KR102446059B1 - Burner Nozzle Flushing Method of SCR System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 촉매 반응을 통해 배기가스에 포함된 질소산화물을 제거하는 SCR시스템에 관한 것으로서, 특히 배기가스의 가열에 필요한 버너의 내부에 잔류한 오일의 카본화 현상에 따른 노즐 막힘을 방지하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배기가스의 가열을 위한 버너 노즐이 잔류 오일의 카본화 현상에 의해 막힘 발생을 방지하도록 플러싱 기능을 구비한 SCR시스템으로서, 버너 노즐의 메인 버너 노즐에 연결된 퍼징 라인과, 메인 버너 노즐에 연결되어 오일을 공급하는 오일 라인과, 메인 버너 노즐에 연결되며 오일 라인을 통해 공급된 오일을 미스트 형태로 배기관에 분사할 수 있도록 압축 공기를 공급하는 아토마이징 라인을 포함하며, 퍼징 라인은 메인 버너 노즐의 내부에서 오일 라인과 합류됨으로써 퍼징 라인을 통해 메인 버너 노즐로 유입된 공기가 메인 버너 노즐의 선단으로 배출됨에 있어 메인 버너 노즐 내부의 잔류 오일을 제거하는 것을 기술적 특징으로 한다.The present invention relates to an SCR system for removing nitrogen oxides contained in exhaust gas through a catalytic reaction, and in particular, to prevent nozzle clogging due to carbonization of oil remaining inside a burner necessary for heating exhaust gas. .
The present invention for achieving the above object is an SCR system having a flushing function to prevent clogging of a burner nozzle for heating exhaust gas due to carbonization of residual oil, and is connected to the main burner nozzle of the burner nozzle. A purging line, an oil line connected to the main burner nozzle to supply oil, and an atomizing line connected to the main burner nozzle and supplying compressed air so that the oil supplied through the oil line can be sprayed into the exhaust pipe in the form of mist. Including, the purging line merges with the oil line inside the main burner nozzle, so that the air introduced into the main burner nozzle through the purging line is discharged to the tip of the main burner nozzle to remove residual oil inside the main burner nozzle. characterized.

Description

SCR시스템의 버너 노즐 폴리싱 방법{Burner Nozzle Flushing Method of SCR System}Burner Nozzle Flushing Method of SCR System

본 발명은 촉매 반응을 통해 배기가스에 포함된 질소산화물을 제거하는 SCR시스템에 관한 것으로서, 특히 배기가스의 가열에 필요한 버너의 내부에 잔류한 오일의 카본화 현상에 따른 노즐 막힘을 방지하기 위한 것이다.The present invention relates to an SCR system for removing nitrogen oxides contained in exhaust gas through a catalytic reaction, and in particular, to prevent nozzle clogging due to carbonization of oil remaining inside a burner necessary for heating exhaust gas. .

일반적으로 선박에는 선박을 추진시키기 위해 프로펠러를 구동하는 메인 엔진, 그리고 선박에 탑재된 각종 장비나 의장품 등에 전원을 공급하기 위한 다수의 발전용 엔진 등이 설치되어 운영되고 있다.In general, a main engine for driving a propeller to propel the ship, and a plurality of engines for power generation for supplying power to various equipment or equipment mounted on the ship are installed and operated.

이러한 선박 엔진에서 연소 후 배출되는 배기가스에는 다수의 부유성 미립자와 질소산화물인 NOx, 황산화물인 SOx 등의 유해성 물질이 포함되어 있다.Exhaust gas emitted after combustion from such a marine engine contains a large number of airborne particulates and harmful substances such as NOx, which is nitrogen oxide, and SOx, which is sulfur oxide.

따라서 엔진의 배기관에는 매연 여과 장치(DPF: Diesel Particulate Filter), 선택적 촉매 환원 장치(SCR: Selective Catalytic Reduction), 스크러버(SCRubber, SOx 제거) 등을 설치하여 배기가스 내의 유해 성분을 제거하고 있다.Therefore, a diesel particulate filter (DPF), a selective catalytic reduction (SCR), and a scrubber (SCRubber, SOx removal) are installed in the exhaust pipe of the engine to remove harmful components in the exhaust gas.

이 중 LP SCR시스템은 내부 촉매층을 갖고 배기관 상에 설치되는 SCR반응기를 포함하며, 배기가스 내의 질소산화물(NOx)을 촉매층에서 암모니아(NH3), 우레아(Urea) 등의 환원제와 화학적으로 반응시켜 인체에 무해한 물과 질소로 분해한 후 배출시킨다. 여기에서 우레아는 열분해 또는 가수분해되어 암모니아(NH3)로 변환된다.Among them, the LP SCR system includes an SCR reactor that has an internal catalyst layer and is installed on the exhaust pipe, and chemically reacts nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas with reducing agents such as ammonia (NH3) and urea (Urea) in the catalyst layer. It is decomposed into water and nitrogen, which are harmless to Here, urea is pyrolyzed or hydrolyzed to convert to ammonia (NH3).

