KR102346281B1 - 순환유동상보일러의 그리드노즐 - Google Patents

순환유동상보일러의 그리드노즐 Download PDF

Info

Publication number
KR102346281B1
KR102346281B1 KR1020210072391A KR20210072391A KR102346281B1 KR 102346281 B1 KR102346281 B1 KR 102346281B1 KR 1020210072391 A KR1020210072391 A KR 1020210072391A KR 20210072391 A KR20210072391 A KR 20210072391A KR 102346281 B1 KR102346281 B1 KR 102346281B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
grid nozzle
fluidized bed
bed boiler
nozzle
grid
Prior art date
Application number
KR1020210072391A
Other languages
English (en)
Inventor
정정운
정재우
Original Assignee
주식회사 하나웰텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하나웰텍 filed Critical 주식회사 하나웰텍
Priority to KR1020210072391A priority Critical patent/KR102346281B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102346281B1 publication Critical patent/KR102346281B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/18Details; Accessories
    • F23C10/20Inlets for fluidisation air, e.g. grids; Bottoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0408Light metal alloys
    • C22C1/0416Aluminium-based alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/051Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C29/00Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/12Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/30Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a fluidised bed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/44Details; Accessories
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L9/00Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel 
    • F23L9/02Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel  by discharging the air above the fire

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

본 발명은 유동상(Circulating Fluidized Bed) 보일러의 연소실에 장착되어 연소공기를 공급하는 그리드노즐에 관한 것으로서, 상세하게는 종래의 내열강으로 만들어진 그리드 노즐을 고온산화, 고온부식 및 고온침식마모(erosion)에 내성이 탁월한 캐스타블 내화물(castable refractory)로 제작함으로써 사용수명을 대폭 연장시키도록 한 순환유동상보일러의 그리드노즐에 관한 것이다.
본 발명의 순환유동상보일러의 그리드노즐은, 공기가 유입되는 유입구(35) 및 유입되는 공기를 로내로 분사하기 위한 2개의 분사구(36)를 구비한 순환유동상보일러의 그리드 노즐(30)에 있어서, 상기 유입구(35)는 내열강 소재의 금속파이프(32)로 제조하고, 상기 2개의 분사구(36)는 상기 금속파이프(32)의 외주면을 감싸는 형태로 부착되어 상기 유입구(35)와 연통되게 성형되어 있는 캐스타블 내화물(60)로 제조된 것을 특징으로 하며,
또한 본 발명의 순환유동상보일러의 그리드 노즐(30)은, 공기가 유입되는 유입구(35) 및 유입되는 공기를 로내로 분사하기 위한 2개의 분사구(36)를 구비한 순환유동상보일러의 그리드 노즐(30)에 있어서, 상기 그리드 노즐의 본체(31)는 금속재료로 제조하되, 그 표면에 캐스타블 내화물(60)이 피복되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

