KR20120039548A - System for heating a primary air stream - Google Patents

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KR20120039548A
KR20120039548A KR1020117030383A KR20117030383A KR20120039548A KR 20120039548 A KR20120039548 A KR 20120039548A KR 1020117030383 A KR1020117030383 A KR 1020117030383A KR 20117030383 A KR20117030383 A KR 20117030383A KR 20120039548 A KR20120039548 A KR 20120039548A
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primary air
stream
heating system
air stream
heating
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KR1020117030383A
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Korean (ko)
Inventor
차오 후이 첸
멩 리
마이클 스미스
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두산 파워 시스템즈 리미티드
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/06Returning energy of steam, in exchanged form, to process, e.g. use of exhaust steam for drying solid fuel or plant

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Abstract

증기 발생 프로세스에서 1차 공기 스트림을 가열하기 위한 시스템은 1차 공기 열 교환기(들)의 1차 공기 스트림과 프로세스 유체 사이의 열 교환을 위한 적어도 하나의 1차 공기 열 교환기를 포함한다.The system for heating the primary air stream in the steam generation process includes at least one primary air heat exchanger for heat exchange between the process fluid and the primary air stream of the primary air heat exchanger (s).

Description

1차 공기 스트림을 가열하기 위한 시스템{SYSTEM FOR HEATING A PRIMARY AIR STREAM}System for heating the primary air stream {SYSTEM FOR HEATING A PRIMARY AIR STREAM}

본 발명은 일반적으로 석탄 연소 보일러와 같은 증기 발생기를 포함한 증기 발생 프로세스에서 1차 공기 스트림을 가열하기 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 이는 효율을 증대시키기 위해 급수를 가열하기 위한 증기를 터빈의 내부단으로부터 추출하는 응축물 및 공급물(feed) 가열 시스템과 증기 구동식 터빈 발전기를 이용한 발전소의 일부를 형성할 수 있다.
The present invention relates generally to a system and method for heating a primary air stream in a steam generation process, including a steam generator, such as a coal fired boiler, which includes steam for heating the feedwater to increase efficiency. Condensate and feed heating systems extracted from the stage and part of the power plant using a steam powered turbine generator can be formed.

증기 발생 프로세스에서, 일반적으로, 석탄 및 바이오매스와 같은 다양한 유형의 연료에 의해 점화될 수 있는 하나 또는 그 이상의 증기 발생기가 존재하며, 보일러가 일 예이다. 증기 발생을 위한 이 같은 보일러는 공지되어 있으며, 하나 또는 그 이상의 증기 터빈 발전기를 구동시키기 위해 증기를 이용하는 발전소의 일부를 형성할 수 있다.
In the steam generation process, there is generally one or more steam generators that can be ignited by various types of fuels such as coal and biomass, boilers being one example. Such boilers for steam generation are known and may form part of a power plant that uses steam to drive one or more steam turbine generators.

일반적으로, 증기 발생 프로세스는 당해 프로세스에 대해 및 그 주위에 대해 다양한 목적을 위한 많은 수의 공기 스트림의 공급을 포함하며, 통상적으로, 그 공기 스트림 중 일부는 사용 장소에 대해 긴밀하거나 보다 더 긴밀하게 온도 매칭함으로써 최상의 사용 효율을 보장하기 위해 사용되기 전에 가열된다.
In general, the steam generation process involves the supply of a large number of air streams for various purposes to and around the process, and typically, some of the air streams are more closely or more closely to the place of use. By temperature matching, it is heated before being used to ensure the best use efficiency.

