KR101885759B1 - Ash adhesion and corrosion mitigation method reduce boiler tube - Google Patents

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Abstract

보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법에 관한 것으로,
본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 보일러 튜브 외부에 설치되어 보일러 튜브의 두께를 실시간으로 감지하는 두께감지검출부; 보일러 튜브에 고압의 공기를 분사하여 보일러 튜브에 축적된 회분을 제거하는 슈트 블로워; 두께감지검출부에서 감지된 보일러 튜브의 두께 변화에 따른 회분 축적 상태에 따라 슈트 블로워의 공기 분사 압력을 제어하는 제어유니트;를 사용하여 보일러 튜브 부식을 저감하는 방법으로, 보일러 연료투입 전 연료의 성상을 검출검출 단계; 연료 회분 함유 및 미네랄을 계산하는 단계; 회분 발생의 과다 여부를 판단하는 단계;를 포함하고, 회분 발생 과다로 판단되면 극심한 회분 생성이 예상되는 가를 판단하는 단계;를 포함하고, 극심한 회분 생성이 예상되지 않으면 두께 측정을 통한 실시간 모니터링으로 이상 발생을 판단하는 단계;를 포함하는 기술 구성을 통하여
보일러 튜브의 외부 표면에 회분이 적체되는 것을 방지할 수 있게 되고, 보일러 튜브의 부식을 저감할 수 있게 되는 것이다.
A method for reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube,
A method for reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention includes a thickness detection detector installed outside a boiler tube to detect a thickness of the boiler tube in real time; A chute blower for injecting high-pressure air into a boiler tube to remove accumulated ash from the boiler tube; The control unit controls the air injection pressure of the chute blower according to the ash accumulation state according to the thickness change of the boiler tube sensed by the thickness detection detecting unit. This method reduces boiler tube corrosion, Detection detection step; Calculating a fuel ash content and minerals; Determining whether excessive generation of ash is expected if the occurrence of excessive ash is judged; and if it is not expected to generate extreme ash, real-time monitoring through thickness measurement is performed, And determining the occurrence of the problem
It is possible to prevent the ash from being accumulated on the outer surface of the boiler tube, and the corrosion of the boiler tube can be reduced.

Description

보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법 { Ash adhesion and corrosion mitigation method reduce boiler tube }{Ash adhesion and corrosion mitigation method reduce boiler tube}

본 발명은 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 연소중에 발생되는 회분이 보일러 튜브에 축적되는 슬래깅과 파울링으로 인하여 보일러 튜브가 부식되는 것을 저감하도록 하는 저감방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a reduction method for reducing the corrosion of a boiler tube due to slagging and fouling in which ash generated during combustion accumulates in a boiler tube .

일반적으로 보일러에서 연료가 연소되면서 발생되는 회분이 용융되는 슬래깅과 회분 중에 함유되어 있는 휘발성 성분이 비산회분(Fly ash)과 함께 보일러 튜브에 응축 부착하여 굳어지는 파울링이 발생하게 되는데, 이는 저급연료일수록 더 많이 발생하게 된다.Generally, slagging which is generated by burning fuel in a boiler and volatile component contained in ash are condensed and adhered to boiler tube together with fly ash, resulting in fouling, The more fuel is generated, the more it occurs.

최근 들어 국제적으로 CO2 저감 및 RPS(Renewable Portfolio Standard; 신재생에너지 의무 할당제) 규제로 인해 신재생연료의 사용이 점차 증대되고 있다.In recent years, international CO 2 The use of renewable fuels is steadily increasing due to the reduction and regulation of the Renewable Portfolio Standard (RPS).

현재 화력발전소에서는 우드펠릿(wood pellet)이나 하수 오니(sewage sludge) 정도만 신재생연료로 고려되어 석탄과 함께 연소되고 있다.At present, only wood pellets and sewage sludge are burned together with coal in renewable fuels.

또한, 폐기물의 재활용 측면에서 소각되는 폐열원을 발전 열원으로 사용하려는 연구가 진행되고 있지만 바이오매스와 폐기물 등은 연료에 함유된 황(S)성분과 염소(Cl)의 량이 석탄보다 많아 보일러 및 열교환기 등의 연소시스템 설비의 부식을 유발하게 된다.In addition, studies are underway to use waste heat sources incinerated from the aspect of recycling of waste as power generation heat sources. However, biomass and wastes have more sulfur (S) and chlorine (Cl) Thereby causing corrosion of the combustion system equipment.

하기의 특허문헌 1에는 열교환장치 또는 보일러의 외면부식방지 방법이 개시되어 있다.The following Patent Document 1 discloses a method for preventing corrosion of the outer surface of a heat exchanger or a boiler.

특허문헌 1의 열교환장치 또는 보일러의 외면부식방지 방법은 마그네슘 이온을 함유하는 액상 첨가제 조성물을 이용함으로써 부식생성물을 중화시키고 표면에 노출된 모재는 부식방지제로 부식을 억제함으로써 화석연료를 사용하는 보일러의 배기가스에 노출된 외면의 건전성을 확보할 수 있도록 하는 것이다.The heat exchanger of the patent document 1 or the outer surface corrosion prevention method of the boiler neutralizes the corrosion product by using the liquid additive composition containing magnesium ions and the base material exposed to the surface inhibits the corrosion by the corrosion inhibitor, So that the integrity of the outer surface exposed to the exhaust gas can be secured.

하기의 특허문헌 2에는 보일러 튜브 누수 및 더스트 퇴적 진단장치가 개시되어 있다.The following Patent Document 2 discloses a boiler tube leakage and dust accumulation diagnosis apparatus.

특허문헌 2의 보일러 튜브 누수 및 더스트 퇴적 진단장치는 보일러의 내부에 다수개의 튜브가 군집되어 형성되는 하나 이상의 튜브 블록군의 하부에 각각 설치되어, 각각의 튜브 블록군의 누수 및 더스트를 수용하는 내부공간이 형성되고 내부공간에 수용되는 누수 또는 퇴적되는 더스트의 무게에 따라 승강되는 하나 이상의 감지부; 감지부가 안착되어 보일러의 내벽에 고정되는 하나 이상의 지지부; 보일러의 외벽에 각각의 감지부에 인접하여 설치되어, 자성을 이용하여 보일러의 내부에 설치되는 감지부의 승강을 감지하는 마그네틱 센서; 및 마그네틱 센서에서 측정된 감지부의 승강 정보에 따라 보일러에 구비되는 튜브의 누수 여부 및 보일러 내부의 더스트 퇴적량을 측정하는 제어부;를 포함한다.The boiler tube leakage and dust accumulation diagnosis apparatus of Patent Document 2 is installed in the lower part of at least one tube block group formed by a plurality of tubes grouped in the boiler, At least one sensing part formed in a space and being lifted or lowered according to the weight of the water or the accumulated dust contained in the internal space; One or more supports on which the sensing unit is seated and secured to the inner wall of the boiler; A magnetic sensor installed adjacent to each of the sensing units on the outer wall of the boiler and sensing the rising and lowering of the sensing unit installed in the boiler using magnetic force; And a control unit for measuring the leakage of the tube provided in the boiler and the amount of dust accumulation in the boiler according to the ascending and descending information of the sensing unit measured by the magnetic sensor.