순환유동상보일러의 그리드노즐{GRID NOZZLE OF A FLUIDIZED BED BOILER}
본 발명은 유동상(Circulating Fluidized Bed) 보일러의 연소실에 장착되어 연소공기를 공급하는 그리드노즐에 관한 것으로서, 상세하게는 종래의 내열강으로 만들어진 그리드 노즐을 고온산화, 고온부식 및 고온침식마모(erosion)에 내성이 탁월한 캐스타블 내화물(castable refractory)로 제작함으로써 사용수명을 대폭 연장시키도록 한 순환유동상보일러의 그리드노즐에 관한 것이다.
유동상(Circulating Fluidized Bed) 보일러는 석탄뿐만 아니라 도시 산업 폐기물 등 저 열량 연료들 까지도 연소 할 수 있어 연료 유연성이 높고, 낮은 NOx 방출, 손쉬운 SO2 포집이 가능하여 상대적으로 조업이 안정하고 고장이 잘 일어나지 않는 장점 등 때문에 전 세계적으로 전력회사 등에서 선호하는 스팀 발전 기술로 널리 사용되고 있다.
도1은 통상의 유동상 보일러를 나타내는 개념도이다. 도1에 따르면 유동상 보일러(10)는 연소실(13)과, 연소실 저부(14)에 장착되는 공기관(12)과, 공기관(12)에 연결되어 있는 그리드노즐(30)과, 그리드노즐(30)을 통하여 연소실(13)로 연소공기를 이동시키도록 된 공기통(11)으로 이루어져 있고,
여기에서 그리드노즐(30)은 연료실 저부(14) 위에 놓인 연료 등 고체입자들을 균일하게 부상시켜 연소시킴으로써 연소 효율을 높이는 역할을 하는 것으로, 도2에 나타난 바와 같이 연료실 저부(14)에 규칙적으로 배열되어 장착되어 있으며,
그리드 노즐(30)의 형상은 도3에 나타난 바와 같이, 공기관(12)으로부터 공기를 유입하는 유입구(35) 및 유입구(35)와 연통되어 공기를 로내로 분사하는 2개의 분사구(36)가 형성되어 있으며, 보통 내열금속재료로 된 주강품이 사용되고 있다.
유동상 보일러의 연소실 내에서 공기의 흐름을 살펴보면, 공기통(11)에서 공기관(12)을 통하여 그리드노즐(30)에 형성된 유입구(35)로 들어온 공기는 2개의 분사구(36)를 통하여 연소실 바닥으로 경사진 각으로 분사된다. 이 때 분사구(36)를 통하여 분사되는 공기는 7m/sec내외의 속도로 연소실 바닥에 놓여있는 바닥재(연료, 석탄재, 석회석 및 장석 등 고체입자)를 상부로 부상시켜 완전연소를 기한다.
그런데 이들 바닥재들은 유동되는 과정에서 이웃하는 그리드노즐 측면을 타격하게 되어 그리드노즐의 침식마모를 유발하는 원인을 제공하고,
또한 부상된 연료가 연소될 때 석탄 연소 과정에서는 SO2 가스가 발생하고 산업폐기물 연소 과정에서는 Cl가스가 발생하는데, 이들 SO2 가스와 Cl가스는 심한 공해를 유발 할 뿐만 아니라 금속재료를 부식시키는 강력한 부식인자로 작용하여 금속재료로 제조된 그리드노즐의 침식마모를 촉진하는 문제를 가지고 있다.
즉, 연소실 바닥에 놓여있는 그리드 노즐(30)은 높은 온도 (조업온도:800∼900℃)에서 지속적으로 불어오는 공기로 인하여 고온산화가 일어나고, SO2가스 및 Cl가스에 의한 고온부식이 복합적으로 일어나 노즐표면이 취약해지고, 또한 취약해진 노즐 표면을 부상하는 고체입자들이 7m/sec내외의 속도로 지속적으로 타격함으로써 침식마모 되어 도4에 나타난 바와 같이, 검은 스케일층과 같은 천공을 일으킨다. 이와 같은 천공이 일부 노즐에 발생하면 공기압이 저하되고 연소가스를 전면에 균일하게 공급하는 기능이 상실하게 되어 조기에 그리드 노즐을 교체하여야하는 문제가 발생한다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로 산화, 고온부식 및 고온 침식마모에 내성이 탁월한 캐스타블 내화물로 그리드노즐을 제조하여 그리드노즐의 사용수명을 대폭 연장하고, 이에 따라 그리드노즐의 교체빈도를 줄임으로써 발전효율을 높이고 보일러 유지비용을 절감할 수 있도록 하고자 하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 순환유동상보일러의 그리드노즐은
공기가 유입되는 유입구(35) 및 유입되는 공기를 로내로 분사하기 위한 2개의 분사구(36)를 구비한 순환유동상보일러의 그리드 노즐(30)에 있어서,
상기 유입구(35)는 내열강 소재의 금속파이프(32)로 제조하고,
상기 2개의 분사구(36)는 상기 금속파이프(32)의 외주면을 감싸는 형태로 부착되어 상기 유입구(35)와 연통되게 성형되어 있는 캐스타블 내화물(60)로 제조된 것을 특징으로 한다.
