KR20050117417A - Recirculation 3-step burner for fluid and gas - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산화제로 산소부화된 공기를 사용하는 액체 및 가스용 배가스 재순환 3단버너에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소용 공기를 일반공기와 배가스를 혼합하여 3단계로 나누어 공급함으로써 다단 연소에 의한 국부고온역 생성을 방지하고, 연소영역을 확장하여 노내 소재의 균일가열을 이루며, 질소 산화물(NOx)의 발생량을 저감할 수 있는 액체 및 가스용 배가스 재순환 3단버너에 가스버너에 관한 것으로, 몸체를 이루는 챔버; 상기 챔버 중심부에 장착되고, 일단이 오일건하우징튜브에 장착된 오일건 및 가스연료를 공급하는 가스연료공급관과 연결되어 연료를 공급하며, 타단 외부에는 스월러가 설치되는 연료분사노즐; 상기 연료분사노즐과 동심축 상에 외감하여 설치된 1차 혼합덕트와 연결되고, 상기 스월러에 의해 공기가 와류되어 상기 연료분사노즐의 연료와 혼합되는 다수개의 구멍으로 형성된 1차 혼합공기노즐; 상기 연료분사노즐과 동심축 상에 상기 1차 혼합덕트를 외감하여 설치된 2차 혼합덕트와 연결되고, 다수개의 구멍으로 형성된 2차 혼합공기노즐; 상기 연료분사노즐과 동심축 상에 상기 2차 혼합덕트를 외감하여 설치된 3차 혼합덕트와 연결되고, 다수개의 구멍으로 형성된 3차 혼합공기노즐; 상기 챔버 외부에 설치되고, 버너타일에 삽입되어 배가스를 내부로 유입시키는 윈드박스; 외부의 대기 중의 공기를 공급하는 공기공급관; 상기의 공기공급관로부터 공급된 공기를 1차혼합덕트, 2차 혼합덕트, 3차혼합덕트에 각각 공급하는 1차 공기공급덕트, 2차 공기공급덕트, 3차 공기공급덕트; 및 상기 윈드박스의 배가스를 1차혼합덕트, 2차 혼합덕트, 3차혼합덕트에 각각 소정의 양만큼 공급하는 3개의 배가스 레지스터를 포함하고, 상기 챔버는 1차 공기공급덕트와 1차혼합덕트, 2차 공기공급덕트와 2차혼합덕트, 2차 공기공급덕트와 2차혼합덕트의 3개의 조를 각각 연통시키되, 각 조는 격리시키는 격판이 형성된 액체 및 가스용 배가스 재순환 3단버너이다.The present invention relates to a three-stage burner for exhaust gas recirculation for liquids and gases using oxygen-enriched air as an oxidant, and more particularly, by supplying combustion air in three stages by mixing general air and exhaust gas. A gas burner in a three-stage burner for exhaust gas recirculation for liquids and gases that prevents the formation of local high temperature zones, expands the combustion zone to achieve uniform heating of furnace materials, and reduces the amount of nitrogen oxides (NOx) generated. A chamber forming a; A fuel injection nozzle mounted at the center of the chamber and having one end connected to a gas fuel supply pipe supplying an oil gun and a gas fuel mounted at an oil gun housing tube to supply fuel, and a swirler installed at the other end; A primary mixed air nozzle connected to the primary mixing duct installed on the shaft concentrically with the fuel injection nozzle and formed of a plurality of holes in which air is vortexed by the swirler and mixed with the fuel of the fuel injection nozzle; A secondary mixed air nozzle connected to the secondary mixing duct installed by enclosing the primary mixing duct on the concentric shaft with the fuel injection nozzle and formed of a plurality of holes; A tertiary mixed air nozzle connected to the tertiary mixing duct installed by surrounding the secondary mixing duct on the concentric shaft with the fuel injection nozzle and formed of a plurality of holes; A wind box installed outside the chamber and inserted into a burner tile to introduce exhaust gas into the chamber; An air supply pipe for supplying air to the outside atmosphere; A primary air supply duct, a secondary air supply duct, and a tertiary air supply duct for supplying air supplied from the air supply pipe to the primary mixing duct, the secondary mixing duct, and the third mixing duct, respectively; And three exhaust gas resistors for supplying the exhaust gas of the wind box to the primary mixing duct, the secondary mixing duct, and the tertiary mixing duct, respectively, in a predetermined amount, wherein the chamber includes a primary air supply duct and a primary mixing duct. In this case, three sets of secondary air supply ducts and secondary mixed ducts and secondary air supply ducts and secondary mixed ducts are respectively communicated with each group being a three-stage burner for exhaust gas recirculation for liquid and gas having an isolated diaphragm.
