KR102153431B1 - 석탄 미분기의 저널헤드 라이너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주로 석탄화력 발전소에서 사용하는 미분기의 저널헤드 라이너에 관한 것으로 보다 상세하게는 내마모성을 대폭 향상시켜 사용수명을 연장시키고 생산성 및 생산비용을 절감할 수 있는 저널헤드 라이너에 관한 것이다.
본 발명 미분기의 저널헤드 라이너는, 분쇄저널의 저널헤드{10} 밑부분을 감싸고 있는 반원부{21} 및 이 반원부가 고정되는 수직부{22}로 이루어진 서포터{20}와, 상기 서포터의 외면에 결합되는 내마모성 라이너{30}로 구성되는 저널헤드 라이너에 있어서,
상기 내마모성 라이너{30}는 철판 재질의 몸체{31}와, 상기 몸체의 외측면에 내마모성 재료로 육성용접된 육성용접층{32}과, 상기 육성용접층{32} 위에 형성된 격자무늬 형상의 격벽층{33}으로 이루어지되, 상기 몸체{31}와 그 위에 용접된 육성용접층{32}에는 이들을 관통하는 용접홀{40}이 다수 형성되어 있으며, 상기 서포터{20}와 내마모성 라이너{30}는 상기 내마모성 라이너에 형성된 용접홀{40}을 통하여 용접결합{50}되는 것을 특징으로 한다.

Description

석탄 미분기의 저널헤드 라이너{Journal Head Liner of Bowl Pulverizer}

본 발명은 주로 석탄화력 발전소에서 사용하는 미분기의 저널헤드 라이너에 관한 것으로 보다 상세하게는 내마모성을 대폭 향상시켜 사용수명을 연장시키고 생산성 및 생산비용을 절감할 수 있는 저널헤드 라이너에 관한 것이다.

일반적으로 석탄 미분기는 화력발전소의 보일러에 석탄을 미쇄입자로 분쇄하여 공급하는 것으로 등록실용신안 20-0371479호 등에 공지되어 있다.

상기 종래의 석탄 미분기의 개략적인 구성은 도 1에서와 같이, 내부에 설치공간을 갖는 케이싱{100}과, 상기 케이싱{100}의 상부에 설치되어 원석탄이 공급되는 원탄공급부{120}와, 상기 원탄공급부{120}로부터 자신의 중앙으로 공급되는 원탄을 자신의 외곽으로 분산되게 고속회전하는 분쇄 테이블{210} 및 이를 받치고 있는 보울{200}과, 상기 분쇄테이블{210}의 상면 외곽에 면 접촉되게 설치되며 저널{310}을 중심으로 회전하여 분쇄 테이블{210}과의 사이에서 원탄을 압박하여 분쇄시켜 미분화 시키는 다수의 분쇄롤러{300}와, 상기 분쇄된 미분탄을 상부로 불어주는 급송공기장치{400}와, 상기 급송된 미분탄을 선별하여 적정크기의 미분탄만을 보일러의 버너로 공급하게 하는 미분탄 분리기{500}로 구성된다.

특히, 이와 같이 구성되는 종래의 석탄 미분기는 도 2및 도 3에서와 같이, 분쇄롤러{300}에 의해 분쇄된 미분탄이 급송공기장치{400}로부터 발생된 급송공기에 의해 상부의 미분탄 분리기{500}로 급송되게 되며 이때, 급송되는 미분탄에 의해 분쇄롤러{300}를 축 지지하는 저널{310}의 하부에 심한 마모가 발생하게 된다.

이는 분쇄테이블{210} 외주의 석탄 유출 저감 링{220}과 케이싱{100} 내벽에 설치된 디플렉터{110}사이의 공간이 급송공기의 유속증가 구간이기 때문에 이 사이의 일측에 위치한 분쇄롤러{300}의 저널{310}이 급송되는 미분탄에 노출되기 때문이다.

이에 따라 종래에는 저널{310}의 마모를 방지하고자 도 2및 도 3에서와 같이, 저널{310}의 하측부에 초경합금의 저널헤드 라이너{330}를 설치한 바 있다.

이는 분쇄롤러{300}의 저널{310} 밑부분을 감싸고 있는 반원부{321}와 이 반원부{321}가 고정되는 수직부{322}로 이루어져 저널{310}측에 지지되는 라이너 서포트{320}와, 상기 반원부{321}와 수직부{322}에 저널 헤드 라이너{330}가 설치된 것이다.

