KR102409173B1 - 스토커식 소각로의 에어분사 장치 - Google Patents

스토커식 소각로의 에어분사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 스토커식 소각로의 에어분사 장치는, 스토커식 소각로에 인접하게 배치되어 상기 소각로 내부로 분사에어를 공급하는 에어 공급부; 상기 소각로의 천장사면의 내화물층의 내구성이 증대되도록, 상기 소각로의 천장사면에 부분적으로 노출되게 마련되는 분사노즐부; 및 상기 에어 공급부에서 공급되는 분사에어를 감압하고 배분하여 상기 분사노즐부로 이송하는 이송라인부를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 스토커식 소각로의 에어분사 장치는, 1차 연소실의 천장사면에 분사에어를 통한 에어층이 연소가스로부터 내화물층을 보호하여 내화물층이 급속히 소손, 파괴되는 현상이 줄어들 수 있으며, 연속적인 연소 공정이 가능하고 유지보수 비용이 절감될 수 있으며 작업자의 안전사고 발생 가능성이 최소화될 수 있다.

Description

스토커식 소각로의 에어분사 장치{APPARATUS FOR INJECTING AIR OF STOKER TYPE INCINERATOR}
본 발명은 스토커식 소각로의 에어분사 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소각로 내부의 내화물층의 내구성이 증대될 수 있는 스토커식 소각로의 에어분사 장치에 관한 것이다.
근래 들어, 도시 쓰레기나 산업 폐기물은 소각 처리하는 것이 일반적이며, 대도시 근교나 교외에는 이러한 폐기물 처리업체의 소각 시스템을 빈번하게 찾아볼 수 있다.
소각 시스템의 가장 대표적이고 대중화된 설비로 스토커 방식 소각로가 있으며, 이 경우 소각 시스템은 메인설비로 고정 화격자와 가동 화격자가 구비된 스토커식 소각로와, 소각로에 연이어 배치되는 보일러, SDR, 백필터 등이 포함된 정화설비 및 음압 형성용 ID팬 등의 각종 부대 설비를 포함할 수 있다.
여기서, 스토커식 소각로는 가동 화격자 상의 폐기물이 건조, 연소, 후연소 과정을 거치며 소각하는 장치를 말한다. 폐기물은 소각로 내 착화온도 이상, 보통 1000℃ 이상의 극고온에서 스토커 상부에 투입되며 가동 화격자가 폐기물을 교반, 반적 및 이동시켜 완전 연소에 이르게 하며 남은 소각재는 스토커 하부의 재처리 설비로 낙하시켜 배출 처리하는 구조이다.
대부분의 소각로의 경우, 연소실을 구획하여 보통 1차 연소실에서 폐기물을 주로 연소시키되, 미연소가스는 2차 연소실로 이동되어 완전 연소 과정이 수행될 수 있다.
그러나, 폐기물의 연소 과정에서 1차 연소실과 2차 연소실의 연결부위인 1차 연소실의 천장사면에 연소가스가 쌓이게 되고 이로 인해 부근의 내화물이 단기간에 급속히 소손, 파괴되는 현상이 빈번한 문제점이 있다.
또한, 내화물 이탈이나 데미지를 입었을 시 연소 공정 전반을 정지시키고 수리하여야 하기 때문에 유지보수 비용이 증가하는 경향이 있으며 무엇보다 빈번한 수리 작업에 작업자의 안전사고 발생 가능성이 농후한 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 1차 연소실의 천장사면에 분사에어를 통한 에어층이 연소가스로부터 내화물층을 보호하여 내화물층이 급속히 소손, 파괴되는 현상이 줄어들 수 있으며, 연속적인 연소 공정이 가능하고 유지보수 비용이 절감될 수 있으며 작업자의 안전사고 발생 가능성이 최소화될 수 있는 스토커식 소각로의 에어분사 장치를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 스토커식 소각로의 에어분사 장치는, 스토커식 소각로에 인접하게 배치되어 상기 소각로 내부로 분사에어를 공급하는 에어 공급부; 상기 소각로의 천장사면의 내화물층의 내구성이 증대되도록, 상기 소각로의 천장사면에 부분적으로 노출되게 마련되는 분사노즐부; 및 상기 에어 공급부에서 공급되는 분사에어를 감압하고 배분하여 상기 분사노즐부로 이송하는 이송라인부를 포함할 수 있다.