Description
본 발명은 산화제로 공기를 사용하는 액체 및 가스용 배가스 재순환 3단버너에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 질소 산화물(NOx)의 발생량을 저감할 수 있게 하기 위하여 연소용 공기를 일반공기와 배가스를 혼합하여 3단계로 나누어 공급하되 각 단의 혼합비를 각각 다르게 함으로써, 다단 연소에 의한 국부고온역 생성을 최소화하고, 연소영역을 확장하여 보일러 내부의 균일가열을 이루기 위한, 액체 및 가스용 배가스 재순환 3단버너에 관한 것이다.The present invention relates to a three-stage burner recirculating exhaust gas for liquid and gas using air as an oxidant, and more particularly, to mix combustion air with general air and exhaust gas in order to reduce the amount of nitrogen oxides (NOx) generated. By supplying them in three stages, but by varying the mixing ratio of each stage, minimizing the generation of localized high temperature zone by multi-stage combustion, and expanding the combustion zone to achieve uniform heating in the boiler. It's about a burner.
일반적으로 종래의 대형 버너는 연소용 공기를 1단계∼3단계로 분리 공급하여 연소하도록 구성되어 있다.In general, a conventional large burner is configured to burn by separately supplying combustion air in one to three stages.
이러한 종래의 대형 버너는 연료가스와 연소공기의 혼합 및 연소특성이 1단계∼3단계로 나누어져서 공급되는 공기의 특성에 따라서 결정되는데, 기존의 저 NOx 버너(LNB ;Low NOx Burner)는 공기를 최대 3단계로 나누어서 공급함으로써, 화염 중 고온영역 생성을 최소화하도록 연료와 공기의 혼합을 변경시킬 수 있도록 각 단으로 공급되는 공기의 공급량을 조절할 수 있는 구조를 갖는다. This conventional large burner is determined according to the characteristics of the air supplied by the mixing and combustion characteristics of fuel gas and combustion air into one to three stages, the conventional low NOx burner (LNB) By dividing up to three stages, it is possible to adjust the amount of air supplied to each stage to change the mixture of fuel and air to minimize the formation of high temperature zones in the flame.
또한, 종래의 기술 중에는 연소가 완료된 가스가 연도(煙道)를 통해서 배출되는 것의 일부를 송풍기로 강제로 송풍하여 연소용 공기와 혼합시킴으로써, 연소용 공기 중의 산소농도를 낮게 하여 주면 연료의 연소 반응속도가 느려지게 되고, 이는 화염 중의 고온영역이 감소하기 때문에 연소과정에서 발생하는 열적질소산화물(Thermal NOx)을 감소시킬 수 있게 된다. In addition, in the prior art, part of the gas discharged through combustion is discharged through the flue by forcibly blowing it with a blower and mixing it with the air for combustion, thereby lowering the oxygen concentration in the air for combustion, and thus combustion reaction of the fuel. The speed is slowed down, which reduces the thermal NOx generated during the combustion process because the high temperature zone in the flame is reduced.
상기와 같은 종래의 기술은 NOx 저감에 널리 이용되고 있으나, 두가지 원리를 병행하여 사용하게 되면 더욱 효과적일 것으로 생각할 수 있다. The conventional technique as described above is widely used for NOx reduction, but it can be considered that it will be more effective if the two principles are used in parallel.
그러나, 두가지 모두 연소 반응 지연효과를 최대로 이용하는 기술이기 때문에 동시에 사용할 경우 당장 연소화염이 불안정해져서 불이 꺼지거나 심한 불완전연소를 일으키게 되어서 NOx 저감의 상승 작용을 일으키지 못한다. However, both of them are technologies that make the best use of the combustion reaction delay effect, so when used simultaneously, the combustion flames become unstable and the fire is extinguished or severe incomplete combustion does not cause a synergistic effect of NOx reduction.
