순환개도값, 산소투입개도값 및 회전속도제어값을 연산하여 상기 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개폐량과 송풍기의 회전속도를 제어하여 보일러를 운전하는 제어유닛을 구비함을 특징으로 하는 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러.
- 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러에 있어서, 불꽃이 연소되는 연소실과 상기 연소된 후의 가스를 배출하는 배기가스 배출통로와, 입력되는 연료와 연소용 공기의 혼합비에 대응하는 불꽃을 상기 연소실에 제공하는 버너 및 상기 연소실의 불꽃에 의해 내부에 채워진 물을 가열하여 가열된 유체를 토출하는 보일러 동체와; 회전속도제어값에 대응하는 속도로 블로어를 회전시키는 전동기를 가지며, 상기 전동기의 구동에 의하여 상기 배기가스 배출통로에 연결된 FGR통로를 통한 재순환 배기가스와 외부의 연소공기를 흡입·혼합하여 상기 버너의 연소공간으로 공급하는 송풍기와; 상기 배기가스 배출통로에 형성된 측정구에 프로브가 넣어지거나 탈거되며, 상기 프로브를 통해 배출통로상으로 배출되는 배기가스에 포함된 NOx의 량을 측정하여 출력하는 NOx측정장치와; 상기 FGR통로에 설치되며, 재순환개도값에 따라 개폐되는 FGR댐퍼 및 상기 송풍기의 연소용 공기흡기구에 설치되어 산소투입개도값에 따라 개폐되는 공기댐퍼를 포함하는 댐퍼부와; 상기 보일러 동체 내의 유체의 온도, 압력 중 적어도 하나 이상을 체크하여 보일러 부하량을 감지하는 부하감지기와; 시험운전모드 시, 보일러 부하 단위 구간별로 설정된 저 NOx 값이 되도록 보일러의 부하를 단위 구간으로 증가시켜가면서 운전하여 보일러 단위 구간의 부하량에 따른 재순환개도정보, 산소투입개도정보 및 송풍기 회전속도정보를 수득하여 운전 테이블에 저장하고, 정상운전 시 상기 부하감지기에 의해 감지된 현재 부하량에 대응한 부하 단위 구간의 재순환개도정보, 산소투입개도정보 및 회전속도정보를 상기 운전테이블로부터 읽어 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개폐정도 및 송풍기의 회전속도를 설정하기 위한 재순환개도값, 산소투입개도값 및 회전속도제어값을 산출하여 상기 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개도를 제어하여 배기가스재순환량과 외부의 연소공기량의 혼합비를 조절하고 송풍기의 회전속도를 제어하여 보일러 부하량에 따라 미리 설정된 NOx값 이하로 보일러가 운전되도록 동작하는 제어유닛을 포함함을 특징으로 하는 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러.
- 제2항에 있어서, 상기 배기가스 배출통로와 상기 FGR통로 사이에 유입개구와 배출개구가 형성된 통 형상의 가스순환기가 설치되며, 상기 가스순환기는 상기 FGR통로의 단부인 순환관이 그 내부로 연통되도록 설치되고 상기 순환관의 주위에는 배기가스 포집기가 설치되어 상기 배기가스의 배출통로로 배출되는 배기가스의 압력 증가에 따라 상기 배기가스를 상기 FGR통로로 이송시키는 가스포집 순환통임을 특징으로 하는 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러.
- 제3항에 있어서, 상기 배기가스 포집기는 배기가스가 배출되는 배출구 측에 포집판이 설치되며, 상기 포집판의 양측은 연도로부터 상기 순환관 방향으로 절곡되거나 만곡된 형상임을 특징으로 하는 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러.