한편, 보일러의 연소과정에서 보일러 내부의 열교환기, 냉각튜브, 재가열기, 응축기 등의 각종 튜브형태의 부품의 외부 표면에 회분이 축적되는 경우 보일러 튜브의 부식이 유발될 뿐 아니라 보일러의 효율도 감소된다.On the other hand, when ash accumulates on the outer surfaces of various tube-shaped components such as heat exchangers, cooling tubes, reheaters, condensers, etc. inside the boiler during the combustion process of the boiler, not only does it cause corrosion of the boiler tubes, do.

이에 보일러 튜브에 슈트 블로워를 통해 고압의 공기를 분사함으로써 보일러 튜브의 외부 표면에 회분이 축적되는 것을 저감할 수 있도록 하는 기술이 적용되고 있다.A technique of spraying high-pressure air through a chute blower to the boiler tube to reduce accumulation of ash on the outer surface of the boiler tube is applied.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0035643호(2013년 04월 09일 공개)Korean Patent Publication No. 10-2013-0035643 (published on Apr. 09, 2013) 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0076100호(2014년 08월 20일 공개)Korean Patent Publication No. 10-2014-0076100 (published on Aug. 20, 2014)

종래 기술에 따른 슈트 블로워를 통한 따른 보일러 튜브 부식 저감 방법은 연료의 성상이나 그 밖의 연소조건을 감안하지 않고 항상 일정한 압력의 공기를 슈트 블로워로 분사하기 때문에 보일러 튜브의 외부 표면에 축적되는 회분을 효과적으로 제거하지 못하게 되고 이로 인하여 보일러 튜브의 외부 표면에 회분이 축적됨에 따라 보일러 튜브의 성능이 떨어지게 되고, 수명이 단축되는 문제가 있었다.The boiler tube corrosion reduction method through the chute blower according to the related art injects air of constant pressure into the chute blower regardless of the characteristics of the fuel or other combustion conditions so that the ash accumulated on the outer surface of the boiler tube can be effectively So that the ash accumulates on the outer surface of the boiler tube, thereby deteriorating the performance of the boiler tube and shortening the service life.

본 발명의 목적은 보일러 튜브의 외부 표면에 축적되는 회분을 안정적으로 제거하는 것에 의해 보일러 튜브의 성능 저하 및 부식을 저감할 수 있도록 하고 보일러의 효율 저하를 방지할 수 있도록 하는 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법을 제공하는 데에 있는 것이다.It is an object of the present invention to provide a boiler tube which can reliably remove the ash accumulated on the outer surface of the boiler tube, thereby reducing the performance degradation and corrosion of the boiler tube, And a method of reducing corrosion.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 연료성상검출부; 회분함유량 및 미네랄량 계산부; 회분과다 발생 예상위치 판단부; 보일러 튜브의 두께를 실시간으로 감지하는 두께감지검출부; 보일러 튜브에 공기를 분사하여 보일러 튜브에 축적된 회분을 제거하는 슈트 블로워; 회분과다발생 예상위치 판단결과와 두께감지검출부에서 감지된 보일러 튜브의 두께 변화에 따른 회분 축적 상태에 따라 슈트 블로워의 공기 분사 압력을 제어하는 제어유니트;를 사용하여 보일러 튜브 부식을 저감하는 방법에 있어서, 보일러 연료 투입전 연료의 성상을 검출하는 단계; 연료 회분 함유량 및 미네랄량을 계산하는 단계; 분 발생의 과다 여부를 판단하는 단계; 회분 발생 과다로 판단되면 회분과다 발생 예상위치를 판단하는 단계;를 포함하고, 회분과다로 판단되지 않으면 두께 검출을 통한 회분적체 여부를 판단하는 단계; 상기 회분과다 발생 예상위치 또는 두께 검출결과 기준 두께 이상인 경우 기준 두께이상인 위치에, 슈트 블로워를 통해 기준압력보다 고압의 공기를 보일러 튜브에 분사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube, the method including: a fuel property detector; Ash content and mineral content calculator; An estimated excessive position of ash generation; A thickness sensing detector for sensing the thickness of the boiler tube in real time; A chute blower for blowing air into the boiler tube to remove accumulated ash from the boiler tube; A control unit for controlling an air injection pressure of a chute blower in accordance with a result of determination of an excessive ash occurrence position and a ash accumulation state according to a thickness change of a boiler tube sensed by a thickness detection detector, Detecting the characteristics of the fuel before the injection of the boiler fuel; Calculating a fuel ash content and a mineral content; Determining whether the occurrence of the minute is excessive; Determining whether an ash over-generation occurrence position is determined if the occurrence of an excessive ash is judged; And spraying the boiler tube with air having a higher pressure than the reference pressure through the chute blower at a position where the ash excess occurrence expected position or the thickness detection result is equal to or greater than the reference thickness.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 상기 회분과다로 판단되지 않고 두께 검출 결과 기준두께 이하인 경우, 연료투입량 또는 혼합량의 변화를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention is characterized by determining a change in fuel input amount or mixed amount when the thickness detection result is not greater than the reference thickness and is not excessive.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 상기 회분과다로 판단되면, 튜브의 회분적체 예상량에 따라 압력을 제어하고 분사위치를 제어하는 단계가 추가되는 것을 특징으로 한다.The method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention is characterized in that when it is determined that the ash is excessive, a step of controlling the pressure and controlling the injection position according to the expected amount of ash of the tube is added.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 상기 연료투입량 또는 혼합량의 변화를 판단하는 단계에서 변화되었다면, 상기 연료 회분 함유량 및 미네랄량을 계산하는 단계;로 이동하는 것을 특징으로 한다.The method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention is characterized in that the step of calculating the content of the fuel ash and the amount of mineral as long as it is changed in the step of determining the change of the fuel input amount or the mixing amount.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 상기 연료투입량 또는 혼합량의 변화를 판단하는 단계에서 변화되지 않았다면, 상기 두께 검출을 통한 회분적체 여부를 판단하는 단계;로 이동하는 것을 특징으로 한다.The method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention moves to a step of determining whether or not the ash accumulation is performed through the thickness detection if the change in the fuel input amount or the mixing amount is not changed do.

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본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 상기 슈트 블로워를 통해 기준압력보다 고압의 공기를 보일러 튜브에 분사하는 단계;이후, 상기 두께 검출을 통한 회분적체 여부를 판단하는 단계;로 이동하는 것을 특징으로 한다.The method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention includes the steps of injecting air having a higher pressure than a reference pressure into the boiler tube through the chute blower, .

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 상기 연료 회분 함유량 및 미네랄량을 계산하는 단계;에서 회분의 염기성분 대 산성성분 비(B/A 값) 또는 미네랄분석을 활용한 파울링 지수를 기준으로 계산하는 것을 특징으로 한다.The method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention is characterized in that the step of calculating the content of the fuel ash and the amount of minerals is carried out by using the base component to acid component ratio (B / A value) Quot; is calculated on the basis of an index.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 상기 연료 회분 함유량 및 미네랄량을 계산하는 단계;에서 회분의 염기성분 대 산성성분 비(B/A 값)과 염소(Cl) 함유량에 따른 파울링 지수, 나트륨(Na) 함량에 따른 파울링 지수 중 하나 이상을 포함하여 계산하는 것을 특징으로 한다.The method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention is characterized in that the step of calculating the content of the fuel ash and the amount of minerals is carried out in accordance with the base component to the acid component ratio (B / A value) and the chlorine (Cl) A fouling index, and a fouling index according to sodium (Na) content.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 상기 연료 회분 함유량 및 미네랄량을 계산하는 단계;에서 회융점 온도, 회분의 염기성분 대 산성성분 비(B/A 값), 미네랄분석을 활용한 파울링 지수, 염소(Cl) 함유량에 따른 파울링 지수, 나트륨(Na) 함량에 따른 파울링 지수 중 하나 이상을 포함하여 계산하는 것을 특징으로 한다.The method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention comprises the steps of calculating the content of the fuel ash and the amount of minerals, and determining the melting point temperature, the base component to the ash component ratio (B / A value) The fouling index according to the content of chlorine (Cl), and the fouling index according to the content of sodium (Na).

