KR102457099B1 - Stack outlet white smoke abatement system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스택 출구 백연저감 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a stack outlet plume abatement system.
최근 들어 환경오염 문제에 대한 인식변화 및 법규강화로 산업분야에서 환경오염 문제는 설계단계에서부터 우선적으로 고려되고 있다. Recently, environmental pollution issues in the industrial field are being considered first from the design stage due to a change in awareness of environmental pollution issues and strengthening of laws.
일반적으로 냉각수를 사용하여 설비나 제품 등을 냉각하는 산업에서는 필연적으로 수증기를 포함하는 배기가스가 발생된다. 배기가스는 다량의 수분과 여러 물질을 함유하고 있어 굴뚝으로 배출시 백연(white smoke) 현상이 발생한다. 대기온도가 낮고 습도가 높을수록 수증기가 냉각 응축하여 작은 물방울로 가시화된 백연의 발생량이 많아진다. 특히 겨울철에 많이 발생한다.In general, in industries that use cooling water to cool equipment or products, exhaust gas containing water vapor is inevitably generated. Exhaust gas contains a large amount of moisture and various substances, so white smoke occurs when discharged through a chimney. As the air temperature is low and the humidity is high, the water vapor cools and condenses and the amount of white smoke visualized as small water droplets increases. It occurs especially in winter.
이러한 백연은 오염물질의 영향은 없으나 시각적인 효과 때문에 공해 물질로 오인한 민원이 계속되고 있는 실정이다. 백연을 방지하기 위한 별도의 장치가 요구된다.Although white lead does not have the effect of pollutants, complaints that it is mistaken for a pollutant because of its visual effect continue. A separate device for preventing white smoke is required.
백연을 저감하기 위해서는 굴뚝에서 뜨거운 배기가스가 토출되기 전에 배기가스에 포함된 수증기를 냉각 및 제습방법을 이용하여 제거하는 것이 효과적이나 관련 시설비용이 최저 100억원이상이 소요될 뿐만 아니라 추가적인 부지가 필요하다. In order to reduce the plume, it is effective to remove the water vapor contained in the exhaust gas by cooling and dehumidifying before the hot exhaust gas is discharged from the chimney. .
특히 HRSG 열병합 발전의 경우 주민 열공급을 위해 대도시 인근에 위치하고 있으며 높은 땅값이 형성되어 있어 추가 부지는 높은 투자 비용이 되어 이를 구축하려는 사업자에 부담이 되고 있다.In particular, in the case of HRSG cogeneration, it is located near large cities to supply heat to residents, and high land prices are formed.
또한, HRSG 열병합 발전의 내부에 배가스를 냉각시키는 추가 열교환 설비는 배가스의 차압을 증가시키며 1mbar(10mmH2O)의 차압 증가시 GT 출력은 약 0.15MW 전력생산 손실이 발생한다. 이에, 발전사 입장에서는 설비구축이 꺼려되는 실증이며 아직까지 냉각, 제습법을 통한 백연저감 설비를 국내외 사용하지 못하는 원인이다.In addition, an additional heat exchange facility that cools the exhaust gas inside the HRSG cogeneration increases the differential pressure of the exhaust gas, and when the differential pressure increases by 1 mbar (10 mmH2O), the GT output generates about 0.15 MW of power generation loss. Therefore, it is proof that power generation companies are reluctant to build facilities, and it is the reason that plume reduction facilities through cooling and dehumidification methods cannot be used at home and abroad.
종래에는 스택에서 배출되는 백연을 저감하기 위해, 스택으로 공급되는 배가스를 예열하거나 온도를 높여, 습윤하고 공기 중 응결되어 무상으로 되기 쉬운 출구의 연소 배기가스에 데워져 건조된 백연 방지용 공기를 혼합하여, 연소 배기가스의 상대습도를 저하시킴으로써 백연 방지를 꾀하는 기술이 개시된다.Conventionally, in order to reduce the flue gas emitted from the stack, the exhaust gas supplied to the stack is preheated or the temperature is raised, and the heated and dried plume prevention air is mixed with the combustion exhaust gas at the outlet, which is wet and easily condensed in the air to be free of charge. , a technique for preventing white smoke by lowering the relative humidity of combustion exhaust gas is disclosed.