여기에서 상기 금속파이프(32)의 외면에는 스터드(51)가 부착되어 있고,
상기 캐스타블 내화물(60)은 중량%로 결합재: 10~20%, 충진재: 6~10%, 첨가제: 0.01~1%, 나머지: 골재로 이루어진 성분조성을 갖으며,
상기 골재는 SiC, 복사이트 골재(bauxite aggregate), 용융알루미나(fused alumina) 중에서 1종 또는 2종을 선택하여 혼합 사용되며,
상기 결합재는 중량%로 Al2O3: 나머지%, CaO: 0.2∼10% 및 Fe2O3: 0.1~1%로 된 칼시움-알루미네이트 시멘트(calcium aluminate cement)이며,
상기 충진재는 마이크로-실리카(micro-SiO2)가 사용되며,
상기 첨가제는 포리프로피렌 섬유(polypropylene fibre)가 사용되며,
상기 스터드(51)는 직경 2mm, 길이 4mm인 스텐레스와이어가 5~6cm의 간격으로 점용접되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 순환유동상보일러의 그리드 노즐(30)은
공기가 유입되는 유입구(35) 및 유입되는 공기를 로내로 분사하기 위한 2개의 분사구(36)를 구비한 순환유동상보일러의 그리드 노즐(30)에 있어서,
상기 그리드 노즐의 본체(31)는 금속재료로 제조하되, 그 표면에 캐스타블 내화물(60)이 피복되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기에서 상기 금속재료로 제조된 그리드 노즐의 외면에는 스터드(51)가 부착되어 있고,
상기 캐스타블 내화물(60)의 성분조성은 중량%로 결합재: 10~20%, 충진재: 6~10%, 첨가제: 0.01~1%, 나머지: 골재로 이루어지며,
상기 골재는 SiC, 복사이트 골재(bauxite aggregate), 용융알루미나(fused alumina) 중에서 1종 또는 2종을 선택하여 혼합 사용되며,
상기 결합재는 중량%로 Al2O3: 나머지%, CaO:0.2∼10 % 및 Fe2O3:0.1~1%로 된 칼시움-알루미네이트 시멘트(calcium aluminate cement)가 사용되며,
상기 충진재는 마이크로-실리카(micro-SiO2)가 사용되며,
상기 첨가제는 포리프로피렌 섬유(polypropylene fibre)가 사용되며,
상기 스터드(51)는 직경 2mm, 길이 4mm인 스텐레스와이어가 5~6cm의 간격으로 점용접되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 그리드 노즐은 고온에서 내 산화 내 부식 성능이 탁월하고 고온에서도 높은 경도를 유지하여 내마모성능을 보장할 수 있는 캐스타블 내화물(castable refractory)로 제조함으로써 그리드 노즐의 수명을 증대시키는 것이 가능하다.
도1은 유동상 보일라의 개념도
도2: 종래 그리드 노즐이 배열 설치된 사진
도3: 종래 그리드노즐의 단면도
도4: 종래 그리드 노즐의 천공 발생 사진
도5; 본 발명 그리드 노즐의 단면도
도6; 본 발명의 다른 실시예에 따른 그리드 노즐의 단면도
도7; 본 발명 캐스타블 내화물의 조직사진
종래의 그리드노즐은 내열금속재료인 SUS310재질로 이들 금속재료는 고온산화 및 고온부식에 취약하다. 더욱이 이들 재료는 상용 온도구간(800∼900℃)에서 취약한 시그마 상(sigma phase)이 형성되어 내 마모성능을 크게 떨어뜨리는 결점이 있다. 또한 본 유동상 보일러와 같이 석탄 연료가 연소시 발생하는 아황산가스(SO2) 또는 바이오 연료 연소시 발생하는 염소가스(Cl)는 강력한 부식 인자로서 금속재료는 이들 환경에 매우 취약한 결점을 갖는다. 이러한 원인으로 종래 그리드 노즐에서 발생하는 손상은 도4에서 보는바와 같이 고온 산화 , 고온 부식으로 형성되는 그리드노즐의 스케일층(도4의 검은 표면층)을 유동하는 바닥재(연료, 석탄 재,석회석 및 장석 등 고체입자)들이 지속적으로 타격하여 일어나는 손상이다.
이에 대한 대책으로는 고온에서 내 산화 내 부식 성능이 탁월하고 고온에서도 높은 경도를 유지하여 내마모성능을 보장할 수 있는 재료로 만들어짐이 바람직하다. 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 보완하는 방법으로 고온에서 내 산화 및 내 부식특성이 우수하고 고온에서도 높은 경도값을 유지하는 캐스타블 내화물(castable refractory)로 그리드 노즐을 제조함으로서 그리드 노즐의 수명을 증대시키도록 하는 것을 특징으로 한다.
이하에 본 발명을 도면에 의거 구체적으로 설명한다.
