KR102121077B1 - Circulating fluidized bed combustion apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 순환유동층 연소로에서 회의 배출이 연속적으로 이루어지거나 주기적으로 이루어지는 경우에도 항상 원활한 회의 배출이 가능하고, 회의 배출지연 배출로 인한 배출홀 또는 배출관의 막힘이나 클링커의 생성을 방지하도록 한 순환유동층 연소장치를 제공하는 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 순환유동층 연소장치는, 순환유동층 연소로를 포함하여 연료 및 순환입자를 순환하며 연소하는 순환유동층 연소장치로서, 상기 순환유동층 연소로의 내측 하부에 제공되어 상기 순유동층 연소로 내부에 순환유동층을 형성하도록 공기를 분사하는 다수의 노즐이 구비된 공기분산부; 상기 공기분산부에 제공되며 상기 순환유동층 연소로에서 연소된 회가 배출되는 배출부; 상기 배출부의 일측에 제공되어 상기 회의 미배출작업시 상기 회를 상승 유동시키는 공기를 주입하는 저회유동부;를 포함한다.In one embodiment of the present invention, even when the discharge of ash is continuously or periodically made in the circulating fluidized bed combustion furnace, smooth ash discharge is always possible and prevents clogging of the discharge hole or discharge pipe or generation of clinker due to the discharge of the ash discharge delay. To provide a circulating fluidized bed combustion device, the circulating fluidized bed combustion device according to an aspect of the present invention is a circulating fluidized bed combustion device that circulates and burns fuel and circulating particles, including a circulating fluidized bed combustion furnace, wherein the circulating fluidized bed combustion An air dispersion unit provided on an inner lower portion of the furnace and provided with a plurality of nozzles for spraying air to form a circulating fluidized layer inside the net fluidized bed combustion furnace; An exhaust unit provided in the air dispersion unit and discharged ash burned in the circulating fluidized bed combustion furnace; And a low ash flow part provided on one side of the discharge part and injecting air for upwardly flowing the ash during the non-discharge operation of the meeting.

Description

순환유동층 연소장치 {CIRCULATING FLUIDIZED BED COMBUSTION APPARATUS}Circulating fluidized bed combustion device {CIRCULATING FLUIDIZED BED COMBUSTION APPARATUS}

본 발명은 순환유동층 연소장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소과정에서 발생하는 회(灰, ash), 재를 원활하게 배출하고, 회의 응집 및 이에 따른 막힘이나, 클링커 등의 발생을 방지토록 개선한 순환유동층 연소장치에 관한 것이다.The present invention relates to a circulating fluidized bed combustion device, and more particularly, to smoothly discharge ash and ash generated in the combustion process, and improve to prevent aggregation of ash and clogging and clinker. One circulating fluidized bed combustion apparatus.

순환 유동층 연소장치는 연료로서 석탄, 슬러지, 고형화 연료 등의 다양한 연료를 주입하여 고온의 모래와 같은 순환입자와 함께 유동시키며 연소하는 장치로, 연소 반응이 빠르고, 일반 석탄 화력 연소 방식에 비해 조업 온도가 낮아 질소산화물(NOx) 등의 발생량을 낮출 수 있는 연소장치이다.The circulating fluidized bed combustion device is a device that injects various fuels such as coal, sludge, and solidified fuel to flow and circulate together with circulating particles such as high-temperature sand. It is a combustion device that can lower the amount of nitrogen oxides (NOx) generated due to its low temperature.

이러한 순환 유동층 연소장치는 순환유동층 연소로 및 순환입자 포집을 위한 사이클론부 및 순환입자를 순환유동층 연소로로 재순환하기 위한 룹씰(loopseal)을 포함한다.The circulating fluidized bed combustion apparatus includes a circulating fluidized bed combustion furnace and a cyclone unit for collecting circulating particles and a loopseal for recirculating circulating particles into the circulating fluidized bed combustion furnace.

또한, 순환유동층 연소로의 하부에는 원활한 유동 및 연소를 위해 연소로 하부에 공기분산부가 구비될 수 있다.In addition, an air dispersion unit may be provided below the combustion furnace for smooth flow and combustion at the bottom of the circulating fluidized bed combustion furnace.

또한, 순환유동층 연소로의 하부에는 연소된 굵은 입자 등의 회(灰, 재, ash)가 축적되는 것을 방지하여 원활한 유동을 위한 입도관리가 이루어지도록 회를 배출하는 배출부가 구비될 수 있다.In addition, the lower portion of the circulating fluidized bed combustion furnace may be provided with a discharge unit for discharging ash so as to prevent particle accumulation such as coarse particles, and particle size management for smooth flow.

통상 배출부는 순환유동층 연소로의 하부에 관통 형성되는 배출홀 및 이 배출홀과 연통하는 배출관을 포함할 수 있다.Usually, the discharge portion may include an discharge hole formed through the lower portion of the circulating fluidized bed combustion furnace and an discharge pipe communicating with the discharge hole.

그러나, 종래의 순환유동층 연소장치는, 연소과정중 발생된 회가 순환유동층 연소로의 배출홀 및 이에 연결된 배출관을 통해 배출되어야 하나, 실제로는 순환유동층 연소로 내의 유동불균형이나 적은 유동물질 보유량 등으로 인해 회가 지속적으로 배출되지 않고, 주기적으로 배출, 즉 일정 시간 동안만 배출되고 있다.However, the conventional circulating fluidized bed combustion apparatus should be discharged through the discharge hole of the circulating circulating fluidized bed combustion furnace generated during the combustion process and the discharge pipe connected to the circulating fluidized bed combustion furnace. Therefore, the ash is not continuously discharged, but periodically discharged, that is, it is discharged only for a certain period of time.