예를 들어, 일본공개특허문헌 제2002-129984호는 가스 터빈 설비의 백연 방지 방법 및 장치에 관한 것으로, 가스터빈 장치(22)에서 발생된 고온의 배가스의 일부가 흰 연기 제어장치(30)로 공급된 후 스택(26)으로 이동하는 것이 개시된다. 이런 기술은 낮은 공기온도 사용으로 배가스 냉각방지를 위한 많은 유량 필요하고, 굴뚝 배가스의 전체 온도를 올려서 백연을 저감하는 바, 백연 저감 효율이 저하된다.For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-129984 relates to a method and apparatus for preventing white smoke in a gas turbine facility, wherein a part of the high-temperature exhaust gas generated in the
다른 예를 들어, 한국등록특허문헌 제10-2067302호는 가압유동로 시스템의 기동 방법에 관한 것으로, 백연 방지용 예열기(70)에서 배가스가 예열된 후, 배연 처리탑(80)으로 이동하는 것이 개시된다. 다만, 이런 기술은 공기예열기 사용으로 인한 차압 발생하며, 이는 소비동력증가 운영비가 상승하는 문제가 있다. 또한, 낮은 공기온도 사용으로 배가스 냉각방지를 위한 많은 유량 필요하고, 굴뚝 배가스의 전체 온도를 올려서 백연을 저감하는 바, 백연 저감 효율이 저하된다.For another example, Korean Patent Registration No. 10-2067302 relates to a method of starting a pressurized flow furnace system, and after the flue gas is preheated in the white smoke prevention preheater 70 , it starts moving to the flue gas treatment tower 80 . do. However, this technology generates a differential pressure due to the use of an air preheater, which increases power consumption and increases operating costs. In addition, a large amount of flow is required to prevent exhaust gas cooling due to the use of a low air temperature, and as the total temperature of the chimney flue gas is raised to reduce the white smoke, the efficiency of reducing the white smoke is lowered.
(특허문헌 1) 일본공개특허문헌 제2002-129984호(Patent Document 1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-129984
(특허문헌 2) 한국등록특허문헌 제10-2067302호(Patent Document 2) Korean Patent Document No. 10-2067302
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다. The present invention has been devised to solve the above problems.
구체적으로, 본 발명은 스택에서의 백연을 최적으로 저감하기 위한 기술이다. 특히, 본 발명은 HRSG 열병합 발전 설비의 차압을 증가시키지 않고, 배출되는 백연을 저감하기 위한 기술이다.Specifically, the present invention is a technique for optimally reducing white smoke in a stack. In particular, the present invention is a technology for reducing the emitted white smoke without increasing the differential pressure of the HRSG cogeneration plant.
또한, 본 발명은 설비비용 및 추가 부지가 필요하지 않고 백연을 효과적으로 저감하기 위한 기술이다.In addition, the present invention is a technology for effectively reducing white smoke without requiring equipment costs and additional sites.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 배가스가 유입되는 유입 덕트(100);상기 유입 덕트(100)를 통해 배가스가 유입되는 과열기(200);상기 과열기(200)의 후단으로 위치되는 증발기(300);상기 과열기(200)와 연통되고, 열교환기(410)를 포함하는 절탄기(400); 및 상기 절탄기(400)의 후단으로 위치되는 스택(500);를 포함하고, 상기 스택(500)은, 상기 스택(500)의 상측 말단의 외측으로 위치되는 가스 분사 장치(510); 를 포함하고, , 상기 가스 분사 장치(510)와 연결되는 바이패스 유로(210)를 포함하고, 상기 바이패스 유로(210) 상에는 유입팬(211)이 위치되는, 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention for solving the above problems includes an
일 실시예에서, 상기 가스 분사 장치(510)는 상기 스택(500)의 상기 상측 말단의 외측 둘레를 따라 위치되고, 상기 가스 분사 장치(510)의 내측 둘레를 따라 홀(511a)이 다수개 형성되고, 상기 다수개의 홀(511a)은 동일한 방사상 중심을 지향할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 상기 가스 분사 장치(510)는 상기 스택(500)의 상기 상측 말단의 외측 둘레를 따라 위치되고, 상기 가스 분사 장치(510)의 방사상 내측 둘레를 따라 방사상 방향 연장되며 소정의 폭을 갖는 홀(511b)이 형성될 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 상기 가스 분사 장치(510)는 상기 스택(500)의 상기 상측 말단의 외측 둘레를 따라 위치되되 각각은 직선형인 n개의 제1 내지 제n 분사 장치(510)를 포함하고, 상기 제1 내지 제n 분사장치 마다 각각 길이방향으로 연장되어 형성되는 제1 내지 제n 홀(511c)을 포함하고, 상기 제1 내지 제n 홀(511c)의 일측으로 제1 내지 제n 댐퍼(512)가 위치되어 상기 제1 내지 제 n 홀(511c)에서 분사되는 배가스의 각도가 조절될 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 상기 스택(500)의 상기 상측 말단에 위치하여 상기 스택(500)에서 배출되는 배가스의 온도를 감지하는 온도 센서;및 상기 온도 센서에서 측정된 값에 따라 상기 제1 내지 제n 댐퍼(512)의 각도를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, a temperature sensor positioned at the upper end of the
일 실시예에서, 상기 제1 내지 제n 분사 장치(510)는, 인접한 각각의 분사 장치(510) 사이의 각도가 동일한 n각형 구조일 수 있다.In an embodiment, the first to n-
일 실시예에서, 상기 스택(500)의 일측으로 상기 스택(500)에서 배출되는 배가스의 온도를 감지하는 온도 센서;및 상기 온도 센서에서 측정된 값에 따라 상기 유입팬(211)의 세기를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, a temperature sensor for detecting the temperature of the exhaust gas discharged from the
본 발명에 따라, 다음과 같은 효과가 달성된다. According to the present invention, the following effects are achieved.