- 불꽃이 연소되는 연소실과 상기 연소된 후의 가스를 연도로 배출하는 배기가스 배출통로와, 입력되는 연료와 연소용 공기의 혼합비에 대응하는 불꽃을 상기 연소실에 제공하는 버너 및 상기 연소실의 불꽃에 의해 내부에 채워진 물을 가열하여 가열된 유체를 토출하는 보일러 동체와; 회전속도제어값에 대응하는 속도로 블로어를 회전시키는 전동기를 가지며, 상기 전동기의 구동에 의하여 상기 배기가스 배출통로에 연결된 FGR통로를 통한 재순환 배기가스와 외부의 연소공기를 흡입·혼합하여 상기 버너의 연소공간으로 공급하는 송풍기와; 상기 배기가스 배출통로에 형성된 측정구에 프로브가 넣어지거나 탈거되며, 상기 프로브를 통해 배출통로상으로 배출되는 배기가스에 포함된 NOx의 량을 측정하여 출력하는 NOx측정장치와; 상기 FGR통로에 설치되며, 재순환개도값에 따라 개폐되는 FGR댐퍼 및 상기 송풍기의 연소용 공기흡기구에 설치되어 산소투입개도값에 따라 개폐되는 공기댐퍼를 포함하는 댐퍼부와; 상기 보일러 동체 내의 유체의 온도 또는 압력 중 적어도 하나 이상을 체크하여 보일러 부하량을 감지하는 부하감지기와; 상기 댐퍼부의 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개폐량을 조정하는 신호를 입력하는 입출력포트와, 보일러 부하 구간 단위별로 미리 설정된 재순환개도정보, 산소투입개도정보 및 송풍기 회전속도정보가 저장된 메모리를 구비하며, 상기 부하감지기에서 감지된 보일러 부하의 단위 구간에 대응하는 재순환개도정보, 산소투입개도정보 및 회전속도정보를 상기 메모리로부터 액세스하고, 상기 액세스된 정보들과 현재의 부하량으로 현재 부하량에 대응한 재순환개도값, 산소투입개도값 및 회전속도제어값을 산출하고 상기 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개폐량과 송풍기의 회전속도를 제어하여 보일러를 운전하는 제어유닛을 구비한 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러의 운전 제어 방법에 있어서, 시운전 모드 시, 보일러 단위 구간 부하별로 보일러를 운전하되, 상기 NOx측정장치에서 측정된 NOx 값이 미리 설정된 값 이하로 되도록 운전하여 부하 단위 구간별에 따른 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개도량을 설정하는 재순환개도정보, 산소투입개도정보 및 송풍기 회전속도정보를 수득하여 운전 테이블에 저장하는 보일러 부하 단위 구간별 운전 정보 수득 단계와; 상기 측정된 NOx의 량이 현재 보일러의 단위 구간 부하별로 설정된 값을 초과하는 경우 현재 측정된 NOx값이 단위 구간 부하별로 미리 설정된 NOx값 이하로 되도록 상기 입출력포트에 연결된 조절손잡이를 이용하여 상기 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개폐량을 조절하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러의 연소 제어 방법
- 제5항에 있어서, 상기 보일러 부하 단위 구간별 운전 정보 수득 단계는 보일러의 부하량 40%이하로 운전하여 상기 배기가스 배출통로부터 배출되는 NOx 측정값이 20ppm 이하가 되도록 상기 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개도량을 조절하여 상기 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개도정보를 운전테이블에 저장하는 초기운전단계와; 보일러의 부하량을 10% 단위 구간 씩 증가되도록 하여 보일러 부하가 100%일 때까지 운전하고, 보일러 부하 단위 구간별 상기 측정된 NOx 측정값이 10ppm 이하가 되도록 상기 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개도량을 조절하여 상기 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개도 값을 상기 운전테이블에 저장하는 단위 구간별 운전 정보 수득 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러의 연소 제어 방법.
- 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 보일러의 연소 제어 방법은 정상 운전 시, NOx 측정구에 넣어진 프로브를 꺼내여 NOx측정장치를 분리하는 단계와; 보일러 부하량을 감지하여 현재 단위 구간 부하량에 대응하는 재순환개도정보, 산소투입개도정보 및 송풍기 회전속도정보를 상기 운전테이블로부터 취득하고, 현재 부하량에 따른 FGR댐퍼값, 공기댐퍼값 및 송풍기의 회전속도 값을 산출하여 상기 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개도를 제어하여 배기가스재순환량과 외부의 연소공기량의 혼합비를 조절하고 송풍기의 회전속도를 제어하여 보일러 부하량에 따라 미리 설정된 NOx값 이하로 보일러가 운전하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러의 연소 제어 방법.