상기 에어 공급부는, 에어펌프; 및 상기 에어펌프를 구동하는 구동부를 포함할 수 있다.
상기 에어펌프는 상기 소각로에 연소용 에어를 공급하는 FD팬과 공급라인으로 연결되며, 상기 분사에어는 상기 연소용 에어로부터 분기되어 공급될 수 있다.
상기 이송라인부는, 상기 분사에어를 저장 및 감압하는 에어탱크; 상기 분사에어가 일시 저류되며 균압되는 버퍼부; 및 상기 에어탱크와 상기 버퍼부를 상호 연결하되 상기 분사에어의 유량을 조절하는 댐퍼가 배치되는 이송배관을 포함할 수 있다.
상기 에어 공급부에는 상기 이송라인부와의 연결 부위에 개재되는 필터가 마련될 수 있다.
상기 분사노즐부는, 상기 버퍼부에 일부분이 면접하게 배치되며, 판면에 일정한 간격마다 적어도 하나의 관통공이 형성되는 에어박스; 및 상기 에어박스의 외면에 경사지게 결합되는 적어도 하나의 에어노즐을 포함할 수 있다.
상기 에어노즐은 상기 에어박스의 외면에 수직한 방향에서 상방으로 25°에서 30°로 경사지게 결합될 수 있다.
상기 버퍼부는 상기 소각로의 외부에 배치되고, 상기 에어박스 및 에어노즐은 상기 소각로의 내부에 배치되며, 상기 에어박스 및 에어노즐은 상기 내화물층에 수용되게 마련될 수 있다.
상기 버퍼부에는 상기 이송배관을 거쳐 투입되는 분사에어가 균일하게 분포하도록, 내부에 마련되되 상기 에어박스 내측까지 길이 연장되게 배치되는 확산가이드부재가 마련될 수 있다.
상기 에어노즐의 선단부는 상기 내화물층의 외면으로부터 노출되게 마련될 수 있다.
본 발명에 의한 스토커식 소각로의 에어분사 장치는, 1차 연소실의 천장사면에 분사에어를 통한 에어층이 연소가스로부터 내화물층을 보호하여 내화물층이 급속히 소손, 파괴되는 현상이 줄어들 수 있으며, 연속적인 연소 공정이 가능하고 유지보수 비용이 절감될 수 있으며 작업자의 안전사고 발생 가능성이 최소화될 수 있다.
도 1는 본 발명의 실시예에 따른 스토커식 소각로의 에어분사 장치를 포함하는 소각로의 정면 단면도이다.
도 2는 도 1에서 스토커식 소각로의 에어분사 장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스토커식 소각로의 에어분사 장치에서 이송라인부와 분사노즐부의 확대도이다.
도 4 는 도 3의 측면 부분을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스토커식 소각로의 에어분사 장치의 실제 시공 사진이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 스토커식 소각로의 에어분사 장치의 일 실시예를 상세히 설명한다.
도 1는 본 발명의 실시예에 따른 스토커식 소각로의 에어분사 장치를 포함하는 소각로의 정면 단면도이고, 도 2는 도 1에서 스토커식 소각로의 에어분사 장치의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스토커식 소각로의 에어분사 장치에서 이송라인부와 분사노즐부의 확대도이고, 도 4 는 도 3의 측면 부분을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스토커식 소각로의 에어분사 장치의 실제 시공 사진이다.
소각로(100)는 주로 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 연소실(110, 120)을 구비하는 스토커 방식의 소각로(100)가 마련될 수 있다.
소각로(100)의 오른쪽에는 공급호퍼(130)가 마련될 수 있다.
공급호퍼(130)의 수직 하방으로 차례대로 제1 및 제2 슬라이딩 게이트부(140, 150)가 마련되며, 우측에 배치된 공급피더부(160)를 통해 낙하된 폐기물을 제1 소각로(100) 중앙 하부에 배치되는 스토커 장치(170)로 투입될 수 있다.
스토커 장치(170)의 좌측 하단으로는 소각재 배출부(180)가 마련될 수 있다.
