KR20080080490A - 온라인 조절가능한 석탄 흐름 분배 장치 - Google Patents

Abstract

상류 석탄 배관으로부터 적어도 두 개의 하류 석탄 배관 각각으로 다수의 유동 채널을 형성하는 복수의 평행한 격벽과, 복수의 격벽의 상류의 복수의 독립적으로 피봇가능한 베인을 포함하면서 베인 중 적어도 하나를 피봇시킴으로써 하류 배관들 사이의 석탄의 분포를 제어하는 리플 수납체를 구비한 석탄 배관 접합부를 구비하는 석탄 공급 시스템에 의해, 보일러 수납체 상에 배치된 적어도 두 개의 버너와 유동 연통하는 적어도 하나의 석탄 분쇄기를 포함하는 미분탄 연소 보일러 시스템을 작동시키기 위한 방법 및 장치. 하류 석탄 배관 내에서 석탄 유량이 감시되고, 베인 중 적어도 하나는 석탄 유량의 측정된 분포에 응답하여 피봇되는 것이 바람직하다.

Description

온라인 조절가능한 석탄 흐름 분배 장치 {ON-LINE ADJUSTABLE COAL FLOW DISTRIBUTING DEVICE}

본 발명은 온라인 조절가능한 석탄 흐름 분배 장치를 포함하는 미분탄 연소 보일러 시스템을 작동시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 석탄 배관 접합부 내에 조절가능한 리플(riffle)을 사용함으로써, 하나의 석탄 배관으로부터 다수의 석탄 배관으로의 미분탄의 흐름의 균형을 제어하는 것에 관한 것이다. 리플은 입구 배관으로부터 복수의 출구 배관 각각으로 교번적으로 석탄을 인도하는 직사각형 단면을 갖는 일련의 평행한 흐름 채널을 포함하는 수납체이다.

미분탄 연소 보일러에서, 하나 이상의 분쇄기로부터 보일러 수납체 상에, 즉, 보일러의 벽, 코너, 지붕 및/또는 아치(arch) 상에 배치된 다수의 석탄 버너로 미립자 석탄 및 일차 공기가 흐른다. 석탄은 분쇄기로부터 버너로 연장하는 다수의 석탄 배관을 포함하는 석탄 공급 시스템을 통해 버너에 공급된다. 일반적으로, 분쇄기에 연결된 석탄 배관의 수는 버너에 연결된 석탄 배관의 수보다 작고, 석탄 공급 시스템은 다수의 석탄 배관 접합부를 포함하며, 이 석탄 배관 접합부에서 상류 석탄 배관이 둘 이상의 하류 석탄 배관으로 분할된다.

낮은 수준의 재 내의 미연소 탄소 및 환경에 대한 감소된 배출물과 보일러 내의 바람직한 온도 분포를 달성하기 위해 개별 버너 사이의 석탄 및 일차 공기의 제어된, 일반적으로 균일한, 분포가 중요하다는 것이 잘 알려져 있다. 석탄 배관으로의 일차 공기의 충분히 균일한 분포는 일반적으로 석탄 배관의 전체 흐름 저항을 균형화하기 위해 석탄 배관 내에 조절가능한 오리피스 또는 흐름 규제기를 사용하여 얻어진다. 그러나, 석탄 배관으로의 균일한 석탄 흐름 분포를 달성하는 것은 종종 어려운 과제가 된다. 그 이유는 석탄이 석탄 배관 내에서 소위 "로프(rope)" 또는 비교적 좁은, 농축된 석탄 스트림으로서 흐르게 되는 경향을 갖기 때문이다. 이런 로프는 석탄 배관의 단면의 일정한 부분으로 전달한다. 종종, 석탄 배관 내에 단 하나의 로프가 존재하며, 이는 예로서, 공기 및 석탄 유량(flow rate)에 따라, 그 위치가 변할 수 있다. 석탄 배관 접합부에 도달할 때, 로프는 주로 하나의 하류 석탄 파이프로 안내되고, 따라서, 버너에 대한 석탄의 분포는 매우 불균형해진다.

석탄 흐름을 균형화하기 위해 사용되는 방법은 석탄 로프를 파괴하도록 접합부의 상류의 위치에서 석탄 배관 내에 내부 와류기를 구비하는 벤튜리를 제공하는 것이다. 그러나, 이런 와류기는 석탄 배관 내의 압력 강하를 증가시킨다. 또한, 석탄의 불균형 분포가 관찰되는 경우, 이런 와류기는 흐름을 교정하도록 조절될 수 없다.