본 발명은 스택에서의 백연을 최적으로 저감할 수 있는 구조를 포함하여, 스택의 전체 온도를 증가시키지 않고 효율적으로 백연을 저감할 수 있다.The present invention includes a structure capable of optimally reducing the white smoke in the stack, so that it is possible to efficiently reduce the white smoke without increasing the overall temperature of the stack.
특히, 본 발명은 HRSG 열병합 발전 설비에서 차압을 증가시키지 않고, 배출되는 백연을 저감할 수 있다, In particular, the present invention can reduce the emitted white smoke without increasing the differential pressure in the HRSG cogeneration plant.
또한, 본 발명은 설비비용 및 추가 부지가 필요하지 않고 백연을 효과적으로 저감할 수 있다.In addition, the present invention can effectively reduce white smoke without requiring equipment costs and additional sites.
도 1은 본 발명에 따른 열병합 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2은 본 발명의 제1 실시예에 따라 스택 출구에서 백연을 저감하기 위한 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따라 스택 출구에서 백연을 저감하기 위한 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따라 스택 출구에서 백연을 저감하기 위한 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 백연 저감 장치에 따라 백연이 저감되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따라 스택에서 배출되는 배가스의 온도 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 스택에서의 온도 분포를 확대한 도면이다.1 is a view for explaining a cogeneration system according to the present invention.
2 is a view for explaining a structure for reducing white smoke at the stack outlet according to the first embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a structure for reducing white smoke at a stack outlet according to a second embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a structure for reducing white smoke at a stack outlet according to a third embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a process in which the white smoke is reduced according to the white smoke reduction apparatus according to the present invention.
6 is a view for explaining the temperature distribution of the exhaust gas discharged from the stack according to the present invention.
FIG. 7 is an enlarged view of a temperature distribution in the stack of FIG. 6 .
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.In some cases, well-known structures and devices may be omitted or shown in block diagram form focusing on core functions of each structure and device in order to avoid obscuring the concept of the present invention.
또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, in describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.
본 발명은, 유입 덕트(100), 과열기(200), 증발기(300), 절탄기(400), 스택(500), 및 발전부(600)를 포함한다.The present invention includes an
유입 덕트(100)로 배가스가 유입된다. The exhaust gas flows into the
유입 덕트(100)를 통해 유입되는 배가스는 고온의 배가스이다.The flue gas introduced through the
이 때, 유입 덕트(100)의 크기 및 형상은 도시된 바에 제한되는 것은 아니다.At this time, the size and shape of the
과열기(200)는 유입 덕트(100)로부터 배가스가 전달되고, 전달된 배가스를 고온으로 과열한다.The
