KR200178497Y1 - 스토커식 소각설비의 폐열보일러 증기드럼 자동수위조절장치 - Google Patents

스토커식 소각설비의 폐열보일러 증기드럼 자동수위조절장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 스토커식 소각설비의 폐열보일러에서 증기드럼 내의 수위(water level)를 자동으로 항상 일정하게 유지하기 위한 장치에 관한 것이다. 그 목적은 스토커식 소각설비를 기동시나 정상운전시에 쓰레기 소각 후 발생되는 폐열 열량변화가 급격함으로써 발생되는 증기량 변화 신호를 드럼 수위제어 장치에 선행 보상하여 드럼수위를 안정적으로 유지할 수 있는 폐열보일러 증기드럼 자동수위 조절장치를 제공하는 것이다.
본 고안은 증기드럼(32)에 연결된 드럼수위 측정기(11) 및 드럼압력 측정기(12)와, 증기드럼(32)에서 증기터빈(38)으로 증기가 이송되는 관(pipe)에 연결된 증기량 측정기(13) 및 증기온도 측정기(15) 및 증기압력 측정기(14)와, 드럼수위 측정기(11) 및 드럼압력 측정기(12)의 측정값을 입력신호로 받아 드럼의 수위를 조절하는 제 1, 제 2 드럼수위 조절기(21,22)와, 증기드럼(32)에 공급되는 급수량을 측정하는 급수량 측정기(16) 및 급수압력 측정기(17) 및 급수온도 측정기(18)와, 증기량 측정기(13) 및 증기온도 측정기(15) 및 증기압력 측정기(14)의 측정값을 선행제어신호로 받고, 급수량 측정기(16) 및 급수압력 측정기(17) 및 급수온도 측정기(18)의 측정값을 입력신호로 받아 드럼 내 수위변화에 따라 급수량을 조절하는 급수량 조절기(23)와, 보일러 급수펌프(33)와 증기드럼(32) 중간에 위치하여 상기 급수량 조절기(23)로부터 출력되는 신호를 받아 급수량을 제어하는 급수량 조절밸브(19)로 구성되어, 초기 기동시 제 1 드럼수위 조절기(21)만을 사용하여 출력신호를 급수량 조절밸브(19)에 직접 전달하며, 정상운전시에는 제 2 드럼수위 조절기(22)와 급수량 조절기(23)를 병행하여 사용하고 증기발생량 변화 및 드럼 수위 변화에 따라 급수량을 조절함으로써 드럼수위를 항상 일정하게 유지할 수 있다.

