KR20060074117A - Gas heater with vacuum steam heating type - Google Patents

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KR20060074117A
KR20060074117A KR1020040112752A KR20040112752A KR20060074117A KR 20060074117 A KR20060074117 A KR 20060074117A KR 1020040112752 A KR1020040112752 A KR 1020040112752A KR 20040112752 A KR20040112752 A KR 20040112752A KR 20060074117 A KR20060074117 A KR 20060074117A
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유현석
이현찬
한정옥
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한국가스공사
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/02Liquid fuel
    • F23K5/14Details thereof
    • F23K5/20Preheating devices

Abstract

본 발명은 공급관리소에 사용되고 있는 진공가열식 가스히터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스히터의 외동체의 내부에 마련된 로통과; 상기 로통과 연결되어 배기가스를 유도하는 연관과; 외통체 하부의 일측에 연결된 제1연결관과; 상기 제1연결관과 연결되어 그 내부에 충진된 작동유체와 열교환하고자 마련된 상기 외동체의 외부에 독립적인 구성으로 형성된 이코노마이저와; 상기 이코너마이저의 일측과 연결되되 상기 외통체 중간부와 연결되도록 마련된 제2연결관과; 상기 외동체의 상부에 형성된 천연가스 가열을 위한 열교환부를 포함하는 진공가열식 가스히터에 관한 것이다. The present invention relates to a vacuum heated gas heater used in a supply control station, and more particularly, a furnace passage provided inside an outer body of the gas heater; An association connected with the furnace to induce exhaust gas; A first connecting pipe connected to one side of the lower portion of the outer cylinder; An economizer connected to the first connection pipe and formed in an independent configuration to the outside of the outer body provided to exchange heat with the working fluid filled therein; A second connecting pipe connected to one side of the economizer, the second connecting pipe being connected to the intermediate portion of the outer cylinder; It relates to a vacuum heating gas heater comprising a heat exchanger for heating natural gas formed on the outer body.

본 발명은 특히 진공식 가스히터의 외부에 마련된 이코노마이저를 포함하는 열교환 방식 및 구조에 관한 것으로, 고압 천연가스 열교환기의 열교환 효율 상승으로 인한 전열면적 감소와 부식억제작용으로 기기의 안전성을 높이며, 이코노마이저 구조를 변경시켜 연소가스 배열의 잠열(latent heat)을 회수하여 15:1 범위인 공급가스 부하에 대응하여 전 부하 영역에서 높은 열효율을 유지하여 가스히터 운전비용을 절감하며, 기기 내구성 및 유지관리가 편리하며 연소 가스측에 걸리는 압력손실이 작아 소음, 진동을 완화시킬 수 있는 것을 특징으로 하고 있다. The present invention relates in particular to a heat exchange method and structure including an economizer provided on the outside of a vacuum gas heater, and improves the safety of the device by reducing the heat transfer area and suppressing corrosion by the heat exchange efficiency of the high pressure natural gas heat exchanger. By changing the structure, the latent heat of the combustion gas array is recovered to cope with the supply gas load in the range of 15: 1, maintaining high thermal efficiency in the entire load area, reducing the gas heater operating cost, and improving the durability and maintenance of the equipment. It is convenient and the pressure loss on the combustion gas side is characterized in that it can reduce noise and vibration.

가스히터, 감압증기식, 진공식, 열교환기, 이코노마이저Gas Heater, Decompression Steam, Vacuum, Heat Exchanger, Economizer

Description

진공가열식 가스히터{Gas heater with vacuum steam heating type}Gas heater with vacuum steam heating type

도 1은 본 발명에 따른 진공가열식 가스히터를 나타낸 개략도,1 is a schematic view showing a vacuum heated gas heater according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 진공가열식 가스히터의 연관식 이코노마이저를 나타낸 개략도,2 is a schematic view showing an associated economizer of a vacuum heating gas heater according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 진공가열식 가스히터의 수관식 이코노마이저를 나타낸 개략도,3 is a schematic view showing a water pipe type economizer of a vacuum heating gas heater according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 진공가열식 가스히터의 내부 열 이동상태를 나타낸 개략도.Figure 4 is a schematic diagram showing the internal heat transfer state of the vacuum heating gas heater according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