제1 연소실(110)의 중앙 구역에는 연소용 에어를 공급하는 다수의 공급노즐(190)이 마련될 수 있으며, 공급노즐(190)은 FD팬(200)에 연결될 수 있다.
한편, 폐기물의 연소 과정에서 1차 연소실과 2차 연소실의 연결부위인 1차 연소실의 천장사면에 연소가스가 일시적으로 쌓이게 되고 이로 인해 고온이 격화되어 부근의 내화물이 단기간에 급속히 소손, 파괴되는 현상이 발생된 바 있다.
이에 본 실시예에서는 소손 현상이 빈번한 구역인 제1 연소실(110)에서 제2 연소실(120)로 연결되는 구역에 에어분사 장치(300)가 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스토커식 소각로(100)의 에어분사 장치(300)는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 스토커식 소각로(100)에 인접하게 배치되어 상기 소각로(100) 내부로 분사에어를 공급하는 에어 공급부(310); 상기 소각로(100)의 천장사면의 내화물층(210)의 내구성이 증대되도록, 상기 소각로(100)의 천장사면에 부분적으로 노출되게 마련되는 분사노즐부(350); 및 상기 에어 공급부(310)에서 공급되는 분사에어를 감압하고 배분하여 상기 분사노즐부(350)로 이송하는 이송라인부(380)를 포함할 수 있다.
상기 에어 공급부(310)는 주로 도 2를 참조하면, 에어펌프(311); 및 상기 에어펌프(311)를 구동하는 구동부(312)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 에어펌프(311)는 상기 소각로(100)에 연소용 에어를 공급하는 FD팬(200)과 공급라인(314)으로 연결되며, 상기 분사에어는 상기 연소용 에어로부터 분기되어 공급될 수 있다.
상기 에어 공급부(310)와 이송라인부(380) 간의 연결 부위에는 필터(313)가 마련될 수 있다. 상기 필터(313)는 폐기물의 연소 과정에서 발생되는 각종 분진 또는 이물질이 역류되는 경우 이를 차단할 수 있다.
상기 이송라인부(380)는, 상기 분사에어를 저장 및 감압하는 에어탱크(381); 상기 분사에어가 일시 저류되며 균압되는 버퍼부(382); 및 상기 에어탱크(381)와 상기 버퍼부(382)를 상호 연결하되 상기 분사에어의 유량을 조절하는 댐퍼(385)가 배치되는 이송배관(384)을 포함할 수 있다.
에어탱크(381)에는 공급된 분사에어가 체류하는 공간이다. 분사에어의 지속적 공급을 위한 볼륨을 제공할 수 있으며 분사에어의 감압 과정이 수행될 수 있다.
에어탱크(381)의 하단부에는 이송배관(384)이 연결되며, 이송배관(384) 중간에는 댐퍼(385)가 마련될 수 있다. 댐퍼(385)는 분사에어의 공급량을 수작업 또는 자동으로 조절되는 밸브 역할이 수행될 수 있다.
이송배관(384)의 하단부에는 버퍼부(382)가 마련될 수 있다. 상기 버퍼부(382)는 주로 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 분사에어가 일시 저류되며 균압되는 부분이다.
상기 버퍼부(382) 내부에는, 상기 에어박스(351) 내측까지 길이 연장되게 배치되는 확산가이드부재(383)가 마련될 수 있다. 상기 확산가이드부재(383)를 통해, 상기 이송배관(384)을 거쳐 투입되는 분사에어가 균일하게 분포될 수 있게 한다.
이러한 버퍼부(382)는 상기 소각로(100)의 외부에 배치될 수 있다.
상기 분사노즐부(350)는 주로 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 버퍼부(382)에 일부분이 면접하게 배치되며, 판면에 일정한 간격마다 적어도 하나의 관통공(353)이 형성되는 에어박스(351); 및 상기 에어박스(351)의 외면에 경사지게 결합되는 적어도 하나의 에어노즐(352)을 포함할 수 있다.
상기 에어박스(351)는 판면에 미리 설정된 간격마다 관통공(353)이 형성될 수 있으며, 관통공(353)에는 에어노즐(352)이 연결될 수 있다.