Description

스토커식 소각설비의 폐열보일러 증기드럼 자동수위 조절장치{The automatic water level control device for steam drum in stoker-type waste incineration plant}
본 고안은 스토커식 소각설비의 폐열보일러에서 증기드럼 내의 수위를 자동으로 항상 일정하게 유지하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일반적으로 생활쓰레기를 소각 처리하는 과정에서 발생되는 고온의 폐열을 회수하는 폐열보일러에서 폐열을 증기로 변환하여 소각설비 내 소비처 및 증기터빈으로 보내어지는데, 소각로의 초기 기동 및 정상운전 중 드럼수위가 과부족할 경우 폐열보일러의 수관부 및 증기과열기 파열이 일어나거나, 폐열보일러의 보호를 위하여 공장전체의 비상정지가 발생되므로 이와 같은 사고를 방지하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 종래에 건설된 소각설비에서 증기드럼의 수위제어는 소각로 내로 투입되는 쓰레기의 열량에 따른 폐열보일러에서 생산되는 증기량 변화를 측정하여 증기드럼에 공급되는 급수량을 조절함으로 증기드럼의 수위를 제어하였다. 그러나 이와 같이 구성된 종래의 증기드럼 수위 조절장치는 급격한 증기량 변화가 발생할 경우에, 수위 유지가 불가능하여 설비의 효율성을 유지할 수 없는 등 문제점이 있었다.
또한, 증기드럼 수위의 과부족으로 인한 폐열보일러의 보호를 위하여 소각설비 전체를 비상 정지시켜야 될 뿐만 아니라 이로 인한 연관된 부수설비(증기식 발전기, 소각설비 내 냉난방설비, 각종 공정)들도 정지시킬 수밖에 없으므로 설비운영의 안정성에 문제점이 있었다.
본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출되는 것으로, 그 목적은 스토커식 소각설비를 기동시나 정상운전시에 쓰레기 소각 후 발생되는 폐열 열량변화가 급격함으로써 발생되는 증기량 변화 신호를 드럼 수위제어 장치에 선행 보상하여 드럼수위를 안정적으로 유지할 수 있는 폐열보일러 증기드럼 자동수위 조절장치를 제공하는 것이다.
또한, 소각로를 초기 기동시 증기발생량이 적고 변화가 없을 경우, 드럼수위 조절장치 중 제 1 드럼수위 조절기(21)의 출력신호(MANIPULATED VALUE)를 급수량 조절밸브(19)에 직접 연결하여 저부하에서 드럼수위를 안정되게 유지함으로서 설비 전체의 안전운전에도 기여할 수 있는 장치를 제공하고자 하는 것이다.
도 1 은 본 고안의 스토커식 소각설비의 폐열보일러 증기드럼 자동수위 조절 장치를 도시한 계통도
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(11) : 드럼수위 측정기(LT: LEVEL TRANSMITTER OF WATER IN DRUM)
(12) : 드럼압력 측정기(PT: PRESSURE TRANSMITTER IN DRUM)
(13) : 증기량 측정기(FT: STEAM FLOW TRANSMITTER)
(14) : 증기압력 측정기(PT: STEAM PRESSURE TRANSMITTER)
(15) : 증기온도 측정기(TE: STEAM TEMPERATURE ELEMENT)
(16) : 급수량 측정기(FT: FEED WATER FLOW TRANSMITTER)
(17) : 급수압력 측정기(PT: FEED WATER PRESSURE TRANSMITTER)
(18) : 급수온도 측정기(TE: FEED WATER TEMPERATURE ELEMENT)
(19) : 급수량 조절밸브(FCV: FEED WATER FLOW CONTROL VALUE)
(21) : 제 1 드럼수위 조절기(LIC: LEVEL INDICATING CONTROLLER OF WATER IN DRUM)
(22) : 제 2 드럼수위 조절기
(23) : 급수량 조절기(FIC: FEED WATER FLOW INDICATING CONTROLLER)
(24) : 트랜스퍼(TRANSFER)
(31) : 소각로 및 폐열보일러 (32) : 증기드럼
(33) : 폐열보일러 급수펌프 (34) : 탈기기
(35) : 탈기기 급수펌프 (36) : 응축수 탱크
(37) : 정압 복수기 (38) : 스팀 터빈
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 고안의 스토커식 소각설비의 폐열보일러 증기드럼 자동수위 조절장치를 도시한 계통도로서, 드럼수위 측정기(11) 및 드럼압력 측정기(12)에서 드럼내의 압력변화에 따른 드럼 내부 물의 비중을 측정함으로 정확한 수위를 검출하여 컴퓨터에서 보상된 값을 드럼수위 조절기(21)에 입력신호(PROCESS VALUE)로 전달하고, 증기량 측정기(13) 및 증기압력 측정기(14) 및 증기온도 측정기(15)에서 밀도 측정을 통해 증기량을 측정하여 컴퓨터로 보정한 후 실제 유량단위로 표시하여 급수량 조절기(23)에 선행제어신호(FEED FORWARD VALUE)로 전달하며, 급수량 측정기(16) 및 급수압력 측정기(17) 및 급수온도 측정기(18)에서 밀도 측정을 통해 급수량을 측정하여 컴퓨터로 보정하고 비교할 수 있는 실제 유량단위로 표시하여 급수량 조절기(23)에 입력신호(PROCESS VALUE)로 전달하면, 급수량 조절기(23)에서는 출력신호(MANIPULATED VALUE)를 보일러 급수펌프(33)와 연결된 급수량 조절밸브(19)에 전달하여 증기발생량 변화 및 드럼수위 변화에 따라 급수량을 조절하며, 탈기기(34)는 급수펌프(33)와 연결되어 급수가 순환되고, 상기 탈기기는 탈기기 급수펌프(35), 응축수 탱크(36), 저압 복수기(37)와 서로 연결된 장치에 의해 급수가 재순환되어, 기동시나 정상운전시에 쓰레기 소각 후 발생되는 폐열 열량변화가 급격함으로써 발생되는 증기량 변화 신호를 드럼 수위제어 장치에 선행 보상하여 드럼수위를 안정적으로 유지할 수 있는 폐열보일러 증기드럼 자동수위 조절장치를 보이고 있다. 또한, 실선은 유체의 흐름을 나타내며, 점선은 제어신호의 흐름을 나타내고 있다.
상기와 같은 구성을 참조하여 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 소각설비의 초기 기동시에는, 보일러 급수펌프 출구 압력과 증기드럼 압력차이가 설계치보다 크게 발생되어, 급수량 조절밸브(19)를 이용한 일반적인 제어방법으로 드럼수위를 일정하게 유지할 수 없으므로 드럼수위 조절기(22)와 급수량 조절기(23)를 병행하던 방법에서, 본 고안의 장치를 이용한 드럼수위 조절기 방법으로 전환하여 운전함으로써 초기 기동시 제 1 드럼수위 조절기(21)의 출력신호(MANIPULATED VALUE)를 트랜스퍼(24)를 통해 급수량 조절밸브(19)에 직접 연결하여 저부하에서 드럼수위를 안정되게 유지하고, 소각설비가 정상적인 부하로 운전되면 제 2 드럼수위 조절기(22)와 급수량 조절기(23)를 병행하여 급수량 조절밸브(19)를 조절함으로써 드럼수위를 항상 일정하게 유지할 수 있다.
상기와 같은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는 다음과 같다.
상기와 같은 장치로 구성되어 초기 기동시에는 수위조절기 방식만 사용하고 정상운전시에는 수위조절기 방식과 급수량 조절기 방식을 병행하여 사용함으로써 증기드럼의 수위를 안정되게 유지함으로써 초기 기동시 및 정상운전시 증기드럼수위의 과부족으로 발생될 수 있는 문제점을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 방식에서 자동화를 실현하여 운영비용을 절감할 수 있도록 한 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (1)