1: 버너 및 송풍기 2: 연관1: burner and blower 2: associated

3: 제1연결관 4: 이코너마이저3: 1st connector 4: economizer

5: 연통 6: 열교환기5: communication 6: heat exchanger

7: 외동체 8: 로통7: External body 8: Roton

9: 플랜지 10: 제2연결관9: flange 10: second connector

11: 연결부 12: 배플11: connection 12: baffle

13: 진공감지장치 14: 진공펌프13: vacuum sensor 14: vacuum pump

15: 안전밸브 16: 가스검지부 15: safety valve 16: gas detection unit

17: 순환펌프 18: 열교환기 헤더17: circulation pump 18: heat exchanger header

본 발명은 공급관리소에 사용되고 있는 진공가열식 가스히터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스히터의 외동체의 내부에 마련된 로통과; 상기 로통과 연결되어 배기가스를 유도하는 연관과; 외통체 하부의 일측에 연결된 제1연결관과; 상기 제1연결관과 연결되어 그 내부에 충진된 작동유체와 열교환하고자 마련된 상기 외동체의 외부에 독립적인 구성으로 형성된 이코노마이저와; 상기 이코너마이저의 일측과 연결되되 상기 외통체 중간부와 연결되도록 마련된 제2연결관과; 상기 외동체의 상부에 형성된 천연가스 가열을 위한 열교환부를 포함하는 진공가열식 가스히터에 관한 것이다. The present invention relates to a vacuum heated gas heater used in a supply control station, and more particularly, a furnace passage provided inside an outer body of the gas heater; An association connected with the furnace to induce exhaust gas; A first connecting pipe connected to one side of the lower portion of the outer cylinder; An economizer connected to the first connection pipe and formed in an independent configuration to the outside of the outer body provided to exchange heat with the working fluid filled therein; A second connecting pipe connected to one side of the economizer, the second connecting pipe being connected to the intermediate portion of the outer cylinder; It relates to a vacuum heating gas heater comprising a heat exchanger for heating natural gas formed on the outer body.

종래기술에서는 천연가스 공급관리소에서 사용하고 있는 가스히터의 운전 목적은 LNG인수기지에서 공급되는 가스압력을 발전소 및 도시가스사에 적정압력으로 공급하기위해 정압기로 감압시키는 과정에서 Joule-Thomson효과에 의해 가스온도가 저하되며 이에 따른 정압기 하류설비에 대한 저온피해를 방지하기 위하여 정압기 상류측 가스를 예열할 목적으로 가스히터가 정압기 전단에 설치되어 운전되고 있다.In the prior art, the purpose of operating a gas heater used by a natural gas supply control center is to reduce the pressure of a gas supplied from an LNG takeover base to a constant pressure in order to supply power to a power plant and a city gas company. In order to prevent the low temperature damage to the downstream equipment of the constant pressure, the gas heater is installed and operated in front of the constant pressure in order to preheat the gas upstream of the constant pressure.

그러나 현재 운전되고 있는 가스히터의 경우 열교환 방식이 자연대류방식을 택하고 있기 때문에 중간 열매체의 유속이 크지 않아 열교환기의 튜브내 정체부 발생으로 인한 틈부식등 고압가스용 열교환기 튜브의 부식작용으로 인해 튜브두께가 감소되고 따라서 고압가스 공급설비의 안정성을 높이기 위한 설비 교체등의 유지보수관리가 소요되고, 가스히터 연소가스측 열교환부인 연소로와 이코노마이저가 기기내부에 설치되어 있고 공급가스의 부하변동이 큰 가스히터 설계, 제작을 최대용량 기준으로 설계됨으로써 고부하시 적정효율을 유지하더라도 최대부하 이하로 운전되는 저부하시 배가스 응축으로 인한 배가스측 열교환기의 부식발생으로 인한 기기보수와 보수작업의 어려움, 고부하시 효율저하와 연소기 소음과 진동으로 인해 고부하 운전의 어려운 문제점이 발생된다.However, in the case of the gas heater currently in operation, since the heat exchange method adopts the natural convection method, the flow rate of the intermediate heat medium is not large, resulting in corrosion of the heat exchanger tube for high pressure gas such as gap corrosion caused by stagnation in the tube of the heat exchanger. Due to this, the tube thickness is reduced, and thus maintenance management such as equipment replacement is required to increase the stability of the high-pressure gas supply equipment, and a combustion furnace and an economizer, which is a heat exchanger side of the gas heater combustion gas, are installed inside the equipment, and the load fluctuation of the supply gas is changed. The design and manufacture of this large gas heater is based on the maximum capacity, so it is difficult to repair and repair the equipment due to the corrosion of the exhaust gas side heat exchanger due to the exhaust gas condensation at the low load operated under the maximum load even if the proper efficiency is maintained at high load. Operation at high load due to deterioration of efficiency at high load and combustion noise and vibration Difficult problems arise.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기기 효율면에서, 동일한 구조와 전열면적을 가진 가스히터를 자연대류방식(기존방식)과 본 발명에서 실시하고자 하는 진공가열방식으로 전열실험을 시행한 결과 열효율이 고부하에서 약 7-8%상승하며, 천연가스용 열교환기의 열교환 효율으로서, 열전달방식을 변화시킴에 따라 천연가스용 열교환기의 열교환 효율이 기존 자연대류방식과 비교하여 약 2-2.5배 상승하여 전열면적 감소효과를 가져오게 되었다.The present invention has been made to solve such a problem, in terms of device efficiency, the heat transfer experiment is carried out in a natural convection method (conventional method) and the vacuum heating method to be implemented in the present invention for the gas heater having the same structure and heat transfer area As a result, the thermal efficiency rises about 7-8% at high loads, and the heat exchange efficiency of the natural gas heat exchanger is about 2--8% higher than that of the existing natural convection method as the heat transfer method is changed. It increased 2.5 times, resulting in a reduction in heat transfer area.