특히, 상기 저널 헤드 라이너{330}가 라이너 서포트{320}에 체결된 구성은 도 4에서와 같이, 저널 헤드 라이너{330}에 형성된 다수의 체결공{331}에 플러그{332}를 삽입시켜 플러그{332}의 라이너 서포트와의 접지면을 용접처리 후, 플러그{332} 내에 인서트{333}를 삽입한 후 체결공{331}부위를 금속보수제{334}로 마감처리 한 것이다.

그러나 상기 종래의 저널헤드 라이너는 도 5에서와 같이 석탄 미분기를 일정기간 가동시키면, 급송되는 미분탄에 의해 라이너에 비해 내마모성이 떨어지는 금속보수재{334}가 도포된 체결공{331}주위를 중심으로 급송공기의 흐름방향으로 깍여나가는 편마모현상이 발생한다.

이로 인해 저널헤드 라이너가 라이너 서포트와의 체결성을 떨어뜨리게 되므로 금속보수재를 일정주기로 계속 재 본딩처리하는 보수작업의 횟수가 증가하게 되며, 또한 마모된 저널헤드 라이너{330}를 교체하려면, 저널헤드 라이너{330} 자체에 충격을 가해 깨트린 후 라이너 서포트{320}에 용접된 상태로 남은 플러그{332}의 용접부위를 산소절단한 후 교체할 저널헤드 라이너를 다시 부착 시켜야하므로, 교체과정이 복잡하며 이에 따른 유지보수 및 교체 비용이 증가하는 문제점이 발생한다.

특히, 화력발전설비 시설에서 미분기의 유지보수 및 교체로 인한 잦은 작동중단은 전력공급기관인 화력발전설비의 전력생산에 차질을 주는 문제점이 된다.

이런 문제를 해결하기 위한 미분기 저널헤드 라이너가 등록특허 10-0910617로 제안되어 있다.

이 저널헤드 라이너는 철판위에 내마모성이 우수한 재료로 육성용접된 것으로서, 서포트와 라이너의 구분 없이 일체형으로 이루어지고, 저널헤드 본체와는 별도 준비하는 러그와 조인트 플레이트에 의해 결합하는 것을 특징으로 하고 있다.

그러나 이 기술은 상기 문제점 즉, 용접부위를 메탈본드로 충진함으로서 내마모성이 떨어지는 문제를 해결하기는 하였으나, 가혹한 환경에서 사용되는 미분기에서 사용하기에는 내마모성이 미흡한 점이 있고, 별도 준비하는 러그와 조인트 플레이트를 별도 준비해야 하는 번거로움이 존재한다.

따라서 가혹한 환경에서 사용이 가능한 더욱 강한 내마모성이 요구되는 저널헤드 라이너의 개발이 시급한 것이 현실이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 미분기 저널헤드 라이너의 심한 마모를 방지하고, 또한 라이너의 마모에 따른 잦은 정비와 교체가 필요하지 않으면서도, 미분기의 생산성을 향상시키고, 가동비용을 현저히 절감할 수 있도록, 저널 서포터에 내마모성 재료가 용접결합 된 석탄 미분기의 저널헤드 라이너를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

분쇄저널의 저널헤드{10} 밑부분을 감싸고 있는 반원부{21} 및 이 반원부가 고정되는 수직부{22}로 이루어진 서포터{20}와, 상기 서포터의 외면에 결합되는 내마모성 라이너{30}로 구성되는 저널헤드 라이너에 있어서,

상기 내마모성 라이너{30}는 철판 재질의 몸체{31}와, 상기 몸체의 외측면에 내마모성 재료로 육성용접된 육성용접층{32}과, 상기 육성용접층{32} 위에 형성된 격자무늬 형상의 격벽층{33}으로 이루어지되, 상기 몸체{31}와 그 위에 용접된 육성용접층{32}에는 이들을 관통하는 용접홀{40}이 다수 형성되어 있는 저널헤드 라이너를 제공한다.

상기 용접홀{40}의 외주면은 상기 격자무늬 형상의 격벽층{33}의 높이와 동일한 높이로 원형돌출부{60}가 형성되어 있으며,

상기 서포터{20}와 내마모성 라이너{30}의 결합은 상기 내마모성 라이너에 형성된 용접홀{40}을 통하여 용접결합{50}되며, 이 용접결합부위{50}는 용접부{51}와 메꿈부{52}로 이루어지며,

또한, 상기 격자무늬 형상의 격벽층{33}의 격벽과 격벽사이의 간격은 50~70mm 이고, 격벽의 높이는 3~5mm이며,

상기 저널헤드 라이너{30}는 수개의 조각으로 된 조각라이너가 결합되어서 된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 종래 사용되던 저널헤드 라이너에 비하여 내마모성을 대폭 향상시키는 것이 가능하여 라이너의 마모에 따른 잦은 정비와 교체가 필요하지 않게 되어 미분기의 생산성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 가동비용을 현저히 절감할 수 있다.