따라서, 종래에는 회가 배출되지 않는 시간에는 배출부에서 고온의 회 입자들이 서로 융착되어 클링커(clinker)를 발생시켜 배출홀 또는 배출관을 막을 수 있다. 또한, 종래에는 배출홀 부근에서 유동이 작은 경우, 배출홀 주변에 회들이 축적되기 쉽고, 이들이 고온 융착되며 배출홀을 막는 현상을 일으키는 요인이 되고 있다.Therefore, conventionally, when the ash is not discharged, hot ash particles are fused to each other at the discharge part to generate a clinker to block the discharge hole or discharge pipe. In addition, conventionally, when the flow is small in the vicinity of the discharge hole, ashes are likely to accumulate around the discharge hole, and these are hot melted and become a factor causing a phenomenon of clogging the discharge hole.

이와 같이, 순환유동층 연소장치에서 융착된 회, 클링커 등에 의해 배출홀과 연계된 배출관이 막히게 되어 순환유동층 연소장치의 정상적인 조업을 방해하게 되고, 이의 관리를 위해 순환유동층 연소장치의 조업을 강제로 멈추고 막힌 배출홀 또는 배출관을 뚫어야 하는 불편함이 있으며, 이에 따라 생산성이 저하되는 요인이 되고 있다.In this way, the discharge pipe connected to the discharge hole is blocked by the ash, clinker, etc., fused in the circulating fluidized bed combustion device, which interferes with the normal operation of the circulating fluidized bed combustion device, and for the management thereof, the operation of the circulating fluidized bed combustion device is forcibly stopped and There is the inconvenience of having to drill a clogged discharge hole or discharge pipe, and accordingly, it is a factor that decreases productivity.

본 발명의 일 실시예는 순환유동층 연소로에서 회의 배출이 연속적으로 이루어지거나 주기적으로 이루어지는 경우에도 항상 원활한 회의 배출이 가능하고, 회의 배출지연 배출로 인한 배출홀 또는 배출관의 막힘이나 클링커의 생성을 방지하도록 한 순환유동층 연소장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In one embodiment of the present invention, even when the discharge of ash is continuously or periodically made in the circulating fluidized bed combustion furnace, smooth ash discharge is always possible and prevents clogging of the discharge hole or discharge pipe or generation of clinker due to the discharge of the ash discharge delay. An object of the present invention is to provide a circulating fluidized bed combustion device.

본 발명의 일 측면에 따른 순환유동층 연소장치는, 순환유동층 연소로를 포함하여 연료 및 순환입자를 순환하며 연소하는 순환유동층 연소장치로서, 상기 순환유동층 연소로의 내측 하부에 제공되어 상기 순환유동층 연소로 내부에 순환유동층을 형성하도록 공기를 분사하는 다수의 노즐이 구비된 공기분산부; 상기 공기분산부에 제공되며 상기 순환유동층 연소로에서 연소된 회가 배출되는 배출부; 상기 배출부의 일측에 제공되어 상기 회의 미배출작업시 상기 회를 상승 유동하는 공기를 주입하는 저회유동부;를 포함한다.A circulating fluidized bed combustion apparatus according to an aspect of the present invention is a circulating fluidized bed combustion apparatus that circulates and burns fuel and circulating particles, including a circulating fluidized bed combustion furnace, provided at an inner lower portion of the circulating fluidized bed combustion furnace to provide the circulating fluidized bed combustion An air dispersion unit equipped with a plurality of nozzles for spraying air to form a circulation fluid layer inside the furnace; An exhaust unit provided in the air dispersion unit and discharged ash burned in the circulating fluidized bed combustion furnace; It is provided on one side of the discharge portion, the low ash flow portion for injecting air that rises and flows the ash during the non-discharge operation.

또한, 상기 배출부는, 상기 공기분산부의 저면에 형성된 배출홀과, 상기 배출홀과 연계되어 회를 외부로 배출하는 배출관과, 상기 배출관의 일측에 제공되어 배출관을 개폐하는 배출제어밸브를 포함할 수 있다.In addition, the discharge unit may include a discharge hole formed on the bottom surface of the air dispersion unit, a discharge pipe connected to the discharge hole to discharge ash to the outside, and a discharge control valve provided on one side of the discharge pipe to open and close the discharge pipe have.

또한, 상기 저회유동부는 상기 배출관의 일측에 적어도 일단으로 제공되어 축중심을 향하여 유동화 공기를 주입토록 제공되는 공기분사노즐을 포함할 수 있다.In addition, the low ash flow portion may include an air injection nozzle provided at least once on one side of the discharge pipe and provided to inject fluidized air toward the center of the shaft.

또한, 상기 공기분사노즐은 다수로 제공되어 서로 등간격으로 배치될 수 있다.In addition, the air injection nozzles may be provided in multiple numbers and disposed at equal intervals with each other.

또한, 상기 배출관은 상기 배출홀과 연통되며 하방으로 연장된 제1배출관과, 상기 제1배출관의 하부에서 측면으로 연장된 제2배출관을 포함하고, 상기 저회유동부는 상기 제1배출관의 하단에 연계되어 상측으로 유동화 공기를 주입하는 저회유동부를 포함할 수 있다.In addition, the discharge pipe includes a first discharge pipe communicating with the discharge hole and extending downwardly, and a second discharge pipe extending laterally from a lower portion of the first discharge pipe, wherein the low ash flow portion is at the bottom of the first discharge pipe. It may be linked to include a low ash flow portion for injecting fluidized air upward.