천연가스용 열교환기의 유지관리면에서, 종래 방식의 경우 운전온도가 50-70℃범위로 운전중에도 용존산소제거가 곤란하며 기기 정지시에는 용존산소의 용해도가 높으며 지속적으로 부식억제제 투입과 관리가 요구된다.  In terms of the maintenance of the natural gas heat exchanger, it is difficult to remove dissolved oxygen even during the operation of the conventional method in the range of 50-70 ℃, and the dissolved oxygen is high when the device is stopped, and the corrosion inhibitor is continuously added and managed. Required.

또한, 중간열매체 내부에 용존산소가 존재하게 되면 부식반응에 의해 철이 용출되어 부식이 진행되며 부식부위와 주위유체와의 산소농도차이로 인한 틈부식으로 인한 점식(pitting)과 천연가스용 열교환기의 진동을 방지하기 위한 배플설치로 인해 배플과 튜브 접촉부에서 틈부식 발생으로 천연가스 공급압력이 70kg/㎠으로 고압인 천연가스용 열교환기의 열교환기의 안전성을 악화시키나 진공가열방식의 경우 진공유지를 위해 기기내부 공기제거와 중간열매체의 용존산소 제거로 부식반응 진행속도를 현저히 늦출 수 있으며 기기의 안전성 제고가 가능하다.In addition, when dissolved oxygen is present in the intermediate heat medium, iron is eluted by the corrosion reaction, and corrosion progresses. Pitting and corrosion of natural gas heat exchanger due to the gap corrosion due to the difference in oxygen concentration between the corrosion area and the surrounding fluid. Due to the installation of baffles to prevent vibration, crevice corrosion occurs at the baffle and tube contacts, which deteriorates the safety of the heat exchanger of the natural gas heat exchanger with high pressure of 70kg / ㎠, but maintains vacuum in the case of vacuum heating method. Hazards can significantly slow the progress of corrosion reactions by removing the air inside the device and removing dissolved oxygen in the intermediate heat medium, and improve the safety of the device.

연소로 및 이코노마이저(economizer)에서, 기존 가스히터의 경우 연소로와 이코노마이저를 기기내부에 설치함에 따라 기기 보수시 연관 열교환기의 전체를 기기와 분리하여 보수하며 또한 연관과 이코노마이저 튜브의 보수시 외부에서만 작업이 가능하여 유지관리가 어려우나 이코노마이저를 기기와 분리하여 설치할 경우 유지보수 작업이 간편한 효과가 있다.In the combustion furnace and economizer, the existing gas heater is installed inside the equipment by installing the combustion furnace and economizer, and when repairing the equipment, the entire associated heat exchanger is repaired separately from the equipment. Maintenance is difficult because work is possible, but when economizer is installed separately from device, maintenance work is easy.

계절별로 천연가스 공급유량변화가 심하여 실제 가스히터 운전시 저부하에서 배가스 응축에 의한 부식과 고부하에서 배압이 크게 작용됨에 따른 연관에서 발생되는 소음과 진동의 문제점이 있으나 이코노마이저를 본체와 분리하고 연소가스의 응축을 이코노마이저에서 발생되도록 유도함으로써 기기 효율이 증가되며 이코노마이저를 부식에 대한 저항성이 높은 재료를 사용하여 집중관리하고 유지보수 및 이코노마이저교체가 간편하여 가스히터의 고효율화 및 유지비용 절감이 가능하다.Due to the seasonal fluctuation of natural gas supply flow, there is a problem of noise and vibration caused by corrosiveness due to exhaust gas condensation at low load and large back pressure at high load during actual gas heater operation, but economizer is separated from main body and combustion gas The efficiency of the device is increased by inducing condensation in the economizer, and the economizer can be centrally managed using materials that are highly resistant to corrosion.