이 때, 과열기(200)가 전달된 배가스를 과열하는 방법은 특정한 방법에 제한되는 것은 아니다.At this time, the method of superheating the exhaust gas transferred to the
과열기(200)는 바이패스 유로(210), 제1 유로(220)를 포함한다.The
바이패스 유로(210)는 과열기(200)로부터 후술하는 스택(500)으로 연결된다.The
구체적으로, 바이패스 유로(210)는 과열기(200)로부터 과열된 배가스를 후술하는 가스 분사 장치(510)로 공급하도록 가스 분사 장치(510)와 연결된다.Specifically, the
이 때, 바이패스 유로(210)의 위치, 형상 및 길이는 도시된 바에 제한되는 것은 아니고, 과열기(200)로부터 가스 분사 장치(510)로 배가스가 공급되면 족하다.In this case, the position, shape, and length of the
바이패스 유로(210) 상에는 유입팬(211)이 위치된다.The
바이패스 유로(210)는 과열기(200)의 일측으로 형성되며 고온의 배가스를 가스 분사 장치(510)로 공급될 수 있다.The
특히, 바이패스 유로(210)는 과열기(200)의 후단측으로 위치될 수 있다.In particular, the
유입팬(211)의 동작은 후술하는 제어부에 의해 제어될 수 있다. 유입팬(211)의 동작은 스택(500)에서의 온도를 이용하여 제어될 수 있다. 유입팬(211)을 통해 가스 분사 장치(510)로 공급되는 배가스의 유속 및 유량의 조절이 가능하다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.The operation of the
또한, 유입팬(211)의 후단에는 댐퍼가 더 위치하여, 댐퍼의 각도 조절을 통해 바이패스 유로(210)를 통해 유입되는 배가스의 유량을 조절할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.In addition, a damper is further positioned at the rear end of the
이 때, 유입팬(211)의 종류는 ID(induce) 팬일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.At this time, the type of the
이와 같이, 본 발명에서는 과열기(200)에서의 고온의 배가스를 가스 분사 장치(510)로 공급하고, 이를 이용하여 백연을 저감할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.As described above, in the present invention, the high-temperature exhaust gas from the
제1 유로(220)는 과열기(200)로부터 스팀 터빈(610)으로 연결되는 유로로서, 과열기(200)는 스팀 터빈(610)으로 과열된 증기를 공급한다.The
증발기(300)는 과열기(200)의 후단으로 위치되어, 배가스의 열을 흡수하여 배가스의 온도를 저감한다. The
증발기(300)는 제2 유로(310)를 포함한다.The
제2 유로(310)는 증발기(300)에서 과열기(200)로 연결되는 유로로서, 증발기(300)에서 배가스의 열 흡수 후 생성된 증기를 과열기(200)로 공급하고, 과열기(200)는 이를 이용하여 스팀 터빈(610)으로 과열된 증기를 공급할 수 있다. The
절탄기(400)는 배가스의 잔열을 이용하여 급수를 가열한다.The
절탄기(400)는 과열기(200)와 연통된다.The
절탄기(400)는 도 1에서 증발기(300)의 후단으로 위치될 수 있으나, 이에제한되는 것은 아니고, 증발기(300)의 전단으로 위치할 수 있다.The
절탄기(400)의 내측으로 열 교환기(410)를 포함하여, 배가스의 잔열을 흡수하여 열 교환기(410)의 내측을 유동하는 유체의 온도를 증가시킬 수 있다.By including the
또한, 절탄기(400)는 제3 유로(420)를 더 포함하고, 제3 유로(420)는 열교환기(410)의 출구와 증발기(300)와 연결된다.In addition, the
제3 유로(420)는 열교환기(410)의 출구에서 잔열을 흡수한 온수를 증발기(300)로 공급할 수 있고, 이는 증발기(300)에서 사용될 수 있다.The
스택(500)은 절탄기(400)의 후단으로 위치되며, 배가스를 외부로 배출한다.The
스택(500)은 가스 분사 장치(510)를 포함한다.The
이 때, 스택(500)의 상측 말단은 원형일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In this case, the upper end of the
가스 분사 장치(510)는 스택(500)의 높이 방향 말단의 외측으로 위치된다.The
가스 분사 장치(510)는 전술한 바이패스 유로(210)로부터 과열된 배가스가 공급된다. The
가스 분사 장치(510)는 스택(500)의 외측에서 고온의 배가스를 분사할 수 있다.The
이 때, 가스 분사 장치(510)는 스택(500)과 결합되어 고정되는 구조라면 무방하고, 특정한 결합 또는 고정 방식에 제한되는 것은 아니다.At this time, the
본 발명에서는 제1 실시예 내지 제3 실시에로, 가스 분사 장치(510)를 설명한다.In the present invention, the
도 2를 참조하여, 제1 실시예를 설명한다.Referring to Fig. 2, the first embodiment will be described.