또한, 상기 저회유동부는 유동화 공기를 주입하는 다수의 공기구멍이 형성된 다공판형 분산판을 포함할 수 있다.In addition, the low ash flow portion may include a porous plate type dispersion plate having a plurality of air holes through which fluidized air is injected.

또한, 상기 저회유동부는 상기 배출제어밸브의 개폐에 연계하여 공기의 주입량을 조절하는 공기조절기를 포함할 수 있다.In addition, the low ash flow portion may include an air regulator for adjusting the injection amount of air in connection with opening and closing of the discharge control valve.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 순환유동층 연소로에서 회의 배출이 이루어지지 않을 경우, 적정한 유동화를 통해 배출부 주변의 순환입자들이 고온 융착되어 배출관을 막는 것을 방지할 수 있고, 유동화된 공기는 배출홀을 통해 순환유동층 연소로 내부로 공급되며 상부의 입자 유동을 도와 배출홀 표면에서의 막힘 또는 클링커의 발생을 방지할 수 있어 안정적인 순환유동층 조업을 가능하게 하는 장점이 있다.According to an embodiment of the present invention, when the discharge of ash is not made in the circulating fluidized bed combustion furnace, it is possible to prevent the circulating particles around the discharge part from being fused at a high temperature through appropriate fluidization to prevent clogging of the discharge pipe, and discharge the fluidized air. It is supplied to the inside of the circulating fluidized bed combustion furnace through the hole, and has the advantage of enabling stable circulating fluidized bed operation because it can prevent the clogging or clinker generation at the discharge hole surface by helping the particle flow at the top.

순환유동층 연소로에서 순환입자의 축적을 방지 및 층입도의 관리를 위해 회를 배출하는 과정에서 배출부의 막힘을 방지할 수 있으며, 이에 따른 조업 중단을 방지할 수 있어 안정적인 운전이 가능하게 하는 장점이 있다.In order to prevent the accumulation of circulating particles in the circulating fluidized bed combustion furnace and to control the particle size, it is possible to prevent clogging of the discharge part during the discharge of ash, and it is possible to prevent the operation from being stopped. have.

또한, 순환유동층 연소로의 공기분산부에 제공된 배출부의 일부가 막혔을 경우에 막히지 않은 다른 배출부를 통해 회를 배출하게 되는데, 이때 하부의 굵은 입자(coarse)가 고르게 빠지지 않고, 가는 입자(fine)가 배출부로 빠져 순환입자의 손실을 가져오는 것을 사전에 방지할 수 있으며, 이에 따라 열손실 및 입도관리를 더욱 효율적으로 운전할 수 있다.In addition, when a part of the discharge part provided in the air dispersion part of the circulating fluidized bed combustion furnace is blocked, the ash is discharged through another uncharged discharge part. At this time, the coarse of the lower part does not fall out evenly, and fine particles are fine. It is possible to prevent the loss of circulating particles out of the discharge portion in advance, and accordingly, heat loss and particle size management can be operated more efficiently.

또한, 본 실시예는 순환유동층 연소장치의 조업과정중, 배출부로 회가 배출되지 않는 상황에도 지속적으로 냉각 유동화 공기가 공급됨에 따라 배출부가 고온의 입자에 노출되어 과열 손상되거나, 팽창되어 누수되는 현상 등을 저감할 수 있다.In addition, the present embodiment is a phenomenon in which, during the operation of the circulating fluidized bed combustion device, the discharge portion is exposed to high-temperature particles and is damaged due to overheating or expansion, as the cooling fluidized air is continuously supplied even when the ash is not discharged to the discharge portion. Etc. can be reduced.

이와 같이, 본 실시예의 순환유동층 연소장치는 원활한 회배출 및 순환입자의 과도한 배출을 방지할 수 있어 순환유동층 연소장치의 연소작업을 더욱 안정적이고, 효율적으로 운전할 수 있다.As described above, the circulating fluidized bed combustion apparatus of the present embodiment can prevent smooth discharge of ash and excessive discharge of circulating particles, so that the combustion operation of the circulating fluidized bed combustion apparatus can be operated more stably and efficiently.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환유동층 연소장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환유동층 연소장치의 공기분산부를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환유동층 연소장치의 배출부에 적용된 저회배출부를 도시한 측단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환유동층 연소장치의 배출부에 적용된 저회배출부를 도시한 평단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 순환유동층 연소장치의 배출부에 적용된 저회배출부를 도시한 측단면도.1 is a schematic diagram of a circulating fluidized bed combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing the air dispersion unit of the circulating fluidized bed combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional side view showing a low ash discharge applied to the discharge portion of the circulating fluidized bed combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional plan view showing a low ash discharge applied to the discharge portion of the circulating fluidized bed combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a side cross-sectional view showing a low ash discharge applied to the discharge portion of the circulating fluidized bed combustion apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited only to the embodiments described below. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and elements indicated by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환유동층 연소장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환유동층 연소장치의 공기분산부를 도시한 사시도이다.1 is a schematic diagram of a circulating fluidized bed combustion apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an air dispersion unit of a circulating fluidized bed combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.