도1은 종래의 보울 미분기의 개략적인 구성을 도시한 단면도
도2는 종래의 보울 미분기의 분쇄롤러 저널부를 도시한 확대단면도
도3은 종래의 보울 미분기의 저널헤드 라이너를 도시한 사시도
도4는 종래의 보울 미분기의 저널헤드 라이너의 체결부 확대단면도
도5는 종래의 보울 미분기의 저널헤드 라이너가 마모된 상태의 확대단면도
도6은 본 발명 저널헤드 라이너가 저널헤드에 부착된 상태의 사시도
도7은 본 발명 저널헤드 라이너의 단면도
도8은 본 발명 내마모성 라이너 수직부의 사시도
도9는 본 발명 내마모성 라이너 반원부의 사시도

이하 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명한다.

도6은 본 발명 저널헤드 라이너가 저널헤드에 부착된 사시도로써, 본 발명 저널헤드 라이너{20}는 저널헤드{10}의 밑부분을 감싸고 있는 반원부{21}와 수직부{22}로 이루어진 서포터{20}의 외면에 내마모성 라이너{30}가 결합되어 있는 구조로 되어 있고, 서포터{20}와 내마모성 라이너{30}의 결합은 용접홀{40}을 통하여 용접결합되어 있음을 나타내고 있다.

도7은 본 발명 저널헤드 라이너{30}의 확대단면도로서, 서포터{20}와 내마모성 라이너{30}가 용접결합된 상태를 나타내고 있다.

도7에 나타난 바와 같이, 내마모성 라이너{30}는 철판재질로 된 몸체{31}와 몸체 위에 형성된 육성용접층{32}과 육성용접층 위에 형성된 격자무늬 형상의 격벽층{33}으로 이루어지고, 서포터{20}는 철판재질로 되어 있으며, 용접홀{40}은 외주면을 따라 원형돌출부{60}가 격자무늬 형상의 격벽{33}과 동일한 높이로 형성되어 있다.

또한, 육성용접층{32}과 몸체{31}를 관통하는 용접홀{40}이 다수 형성되어 있고, 이 용접홀{40}을 통하여 내마모성 라이너{30}와 서포터{20}가 용접결합되며, 용접결합되면서 용접홀에는 용접결합부위{50}가 생성되고, 용접결합부위{50}는 용접부{51}와 메꿈부{52}로 이루어진다.

도8은 본 발명 서포터의 수직부{22}에 결합하기 위한 내마모성 라이너{30}가 도시된 사시도로서, 육성용접층{32} 위에 격자무늬 형상의 격벽층{33} 및 다수개의 용접홀{40}과 용접홀{40}에 형성된 용접결합부위{50}가 나타나 있으며, 내마모성 라이너가 여러 조각으로 분할된 조각라이너에 의해 조립되어 결합된 것으로 나타나 있다.

도9는 본 발명 서포터의 반원부{21}에 결합하도록 된 내마모성 라이너{30}가 도시된 사시도로서, 여러개의 조각 라이너가 조립되어 결합된 것이 나타나 있고, 몸체{31} 위에 육성용접층{32} 및 격자무늬 형상의 격벽층{33}이 형성되어 있는 것과, 다수개의 용접홀{40} 및 용접홀{40}에 형성된 용접결합부위{50}가 나타나 있으며, 내마모성 라이너가 여러 조각으로 분할된 조각라이너에 의해 조립되어 결합된 것으로 나타나 있다.

도7,8,9에 나타난 바와 같이 본 발명의 상기 내마모성 라이너{30}는 반원부{21}와 수직부{22}로 이루어진 서포터{20}의 형상에 따라 여러 조각으로 분할되어 상기 서포터{20}에 결합되도록 할 수도 있다.

여기에서 내마모성 라이너{30}의 몸체를 철판{31}으로 하고 그 위에 내마모성 재료로 육성용접층{32}을 형성하는 이유는, 철판 재질로 된 서포터{20}와 용접결합을 용이하게 할 수 있고, 몸체 전체를 고가의 내마모성 재료로 하는 것에 비하여 제조단가를 대폭 줄일 수 있기 때문이다.