이하 본 발명에 따른 진공가열식 가스히터에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a vacuum heating gas heater according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 진공가열식 가스히터를 나타낸 개략도로서, 이를 자세히 설명하면, 1 is a schematic view showing a vacuum heated gas heater according to the present invention, which will be described in detail.

가스히터의 외동체(7)의 내부에 마련된 로통(8)과; 상기 로통(8)과 연결되어 배기가스를 유도하는 연관(2)과; 상기 외통체(7) 하부의 일측에 연결된 제1연결관과; 상기 제1연결관(3)과 연결되어 그 내부에 충진된 작동유체와 열교환하고자 마련된 상기 외동체의 외부에 독립적인 구성으로 형성된 이코노마이저(4)와; 상기 이코너마이저(4)의 일측과 연결되되 상기 외통체(7)의 중간부와 연결되도록 마련된 제2연결관(10)과; 상기 외동체의 상부에 형성된 천연가스 가열을 위한 열교환부(6)를 포함하는 진공가열식 가스히터인 것이다.      A furnace (8) provided inside the outer body (7) of the gas heater; An association (2) connected to the furnace (8) to induce exhaust gas; A first connecting pipe connected to one side of the lower portion of the outer cylinder (7); An economizer (4) connected to the first connection pipe (3) and formed in an independent configuration to the outside of the outer body provided for heat exchange with a working fluid filled therein; A second connecting pipe 10 connected to one side of the economizer 4 and provided to be connected to an intermediate portion of the outer cylinder 7; It is a vacuum heating gas heater including a heat exchanger 6 for heating natural gas formed on the outer body.

여기서, 천연가스 가열을 위한 열교환부(6)은 쉘튜브 형식, 또는 복수개의 튜브로 이루어지며, 천연가스가 상기 열교환부의 입구로 유입되어 가열되면서 출구로 유출되는 것이다. Here, the heat exchange unit 6 for heating natural gas is made of a shell tube type or a plurality of tubes, and natural gas is introduced into the inlet of the heat exchange unit and heated to the outlet.

상기 이코노마이저(4)는 연소 배가스와 중간열매체가 열교환 되는 형식으로써 도 2, 도 3과 같이 연관식 또는 수관식 형태의 열교환기가 사용될 수 있다.The economizer 4 may be a heat exchanger having an associated or water pipe type as shown in FIGS. 2 and 3 as heat exchange between the combustion flue gas and the intermediate heat medium.

상기 제1연결관(3)와 제2연결관(10)은 연결부(11)에 의하여 탈부착이 용이하도록 이루어진다.  The first connecting pipe 3 and the second connecting pipe 10 is made to be easily removable by the connecting portion (11).

도 2는 본 발명에 따른 진공가열식 가스히터의 내부 열 이동상태를 나타낸 개략도로서, 상기에 기재된 본 발명에 따른 작동원리를 설명하면 다음과 같다.Figure 2 is a schematic diagram showing the internal heat transfer state of the vacuum heating gas heater according to the present invention, the operation principle according to the present invention described above are as follows.

본 발명인 진공가열식 가스히터는 외통체(7) 내부의 압력은 대기업 이하의 압력으로 항상 유지하며, 작동유체로서 사용되는 물의 경우 작동압력이 낮아짐에 따라 비등온도가 낮아지는 원리를 이용하여 중간열매체의 증발과 응축과정을 통하여 천연가스를 가열하는 장치인 것이다. The present invention is a vacuum heating gas heater, the pressure inside the outer cylinder (7) is always maintained at a pressure below the large company, in the case of water used as the working fluid of the intermediate heat medium using the principle that the boiling temperature is lowered as the operating pressure is lowered It is a device that heats natural gas through evaporation and condensation.