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법에 의하면, 보일러 투입전 연료의 성상을 검출하여 연료의 회분량과 미네랄량을 계산하여 슬래깅과 파울링을 유발 가능성을 판단할 수 있고, 상기 계산된 회분과 미네랄량과 연료 투입위치를 기초로 회분 과다 발생 예상위치를 판단하여 슈트 블로워의 공기압력을 제어하는 것에 의해 보일러 튜브의 외부 표면에 적체되는 회분을 효과적으로 제거할 수도 있다. According to the method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention, it is possible to determine the possibility of causing slagging and fouling by calculating the amount of fuel and the amount of minerals by detecting the property of the fuel before the boiler is injected, It is possible to effectively remove the ash accumulated on the outer surface of the boiler tube by controlling the air pressure of the chute blower based on the estimated ash generation position based on the calculated ash, mineral amount and fuel injection position.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법에 의하면, 보일러 튜브에 축적되는 슬래깅과 파울링의 두께를 실시간으로 감지하고, 그 감지결과에 따라 슈트 블로워의 공기압력을 제어하는 것에 의해 보일러 튜브의 외부 표면에 적체되는 회분을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.According to the method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention, the thickness of slagging and fouling accumulated in a boiler tube is detected in real time and the air pressure of the chute blower is controlled according to the detection result The ash accumulated on the outer surface of the boiler tube can be effectively removed.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법에 의하면, 연료의 회분량과 미네랄량으로부터 회분발생량을 예측하여 선제적으로 대응할 수 있으며, 보일러 튜브의 두께를 검출하여 검출된 튜브두께가 기준두께 이상인 경우에도 기준두께 이상인 위치에 고압의 공기를 분사하여 보일러 튜브의 외부 표면에 적체되는 회분을 효과적으로 제거할 수 있는 2가지의 기준을 제시한다.According to the method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention, it is possible to anticipate and predict the ash generation amount from the amount of fuel and the amount of minerals, and to detect the thickness of the boiler tube, Two criteria are proposed that can effectively remove ash accumulated on the outer surface of the boiler tube by injecting high-pressure air at a position above the reference thickness, even if the thickness is over.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법에 의하면, 보일러 튜브의 외부 표면에 회분이 적체되는 것을 신속하고 선제적으로 대응하여 보일러 튜브의 성능 저하를 방지할 수 있게 되고, 보일러 튜브의 수명을 연장할 수 있게 된다.According to the method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention, it is possible to quickly and preliminarily cope with the accumulation of ash on the outer surface of the boiler tube, thereby preventing the performance of the boiler tube from deteriorating, The life span can be extended.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법에 의하면, 보일러 튜브의 성능을 안정적으로 유지함으로써 보일러 효율 저하를 방지할 수 있게 된다.According to the ash reduction and corrosion reduction method of the boiler tube according to the present invention, the performance of the boiler tube can be stably maintained, thereby preventing the boiler efficiency from lowering.

도 1은 본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 장치의 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법의 제어부 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법의 제어흐름도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a batch sticking reduction and corrosion abatement device of a boiler tube according to the present invention;
FIG. 2 is a block diagram of a control section of a method for reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention. FIG.
3 is a control flow chart of a method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention.

회분은 로 내에서 부유하는 고체 또는 액체 상태의 미립자로 작은 미세 입자형태로 가스와 같이 유동을 하는 물질을 의미한다. 이러한 회분은 숯(숯 검댕이)과 회분(또는 재), 연소 후 생성된 미네랄 물질로 구성된다. 로 내 회분은 함유된 미네랄성분, 열유속 그리고 온도에 의해 로 내벽과 수관, 보일러 등에 점착이 되는 현상을 총칭하여 회분 적층(ash deposit)이라고 한다.Ash is a solid or liquid particulate that floats in the furnace and refers to a material that flows like a gas in small particulate form. These ash consists of charcoal (ash), ash (or ash), and mineral matter produced after combustion. The ash deposits are collectively referred to as the ash deposits which are adhered to the inner walls, water pipes and boilers by the contained mineral components, heat flux and temperature.

로 내 회분은 크게 2가지로 분류되는데 융해 또는 녹는 회분(molten ash)과 알칼리 염 성분의 회분(alkali salts ash)으로 나뉜다. 융해 또는 녹는 회분(molten ash), 즉, 융해회분은 주로 로 내에서 연소가 발생하는 1000℃ 이상 고온 영역인 버너 영역 주변에서 발생한다.There are two main types of ash ash: molten ash and alkali salts ash. Molten ash, or melt ash, occurs primarily around the burner region, which is a high temperature region above 1000 ° C where combustion occurs in the furnace.

상기 융회회분을 온도별로 분류 하면, 로 내 고온의 영역 벽면에 생성되는 벽면 슬래그(Wall slag), 보일러 용량과 사이클에 따라 자연적으로 벽면에 흘러내리면서 형성되는 고온회분과, 과열기의 주변에서 발생하는 슈퍼히터 슬래그(Superheater slag), 슈퍼히터 근처의 대류에 의해 발생되는 융해 회분이다.When the rye ash is classified by temperature, wall slag generated on the wall surface of the high temperature region in the furnace, high-temperature ash that naturally flows down to the wall according to the boiler capacity and cycle, Superheater slag, melting ash produced by convection near the superheater.

슬래그의 형상 분류는 Metallic, Amorphous, Vesicular, Sintered으로 4종으로 나뉜다. 알칼리 염 성분의 회분(alkali salts ash) 800 ℃이하 저온의 영역인 보일러 후단 영역에 발생한다. 보일러 튜브의 부식에 주로 영향을 미치는 회분이 알칼리 염 성분의 회분이고, 이는 배기가스와 알칼리 회분이 결합되어 황산화물을 생성하고, 이 것이 다시 알칼리 황산염을 생성하여 보일러 튜브를 부식시키게 된다.The classification of slag is divided into four types as Metallic, Amorphous, Vesicular and Sintered. Alkali salts ash occurs in the region behind the boiler which is a low temperature region below 800 ℃. The ash that mainly affects the corrosion of the boiler tube is the ash of the alkaline salt component, which combines with the exhaust gas and the alkaline ash to form sulfur oxides, which again produce alkaline sulphates and corrode the boiler tubes.