그리고 SCR 촉매(Catalyst)는 압출 또는 코팅이 형성된 다공질 촉매 필터로 이루어진 것으로서, 배기관에 설치된 SCR반응기 내에 한 개 또는 두 개가 연속 설치되어 배기가스 내의 유해성분을 제거하게 된다.In addition, the SCR catalyst (Catalyst) is composed of a porous catalyst filter with extrusion or coating, and one or two are continuously installed in the SCR reactor installed in the exhaust pipe to remove harmful components in the exhaust gas.

기존의 대형엔진용 SCR시스템은 ABS(Ammonium Bisulfate:NH4HSO4) 생성 방지, 분해 및 NOx 제거를 위하여 오일 중 황 함량에 따라 250℃ 이상의 고온이 필요함에 따라 엔진 튜닝을 통해 배기가스 온도를 높이거나, 배기가스 온도가 250~500℃인 엔진 T/C(Turbo Charger) 전단에 설치된다.The existing SCR system for large engines requires a high temperature of 250℃ or higher depending on the sulfur content in the oil to prevent the generation, decomposition, and NOx removal of ABS (Ammonium Bisulfate: NH4HSO4). It is installed in front of the engine T/C (Turbo Charger) where the gas temperature is 250~500℃.

이와 같이 SCR시스템이 T/C 전단에 설치되는 경우 SCR시스템으로 유입되는 배기가스의 압력이 높기 때문에 HP SCR(High Pressure Selective Catalytic Reduction)시스템이라 불린다.In this way, when the SCR system is installed in front of the T/C, the pressure of the exhaust gas flowing into the SCR system is high, so it is called the HP SCR (High Pressure Selective Catalytic Reduction) system.

그러나 SCR시스템을 T/C 전단에 설치하게 되면, 협소한 엔진룸으로 인하여 SCR시스템의 배치에 어려움이 있다.However, if the SCR system is installed in front of the T/C, it is difficult to arrange the SCR system due to the narrow engine room.

이러한 문제점을 해결하기 위해 배기가스 온도가 150~300℃이며, 압력은 대기압 수준인 T/C 후단에 SCR시스템을 설치할 수 있다.To solve this problem, the SCR system can be installed at the rear end of the T/C where the exhaust gas temperature is 150~300℃ and the pressure is at atmospheric pressure.

SCR시스템을 T/C 후단에 설치하게 되면, 엔진룸 외부에 SCR시스템을 설치할 수 있게 됨에 따라 SCR시스템을 공간 제약 없이 자유로이 배치할 수 있게 된다. 이러한 시스템 구성을 LP SCR(Low Pressure Selective Catalytic Reduction)시스템이라고 한다.If the SCR system is installed at the rear end of the T/C, the SCR system can be installed outside the engine room, so that the SCR system can be freely arranged without space restrictions. Such a system configuration is called an LP SCR (Low Pressure Selective Catalytic Reduction) system.

도면에서, 도 1은 종래 기술에 따른 LP SCR시스템을 나타낸 개념도이다.In the drawings, FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an LP SCR system according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(10)에서 발생한 배기가스는 배기가스 리시버(20)로 유입된 후 T/C(30)를 지나 대기 중으로 배기된다.As shown in FIG. 1 , the exhaust gas generated from the engine 10 flows into the exhaust gas receiver 20 and then passes through the T/C 30 and is exhausted into the atmosphere.

배기가스의 유해 질소산화물(NOx)을 제거하기 위해서는, 우선 SCR반응기(80) 내부의 ABS를 제거하여야 한다. 이를 위해 배기관(1)의 배기가스를 블로워(40)로 흡입하여 SCR반응기(80)로 유동시키는데, 블로워(40)를 통해 흡입된 배기가스는 ABS를 제거할 수 있는 온도 약 300~450℃에 미치지 못하므로 버너(50)를 통해 배기가스를 가열한다. 가열된 배기가스는 우레아 분해 챔버(60), 가스혼합기(70)를 지나 SCR반응기(80)로 유입된 후 대기로 배출되는데, 촉매반응을 방해하는 ABS는 가열된 배기가스의 온도에 의해 기화되어 제거된다.In order to remove harmful nitrogen oxides (NOx) from the exhaust gas, the ABS in the SCR reactor 80 must be removed first. To this end, the exhaust gas of the exhaust pipe 1 is sucked into the blower 40 and flows to the SCR reactor 80, and the exhaust gas sucked through the blower 40 is at a temperature of about 300 to 450° C. at which the ABS can be removed. Since it does not reach, the exhaust gas is heated through the burner 50 . The heated exhaust gas passes through the urea decomposition chamber 60 and the gas mixer 70, flows into the SCR reactor 80, and is discharged to the atmosphere. ABS, which interferes with the catalytic reaction, is vaporized by the temperature of the heated exhaust gas. is removed