가스히터의 내부에 존재하는 불응축 가스를 배출하여 진공상태를 유지하기 위하여 외통체(7) 외부에 진공펌프(14)를 마련하고, 상기 가스히터 내부의 진공도를 감지하여 상기 진공펌프(14)를 필요한 진공압력이 유지되도록 작동시키기 위한 릴레이 장치로써 중간열매체의 기체부와 액체부의 온도차를 감지하여 진공도를 감지하거나 설정 압력이상에서 진공펌프를 구동시키기 위한 진공감지장치(13)를 외통체(7) 외부에 장착하여 높은 열전달 효율을 유지하며, 기기 내부압력이 천연가스 가열 열교환부로부터 고압의 천연가스가 누출될 경우 기기 보호를 위해 외통체(7) 외부에 안전밸브(15)를 설치하여 가스히터의 열전달 효율과 안전성 향상이 가능한 것이다.In order to discharge the non-condensable gas present in the gas heater to maintain a vacuum state, a vacuum pump 14 is provided outside the outer cylinder 7, and the degree of vacuum inside the gas heater is sensed to detect the vacuum pump 14. As a relay device for operating the required vacuum pressure to maintain the required vacuum pressure to detect the temperature difference between the gas and liquid portion of the intermediate heat medium to detect the degree of vacuum or to operate the vacuum pump 13 above the set pressure the outer cylinder (7) ) It is installed on the outside to maintain high heat transfer efficiency, and when the internal pressure of the device leaks high pressure natural gas from the natural gas heating heat exchanger, the safety valve 15 is installed outside the outer cylinder 7 to protect the device. The heat transfer efficiency and safety of the heater can be improved.

연관(2)에서 중간열매체로 전달되는 배기가스 열회수의 최종단계인 현열과 잠열 회수를 위하여 다수개의 열교환관 형식으로 형성된 이코노마이저(4)의 튜브를 가스히터 외부에 설치하고, 외통체(7) 하부측과 이코너마이저(4)의 하부측에 제1연결관(3)을 설치하고, 이코너마이저(4)의 상부측과 외통체(7) 중간부에 제2연결관(10)을 형성하고, 상기 제1연결관(3)과 제2연결관(10)에는 연결부(11)로 체결되며, 플랜지(9)에 의해 이코노마이저와 연소가스 출구측 연관이 연결됨으로써 이코노마이저 보수 또는 교체 작업이 용이한 구조로 구성된 것이다.In order to recover the sensible and latent heat, which are the final stages of the exhaust gas heat recovery, which is delivered to the intermediate heat medium in the pipe (2), a tube of the economizer (4) formed in the form of a plurality of heat exchange tubes is installed outside the gas heater, and the lower part of the outer cylinder (7) The first connecting pipe 3 is provided on the side and the lower side of the economizer 4, and the second connecting pipe 10 is formed on the upper side of the economizer 4 and the middle of the outer cylinder 7. In addition, the first connection pipe 3 and the second connection pipe 10 are fastened by a connection part 11, and the economizer is easily connected to the economizer and the combustion gas outlet side by a flange 9, thereby making it easy to repair or replace the economizer. It is composed of a structure.

상기 이코너마이저(4) 내부 구조는 배가스와 중간열매체가 열교환 될 수 있는 다양한 형식의 열교환이 가능한 구조로 구성이 가능하며, 연관 또는 수관식 열 교환기 구조를 적용할 경우 배가스와 중간열매체가 열교환되는 과정에서 중간열매체의 비등으로 인한 밀도변화로 자연적인 순환이 가능한 구조인 것이다.The economizer (4) the internal structure can be configured in a structure capable of heat exchange of various types in which the exhaust gas and the intermediate heat medium can be heat-exchanged, when the exhaust gas and the intermediate heat medium is heat-exchanged when the associated or water pipe heat exchanger structure is applied It is a structure that allows natural circulation by changing density due to boiling of intermediate heat medium in the process.

상기 이코너마이저(4)는 연관(2)으로부터 발생된 배가스 열을 잠열까지 최종적으로 회수하는 부분이므로, 배가스 응축에 의한 부식발생 가능성이 매우 높으므로, 분해 및 정비가 용이하고 재질도 가스히터 구성부품의 재질과 다른 부식에 내성이 있는 재질을 선택하는 것이 가능한 것이다.The economizer (4) is a part for finally recovering the exhaust gas heat generated from the associative (2) until latent heat, so the possibility of corrosion caused by the exhaust gas condensation is very high, so that the decomposition and maintenance is easy and the material is also a gas heater It is possible to choose a material that is resistant to corrosion and other material materials.

본 발명에 따른 가스히터는 기기 효율면에서, 동일한 구조와 전열면적을 가진 가스히터를 자연대류방식(기존방식)과 본 발명에서 실시하고자 하는 진공가열방식으로 전열실험을 시행한 결과 열효율이 고부하에서 약 7~8%상승하였으며, 천연가스용 열교환기(6)의 열교환 효율은 열전달방식을 변화시킴에 따라 천연가스용 열교환기(6)의 열교환 효율이 기존 자연대류방식과 비교하여 약 2~2.5배 상승하여 전열면적 감소효과를 가져오게 되었다.In the gas heater according to the present invention, a gas heater having the same structure and heat transfer area is subjected to a heat transfer test using a natural convection method (conventional method) and a vacuum heating method according to the present invention. As the heat exchange efficiency of the natural gas heat exchanger 6 changes the heat transfer method, the heat exchange efficiency of the natural gas heat exchanger 6 is about 2 to 2.5 compared to the existing natural convection method. As a result of the increase, heat transfer area was reduced.