도5는 유입구(35)가 있는 부분은 내열강 소재인 스텐레스 파이프(32)로 제조하고, 분사구(36)가 있는 부분은 캐스타블 내화물로 제조하여 상기 스텐레스 파이프(32)의 외주면에 부착한 것을 나타낸 본 발명 그리드노즐(30)의 단면도이고,
도6은 종래의 주강품으로 된 금속재료(31)로 제조된 그리드노즐(30)의 표면에 캐스타블 내화물(60)을 피복하여서 된 본 발명 그리드노즐의 다른 실시형태를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 그리드노즐은 제5도에 나타난 바와 같이, 유입구(35)는 내열강 소재의 스텐레스 파이프(32)를 이용하여 제조하고, 유입구(35)와 연결되어 있는 2개의 분사구(36)는 캐스타블 내화물(60)로 제조하여 상기 스텐레스 파이프(32)의 외주면에 부착한 것을 특징으로 한다.
여기에서 2개의 분사구(36)를 갖는 캐스타블 내화물(60)은 스텐레스 파이프(32)의 외면에 성형된 형태의 것이며, 그 접착력을 증대시키기 위하여 스텐레스 파이프(32)의 외면에 다수의 스터드(51, stud)가 점용접으로 부착되어 있다.
상기 스터드(51)는 직경 2mm, 길이 4mm인 스텐레스 와이어로서 스텐레스 파이프(32)의 표면에 5~6cm간격으로 점용접되어 있는 것을 특징으로 하고 있는데, 이 정도의 크기와 간격이 캐스타블 내화물(60)이 스텐레스 파이프(32)와의 접착을 가장 효율적으로 증대시킬 수 있기 때문이다.
또한 본 발명에서는 제6도에 나타난 바와 같이, 기존의 내열금속재료(31)로 된 그리드노즐(30)의 표면에 캐스타블 내화물(60)이 피복된 것을 특징으로 하고 있다.
여기에서 주강재질의 내열금속재료(31)로 된 그리드노즐(30)의 외면에는 스터드(51)를 점용접으로 부착함으로써 캐스타블 내화물(60)이 내열금속재료(31)로 된 그리드노즐(30)에 용이하게 접착되게 할 수도 있으며, 상기 스터드(51)는 직경 2mm, 길이 4mm인 스텐레스와이어로서 내열금속재료로 된 그리드 노즐의 표면에 5~6cm간격으로 점용접되어 있는 것이 사용된다.
본 발명에서 사용되는 캐스타블 내화물(60)은 분말 형태로 물과 혼합한 슬러리 상태로 하여 상온에서 어떠한 형태로든 용이하게 형상화 할 수 있는 장점을 갖으며, 고온에서 강도 및 경도가 높고 내마모 특성이 탁월한 성능을 갖는 것이어서 본 발명의 그리드노즐을 제작하는 것은 물론, 내열금속재료로 된 그리드노즐의 표면에 피복하는 것 모두 가능하다.
고온 내열재료로 사용되는 캐스타블 내화물(60)의 주된 성분은 Al2O3, SiO2, CaO, Fe2O3 등 산화물들로 이루어져 있어 고온산화 및 부식에 안정하며 고온에서 높은 강도 및 경도를 유지하고 있어 노즐재료로 활용하기에 적합하다.
본 발명의 캐스타블 내화물(60)의 주요 조성은 골재(aggregate), 결합재(binder), 및 충진재(filler), 첨가제로 구성한다.
이들 중 골재는 내 마모성능을 담보하는 성분으로 고온경도가 높고 결합재와 높은 충진율을 유지하는 크기의 재료가 바람직하다. 이에 합당한 골재(aggregate)는 SiC, 복사이트 골재(bauxite aggregate), 용융 알루미나(fused alumina)를 선정 하였다.
결합재(binder)는 골재를 고정시키는 역할을 수행한다. 따라서 결합재는 고온에서 높은 강도를 유지하고 골재와 고온반응(ceramic bonding)을 일으켜 결합강도를 높일수 있는 재료가 바람직하다. 이에 합당한 재료로는 고농도 알루미나 시멘트(high alumina cement)로서 중량%로 Al2O3: 나머지%, CaO : 0.2~10% 및 Fe2O3: 0.1~1%의 조성으로 정하였다.
충진재(filler)는 수화반응을 일으킨 CaO, Al2O3결합시멘트의 미세공간을 채워 결합력을 증대시키어 강도를 증대시키고 미세공간을 채워 염소이온 등 부식성 가스의 침투를 억제하여 내식성을 향상시킨다. 이에 합당한 재료로는 Si 제조과정에서 부산물로 생성되는 마이크로-실리카(1㎛이하인SiO2)를 선정하였다.
위와 같은 특성을 갖는 성분들을 아래와 같은 구성비로 하여 그리드 노즐용 캐스타블 내화물 재료로 사용하였다.
상기 캐스타블 내화물 조성은 중량 %로 골재(aggregate):나머지%, 결합제(binder):10∼20%, 충진재(filler) : 6∼10%, 첨가제(additive): 0.01~1% 로 한다.
여기에서 골재의 량은 60∼80%로 한정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 골재가 60중량% 이하이면 내 마모특성을 충분히 발휘하지 못하고 80중량% 이상이면 결합강도가 취약하여지기 때문이고,