석탄 배관으로부터 다수의 하류 배관으로 석탄 미립자 스트림을 균일하게 분할하려는 시도에서, 배관 접합부는 종종 리플, 즉, 입구 배관으로부터 출구 배관 각각으로 석탄을 교번적으로 안내하는 직사각형 단면을 갖는 일련의 평행한 흐름 채널을 포함하는 수납체를 구비한다. 통상적으로, 리플은 약 1 내지 약 4 인치의 폭을 갖는 8 내지 16개 채널을 포함한다. 리플 내에 매우 좁은 채널을 사용함으로써, 석탄 로프는 몇 개의 채널들보다 많은 입구 개구에 충돌할 것으로 예상될 수 있으며, 비교적 양호한 석탄 흐름 균형이 달성될 수 있다. 그러나, 너무 좁은 채널은 높은 유동 저항을 유발한다. 따라서, 채널은 종종 로프가 주로 몇몇 채널들에만 충돌할 수 있는 크기로 이루어진다. 그러나, 이 구조에서, 너무 큰 불균형이 발생할 수 있다. 상술한 이유 때문에, 유동 저항을 극도로 증가시키지 않고 리플 내의 석탄 흐름의 균형화를 개선할 필요가 있다.

미국 특허 제6,789,488호는 리플의 상류에 배치된 조절가능한 흐름 제어 요소를 구비하는 미분탄 유동을 균형화하기 위한 장치를 개시한다. 유동 제어 요소는 예로서, 위치설정 로드 상에 장착된 눈물 방울 형상의 요소의 어레이를 포함한다. 모든 평행한 유동 채널 제어 요소의 횡방향 위치는 석탄 배관의 내외로 위치설정 로드를 활주(sliding)시킴으로써 동시에 조절될 수 있다. 그러나, 이런 장치는 매우 복잡한 구조이며, 마모되기 쉽다.

따라서, 미분탄 공급 시스템 내의 석탄 흐름의 분포의 제어를 가능하게 하는, 간단하고 내구성 있는 석탄 배관 접합부 디자인을 제공하는 것이 바람직하다. 이런 디자인은 미분탄 보일러 시스템의 개선된 작동, 감소된 오염 배출물 및 개선된 연소 효율을 도출한다.

본 발명의 목적은 시스템의 압력 강하를 현저히 증가시키지 않고, 미분탄 연소 보일러 시스템 내의 다수의 석탄 흐름의 균형을 효율적으로 제어하기 위한 간단하고 신뢰성 있는 방법 및 장치의 리플 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 미분탄 연소 보일러 시스템 내의 다수의 석탄 흐름의 균형을 제어하기 위한 효율적 방법 및 장치의 자동 온라인 제어를 제공하는 것이다.

일 양태에 따라서, 본 발명은 적어도 하나의 석탄 분쇄기와, 석탄 분쇄기로부터 미분탄을 수용하기 위해 보일러 수납체 상에 배치된 적어도 두 개의 버너를 갖는 미분탄 연소 보일러 시스템 내의 석탄의 분포를 제어하는 방법을 제공한다. 이 방법은 적어도 하나의 석탄 분쇄기로부터 적어도 두 개의 버너로 석탄을 공급하기 위해 석탄 공급 시스템을 제공하는 것을 포함한다. 석탄 공급 시스템은 상류 석탄 배관으로부터 적어도 두 개의 하류 배관 각각으로 다수의 흐름 채널을 형성하는 복수의 평행한 격벽을 포함하는 리플 수납체를 구비한 석탄 배관 접합부를 구비한다. 또한, 이 방법은 복수의 격벽의 상류에 복수의 피봇가능한 베인을 제공하고, 적어도 두 개의 하류 석탄 배관 사이의 석탄의 분포를 제어하기 위해 적어도 하나의 피봇가능한 베인을 피봇시키는 것을 포함한다.

다른 양태에 따라서, 본 발명은 보일러 수납체 상에 배치된 적어도 두 개의 버너에 공급되는 석탄을 분쇄하기 위한 적어도 하나의 석탄 분쇄기를 구비한 미분탄 연소 보일러 시스템에 사용하기 위한 석탄 공급 시스템을 제공한다. 석탄 공급 시스템은 석탄 배관 접합부와 복수의 피봇가능한 베인을 포함한다. 석탄 배관 접합부는 석탄 분쇄기로부터 미분탄이 공급되는 상류 석탄 배관으로부터 적어도 두 개의 버너로 미분탄을 공급하는 적어도 두 개의 하류 석탄 배관 각각으로 다수의 흐름 채널을 형성하는 복수의 격벽을 구비한 리플 수납체를 포함한다. 복수의 피봇가능한 베인은 하류 석탄 배관 사이에서 상류 석탄 배관으로부터의 석탄의 분포를 제어하기 위해 복수의 격벽의 상류에 배치된다.