이는 다단연소의 경우에 연소용 공기의 속도를 가능한 한 낮게 유지하고 각 단으로 유입되는 공기의 양을 특성에 맞게 공급함으로써 반응속도를 늦추어서 NOx 저감 효과를 얻게 되는데, 이는 연료와 공기의 혼합이 나빠져서 불완전연소를 초래할 가능성 때문에 NOx 저감의 한계를 갖게 되며, 또한 배가스 재순환에 의해서만 저 NOx 연소를 꾀하는 경우에는 전체 연소용 공기에 대해서 배가스 재순환 공급시키기 때문에 역시 화염이 매우 불안정해지며, 배가스 재순환 송풍기의 크기가 커지고, NOx 저감율은 극대화 되지 않는다. In the case of multi-stage combustion, the rate of combustion air is kept as low as possible and the amount of air flowing into each stage is adjusted to slow down the reaction rate to achieve NOx reduction effect. Due to the possibility of worsening and incomplete combustion, there is a limit of NOx reduction, and in case of low NOx combustion only by exhaust gas recirculation, the exhaust gas is recirculated and supplied to the entire combustion air, so the flame is also very unstable. Size increases and NOx reduction is not maximized.
이러한 각각의 기술은 연소시킬 수 있는 연료량 변화폭을 좁게하고, 과잉공기를 많이 공급해야 하는 등 부정적인 효과를 동반하게 된다. Each of these technologies has a negative effect, such as narrowing the amount of fuel that can be burned and supplying a lot of excess air.
상기와 같은 종래의 연료가스와 배가스 혼합방식에 의해 연소가 진행될 경우, 1차 공기가 투입되는 연소영역에서는 연소용 공기의 선회에 의해서 불씨가 유지되는데 배가스 재순환 농도가 커지게 되면 이 불씨 연소영역이 화염 후반부로 밀려나가서 날아가 버리게 된다. When combustion proceeds by the conventional fuel gas and exhaust gas mixing method as described above, the ember is maintained by the rotation of the combustion air in the combustion region into which the primary air is introduced, but when the exhaust gas recycle concentration is increased, the ember combustion region becomes It is pushed to the second half of the flame and flies away.
따라서, 화염이 꺼지기 때문에 연료 유량변화에 따른 안정된 연소 범위가 좁아지는 문제점이 있었다. Therefore, since the flame is turned off, there is a problem that the stable combustion range is narrowed according to the fuel flow rate change.
그리고, 안정된 연소화염을 유지하는 것은 화염대에서 국부적인 고온영역의 범위를 넓게 하여 질소산화물(Nox)의 발생을 증가시키게 된다. In addition, maintaining a stable combustion flame increases the generation of nitrogen oxides (Nox) by widening the local high temperature region in the flame zone.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 3단 연소에 의한 화염의 국부 고온역 생성을 방지하고, 질소산화물(NOx)의 발생량을 저감할 수 있는 액체 및 가스용 배가스 재순환 3단버너를 제공함을 그 목적으로 하는 것이다. An object of the present invention devised to solve the above problems is to prevent local high temperature zone generation of flames by three-stage combustion, and to reduce the amount of nitrogen oxides (NOx) generated exhaust gas recycle for liquid and gas 3 The purpose is to provide a burner.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 몸체를 이루는 챔버(18); 상기 챔버(18) 중심부에 장착되고, 일단이 오일건하우징튜브(5)에 장착된 오일건(4)과 연결되어 연료를 공급하며, 타단 외부에는 스월러(3)가 설치되는 연료분사노즐(7); 상기 연료분사노즐(7)과 동심축 상에 외감하여 설치된 1차 공기혼합덕트(24)와 연결되고, 상기 스월러(3)에 의해 공기가 와류되어 상기 연료분사노즐(7)에서 분무하는 연료와 혼합되는 다수개의 관으로 형성된 1차 배가스 공급관(20); 상기 연료분사노즐(7)과 동심축 상에 상기 1차 공기혼합덕트(24)를 외감하여 설치된 2차 공기혼합덕트(25)와 연결되고, 다수개의 관으로 형성된 2차 배가스 공급관(21); 상기 연료분사노즐(7)과 동심축 상에 상기 2차 공기혼합덕트(25)를 외감하여 설치된 3차 공기혼합덕트(26)와 연결되고, 다수개의 관으로 형성된 3차 배가스 공급관(22); 상기 챔버(18) 외부에 설치되고, 버너타일(10)에 삽입되어 연소용 공기를 내부로 유입시키는 윈드박스(13); 외부의 대기 중의 공기를 도시되지 않은 송풍기로부터 공급하는 공기공급덕트(40); 상기의 공기공급덕트(40)로부터 상기 윈드박스(13)의 전 방향으로 분산된 공기를 상기 1차혼합덕트(24), 2차 혼합덕트(25), 3차혼합덕트(26)에 각각 소정의 비율로 공급하도록 챔버(18)의 외주면에 형성된 1차 공기 댐퍼(31), 2차 공기댐퍼(32) 및, 3차 공기댐퍼(33); 및 도시되지 않은 배가스 송풍기로부터 재순환된 배가스를 1차 배가스 공급관(20), 2차 배가스 공급관(21), 3차 배가스 공급관(22)에 공급하는 배가스 재순환덕트(19);를 포함하고,The present invention for achieving the above object, the chamber 18 constituting a body; The fuel injection nozzle is mounted at the center of