또한, 도 3과 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환유동층 연소장치의 배출부에 적용된 저회배출부를 도시한 측단면도 및 평단면도이다.In addition, FIGS. 3 and 4 are side cross-sectional and flat cross-sectional views showing a low ash discharge portion applied to the discharge portion of the circulating fluidized bed combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 실시예의 순환유동층 연소장치(10)는, 순환입자와 함께 연료를 연소하는 순환유동층 연소로(20)와, 이 순환유동층 연소로(20)에 연계되어 연소후 배출되는 순환입자를 포집하기 위한 사이클론부(22)를 포함한다. 또한, 사이클론부(22)에서 포집된 순환입자는 하부에 마련된 룹씰(loopseal)(24)로 공급된다. 룹씰(24)은 비기계적 밸브의 하나로, 사이클론부(22)에서 포집된 순환입자 중 일정 크기의 순환입자를 순환유동층 연소로(20)로 공급하여 순환시킨다.Referring to Figures 1 to 4, the circulating fluidized bed combustion apparatus 10 of the present embodiment, the circulating fluidized bed combustion furnace 20 for burning fuel together with the circulating particles and the circulating fluidized bed combustion furnace 20 are combusted It includes a cyclone unit 22 for collecting the circulating particles discharged after. In addition, the circulating particles collected by the cyclone unit 22 are supplied to the loopseal 24 provided at the bottom. The loop seal 24 is one of the non-mechanical valves, and supplies circulating particles of a certain size among the circulating particles collected by the cyclone unit 22 to the circulating fluidized bed combustion furnace 20 to circulate.

또한, 순환유동층 연소로(20)의 하부에는 격렬한 유동 현상(난류 유동)이 나타나며, 이에 따라 순환유동층 연소로(20)의 하부는 마모 침식을 방지하고, 동시에 하부의 열 보유를 위해 내마모성 내화재로 제공될 수 있다.In addition, a violent flow phenomenon (turbulent flow) appears in the lower portion of the circulating fluidized bed combustion furnace 20, and accordingly, the lower portion of the circulating fluidized bed combustion furnace 20 is a wear-resistant refractory material to prevent wear erosion and at the same time retain heat from the lower portion. Can be provided.

또한, 순환유동층 연소로(20)의 하부에는 순환유동층 환원로 내부에 순환유동을 일으키도록 공기를 분산 공급하는 공기분산부(30)가 제공될 수 있다. 이를 위해, 공기분산부(30)는 공기를 균일하게 분산하여 공급하기 위한 다수의 노즐(32)이 구비될 수 있다.In addition, an air dispersion unit 30 may be provided at the lower portion of the circulating fluidized bed combustion furnace 20 to distribute and supply air to cause circulating flow inside the circulating fluidized bed reduction furnace. To this end, the air dispersion unit 30 may be provided with a plurality of nozzles 32 for uniformly dispersing and supplying air.

한편, 룹씰(24)의 하부에도 사이클론부(22)로 순환유동이 형성되도록 공기를 분사하는 보조공기분산부(26)가 마련될 수 있다. 보조공기분산부(26)도 공기분산부(30)와 동일하게 다수의 노즐(미도시)이 구비될 수 있다.On the other hand, an auxiliary air dispersion unit 26 for spraying air may be provided in the lower portion of the loop seal 24 to form a circulation flow to the cyclone unit 22. The auxiliary air dispersion unit 26 may be provided with a plurality of nozzles (not shown) in the same manner as the air dispersion unit 30.

공기분산부(30)는 노즐(32)의 하부에 공기를 균일하게 분배하기 위한 공기박스(34)를 더 포함할 수 있다. 공기분산부(30)는 하부의 공기박스(34)로 공급되는 일차공기 또는 유동화공기를 균일하게 분산하여 상부로 주입할 수 있다.The air dispersion unit 30 may further include an air box 34 for uniformly distributing air under the nozzle 32. The air dispersion unit 30 may uniformly disperse primary air or fluidized air supplied to the lower air box 34 and inject it to the upper portion.

한편, 공기분산부(30)의 일측에는 순환유동층 연소로(20) 내의 순환물질의 입도를 관리하거나 입자의 축적을 방지할 수 있도록, 공기분산부(30)의 하부의 회(灰, 재, ash)를 외부로 배출하기 위한 배출부(36)가 마련될 수 있다.On the other hand, to one side of the air dispersion unit 30 to manage the particle size of the circulating material in the circulating fluidized bed combustion furnace 20 or to prevent the accumulation of particles, ash (회, ash) in the lower part of the air dispersion unit 30, ash) may be provided for discharging to the outside.

또한, 배출부(36) 주변의 공기분산부(30)에는 노즐(32)이 제공되지 않는 것이 바람직하며, 이에 따라 회들이 노즐(32)로부터 분사되는 공기에 의한 영향이 최소화되며 배출부(36)를 통해 원활하게 외부로 배출될 수 있다.In addition, it is preferable that the nozzle 32 is not provided in the air dispersion portion 30 around the discharge portion 36, whereby the influence of the air injected from the nozzles 32 is minimized and the discharge portion 36 ) Can be smoothly discharged to the outside.

또한, 본 실시예에서 배출부(36)는 공기분산부(30)의 일측에 제공되어 바닥주변의 회가 배출되는 배출홀(37)과, 이 배출홀(37)에 연계되어 회를 외부로 배출하기 위한 배출관(38)을 포함할 수 있으며, 배출관(38)의 일측에는 회의 배출이 이루어지지 않을 경우 배출관(38)의 개폐를 조절하여 순환물질의 외부 배출을 방지하기 위한 배출제어밸브(39)를 포함할 수 있다. 배출제어밸브(39)는 순환유동층 연소장치(10)의 작동을 제어하는 (도시되지 않은) 제어부와 연계되어 배출관(38)의 개폐를 제어할 수 있다.In addition, in the present embodiment, the discharge portion 36 is provided on one side of the air dispersion portion 30, and the discharge hole 37 through which the ash around the floor is discharged, and is connected to the discharge hole 37 to transfer the ash to the outside. It may include a discharge pipe 38 for discharging, and if the discharge pipe 38 is not discharged at one side of the discharge pipe, the discharge control valve 39 for controlling the opening and closing of the discharge pipe 38 to prevent external discharge of circulating substances ). The discharge control valve 39 is connected to a control unit (not shown) that controls the operation of the circulating fluidized bed combustion apparatus 10 to control opening and closing of the discharge pipe 38.