직렬 위치(inline position)로부터 하나 이상의 흐름 채널로의 입구를 적어도 부분적으로 차단하는 위치로 격벽의 상류에 배치된 하나 이상의 개별 배인을 조절함으로써, 채널을 통한 공기 및 석탄의 흐름이 감소될 수 있다. 본 발명의 목적에 따라서, 흐름 채널 중 단지 몇몇과 충돌하는 것이 일반적인 농축된 로프로서 석탄 배관 내에서 석탄이 수송되지만, 석탄의 대부분은 하나 또는 최대 몇몇 채널로의 입구를 부분적으로 또는 전체적으로 차단함으로써, 이웃 채널로 흐르도록 재분배될 수 있다. 베인을 적절히 조절함으로써, 석탄 흐름은 출구 배관에 균등하게 분배될 수 있다. 일부 경우에, 예로서, 배출물 또는 슬래깅 문제를 해결하기 위해 석탄 분포를 특수하게 편의시켜야할 필요도 있다. 베인을 적절히 조절함으로써, 이런 편의된 석탄 분배를 달성하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 피봇가능한 베인은 리플 내의 현저한 압력 강하가 생성되는 매우 좁은 리플 내의 흐름 채널을 사용할 필요 없이, 출구 석탄 흐름의 균형화를 가능하게 한다. 대부분의 경우에, 본 발명에 따른 장치는 리플 내에 하나 또는 최대 몇몇의 베인을 전향시킴으로써 석탄 흐름 분배를 균형화할 수 있다. 따라서, 대부분의 베인은 흐름과 직렬로 유지될 수 있으며, 압력 강하는 급격히 증가하지 않고, 모든 채널에 분산되는 일차 공기의 속도 도는 분포는 현저한 영향을 받지 않는다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 석탄 유량은 하류 석탄 배관 내에서 측정되고, 필요한 석탄 흐름 분포를 달성하도록 측정된 석탄 흐름 뷸균형에 응답하여 적어도 하나의 베인이 피봇된다. 석탄 흐름 데이터는 소위 ECT(Electric Charge Transfer) 시스템 같은 실시간 온라인 석탄 흐름 측정 시스템으로부터 수신되는 것이 바람직하다. 자동화된 제어 시스템은 베인(들)을 유리하게 조정한다.

석탄 배관 접합부는 대응 하류 석탄 배관 각각에 하나씩, 둘 이상의 출구 개구를 포함한다. 접합부가 단지 두 개의 출구 개구를 구비할 때, 리플 수납체는 출구 개구 각각에 교번적으로 인도되는 평행한 흐름 채널을 포함하는 것이 유리하다. 흐름 채널 사이의 모든 두 번째 격벽의 상류에 피봇가능한 배인을 배치하고, 피봇가능한 베인 사이에 고정 격벽 연장부를 배치함으로써, 임의의 하나의 채널로의 흐름을 폐쇄 또는 감소시키는 것이 가능하며, 그에 의해, 하나의 채널로부터 그 이웃 채널로 바람직하지 못한 높은 석탄 흐름의 일부를 재분배함으로써 석탄 흐름을 균형화하는 것이 가능하다.

리플이 N 출구 개구를 포함하고, 여기서 N이 2 보다 클 때, 고정 격벽 연장부는 매 N 번째 격벽의 상류에 배치되는 것이 바람직하며, 개별적으로 피봇가능한 베인은 모든 나머지 격벽의 상류에 배치되는 것이 바람직하다. N-1 인접 베인을 피봇시킴으로써, N 출구 개구로의 석탄 흐름을 균형화하는 것이 일반적으로 가능하다. 최고의 제어 유연성을 제공하기 위해, 격벽 각각의 상류에 조절가능한 베인을 배치하는 것도 가능하지만, 이런 리플은 베인 사이의 고정 격벽 연장부를 갖는 것들보다 다소 복잡해진다.

상술한 간단한 설명과, 본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조로 이루어지는 현용의 바람직한, 그러나, 그럼에도 불구하고, 예시적인 본 발명의 하기의 상세한 설명을 참조로 보다 완전히 이해될 것이다.

도1은 미분탄 연소 보일러 시스템의 개략도.

도2는 본 발명의 제1 바람직한 실시예에 따른 리플을 구비한 석탄 배관 접합부의 개략 단면 정면도.

도3A 및 도3B는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리플을 갖는 석탄 배관 접합부의 개략 단면 측면도.

도4는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 리플을 갖는 석탄 배관 접합부의 개략 단면 정면도.

도5는 도4에 도시된 바람직한 실시예에 따른 리플을 갖는 석탄 배관 접합부의 개략 단면 측면도.

이제, 도면을 보다 상세히 참조하면, 도1은 미분탄 연소 보일러 시스템(10)의 개요도를 개략적으로 보여준다. 석탄(12) 및 공기(14)는 보일러(22)의 측벽 상에 배치된 두 개의 버너(18, 20) 각각의 내부에서의 연소에 적합한 크기로 석탄이 분쇄되는 분쇄기(16) 내로 도입된다. 다른 유형의 보일러에서, 버너(18, 20)는 보일러의 코너, 지붕 및/또는 아치 상에 배치될 수 있다. 미분탄 및 일차 공기는 분 쇄기(16)로부터 버너(18, 20)로 석탄 공급 시스템(24)을 따라 운반되고, 버너에서 석탄은 일차 공기 및 이차 공기(26)에 의해 연소된다. 연소 과정에서 생성된 배기 가스는 배출 가스 채널(28)을 통해 보일러로부터 배출된다.