the chamber 18, one end is connected to the oil gun 4 mounted on the oil gun housing tube 5 to supply fuel, and a swirler 3 is installed at the other end. 7); A fuel that is connected to the primary air mixing duct 24 which is disposed on the concentric shaft with the fuel injection nozzle 7, and the air is vortexed by the swirler 3 and sprayed from the fuel injection nozzle 7. Primary exhaust gas supply pipe 20 formed of a plurality of pipes to be mixed with the; A secondary exhaust gas supply pipe (21) connected to a secondary air mixing duct (25) installed by surrounding the primary air mixing duct (24) on the concentric shaft with the fuel injection nozzle (7); A tertiary exhaust gas supply pipe (22) connected to a tertiary air mixing duct (26) installed by enclosing the secondary air mixing duct (25) on the concentric shaft with the fuel injection nozzle (7); A wind box 13 installed outside the chamber 18 and inserted into a burner tile 10 to introduce combustion air into the chamber; An air supply duct 40 for supplying air in the outside atmosphere from a blower not shown; The air dispersed in the front direction of the wind box 13 from the air supply duct 40 is predetermined to the primary mixing duct 24, the secondary mixing duct 25, and the tertiary mixing duct 26, respectively. A primary air damper 31, a secondary air damper 32, and a tertiary air damper 33 formed on the outer circumferential surface of the chamber 18 so as to be supplied at a ratio of; And an exhaust gas recirculation duct 19 for supplying the exhaust gas recycled from the exhaust gas blower (not shown) to the primary exhaust gas supply pipe 20, the secondary exhaust gas supply pipe 21, and the tertiary exhaust gas supply pipe 22.
1차 배가스 공급관(20)과 1차 공기혼합덕트(24), 2차 배가스 공급관(21)과 2차 공기혼합덕트(25), 3차 배가스 공급관(22)과 3차 공기혼합덕트(26)의 3개의 조를 각각 연통시키되, 상기 챔버에는 격판이 형성되어 1차, 2차, 3차의 3개의 조를 각각 격리시키며, Primary exhaust gas supply pipe 20 and primary air mixing duct 24, secondary exhaust gas supply pipe 21 and secondary air mixing duct 25, tertiary exhaust gas supply pipe 22 and tertiary air mixing duct 26 Each of the three jaws in communication, the chamber is formed with a diaphragm to isolate the three jaws of the primary, secondary and tertiary, respectively,
상기 1차 배가스 공급관(20), 2차 배가스 공급관(21), 3차 배가스 공급관(22)로 공급되는 배가스 유량은 도시되지 않은 조절밸브에 의해서 유량이 각각 적정하게 조절되는 액체 및 가스용 배가스 재순환 3단버너이다.Flue gas flow rates supplied to the primary flue gas supply pipe 20, the secondary flue gas supply pipe 21, and the tertiary flue gas supply pipe 22 are each appropriately regulated by a control valve (not shown) for gas and flue gas recirculation. It is a three stage burner.
상기에서 1차 공기혼합덕트(24), 2차 공기혼합덕트(25), 3차 공기혼합덕트(26)의 혼합된 연소용공기의 산소농도는 19∼20.9% : 17∼20% : 19.5∼20.9%인 것이 바람직하다.The oxygen concentration of the combustion air of the primary air mixing duct 24, the secondary air mixing duct 25, and the tertiary air mixing duct 26 is 19 to 20.9%: 17 to 20%: 19.5 to 20.9% is preferable.
상기의 1차 배가스 공급관(20), 2차 배가스 공급관(21), 3차 배가스 공급관(22)의 단부는 배가스 공급관의 길이방향과 직각으로 개방되어 배가스를 챔버(18) 내부에서 선회시킴으로써 타단으로 공급되는 연소용 공기와 잘 혼합되도록 하는 것을 특징으로 한다.The ends of the primary exhaust gas supply pipe 20, the secondary exhaust gas supply pipe 21, and the tertiary exhaust gas supply pipe 22 are opened at right angles to the longitudinal direction of the exhaust gas supply pipe, and the exhaust gas is pivoted in the chamber 18 to the other end. It is characterized in that it is well mixed with the supplied combustion air.