이후 LP SCR시스템이 정상적으로 작동하면서, 배기가스에 포함된 유해 질소산화물을 암모니아(NH3), 우레아(Urea) 등의 환원제와 화학적으로 촉매층에서 반응시켜 인체에 무해한 물과 질소로 분해한 후 배출시킨다. 여기에서 우레아는 열분해 또는 가수분해되어 암모니아(NH3)로 변환되며, 가수분해를 위해서는 별도의 버너가 필요하다.After that, while the LP SCR system operates normally, the harmful nitrogen oxides contained in the exhaust gas are chemically reacted with reducing agents such as ammonia (NH3) and urea in the catalyst layer, decomposed into water and nitrogen, which are harmless to the human body, and then discharged. Here, urea is thermally decomposed or hydrolyzed to convert to ammonia (NH3), and a separate burner is required for hydrolysis.

또한, LP SCR시스템은 T/C(30)의 후단에 설치됨에 따라 약 200~260℃ 이하의 배기가스의 온도를 가열하기 위한 별도의 버너(50)가 필요하다.In addition, as the LP SCR system is installed at the rear end of the T/C 30 , a separate burner 50 is required to heat the exhaust gas temperature of about 200 to 260° C. or less.

한편, SCR시스템과 관련되지 않은 선박용 다른 버너는 선박 운전시 지속적으로 작동하기 때문에, 운전 모드의 변경 즉 버너의 운전모드(on)와 정지모드(off)를 반복적으로 변경하는 운전 특이사항을 고려하지 않으며, 버너 운전 시스템에서도 이를 반영하지 않는 것이 일반적이다.On the other hand, since other burners for ships that are not related to the SCR system operate continuously during the operation of the ship, the change of the operation mode, that is, the operation specificity of repeatedly changing the operation mode (on) and stop mode (off) of the burner, is not considered. In general, it is not reflected in the burner operating system.

그러나 SCR시스템의 경우, 해상의 배기가스제한구역(NECA, NOx Emission Control Area)의 진입 여부에 따라 배기가스를 가열하기 위한 버너와 우레아의 가수분해에 필요한 버너의 운전모드를 반복하여 전환하며 운전하여야 하는 경우가 발생한다.However, in the case of the SCR system, the operation mode of the burner for heating the exhaust gas and the burner required for hydrolysis of urea must be repeatedly switched depending on whether or not the marine exhaust gas restriction area (NECA, NOx Emission Control Area) is entered. it happens that

SCR시스템의 배기관은 배기가스가 대기 중으로 자연 배출되지 않도록 SCR시스템의 연계배관 전단과 후단에 밸브가 장착되고 밸브를 개방 또는 폐쇄하면서 SCR시스템이 작동하게 되는데, 고온의 조건에 오일이 장시간 노출되면 오일 카본화 현상(coaking)이 진행된다.In the exhaust pipe of the SCR system, valves are installed at the front and rear ends of the connection pipe of the SCR system to prevent the exhaust gas from being naturally discharged into the atmosphere, and the SCR system operates by opening or closing the valve. Carbonation (coaking) proceeds.

SCR시스템의 버너 또한 이와 같이 장시간 고온의 조건에 노출될 수 있는데, 잔류한 오일의 카본화 현상이 진행될 경우 버너 노즐의 막힘현상이 1일 내지 2일의 단시간에 발생하는 문제점이 있다.The burner of the SCR system can also be exposed to high temperature conditions for a long time as described above, but there is a problem that the burner nozzle clogging occurs in a short time of 1 to 2 days when carbonization of the remaining oil proceeds.

도 2는 배기관에 장착된 버너 노즐의 개통도이다.2 is an open view of a burner nozzle mounted on an exhaust pipe.

도 2에 도시된 바와 같이, 배기관(1)을 따라 유동하는 배기가스의 온도를 증가시키기 위해 배기관(1)에 버너 노즐(51)이 장착된다. As shown in FIG. 2 , a burner nozzle 51 is mounted on the exhaust pipe 1 to increase the temperature of the exhaust gas flowing along the exhaust pipe 1 .