공기분산부(30) 주변의 고온(800~900℃)인 회 입자들은 배출제어밸브(39)의 개방에 따라 배출홀(37)로 떨어진 후 배출관(38)을 통해 지속적으로 배출될 수 있으며, 효율적인 배출을 위해 주기적으로 배출, 즉 일정 시간동안 배출이 이루어지도록 제어되는 것도 가능하다.The ash particles having a high temperature (800 to 900°C) around the air dispersion unit 30 can be continuously discharged through the discharge pipe 38 after falling into the discharge hole 37 according to the opening of the discharge control valve 39, For efficient discharge, it is also possible to control the discharge periodically, that is, discharge is performed for a certain period of time.

한편, 본 실시예의 순환유동층 연소장치(10)는 일정 시간동안 회의 배출이 이루어지지 않을 경우, 고온의 회 입자들이 서로 융착되어 클링커 등을 발생할 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 배출부(36)의 회 입자들을 상승 유동시키는 저회유동부(40)를 포함할 수 있다.On the other hand, in the circulating fluidized bed combustion apparatus 10 of the present embodiment, when the discharge is not performed for a certain period of time, high-temperature ash particles may be fused to each other to generate clinker, etc. It may include a low ash flow portion 40 for the particles to flow upward.

저회유동부(40)는 배출부(36)로 공기를 주입하게 되며, 이와 같이 주입된 공기가 배출부(36) 내에 난류를 일으키며 상승 유동함에 따라 배출부(36) 내부 및 주변부에 잔류된 회 입자들을 순환유동층 연소로(20) 내로 순환시킬 수 있다. The low ash flow part 40 injects air into the discharge part 36, and as the injected air causes turbulence in the discharge part 36 and flows upward, the ash remaining inside and around the discharge part 36 The particles may be circulated into the circulating fluidized bed combustion furnace 20.

본 실시예에서 저회유동부(40)는 배출관(38)의 일측에 적어도 일단으로 제공된 공기분사노즐(42)을 포함할 수 있다. 공기분사노즐(42)은 축중심을 향하여 유동화 공기를 주입토록 제공되며, 이때 주입된 유동화 공기가 배출관(38)으로 분사된 후, 개방된 배출홀(37)을 통해 배출되는 과정에서 배출관(38) 내에 상승 난류가 형성되어 배출부(36)에 회가 융착되는 것을 방지할 수 있다.In this embodiment, the low ash flow portion 40 may include an air injection nozzle 42 provided at least once on one side of the discharge pipe 38. The air injection nozzle 42 is provided to inject fluidized air toward the center of the shaft, wherein the injected fluidized air is injected into the discharge pipe 38 and then discharged through the open discharge hole 37. ), an upward turbulence is formed to prevent the ash from being fused to the discharge portion 36.

바람직하게는 본 실시예에서 공기분사노즐(42)은 다단, 예컨대 3단으로 제공되는 것도 가능하다.Preferably, in the present embodiment, the air injection nozzle 42 may be provided in multiple stages, for example, in three stages.

또한, 각각의 공기분사노즐(42)은 배출관(38)의 둘레에 대해 등간격으로 배치될 수 있다. 일례로, 각각의 공기분사노즐(42)은 배출관(38)의 상, 하로 이격되어 3단 등으로 제공될 수 있다. 또한, 각단의 공기분사노즐(42)은 배출관(38) 둘레에 2개 또는 4개 등으로 제공될 수 있으며, 이때 서로 대향되게 배치되는 것이 바람직하다.
예컨대, 다수의 공기분사노즐(42) 중 일부들은 배출관(38)의 둘레에 서로 대향되도록 배치되어 배출관(38)의 축 중심측으로 유동화 공기를 제공하고, 배출관(38)의 축 중심측으로 제공된 유동화 공기에 의해 배출부(36) 내에서 상승 난류가 발생되어 회 입자들이 순환유동층 내에서 순환된다.
또한, 저회유동부(40)를 도 3에 도시된 측단면상에서 볼 때, 저회유동부(40)는 배출관(38)의 길이 방향으로 서로 이격된 다단 구조를 갖고, 다수의 공기분사노즐(42)은 저회유동부(40)의 다단 구조의 각 단에 대응되도록 배치될 수 있다.
또한, 저회유동부(40)를 도 4에 도시된 평단면상에서 볼 때, 저회유동부(40)의 다수의 공기분사노즐(42)은 배출관(38)을 중심으로 사방으로 대칭되도록 배치될 수 있다.Further, each of the air injection nozzles 42 may be disposed at equal intervals with respect to the circumference of the discharge pipe 38. For example, each of the air injection nozzles 42 may be provided in three stages, such as spaced up and down of the discharge pipe 38. In addition, the air injection nozzles 42 of each stage may be provided in two or four around the discharge pipe 38, and is preferably disposed to face each other.
For example, some of the plurality of air injection nozzles 42 are disposed to face each other around the discharge pipe 38 to provide fluidized air toward the axial center side of the discharge pipe 38, and fluidized air provided to the axial center side of the discharge pipe 38 As a result, an upward turbulence is generated in the discharge part 36 so that the ash particles are circulated in the circulating fluidized bed.
In addition, when the bottom ash flow section 40 is viewed from the side cross-section shown in FIG. 3, the bottom ash flow section 40 has a multi-stage structure spaced apart from each other in the longitudinal direction of the discharge pipe 38, and a plurality of air injection nozzles 42 ) May be arranged to correspond to each stage of the multi-stage structure of the low ash flow portion 40.
In addition, when the bottom ash flow section 40 is viewed on a flat cross-section shown in FIG. 4, a plurality of air injection nozzles 42 of the bottom ash flow section 40 may be arranged to be symmetrical in all directions around the discharge pipe 38. have.