종래기술의 경우에 천연가스용 열교환기(6)의 유지관리 운전온도가 50~70℃범위로 운전중에도 용존산소제거가 곤란하며 기기 정지시에는 용존산소의 용해도가 높으며 지속적으로 부식억제제 투입과 관리가 요구된다.In the case of the prior art, it is difficult to remove dissolved oxygen even during the operation of the maintenance operation temperature of the natural gas heat exchanger 6 in the range of 50 to 70 ° C., and the dissolved oxygen is high when the device is stopped. Is required.

또한, 중간열매체 내부에 용존산소가 존재하게 되면 다음과 같은 부식반응에 의해 철이 용출되어 부식이 진행되며 부식부위와 주위유체와의 산소농도차이로 인한 틈부식으로 인한 점식(pitting)되고 천연가스용 열교환기(6)의 진동을 방지하기 위한 배플설치로 인해 배플과 열교환기 튜브 접촉부에서 틈부식 발생으로 천연가스 공급압력이 70kg/㎠으로 고압인 튜브다발(tube bundle)의 안전성을 악화시키나 진 공가열방식의 경우 진공유지를 위해 기기내부 공기제거와 중간열매체의 용존산소 제거로 부식반응 진행속도를 현저히 늦출 수 있으며 기기의 안전성 제고가 가능하다.In addition, when dissolved oxygen is present in the intermediate heat medium, iron is eluted by the following corrosion reaction, and corrosion proceeds, pitting due to gap corrosion due to the difference in oxygen concentration between the corrosion area and the surrounding fluid, and for natural gas Due to the installation of baffles to prevent vibration of the heat exchanger (6), gap corrosion occurs at the baffle and the heat exchanger tube contact portion, which deteriorates the safety of the high-pressure tube bundle with a natural gas supply pressure of 70 kg / ㎠ In the case of the heating method, the rate of corrosion reaction can be significantly slowed down and the safety of the device can be improved by removing air inside the device and removing dissolved oxygen in the intermediate heat medium.

종래의 가스히터의 경우 연소로와 이코너마이저(economizer)를 기기내부에 설치함에 따라 기기보수시 연관 tube 전체를 기기와 분리하여 보수하며 또한 연관(2)과 이코너마이저(4)튜브의 보수시 외부에서만 작업이 가능하여 유지관리가 어려우나 이코너마이저(4)를 기기와 분리할 경우 유지보수 작업이 간편한 효과가 있다.In the case of the conventional gas heater, since the combustion furnace and economizer are installed inside the equipment, the entire tube is repaired separately from the equipment when the equipment is repaired, and the tube (2) and economizer (4) tubes are repaired. Maintenance is difficult because work is possible outside the city, but maintenance work is easy when the economizer (4) is separated from the equipment.

계절별로 천연가스 공급유량변화가 심하여 실제 가스히터 운전시 저부하에서 배가스 응축에 의한 부식과 고부하에서 배압이 크게 작용됨에 따른 연관에서 발생되는 소음과 진동의 문제점이 있으나 이코너마이저(4)본체와 분리하고 연소가스의 응축을 이코너마이저(4)부분에서 발생되도록 유도함으로써 기기 효율이 증가되며 이코너마이저(4)를 부식에 대한 저항성이 높은 재료를 사용하여 집중관리하고 유지보수 및 이코너마이저(4)교체가 간편하여 가스히터의 고효율화 및 유지비용 절감이 가능하다.There is a problem of noise and vibration caused by corrosiveness due to exhaust gas condensation at low load and large back pressure at high load during actual gas heater operation due to severe change of natural gas supply flow rate by season, but economizer (4) Separating and inducing the condensation of the combustion gas to occur in the economizer part 4 increases the efficiency of the device, and centralizes the economizer 4 using materials that are highly resistant to corrosion, maintenance and economizers. (4) It is easy to replace and it is possible to increase the efficiency of gas heater and reduce the maintenance cost.