슬래깅과 파울링 현상의 주된 요인으로 로 내 온도, 입자 크기, 열전달, 열유속 등이 있으며, 그 요인에 따른 진행순서는 입자의 형성, 소결 적층, 열전달 적층 슨으로 진행되고 이러한 슬래깅 현상인 벽면 슬래그는 연소로 내의 버너 부위와 다운파이어링 아래에 생성되며, 연소로 벽에 적층되어 절연 효과와 효율을 낮추며 수벽의 열전달을 낮추는 악영향을 미친다. 또한 벽면 슬래그는 버너의 주변에 둘러싸여 생성되며, 이 현상을 아이보울(eyebrows) 이라 명명하며 이 현상으로 인해 석탄과 공기의 유동을 방해한다. 이러한 아이보울(eyebrows) 현상으로 인해 버너의 효율을 감소시키고, 버너의 수명을 단축시킨다.The slagging and fouling phenomena are mainly caused by internal temperature, particle size, heat transfer, and heat flux. The order of progression depends on particle formation, sintering lamination, and heat transfer stacking. The slag is generated in the burner portion of the furnace and under the downfire, and is deposited on the furnace wall to lower the insulation effect and efficiency, and adversely affect the heat transfer of the wall. Also, wall slag is generated around the burner, which is called "eyebrows", which interferes with the flow of coal and air. This eyebrows phenomenon reduces the efficiency of the burner and shortens the life of the burner.

연료의 성상으로부터 보일러 튜브의 부식을 유발하는 슬래깅과 파울링의 정도를 연료가 보일러로 투입되기 전에 미리 예상할 수 있는데 슬래깅과 파울링을 일으키는지 여부를 계산하고 연료가 투입되는 위치에 따라 회분과다 발생 예상위치를 판단(예측)할 수 있다.The degree of slagging and fouling which causes the corrosion of the boiler tube from the nature of the fuel can be predicted before the fuel is introduced into the boiler, and it is calculated whether it causes slagging or fouling, It is possible to judge (predict) the estimated position of excessive ash generation.

본 발명에서 연료의 성상을 검출하여 상기의 슬래깅과 파울링 현상 발생여부, 즉 회분과다 발생여부를 산출하는 방법은 아래와 같다.In the present invention, a method for detecting the occurrence of the slagging and fouling phenomenon, that is, whether or not the ash overflow occurs, by detecting the properties of the fuel is as follows.

첫째, 회융점 온도계산방법(Ash Fusion Temperature)으로, 로 내 석탄 회분 슬래깅 영향성/경향성을 평가할 수 있는 가장 적절한 방법이다. 슬래깅을 생성시키는 주요한 미네랄 요소는 철분(iron), 칼슘(calcium), and 나트륨(sodium) 이다. 슬래깅의 주요 생성 미네랄 요소인 고함유된 철분과 연소 시 발생되는 일산화탄소 농도(carbon monoxide (CO)levels)와 직접적인 영향을 받으며, 농후한 연소와 질소 저감 연소(fuel rich, low NOx) 시 끈적이며 점액질(stickier) 형태로 되는 경향이 있다. First, Ash Fusion Temperature is the most suitable method for evaluating the influence / tendency of slagging in furnace coal ash. The main minerals that generate slagging are iron, calcium, and sodium. It is directly affected by high iron content and carbon monoxide (CO) levels during burning, which are the main generated minerals of slagging. It is sticky when it is rich and low in nitrogen (NOx) It tends to become a stickier form.

이러한 회융점 발생온도 계산방법은 The method of calculating the melting point generation temperature

회융점 온도

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Melting point temperature
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단, IDT = 초기 용융되어 콘(Corn) 형태 또는 각진 사각형태의 귀퉁이가 온도에 의해 융해가 시작되는 온도 (Initial Deformation Temperature, IDT),IDT = Initial Deformation Temperature (IDT) at which the corners or angular quadrangular corners start to be melted by temperature,

ST = 둥글게 모양이 형성되는 온도, 콘의 높이와 콘의 폭이 같게 되는 온도(Softening or sphere Temperature, ST),ST = the temperature at which the round shape is formed, the temperature at which the cone height and cone width are equal (Softening or sphere Temperature, ST)

HT = 반구형(hemisphere) 형태가 되는 온도(Hemisphere Temperature, HT),HT = hemisphere temperature (HT),

회융점 온도에 따른 슬래깅성 평가 지표Evaluation index of slagability according to melting point temperature 슬래깅성Slagging property 평가 척도Rating scale Low Low MediumMedium HighHigh SevereSevere 비교 값Comparison value >1343℃> 1343 ° C 1232-1343℃1232-1343 DEG C 1149-1232℃1149-1232 ° C 1149℃1149 DEG C

보일러에서 연소 시 생성되는 회융점 온도는 슬래깅 발생과 밀접하게 관련된다. 상기 표 1과 같이 온도가 높으면 슬래깅 발생 가능성이 낮고, 온도가 낮으면 슬래깅 발생 가능성이 높다. 회분의 성상에서 슬래깅성이 높으면(Severe의 경우로 비교값이 1149 ℃이하인 경우) 보일러 연소 시 회분이 보일러 튜브에 점착이 되어 보일러 열교환 시 보일러의 효율을 감소시킬 수 있다고 예측할 수 있다. 반대로 슬래깅성이 낮은 경우(1343 ℃이상)는 연소 시 생성된 회분이 보일러 튜브에 점착이 되는 경우가 적어 보일러 열교환 시 보일러의 효율을 감소시키는 요인이 적다고 판단한다.The melting point temperature generated during combustion in the boiler is closely related to the occurrence of slagging. As shown in Table 1, if the temperature is high, the possibility of occurrence of slagging is low, and if the temperature is low, the possibility of occurrence of slagging is high. It can be predicted that when the slagging property of the ash is high (in the case of Severe, the comparison value is less than 1149 ° C), the ash adheres to the boiler tube during boiler burning, thereby reducing the efficiency of the boiler during boiler heat exchange. On the contrary, when the slagging property is low (1343 ° C or more), it is considered that the ash produced during combustion is less likely to adhere to the boiler tube, and thus the efficiency of the boiler is reduced.

따라서 슬래깅성이 높은 경우에는 배기가스와 함께 유동하는 떠다니는 회분(Flying ash)이 튜브에 안착되어 보일러 튜브에 녹아 점착이 되는 것을 방지하기 위하여, 슈트 블로어의 토출압력을 높이여서, 튜브에 얹혀진 회분은 점착되기 이전에 미리 회분을 슈트 블로어로 불어서 후단부의 백 필터로 보내버리면, 회분이 튜브에 점착이 되는 것을 사전에 방지 할 수 있다. 그리고, 슬래깅성이 낮은 경우에는 슈트 블로어의 압력을 저압으로 토출하도록 제어한다.Therefore, when the slagging property is high, in order to prevent floating ash that flows together with the exhaust gas from being seated on the tube and melting to adhere to the boiler tube, the discharge pressure of the chute blower is increased, It is possible to prevent the ash from sticking to the tube in advance by blowing the ash beforehand into the stuf blower and sending it to the bag filter at the rear end before adhesion. When the slagging property is low, the pressure of the chute blower is controlled to be discharged at a low pressure.

둘째, 회분의 염기성분 대 산성성분 비(B/A 값)를 이용하는 방법도 있다. Second, there is a method of using the base component to acid component ratio (B / A value) of ash.

염기성 회분의 미네랄은 SiO2, Al2O3, TiO2가 있고, 산성회분의 미네랄은 Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O 이 있다. Ash of a basic mineral is a SiO 2, Al 2 O 3, TiO 2 , and the mineral acid ash has a Fe 2 O 3, CaO, MgO , K 2 O, Na 2 O.