버너 노즐(51)은 파일럿 버너 노즐(51P)과 메인 버너 노즐(51M)을 포함한다.The burner nozzle 51 includes a pilot burner nozzle 51P and a main burner nozzle 51M.

파일럿 버너 노즐(51P)은 점화의 목적으로 지속적으로 공급되는 오일을 연소시키고 있는 버너로서, 최소량의 오일을 공급하도록 설계된다. 그리고 메인 버너 노즐(51M)은 SCR시스템의 작동 시에 요구되는 온도를 맞추기 위해 배기가스에 열을 가하는 버너이다.The pilot burner nozzle 51P is a burner that burns oil continuously supplied for the purpose of ignition, and is designed to supply a minimum amount of oil. And the main burner nozzle 51M is a burner that applies heat to the exhaust gas to meet the temperature required for the operation of the SCR system.

이와 같이 구성된 버너 노즐(51)은 배기관(1)에 장착되며, 오일 스키드(Oil Skid)(53)에서 파일럿 버너 노즐(51P)과 메인 버너 노즐(51M)로 오일이 공급되고, 도면에 도시되지 않았으나, FD FAN(Forced Draft Fan)의 운전에 의해 연소공기가 메인 버너 노즐(51M) 쪽으로 공급된다.The burner nozzle 51 configured as described above is mounted on the exhaust pipe 1, and oil is supplied from the oil skid 53 to the pilot burner nozzle 51P and the main burner nozzle 51M, not shown in the drawing. However, combustion air is supplied to the main burner nozzle 51M by the operation of a Forced Draft Fan (FD FAN).

이와 같이 구성된 버너 노즐(51)에 있어서, SCR시스템의 운전모드 시에는 메인 버너 노즐(51M)로 오일이 공급되며, SCR시스템의 정지모드 시에는 메인 버너 노즐(51M)로 공급되는 오일이 차단되는데, SCR시스템의 운전모드 및 정지모드의 반복이 이루어질 경우 메인 버너 노즐(51M)의 내부 및 배관의 내부에 잔류한 오일이 존재하게 되며, 고온의 폐쇄된 조건에서 잔류 오일은 카본화 현상에 의해 고체화되어 메인 버너 노즐(51M)을 막는 문제가 발생하고 있다.In the burner nozzle 51 configured as described above, oil is supplied to the main burner nozzle 51M in the operation mode of the SCR system, and the oil supplied to the main burner nozzle 51M is blocked in the stop mode of the SCR system. , when the operation mode and the stop mode of the SCR system are repeated, the oil remaining inside the main burner nozzle 51M and inside the pipe is present, and the residual oil is solidified by carbonization under closed conditions at high temperature. This causes a problem of clogging the main burner nozzle 51M.

대한민국 등록특허공보 제10-1002888호(2010.12.21)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1002888 (2010.12.21)

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 버너 노즐 및 연결된 배관 내부에 잔류 오일을 제거할 수 있도록 운전 전과 후에 플러싱(Flushing)을 수행함으로써, SCR시스템의 환경조건에 따른 오일 카본화 현상을 방지하여 버너 노즐의 막힘을 방지할 수 있게 구성한 플러싱 기능을 구비한 SCR시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention was invented to solve the problems of the prior art as described above, and by performing flushing before and after operation to remove residual oil from the inside of the burner nozzle and the connected pipe, the environmental conditions of the SCR system. An object of the present invention is to provide an SCR system having a flushing function configured to prevent clogging of a burner nozzle by preventing oil carbonization.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배기가스의 가열을 위한 메인 버너 노즐의 내부에 잔류하는 오일의 카본화에 따른 노즐 막힘을 방지하도록 플러싱 기능을 구비한 SCR시스템으로서, 버너 정지신호가 입력되면 버너 정지신호의 입력된 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 후에 오일 밸브를 닫아 오일 공급을 정지하는 단계와, 오일 배출밸브를 개방하여 오일을 배출하는 단계와, 오일 배출밸브의 개방시점으로부터 소정의 시간이 경과한 후 퍼지 밸브를 개방하고, 버너 정지신호 이전부터 개방된 아토마이징 밸브를 통해 메인 버너 노즐로 공급되는 압축공기로 메인 버너 노즐의 내부에 잔류 오일을 메인 버너 노즐의 외부로 오일 미스트 형태로 분사하여 메인 버너 노즐 내부의 잔류 오일을 제거하는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is an SCR system having a flushing function to prevent nozzle clogging due to carbonization of oil remaining inside a main burner nozzle for heating exhaust gas, and a burner stop signal is input After a predetermined time has elapsed from the time when the burner stop signal is inputted, the steps of closing the oil valve to stop the oil supply, opening the oil discharge valve to discharge oil, and from the opening time of the oil discharge valve After the time elapses, the purge valve is opened, and the residual oil inside the main burner nozzle is transferred to the outside of the main burner nozzle in the form of an oil mist with compressed air supplied to the main burner nozzle through the atomizing valve opened before the burner stop signal. It is characterized in that it comprises the step of removing the residual oil inside the main burner nozzle by spraying with a