결합재의 조성을 10∼20%로 한정하는 이유는 결합재는 결합강도를 좌우하는 주요 인자로서 10중량% 이하이면 결합강도를 충분히 이루지 못하고 20중량% 이상이면 결합강도가 취약해지기 때문이다.
충진재의 함량을 6∼10%로 한정하는 이유는 충진제의 양이 6중량% 이하이면 기공을 충분히 충진하지 못하여 강도 , 내마모특성 및 내부식 특성을 충분히 발휘하지 못하고, 이들 충진재의 량이 10중량% 이상이면 캐스타블의 강도 및 내마모특성을 떨어뜨리게 되기 때문이다.
상기와 같은 조성의 내화물 분말에 94∼96중량%에 4~6중량%물과 혼합한 캐스타블을 600℃에서 1시간이상 양생한 시료의 압축강도는 1,900kg/cm2(20℃),2,000kg/cm2(600℃) 이고, 4.6cm3의 내 마모 특성을 나타내었다.
이하에 본 발명 그리드노즐의 제조과정을 설명한다.
도5에 나타난바와 같은 캐스타블 내화물(castable refractory)로 제작한 본 발명의 그리드노즐의 제작공정을 상술하면 다음과 같다.
① 스테인레스 파이프 표면에 스터드(stud)부착.
공기관(12)과 동일한 크기의 유입관(35)을 갖는 스테인레스파이프(32)를 사용하며, 스텐레스파이프(32) 표면에 캐스타블 내화물(60)과의 부착강도 증대를 위하여 스터드(51)를 부착하되, 스터드(51) 크기는 직경2mm 길이 4mm크기인 310스테인레스 와이어로 하고, 파이프 표면에 5∼6cm 간격으로 점 용접하여 부착한다.
② 스테인레스 파이프 표면을 브라스팅(blasting)처리.
스테인레스와 캐스타블 내화물과의 접착강도 증대를 위하여 스터드 부착한 스테인레스 파이프 표면을 브라스팅 처리한다.
③캐스타블 내화물 성형
SiC:64중량%+Al2O3:21중량%+SiO2:10중량%+CaO:4중량%+Fe2O3:0.1 중량%+기타 불순물로 된 성분조성을 갖는 캐스타블 내화물 분말 95중량%에 5중량%의 물과 혼합하여 제조한 슬러리를 사용하여 도5 형태의 그리드 노즐을 성형한다.
④ 캐스타블 내화물의 경화
위와 같이 제작한 캐스타블 내화물을 상온에서 24시간 방치후, 150℃에서 24시간 가열하고, 600℃에서 24시간 가열하여 경화시킨다.
상기와 같이 제작한 캐스타블 내화물의 내부조직은 도 6과같이 치밀한 바닥 조직에 조대한 골재들이 균일하게 분포되어 있으며, 이들 경화시킨 캐스타블 내화물의 압축강도는 20℃에서 1,335kgf/cm2, 600℃에서 2,900kgf/cm2 이고 , 마모율은 600℃에서 0.9cm3로 확인되었다.
또한, 도6에 나타난 바와 같은 종래의 내열금속재료(31)로 제작된 그리드 노즐 표면에 본 발명의 캐스타블 내화물(60)을 피복하여 제작한 그리드 노즐(30)의 제작공정을 상술하면 다음과 같다.
①종래의 금속재료로 제조된 그리드노즐 표면에 스터드(stud) 부착.
종래의 금속재료(31)로 제조된 그리드 노즐의 표면과 그 표면에 부착되는 캐스타블 내화물(60)과의 부착강도 증대를 위하여 스터드(51)를 부착한다. 스터드(51) 크기는 직경2mm, 길이 4mm크기인 310스테인레스와이어로 하고 금속재료(31) 표면에 5∼6cm 간격으로 점 용접하여 부착한다.
② 금속재료로 제조된 그리드노즐 표면의 브라스팅(blasting)처리.
금속재료(31) 표면과 캐스타블 내화물(60)과의 접착강도 증대를 위하여 스터드(51) 부착한 금속재료로 제조된 그리드 노즐 표면을 브라스팅 처리한다.
③ 캐스타블 내화물 성형
브라스팅한 표면에 캐스타블 내화물(60)을 20mm내외의 두께로 피복한다. 이때 케스타블 내화물의 피복은 SiC: 64중량%+Al2O3:21중량%+SiO2:10중량%+CaO:4중량%+Fe2O3:0.5 중량%+기타 불순물로 된 내화물 분말 95중량%에 물 5중량%를 혼합한 슬러리로 한다.
⑥ 캐스타블 내화물의 경화
위와 같이 제작한 캐스타블 내화물을 상온에서 24시간 방치후, 150℃에서 24시간 가열하고, 600℃에서 24시간 가열하는 공정으로 경화시킨다.
이와 같이 제조된 본 발명의 그리드 노즐은 고온에서 내 산화 내 부식 성능이 탁월하고 고온에서도 높은 경도를 유지하여 내마모성능을 보장할 수 있는 캐스타블 내화물(castable refractory)로 제조함으로써 그리드 노즐의 수명을 증대시키는 것이 가능하다.
30: 그리드 노즐
31: 금속파이프
32: 스텐레스파이프
35: 유입구
36: 분사구
51: 스터드
60: 캐스타블 내화물