이러한 에어박스(351) 내부에는 판면 방향에 나란하게 적어도 하나의 격벽(354)이 마련되며, 이러한 격벽(354)를 통해 분사에어의 압력이 유지되면서 에어노즐(352)로 토출될 수 있게 한다.
상기 에어노즐(352)은 상기 에어박스(351)의 외면에 수직한 방향에서 상방으로 25°에서 30°로 경사지게 결합될 수 있다. 이러한 경사 구조로 인해, 분사에어는 25°에서 30°각도로 분사되며, 접근되는 화염이나 고열을 상방으로 반사시킬 수 있으며 이를 통해 내화물층(210)의 소손이나 파괴가 방지될 수 있다.
이러한 상기 에어박스(351) 및 에어노즐(352)은 상기 소각로(100)의 내부에 배치되며, 상기 에어박스(351) 및 에어노즐(352)은 도 5에 도시된 바처럼 상기 내화물층(210)에 수용되게 마련될 수 있다. 그리고 상기 에어노즐(352)의 선단부는 상기 내화물층(210)의 외면으로부터 노출되게 마련될 수 있다.
이러한 구성을 통해, 1차 연소실의 천장사면에 분사에어를 통한 에어층이 형성되며, 이를 통해 연소가스로부터 내화물층(210)을 보호하여 내화물층(210)이 급속히 소손, 파괴되는 현상이 줄어들 수 있다.
또한, 수리 보수를 위한 단절이 없이 연속적인 연소 공정이 가능하고 유지보수 비용이 절감될 수 있으며 작업자의 안전사고 발생 가능성이 최소화될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 스토커식 소각로(100)의 에어분사 장치(300)를 이용한 내화물층(210)의 소손 방지 과정을 도 1 내지 도 5을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 폐기물이 공급호퍼(130), 제1 및 제2 슬라이딩 게이트부(140, 150), 공급피더부(160)를 거쳐 스토커 장치(170)로 투입된다.
그러면, 제1 연소실(110) 내부에서 공급노즐(190)을 통해 연소용 에어가 투입되면서 연소 과정이 수행된다.
화염이 치솟고 고열 및 고온에 도달하기 전 또는 이와 동시에 에어분사 장치(300)가 구동된다. 구동부(312)에 의해 FD팬(200)에서 공급라인(314)을 타고 분기되어 에어펌프(311)로 공급된다.
공급된 분사에어는 에어탱크(381)를 거치고 이송배관(384)을 타고 버퍼부(382)로 진입된다. 이때, 댐퍼(385)의 작동에 의해 공급량이 조절될 수 있다.
또한, 버퍼부(382)의 확산가이드부재(383)에 의해 도 3에 도시된 바와 같은 유동 경로가 형성되며, 에어박스(351) 내부의 격벽(354)과 상호작용되어 분사에어는 에어박스(351) 내부에서 균일하게 분포될 수 있게 한다.
마지막으로, 관통공(353)을 거쳐 에어노즐(352)로 분사되면서 일정 두께의 에어층을 형성하고 이를 통해 내화물층(210)을 화염으로부터 보호하며 열을 차단할 수 있다.