전형적으로, 증기 발생 프로세스는 주요 목적을 위한 "1차 공기 스트림"을 포함하는데, 이 주요 목적은 일반적으로 연료 제공 및 운반에서의 사용이다. 종래에는, 이 같은 1차 공기 스트림은 재생 가스 공기 히터와 같은 가스 대 공기 열 교환기에서 고온 배가스(flue gas) 스트림과의 열 교환에 의해 가열된다. 그러나, 내부에서 흐르는 1차 공기의 높은 압력 특성으로 인하여, 재생 가스 공기 히터로부터의 1차 공기의 누설이 30% 정도로 높을 수 있다. 또한, 이러한 공기 히터들에 종래에 사용되는 고온 배가스 스트림의 온도는 특히 연료 함수량이 낮을 때 종종 필요한 것보다 훨씬 더 높다. 따라서, 열 교환후 1차 공기 스트림의 온도를 낮추기 위해 탬퍼링 공기 소오스가 필요하며, 이는 효율적이지 않다. 또한, 공기 히터들을 우회시키는 탬퍼링 공기는 높은 최종단계(backend)의 가스 온도를 야기할 수 있다.
Typically, the steam generation process includes a "primary air stream" for the main purpose, which is generally for use in fuel delivery and transportation. Conventionally, such primary air streams are heated by heat exchange with a hot flue gas stream in a gas-to-air heat exchanger such as a regenerative gas air heater. However, due to the high pressure characteristic of the primary air flowing therein, the leakage of primary air from the regeneration gas air heater can be as high as 30%. In addition, the temperature of the hot flue gas stream conventionally used in such air heaters is much higher than often needed, especially when the fuel water content is low. Thus, a tampering air source is needed to lower the temperature of the primary air stream after heat exchange, which is not efficient. In addition, tampering air that bypasses air heaters can cause a high backend gas temperature.

본 발명의 목적은 전술한 단점들 중 하나 또는 그 이상을 제거하고, 증기 발생 프로세스에서 1차 공기 스트림을 가열하기 위한 더 우수한 시스템을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to eliminate one or more of the above mentioned disadvantages and to provide a better system for heating the primary air stream in a steam generation process.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 증기 발생 프로세스에서 1차 공기 스트림을 가열하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 1차 공기 열 교환기(들)의 1차 공기 스트림과 프로세스 유체 사이의 열 교환을 위한 적어도 하나의 1차 공기 열 교환기를 포함한다.
According to a first aspect of the present invention, a system for heating a primary air stream in a steam generation process is provided, wherein the system provides for heat exchange between the primary air stream of the primary air heat exchanger (s) and the process fluid. At least one primary air heat exchanger.

상기 프로세스 유체는 예를 들어 물 및/또는 증기일 수 있다. 상기 프로세스 유체는 증기 발생 프로세스의 증기 발생기로부터 나온 물 및/또는 증기일 수 있다. 상기 프로세스 유체는 예를 들어 증기 발생 프로세스에서 증기 발생기의 응축기 출구와 이코노마이저 출구 사이로부터 나온 물일 수 있다.
The process fluid can be water and / or steam, for example. The process fluid may be water and / or steam from the steam generator of the steam generating process. The process fluid can be, for example, water from between the condenser outlet and the economizer outlet of the steam generator in the steam generating process.

고온 배가스 스트림이 아닌 증기 발생 프로세스에서 나오는 물 및/또는 증기와 같은 프로세스 유체로 1차 공기 스트림을 가열함으로써, 재생 가스 공기 히터로부터 1차 공기가 누설되는 문제를 회피할 수 있으며, 열 교환을 보다 확실하게 제어할 수 있다.
By heating the primary air stream with process fluids such as water and / or steam from the steam generation process rather than the hot exhaust gas stream, the problem of primary air leakage from the regeneration gas air heater can be avoided and heat exchange can be avoided. It can be controlled reliably.

본 명세서에 사용된 용어 "1차 공기 스트림"은 직렬, 병렬 또는 이들 모두인 하나 또는 그 이상의 1차 공기 스트림을 포함할 수 있다. 하기된 바와 같은 본 발명의 실시예들은 단일의 1차 공기 스트림에, 또는 복수의 1차 공기 스트림에서 각각의 1차 공기 스트림에 적용될 수 있으며, 또는 복수의 1차 공기 스트림에 걸쳐서 가변될 수 있다. 따라서, 본 발명이 단일의 1차 공기 스트림과 관련하여 설명되어 있으나, 본 발명은 그에 한정되지 않는다.
The term "primary air stream" as used herein may include one or more primary air streams in series, in parallel, or both. Embodiments of the invention as described below may be applied to a single primary air stream, or to each primary air stream in a plurality of primary air streams, or may vary over a plurality of primary air streams. . Thus, while the invention has been described with reference to a single primary air stream, the invention is not so limited.