회분의 염기성분 대 산성성분 비(B/A 값) The ratio of base component to acid component (B / A value)

Figure 112016106453190-pat00002
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회분의 염기성분 대 산성성분 비인 미네랄 원소분석을 활용한 슬래깅 지표Slagging index using mineral element analysis, which is the base component of ash to acid component ratio 슬래깅성Slagging property 평가 척도Rating scale Low Low MediumMedium HighHigh SevereSevere B/A 값B / A value 0.5 이하0.5 or less 0.5 ~ 1.00.5 to 1.0 1.00이상1.00 or higher 1.75이상1.75 or higher

연료의 성상에서 회분의 염기성분 대 산성성분 비를 계산하여 B/A 값이 1.75이상이면(Severe의 경우) 보일러 연소 시 회분이 보일러 튜브에 점착이 되어 보일러 열교환 시 보일러의 효율을 감소시킬 수 있다고 판단하고, B/A 값이 0.5이하이면(Low의 경우) 연소 시 생성된 회분이 보일러 튜브에 점착이 되는 경우가 적어 보일러 열교환 시 보일러의 효율을 감소시키는 요인이 적다고 판단한다.  If the B / A value is more than 1.75 (in the case of Severe), the ash is adhered to the boiler tube and the efficiency of the boiler can be reduced during boiler heat exchange by calculating the base component to acid component ratio of the ash If the B / A value is less than 0.5 (Low), the ash generated during combustion is less likely to adhere to the boiler tube, and thus it is judged that the factor that reduces the efficiency of the boiler during the boiler heat exchange is small.

따라서, 슬래깅성이 높은 경우에는 배기가스와 함께 유동하는 떠다니는 회분(Flying ash)이 튜브에 앉착되어 보일러 튜브에 녹아 점착이 되는 것을 방지하기 위하여, 슈트 블로어의 토출압력을 높이여서, 튜브에 얹혀진 회분은 점착되기 이전에 미리 회분을 블로어로 불어서 후단부의 백 필터로 보내버리면, 회분이 튜브에 점착이 되는 것을 사전에 방지 할 수 있다. 그리고, 슬래깅성이 낮은 경우에는 블로어의 압력을 저압으로 토출한다.Accordingly, in the case where the slagging property is high, in order to prevent floating ash flowing together with the exhaust gas from being deposited on the tube and melting to adhere to the boiler tube, the discharge pressure of the chute blower is increased, The ash can be prevented from sticking to the tube beforehand by blowing the ash beforehand to the blower and sending it to the bag filter at the rear end before adhesion. When the slagging property is low, the pressure of the blower is discharged at a low pressure.

파울링이란 석탄회중에 함유되어 있는 휘발성 성분 즉, NaSO4, NA2O, CaSO4 등이 연소 중에 휘발하여 연소가스 중의 비산회분(Fly ash)과 함께 대류 전열면에 응축, 부착하여 굳어지는 현상을 파울링이라고 하며 이 현상이 일어나면 대류 열전달을 저하시키고 연소가스의 흐름을 방해하게 된다. 비산회분의 소결강도가 높을수록 파울링성은 증가하며, 소결강도는 알칼리염 (Na2O+K2O) 함량과 회분의 염기성분 대 산성성분 비(B/A 값)가 높으면 상승한다. 또한 염소(Cl) 함량(W% in dry), 나트륨(Na) 함량(W% in dry)이 파울링에 영향을 미친다. 이와 같은 현상을 예측하는 지표로 파울링 지수, 염소(Cl) 함량(W% in dry), 나트륨(Na) 함량(W% in dry)이 사용된다.Fouling is a phenomenon in which volatile components contained in fly ash, ie, NaSO 4 , NA 2 O and CaSO 4 , volatilize during combustion and condense on the convection heat front surface together with fly ash in the combustion gas, This phenomenon is called fouling, which reduces convection heat transfer and interferes with the flow of combustion gas. The higher the sintering strength of the fly ash, the higher the fouling property and the higher the sintering strength, the higher the content of alkali salt (Na 2 O + K 2 O) and the ratio of base component to acid component (B / A value). In addition, chlorine (Cl) content (W% in dry) and sodium (Na) content (W% in dry) affect fouling. Fouling index, chlorine content (W% in dry), and sodium content (W% in dry) are used as an index for predicting this phenomenon.

미네랄분석을 활용한 파울링 지수(Fu)

Figure 112016106453190-pat00003
Fouling index (F u ) using mineral analysis
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미네랄분석을 활용한 파울링 지수Foulling index using mineral analysis 파울링성Foulability 평가 척도Rating scale Low Low HighHigh Extremely highExtremely high 비교 값Comparison value Fu=0.6F u = 0.6 Fu=0.6~40F u = 0.6 to 40 Fu=40F u = 40

염소(Cl) 함유량에 따른 파울링 지수Fouling index according to chlorine (Cl) content 파울링성Foulability 평가 척도Rating scale Low Low MediumMedium HighHigh 비교 값Comparison value 0.1이하0.1 or less 0.3부근Around 0.3 0.5이상0.5 or more

나트륨(Na) 함량에 따른 파울링 지수Fouling index according to sodium content 파울링성Foulability 평가 척도Rating scale Low Low MediumMedium HighHigh 비교 값Comparison value 0.07이하0.07 or less 0.2 부근Around 0.2 0.33 이상0.33 or more

회분의 성상에서 파울링 비교 값이 40이상(Extremely high)이거나 염소(Cl) 함유량이 0.5이상이거나(High의 경우) 나트늄(Na) 함유량이 0.33이상(High의 경우)인 경우 보일러 연소 시 회분 생성이 증가하여 보일러 튜브에 점응축 부착되어 보일러 열교환 시 대류 열전달을 방해하여 보일러의 효율을 감소시킬 수 있다고 예측한다.If the fouling comparison value is more than 40 (Extremely high) or the chlorine (Cl) content is more than 0.5 (High) or the sodium content (Na) is more than 0.33 (High) It is predicted that the efficiency of the boiler can be reduced by preventing the convection heat transfer during the boiler heat exchange by increasing the generation and attaching the point condenser to the boiler tube.

따라서 파울링성이 높은 경우에는 배기가스와 함께 유동하는 떠다니는 회분(Flying ash)이 튜브에 안착되는 것을 방지하기 위하여, 슈트 블로어의 토출압력을 높이여서, 튜브에 얹혀지기 전에 미리 회분을 블로어로 불어서 후단부의 백 필터로 보내버리면, 회분이 튜브에 응축이 되는 것을 사전에 방지 할 수 있다.Therefore, in order to prevent the floating ash that flows together with the exhaust gas from being seated on the tube when the fouling performance is high, the discharge pressure of the chute blower is increased so that the ash is blown in advance with the blower If it is sent to the bag filter at the rear end, it is possible to prevent the ash from condensing in the tube in advance.

상기의 슬래깅성 판단기준인 회융점 온도, 회분의 염기성분 대 산성성분 비(B/A 값)와 파울링성 판단기준인 미네랄분석을 활용한 파울링 지수, 염소(Cl) 함유량에 따른 파울링 지수, 나트륨(Na) 함량에 따른 파울링 지수를 본 발명의 연료 연소로 인하여 발생하는 회분과다 여부를 판단하기 위한 회분 함유량 및 미네랄량 계산시 사용함을 밝혀둔다.The fouling index according to the slagging property determination criterion, the base component to the acid component ratio (B / A value) of the ash, the fouling index using the mineral analysis, And the fouling index according to the sodium content are used in the calculation of the ash content and the mineral content to determine the ash excess resulting from the fuel combustion of the present invention.