  1. 증기드럼(32)을 포함하는 소각로 및 폐열보일러(31)와 증기드럼(32)과 연결되어 발전하는 스팀터빈(38)과 상기 스팀터빈(38)과 연결되어 사용한 증기를 복수시키는 저압복수기(37)와 상기 저압복수기(37)와 연결된 응축수탱크(36)와 상기 응축수탱크(36)와 연결된 탈기기 급수펌프(35)와 상기 탈기기 급수펌프(35)와 연결되어 기체를 제거하는 탈기기(34)와 상기 탈기기(34)에서 기체를 제거한 물을 공급하는 보일러 급수펌프(33)가 상기 증기드럼(32)과 연결되어 순환하는 소각설비의 폐열보일러에서 증기드럼 내의 수위(water level)를 자동으로 항상 일정하게 유지하기 위한 장치에 있어서,
    상기 증기드럼(32)에 연결되어 드럼 내의 정확한 수위를 검출하기 위한 드럼수위 측정기(11) 및 드럼압력 측정기(12)와,
    상기 증기드럼(32)에서 증기터빈(38)으로 증기가 이송되는 관(pipe)에 연결되어 실제유량을 검출하기 위한 증기량 측정기(13) 및 증기온도 측정기(15) 및 증기압력 측정기(14)와,
    상기 드럼수위 측정기(11) 및 드럼압력 측정기(12)의 측정값을 입력신호로 받아 드럼의 수위를 조절하는 제 1 드럼수위 조절기(21) 및 제 2 드럼수위 조절기(22)와,
    상기 보일러 급수펌프(33)로부터 증기드럼(32)에 공급되는 급수량을 측정하는 급수량 측정기(16) 및 급수압력 측정기(17) 및 급수온도 측정기(18)와,
    상기 증기량 측정기(13) 및 증기온도 측정기(15) 및 증기압력 측정기(14)의 측정값을 선행제어신호로 받고, 급수량 측정기(16) 및 급수압력 측정기(17) 및 급수온도 측정기(18)의 측정값을 입력신호로 받아 드럼 내 수위변화에 따라 급수량을 조절하는 급수량 조절기(23)와,
    상기 보일러 급수펌프(33)와 증기드럼(32) 중간에 위치하여 상기 급수량 조절기(22)로부터 출력되는 신호를 받아 급수되는 량을 제어하는 급수량 조절밸브(19)로 구성되어,
    초기 기동시에는 제 1 드럼수위 조절기(21)만을 사용하여 출력신호를 급수량 조절밸브(19)에 직접 전달하며, 정상운전시에는 제 2 드럼수위 조절기(22)와 급수량 조절기(23)를 병행하여 사용하고 증기발생량 변화 및 드럼 수위 변화에 따라 급수량을 조절함으로써 드럼수위를 항상 일정하게 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 스토커식 소각설비의 폐열보일러 증기드럼 자동수위 조절장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100509179B1 (ko) * 2002-11-25 2005-08-22 최원철 공기중 산소를 증가시켜 무연료 순수 생태 방식으로폐기물을 소각하는 시스템
KR101064879B1 (ko) 2011-05-18 2011-09-16 동아기계공업주식회사 소각열을 이용한 보일러시스템

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