1차 공기 스트림은 대기, 재생 가스, 또는 준산소 또는 순산소 스트림과 같은 하나 또는 그 이상의 다른 성분이 선택적으로 첨가되어 그 비율이 0 내지 100%인 임의의 조합을 포함할 수 있다. 1차 공기 스트림은 증기 발생기 내로 연료의 제공 및/또는 운반을 적어도 부분적으로 보조함과 아울러, 선택적으로 연소를 지원하기 위해 필요하다.
The primary air stream may comprise any combination in which one or more other components, such as atmospheric, regenerating gas, or quasi-oxygen or pure oxygen streams are optionally added so that their proportion is from 0 to 100%. The primary air stream is required to at least partially assist in the delivery and / or delivery of fuel into the steam generator, and optionally to support combustion.

상기 1차 공기 스트림이 2개 또는 그 이상의 1차 공기 스트림을 포함하는 경우, 각각의 1차 공기 스트림은 이에 한정되지 않지만 유속, 유량, 온도, 압력, 산소 함유량 및 재생 가스 함유량을 포함하는 동일하거나 상이한 특성 및/또는 조성을 포함할 수 있다.
Where the primary air stream comprises two or more primary air streams, each primary air stream is the same or includes, but is not limited to, flow rate, flow rate, temperature, pressure, oxygen content and regeneration gas content. Different properties and / or compositions.

상기 1차 공기 스트림이 2개 또는 그 이상의 1차 공기 스트림을 포함하는 경우, 각각의 1차 공기 스트림은 동일하거나 상이하게 가열될 수 있으며, 동일하거나 상이한 갯수의 1차 열 교환기들에 의해 가열될 수 있다.
If the primary air stream comprises two or more primary air streams, each primary air stream may be heated identically or differently, and may be heated by the same or different number of primary heat exchangers. Can be.

상기 1차 공기 스트림이 2개 또는 그 이상의 1차 공기 스트림을 포함하는 경우, 상기 공기 스트림 중 2개 또는 그 이상은 그들의 의도된 사용 또는 목적지에 이르기 전, 그 도중 또는 그 후 중 어느 하나에서, 본 발명에 따라 가열된 후 통합될 수 있다.
If the primary air stream comprises two or more primary air streams, two or more of the air streams may be at any time before, during or after their intended use or destination. It can be integrated after being heated according to the invention.

상기 1차 공기 스트림이 2개 또는 그 이상의 1차 공기 스트림을 포함하는 경우, 상기 1차 공기 스트림들은 개별적으로 및/또는 임의의 조합으로 증기 발생기로 통과할 수 있다.
If the primary air stream comprises two or more primary air streams, the primary air streams can be passed to the steam generator individually and / or in any combination.

본 발명의 일 실시예에서, 복수의 1차 공기 스트림이 제공되며, 각각의 1차 공기 스트림은 대등한 복수의 연료 분쇄기와 같은 증기 발생기로 개별 연료 스트림을 제공 및/또는 운반하며, 각각의 연료 분쇄기는 개별 연료 스트림을 보일러로 전달한다. 이러한 방식으로, 각각의 1차 공기 스트림을 개별적으로 제어할 수 있고, 증기 발생기 내로 전체 연료 제공, 운반 및 공급에 있어서 큰 제어 유연성을 제공할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, a plurality of primary air streams are provided, each primary air stream providing and / or delivering a separate fuel stream to a steam generator, such as a plurality of comparable fuel mills, each fuel The mill delivers the individual fuel streams to the boiler. In this way, each primary air stream can be controlled individually and can provide great control flexibility in providing, transporting and feeding the entire fuel into the steam generator.

상기 시스템은 직렬, 병렬 또는 이들 모두로 된 2개 또는 그 이상의 1차 열 교환기를 포함할 수 있으며, 이들이 역시 직렬, 병렬 또는 이들 모두로 된 1개 또는 그 이상의 1차 공기 스트림과 열 교환하도록, 상기 시스템은 임의의 갯수의 1차 공기 스트림과 1차 공기 열 교환기의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
The system may include two or more primary heat exchangers in series, in parallel, or both, such that they also exchange heat with one or more primary air streams in series, in parallel, or both, The system may include any combination of any number of primary air streams and primary air heat exchangers.