석탄 공급 시스템(24)은 도1에 도시된 간단한 미분탄 연소 보일러 시스템에서, 분쇄기(16)에 연결된 상류 배관(30)과, 버너(16, 18)에 각각 연결된 두 개의 하류 배관(32, 34)을 포함한다. 상류 배관(30)은 접합부(36)에 의해 하류 배관(32, 34)에 연결되고, 접합부(36)에서, 미분탄과 일차 공기의 최초 흐름은 두 개의 하류 배관(32, 34) 사이에서 분할된다. 사실, 미분탄 연소 보일러는 종종 둘 이상의 버너에 각각 연결될 수 있는 하나 이상의 출구를 각각 가지는 다수의 분쇄기를 포함한다. 따라서, 이런 보다 복잡한 미분탄 연소 보일러 시스템의 석탄 공급 시스템은 다수의 석탄 배관 접합부를 포함할 수 있으며, 이들 석탄 배관 접합부 각각은 분쇄기의 출구로부터 석탄을 이송하는 입구 배관 또는 상류 배관으로부터 둘 이상의 출구 배관 또는 하류 배관으로 석탄 흐름을 분할한다. 예로서, 본 발명에 따른 석탄 배관 접합부는 도1 내지 도3B에 도시된 것 같이 두 개의 출구 배관에 연결될 수 있거나, 도4 및 도5에 도시된 것 같이 두 개 이상의 출구 배관에 연결될 수 있다.

보일러(22) 내의 균등한 온도 분포 및 높은 연소 효율과 낮은 배출물을 갖게 하기 위해, 버너(18, 20)로의 일차 공기 및 석탄의 흐름은 일반적으로 잘 균형화되어야 한다. 그러나, 특히, 석탄이 농축된 로프로서 석탄 공급 시스템(24) 내에서 흐르는 경향이 있기 때문에, 접합부(36) 하류의 석탄 배관(32, 34) 내로의 석탄의 비균등 분배의 위험이 존재한다. 다른 한편, 일부 경우에, 예로서, 배출물 또는 슬래깅 문제를 해결하기 위해, 석탄 분포를 특수하게 편의시킬 필요성이 있다. 이들 목적 중 임의의 목적을 달성하기 위해, 접합부(36)는 보다 상세히 후술될 바와 같이, 배관(32, 34) 사이의 석탄 흐름 분포를 제어하도록 본 발명에 따른 조절가능한 리플을 포함하는 것이 유리하다.

도2는 석탄 배관 접합부(36)의 일 실시예의 전방 단면도를 개략적으로 도시하고, 도3A 및 도3B는 그 측면 단면도를 도시한다. 예시된 바와 같이, 접합부(36)는 상류 배관(30) 및 하류 배관(32, 34) 각각이 연결되는 하나의 입구 개구(38)와 두 개의 출구 개구(40, 42)를 갖는다. 석탄 배관 접합부(36)는 여기에, 상부 단부에 출구 개구(40, 42)를 구비하고, 하부 단부에 입구 개구(38)를 구비하는 것으로 도시되어있다. 그러나, 접합부(36)의 배향은 다를 수 있다. 예로서, 입구 개구(38)는 접합부의 상부 단부에, 또는 측부에 존재할 수 있다. 또한, 도2, 도3A 및 도3B의 석탄 배관 접합부(36)는 수직 측벽(46)과, 개구와, 수평 하부 단부(48)와 수납체의 측부를 향해 경사진 부분 개방 상부 단부(50, 52)를 구비하는 리플 수납체(44)를 포함한다.

리플 수납체(44) 내에는 측벽(46)과 함께 일련의 평행한 흐름 채널(56, 56')을 형성하는 일련의 수직 격벽(54, 54')이 배치되어 있다. 매 두 번째 흐름 채널(56, 56')은 출구 개구(40, 42) 중 하나를 향해 개방된 경사진 상부 단부 부분과, 출국 개구(40, 42) 중 나머지를 향해 폐쇄된 경사진 상부 단부 부분을 구비하며, 나머지 흐름 채널은 역순의 개방 및 폐쇄된 경사진 단부 부분을 갖는다. 따라 서, 도3A 및 도3B에서, 예로서, 흐름 채널(a1-a5)은 출구 개구(40)로 개방되고, 출구 개구(42)로 폐쇄되며, 흐름 채널(b1-b5)은 출구 개구(42)로 개방되고, 출구 개구(40)로 폐쇄된다.