Claims (6)

  1. 공기가 유입되는 유입구(35) 및 유입되는 공기를 로내로 분사하기 위한 2개의 분사구(36)를 구비한 순환유동상보일러의 그리드 노즐(30)에 있어서,
    상기 유입구(35)는 내열강 소재의 금속파이프(32)로 제조하되, 상기 금속파이프(32)의 외면에는 스터드(51)가 부착되어 있고,

    상기 2개의 분사구(36)는 상기 금속파이프(32)의 외주면을 감싸는 형태로 부착되어 상기 유입구(35)와 연통되게 성형되어 있는 캐스타블 내화물(60)로 제조하되, 상기 캐스타블 내화물(60)은 중량%로 결합재: 10~20%, 충진재: 6~10%, 첨가제: 0.01~1%, 골재: 나머지로 이루어진 성분조성을 갖는 것을 특징으로 하는 순환유동상보일러의 그리드 노즐

  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 골재는 SiC, 복사이트 골재(bauxite aggregate), 용융알루미나(fused alumina) 중에서 1종 또는 2종을 선택하여 혼합 사용되며,
    상기 결합재는 중량%로 Al2O3: 나머지%, CaO: 0.2∼10% 및 Fe2O3: 0.1~1%로 된 칼시움-알루미네이트 시멘트(calcium aluminate cement)가 사용되며,
    상기 충진재는 마이크로-실리카(micro-SiO2)가 사용되며,
    상기 첨가제는 포리프로피렌 섬유(polypropylene fibre)가 사용되며,
    상기 스터드(51)는 직경 2mm, 길이 4mm인 스텐레스와이어가 5~6cm의 간격으로 점용접되어 있는 것을 특징으로 하는 순환유동상보일러의 그리드노즐
  4. 공기가 유입되는 유입구(35) 및 유입되는 공기를 로내로 분사하기 위한 2개의 분사구(36)를 구비한 노즐 본체(31)가 형성된 순환유동상보일러의 그리드 노즐(30)에 있어서,
    상기 그리드 노즐의 본체(31)는 금속재료로 제조하되, 그 외면에는 스터드(51)가 부착되어 있고, 상기 스터드(51)가 부착된 노즐 본체(31)의 표면에 캐스타블 내화물(60)이 피복되어 있되, 상기 캐스타블 내화물(60)의 성분조성은 중량%로 결합재: 10~20%, 충진재: 6~10%, 첨가제: 0.01~1%, 골재: 나머지%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 순환유동상보일러의 그리드 노즐