본 발명의 일 실시예에서, 1차 공기 열 교환기(들)는 적어도 하나의 고압 열 교환기와 적어도 하나의 저압 열 교환기를 포함한다. 상기 용어 "고압" 및 "저압"은 특히 보일러 및 공급물 가열/열 회수 시스템과 같은 증기 발생기를 포함하는 증기 발생 프로세스와 관련된 분야에서 당업자에게 공지되어 있다.
In one embodiment of the invention, the primary air heat exchanger (s) comprises at least one high pressure heat exchanger and at least one low pressure heat exchanger. The terms "high pressure" and "low pressure" are known to those skilled in the art, in particular in the context of steam generation processes, including steam generators such as boilers and feed heating / heat recovery systems.

상기 프로세스 유체는 하나 또는 그 이상의 스트림으로 제공될 수 있다. 복수의 프로세스 유체 스트림이 직렬, 병렬 또는 이들 모두로 제공될 수 있으며, 선택적으로, 단일의 소오스로부터, 또는 복수의 소오스로부터 제공될 수 있다. 또한, 선택적으로, 상기 프로세스 스트림은 분리되거나 연결된 하나 또는 그 이상의 프로세스 유체 회로로, 선택적으로는 복수의 개별 회로로 제공될 수 있으며, 프로세스 유체 스트림과 1차 공기 스트림 사이의 열 교환을 위해, 각 회로는 개별 1차 공기 열 교환기를 선택적으로 통과한다.
The process fluid may be provided in one or more streams. The plurality of process fluid streams may be provided in series, in parallel, or both, and, optionally, from a single source or from a plurality of sources. Further, optionally, the process stream may be provided in one or more process fluid circuits, separated or connected, optionally in a plurality of individual circuits, each for heat exchange between the process fluid stream and the primary air stream. The circuit optionally passes through individual primary air heat exchangers.

상기 프로세스 유체는 프로세스 액체일 수 있다. 상기 프로세스 액체는 물, 암모니아, 알코올, 하이드로카본 등을 포함하여 열 교환에 이용가능한 임의의 액체 또는 액체들의 조합일 수 있다. 바람직하게, 상기 프로세스 액체는 전체적으로 또는 실질적으로 물이며, 당업계에 공지된 하나 또는 그 이상의 첨가물 또는 다른 미량 성분을 선택적으로 포함한다.
The process fluid may be a process liquid. The process liquid can be any liquid or combination of liquids available for heat exchange, including water, ammonia, alcohols, hydrocarbons, and the like. Preferably, the process liquid is wholly or substantially water and optionally comprises one or more additives or other minor components known in the art.

상기 프로세스 스트림은 (후속하여 1차 공기 열 교환기(들)의 1차 공기 스트림에 열을 제공하기 위해) 임의의 직접 또는 간접 프로세스, 디바이스, 유닛 또는 장치에 의해 가열될 수 있다. 이는 하나 또는 그 이상의 보일러 등에 의한 직접 가열, 또는 고온 배기 스트림 또는 배가스 스트림과 같은 고온의 유체 스트림과의 열 교환을 포함할 수 있다.
The process stream may be heated by any direct or indirect process, device, unit or apparatus (to provide heat to the primary air stream of the primary air heat exchanger (s) subsequently). This may include direct heating by one or more boilers or the like, or heat exchange with a hot fluid stream, such as a hot exhaust stream or an exhaust gas stream.

프로세스 액체와 같이 본 발명에 따라 사용하기 위해 고려된 프로세스 유체의 유동을 용이하게 제어할 수 있기 때문에, 본 발명의 시스템은 1차 공기 스트림의 열을 더 잘 제어할 수 있다. 증기 발생 프로세스에서 사용하기 전에 1차 공기 스트림의 정확한 온도를 구현하기 위하여, 1차 공기 스트림으로 템퍼링(tempering)공기 소오스 서플라이(air source supply)가 필요없을 수 있다. 바람직하게, 1차 공기 스트림 가스 대 공기 히터가 필요없다.
Because the flow of process fluids contemplated for use in accordance with the present invention, such as process liquids, can be easily controlled, the system of the present invention can better control the heat of the primary air stream. In order to achieve the correct temperature of the primary air stream prior to use in the steam generation process, tempering air source supplies may not be needed with the primary air stream. Preferably, no primary air stream gas to air heater is required.

본 발명의 가능한 일 실시예에서, 상기 프로세스 유체는 증기 발생 프로세스의 증기 발생기 또는 보일러에서 나온 물 및/또는 증기이다. 예를 들어, 상기 프로세스 유체는 증기 발생 프로세스의 응축 펌프의 하류 지점에서 수집된 물일 수 있다.
In one possible embodiment of the invention, the process fluid is water and / or steam from a steam generator or boiler of a steam generating process. For example, the process fluid may be water collected at a downstream point of the condensation pump of the steam generation process.

본 발명의 가능한 일 실시예에서, 상기 프로세스 액체는 증기 발생기용 급수이다. 이러한 증기 발생기는 보일러일 수 있으며, 선택적으로 하나 또는 그 이상의 보일러를 포함하고, 선택적으로 당업계에 공지된 바와 같은 통합형 증기 발생기 이코노마이저를 포함한다.
In one possible embodiment of the invention, the process liquid is feed water for a steam generator. Such a steam generator may be a boiler, optionally including one or more boilers, and optionally including an integrated steam generator economizer as is known in the art.

본 발명에 포함된 증기 발생 프로세스의 하나 또는 그 이상의 증기 발생기에 의해 프로세싱되도록 이러한 급수가 급수 스트림으로부터 직접 또는 간접적으로 제공될 수 있다. 바람직하게, 그 급수 스트림의 일부는 본 발명의 시스템을 위한 프로세스 액체로서 제공된다. 그 일부는 완전 급수 스트림으로서 또는 바람직하게 급수 스트림의 슬립 스트림으로서 제공될 수 있으며, 일반적으로, 이 같은 슬립 스트림은 상기 완전 급수 스트림의 작은 부분이다.
Such feedwater may be provided directly or indirectly from the feedwater stream to be processed by one or more steam generators of the steam generation process included in the present invention. Preferably, part of the feed stream is provided as process liquid for the system of the present invention. A portion thereof may be provided as a complete feed stream or preferably as a slip stream of the feed stream, which generally is a small portion of the complete feed stream.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 급수는 증기 응축기와 증기 발생기 이코노마이저의 출구 사이의 증기 발생 프로세스에서 급수 스트림으로부터 제공된다.
According to another embodiment of the invention, the feed water is provided from the feed stream in a steam generating process between the steam condenser and the outlet of the steam generator economizer.

본 발명의 다른 실시예에서, 1차 공기 열 교환기(들)는 적어도 하나의 고압 열 교환기와 적어도 하나의 저압 열 교환기를 포함한다. 상기 용어 "고압" 및 "저압"은 각각 공급 펌프(들)의 하류 또는 상류의 압력에 해당하는 것으로 알려져 있다.
In another embodiment of the invention, the primary air heat exchanger (s) comprises at least one high pressure heat exchanger and at least one low pressure heat exchanger. The terms "high pressure" and "low pressure" are known to correspond to pressures downstream or upstream of the feed pump (s), respectively.

석탄 연소 증기 발생기 또는 보일러에 있어서, 통상적으로, 석탄은 보일러에서 사용되기 전에 하나 또는 그 이상의 연마기에서 분쇄된다.
In coal fired steam generators or boilers, coal is typically ground in one or more grinders before being used in the boiler.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 1차 공기 스트림은 1차 공기 열 교환기(들)에 의해 가열된 후 하나 또는 그 이상의 분쇄기로 통과하며, 통상적으로 2개 또는 그 이상의 분쇄기로 통과한다.
According to another embodiment of the invention, the primary air stream is heated by the primary air heat exchanger (s) and then passed through one or more grinders, typically through two or more grinders.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 1차 공기 스트림은 (1차 공기 스트림을 가열하기 위한 메인 시스템 앞에) 적어도 하나의 개별 프로세스 유체 예열 교환기에 의해 예열될 수 있으며, 이를 위한 열은 하나 또는 그 이상의 배기 스트림 또는 배가스 스트림, 선택적으로는 증기 발생기 배가스 스트림과의 열 교환을 통하는 것과 같은 임의의 적당한 소오스에 의해 제공될 수 있다.
According to another embodiment of the invention, the primary air stream may be preheated by at least one separate process fluid preheat exchanger (in front of the main system for heating the primary air stream), wherein the heat for this is one or more. It may be provided by any suitable source, such as via heat exchange with an exhaust stream or an exhaust gas stream, optionally with a steam generator exhaust gas stream.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 본 명세서에 규정된 바와 같이 1차 공기 스트림을 가열하기 위한 시스템 및 보일러와 같은 증기 발생기를 포함하는 증기 발생 시스템이 제공된다. 바람직하게, 상기 증기 발생 시스템은 본 명세서에 규정된 바와 같은 하나 또는 그 이상의 증기 발생 프로세스를 포함한다. 상기 증기 발생 시스템에서, 바람직하게, 가열된 1차 공기 스트림은 증기 발생시 이용하기 위한 사용되는 석탄 또는 바이오매스와 같은 고체 연료의 하나 또는 그 이상의 분쇄기에 제공된다.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a steam generation system comprising a steam generator, such as a boiler, and a system for heating a primary air stream as defined herein. Preferably, the steam generation system includes one or more steam generation processes as defined herein. In the steam generation system, preferably, the heated primary air stream is provided to one or more grinders of solid fuel, such as coal or biomass, for use in steam generation.

본 발명의 제 3 양태에 따르면, 증기 발생 프로세스에서 1차 공기 스트림을 가열하기 위한 방법이 제공되며, 상기 가열 방법은, 프로세스 액체로부터 1차 공기 열 교환기(들) 내의 1차 공기 스트림으로의 열 교환을 위하여 하나 또는 그 이상의 1차 공기 열 교환기를 통해 프로세스 유체를 통과시키는 단계를 적어도 포함한다.
According to a third aspect of the invention, there is provided a method for heating a primary air stream in a steam generation process, wherein the heating method comprises heat from the process liquid to the primary air stream in the primary air heat exchanger (s). Passing the process fluid through at least one primary air heat exchanger for exchange.

바람직하게, 본 발명에 따라 1차 공기 스트림을 가열하기 위한 방법은 본 명세서에 규정된 바와 같은 시스템을 이용하여 상기 1차 공기 스트림을 가열하는 단계를 포함한다.
Preferably, the method for heating a primary air stream in accordance with the present invention comprises heating the primary air stream using a system as defined herein.

본 발명은 본 명세서에 개시된 다양한 실시예들 또는 발명의 양태들의 모든 조합을 포함한다. 본 발명의 임의의 그리고 모든 실시예들이 본 발명의 추가적 실시예들을 설명하기 위해 임의의 다른 실시예와 연계하여 고려될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 일 실시예의 임의의 구성요소들이 추가적 실시예들을 설명하기 위해 임의의 다른 실시예의 임의의 및 모든 다른 구성요소들과 조합될 수 있다.
The present invention includes all combinations of the various embodiments or aspects of the invention disclosed herein. It will be appreciated that any and all embodiments of the invention may be considered in conjunction with any other embodiment to describe further embodiments of the invention. In addition, any components of one embodiment may be combined with any and all other components of any other embodiment to describe further embodiments.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 단지 예로서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 공기 스트림을 가열하기 위한 시스템의 제 1 구조(scheme)를 포함하여 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 1차 공기 스트림을 가열하기 위한 시스템의 제 2 구조를 포함하여 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예들과 1차 공기 스트림을 가열하기 위한 시스템의 제 3 구조를 포함하여 도시한 도면이다.
설명을 위하여, 라인뿐만 아니라 그 라인 내에서 전달되는 증기에도 단일의 참조번호를 부여하였다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by way of example only with reference to the accompanying drawings.
1 is a view including a first scheme of a system for heating a primary air stream according to an embodiment of the present invention,
2 is a view including a second structure of a system for heating a primary air stream according to a second embodiment of the present invention,
3 is a view including other embodiments of the present invention and a third structure of a system for heating a primary air stream.
For illustration purposes, a single reference number has been given to the line as well as to the steam delivered within that line.