육성용접층{32} 위에 격자무늬 형상의 격벽층{33}을 형성하는 이유는, 고압 고속으로 상승하는 미분탄이 육성용접층{32}에 직접 충돌하는 것을 격벽에 의해 방지 또는 완화시킴으로서 충돌에 의한 마모를 줄이기 위한 것이고, 이 때 격벽층은 육성용접층과 동일 재질이거나 또는 텅스텐 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 텅스텐 재질을 사용하는 경우 내마모성을 대폭 향상시키는 것이 가능하다.

또한 용접홀 외주면을 따라 원형돌출부를 형성하는 이유는 상대적으로 내마모성이 떨어지는 용접결합부위에 고속으로 상승하는 미분탄이 직접 충돌하는 것을 방지함으로써 용접결합부위의 내마모성을 향상하기 위함이고,

내마모성 라이너{30}와 서포터{20}를 결합함에 있어서, 내마모성 라이너{30}에 형성된 구멍{40}을 통하여 철판{31}과 서포터{20}의 철판이 접하는 접지면에 철판과 유사한 재질의 용접봉으로 용접하여 용접홀{40}에 용접결합부위{50}를 형성하고, 용접결합부위를 용접부{51}와 메꿈부{52}로 형성하는 것은 상대적으로 내마모성이 취약한 용접결합부위를 최소화하는 것이 가능하기 때문이다.

또한 격자무늬 형상의 텅스텐격자층{33}의 격벽과 격벽 사이의 간격을 50~70mm로 한정한 이유는, 간격이 50mm미만이면 너무 촘촘하여 재료의 낭비가 되며, 70mm 초과하면 너무 엉성하여 고속으로 상승하는 미분탄이 격벽과 충돌되지 않고 직접 육성용접층과 충돌되어 내마모성이 떨어지며, 미분탄의 상승속도 감속효과가 줄어들기 때문에 50~70mm로 한정하였고,

격벽의 높이를 3~5mm로 한정한 이유는, 3mm미만이면 미분탄이 육성용접층과 직접 충돌하고, 5mm초과이면 재료가 낭비되기 때문에 이 범위로 한정하였다.

본 발명 저널헤드 라이너의 제조는, 먼저 내마모성 라이너의 몸체{31}를 이루는 철판을 서포터{20}의 반원부{21} 및 수직부{22}의 형상과 동일하게 절단 및 벤딩하고, 그 위에 내마모성 재료로 육성용접을 행하여 육성용접층{32}을 형성한 다음, 이들을 관통하는 용접홀을 형성하고, 다시 그 위에 추가 격자무늬의 형상을 갖는 격벽층{33}을 형성하여 내마모성 라이너를 제조하고,

이렇게 제조된 내마모성 라이너를 라이너에 형성된 용접홀을 통하여 서포터의 표면에 용접결합하고 용접홀의 내부를 메꿈부로 충진하는 과정을 통하여 본 발명 저널헤드 라이너가 완성된다.

본 발명 저널헤드 라이너를 미분기에 사용하는 경우, 종전의 것에 비하여 그 수명이 약 2배 정도 대폭 향상되는 것이 확인되었다.

10: 저널헤드
20: 서포터
21: 반원부 서포터
22: 수직부 서포터
30: 내마모성 라이너
31: 내마모성 라이너의 철판 몸체
32: 내마모성 라이너의 육성용접층
33: 내마모성 라이너의 격자무늬 형상의 격벽층
40: 용접홀
50: 용접부위
51: 용접부
52: 메꿈부
60: 원형돌출부

Claims (5)

1. 분쇄저널의 저널헤드 밑부분을 감싸고 있는 반원부 및 이 반원부가 고정되는 수직부로 이루어진 서포터와, 상기 서포터의 외면에 결합되는 내마모성 라이너로 구성되는 저널헤드 라이너에 있어서,
   상기 내마모성 라이너는 철판 재질의 몸체와, 상기 몸체의 외측면에 내마모성 재료로 육성용접된 육성용접층과, 상기 육성용접층 위에 형성된 격자무늬 형상의 격벽층으로 이루어지되, 상기 몸체와 육성용접층에는 이들을 관통하는 용접홀이 다수 형성되어 있고, 상기 용접홀의 외주면에는 상기 격자무늬 형상의 격벽층과 동일한 높이로 원형돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 석탄 미분기의 저널헤드 라이너.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 격자무늬 형상의 격벽층의 격벽과 격벽 사이의 간격은 50~70mm이고, 격벽의 높이는 3~5mm인 것을 특징으로 하는 석탄 미분기의 저널헤드 라이너
4. 삭제
5. 삭제

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