또한, 제1연결관(3)에 순환펌프(17)를 장착하여 중간열매체의 순환유량을 증가시킴으로써 이코노마이저(9)의 열교환 능력 증대도 가능하다.In addition, it is possible to increase the heat exchange capacity of the economizer 9 by mounting the circulation pump 17 in the first connecting pipe 3 to increase the circulation flow rate of the intermediate heat medium.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 진공가열식 가스히터는 다음과 같은 효과를 포함하고 있는 것이다.As described above, the vacuum heating gas heater according to the present invention includes the following effects.

가스히터 내부의 부식억제 작용과 열교환 효율 향상을 위하여 기기 내부를 진공으로 유지함으로써 중간열매체 내부의 용존산소가 제거됨으로써 기기내부의 부식진행 억제가 가능하여 기기수명과 유지보수비용이 감소되며, 진공유지에 따른 중간열매체의 상변화온도 감소로 열교환 과정이 증발과 응축에 의해 열전달이 됨으로써 기존 자연대류방식과 비교하여 열전달 효율이 높아 천연가스 열교환기의 전열면적 감소와 기기효율을 높일 수 있는 효과가 있다.By keeping the inside of the device in a vacuum to prevent corrosion and improve heat exchange efficiency inside the gas heater, dissolved oxygen in the intermediate heat medium is removed to prevent corrosion progress inside the device, reducing device life and maintenance costs. As the heat exchange process is heat transfer by evaporation and condensation due to the phase change temperature of the intermediate heat medium, the heat transfer efficiency is higher than that of the existing natural convection method, which reduces the heat transfer area and improves the efficiency of the natural gas heat exchanger. .

또한, 연소가스측 열교환기 구조를 기기내부에 로통, 연관, 이코너마이저를 일체로 설치하는 방식에서 기기내부에 연소실과 연관를 설치하고 기기외부에 이코너마이저를 설치함으로써 기기내부의 배가스 온도를 저부하 운전시에도 연소로 출구온도가 배가스 응축온도이상 유지하여 배가스 응축으로 인한 열교환기 보수, 교체주기가 기존방식보다 길게 되는 장점을 가지며, 기기내부에 로통만 설치함으로써 높아진 출구 연소가스 온도를 회수하기 위하여 기기외부에 쉘튜브방식등 다양한 열교환기를 설치함으로써 저부하와 고부하 운전시 일정한 배가스 출구온도를 유지할 수 있으며 기기 효율의 극대화를 위하여 연소가스를 전부하 범위에서 응축시켜 회수가 가능하다.In addition, the combustion gas-side heat exchanger structure is installed in a furnace, plumbing, and economizer integrally inside the equipment to reduce the exhaust gas temperature inside the equipment by installing a combustion chamber and plumbing inside the equipment and installing an economizer outside the equipment. The combustion furnace outlet temperature is maintained above the exhaust gas condensation temperature even under load operation, and the heat exchanger repair and replacement cycle due to the exhaust gas condensation is longer than the existing method. For this purpose, various heat exchangers such as shell tubes are installed outside the equipment to maintain a constant exhaust gas outlet temperature during low load and high load operation, and condensate and recover the combustion gases in the full load range for maximum equipment efficiency.

또한, 연소가스를 이코너마이저에서 응축되도록 유도함으로써 집중관리가 가능하고 유지보수시 이코너마이저를 분리시켜 보수함으로써 보수가 간편하며 연소가스측 압력손실을 작도록 설계할 수 있음으로써 고부하시 연소가스측 압력손실증가로 인한 가스히터의 소음, 진동발생을 억제할 수 있다.In addition, it is possible to concentrate the management by inducing the combustion gas to be condensed in the economizer, and the maintenance is easy by separating and repairing the economizer during maintenance. It is possible to suppress the noise and vibration of the gas heater caused by the increase of the pressure loss on the side.

Claims (5)