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또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 잔류 오일을 제거하는 단계 이후에, 메인 버너 노즐의 정지신호가 입력되면 퍼지 밸브를 닫고, 아토마이징 밸브는 메인 버너 노즐의 정지신호 입력 후 소정의 시간이 경과한 후에 차단되어 메인 버너 노즐의 잔류 오일을 제거한다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, after the step of removing the residual oil, when a stop signal of the main burner nozzle is input, the purge valve is closed, and the atomizing valve is a predetermined time after the stop signal of the main burner nozzle is input. After elapsed, it is shut off to remove residual oil from the main burner nozzle.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 메인 버너 노즐 내부의 잔류 오일이 제거된 상태에서 메인 버너 노즐의 운전신호가 입력되면 퍼지 밸브가 개방되고 초기 퍼징을 실시하는 단계와, 초기 퍼징 후 소정의 시간 후에 퍼지 밸브를 닫고 메인 버너 노즐의 운전 시작신호가 입력되면 수초 후에 아토마이징 밸브를 개방하여 압축된 공기를 메인 버너 노즐의 외부 즉 배기관 내부로 분사하는 단계와, 오일 밸브를 개방하여 오일을 메인 버너 노즐 내부로 공급하여 오일이 미스트 형태로 배기관 내부에 분사하는 단계를 포함한다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, when the operation signal of the main burner nozzle is input in a state in which residual oil inside the main burner nozzle is removed, the purge valve is opened and the initial purging is performed; After a period of time, when the purge valve is closed and the operation start signal of the main burner nozzle is input, the atomizing valve is opened a few seconds later to inject compressed air into the outside of the main burner nozzle, that is, into the exhaust pipe, and the oil valve is opened to supply oil to the main and supplying the oil into the burner nozzle to spray the oil into the exhaust pipe in the form of mist.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 플러싱 기능을 구비한 SCR시스템은 SCR시스템의 환경조건에 따라 버너의 운전모드와 정지모드를 수시로 전환하는 과정에서 발생할 수 있는 카본화 현상에 의한 노즐 막힘을 압축공기로 플러싱하여 버너의 막힘을 방지함으로써 버너의 관리 및 유지가 편리하다는 장점이 있다.As described above, the SCR system with a flushing function according to the present invention can prevent nozzle clogging due to carbonization that may occur in the process of frequently switching the burner operation mode and stop mode depending on the environmental conditions of the SCR system. By flushing with a furnace to prevent clogging of the burner, it has the advantage of convenient management and maintenance of the burner.

도 1은 종래 기술에 따른 LP SCR시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 배기관에 장착된 버너 노즐의 개통도이다.
도 3은 본 발명에 따른 플러싱 기능을 갖는 SCR용 버너 노즐의 개통도이고,
도 4는 플러싱 기능을 갖는 SCR용 버너 노즐의 운전 정지모드 시에 로직을 나타낸 개념도이며,
도 5는 플러싱 기능을 갖는 SCR용 버너 노즐의 운전모드 시에 로직을 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an LP SCR system according to the prior art.
2 is an open view of a burner nozzle mounted on an exhaust pipe.
3 is an open view of a burner nozzle for SCR having a flushing function according to the present invention;
4 is a conceptual diagram showing the logic in the operation stop mode of the burner nozzle for SCR having a flushing function;
5 is a conceptual diagram illustrating logic in an operation mode of a burner nozzle for SCR having a flushing function.

아래에서는 본 발명에 따른 플러싱 기능을 구비한 SCR시스템의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the SCR system having a flushing function according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도면에서, 도 3은 본 발명에 따른 플러싱 기능을 갖는 SCR용 버너 노즐의 개통도이고, 도 4는 플러싱 기능을 갖는 SCR용 버너 노즐의 운전 정지모드 시에 로직을 나타낸 개념도이며, 도 5는 플러싱 기능을 갖는 SCR용 버너 노즐의 운전모드 시에 로직을 나타낸 개념도이다.In the drawings, FIG. 3 is an open view of a burner nozzle for SCR having a flushing function according to the present invention, and FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating logic in an operation stop mode of a burner nozzle for SCR having a flushing function, and FIG. It is a conceptual diagram showing the logic in the operation mode of the burner nozzle for SCR with a function.