이하, 본 발명을 실시예 및 도면을 통하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples and drawings.
몸체를 이루는 챔버(18)는 내부가 빈 원통상의 형태이며, 하기(下記)하는 다수의 배가스 공급관과 공기혼합덕트의 연통을 위해 격판이 형성된다.The chamber 18 constituting the body has a hollow cylindrical shape, and a diaphragm is formed for communication between a plurality of exhaust gas supply pipes and an air mixing duct described below.
상기 챔버(18)의 중심부에는 연료분사노즐(7)이 장착된다. The fuel injection nozzle 7 is mounted at the center of the chamber 18.
상기 연료분사노즐(7)에는 액체연료를 공급하기 위해 일단에 오일건(4)이 장착된다. The fuel injection nozzle 7 is equipped with an oil gun 4 at one end to supply liquid fuel.
상기 오일건(4)은 액체상태의 연료를 무화(霧化)시켜 버너에서 바로 연소가 가능한 형태로 바꾸어 주는 역할을 한다. The oil gun 4 serves to convert the fuel in the liquid state into a form that can be burned directly in the burner.
상기 오일건(4)은 건블럭하우징튜브(5)에 장착된 상태로 오일건가이드관(8)을 통해 단부에 연료분사노즐(7)이 장착된 연소공급관(9)과 연결된다.The oil gun 4 is connected to the combustion supply pipe 9 equipped with a fuel injection nozzle 7 at the end through the oil gun guide tube 8 while being mounted on the gun block housing tube 5.
또한, 건블럭하우징튜브(5)의 측부에는 퍼지공기공급관(6)이 장착되어, 연소개시시에 연료분사노즐(7)을 향해 퍼지공기를 공급하여 연료공급관(9) 및 가이드콘(12) 내부에 잔존하는 가연성 가스를 연소실 밖으로 강제로 배출하여 갑작스런 연소로 위한 폭발사고를 방지하게 해준다.In addition, a purge air supply pipe 6 is mounted on the side of the gun block housing tube 5 to supply the purge air toward the fuel injection nozzle 7 at the start of combustion to supply the fuel supply pipe 9 and the guide cone 12. Combustible gas remaining inside is forced out of the combustion chamber to prevent explosion accidents due to sudden combustion.
그리고, 상기 연료분사노즐(7)의 단부 외측에는 스월러(3)가 설치된다.A swirler 3 is provided outside the end of the fuel injection nozzle 7.
상기 스월러(3)는 1차 공기혼합덕트(24)에서 분출되는 혼합공기를 선회시켜 와류로 만들어서 상기 연료분사노즐(7)에서 나오는 연료와 혼합하여 선회하며 화염대측으로 나아가도록 하여, 연료가 버너 단에서 가까운 쪽에 분포하도록 하여 불씨가 계속 버너 쪽에 유지하게 함으로써 화염을 안정시키는 역할을 한다.The swirler 3 turns the mixed air ejected from the primary air mixing duct 24 into a vortex, mixes with the fuel emitted from the fuel injection nozzle 7, and turns to the flame side, so that the fuel It is distributed near the burner stage and keeps embers on the burner side to stabilize the flame.
상기 연료분사노즐(7)의 외측으로는 산화제를 공급하는 1차 혼합덕트(24)와 2차 혼합덕트(25)와 3차 혼합덕트(26)가 순차적으로 외감하며 동일 중심축 상에 설치된다.Outside the fuel injection nozzle 7, the primary mixing duct 24, the secondary mixing duct 25, and the tertiary mixing duct 26 for supplying an oxidant are sequentially externally installed on the same central axis. .
상기 1차 공기혼합덕트(24)와 2차 공기혼합덕트(25)와 3차 공기혼합덕트(26)의 단부에는 각각 1차 배가스 공급관(20), 2차 배가스 공급관(21), 3차 배가스 공급관(22)이 각각 다수 형성된다. At the ends of the primary air mixing duct 24, the secondary air mixing duct 25, and the tertiary air mixing duct 26, respectively, the primary exhaust gas supply pipe 20, the secondary exhaust gas supply pipe 21, and the tertiary exhaust gas A plurality of supply pipes 22 are each formed.