이하 본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법의 제어부 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법의 제어흐름도이다.FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention. FIG. 2 is a view showing the configuration of a control unit of a method for reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention. FIG. 2 is a control flow chart of the ash adhesion reduction and corrosion reduction method of a boiler tube according to the present invention.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 장치는 보일러 투입전 연료의 성상을 검출하는 연료성상 검출부, 연료내의 회분 함유 및 미네날을 계산부, 회분 발생의 과다 여부를 계산하여 회분 발생 과다로 판단되면 회분과다 발생 예상위치를 판단하는 회분과다 발생 예상위치 판단부, 보일러 튜브(10)의 외부에 설치되어 보일러 튜브(10)의 두께를 실시간으로 감지하는 두께감지검출부(20); 보일러 튜브(10)에 고압의 공기를 분사하여 보일러 튜브(10)에 축적된 회분을 제거하는 슈트 블로워(30); 두께감지검출부(20)에서 감지된 보일러 튜브의 두께 변화에 따른 회분 축적 상태에 따라 슈트 블로워(30)의 공기 분사 압력을 제어하는 제어유니트(40);로 구성된다.The apparatus for reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention comprises a fuel property detecting unit for detecting a property of a fuel before entering a boiler, a calculating unit for calculating the content of ash in the fuel and the amount of ash generation, A thickness overheat detection unit 20 installed outside the boiler tube 10 for sensing the thickness of the boiler tube 10 in real time; A chute blower (30) for blowing high pressure air to the boiler tube (10) to remove accumulated ash from the boiler tube (10); And a control unit 40 for controlling the air injection pressure of the chute blower 30 according to the ash accumulation state according to the thickness change of the boiler tube sensed by the thickness detection detecting unit 20. [

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 장치를 제어하여 보일러 튜브 부식을 저감하는 방법으로써, 연료의 보일러 투입전 연료의 성상을 검출하고, 연료 회분 함유 및 미네날을 계산한 후 회분 발생의 과다 여부를 판단하여, 회분 발생 과다로 판단되면 회분과다 발생이 예상되는 위치를 판단하여 회분과다 발생 예상위치에 강한 압력의 슈트 블로워로 고압의 공기를 분사한다.The method for reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention is a method for reducing corrosion of a boiler tube by controlling the ash reduction and corrosion reduction device of a boiler tube, If it is judged that the ash generation is excessive, it is judged where the ash overflow is expected, and high pressure air is injected to the expected position of the ash overflow occurrence by the high pressure chute blower do.

이때 상기 회분 발생 과다로 판단되지 않으면 보일러 튜브(10) 외부에 설치되어 보일러 튜브(10)의 두께를 실시간으로 감지하는 두께감지검출부(20); 보일러 튜브(10)에 고압의 공기를 분사하여 보일러 튜브(10)에 축적된 회분을 제거하는 슈트 블로워(30); 두께감지검출부(20)에서 감지된 보일러 튜브의 두께 변화에 따른 회분 축적 상태에 따라 슈트 블로워(30)의 공기 분사 압력을 제어하는 제어유니트(40);를 통해 보일러 튜브(10)의 외부 표면에 축적된 회분을 제거함으로써 보일러 튜브(10)의 부식을 저감한다.A thickness detection unit 20 installed outside the boiler tube 10 to sense the thickness of the boiler tube 10 in real time if the occurrence of the excessive ash is not determined; A chute blower (30) for blowing high pressure air to the boiler tube (10) to remove accumulated ash from the boiler tube (10); A control unit 40 for controlling the air injection pressure of the chute blower 30 according to the ash accumulation state according to the thickness variation of the boiler tube sensed by the thickness detection detecting unit 20, Thereby reducing the corrosion of the boiler tube 10 by removing the accumulated ash.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법에서 보일러 튜브 두께 감지검출부는 초음파센서 또는 레이저센서를 사용할 수 있다.In the method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention, an ultrasonic sensor or a laser sensor may be used as the boiler tube thickness detection detector.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 연료 성상 검출 단계를 포함한다.The ash cohesion reduction and corrosion reduction method of a boiler tube according to the present invention includes a fuel property detection step.

현재 석탄 화력발전소에는 다양한 종류의 석탄이 사용되고 있고, 그에 따라 석탄 화력발전소의 저탄장에 다양한 종류의 석탄이 저장되어 있다.Currently, various types of coal are used in coal-fired power plants, and various kinds of coal are stored in coal-fired power plants.

또한, 석탄 화력발전소의 소각로에서도 다양한 형태의 원료가 투입되며, 투입원료에 대한 성상은 추후 발생될 수 있는 연소 장애적인 문제를 해결하기 위하여 사전에 파악되어야 한다.In addition, various types of raw materials are injected into the incinerator of the coal-fired power plant, and the characteristics of the input raw materials must be determined in advance in order to solve the problem of the combustion failure which may occur later.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 연료 회분함유 및 미네랄 계산 단계 및 회분 발생의 과다 여부를 판단하는 단계를 포함한다.The ash cohesion reduction and corrosion reduction method of a boiler tube according to the present invention includes the steps of containing a fuel ash and calculating a mineral and judging whether or not ash generation is excessive.

상기 회분과다 발생 여부를 판단하는데 앞서 설명하였던, 슬래깅성 판단기준인 회융점 온도, 회분의 염기성분 대 산성성분 비(B/A 값)와 파울링성 판단기준인 미네랄분석을 활용한 파울링 지수, 염소(Cl) 함유량에 따른 파울링 지수, 나트륨(Na) 함량에 따른 파울링 지수를 각각 계산하여 각 계산값을 기준값과 비교하여 판단값을 도출하고 도출된 판단값을 합산하여 회분과다 발생 여부를 판단한다. 이후 공급되는 연료량을 기준으로 회분과다 발생 예상위치를 판단하는 순으로 진행된다.In order to determine whether or not the ash overflow has occurred, the fouling temperature, the base component to acid component ratio (B / A value) of the ash, the fouling index using the mineral analysis, The fouling index according to the content of chlorine (Cl) and the fouling index according to the content of sodium (Na) are respectively calculated and the calculated value is compared with the reference value to derive the judgment value, . And then estimating the expected amount of ash generation based on the amount of fuel supplied thereafter.

발전소 및 소각로에서 선정된 바이오매스 폐기물들 중 회분 함유량 및 미네럴 정보를 검출하고, 이때 선정된 연료들의 공업분석(회분, 휘발분. 고정탄소, 수분 함유량), 미네랄 함유량(NaO2, K20 등)의 결과 및 연료 투입량, 연소 예상온도를 산출한다.(Ash, volatile matter, fixed carbon, moisture content), mineral content (NaO2, K20, etc.) of the selected fuels, and The amount of fuel input, and the expected combustion temperature.

이때 완전 산화 조건를 전제로 계산한다.At this time, the total oxidation condition is assumed.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 회분 발생의 과다 여부를 판단하는 단계에서 회분과다 발생으로 판단되면 회분과다 발생 예상위치를 판단하는 단계를 포함한다.The method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention includes a step of determining an expected position of ash occurrence when it is determined that the ash overflow occurs in the step of determining whether or not the ash production is excessive.