제1 실시에에서는 가스 분사 장치(510)는 스택(500)의 상측 말단의 외측 둘레를 따라 형성된다.In the first embodiment, the
가스 분사 장치(510)는 스택(500)의 상측 말단의 구조에 따라 다른 형상을 가질 수 있으나, 일반적으로 원형의 관으로 형성될 수 있다.The
또한, 가스 분사 장치(510)의 내측 둘레를 따라 홀(511a)이 다수개 형성된다.In addition, a plurality of
이 때, 도 2를 참조하면 홀(511a)은 원형으로 일정한 크기로 형성되나, 이에 제한되는 것은 아니고, 홀(511a)의 크기는 조절될 수 있고, 일정한 크기로 형성되지 않을 수 있음은 물론이다.At this time, referring to FIG. 2 , the
홀(511a)은 가스 분사 장치(510)의 내측 둘레를 따라 형성되되, 스택(500)에 설치된 상태에서 방사상 동일한 위치에 있도록 형성될 수 있다.The
이에 따라, 홀(511a)에서 분사되는 배가스의 토출 각도는 45도에서 80도의 각도로 토출될 수 있다.Accordingly, the discharge angle of the exhaust gas injected from the
도 2에서 홀(511a)에서 a각도로 분사되는 것이 도시되며, a각도는 45도에서 80도의 범위를 포함할 수 있다. 도 2에서 점선은 스택(500)을 따라 상승하는 배가스로, 홀(511a)에서 배출되는 배가스를 만나 승온되어 상승하는 것이 도시된다(굵은 화살표).In FIG. 2 , it is shown that the
도 3을 참조하여, 제2 실시예를 설명한다.Referring to Fig. 3, a second embodiment will be described.
제2 실시예는 가스 분사 장치(510)는 스택(500)의 상측 말단의 외측 둘레를 따라 형성될 수 있다.In the second embodiment, the
가스 분사 장치(510)는 스택(500)의 상측 말단의 구조에 따라 다른 형상을 가질 수 있으나, 일반적으로 원형의 관으로 형성될 수 있다.The
홀(511b)은 가스 분사 장치(510)의 방사상 내측 둘레를 따라 방사상 방향 연장되어 형성되며, 홀(511b)은 소정의 폭을 갖는다.The
도 3에서 홀(511b)에서 b각도로 분사되는 것이 도시되며, b각도는 45도에서 80도의 범위를 포함할 수 있다. 도 3에서 점선은 스택(500)을 따라 상승하는 배가스로, 홀(511b)에서 배출되는 배가스를 만나 승온되어 상승하는 것이 도시된다(굵은 화살표).In FIG. 3 , it is shown that the
도 4를 참조하여, 제3 실시예를 설명한다.Referring to Fig. 4, the third embodiment will be described.
제3 실시에는 가스 분사 장치(510)는 높이 방향 말단의 외측 둘레를 따라, 각각은 직선형인 n개(n은 2이상의 자연수)의 제1 내지 제n 분사 장치(510)로 형성된다.In the third embodiment, the
가스 분사 장치(510)는 스택(500)의 상측 말단의 구조에 따라 다른 형상을 가질 수 있으나, 일반적으로 원형의 관으로 형성될 수 있다.제1 내지 제n 분사장치(510)는 상호 동일한 각도로 형성될 수 있다.The
즉, 제1 내지 제n 분사장치(510)의 내측 중심을 연결하면 정n각형 형상일 수 있다.That is, when the inner centers of the first to n-
이 때, 도 4에서 n은 10으로 도시되나, 이에 제한되는 것은 아니다.At this time, n is shown as 10 in FIG. 4, but is not limited thereto.
제1 내지 제n 분사장치(510)마다 각각 길이방향으로 연장되어 형성되는 제1 내지 제n 홀(511c)을 포함한다.Each of the first to n-
제1 내지 제n 홀(511c)은 각각 제1 내지 제n 분사장치(510)의 방사상 내측 둘레를 따라 방사상 방향 연장되어 형성되며, 제1 내지 제n 홀(511c)은 소정의 폭을 갖는다.The first to n-
제1 내지 제n 홀(511c)의 일측으로 제1 내지 제n 댐퍼(512)가 위치된다.First to
제1 내지 제n 댐퍼(512)는 제1 내지 제n 홀(511c)의 하측 말단에 결합되어, 상하방으로 회전함으로서, 제1 내지 제n 홀(511c)에서 분사되는 배가스의 토출 각도가 조절할 수 있다.The first to n-
이 때, 제1 내지 제n 댐퍼(512)는 회전축(미도시)에 의해 회전할 수 있다.At this time, the first to n-
제1 내지 제n 댐퍼(512)는 후술하는 제어부의 동작에 따라 그 각도가 조절될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.The angles of the first to n-
도 4에서 홀(511c)에서 c각도로 분사되는 것이 도시되며, c각도는 45도에서 80도의 범위를 포함할 수 있다. 도 4에서 점선은 스택(500)을 따라 상승하는 배가스로, 홀(511c)에서 배출되는 배가스를 만나 승온되어 상승하는 것이 도시된다(굵은 화살표).In FIG. 4 , it is shown that the
발전부(600)는 과열기(200)와 연결되어, 전력을 생산할 수 있다.The power generation unit 600 may be connected to the
발전부(600)는 스팀 터빈(610)과 발전기(620)를 포함한다.The power generation unit 600 includes a
스팀 터빈(610)은 발전기(620)와 연결되고 과열기(200)로부터 과열된 증기를 공급받는다.The
발전기(620)는 스팀 터빈(610)으로부터 공급된 스팀을 이용하여 전력을 생산할 수 있다.The
본 발명은 온도 센서와 제어부를 더 포함할 수 있다.The present invention may further include a temperature sensor and a control unit.