- 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러의 연소 제어 방법에 있어서, 불꽃이 연소되는 연소실과 상기 연소된 후의 가스를 연도로 배출하는 배기가스 배출통로와, 입력되는 연료와 연소용 공기의 혼합비에 대응하는 불꽃을 상기 연소실에 제공하는 버너 및 상기 연소실의 불꽃에 의해 내부에 채워진 물을 가열하여 가열된 유체를 토출하는 보일러 동체와; 회전속도제어값에 대응하는 속도로 블로어를 회전시키는 전동기와, 상기 전동기의 구동에 의하여 제1유입구로 유입되는 연소불꽃 온도조절용 배기가스와 제2유입구로 유입되는 외부의 연소용 공기를 흡입·혼합하여 상기 버너의 연소공간으로 공급하는 송풍기와; 상기 배기가스 배출통로와 상기 제1유입구의 사이에 설치된 FGR통로와; 상기 배기가스 배출통로와 상기 제1유입구의 사이에 설치된 FGR통로와; 상기 배기가스 배출통로와 상기 FGR통로 사이에 유입개구와 배출개구가 형성된 통 형상의 가스포집 순환통이 설치되며, 상기 FGR통로의 단부인 순환관은 상기 가스포집 순환통의 내부로 연통되도록 설치되고 상기 순환관의 주위에는 배기가스 포집기가 설치되어 상기 배기가스의 배출통로로 배출되는 배기가스의 압력 증가에 따라 상기 배기가스를 제1유입구로 이송시키도록 구성된 가스순환기와;; 상기 FGR통로에 설치되며, 재순환개도값에 따라 개폐되는 FGR댐퍼 및 상기 송풍기의 연소용 공기흡기구에 설치되어 산소투입개도값에 따라 개폐되는 공기댐퍼를 포함하는 댐퍼부와; 상기 보일러 동체 내의 유체의 온도와 압력을 체크하여 보일러 부하량을 감지하는 부하감지기와; 상기 댐퍼부의 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개폐량를 조정하는 신호를 입력하는 입출력포트와, 보일러 부하 구간 단위별로 미리 설정된 재순환개도정보, 산소투입개도정보 및 송풍기 회전속도정보가 저장된 메모리를 가지는 제어유닛을 구비하며, 상기 제어유닛은 보일러 운전 시, 상기 부하감지기에서 감지된 보일러 부하 단위 구간에 대응하는 재순환개도정보, 산소투입개도정보 및 회전속도정보를 상기 메모리로부터 액세스하여 현재 부하량에 대응한 재순환개도값, 산소투입개도값 및 회전속도제어값을 연산하고 이 연산된 값에 의해 상기 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개폐량과 송풍기의 회전속도를 제어하여 보일러를 운전하는 함을 특징으로 하는 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러의 연소 제어 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러는 상기 배기가스 배출통로에 형성된 측정구에 NOx측정장치의 프로브가 넣어지거나 탈거되며, 상기 프로브를 통해 배출통로상으로 배출되는 배기가스에 포함된 NOx의 량을 측정하여 출력하는 NOx측정장치를 더 포함하며, 상기 메모리에 저장된 보일러 부하 구간 단위별로 미리 설정된 재순환개도정보, 산소투입개도정보 및 송풍기 회전속도정보는 보일러의 부하량이 40% 이하로 운전하여 상기 배기가스 배출통로부터 배출되는 NOx 측정값이 20ppm 이하가 되도록 상기 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개도량을 조절하여 상기 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개도정보를 운전테이블에 저장하는 초기운전단계와; 보일러의 부하량을 단위 구간, 예를 들면 매 10%씩 증가되도록 운전하고 상기 측정된 NOx 측정값이 10ppm 이하가 되도록 상기 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개도량을 조절하여 상기 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개도 값을 상기 운전테이블에 저장하는 단위 구간별 운전 정보 수득단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러의 연소 제어 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 보일러의 연소 제어 방법은 정상 운전 시, NOx 측정구에 넣어진 프로브를 꺼내여 NOx측정장치를 분리하는 단계와; 보일러 부하량을 감지하여 현재 단위 구간 부하량에 대응하는 재순환개도정보, 산소투입개도정보 및 송풍기 회전속도정보를 상기 운전테이블로부터 취득하고, 현재 부하량에 따른 FGR댐퍼값, 공기댐퍼값 및 송풍기의 회전속도 값을 산출하여 상기 FGR댐퍼, 공기댐퍼의 개도를 제어하여 배기가스재순환량과 외부의 연소공기량의 혼합비를 조절하고 송풍기의 회전속도를 제어하여 보일러 부하량에 따라 미리 설정된 NOx값 이하로 보일러를 운전하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 무동력 배기가스 재순환을 통한 초저녹스 보일러의 연소 제어 방법.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
J204 | Request for invalidation trial [patent] | ||
J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL NUMBER: 2020100003589; TRIAL DECISION FOR INVALIDATION REQUESTED 20201127 Effective date: 20211130 |
|
J302 | Written judgement (patent court) |
Free format text: TRIAL NUMBER: 2021200000209; JUDGMENT (PATENT COURT) FOR INVALIDATION REQUESTED 20211213 Effective date: 20220623 |
|
J303 | Written judgement (supreme court) |
Free format text: TRIAL NUMBER: 2022300010425; JUDGMENT (SUPREME COURT) FOR INVALIDATION REQUESTED 20220708 Effective date: 20221027 |
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J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL NUMBER: 2022130000095; TRIAL DECISION FOR INVALIDATION REQUESTED 20221107 Effective date: 20221223 |