일부 경우에, 예로서, 배출물 또는 슬래깅 문제를 해결하기 위해, 석탄 분포를 특수하게 편의시킬 필요가 있다. 따라서, 도3A에 도시된 본 발명에서, 레버(60)에 의해 그 후방(하류) 에지 둘레로 피봇될 수 있는 베인(58)이 매 두 번째 격벽(54, 54')의 하부(상류) 단부에 인접 배치된다. (도3에 도시된 바와 같이, 이들 매 두 번째 격벽 각각은 참조 번호 54로 표시되어 있다.) 레버(60)는 로킹 핀(62)에 의해 원하는 위치로 폐쇄될 수 있는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 베인(58) 각각은 독립적으로 피봇될 수 있다. 그러나, 대안 실시예에 따라서, 베인(58) 중 하나 이상은 대응하는 하나 이상의 베인(58)에 연결된 커넥팅 샤프트(64)와 자동 제어 시스템(66)에 의해 피봇될 수 있다. 제어 시스템(66)은 하류 배관(32, 34) 내의 석탄 흐름을 감시하기 위한 수단(68)을 포함하는 것이 바람직하다. 이런 수단에 의한 측정치에 기초하여, 예로서, 관찰된 석탄 흐름 불균형에 기초하여, 베인(58) 중 하나 이상은 흐름을 균형화하도록 전향된다. 석탄 흐름 감시 방법은 소위 ECT(Electric Charge Transfer) 기술에 기초하거나, 본 기술 분야의 숙련자에게 공지된 소정의 다른 석탄 흐름 감시 방법, 예로서, 광학적, 마이크로파 또는 샘플링 기반 방법에 기초할 수 있다.

또한, 도3A에서, 고정된 벽 연장부(70)는 피봇가능한 베인(58)과 연계되지 않은 격벽(54, 54')의 하부 단부에 인접 배치되는 것이 바람직하다. (도3에 도시 된 바와 같이, 벽 연장부는 참조 번호 54'로 표시된 격벽에 인접하게 배치되어 있다.) 연장부는 실질적으로 베인(58) 만큼 멀리 하류로 연장하는 것이 바람직하다. 따라서, 베인(58)은 인접 벽 연장부(70)를 향해, 또는 측벽(46)을 향해 베인의 선단 에지(leading edge)를 전향시킴으로써 인접 흐름 채널(56, 56') 중 어느 하나에 대해 입구를 부분적으로 또는 완전히 폐쇄하기 위해 사용될 수 있는 것이 바람직하다. 도3A에서, 채널(a1 및 b1) 사이의 격벽(54)의 하부 단부의 베인(58)은 채널(b1)에 대해 입구를 거의 폐쇄하도록 피봇된다.

석탄 배관 접합부(36)로의 석탄 흐름이 단 하나의 석탄 로프를 형성하는 경우, 로프는 채널(56, 56') 중 단지 몇몇의 입구로만 주로 연장하는 폭을 가질 수 있다. 예로서, 석탄 중 원래의 20%가 채널(a1)에 충돌하고, 70%가 채널(b1)에 충돌하며, 10%가 채널(a2)에 충돌할 때, 석탄 중 단지 30% 만이 출구 개구(40)로 안내되고, 나머지 70%는 출구 개구(42)로 안내된다. 이 상황을 교정하기 위해, 채널(a1, b1) 사이의 베인(58)은 채널(b1)을 부분적으로 차단하도록 채널(b1)을 향해 피봇된다. 베인(58)이 채널(a1)로 흐르는 석탄의 부분이 40%로 증가하고, 채널(b1)로 흐르는 부분이 50%로 감소하도록 피봇될 때, 접합부(36) 하류의 총 석탄 흐름은 균형화된다. 균형화가 단지 하나의 베인(58)을 경사지게 함으로써 이루어졌지만, 출구 배관(40, 42)으로의 일차 공기의 분포는 현저히 변하지 않는다.

석탄 흐름을 균형화하기 위해 전향된 베인은 석탄 스트림의 변화를 감시하고, 이들을 하나씩 테스트함으로써 발견될 수 있다. 온라인 석탄 스트림 감시 시스템이 가용하지 않은 경우, 일부 경우에, 보일러 내의 온도 같은 몇몇 다른 파라 미터에 의해 간접적으로 흐름을 조절하는 것도 가능하다. 석탄이 단일 로프로서 상류 배관 내에서 흐르거나, 보다 일반적으로는, 단 하나의 최대치를 갖는 형태로 흐르는 경우, 이론적으로, 하나의 베인만을 경사지게 함으로써 흐름을 균형화하는 것이 항상 가능하여야 한다. 그러나, 일부 경우에, 석탄 흐름의 밀도가 하나 이상의 최대 지점을 가질 때, 석탄 흐름의 최적의 균형화는 둘 이상의 베인을 경사지게 함으로써 얻어질 수 있다.