이와 같은 단계 구성을 통해, 1차 연소실의 천장사면에 분사에어를 통한 에어층이 연소가스로부터 내화물층(210)을 보호하여 내화물층(210)이 급속히 소손, 파괴되는 현상이 줄어들 수 있으며, 연속적인 연소 공정이 가능하고 유지보수 비용이 절감될 수 있으며 작업자의 안전사고 발생 가능성이 최소화될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100 : 소각로 110 : 제1 연소실
120 : 제2 연소실 130 : 공급호퍼
140,150 : 제1 및 제2 슬라이딩 게이트부
160 : 공급피더부 170 : 스토커 장치
180 : 소각재 배출부 190 : 공급노즐
200 : FD팬 210 : 내화물층
300: 에어분사 장치 310 : 에어 공급부
311 : 펌프 312 : 구동부
313 : 필터 314 : 공급라인
350 : 분사노즐부 351 : 에어박스
352 : 에어노즐 353 : 관통공
354 : 격벽 380 : 이송라인부
381 : 에어탱크 382 : 버퍼부
383 : 확산가이드부재 384 : 이송배관
385 : 댐퍼

Claims (10)

  1. 스토커식 소각로에 인접하게 배치되어 상기 소각로 내부로 분사에어를 공급하는 에어 공급부; 상기 소각로의 천장사면의 내화물층의 내구성이 증대되도록, 상기 소각로의 천장사면에 부분적으로 노출되게 마련되는 분사노즐부; 및 상기 에어 공급부에서 공급되는 분사에어를 감압하고 배분하여 상기 분사노즐부로 이송하는 이송라인부를 포함하며,
    상기 에어 공급부는,
    에어펌프; 및 상기 에어펌프를 구동하는 구동부를 포함하며,
    상기 에어펌프는 상기 소각로에 연소용 에어를 공급하는 FD팬과 공급라인으로 연결되며,
    상기 분사에어는 상기 연소용 에어로부터 분기되어 공급되며,
    상기 이송라인부는,
    상기 분사에어를 저장 및 감압하는 에어탱크; 상기 분사에어가 일시 저류되며 균압되는 버퍼부; 및 상기 에어탱크와 상기 버퍼부를 상호 연결하되 상기 분사에어의 유량을 조절하는 댐퍼가 배치되는 이송배관을 포함하며,
    상기 분사노즐부는,
    상기 버퍼부에 일부분이 면접하게 배치되며, 판면에 일정한 간격마다 적어도 하나의 관통공이 형성되는 에어박스; 및 상기 에어박스의 외면에 경사지게 결합되는 적어도 하나의 에어노즐을 포함하며,
    상기 버퍼부는 상기 소각로의 외부에 배치되고,
    상기 에어박스 및 에어노즐은 상기 소각로의 내부에 배치되며,
    상기 에어박스 및 에어노즐은 상기 내화물층에 수용되게 마련되는 것을 특징으로 하는 스토커식 소각로의 에어분사 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에어 공급부에는 상기 이송라인부와의 연결 부위에 개재되는 필터가 마련되는 것을 특징으로 하는 스토커식 소각로의 에어분사 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 에어노즐은 상기 에어박스의 외면에 수직한 방향에서 상방으로 25°에서 30°로 경사지게 결합되는 것을 특징으로 하는 스토커식 소각로의 에어분사 장치.
  8. 삭제
  9. 스토커식 소각로에 인접하게 배치되어 상기 소각로 내부로 분사에어를 공급하는 에어 공급부; 상기 소각로의 천장사면의 내화물층의 내구성이 증대되도록, 상기 소각로의 천장사면에 부분적으로 노출되게 마련되는 분사노즐부; 및 상기 에어 공급부에서 공급되는 분사에어를 감압하고 배분하여 상기 분사노즐부로 이송하는 이송라인부를 포함하며,
    상기 에어 공급부는,
    에어펌프; 및 상기 에어펌프를 구동하는 구동부를 포함하며,
    상기 에어펌프는 상기 소각로에 연소용 에어를 공급하는 FD팬과 공급라인으로 연결되며,
    상기 분사에어는 상기 연소용 에어로부터 분기되어 공급되며,
    상기 이송라인부는,
    상기 분사에어를 저장 및 감압하는 에어탱크; 상기 분사에어가 일시 저류되며 균압되는 버퍼부; 및 상기 에어탱크와 상기 버퍼부를 상호 연결하되 상기 분사에어의 유량을 조절하는 댐퍼가 배치되는 이송배관을 포함하며,
    상기 분사노즐부는,
    상기 버퍼부에 일부분이 면접하게 배치되며, 판면에 일정한 간격마다 적어도 하나의 관통공이 형성되는 에어박스; 및 상기 에어박스의 외면에 경사지게 결합되는 적어도 하나의 에어노즐을 포함하며,
    상기 버퍼부에는 상기 이송배관을 거쳐 투입되는 에어가 균일하게 분포하도록, 내부에 마련되되 상기 에어박스 내측까지 길이 연장되게 배치되는 확산가이드부재가 마련되는 것을 특징으로 하는 스토커식 소각로의 에어분사 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 에어노즐의 선단부는 상기 내화물층의 외면으로부터 노출되게 마련되는 것을 특징으로 하는 스토커식 소각로의 에어분사 장치.
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