  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 골재는 SiC, 복사이트 골재(bauxite aggregate), 용융알루미나(fused alumina) 중에서 1종 또는 2종을 선택하여 혼합 사용되며,
    상기 결합재는 중량%로 Al2O3: 나머지%, CaO: 0.2∼10% 및 Fe2O3: 0.1~1%로 된 칼시움-알루미네이트 시멘트(calcium aluminate cement)가 사용되며,
    상기 충진재는 마이크로-실리카(micro-SiO2)가 사용되며,
    상기 첨가제는 포리프로피렌 섬유(polypropylene fibre)가 사용되며,
    상기 스터드(51)는 직경 2mm, 길이 4mm인 스텐레스와이어가 5~6cm의 간격으로 점용접되어 있는 것을 특징으로 하는 순환유동상보일러의 그리드노즐
KR1020210072391A 2021-06-03 2021-06-03 순환유동상보일러의 그리드노즐 KR102346281B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210072391A KR102346281B1 (ko) 2021-06-03 2021-06-03 순환유동상보일러의 그리드노즐

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210072391A KR102346281B1 (ko) 2021-06-03 2021-06-03 순환유동상보일러의 그리드노즐

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102346281B1 true KR102346281B1 (ko) 2021-12-31

Family

ID=79177460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210072391A KR102346281B1 (ko) 2021-06-03 2021-06-03 순환유동상보일러의 그리드노즐

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102346281B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101768717B1 (ko) * 2009-09-30 2017-08-17 더 뱁콕 앤드 윌콕스 컴퍼니 산소 점화 순환유동층의 주 산화제 공급 시스템
JP2018091538A (ja) * 2016-12-01 2018-06-14 建十 鳥居 耐火物及び焼却炉

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101768717B1 (ko) * 2009-09-30 2017-08-17 더 뱁콕 앤드 윌콕스 컴퍼니 산소 점화 순환유동층의 주 산화제 공급 시스템
JP2018091538A (ja) * 2016-12-01 2018-06-14 建十 鳥居 耐火物及び焼却炉

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102815951B (zh) 一种耐火耐蚀涂料
CN110451934A (zh) 一种转炉大面修补料
JP3675751B2 (ja) 炉材用耐火物および炉ならびに炉壁の表面処理方法
CN110054503A (zh) 一种复合耐火材料轻质回转窑隔热砖
CN111944334A (zh) 一种纳米金属陶瓷涂料
MXPA05005331A (es) Mamposteria refractaria y ladrillos refractarios para construir la mamposteria.
KR102346281B1 (ko) 순환유동상보일러의 그리드노즐
CN114739176B (zh) 一种石墨化炉
CN106811236B (zh) 一种流化床气化炉及其构建方法
CN101603108B (zh) 一种防止热风炉拱顶晶间应力腐蚀的方法
CN201462881U (zh) 水泥窑喷煤管
CN109111209A (zh) 一种水泥窑用微晶材料
CN111187631B (zh) 一种焦炉机炉口结构的修复材料及其使用方法
CN114196238B (zh) 一种防结焦涂料及其使用方法
US3831918A (en) Heat insulating durable tuyere
CN206521438U (zh) 一种循环流化床气化炉的砌筑式炉膛内壁
CN112624775A (zh) 一种硅铬质耐火耐磨浇注料的制备工艺
CN106431427A (zh) 循环流化床锅炉锆铬碳化硅耐磨抗腐蚀可塑料
JP2779514B2 (ja) 高炉用羽口
CN105418073A (zh) 纯低温余热发电用超耐磨陶瓷衬板的制备方法
CN104944988B (zh) 垃圾处理水泥回转窑用耐腐蚀红砖以及制备工艺
JPH0118032B2 (ko)
CN209705517U (zh) 一种锅炉回料腿膨胀节
CN210980806U (zh) 水泥窑三次风管耐火层结构
KR100841749B1 (ko) 화력발전소 설비용 세라믹

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant