KR20110031210A - 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 방법 및 장치 - Google Patents

석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 방법 및 장치 Download PDF

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한스 게오르그 콘라즈
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프로메콘 프로쩨쓰-운트 메쓰테크닉 콘라즈 게엠베하
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Abstract

본 발명은 분탄을 석탄 화력 발전소의 버너들로 공압 운송하는 수단과 석탄 화력 발전소의 버너들 또는 연소 챔버에 연소 공기를 공급하는 수단을 포함하며, 연소 공기와 캐리어 공기량이 조절되는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 연소 공기와 캐리어 공기의 양을 측정함에 있어, 유지보수가 필요없는 공기량 측정 장치와 결합된, 신뢰도가 높은 공기량 조절 방법을 제공하는 것이다. 본 발명에 의하면, 상기 본 발명의 목적은 연소 공기 유동 방향을 따라 시리즈로 배치되어 있는 센서들 상의 마찰 전기 효과를 측정하는, 상관 측정 방법에 따라 연소 공기량을 측정하여, 궁극적으로는 연소 공기의 유속을 측정하는 측정 장치에 의해 달성된다. 이를 위해 20 내지 200 ㎛ 직경의 미세 입자들이 흡입된 신선 공기 ㎥ 당 0.1 mg 내지 10 mg 도입된다. 흡입된 신선 공기 내로의 미세 입자들의 도입은 실질적으로 석탄 화력 발전소의 연소 시스템의 시동 단계에서 이루어진다. 캐리어 공기량의 측정은, 캐리어 공기의 유동 방향으로 캐리어 공기 유동 내에 시리즈로 배치되어 있는 센서들 상에서 일어나는 마찰 전기 효과를 측정하는 상관 측정 장치에 이루어지는 것이 바람직하다.

Description

석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 방법 및 장치 {DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE FUEL-AIR RATIO DURING THE COMBUSTION OF GROUND COAL IN THE FIRING SYSTEM OF A COAL POWER PLANT}
본 발명은 분탄을 석탄 화력 발전소의 버너들로 공압 운송하는 수단과 석탄 화력 발전소의 버너들 또는 연소 챔버에 연소 공기를 공급하는 수단을 포함하고, 대기로부터 신선한 공기를 흡입하는 신선 공기 송풍기와; 그 흡입된 신선 공기의 일부분을, 분탄과 혼합하기 위한 캐리어 공기로서 운송하는 밀 블로어와; 석탄 화력 발전소의 연소 시스템으로부터 나오는 배가스(flue gas)를 사용하여 상기 흡입된 신선 공기와 캐리어 공기의 일부분을 예열하는 재생 공기 예열기로, 상기 재생 공기 예열기의 저장 매스는 고온의 배가스에 의해 가열되고, 그런 다음 신선 공기 또는 캐리어 공기에 의해 냉각되는 것이 반복되는, 재생 공기 예열기와; 분탄의 공압 운송에 사용되는 연소 공기의 양을 조절하기 위한 공기량 조절 장치와; 연소 챔버 내에 도입되는 연소 공기의 양과 분탄의 공압 운송에 사용되는 캐리어 공기의 양을 측정하기 위한 측정 장치와; 사전에 결정된 양의 분탄을 계량하여 버너에 공급하는 장치;가 공기가 유동하는 방향을 따라 배치되어 있는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서, 분탄을 연소하는 중에 연공비(fuel-air ratio)를 조절하는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 하나 이상의 전술한 특징들을 구비하는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 방법을 포함한다.
석탄 화력 발전소에서, 공급되는 석탄을 실질적으로 완전 연소시키거나 및/또는 연소 과정에서 소정의 화학양론 반응을 하여 높은 에너지 효율을 유지하고 환경오염 물질의 방출을 줄이기 위해서는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 것이 특히 중요하다. 석탄 화력 발전소의 연소 시스템은 요구되는 장입량에 따라 사전에 설정된 계량된 양의 연료를 운송하기에 적당한 장치 외에 그 양을 조절하는 장치를 구비하고 있다. 공급되는 연료량에 따라, 상기 조절 장치는 버너들 및/또는 연소 챔버에 공급되는 연소 공기량을 조절한다. 이를 위해, 상기 연소 챔버 내에 도입되는 연소 공기량을 가능하면 정확하게 측정할 수 있는 측정 장치가 필요하다. 연료의 장입량에 따라 연소 공정을 최적으로 제어하기 위해서는, 운송 장치와 조절 장치 모두가 필요하며, 연료량은 요구되는 장입량에 따라 사전에 설정되고, 연소가 소정의 화학양론적으로 이루어지도록 연소 공기량이 조절된다. 실제로, 한편으로는, 각 버너 또는 버너 그룹에 사전에 결정된 양의 분탄이 공급되는 곳에 석탄 화력 발전소가 존재하고, 상기 버너 또는 버너 그룹에 공급되는 연소 공기량은 연소가 소정의 화학양론적으로 이루어지도록 사전에 설정된 분탄의 양에 따라 조절되며, 다른 한편으로, 연소 시스템에서 보일러실의 모든 버너들에 공급되는 분탄 전부가 연소하도록 사전에 설정되며, 상기 보일러의 버너들 또는 모든 보일러의 모든 버너들에 공급되는 연소 공기량은 그에 대응하여 조절된다.
모든 경우에 있어, 연소 공기량을 조절함으로써 궁극적으로는 연소 공정을 제어하기 위해, 보일러의 모든 버너들 또는 버너들 그룹 또는 하나의 버너에 대한, 또는 전체 보일러에 대한 연소 공기량을 측정하는 것이 필수이다.
또한, 버너들로 분탄을 공압 운송하는 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서, 분탄을 공압 운송하기 위한 캐리어 공기의 양이 조절된다. 이러한 조절을 위해서는 캐리어 공기량을 측정하는 것이 필수적이다.
석탄 화력 발전소의 연소 시스템 내의 공기량은 대부분이 압력 센서를 사용하는 차동 압력 측정 장치에 의해 측정된다. 이를 위해, 캐리어 공기를 운송하는 파이프 또는 채널 시스템뿐만 아니라 연소 공기를 운송하는 각 파이프 또는 채널 시스템 내에 압력 센서들이 설치된다. 측정된 압력을 기초로 하여, 채널 내의 유속이 결정될 수 있으며, 공기량은 채널 형상을 감안하여 결정될 수 있다. 바람직하기로는, 압력 센서들은 채널 단면에 직접 설치되지 않고, 소위 임펄스 파이프를 통해 공기를 운송하는 채널들에 연결 설치된다.
석탄 화력 발전소의 연소 시스템의 에너지 효율을 개선하기 위해, 대부분이 유연하거나 주름진 금속판인 재생 공기 예열기의 저장 매스를 고온의 배가스로 먼저 가열한 후, 계속해서 신선 공기로 상기 저장 매스를 냉각시키는 것을 반복함으로써 배가스가 갖고 있는 열이 신선 공기로 전달되어, 상기 신선 공기가 예열된다. 이와 동시에 플라이 애시(fly ash) 입자들이 신선 공기 내로 도입된다. 석탄 화력 발전소의 연소 시스템을 가동하는 중에, 이러한 공정이 정기적으로 이루어져, 압력 센서들 및/또는 임펄스 파이프가 오염되므로, 지속적으로 세척하고 유지보수해야 한다. 측정된 압력 차에 기초해서는 압력 센서들의 오염 정도를 정확하게 측정할 수 없고, 이에 따라 연속적으로 가동하는 상태에서는 그 측정 결과의 오류 확률이 상당히 클 수 있다는 것이 문제이다. 이는 공기량 측정에 있어 검출이 매우 곤란한 드리프트를 야기한다. 궁극적으로는, 이는 연공비를 부정확하게 조절하게 하며, 이에 따라 에너지 효율이 감소되고, 오염 물질의 배출이 증가하게 된다.
본 발명의 목적은 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 방법 및 장치로, 신뢰성이 높고 유지보수 비용이 낮은 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 공기량을 측정할 때 드리프트(drift)가 없는 측정방법을 개발하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 본 발명의 목적은 청구항 1에 따른 장치와 청구항 8에 따른 방법에 의해 달성된다. 청구항 1을 인용하는 청구항 2 내지 7은 본 발명 장치의 유리한 실시형태들을 개시하고, 청구항 8을 인용하는 청구항 9 내지 13은 본 발명 방법의 유리한 실시형태들을 개시한다.
분탄을 석탄 화력 발전소의 버너들로 공압 운송하는 수단과 석탄 화력 발전소의 버너들 또는 연소 챔버에 연소 공기를 공급하는 수단을 포함하고, 대기로부터 신선한 공기를 흡입하는 신선 공기 송풍기와; 상기 흡입된 신선 공기의 일부분을, 분탄과 혼합하기 위한 캐리어 공기로서 운송하는 밀 블로어와; 석탄 화력 발전소의 연소 시스템으로부터 나오는 배가스를 사용하여 상기 흡입된 신선 공기와 캐리어 공기의 일부분을 예열하는 재생 공기 예열기로, 상기 재생 공기 예열기의 저장 매스는 고온의 배가스에 의해 가열되고, 그런 다음 신선 공기 또는 캐리어 공기에 의해 냉각되는 것이 반복되는, 재생 공기 예열기와; 분탄의 공압 운송에 사용되는 연소 공기의 양을 조절하기 위한 공기량 조절 장치와; 연소 챔버 내에 도입되는 연소 공기의 양과 분탄의 공압 운송에 사용되는 캐리어 공기의 양을 측정하기 위한 측정 장치와; 사전에 결정된 양의 분탄을 계량하여 버너에 공급하는 장치;가 공기가 유동하는 방향을 따라 배치되어 있는, 본 발명에 따른 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 장치는, 연소 공기량이 마찰 전기 효과(triboelectric effect)를 평가하는 상관 측정 장치(correlation measurement device)로 측정되는 것을 특징으로 한다. 이를 위해, 연소 공기의 유동 방향으로 재생 공기 예열기 후방에, 2개의 센서들이 연소 공기를 운송하는 채널 시스템 내에 배치되고, 이들 센서들은 상관 측정 장치에 연동하도록 연결되어 있으며, 계량된 양의 미세 입자들을 상기 공기 유동 내에 도입하기 위한, 하나 이상의 장치가 연소 공기의 유동 방향으로 상기 상관 측정 장치의 센서들 앞에 배치되어 있다.
계량된 양의 미세 입자들을 공기 유동 내로 도입하는 장치는 신선 공기 송풍기 앞에 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 계량된 양의 미세 입자들을 공기 유동 내로 도입하는 장치는 신선 공기 송풍기와 재생 공기 예열기 사이에 배치될 수도 있고, 상기 재생 공기 예열기 뒤에 배치될 수도 있으며, 상기 상관 측정 장치의 센서들 앞에 배치될 수도 있다. 계량된 양의 미세 입자들을 공기 유동 내로 도입하는 장치의 크기는, 공기 ㎣ 당 0.1 mg 내지 10 mg, 바람직하기로는 0.5 mg 내지 2 mg의 미세 입자들이 공기 유동 내로 도입되도록 하는 크기로 되어 있다. 계량된 양의 미세 입자들을 공기 유동 내로 도입하는 장치를 조절하는 조절 장치가 마련될 수 있다. 이 조절 장치는 계량된 양의 미세 입자들을 공기 유동 내로 도입하는 장치가 연속적으로 및/또는 단속적으로, 주기적으로 작동하도록 할 수 있다. 바람직하기로는, 캐리어 공기의 양은 마찰 전기 효과를 측정하는 상관 측정 장치로 측정된다. 이를 위해, 캐리어 공기의 유동 방향으로 재생 공기 예열기 후방에, 상기 상관 측정 장치와 연동하도록 연결되어 있는, 마찰 전기 효과를 검출하는 2개 이상의 센서들이 캐리어 공기를 운송하는 채널 시스템 내에 순차적으로 배치되어 있다. 계량된 양의 미세 입자들을 공기 유동 내로 도입하는 장치는 더스트 인젝터로 구성되는 것이 바람직하며, 필터 애시 또는 플라이 애시가 미세 입자들로 공기 유동 내로 도입되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 방법은, 연소 공기량과 캐리어 공기량이, 공기의 유동 방향으로 상기 공기 유동 내에 순차적으로 배치되어 있는 센서들에서 발생하는 마찰 전기 효과의 측정에 기초하는 상관 측정 방법으로 측정되고, 공기 ㎥ 당 입자 직경이 20 ㎛ 내지 200 ㎛, 바람직하기로는 60 ㎛ 내지 90 ㎛인 미세 입자들이 0.1 mg 내지 10 mg, 바람직하기로는 0.5 mg 내지 2 mg이 상기 공기 유동이 센서들을 지나가기 전에 공기 유동 내에 도입되는 것을 특징으로 한다. 공기 ㎥ 당 전술한 직경의 미세 입자들이 0.1 mg 내지 10 mg, 바람직하기로는 0.5 mg 내지 2 mg 도입되면 측정하기에 충분한 것으로 판명되었다. 바람직하기로는 필터 애시나 플라이 애시가 도입된다.
바람직하기로는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템이 시동하는 과정, 즉 예비-통기 과정 및 오일 또는 가스 연소 과정 중에만, 미세 입자들이 기류에 도입된다. 석탄 더스트 연소가 점화된 후에, 센서들에서 마찰 전기 효과를 일으키기에 충분한 양의 애시 입자들이 신선 공기 유동 및/또는 캐리어 공기 유동 내로 도입되고, 더 이상 입자들을 도입하지 않는 상태에서, 상관 측정 방법에 따라 공기량이 측정될 수 있다. 시동 과정 중에 공기 ㎥ 당 0.1 mg 내지 10 mg의 미세 입자들을 100 ms 내지 60초의 주기 유지시간으로 주기적으로 도입하면, 신뢰성 있는 측정을 할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 방법은 일반적으로 종래 기술에 따른 공기량 측정에 있어 발생하는 드리프트에 의한 문제점을 야기하지 않으면서도, 고장이 없으며 유지보수 없이 연공비를 조절할 수 있도록 한다. 본 발명에 의하면, 공기량 측정의 정밀도가 장시간 동안 높은 안정성을 유지하기 때문에, 연공비의 조절 능력이 상당히 개선된다.
도 1은 석탄 화력 발전소의 연소 시스템을 간략화한 개략도이다.
도 2는 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 시간의 경과에 따라 측정한 공기량을 나타내는 그래프이다.
석탄 화력 발전소의 연소 시스템을 간략화한 개략도는, 초기에 신선한 공기의 흡입, 신선 공기 플랩(1), 상기 신선한 공기 유동에 도입되는 미세 입자들을 계량하는 장치(2) 및 신선 공기 송풍기(3)를 도시하고 있다. 신선 공기 송풍기(3)를 거친 다음, 흡입된 신선 공기로부터 캐리어 공기가 분기된다. 분기된 캐리어 공기 중 일부는 밀 블로어(4)에 의해 전진 운송되어 재생 공기 예열기(5)로 도입된다. 석탄 화력 발전소의 연소 시스템이 정상 동작하는 중에, 캐리어 공기의 일부는 재생 공기 예열기(5)에서 예열된다. 재생 공기 예열기(5)로 도입되지 않은 캐리어 공기 부분은 차가운 상태로 전진 운송된다. 캐리어 공기의 상기 양 부분은 열풍 플랩(hot air flap)(6)과 냉풍 플랩(cold air flap)(7)에 의해, 미세한 분탄이 장입된 후에 캐리어 공기-석탄 혼합물의 온도가 사전에 결정된 범위 내에 속하도록 계량되는 방식으로 서로 혼합된다. 캐리어 공기의 온도는 석탄 밀(8) 다음에 배치되어 있는 온도 측정 장치(9)로 측정한다. 캐리어 공기량 측정 장치(10)의 센서들은 석탄 밀(8) 앞에 배치되어 있다. 이들 센서들은 캐리어 공기 유동 내에 돌출하고 있으며, 캐리어 공기의 유동 방향을 따라 순차적으로 쌍으로 배치되어 있는 측정 막대들로 구성되어 있다. 캐리어 공기량 측정 장치(10)는 캐리어 공기 내에서 운송되는 입자들에 의해 측정 막대들에서 발생하는 마찰 전기 현상을 측정하여 캐리어 공기의 유속을 측정하는 상관 장치로 구성되어 있다. 캐리어 공기의 양은 측정 막대들이 배치되어 있는 영역에서 캐리어 공기를 운송하는 파이프의 단면적과 상기 측정 막대들이 배치되어 있는 영역에서의 캐리어 공기의 온도와 정압(static pressure)을 기초로 결정된다.
계량 장치(metering device)(11)에 의해 석탄 밀(8)에 운송되는 석탄의 양은 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 필요로 하는 장입량에 상당한다. 분탄과 혼합된 캐리어 공기는 연소 챔버(12) 내에 배치되어 있는 버너(13)들로 운반된다. 이는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템의 구성에 따라, 연소 챔버(12)의 각 버너에 대해 개별적으로 또는 버너들의 각 그룹에 대해 또는 모든 버너(13)들에 동시에 이루어질 수 있다. 캐리어 공기의 정압을 측정하는 압력 측정 장치(14)는 캐리어 공기의 유동 방향을 따라 재생 공기 예열기(5) 후방에 배치되어 있다. 또한, 캐리어 공기가 유동하는 방향으로 안전 플랩(15)이 배치되어 있는데, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템이 시동하는 단계, 즉 분탄이 버너(13)로 전달되지 않는 경우, 상기 안전 플랩(15)은 닫혀 있다.
신선 공기 송풍기(3)를 거친 흡입된 신선 공기의 대부분은 연소 공기로 재생 공기 예열기(5)로 운송된다. 예열된 연소 공기의 정압은 정압 측정 장치(16)로 측정된다. 신선 공기 송풍기(3)는 압력 측정 장치(14, 16)에 의해 제어된다. 예열된 연소 공기의 일부는 버너(13)들에 직접 운송되고, 다른 부분은 연소 챔버(12)로 운송된다. 버너(13)들에 운송되는 연소 공기와 연소 챔버(12)에 운송되는 연소 공기의 양은 연소 공기량 측정 장치(17, 18)로 측정된다.
연소 공기량 측정 장치(17, 18)는, 캐리어 공기량 측정 장치(10)와 유사하게, 상관 측정 장치로 구성된다. 상기 측정 장치는, 연소 공기를 운송하는 파이프 또는 채널 시스템 내에서 연소 공기가 유동하는 방향을 따라 순차적으로 쌍으로 배치되어 있는 측정 막대들로 구성되는 센서들을 구비한다. 연소 공기 내에서 운송되는 미세하게 분쇄된 입자들은 상기 측정 막대들 위에서 상관 분석을 통해 측정될 수 있는 마찰 전기 효과를 일으킨다. 연소 공기의 유속은 이러한 측정 결과로부터 정해지며, 연소 공기의 양은 연소 공기를 운송하는 파이프 또는 채널 시스템의 단면적뿐만 아니라 측정 막대들이 배치되어 있는 영역에서의 연소 공기의 온도와 정압을 고려하여 정해진다.
소정의 화학양론 연소를 위해 필요로 하는 연공비를 얻기 위해, 석탄 화력 발전소로부터의 장입 요구에 따라, 버너(13)들에 공급되는 분탄의 양에 상당하는, 버너(13)들과 연소 챔버(12)에 공급되는 연소 공기의 양은 연소 공기 조절 플랩(19, 20)으로 조절된다. 석탄 화력 발전소의 연소 시스템의 크기와 출력에 따라, 전술한 모든 장치들과 조립체들이 여러 번 작동하도록 병렬로 구현될 수 있다. 블록도를 명료하게 표현하기 위해, 장치들과 조립체들은 한 번씩만 도시하였다. 그렇지만 이것이 본 발명의 범주에 속하는 석탄 화력 발전소의 연소 시스템의 기본 기능에 영향을 미치는 것은 아니다.
도 2는 석탄 화력 발전소의 연소 시스템이 시동(startup)하는 단계에서, 시간 경과에 따른, 버너(13) 또는 버너 그룹에 전달되는 연소 공기량의 변화를 보여주고 있다.
먼저, 연소 챔버(12)는 미리 공기가 채워져 있다. 캐리어 공기 덕트 내의 안전 플랩(15)은 닫혀 있는 반면, 연소 공기 조절 플랩(19, 20)은 완전히 열려 있다. 따라서 연소 공기만이 연소 챔버(12)로 운송된다. 신선 공기 송풍기(3)는 정압 측정 장치(16)로 측정된 연소 공기의 압력에 따라 제어된다. 초기에는 충분한 양의 연소 공기가 연소 챔버(12)로 송풍되어 연소 챔버(12) 내의 공기를 여러 번(적어도 3번) 교환함으로써, 연소 챔버(12) 내의 잔류 연료를 제거하여 폭발을 방지한다. 연소 챔버(12) 내의 공기를 여러 번 교환한 후에야, 연소 챔버(12) 내에 배치되어 있는 기름 버너 또는 가스 버너(도 1에는 도시하지 않음)를 점화할 준비가 완료된다. 점화 준비가 완료되면, 점화 공정(오일 또는 가스)을 위해 공급되는 연료량에 따라 연소 공기의 양이 조절된다. 흡입되는 신선 공기의 ㎥ 당 2 mg의 플라이 애시가, 신선 공기 유동 내에 미분 입자들을 도입하는 장치(2)에 의해 신선 공기 유동에 도입된다. 연소 공기의 양은 연소 공기량 측정 장치(17, 18)에 의해 측정되고, 버너(13)들 및 연소 챔버(12)에 공급되는 연소 공기량은 연소 공기 조절 플랩(19, 20)에 의해 조절된다. 연소 챔버(12)와 재생 공기 예열기(5)가 충분히 예열될 때까지는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템은 오일 및/또는 가스로 연소된다. 오일 및/또는 가스로 연소하는 중에, 상관 측정 방법에 의해 공기량을 측정할 수 있도록 연소 공기 유동 내에 배치되어 있는 센서들에 마찰 전기 효과를 발생시킬 수 있는 충분한 양의 입자들이 장입되도록, 신선 공기 ㎥ 당 약 2 mg의 플라이 애시가 흡입 신선 공기에 도입된다.
연소 챔버(12)가 충분히 예열되면, 연소 챔버(12) 내로 분탄이 공급되기 시작한다. 이를 위해, 밀 블로어(4)와 안전 플랩(15)이 열리면서 캐리어 공기가 유동하기 시작하며, 계량된 양의 석탄이 석탄 밀(8)에 공급된다. 캐리어 공기는 분탄에 장입된다.
오일 및/또는 가스 버너들이 작동하는 상태에서 분탄이 점화된다. 연소 챔버(12) 내로 석탄이 장입되어 석탄 연소가 점화되면, 흡입 신선 공기 내로의 미분 입자들의 도입이 종료된다. 공기량 측정 장치(10, 17, 18)의 센서 막대들에서 마찰 전기 효과가 발생되도록, 재생 공기 예열기(5)를 통과하는 연소 공기와 캐리어 공기에 충분한 양의 애시 입자들이 도입된다.
1 신선 공기 플랩(fresh air flap)
2 미세 입자 계량 도입 장치
3 신선 공기 송풍기
4 밀 블로어(mill blower)
5 재생 공기 예열기(regenerative air preheater)
6 열풍 플랩(hot air flap)
7 냉풍 플랩(cold air flap)
8 석탄 밀(coal mill)
9 온도 측정 장치
10 캐리어 공기량 측정 장치
11 석탄 계량 장치
12 연소 챔버(firing chamber)
13 버너
14 캐리어 공기의 정압 측정을 위한 압력 측정 장치
15 안전 플랩(safety flap)
16 연소 공기의 정압 측정을 위한 압력 측정 장치
17 연소 공기량 측정 장치
18 연소 공기량 측정 장치
19 연소 공기 조절 플랩
20 연소 공기 조절 플랩

Claims (13)

  1. 분탄을 석탄 화력 발전소의 버너들로 공압 운송하는 수단과 석탄 화력 발전소의 버너(13)들 또는 연소 챔버(12)에 연소 공기를 공급하는 수단을 포함하고,
    대기로부터 신선한 공기를 흡입하는 신선 공기 송풍기(3)와; 상기 흡입된 신선 공기의 일부분을, 분탄과 혼합하기 위한 캐리어 공기로서 운송하는 밀 블로어(4)와; 석탄 화력 발전소의 연소 시스템으로부터 나오는 배가스를 사용하여 상기 흡입된 신선 공기와 캐리어 공기의 일부분을 예열하기 위한 재생 공기 예열기(5)로, 상기 재생 공기 예열기(5)의 저장 매스는 고온의 배가스에 의해 가열되고, 그런 다음 신선 공기 또는 캐리어 공기에 의해 냉각되는 것이 반복되는, 재생 공기 예열기(5)와; 분탄의 공압 운송에 사용되는 연소 공기의 양을 조절하기 위한 공기량 조절 장치와; 연소 챔버(12) 내에 도입되는 연소 공기의 양과 분탄의 공압 운송에 사용되는 캐리어 공기의 양을 측정하기 위한 측정 장치(10, 17, 18)와; 사전에 결정된 양의 분탄을 계량하여 버너(13)에 공급하는 장치(8, 11);가 공기가 유동하는 방향을 따라 배치되어 있는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 장치에 있어서,
    연소 공기량을 측정하기 위해, 연소 공기 유동 내에 연소 공기의 유동 방향으로 순차적으로 배치되어 있는 2개의 센서에서 발생하는 마찰 전기 효과를 측정하는 상관 측정 장치(17, 18)가 제공되어 있고, 상기 센서들은 연소 공기를 운송하는 채널 시스템 내에서 연소 공기의 유동 방향을 따라 재생 공기 예열기(5) 후방에 배치되어 있으며, 공기 유동 내로 계량된 양의 미세 입자들을 도입하는, 하나 이상의 장치(2)가 상기 연소 공기의 유동 방향을 따라 상기 상관 측정 장치의 센서들 이전에 위치하는 것을 특징으로 하는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 캐리어 공기의 양을 측정하기 위해, 캐리어 공기의 유동 방향으로 캐리어 공기 유동 내에 순차적으로 배치되어 있는 2개의 센서들에서 발생하는 마찰 전기 효과를 측정하는 상관 측정 장치(10)가 제공되어 있고, 상기 센서들은 캐리어 공기를 운송하는 채널 시스템 내에서 캐리어 공기의 유동 방향을 따라 재생 공기 예열기(5) 후방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공기 유동 내에 계량된 양의 미세 입자들을 도입하는 장치(2)가 상기 신선 공기 송풍기(3) 이전에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 장치.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 공기 유동 내에 계량된 양의 미세 입자들을 도입하는 장치(2)는 더스트 인젝터인 것을 특징으로 하는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 더스트 인젝터는 상기 공기 유동 내에 필터 애시 또는 플라이 애시를 도입하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 장치.
  6. 선행하는 청구항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 마찰 전기 효과를 감지하는 센서들이 공기 채널의 채널 곡률부 또는 채널 축소부 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 장치.
  7. 선행하는 청구항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 연소 공기 내에서 발생하는 마찰 전기 효과를 감지하는 센서들이 연소 공기량을 측정하는 액추에이터(19, 29) 이전에 배치되어 있고, 캐리어 공기 내에서 발생하는 마찰 전기 효과를 감지하는 센서들이 캐리어 공기 유동 내에 분탄이 도입되기 전에 배치되는 것을 특징으로 하는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 장치.
  8. 분탄을 석탄 화력 발전소의 연소 시스템의 버너(13)들로 운송하는 수단과 제1항 내지 제7항에 따른 석탄 화력 발전소의 연소 시스템의 버너(12)들 또는 연소 챔버(12)에 연소 공기를 공급하는 수단을 포함하는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 방법에 있어서,
    연소 공기량과 캐리어 공기량은, 상기 공기의 유동 방향으로 상기 공기 유동 내에 순차적으로 배치되어 있는 센서들에서 발생하는 마찰 전기 효과의 측정에 기초하는 상관 측정 방법으로 측정되고, 공기 ㎥ 당 입자 직경이 20 ㎛ 내지 200 ㎛, 바람직하기로는 60 ㎛ 내지 90 ㎛인 미세 입자들이 0.1 mg 내지 10 mg, 바람직하기로는 0.5 mg 내지 2 mg이 상기 공기 유동이 센서들을 지나가기 전에 공기 유동 내에 도입되는 것을 특징으로 하는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 캐리어 공기량은, 공기 유동 방향으로 공기 유동 내에 순차적으로 배치되어 있는 센서에 발생하는 마찰 전기 효과를 기초로 하는 상관 측정 방법으로 측정되는 것을 특징으로 하는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 공기 ㎥ 당 0.1 mg 내지 10 mg, 바람직하기로는 0.5 mg 내지 2 mg의 필터 애시 또는 플라이 애시가 공기 유동 내에 도입되는 것을 특징으로 하는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템의 시동 단계 중에만, 상기 공기 유동 내에 미세 입자들이 도입되는 것을 특징으로 하는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 캐리어 공기 내에 분탄이 도입되지 않을 때에, 공기 유동 내에 미세 입자들이 도입되는 것을 특징으로 하는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 방법.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 공기 유동 내에 미세 입자들의 도입이 100 ms 내지 60초의 지속 시간으로 주기적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 석탄 화력 발전소의 연소 시스템에서 분탄을 연소하는 중에 연공비를 조절하는 방법.
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