본 발명에 따라서, 베인(58)은 독립적으로 제어되는 것이 바람직하다. 또한, 특히, 리플이 많은 수의 좁은 채널을 포함하는 경우, 예로서, 두 개의 이웃하는 베인의 피봇이 연결되는 것이 가능하다. 그러나, 전체적으로, 베인은 적어도 리플 수납체(44)의 입구 개구(38)의 서로 다른 부분 내의 베인이 독립적으로 제어될 수 있도록 독립적으로 제어되는 것이 바람직하다. 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 따라, 베인(58) 각각은 완전히 독립적으로 제어될 수 있지만, 다른 실시예에서, 둘 이상의 베인(58)은 함께 피봇될 수 있다.

도3A는 인접 격벽(54)의 하부 단부와 각 베인 사이에 단지 매우 작은 간극(72)이 형성되어 있도록 배치된 베인(58)을 보여준다. 그러나, 일부 경우에, 특히, 최적의 베인 위치가 수직 방향으로부터 다수의 베인의 전향을 포함할 때, 보다 큰 간격을 그 사이에 갖는 것이 유용할 수 있다. 간격은 바람직하게는 채널의 폭의 약 0.2 내지 약 3 배 정도, 그리고, 보다 바람직하게는 채널의 폭의 약 0.5 내지 약 1배이다. 이런 간격은 석탄 흐름에 현저한 영향을 주지는 않지만, 간격은 일차 공기 흐름의 균형을 제어하는 것을 도울 수 있다.

베인(58)이 직렬 위치에 있을 때, 공기 및 미분탄의 흐름은 베인(58)에 임의의 가혹한 응력(stress)을 유발하지 않는다. 그러나, 베인이 석탄 흐름 전향 위치에 있을 때, 미분탄은 베인 상에 충돌한다. 따라서, 베인(58)은 베인(58)의 유용 수명을 연장시키도록 내마모성 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.

도4 및 도5는 본 발명의 다른 바람직한 실시예로서, 하나의 입구 개구(76)와 세 개의 출구 개구(78, 80, 82)를 갖는 석탄 배관 접합부(74)를 개략적으로 보여준다. 리플 수납체(84)는 각각 석탄 흐름을 출구 개구(78, 80, 82)로 안내하는 일련의 세 개의 서로 다른 유형의 평행 흐름 채널(86, 88, 90)을 포함한다. 흐름 채널(a1-a3)은 석탄을 예로서, 출구 개구(78)로 안내하고, 채널(b1-b3)은 석탄을 출구 개구(80)로 안내하며, 채널(c1-c3)은 석탄을 출구 개구(82)로 안내한다. 도5에 도시된 바와 같이, 고정된 연장부(94)는 매 3번째 격벽(92)의 하부 단부에 인접 배열된다. 예로서, 고정된 연장부(94)는 채널(c2, c3) 사이에 배치된 격벽(92)에 인접 배열된다. 한편, 피봇가능한 베인(96)은 다른 격벽 각각의 하부 단부에 인접 배열된다. 예로서, 베인(96)은 채널(a3, b3) 사이에 배치된 격벽(92)에 인접 배열된다.

베인(96)을 피봇시키는 것에 의한 석탄 배관 접합부(74)의 세 개의 출구 개구(78, 80, 82)에 연결된 배관으로의 석탄 흐름의 균형화는 도2 및 도3A를 참조로 상술된 두 개의 출구 개구를 갖는 접합부의 경우에서 보다 다소 복잡하다. 그러나, 원론적으로, 두 개의 인접 베인(96)을 전향시켜, 일차 공기 흐름의 균형에 현저한 영향을 주지 않고, 하나의 농축 최대치를 갖는 석탄 흐름을 모든 출구 배관에 균등하게 분배하는 것이 항상 가능하다. 예로서, 석탄의 원래의 20%가 채널(b1)에 충돌하고, 70%가 채널(c1)에 충돌하며, 10%가 채널(a2)에 충돌하는 경우, 채널(c1)로의 입구가 절반 이상 폐쇄되도록 채널(c1, a2) 사이에 배열된 고정된 벽 연장부(94')를 향해 채널(b1, c1) 사이에 배열된 베인(96')을 경사지게 하고, 이제 채널(b1)로 안내되는 흐름의 일부를 채널(a1)로 안내하도록 동일한 방향(즉, 고정된 벽 연장부(94')를 향한)으로 채널(a1, b1) 사이에 배열된 베인(96")을 경사지게 하는 것이 가능하다. 그에 의해, 출구 배관(78, 80, 82) 사이에서 균등하게 석탄 스트림을 분할하는 것이 가능하며, 일차 공기 흐름은 충분한 균형을 유지한다.

또한, 본질적으로, 셋 이상의 출구 개구로 석탄 흐름을 안내하는 조절가능한 리플을 갖는 접합부를 형성하는 것도 가능하다. 본 발명에 따른 조절가능한 리플에서, 도2, 도3A, 도4 및 도5에 도시된 실시예에서와 같이 단지 일부의 격벽에 인접한 독립적으로 조절가능한 베인을 구비하는 것 또는 도3B에 도시된 바와 같이, 격벽 각각에 인접한 이런 베인을 갖는 것이 가능하다. 더 많은 수의 독립적으로 조절가능한 베인은 석탄 흐름의 보다 유연한 조절을 가능하게 하지만, 또한, 장치의 비용을 증가시키고, 최적의 조절의 결정을 보다 복잡해지게 한다.