가스히터의 외동체(7)의 내부에 마련된 로통(8)과; 상기 로통(8)과 연결되어 배기가스를 유도하는 연관(2)과; 가스히터 외통체(7) 하부에 연결된 제1연결관(3)과; 상기 제1연결관(3)과 연결되어 그 내부에 충진된 중간 열매체와 배가스가 열교환하고자 마련된 이코노마이저(4)와; 상기 외동체(7)의 상부에 천연가스를 가열하기위해 형성된 열교환부(9)와; 상기 이코너마이저(4)의 일측과 연결되되 상기 열교환부(9)와 연결되도록 마련된 제2연결관(10)을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공가열식 가스히터.A furnace (8) provided inside the outer body (7) of the gas heater; An association (2) connected to the furnace (8) to induce exhaust gas; A first connecting pipe 3 connected to a lower portion of the gas heater outer cylinder 7; An economizer (4) connected to the first connection pipe (3) and provided to exchange heat between the intermediate heat medium and the exhaust gas filled therein; A heat exchange part 9 formed on the outer body 7 to heat natural gas; Vacuum heating gas heater, characterized in that it comprises a second connecting pipe (10) which is connected to one side of the economizer (4) and is connected to the heat exchange unit (9). 가스히터의 외동체(7)의 내부에 마련된 로통(8)과; 상기 로통(8)과 연결되어 배기가스를 유도하는 연관(2)과; 가스히터 외통체(7) 하부에 연결된 제1연결관(3)와; 상기 제1연결관(3)와 연결되어 그 내부에 충진된 중간 열매체와 배가스가 열교환하고자 마련된 이코노마이저(4)와; 상기 외동체(7)의 상부에 천연가스를 가열하기위해 형성된 열교환부(9)와; 상기 이코너마이저(4)의 일측과 연결되되 상기 열교환부(9)와 연결되도록 마련된 제2연결관(10)으로 이루어지되, 가스히터의 내부에 존재하는 불응축 가스를 배출하여 진공상태를 유지하기 위한 진공펌프(14)와, 상기 가스히터 내부의 진공도를 감지하여 상기 진공펌프(14)를 구동시키기 위한 릴레이 장치로써 중간열매체의 기체부와 액체부의 온도차를 감지하여 진공도를 감지하거나 설정 압력이상에서 진공펌프를 구동시키기 위한 진공감지장치(13)와, 기기 내부압 력이 천연가스 가열 열교환부로부터 고압의 천연가스가 누출될 경우 기기 보호를 위한 안전밸브(15)를 포함하는 진공가열식 가스히터.A furnace (8) provided inside the outer body (7) of the gas heater; An association (2) connected to the furnace (8) to induce exhaust gas; A first connecting pipe 3 connected to the lower portion of the gas heater outer cylinder 7; An economizer (4) connected to the first connection pipe (3) and provided to exchange heat between the intermediate heat medium and the exhaust gas filled therein; A heat exchange part 9 formed on the outer body 7 to heat natural gas; The second connection pipe 10 is connected to one side of the economizer 4 and is provided to be connected to the heat exchanger 9, and discharges the non-condensable gas present in the gas heater to maintain a vacuum state. The vacuum pump 14 and the relay device for driving the vacuum pump 14 by sensing the vacuum degree inside the gas heater to detect the temperature difference between the gas and liquid portion of the intermediate heat medium to detect the vacuum degree or more than the set pressure Vacuum heated gas heater including a vacuum sensing device (13) for driving a vacuum pump and a safety valve (15) for protecting the device when natural gas of high pressure leaks from the natural gas heating heat exchanger. . 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 이코노마이저(4)의 내부는 연소 배가스와 중간열매체가 열교환 되는 형식으로써 연관식 또는 수관식 형태의 열교환기형식으로 형성되며, 일측은 연관(2)으로부터 배출된 연소가스가 유동하며 열교환기 내부에 충진된 중간열매체를 가열시키고 연소가스가 연통(5)을 통하여 외부로 배출되며, 중간열매체는 제1연결관으로부터 유입되어 연소가스에 의해 가열되어 부력에 의해 제2연결관을 거쳐 외통체 내부로 자연순환 되는것을 특징으로 하는 진공가열식 가스히터.The inside of the economizer 4 is a heat exchanger type in which the flue gas and the intermediate heat medium are heat-exchanged, and is formed in the heat exchanger type of an associated or water pipe type. The intermediate heat medium is heated and the combustion gas is discharged to the outside through the communication (5), the intermediate heat medium flows in from the first connection pipe and is heated by the combustion gas, and naturally flows into the outer cylinder through the second connection pipe by buoyancy. Vacuum heated gas heater, characterized in that circulated. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 연관(2) 출구측 및 스택(5)과 이코노마이저(4)와의 연결은 플랜지(9)에 의해 연결되며 제1연결관(3)과 제2연결관(10)은 연결부(11)에 의하여 연결되어 탈,부착이 용이하도록 마련된 것을 특징으로 하는 진공가열식 가스히터.Association (2) The outlet side and the connection between the stack (5) and the economizer (4) are connected by a flange (9) and the first connector (3) and the second connector (10) are connected by a connector (11). Vacuum heating type gas heater, characterized in that provided to facilitate removal. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 배가스의 강제순환을 위하여 제1연결관(3)에 순환펌프(17)를 장착한 것을 특징으로 하는 진공가열식 가스히터.Vacuum heating gas heater, characterized in that the circulation pump 17 is mounted on the first connecting pipe (3) for forced circulation of the exhaust gas.
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