또한, 상기 1차 배가스 공급관(20), 2차 배가스 공급관(21), 3차 배가스 공급관(22)은 다수개의 관으로 형성된다. In addition, the primary exhaust gas supply pipe 20, the secondary exhaust gas supply pipe 21, the tertiary exhaust gas supply pipe 22 is formed of a plurality of pipes.
상기 챔버(18) 외부에는 윈드박스(13)이 설치된다. 상기 윈드박스(13)는 버너타일(10)에 삽입되어 연소용 공기를 내부로 유입시키는 역할을 한다. The wind box 13 is installed outside the chamber 18. The wind box 13 is inserted into the burner tile 10 serves to introduce the combustion air into the inside.
또한, 외부의 대기 중의 공기를 송풍기(도시 생략)로부터 공급하는 공기공급덕트(40)가 챔버(18) 외부에 설치되어, 상기 공기공급덕트(40)로부터 흡입된 공기를 상기 윈드박스(13)의 전 방향으로 분산시킨다.In addition, an air supply duct 40 for supplying air in the outside air from a blower (not shown) is installed outside the chamber 18, and the air sucked from the air supply duct 40 receives the wind box 13. Disperse in all directions.
상기 챔버(18)의 외주면의 윈드박스(13) 내에는 1차 공기 댐퍼(31), 2차 공기댐퍼(32) 및, 3차 공기댐퍼(33)가 설치된다. In the wind box 13 of the outer circumferential surface of the chamber 18, a primary air damper 31, a secondary air damper 32, and a tertiary air damper 33 are installed.
상기 1차 공기 댐퍼(31), 2차 공기댐퍼(32) 및, 3차 공기댐퍼(33)는 각각 1차 댐퍼개폐장치(34), 2차 댐퍼개폐장치(35), 3차 댐퍼개폐장치(36)와 연결되어 개폐가 조절된다.The primary air damper 31, the secondary air damper 32, and the tertiary air damper 33 are the primary damper opening and closing device 34, the secondary damper opening and closing device 35, and the third damper opening and closing device, respectively. Opening and closing is controlled in connection with 36.
또한, 상기 1차 댐퍼개폐장치(34), 2차 댐퍼개폐장치(35), 3차 댐퍼개폐장치(36)는 댐퍼조절레버(16)로 작동시킨다.In addition, the primary damper opening and closing device 34, the secondary damper opening and closing device 35, the third damper opening and closing device 36 is operated by the damper control lever 16.
상기 1차 공기 댐퍼(31), 2차 공기댐퍼(32) 및, 3차 공기댐퍼(33)는 윈드박스(13) 내의 분산된 공기를 상기 1차혼합덕트(24), 2차 혼합덕트(25), 3차혼합덕트(26)에 각각 소정의 비율로 공급한다.The primary air damper 31, the secondary air damper 32, and the tertiary air damper 33 may be configured to supply the dispersed air in the wind box 13 to the primary mixing duct 24 and the secondary mixing duct ( 25) and 3rd mixing ducts 26 are respectively supplied at predetermined ratios.
상기 챔버(18)에 연결된 배가스 순환덕트(19)는 배가스 송풍기(도시 생략)로부터 재순환된 배가스를 1차 배가스 공급관(20), 2차 배가스 공급관(21), 3차 배가스 공급관(22)에 공급한다.The exhaust gas circulation duct 19 connected to the chamber 18 supplies the exhaust gas recycled from the exhaust gas blower (not shown) to the primary exhaust gas supply pipe 20, the secondary exhaust gas supply pipe 21, and the tertiary exhaust gas supply pipe 22. do.
상기의 1차 배가스 공급관(20)과 1차 공기혼합덕트(24), 2차 배가스 공급관(21)과 2차 공기혼합덕트(25), 3차 배가스 공급관(22)과 3차 공기혼합덕트(26)은 각각 연통되어 3개의 조를 이룬다.The primary exhaust gas supply pipe 20 and the primary air mixing duct 24, the secondary exhaust gas supply pipe 21 and the secondary air mixing duct 25, the tertiary exhaust gas supply pipe 22 and the tertiary air mixing duct ( 26 are linked to each other to form three groups.
그러나, 상기 3개의 조는 각각 격리되어야 하므로, 상기 챔버(18)에는 격판이 형성되어 1차, 2차, 3차의 3개의 조를 각각 격리시킨다.However, since the three jaws must be isolated from each other, a diaphragm is formed in the chamber 18 to isolate the three jaws of the primary, secondary, and tertiary, respectively.