각각의 공기분사노즐(42)은 공기의 분사시 서로 충돌하게 되며, 배출관(38)의 하부가 차폐됨에 따라 공기가 난류를 형성하며 상승 유동될 수 있다.Each of the air injection nozzles 42 collide with each other during the injection of air, and as the lower portion of the discharge pipe 38 is shielded, air may form a turbulent flow and flow upward.

이와 같이, 저회유동부(40)로부터 분사된 공기는 배출부(36)를 통해 순환유동층 연소로(20)로 공급되며, 이에 따라 공기분산부(30)의 배출홀(37) 부근에서 회의 정체(비유동, 非流動)에 의해 융착되는 클링커를 원천적으로 방지할 수 있다.As described above, the air injected from the low ash flow part 40 is supplied to the circulating fluidized bed combustion furnace 20 through the discharge part 36, and accordingly, stagnation in the vicinity of the discharge hole 37 of the air dispersion part 30 It is possible to fundamentally prevent clinker fusion caused by (non-flowing, non-moving).

또한, 저회유동부(40)는 공기의 주입량을 조절하는 공기조절기(44)를 포함할 수 있다. 공기조절기(44)는 배출제어밸브(39)의 개폐에 연계하여 공기분사노즐(42)로 주입되는 공기량을 조절할 수 있다.In addition, the low ash flow unit 40 may include an air regulator 44 that controls the amount of air injected. The air conditioner 44 may control the amount of air injected into the air injection nozzle 42 in connection with opening and closing of the discharge control valve 39.

공기조절기(44)는 공기분사노즐(42)로 공기를 공급하는 펌프 및 이를 펌프의 작동을 제어하는 제어기를 포함할 수 있다. 또한, 배출제어밸브(39)는 순환유동층 연소장치(10)의 제어부에 의해 작동되는 것으로 설명되었으나, 공기조절기(44)의 제어기에 의해 작동이 제어되는 것도 가능하다.The air conditioner 44 may include a pump that supplies air to the air injection nozzle 42 and a controller that controls the operation of the pump. In addition, although the discharge control valve 39 has been described as being operated by the control unit of the circulating fluidized bed combustion device 10, it is also possible that the operation is controlled by the controller of the air regulator 44.

저회유동부(40)는 공기조절기(44)에 의해 공기의 분사가 조절될 수 있다. 이때, 배출제어밸브(39)가 닫혀져 회의 배출이 정지되면, 저회유동부(40)는 공기분사노즐(42)을 통해 배출관(38) 내로 유동화 공기를 분사하여 배출홀(37) 및 배출관(38) 내의 공기를 상승시켜 배출할 수 있다. 그리고, 배출관(38)에는 유동화 공기가 지속적으로 공급됨에 따라 회 입자의 유동화가 지속적으로 이루어져 회 또는 순환물질의 정체(비유동, 非流動)에 의한 융착이 발생하지 않는다.In the low ash flow part 40, the injection of air may be controlled by the air regulator 44. At this time, when the discharge control valve 39 is closed and the discharge is stopped, the low ash flow part 40 sprays fluidized air into the discharge pipe 38 through the air injection nozzle 42 to discharge the hole 37 and the discharge pipe 38 ) Can be discharged by raising the air. In addition, as the fluidized air is continuously supplied to the discharge pipe 38, fluidization of ash particles is continuously performed so that fusion due to stagnation (non-flowing, non-moving) of ash or circulating material does not occur.

이때 공기조절기(44)는 저회유동부(40)에서 분사되는 공기의 유속이 0.3~1.0m/s 사이의 유속이 되도록 총 공기량을 각각의 공기분사노즐(42)로 분배하여 조절한다.At this time, the air conditioner 44 is adjusted by distributing the total amount of air to each of the air injection nozzles 42 so that the flow rate of the air injected from the low ash flow part 40 is a flow rate between 0.3 and 1.0 m/s.

또한, 저회유동부(40)는 배출제어밸브(39)가 열려 회가 배출될 경우에는 공기조절기(44)가 작동하지 않으며, 이에 따라 공기분사노즐(42)을 통해 공기가 분사되지 않는다. 따라서, 순환유동층 연소로(20)의 하부로 낙하되어 공기분산부(30) 상부의 배출홀(37)로 떨어진 후, 배출관(38)을 통해 외부로 배출될 수 있다.In addition, when the discharge control valve 39 is opened and the ash is discharged from the low ash flow part 40, the air conditioner 44 does not operate, and accordingly, air is not injected through the air injection nozzle 42. Therefore, after falling to the lower portion of the circulating fluidized bed combustion furnace 20 and falling to the discharge hole 37 at the top of the air dispersion unit 30, it can be discharged to the outside through the discharge pipe 38.

본 실시예에서 저회유동부(40)는 다단의 공기분사노즐(42)을 포함하는 것으로 설명하고 있으나, 저회유동부(40)의 구성은 한정되지 않으며 다양한 형태로 변형될 수 있다.In this embodiment, the low ash flow part 40 is described as including a multi-stage air injection nozzle 42, but the configuration of the low ash flow part 40 is not limited and may be modified in various forms.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 순환유동층 연소장치의 배출부에 적용된 저회배출부를 도시한 측단면도이다.5 is a side cross-sectional view showing a low ash discharge unit applied to the discharge unit of the circulating fluidized bed combustion apparatus according to another embodiment of the present invention.