온도 센서는 스택(500)의 일측으로 상기 스택(500)에서 배출되는 배가스의 온도를 감지할 수 있다.The temperature sensor may detect the temperature of the exhaust gas discharged from the
온도 센서는 스택(500)의 상측 말단으로 형성되어 배출되는 배가스의 온도를 측정할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The temperature sensor may measure the temperature of the exhaust gas that is formed at the upper end of the
온도 센서는 측정한 온도 정보를 제어부로 전송한다.The temperature sensor transmits the measured temperature information to the control unit.
제어부는 온도 센서가 측정한 온도 정보를 이용하여 가스 분사 장치(510)를 제어할 수 있다.The controller may control the
제어부는 온도 센서에서 측정된 값에 따라 제1 내지 제n 댐퍼(512)의 각도를 제어한다.The controller controls the angles of the first to
가령, 제어부는 온도 센서에서 측정된 값이 기설정된 값 미만이면, 제1 내지 제n 댐퍼(512)의 각도를 감소시켜, 배가스의 온도를 증가시킬 수 있다.For example, when the value measured by the temperature sensor is less than a preset value, the controller may decrease the angle of the first to
또한, 제어부는 온도 센서에서 측정된 값에 따라 유입팬(211)의 세기를 제어할 수 있다.Also, the controller may control the intensity of the
가령, 제어부는 온도 센서에서 측정된 값이 기설정된 값 미만이면, 유입팬(211)의 세기를 증가시켜 바이패스 유로(210)를 통해 가스 분사 장치(510)로 공급되는 배가스의 유량을 더욱 증가시킬 수 있다.For example, when the value measured by the temperature sensor is less than a preset value, the controller increases the intensity of the
또한 제어부는, 전술한 바와 같이 유입팬(211)의 후단에 위치한 댐퍼의 각도를 조절하여 가스 분사 장치(510)로 공급되는 배가스의 유량을 조절할 수 있다.In addition, the controller may adjust the flow rate of the exhaust gas supplied to the
또한, 제어부는 온도 센서로부터 측정되는 값을 이용하여 백연이 특히 많이 관측되는 겨울, 낮에 일시적으로 본 발명에 따른 가스 분사 장치(510)를 사용하도록 제어할 수 있다In addition, the controller may control the
도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 백연 저감 장치에 따라 백연이 저감되는 과정을 설명한다.Referring to FIG. 5 , a process in which white smoke is reduced according to the white smoke reduction apparatus according to the present invention will be described.
백연을 방지하기 위해서는 낮은 온도의 외기로부터 배기가스 온도를 유지시켜 높은 고도에서 확산시켜야 하며, 스택(500)의 외측의 상부 특정 높이 이상에서 이슬점에 도달하는 것이 중요하다. 해당 특정 높이는, 스택(500)의 직경 및 단면적에 따라 달라질 수 있다.In order to prevent white smoke, it is important to maintain the exhaust gas temperature from the low-temperature outdoor air to diffuse it at a high altitude, and to reach the dew point at a specific height above the upper portion of the
특정 높이는 CTI (Cooling Tower Institute) ATC 150 Code 를 준수하는 것을 기준으로 산정될 수 있으며, 이에 따라, 스택(500)의 직경에 따라 일정 비율 이상을 기준으로 할 수 있다.The specific height may be calculated based on compliance with the Cooling Tower Institute (CTI) ATC 150 Code, and accordingly, may be based on a certain ratio or more according to the diameter of the
가령, 스택(500)의 외측으로부터 상부 15m 이상에서의 높이 이상에서 이슬점에 도달하는 지를 판단할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, it may be determined whether the dew point is reached at a height of 15 m or more above the top of the
본 발명에서는, 과열기(200) 후단으로부터 바이패스 유로(210)를 통해 스택(500)으로 공급한다.In the present invention, the
특히, 본 발명에서는 스택(500)의 말단 외측 둘레로 가스 분사 장치(510)를 포함하고, 가스 분사 장치(510)로부터 바이패스 유로(210)를 유동한 배가스가 분사될 수 있는 바, 외기와의 열전달에 의해 습공기(백연)가 생기는 부분에 대해 고온의 배가스를 바이패스 시켜 온도를 상승시킬 수 있다.In particular, in the present invention, a
배가스의 일부(3~10%)를 유입팬(211)을 통해 스택(500)의 출구로 바이패스시켜 배가스의 외각으로부터 분사를 통해 배가스 주위의 열차단막을 형성 시켜 배가스가 이슬점에 도달하는 시간을 지연시킬 수 있다. A portion of the exhaust gas (3 to 10%) is bypassed to the outlet of the
도 5에서, 스택(500)과, 스택(500)의 외측 둘레에서의 온도 분포를 설명한다.In FIG. 5 , the
도 5(a)는 종래의 배가스 온도 분포를 도시하며, 종래에는 외기에 의해 배가스 냉각으로 백연이 발생한다.Figure 5 (a) shows a conventional exhaust gas temperature distribution, in the prior art, white smoke is generated by cooling the exhaust gas by external air.