도 3에 도시된 바와 같이, 버너 노즐(110)은 파일럿 버너 노즐(110P)과 메인 버너 노즐(110M)을 포함하며, 파일럿 버너 노즐(110P)은 점화의 목적으로 지속적으로 공급되는 오일을 연소시키고 있는 버너로서, 최소량의 오일을 공급하도록 설계된다. 그리고 메인 버너 노즐(110M)은 SCR시스템의 작동 시에 요구되는 배기가스의 온도를 맞추기 위해 배기가스를 가열하는 버너이다.3, the burner nozzle 110 includes a pilot burner nozzle 110P and a main burner nozzle 110M, and the pilot burner nozzle 110P burns the oil continuously supplied for the purpose of ignition and This burner is designed to deliver a minimal amount of oil. And the main burner nozzle 110M is a burner that heats the exhaust gas in order to match the temperature of the exhaust gas required for the operation of the SCR system.

이와 같이 구성된 버너 노즐(110)은 배기관(1)에 장착되며, 오일 스키드(53)에서 파일럿 버너 노즐(110P)과 메인 버너 노즐(110M)로 오일이 공급되고, 도면에 도시되지 않았으나, 압입 송풍기(FD FAN : Forced Draft Fan) 운전에 의해 연소공기가 메인 버너 노즐(110M) 쪽으로 공급된다.The burner nozzle 110 configured as described above is mounted on the exhaust pipe 1, and oil is supplied from the oil skid 53 to the pilot burner nozzle 110P and the main burner nozzle 110M. Although not shown in the drawing, a press-in blower Combustion air is supplied to the main burner nozzle (110M) by (FD FAN: Forced Draft Fan) operation.

한편, 메인 버너 노즐(110M)에는 퍼징 라인(Purging Line)(121)이 연결되고, 퍼징 라인(121)에는 솔레노이드 밸브(121S)가 장착되며, 솔레노이드 밸브(121S)와 메인 버너 노즐(110M)의 사이에는 역류를 방지하기 위한 체크밸브(121C)가 장착된다. 또한, 메인 버너 노즐(110M)에 연결된 오일 라인(122)에는 퍼징 시에 오일의 역류를 방지하기 위해 체크밸브(122C)가 장착된다.On the other hand, a purging line 121 is connected to the main burner nozzle 110M, a solenoid valve 121S is mounted on the purging line 121, and the solenoid valve 121S and the main burner nozzle 110M. A check valve (121C) is mounted therebetween to prevent backflow. In addition, a check valve 122C is mounted on the oil line 122 connected to the main burner nozzle 110M to prevent a reverse flow of oil during purging.

그리고 메인 버너 노즐(110M)에는 아토마이징 에어 라인(Atomizing Air Line)(123)이 연결되어 공급된 오일이 오일 미스트(Oil Mist)로 분사될 수 있게 압축 공기를 메인 버너 노즐(110M)로 공급한다.And an atomizing air line 123 is connected to the main burner nozzle 110M to supply compressed air to the main burner nozzle 110M so that the supplied oil can be sprayed into the oil mist. .

메인 버너 노즐(110M)의 내부에서는 오일 라인(122)과 퍼징 라인(121)이 합류됨에 따라 메인 버너 노즐(110M)의 잔류 오일을 퍼징함에 있어 오일 라인(122)에 장착된 체크밸브(122C)에서부터 메인 버너 노즐(110M)의 끝단까지의 짧은 거리를 퍼징하여 잔류 오일을 제거할 수 있도록 구성된다.In the interior of the main burner nozzle 110M, as the oil line 122 and the purging line 121 join, the check valve 122C mounted on the oil line 122 in purging the residual oil of the main burner nozzle 110M. It is configured to remove residual oil by purging a short distance from the to the end of the main burner nozzle (110M).

이와 같이 구성된 플러싱(Flushing) 기능을 구비한 SCR시스템에 있어서, 버너의 운전 전과 정지 후의 시퀀스(sequence)에 따라 작동이 이루어져 잔류 오일을 퍼징하는 한 예를 아래에서 설명하고 있다.In the SCR system having a flushing function configured as described above, an example of purging residual oil by performing an operation according to a sequence before and after the operation of the burner is stopped will be described below.

운전 중인 메인 버너 노즐을 정지할 시에는 도 4에 도시된 로직에 따라 작동하여 잔류 오일을 퍼징한다.When the main burner nozzle in operation is stopped, it operates according to the logic shown in FIG. 4 to purge residual oil.