도2 내지 도5에서, 조절가능한 베인(58, 96)은 이들이 그 후방, 즉, 하류, 에지 둘레에서 피봇될 수 있도록 장착된다. 그러나, 본 발명의 소정 실시예에서, 베인을 그 선단, 즉, 상류, 에지 둘레에서 피봇가능하게 장착하는 것도 가능하다. 모든 격벽이 조절가능한 베인을 구비하는 경우 특히 유용할 수 있는 이 대안은 석탄 흐름 제어를 다소 보다 복잡해지게 하지만, 석탄 및 일차 공기 양자 모두의 흐 름의 매우 양호한 균형화를 도출할 수 있다.

본 발명을 현재 바람직한 실시예로 고려되는 예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에 규정된 바와 같은 본 발명의 범주 내에 포함되는 특징 및 용례의 다양한 조합 및 변형을 포함한다.

Claims (25)

1. 적어도 하나의 석탄 분쇄기와 적어도 하나의 석탄 분쇄기로부터 미분탄을 수용하기 위해 보일러 수납체 상에 배치된 적어도 두 개의 버너를 구비하는 미분탄 연소 보일러 시스템에서 석탄 분배를 제어하는 방법에 있어서,

   적어도 하나의 석탄 분쇄기로부터 적어도 두 개의 버너로 석탄을 공급하기 위한 석탄 공급 시스템으로서, 상류 석탄 배관으로부터 적어도 두 개의 하류 배관 각각으로 다수의 흐름 채널을 형성하는 복수의 평행 격벽을 포함하는 리플 수납체를 갖는 석탄 배관 접합부를 구비하는 석탄 공급 시스템을 제공하는 단계와,

   복수의 격벽의 상류에 복수의 피봇가능한 베인을 제공하는 단계와,

   적어도 두 개의 하류 석탄 배관 사이에서 석탄의 분포를 제어하도록 복수의 피봇가능한 베인 중 적어도 하나를 피봇시키는 단계를 포함하는 석탄 분배 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 하류 석탄 배관 내의 석탄 유량을 감시하는 단계를 더 포함하고, 피봇시키는 단계는 감시된 석탄 유량의 측정된 분포에 응답하여 수행되는 석탄 분배 제어 방법.
3. 제1항에 있어서, 인접한 격벽의 상류 단부와 베인 각각 사이에 흐름 채널의 폭의 약 0.2 배 내지 약 3배의 간극을 제공하는 단계를 더 포함하는 석탄 분배 제 어 방법.
4. 제3항에 있어서, 인접 격벽의 상류 단부와 베인 각각 사이의 간극은 평행 흐름 채널의 폭의 약 0.5 내지 1배인 석탄 분배 제어 방법.
5. 제1항에 있어서, 리플 수납체는 상류 배관으로부터 두 개의 하류 배관 각각으로 다수의 흐름 채널을 포함하고, 매 2번째 격벽의 상류에 복수의 피봇가능한 베인 중 하나가 제공되며, 피봇가능한 베인들 사이에 고정된 격벽의 연장부가 제공되는 석탄 분배 제어 방법.
6. 제1항에 있어서, 리플 수납체는 상류 배관으로부터 N 하류 배관 각각으로 다수의 흐름 채널을 포함하고, N은 2 보다 크고, 매 N 번째 격벽의 상류에 고정된 격벽 연장부가 제공되며, 나머지 격벽 각각의 상류에는 피봇가능한 베인 중 하나가 제공되는 석탄 분배 제어 방법.
7. 제1항에 있어서, 피봇가능한 베인은 개별적으로 피봇될 수 있는 석탄 분배 제어 방법.
8. 제1항에 있어서, 피봇가능한 베인 중 둘 이상은 연결되고, 연결된 피봇가능한 베인을 함께 피봇시키는 단계를 더 포함하는 석탄 분배 제어 방법.
9. 보일러 수납체 상에 배치된 적어도 두 개의 버너에 공급되는 석탄을 분쇄하기 위해 적어도 하나의 석탄 분쇄기를 구비하는 미분탄 연소 보일러 시스템에 사용하기 위한 석탄 공급 시스템에 있어서,

   석탄 분쇄기로부터 적어도 두 개의 하류 석탄 배관으로 미분탄이 공급되는 상류 석탄 배관으로부터 적어도 두 개의 버너에 미분탄을 공급하는 적어도 두 개의 하류 석탄 배관 각각으로 다수의 흐름 채널을 형성하는 복수의 격벽을 포함하는 리플 수납체와,