도 5(b)는 본 발명에 따른 배가스 온도 분포를 도시한다. 본 발명에서는 스택(500)의 외측 둘레서의 온도를 증가시켜 배가스가 이슬점에 도달하는 시간을 지연시킬 수 있다. Figure 5 (b) shows the flue gas temperature distribution according to the present invention. In the present invention, the time at which the exhaust gas reaches the dew point may be delayed by increasing the temperature around the outer periphery of the
이에 따라, 후술하는 바와 같이 스택(500)에서 배출되는 배가스가 부력에 의해 높이 상승할 수 있고, 이슬점에 도달하는 배가스의 층의 두께를 얇게 할 수 있어 백연이 확산하는 것을 방지할 수 있다. Accordingly, as will be described later, the flue gas discharged from the
도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명에 따라 스택에서 배출되는 배가스의 온도 분포를 설명한다.6 and 7, the temperature distribution of the exhaust gas discharged from the stack according to the present invention will be described.
이 때, 외기의 온도는 -18.7℃로 설정된다.At this time, the temperature of the outside air is set to -18.7 °C.
도 6(a)는 종래의 스택에서의 배가스 온도 분포이며, 도 6(b)는 본 발명에 따른 시스템에서 배가스의 온도 분포이다.Figure 6 (a) is a temperature distribution of the exhaust gas in a conventional stack, Figure 6 (b) is a temperature distribution of the exhaust gas in the system according to the present invention.
도 6(a)는 스택(500)에서 배출되는 배가스가 도 6(b)에서 스택(500)에서 배출되는 배가스보다 낮게 배출되는 것을 알 수 있다.Figure 6 (a) can be seen that the exhaust gas discharged from the
또한, 도 7(a)는 도 6(a)를 확대한 도면으로, 도 7(a)를 참조하면 종래의 스택에서의 배가스는, 스택에서 15m에서 측면으로 2.4m 가량의 저온 영역이 형성되는 것이 도시된다.In addition, FIG. 7 (a) is an enlarged view of FIG. 6 (a), and referring to FIG. that is shown
반면, 도 7(b)를 참조하면, 본 발명에 따른 스택(500)에서의 배가스는 동일한 높이에서 측면으로 1.2m 가량의 저온 영역이 형성되는 것이 도시된다. On the other hand, referring to Figure 7 (b), the exhaust gas in the
이에 따라, 본 발명에 따른 시스템이 종래의 스택 대비해서 배가스가 높이가 상승하고, 배가스가 상승함에 따라 백연의 확산이 빠른 것을 알 수 있다. 본 발명의 따른 시스템에서 백연의 확산이 빠른 바 백연을 효과적으로 저감할 수 있다. Accordingly, it can be seen that the system according to the present invention increases the height of the flue gas compared to the conventional stack, and the diffusion of the white smoke is faster as the flue gas rises. In the system according to the present invention, it is possible to effectively reduce the white smoke by the rapid diffusion of the white smoke.
이는, 본 발명에서 바이패스 유로(210)를 통해 가스 분사 장치(510)로 높은 온도의 배가스를 공급하여, 스택(500)에서의 배가스의 온도를 상승시키고, 상승된 높은 온도에 따라 배가스가 부력으로 상승할 수 있다.This is, in the present invention, by supplying the high-temperature exhaust gas to the
또한, 가스 분사 장치(510)는 홀(511)을 포함하고, 홀(511)에서 배가스를 빠른 유속으로 공급할 수 있는 스택(500)에서의 배가스가 더욱 상승할 수 있다.In addition, the
이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.In the above, the present specification has been described with reference to the embodiments shown in the drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention, but these are merely exemplary, and those skilled in the art may make various modifications and equivalent other modifications from the embodiments of the present invention. It will be appreciated that embodiments are possible. Therefore, the protection scope of the present invention should be defined by the claims.