메인 버너 노즐(110M)의 운전 중 SCR시스템에서 버너 정지신호가 입력되면, 버너 정지신호의 입력된 시점으로부터 0.1초 후에 오일 공급을 제어하는 오일 밸브가 닫히게 되고, 오일 배출밸브가 약 15초간 개방하며, 오일 배출밸브의 개방시점으로부터 1초 후에 퍼지 밸브를 개방하며, 메인 버너의 운전 시부터 개방된 아토마이징 밸브를 통과한 압축공기로 메인 버너 노즐 내부에 잔류 오일을 메인 버너 노즐의 외부로 오일 미스트 형태로 분사하여 메인 버너 노즐 내부의 잔류 오일을 제거한다.When a burner stop signal is input from the SCR system during operation of the main burner nozzle (110M), the oil valve that controls the oil supply is closed 0.1 seconds after the burner stop signal is input, and the oil discharge valve opens for about 15 seconds. , Opens the purge valve 1 second after the opening of the oil discharge valve Remove the residual oil inside the main burner nozzle by spraying it in the form of a spray.

이후 메인 버너 노즐의 정지신호가 입력되면 퍼지 밸브는 닫히며, 아토마이징 밸브는 메인 버너 노즐의 정지신호 입력 후 10초 정도 후에 차단되어 메인 버너 노즐의 잔류 오일을 완전히 제거할 수 있도록 한다.After that, when the stop signal of the main burner nozzle is input, the purge valve is closed, and the atomizing valve is shut off about 10 seconds after the stop signal of the main burner nozzle is input, so that the residual oil in the main burner nozzle can be completely removed.

이와 같이 메인 버너가 정지된 상태로 선박이 운행하던 중 해상의 배기가스제한구역(NECA, NOx Emission Control Area)으로 진입할 경우 SCR시스템을 작동시키기 위해 메인 버너 노즐을 운전하여야 한다.In this way, when a ship enters a marine NOx Emission Control Area (NECA) while the main burner is stopped, the main burner nozzle must be operated to operate the SCR system.

이 경우 도 5에 도시된 바와 같이, SCR시스템에서 메인 버너의 운전신호가 입력되면 퍼지 밸브가 개방되고 초기 퍼징이 실시된다. 도 5에 도시된 로직에 따르면 초기 퍼징은 약 10초간 시행되고 퍼지 밸브는 닫힌다. 이는 버너 내부에 발생할 수 있는 카본 잔여물을 제거하기 위한 것이며 퍼지 밸브가 개방된 후 설정된 시간(10초)이 경과한 이후에 메인 버너 노즐의 운전 시작신호가 입력된다.In this case, as shown in FIG. 5, when the operation signal of the main burner is input in the SCR system, the purge valve is opened and initial purging is performed. According to the logic shown in Fig. 5, the initial purge is performed for about 10 seconds and the purge valve is closed. This is to remove carbon residues that may be generated inside the burner, and after a set time (10 seconds) has elapsed after the purge valve is opened, the operation start signal of the main burner nozzle is input.

메인 버너 노즐의 운전 시작신호 입력 후 약 1초 후에 아토마이징 밸브가 개방되고, 압축된 공기를 메인 버너 노즐의 외부 즉 배기관 내부로 분사하며, 이 상태에서 오일 밸브를 개방하여 오일을 메인 버너 노즐 내부로 공급함에 따라 오일이 미스트 형태로 배기관 내부에 분사된다.About 1 second after inputting the operation start signal of the main burner nozzle, the atomizing valve opens, and the compressed air is sprayed outside the main burner nozzle, that is, into the exhaust pipe. Oil is sprayed into the exhaust pipe in the form of mist as it is supplied to the exhaust pipe.

오일이 미스트 상태로 배기관 내부로 분사되면 파일럿 버너에 착화된 화염에 오일 미스트가 점화되어 메인 버너의 운전이 시작된다.When the oil is sprayed into the exhaust pipe in a mist state, the oil mist is ignited in the flame ignited in the pilot burner and the operation of the main burner starts.

이와 같이 본 발명에 따른 SCR시스템은 메인 버너 운전 정지 시에 퍼징과 함께 메인 버너 내부와 오일 라인에 잔류하는 오일을 미스트 상태로 분사함으로써, 고온 상태의 배기관 내부의 온도에 의해 잔류 오일이 카본화 즉 고체로 변형되어 버너 노즐을 막는 문제점을 해결할 수 있다. As described above, the SCR system according to the present invention sprays the oil remaining in the main burner and the oil line in a mist state along with purging when the main burner is stopped, so that the residual oil is carbonized by the temperature inside the exhaust pipe in a high temperature state. It is possible to solve the problem of clogging the burner nozzle by being transformed into a solid.