상기 1차 배가스 공급관(20), 2차 배가스 공급관(21), 3차 배가스 공급관(22)로 공급되는 배가스 유량은 도시되지 않은 별도의 조절밸브에 의해서 유량이 각각 적정하게 조절된다.The flow rate of the exhaust gas supplied to the primary exhaust gas supply pipe 20, the secondary exhaust gas supply pipe 21, and the tertiary exhaust gas supply pipe 22 is properly adjusted by a separate control valve (not shown).
상기에서 1차 공기혼합덕트(24), 2차 공기혼합덕트(25), 3차 공기혼합덕트(26)의 혼합된 연소용공기의 산소농도는 사용하는 연료 노즐과 버너의 용량에 따라서 다르지만 대략 20.9∼19% : 20∼17% : 20.9∼19.5%인 것이 바람직하다.The oxygen concentration of the mixed combustion air of the primary air mixing duct 24, the secondary air mixing duct 25, and the tertiary air mixing duct 26 varies depending on the capacity of the fuel nozzle and the burner used, but is approximately It is preferable that they are 20.9 to 19%: 20 to 17%: 20.9 to 19.5%.
그리고, 상기의 1차 배가스 공급관(20), 2차 배가스 공급관(21), 3차 배가스 공급관(22)의 단부는 배가스 공급관의 길이방향과 직각으로 개방되게 형성시켜, 배가스를 챔버(18) 내부에서 선회시킴으로써 타단으로 공급되는 연소용 공기와 잘 혼합되도록 한다.The ends of the primary exhaust gas supply pipe 20, the secondary exhaust gas supply pipe 21, and the tertiary exhaust gas supply pipe 22 are formed so as to be open at right angles to the longitudinal direction of the exhaust gas supply pipe, so that the exhaust gas is inside the chamber 18. By turning at, it is well mixed with the combustion air supplied to the other end.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the present invention configured as described above are as follows.
상기에서와 같이 본 발명은, 혼합공기를 3단계로 나누어 공급한다.As described above, the present invention supplies the mixed air in three stages.
공기와 재순환되는 배가스가 1차 혼합덕트(24)에서 혼합되어 1차 혼합덕트(24)를 통해 나온 혼합공기는 상술한 바와 같이 스월러(3)에 의해 선회하여 연료분사노즐(7) 주위로 공급된다.Air and recirculated exhaust gas are mixed in the primary mixing duct 24 and the mixed air exiting through the primary mixing duct 24 is swung by the swirler 3 as described above, and around the fuel injection nozzle 7. Supplied.
그리고, 공기와 재순환되는 배가스가 2차 혼합덕트(25)에서 혼합되어 2차 혼합공기노즐을 통해 연소영역으로 공급되며, 2차 혼합덕트(25)에는 일반 공기의 산소농도 21%(부피비)보다 산소농도가 감소된 공기가 산화제로 공급되게 된다. In addition, the exhaust gas recirculated with air is mixed in the secondary mixing duct 25 and supplied to the combustion zone through the secondary mixing air nozzle, and the secondary mixing duct 25 is provided with an oxygen concentration of 21% (volume ratio) of general air. Air with reduced oxygen concentration is supplied to the oxidant.
또한, 상기 2차 혼합덕트(25)에 외감된 3차 혼합덕트(26)에도 공기와 재순환되는 배가스가 혼합되어 3차 혼합공기노즐을 통해 연소영역으로 공급되는데, 이 때 혼합비율은 2차 혼합덕트(25)보다 배가스의 부피비를 감소시킨다.In addition, in the tertiary mixing duct 26, which is wound around the secondary mixing duct 25, the exhaust gas recycled with air is mixed and supplied to the combustion zone through the tertiary mixing air nozzle, where the mixing ratio is secondary mixing. The volume ratio of the exhaust gas is reduced than that of the duct 25.
상기의 연소는 보일러 노벽(14)에 장착을 위한 버너타일(10)의 가이드콘(12) 안에서 이루어진다. The combustion is carried out in the guide cone 12 of the burner tile 10 for mounting on the boiler furnace wall 14.