이때 보일러, 소각연소로 등에 설치된 슈트 블로워(Soot Blower) 발생 위치를 추정하고, 열교환기, 냉각튜브, 재가열기, 응축기 등의 위치를 파악하고, 현재보다 한 단계 높은 압력으로 슈트 블로워를 가동한다.At this time, the position of the soot blower installed in the boiler, incineration burning furnace, etc. is estimated, and the position of the heat exchanger, the cooling tube, the reheater, the condenser, and the like are ascertained.

극심한 회분 생성이 예상되지 않으면 보일러 튜브 두께 검출을 진행한다.If extreme ash production is not expected, proceed to boiler tube thickness detection.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 극심한 회분 생성 예상 단계에서 극심한 회분 생성이 예상되지 않으면 두께 측정을 통한 실시간 모니터링으로 이상 발생을 판단하는 단계를 포함한다.The method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention includes a step of determining an occurrence of abnormality by real-time monitoring through thickness measurement if extreme ash production is not expected in a severe ash generation step.

튜브 표면 위에 적층된 회분의 두께를 레벨게이지 등의 두께 측정 검출부를 통해 측정하며, 연속 운전으로 적체된 배가스 내의 회분의 기준점 이상 상태 발생 시 문제 가능 위치를 판단하여 적체가 많이 된 부위의 진행을 억제하는 방안을 적용한다.The thickness of the ash deposited on the surface of the tube is measured through a thickness measurement detector such as a level gauge. When the condition of the ash in the flue gas accumulated in the continuous flue gas is exceeded, The following shall apply.

두께 측정을 통한 실시간 모니터링으로 이상 발생을 판단하여 이상 있으면 전술한 극심한 회분 생성이 예상될 때와 마찬가지로 회분속에 포함된 미네랄의 성상 변화로 극심한 회분 증가와 원료에 포함된 다량의 회분 증가로 인한 극심한 회분 증가를 검출한다.It is possible to determine the occurrence of abnormality by measuring the thickness through the thickness measurement. If the abnormality as mentioned above is expected to occur, it is possible to determine the occurrence of extreme ash due to a large increase in ash due to changes in the constitution of minerals contained in ash, .

또한, 보일러, 소각연소로 등에 설치된 슈트 블로워(Soot Blower) 발생 위치를 추정하고, 열교환기, 냉각튜브, 재가열기, 응축기 등의 위치를 파악하고, 현재보다 한 단계 높은 압력으로 슈트 블로워를 가동한다.In addition, the location of the soot blower installed in the boiler, incineration burning furnace, etc. is estimated, and the position of the heat exchanger, the cooling tube, the reheater, the condenser, etc. is grasped and the shoot blower is operated at a pressure higher than the present .

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 두께 측정을 통한 실시간 모니터링으로 이상 발생을 판단하는 단계에서 이상이 발생되지 않으면 투입량 및 혼합량 변화를 판단하는 단계를 포함한다.The method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention includes a step of judging the occurrence of an abnormality by real-time monitoring through thickness measurement, and a step of judging a change in an input amount and a mixed amount when abnormality does not occur.

이때 연료의 투입량 및 혼합량이 변경되면 부식 유발 가능한 물질의 변화로 최초 연료 혼합량을 산정하는 폐루프로 환원한다.At this time, when the amount of fuel to be injected and the amount of fuel to be mixed are changed, it is reduced to a closed loop in which the amount of the corrosion-inducible substance is changed to calculate the initial fuel mixture amount.

또한, 연료의 투입량 및 혼합량의 변화가 없으면 보일러 실시간 측정 시스템으로 감지를 계속 진행한다.In addition, if there is no change in fuel amount and mixing amount, the boiler real-time measurement system continues the detection.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 전술한 바와 같이 극심한 회분 생성 예상 판단 단계에서 극심한 회분 생성이 예상되거나 두께 측정을 통한 실시간 모니터링으로 이상 발생을 판단하는 단계에 이상이 발생하게 되면 가혹한 회분 적체 예상부위 발생 지점을 판단하는 단계를 포함한다.The ash reduction and corrosion reduction method of the boiler tube according to the present invention can prevent the occurrence of extreme ash formation in the extreme ash generation presumption determination step or cause an abnormality in the step of determining the occurrence of abnormality through real time monitoring through thickness measurement And determining a severe ash accumulation expected site occurrence point when the ash accumulation expected site occurrence point is determined.

이때 열교환기, 냉각튜브, 재가열기, 응축기 등의 위치를 파악하고, 두께 감지 검출부가 장착된 부분과 비교 판단할 수도 있다.At this time, the position of the heat exchanger, the cooling tube, the reheater, the condenser, and the like may be grasped and compared with the portion where the thickness detection portion is mounted.

또한, 본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 가혹한 회분 적체 부위가 검출되면 슈트 블로워를 통해 한 단계 높은 강한 압력의 공기를 분사하는 단계를 포함한다.In addition, the method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention includes the step of injecting air of a higher pressure through the chute blower when a severe ash accumulation site is detected.

즉, 회분 적체 진행 위치가 검출되면 열교환기, 냉각튜브, 재가열기, 응축기 등에 설치되는 슈트 블로워의 압력을 상승시키고 필요 부분에 강력한 공기를 분사한다.That is, when the batch accumulation progress position is detected, the pressure of the chute blower installed in the heat exchanger, the cooling tube, the reheater, the condenser, etc. is raised and the strong air is sprayed to the necessary portion.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 한 단계 높은 슈트 블로워의 공기분사 단계 이후에 다시 두께 측정을 통한 이상을 검출하는 단계 및 회분 적체 위치 유압 변동 및 액추에이터 위치 제어를 판단하는 단계를 포함한다.The method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention includes the steps of detecting an abnormality through thickness measurement again after an air injection step of a higher-level chute blower, and judging an ash accumulation position hydraulic pressure fluctuation and an actuator position control .

두께 측정을 통한 이상 검출 단계에서 이상이 없으면 투입량 제어 후 실시간 모니터링 감지기능으로 복원되고, 이상이 있으면 회분 적제 위치 유압 변동 및 엑추에이터 위치 제어를 판단하게 된다.If there is no abnormality in the abnormality detection step through the thickness measurement, it is restored to the real time monitoring detection function after the input amount control, and if there is abnormality, the batch addition position oil pressure fluctuation and the actuator position control are judged.

상기 회분 적체 위치 유압 변동 및 액추에이터 위치 제어를 판단하는 단계에서 이상이 없으면 강한 압력의 슈트 블로워로 한 단계 높은 공기를 분사한다.If the abnormality is not detected in the step of judging the ash accumulation position hydraulic pressure fluctuation and the actuator position control, the high-pressure chute blower injects one step higher air.

또한, 투입량을 현재 설정된 양보다 2배 상향 투입하도록 제어하고, 이 방법을 폐루프를 반복하여 이상검출을 반속 시행한다.In addition, control is performed so that the input amount is injected twice higher than the presently set amount, and this method is repeatedly performed by repeating the closed loop to detect anomaly.

또한, 유압식 액추에이터 블로워를 활용하여 적체된 부분에 최적위치로 공기를 분사한다.In addition, the hydraulic actuator blower is used to inject the air to the optimum position in the stacked portion.

또한 부식이 진행이 억제되었을 경우 투입량을 차단한다.In addition, when the progress of corrosion is suppressed, the input amount is cut off.