또한 메인 버너 운전시에 초기 퍼징을 수행한 후에 메인 버너가 운전됨에 따라 메인 버너 내부에 존재할 수 있는 카본을 제거한 후 메인 버너의 안전한 운전이 가능하게 된다.In addition, after performing the initial purging during operation of the main burner, as the main burner is operated, carbon that may exist in the main burner is removed and the main burner can be safely operated.

1 : 배기관
53 : 오일 스키드
110 : 버너 노즐
110P : 파일럿 버너 노즐
110M : 메인 버너 노즐
121 : 퍼징 라인
121S : 솔레이노이드 밸브
121C : 체크 밸브
122 : 오일 라인
122C : 체크 밸브
123 : 아토마이징 라인1: exhaust pipe
53: oil skid
110: burner nozzle
110P : Pilot Burner Nozzle
110M : Main Burner Nozzle
121: purging line
121S : solenoid valve
121C : Check Valve
122: oil line
122C : Check Valve
123: atomizing line

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 배기가스의 가열을 위한 메인 버너 노즐의 내부에 잔류하는 오일의 카본화에 따른 노즐 막힘을 방지하도록 플러싱 기능을 구비한 SCR시스템으로서,
버너 정지신호가 입력되면 버너 정지신호의 입력된 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 후에 오일 밸브를 닫아 오일 공급을 정지하는 단계와,
오일 배출밸브를 개방하여 오일을 배출하는 단계와,
오일 배출밸브의 개방시점으로부터 소정의 시간이 경과한 후 퍼지 밸브를 개방하고, 버너 정지신호 이전부터 개방된 아토마이징 밸브를 통해 메인 버너 노즐로 공급되는 압축공기로 메인 버너 노즐의 내부에 잔류 오일을 메인 버너 노즐의 외부로 오일 미스트 형태로 분사하여 메인 버너 노즐 내부의 잔류 오일을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 SCR시스템의 버너 노즐 플러싱 방법.
As an SCR system with a flushing function to prevent nozzle clogging due to carbonization of oil remaining inside the main burner nozzle for heating exhaust gas,
When a burner stop signal is inputted, after a predetermined time has elapsed from the input of the burner stop signal, closing the oil valve to stop the oil supply;
Discharging the oil by opening the oil drain valve;
After a predetermined time elapses from the opening of the oil discharge valve, the purge valve is opened, and the residual oil inside the main burner nozzle is removed with compressed air supplied to the main burner nozzle through the atomizing valve opened before the burner stop signal. A burner nozzle flushing method of an SCR system, comprising the step of removing residual oil inside the main burner nozzle by spraying it to the outside of the main burner nozzle in the form of oil mist.
 제4항에 있어서,
잔류 오일을 제거하는 단계 이후에,
메인 버너 노즐의 정지신호가 입력되면 퍼지 밸브를 닫고, 아토마이징 밸브는 메인 버너 노즐의 정지신호 입력 후 소정의 시간이 경과한 후에 차단되어 메인 버너 노즐의 잔류 오일을 제거하는 것을 특징으로 하는 SCR시스템의 버너 노즐 플러싱 방법.
5. The method of claim 4,
After the step of removing residual oil,
When the stop signal of the main burner nozzle is input, the purge valve is closed, and the atomizing valve is shut off after a predetermined time elapses after the stop signal of the main burner nozzle is input to remove residual oil in the main burner nozzle. burner nozzle flushing method.
 제4항에 있어서,
메인 버너 노즐 내부의 잔류 오일이 제거된 상태에서 메인 버너 노즐의 운전신호가 입력되면 퍼지 밸브가 개방되고 초기 퍼징을 실시하는 단계와,
초기 퍼징 후 소정의 시간 후에 퍼지 밸브를 닫고 메인 버너 노즐의 운전 시작신호가 입력되면 수초 후에 아토마이징 밸브를 개방하여 압축된 공기를 메인 버너 노즐의 외부 즉 배기관 내부로 분사하는 단계와,
오일 밸브를 개방하여 오일을 메인 버너 노즐 내부로 공급하여 오일이 미스트 형태로 배기관 내부에 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 SCR시스템의 버너 노즐 플러싱 방법.5. The method of claim 4,
When the operation signal of the main burner nozzle is input while the residual oil inside the main burner nozzle is removed, the purge valve is opened and initial purging is performed;
Closing the purge valve after a predetermined time after the initial purging and when an operation start signal of the main burner nozzle is input, opening the atomizing valve a few seconds later to inject compressed air into the exterior of the main burner nozzle, that is, into the exhaust pipe;
A burner nozzle flushing method of an SCR system, comprising the step of supplying oil to the inside of the main burner nozzle by opening an oil valve and spraying the oil into the exhaust pipe in the form of mist.
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