따라서, 연료와 혼합공기의 혼합영역이 세부분으로 형성되어 단계적 연소에 따라 국부고온 연소영역을 제거할 수 있어 화염길이 방향 온도분포가 균일하며, 배가스를 재순환하므로 연소영역의 상대적인 산소농도를 저하시켜 화염온도를 낮추게 되어 질소산화물이 주로 생성되는 온도역을 회피할 수 있어 질소산화물 발생이 저감된다. Therefore, the mixing zone of fuel and mixed air is formed in detail, so that the local high temperature combustion zone can be removed according to the staged combustion, the temperature distribution in the flame length direction is uniform, and the exhaust gas is recycled to reduce the relative oxygen concentration in the combustion zone. By lowering the flame temperature, it is possible to avoid the temperature range where nitrogen oxide is mainly produced, thereby reducing the generation of nitrogen oxide.
또한, 연소공기의 단계적 공급으로 인한 연료와 공기의 혼합효과 증대로 저공기비 연소가 가능하게 되어 이산화탄소 등의 공해배출물의 발생율을 저감할 수 있다.In addition, the low air ratio combustion is possible due to the increased mixing effect of fuel and air due to the stepwise supply of the combustion air, thereby reducing the generation rate of pollution emissions such as carbon dioxide.
상기에서 도면부호 11은 버너를 제대로 끼워 맞추고 상하로 움직이지 않게 하기 위한 스로트플래이트이고, 도면부호 2는 버너가 전후로 움직이지 않게 하기 위한 프론트플레이트이다.In the above, reference numeral 11 is a throat plate for properly fitting the burner and preventing the burner from moving up and down, and reference numeral 2 is a front plate for preventing the burner from moving forward and backward.
상기에서 설명한 바와같이 본 발명은, 연료의 3단연소 및 배기가스 재순환에 의하여 화염의 국부적인 고온현상을 방지하기 때문에 화염온도분포를 균일하게 형성시키고, 공해배출물인 질소산화물(Nox)과 이산화탄소 생성량을 저감하여 소재의 균일가열로 인한 제품 품질향상과 환경오염을 방지할 수 있다. As described above, the present invention prevents localized high temperature development of flames by three-stage combustion of fuel and exhaust gas recirculation, so that the flame temperature distribution is uniformly formed, and emissions of nitrogen oxides (Nox) and carbon dioxide, which are pollution emissions, are produced. It can reduce product quality and environmental pollution by uniform heating of materials.
또한, 연료로써 액체연료와 기체연료를 한꺼번에 사용할 수 있는 장점이 있다. In addition, there is an advantage that can be used at the same time liquid fuel and gas fuel as a fuel.
도 1은 본 발명의 일실시예의 단면도1 is a cross-sectional view of one embodiment of the present invention
****도면의 주요부분에 대한 부호 설명******** Description of Signs of Major Parts of Drawings ****
1: 연소용 2차 공기 조절 댐퍼 2: 프론트플레이트1: Secondary air regulating damper for combustion 2: Front plate
3: 스월러 4: 오일건3: swirler 4: oil gun
5: 건블럭하우징튜브 6: 퍼지공기공급관5: Gun block housing tube 6: Purge air supply tube
7: 연료분사노즐 8: 오일건 가이드 관7: fuel injection nozzle 8: oil gun guide tube
9: 연료공급관 10: 버너타일 9: fuel supply pipe 10: burner tile
11: 스로트타일 12: 가이드콘11: Throat Tile 12: Guide Cone
13: 윈드박스 14: 보일러 로벽13: windbox 14: boiler furnace wall
16: 댐퍼조절 레버 18: 챔버 16: damper adjustment lever 18: chamber
19: 배가스 재순환덕트 20: 1차 배가스 공급관19: flue gas recirculation duct 20: primary flue gas supply pipe
21: 2차 배가스 공급관 22: 3차 배가스 공급관 21: secondary flue gas supply pipe 22: tertiary flue gas supply pipe
24: 1차 공기혼합덕트 25: 2차 공기혼합덕트24: Primary air mixing duct 25: Secondary air mixing duct
26: 3차 공기혼합덕트 31: 1차 공기 조절 댐퍼26: 3rd air mixing duct 31: 1st air control damper
32: 2차 공기 조절 댐퍼 33: 3차 공기 조절 댐퍼 32: Secondary air regulating damper 33: Third air regulating damper
34: 1차 댐퍼개폐장치 35: 2차 댐퍼개폐장치 34: Primary damper switchgear 35: Secondary damper switchgear
36: 3차 댐퍼개폐장치 40: 공기공급덕트36: 3rd damper opening and closing device 40: air supply duct
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