본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 연료 성상이 변화될 경우 초기화하는 단계를 포함한다.The ash cohesion reduction and corrosion reduction method of a boiler tube according to the present invention includes a step of initializing if the fuel property is changed.

이처럼 본 발명에 따른 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 실시간으로 보일러 튜브 두께를 감지하고, 그 감지값에 따라 보일러 튜브에 공기를 분사하는 슈트 블로워의 분사압력을 제어함에 따라 보일러 튜브의 외부 표면에 축적되는 회분을 저감함으로써 보일러 튜브의 부식을 저감한다.As described above, the method of reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube according to the present invention detects the thickness of the boiler tube in real time and controls the injection pressure of the chute blower that blows air to the boiler tube according to the sensed value, Reduces corrosion on boiler tubes by reducing ash accumulated on the surface.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

10 : 보일러 튜브
30 : 슈트 블로워
40 : 제어유니트
41 : 연료 성상 검출부
42 : 계산부 - 회분 함유량 및 미네랄량
43 : 회분과다 발생 예상위치 판단부
44 : 튜브 두께 검출부
45 : 슈트 블로워 제어부 - 분사압력 및 분사위치 제어
10: Boiler tube
30: Suit blower
40: control unit
41: fuel property detector
42: Calculation part - Ash content and mineral content
43: Excessive ash occurrence estimated position determining unit
44: Tube thickness detector
45: Chute blower control - Control of injection pressure and injection position

Claims (9)

보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법은 연료성상검출부; 회분함유량 및 미네랄량 계산부; 회분과다 발생 예상위치 판단부; 보일러 튜브의 두께를 실시간으로 감지하는 두께감지검출부; 보일러 튜브에 공기를 분사하여 보일러 튜브에 축적된 회분을 제거하는 슈트 블로워; 회분과다발생 예상위치 판단결과와 두께감지검출부에서 감지된 보일러 튜브의 두께 변화에 따른 회분 축적 상태에 따라 슈트 블로워의 공기 분사 압력을 제어하는 제어유니트;를 사용하여 보일러 튜브 부식을 저감하는 방법에 있어서,
보일러 연료 투입전 연료의 성상을 검출하는 단계;
연료 회분 함유량 및 미네랄량을 계산하는 단계;
회분 발생의 과다 여부를 판단하는 단계;
회분 발생 과다로 판단되면 회분과다 발생 예상위치를 판단하는 단계;를 포함하고,
회분과다로 판단되지 않으면 두께 검출을 통한 회분적체 여부를 판단하는 단계;
상기 회분과다 발생 예상위치 또는 두께 검출결과 기준 두께 이상인 경우 기준 두께이상인 위치에, 슈트 블로워를 통해 기준압력보다 고압의 공기를 보일러 튜브에 분사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법.
A method for reducing ash adhesion and corrosion of a boiler tube includes a fuel property detector; Ash content and mineral content calculator; An estimated excessive position of ash generation; A thickness sensing detector for sensing the thickness of the boiler tube in real time; A chute blower for blowing air into the boiler tube to remove accumulated ash from the boiler tube; A control unit for controlling an air injection pressure of a chute blower in accordance with a result of determination of an excessive ash occurrence position and a ash accumulation state according to a thickness change of a boiler tube sensed by a thickness detection detector, ,
Detecting characteristics of the fuel before the boiler fuel injection;
Calculating a fuel ash content and a mineral content;
Determining whether the occurrence of ash is excessive;
Determining an expected position of excessive ash generation if it is determined that the occurrence of ash generation is excessive,
Determining whether or not the batch is stacked by detecting thickness if it is not determined to be excessive;
Spraying the boiler tube with air at a higher pressure than the reference pressure through the chute blower at a position at or above the reference thickness, Reduced and Corrosive Reduction Methods.
제1항에 있어서,
상기 회분과다로 판단되지 않고 두께 검출 결과 기준두께 이하인 경우,
연료투입량 또는 혼합량의 변화를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법.
The method according to claim 1,
If it is determined that the batch is not excessive and is less than or equal to the reference thickness,
And determining a change in the fuel input amount or the mixed amount.
제1항에 있어서,
상기 회분과다로 판단되면,
튜브의 회분적체 예상량에 따라 압력을 제어하고 분사위치를 제어하는 단계가 추가되는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법.
The method according to claim 1,
If it is determined that the ash is excessive,
Wherein the step of controlling the pressure and controlling the injection position is added in accordance with the predicted amount of ash of the tube.
제2항에 있어서,
상기 연료투입량 또는 혼합량의 변화를 판단하는 단계에서 변화되었다면,
상기 연료 회분 함유량 및 미네랄량을 계산하는 단계;로 이동하고,
상기 연료투입량 또는 혼합량의 변화를 판단하는 단계에서 변화되지 않았다면,
상기 두께 검출을 통한 회분적체 여부를 판단하는 단계;로 이동하는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법.
3. The method of claim 2,
If the change in the fuel input amount or the mixture amount is changed,
Calculating the content of the fuel ash and the amount of minerals;
If it is determined that the change of the fuel input amount or the mixture amount is not changed,
And determining whether or not the ash accumulation through the thickness detection is determined.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 슈트 블로워를 통해 기준압력보다 고압의 공기를 보일러 튜브에 분사하는 단계;이후,
상기 두께 검출을 통한 회분적체 여부를 판단하는 단계;로 이동하는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법.
The method according to claim 1,
Spraying the boiler tube with air at a higher pressure than the reference pressure through the chute blower,
And determining whether or not the ash accumulation through the thickness detection is determined.
제1항에 있어서,
상기 연료 회분 함유량 및 미네랄량을 계산하는 단계;는
회분의 염기성분 대 산성성분 비(B/A 값) 또는 미네랄분석을 활용한 파울링 지수를 기준으로 계산하는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법.
The method according to claim 1,
Calculating the content of the fuel ash and the amount of minerals;
Wherein the ash content is calculated on the basis of the base component of the ash to the acid component ratio (B / A value) or the fouling index using the mineral analysis.
제1항에 있어서,
상기 연료 회분 함유량 및 미네랄량을 계산하는 단계;는
회분의 염기성분 대 산성성분 비(B/A 값)과 염소(Cl) 함유량에 따른 파울링 지수, 나트륨(Na) 함량에 따른 파울링 지수 중 하나 이상을 포함하여 계산하는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법.
The method according to claim 1,
Calculating the content of the fuel ash and the amount of minerals;
And a fouling index according to the content of sodium (Na), based on the base component to acid component ratio (B / A value) and the chlorine (Cl) content of the ash, Ash adhesion reduction and corrosion reduction method.
제1항에 있어서,
상기 연료 회분 함유량 및 미네랄량을 계산하는 단계;는
회융점 온도, 회분의 염기성분 대 산성성분 비(B/A 값), 미네랄분석을 활용한 파울링 지수, 염소(Cl) 함유량에 따른 파울링 지수, 나트륨(Na) 함량에 따른 파울링 지수 중 하나 이상을 포함하여 계산하는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브의 회분점착저감 및 부식저감 방법.
The method according to claim 1,
Calculating the content of the fuel ash and the amount of minerals;
The fouling index according to the foul point temperature, the base component of ash to acid component ratio (B / A value), the fouling index using minerals analysis, the fouling index according to chlorine content, and the sodium content Wherein the ash content is calculated by including at least one of the ash content and the ash content.
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