일례로, 도 5를 참고하면, 본 실시예의 순환유동층 연소장치(10)는 순환유동층 연소로(20)의 저부의 회가 배출부(136)의 배출홀(137)을 통과하여 배출관(138)을 통해 배출될 수 있다.For example, referring to FIG. 5, the circulating fluidized bed combustion apparatus 10 of the present embodiment passes through the discharge hole 137 of the ash ash discharge portion 136 at the bottom of the circulating fluidized bed combustion furnace 20 to discharge pipe 138. It can be discharged through.

여기서, 배출관(138)은 배출홀(137)과 연통되며 하방으로 연장된 제1배출관(138a)과, 제1배출관(138a)의 하부에서 측면으로 연장된 제2배출관(138b)을 포함할 수 있다. 이러한 배출관(138)은 전체적으로 L자형 관의 형태로 제공되며, 제1배출관(138a)의 하단에는 상측으로 유동화공기를 주입하는 저회유동부(140)가 제공될 수 있다.Here, the discharge pipe 138 may include a first discharge pipe 138a communicating with the discharge hole 137 and extending downward, and a second discharge pipe 138b extending laterally from the bottom of the first discharge pipe 138a. have. The discharge pipe 138 is provided in the form of an L-shaped pipe as a whole, and a bottom ash flow unit 140 for injecting fluidized air upward may be provided at the bottom of the first discharge pipe 138a.

저회유동부(140)는 제1배출관(38)으로 유동화공기를 주입하는 다수의 공기구멍(142a)이 형성된 다공판형 분산판(142)을 포함할 수 있다. 그리고, 다공판형 분산판(142)의 하부에는 일차공기 또는 유동화공기가 공급되는 공기박스(144)가 마련되며, 다공판형 분산판(142)을 통해 제1배출관(138a)으로 공기를 균일하게 분산 또는 분포시킬 수 있다.The low ash flow part 140 may include a porous plate type dispersion plate 142 in which a plurality of air holes 142a for injecting fluidized air into the first discharge pipe 38 are formed. In addition, an air box 144 to which primary air or fluidized air is supplied is provided at a lower portion of the perforated plate-type dispersion plate 142, and air is uniformly distributed through the perforated plate-shaped dispersion plate 142 to the first discharge pipe 138a. Or it can be distributed.

한편, 제2배출관(138b)에는 배출제어밸브(139)가 제공될 수 있다. 저회유동부(140)는 배출제어밸브(139)의 개폐작동에 연계하여 작동이 제어될 수 있다.Meanwhile, a discharge control valve 139 may be provided to the second discharge pipe 138b. The operation of the low ash flow unit 140 may be controlled in connection with the opening/closing operation of the discharge control valve 139.

저회유동부(140)는 배출제어밸브(139)가 열려 회가 배출되고 있는 과정에서는 최소공기량만 주입되도록 조절되고, 배출제어밸브(139)가 닫혀 회의 배출이 정지된 상태에서는 제1배출관(138a)으로 정상 공기량이 주입되도록 조절될 수 있다.The low ash flow part 140 is adjusted so that only the minimum amount of air is injected in the process in which the discharge control valve 139 is opened and the ash is being discharged, and the discharge control valve 139 is closed to stop the discharge of the first discharge pipe 138a. ) Can be adjusted to inject the normal air volume.

저회유동부(140)는 공기조절기(146)에 의해 공기의 분사가 조절될 수 있다.The low ash flow part 140 may be controlled by the air conditioner 146 to inject air.

이때, 공기조절기(146)에서 저회유동부(140)로 분사되는 공기의 최소공기량은 0.1m/s 내외가 되도록 설정되며, 정상 공기량은 0.3~1.0m/s 사이의 유속이 되도록 공기량이 조절될 수 있다.At this time, the minimum air volume of the air injected from the air conditioner 146 to the low ash flow part 140 is set to be about 0.1 m/s, and the normal air volume is adjusted to be a flow rate between 0.3 to 1.0 m/s. You can.

더불어, 다공판형 분산판(142)은 다공홀의 크기 및 개수를 조절하여 개구비(opening ratio)를 결정할 수 있으며, 이때 상관되는 다공판형 분산판(142)의 압력강하(ΔPd)는 다공판형 분산판으로부터 배출홀(137)까지의 높이에 따라 다음의 수학식 1과 같이 결정될 수 있다.
In addition, the perforated plate-shaped dispersion plate 142 can determine the opening ratio by adjusting the size and number of perforated holes, wherein the pressure drop (ΔP d ) of the perforated plate-shaped distributed plate 142 is perforated plate-shaped dispersion According to the height from the plate to the discharge hole 137 may be determined as in the following equation (1).

Figure 112014075309553-pat00001
Figure 112014075309553-pat00001

여기서, h는 다공판형 분산판으로부터 배출홀(37)까지의 높이이며, εf는 유동화공극율(대략 0.5~0.6), ρs는 저회밀도, ρg는 공기밀도, 그리고 g/gc는 중력가속도 및 환산계수이다.Here, h is the height from the perforated plate-type dispersion plate to the discharge hole 37, ε f is the fluidization porosity (approximately 0.5 to 0.6), ρ s is low ash density, ρ g is air density, and g/g c is gravity Acceleration and conversion factor.

이때, 원활한 배출관(138)내의 유동화를 위해서는 다공판형 분산판(142)의 개구비가 압력강하(ΔPd) 이상이 되도록 결정하며, 보통 1% 이내의 개구비를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
At this time, in order to fluidize in the smooth discharge pipe 138, it is determined that the opening ratio of the perforated plate-type dispersion plate 142 is equal to or higher than the pressure drop (ΔP d ), and is preferably formed to have an opening ratio within 1%.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings, and it is common in the art that various forms of substitution, modification, and modification are possible without departing from the technical spirit of the present invention as set forth in the claims. It will be obvious to those who have knowledge.