100: 유입 덕트
200: 과열기
210: 바이패스 유로
211: 유입팬
220: 제1 유로
300: 증발기
310: 제2 유로
400: 절탄기
410: 열교환기
420: 제3 유로
500: 스택
510: 가스 분사 장치
511: 홀
512: 댐퍼
600: 발전부
610: 스팀 터빈
620: 발전기100: inlet duct
200: superheater
210: bypass euro
211: inlet fan
220: first euro
300: evaporator
310: second euro
400: economizer
410: heat exchanger
420: 3rd Euro
500: stack
510: gas injection device
511: Hall
512: damper
600: power generation unit
610: steam turbine
620: generator
Claims (7)
상기 유입 덕트(100)를 통해 배가스가 유입되는 과열기(200);
상기 과열기(200)의 후단으로 위치되는 증발기(300);
상기 과열기(200)와 연통되고, 열교환기(410)를 포함하는 절탄기(400);및
상기 절탄기(400)의 후단으로 위치되는 스택(500);를 포함하고,
상기 스택(500)은, 상기 스택(500)의 상측 말단의 외측으로 위치되는 가스 분사 장치(510); 를 포함하고,
상기 과열기(200)는, 상기 가스 분사 장치(510)와 연결되는 바이패스 유로(210)를 포함하고,
상기 바이패스 유로(210) 상에는 유입팬(211)이 위치되고,
상기 가스 분사 장치(510)는 상기 스택(500)의 상기 상측 말단의 외측 둘레를 따라 위치되되 각각은 직선형인 n개의 제1 내지 제n 분사 장치(510)를 포함하고,
상기 제1 내지 제n 분사장치 마다 각각 길이방향으로 연장되어 형성되는 제1 내지 제n 홀(511c)을 포함하고,
상기 제1 내지 제n 홀(511c)의 일측으로 제1 내지 제n 댐퍼(512)가 위치되어 상기 제1 내지 제 n 홀(511c)에서 분사되는 배가스의 각도가 조절되는,
시스템.
Inlet duct 100 through which the exhaust gas is introduced;
a superheater 200 through which the exhaust gas is introduced through the inlet duct 100;
an evaporator 300 positioned at the rear end of the superheater 200;
an economizer 400 communicating with the superheater 200 and including a heat exchanger 410; and
A stack 500 positioned at the rear end of the economizer 400; includes,
The stack 500 includes: a gas injection device 510 positioned outside the upper end of the stack 500; including,
The superheater 200 includes a bypass flow path 210 connected to the gas injection device 510,
An inlet fan 211 is positioned on the bypass flow path 210,
The gas injection device 510 is positioned along the outer periphery of the upper end of the stack 500, each comprising n first to n-th injection devices 510 in a straight line,
Each of the first to n-th injectors includes first to n-th holes 511c respectively extending in the longitudinal direction,
First to n-th dampers 512 are positioned at one side of the first to n-th holes 511c to adjust the angle of the exhaust gas injected from the first to n-th holes 511c,
system.
상기 스택(500)의 상기 상측 말단에 위치하여 상기 스택(500)에서 배출되는 배가스의 온도를 감지하는 온도 센서;및
상기 온도 센서에서 측정된 값에 따라 상기 제1 내지 제n 댐퍼(512)의 각도를 제어하는 제어부;를 더 포함하는,
시스템.
According to claim 1,
A temperature sensor located at the upper end of the stack 500 to sense the temperature of the exhaust gas discharged from the stack 500; And
Further comprising; a control unit for controlling the angle of the first to n-th dampers (512) according to the value measured by the temperature sensor;
system.
상기 제1 내지 제n 분사 장치(510)는, 인접한 각각의 분사 장치(510) 사이의 각도가 동일한 n각형 구조인,
시스템.
According to claim 1,
The first to n-th injection devices 510 have an n-gonal structure in which the angle between the adjacent injection devices 510 is the same,
system.
상기 스택(500)의 일측으로 상기 스택(500)에서 배출되는 배가스의 온도를 감지하는 온도 센서;및
상기 온도 센서에서 측정된 값에 따라 상기 유입팬(211)의 세기를 제어하는 제어부;를 더 포함하는,
시스템.
According to claim 1,
A temperature sensor for detecting the temperature of the exhaust gas discharged from the stack 500 to one side of the stack 500; And
Further comprising; a control unit for controlling the intensity of the inlet fan 211 according to the value measured by the temperature sensor;
system.
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-
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- 2021-11-22 KR KR1020210161652A patent/KR102457099B1/en active IP Right Grant
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