   상류 석탄 배관으로부터 하류 석탄 배관 사이에 석탄의 분포를 제어하기 위한, 상기 복수의 격벽의 상류의 복수의 피봇가능한 베인을 포함하는 석탄 공급 시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 하류 석탄 배관 내의 석탄 유량을 감시하기 위한 수단과, 감시된 석탄 유량의 측정된 분포에 응답하여 상기 베인 중 하나 이상을 피봇시키기 위한 수단을 더 포함하는 석탄 공급 시스템.
11. 제9항에 있어서, 평행 흐름 채널의 폭의 약 0.2 내지 3배의 간극이 인접 격벽의 상류 단부와 상기 베인 각각 사이에 제공되는 석탄 공급 시스템.
12. 제11항에 있어서, 간극은 인접한 격벽의 상류 단부와 상기 베인 각각 사이에 서 평행 흐름 채널의 폭의 약 0.5 내지 1배인 석탄 공급 시스템.
13. 제9항에 있어서, 리플 수납체는 상류 배관으로부터 두 개의 하류 배관 각각으로 다수의 흐름 채널을 포함하고, 매 두 번째 격벽의 상류에 개별적으로 피봇가능한 베인 중 하나가 제공되며, 피봇가능한 베인 사이에 고정된 격벽 연장부가 제공되는 석탄 공급 시스템.
14. 제9항에 있어서, 리플 수납체는 상류 배관으로부터 N 하류 배관 각각으로 다수의 흐름 채널을 포함하고, N은 2 보다 크며, 매 N 번째 격벽의 상류에 고정된 격벽 연장부가 제공되고, 나머지 격벽 각각의 상류에는 복수의 개별적으로 피봇가능한 베인 중 하나가 제공되는 석탄 공급 시스템.
15. 제9항에 있어서, 피봇가능한 베인은 개별적으로 피봇되는 석탄 공급 시스템.
16. 제9항에 있어서, 피봇가능한 베인 중 적어도 두 개는 연결된 피봇가능한 베인이 함께 피봇되도록 연결되는 석탄 공급 시스템.
17. 제9항에 있어서, 동일한 수의 피봇가능한 베인과 격벽이 제공되고, 베인 각각은 격벽 각각에 인접하게 배열되는 석탄 공급 시스템.
18. 보일러 수납체 상에 배치된 적어도 두 개의 버너로 공급되는 석탄을 분쇄하기 위한 적어도 하나의 석탄 분쇄기를 구비하는 미분탄 연소 보일러 시스템에 사용하기 위한 석탄 공급 시스템에 있어서,

    상류 석탄 배관으로부터 적어도 두 개의 하류 석탄 배관 각각으로 다수의 흐름 채널을 형성하는 복수의 격벽을 포함하는 리플 수납체를 구비하는 석탄 배관 접합부와,

    상류 석탄 배관으로부터의 하류 석탄 배관 사이의 석탄의 분배를 제어하기 위해 상기 복수의 격벽의 상류의 복수의 개별적으로 피봇가능한 베인을 포함하는 석탄 공급 시스템.
19. 제18항에 있어서, 상기 하류 석탄 배관 내의 석탄 유량을 감시하기 위한 수단과, 감시된 석탄 유량의 측정된 분포에 응답하여 상기 개별적으로 피봇가능한 베인 중 하나 이상을 피봇시키기 위한 수단을 더 포함하는 석탄 공급 시스템.
20. 제18항에 있어서, 평행 흐름 채널의 폭의 약 0.2 내지 약 3배의 간극이 인접 격벽의 상류 단부와 상기 복수의 개별적으로 피봇가능한 베인 각각의 사이에 제공되는 석탄 공급 시스템.
21. 제18항에 있어서, 간극은 인접 격벽의 상류 단부와 상기 베인 각각 사이에서 평행 유동 채널의 폭의 약 0.5 내지 1배인 석탄 공급 시스템.
22. 제18항에 있어서, 리플 수납체는 상류 배관으로부터 두 개의 하류 배관 각각으로 다수의 흐름 채널을 포함하고, 개별적으로 피봇가능한 베인 중 하나는 매 두 번째 격벽의 상류에 제공되며, 피봇가능한 베인들 사이에 고정된 격벽이 제공되는 석탄 공급 시스템.
23. 제18항에 있어서, 리플 수납체는 상류 배관으로부터 N 하류 배관 각각으로 다수의 흐름 채널을 포함하고, N은 2 보다 크며, 매 N 번째 격벽의 상류에 고정된 격벽 연장부가 제공되고, 나머지 격벽 각각의 상류에는 개별적으로 피봇가능한 베인 중 하나가 제공되는 석탄 공급 시스템.
24. 제18항에 있어서, 개별적으로 피봇가능한 베인 중 적어도 두 개는 연결된 피봇가능한 베인이 함께 피봇되도록 연결되는 석탄 공급 시스템.
25. 제18항에 있어서, 동일한 수의 베인 및 격벽이 제공되고, 베인들 각각은 격벽 각각에 인접하게 배열되는 석탄 공급 시스템.

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