10: 순환유동층 연소장치 20: 순환유동층 연소로
22: 사이클론부 24: 룹씰
26: 보조공기분산부
30: 공기분산부 32: 노즐
34: 공기박스 36: 배출부
37: 배출홀 38: 배출관
39: 배출제어밸브 40: 저회유동부
42: 공기분사노즐 44: 공기조절기10: circulating fluidized bed combustion apparatus 20: circulating fluidized bed combustion furnace
22: cyclone unit 24: loop seal
26: auxiliary air dispersion
30: air diffuser 32: nozzle
34: air box 36: outlet
37: discharge hole 38: discharge pipe
39: discharge control valve 40: low ash flow
42: air injection nozzle 44: air regulator

Claims (7)

순환유동층 연소로를 포함하여 연료 및 순환입자를 순환하며 연소하는 순환유동층 연소장치로서,
상기 순환유동층 연소로의 내측 하부에 제공되어 상기 순환유동층 연소로 내부에 순환유동층을 형성하도록 공기를 분사하는 다수의 노즐이 구비된 공기분산부;
상기 공기분산부에 제공되며 상기 순환유동층 연소로에서 연소된 회(灰, ash)가 배출되는 배출부; 및
상기 배출부의 일측에 제공되어 상기 회의 미배출작업시 상기 회를 상승 유동시키는 공기를 주입하는 저회유동부;를 포함하고,
상기 배출부는,
상기 공기분산부의 저면에 형성된 배출홀과 연계되어 회를 외부로 배출하는 배출관; 및
상기 배출관의 일측에 제공되어 상기 배출관을 개폐하는 배출제어밸브를 포함하고,
상기 저회유동부는 상기 배출관 측으로 유동화 공기를 제공하는 다수의 공기분사노즐을 포함하고,
상기 다수의 공기분사노즐 중 일부들은 상기 배출관의 둘레에 서로 대향되도록 배치되어 상기 배출관의 축 중심측으로 유동화 공기를 제공하고, 상기 배출관의 축 중심측으로 제공된 유동화 공기에 의해 상기 배출부 내에서 상승 난류가 발생되어 회 입자들이 상기 순환유동층 내에서 순환되는 순환유동층 연소장치.
A circulating fluidized bed combustion device that circulates and burns fuel and circulating particles, including a circulating fluidized bed combustion furnace,
An air dispersion unit provided at an inner lower portion of the circulating fluidized bed combustion furnace and having a plurality of nozzles for spraying air to form a circulating fluidized layer inside the circulating fluidized bed combustion furnace;
An exhaust unit provided in the air dispersion unit and discharged ash burned in the circulating fluidized bed combustion furnace; And
Includes; provided on one side of the discharge unit for injecting air for upwardly flowing the ash during the non-discharge operation of the meeting;
The discharge unit,
A discharge pipe that discharges ash to the outside in connection with a discharge hole formed on the bottom surface of the air dispersion portion; And
It includes a discharge control valve provided on one side of the discharge pipe to open and close the discharge pipe,
The low ash flow portion includes a plurality of air injection nozzles to provide fluidized air to the discharge pipe side,
Some of the plurality of air injection nozzles are disposed so as to face each other around the discharge pipe to provide fluidized air toward the center of the shaft of the discharge pipe, and rising turbulence in the discharge portion by the fluidized air provided to the shaft center side of the discharge pipe A circulating fluidized bed combustion device in which ash particles are generated and circulated in the circulating fluidized bed.
삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 저회유동부를 평단면상에서 볼 때, 상기 저회유동부의 다수의 공기분사노즐은 상기 배출관을 중심으로 사방으로 대칭되도록 배치되는 순환유동층 연소장치.The circulating fluidized bed combustion apparatus according to claim 1, wherein when the low ash flow part is viewed on a flat cross-section, a plurality of air injection nozzles of the low ash flow part are arranged to be symmetrically in all directions around the discharge pipe. 청구항 3에 있어서, 상기 저회유동부를 측단면상에서 볼 때, 상기 저회유동부는 상기 배출관의 길이 방향으로 서로 이격된 다단 구조를 갖고, 상기 다수의 공기분사노즐은 상기 저회유동부의 다단 구조의 각 단에 대응되도록 배치된 순환유동층 연소장치.The method according to claim 3, When viewed from the side of the low flow portion, the low flow portion has a multi-stage structure spaced apart from each other in the longitudinal direction of the discharge pipe, the plurality of air injection nozzles of the multi-stage structure of the low flow portion A circulating fluidized bed combustion device arranged to correspond to each stage. 삭제delete 삭제delete 청구항 1, 청구항 3 및 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저회유동부는 상기 배출제어밸브의 개폐에 연계하여 공기의 주입량을 조절하는 공기조절기를 더 포함하고,
상기 배출제어밸브가 닫힌 경우에 상기 공기조절기에 의해 상기 저회유동부로부터 유동화 공기가 분사되고,
상기 배출제어밸브가 열린 경우에 상기 공기조절기에 의해 상기 저회유동부로부터 유동화 공기가 분사되지 않는 순환유동층 연소장치. The method according to any one of claims 1, 3, and 4,
The low ash flow unit further includes an air regulator for adjusting the injection amount of air in connection with opening and closing of the discharge control valve,
When the discharge control valve is closed, fluidized air is injected from the low ash flow part by the air regulator,
A circulating fluidized bed combustion device in which fluidized air is not injected from the low ash flow part by the air regulator when the discharge control valve is opened.
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