도면을 참조하면, 도 1은 증기 발생 프로세스에서 1차 공기 스트림(2)을 가열하기 위한 시스템용 제 1 구조(A)를 도시하고 있다. 제 1 구조(A)에 있어서, 증기 발생 프로세스는 보일러(4)인 증기 발생기를 포함한다. 상기 보일러(4)는 다수의 스트림의 통과를 위한 다수의 입구 및 출구를 포함할 수 있으며, 특히 급수가 보일러 내로 유입되고 증기가 보일러로부터 유출된다. 이 입구, 출구 및 스트림들의 대부분은 명료함을 위해 도 1에 도시되지 않는다.
1 shows a first structure A for a system for heating the primary air stream 2 in a steam generation process. In the first structure A, the steam generating process comprises a steam generator which is a boiler 4. The boiler 4 may comprise a plurality of inlets and outlets for the passage of a plurality of streams, in particular water feed into the boiler and steam out of the boiler. Most of these inlets, outlets and streams are not shown in FIG. 1 for clarity.

도 1에서 보일러(4)를 위한 연료 소오스는 석탄 스트림(6)으로서 공급되는 석탄이다. 통상적으로, 석탄 스트림(6)은 하나 또는 그 이상의 분쇄기(8)에서 분쇄되어, 분쇄된 석탄 스트림(10)으로서 보일러(4)에 제공되도록 한다.
The fuel source for the boiler 4 in FIG. 1 is coal fed as a coal stream 6. Typically, coal stream 6 is pulverized in one or more grinders 8 to be provided to boiler 4 as pulverized coal stream 10.

도 1의 제 1 구조(A)에서 1차 공기 스트림(2)은 상기 하나 또는 그 이상의 분쇄기(8) 내로 유입되는 공기 스트림으로서 사용된다. 분쇄 프로세스에서 건조 용량을 실현하기 위하여, 통상적으로, 150℃ 초과 또는 200℃ 초과와 같은 상승된 온도로 1차 공기 스트림을 분쇄기로 제공하는 것이 바람직하다.
In the first structure A of FIG. 1, the primary air stream 2 is used as an air stream entering the one or more mills 8. In order to realize the drying capacity in the grinding process, it is usually desirable to provide the primary air stream to the mill at elevated temperatures, such as above 150 ° C or above 200 ° C.

도 1의 제 1 구조(A)는 1차 공기 스트림(2)과 프로세스 액체 사이에 열 교환할 수 있는 적어도 하나의 1차 공기 열 교환기(12)를 도시하고 있다. 상기 프로세스 액체는 입구(미도시)를 통해 1차 공기 열 교환기(12) 내로 프로세스 액체 스트림(14)으로서 제공되어, 가열된 1차 공기 스트림(2a)과 저온의 프로세스 액체 스트림(14a)을 제공하도록 한다. 또한, 도 1의 제 1 구조(A)는 보일러(4)로부터의 배가스 스트림(16)을 도시하고 있다.
The first structure A of FIG. 1 shows at least one primary air heat exchanger 12 capable of heat exchange between the primary air stream 2 and the process liquid. The process liquid is provided as a process liquid stream 14 through the inlet (not shown) into the primary air heat exchanger 12 to provide a heated primary air stream 2a and a low temperature process liquid stream 14a. Do it. In addition, the first structure A of FIG. 1 shows the exhaust gas stream 16 from the boiler 4.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 1차 공기 스트림을 가열하기 위한 제 2 구조를 도시하고 있다. 도 2의 구조에서, 대기 특성과 조건을 가진 1차 공기가 제공될 수 있으며, 및/또는 이는 부분적으로 또는 실질적으로 (상기 배가스로부터 유래된) 재생 가스일 수 있고, 이는 일반적으로, 그 압력을 높이고 최초 1차 공기 스트림(22)을 제공하기 위해 1차 공기 팬(미도시)을 통과한다.
2 shows a second structure for heating a primary air stream according to a second embodiment of the invention. In the structure of FIG. 2, primary air with atmospheric characteristics and conditions can be provided, and / or it can be partly or substantially regenerated gas (derived from the exhaust gas), which generally reduces its pressure. Pass through a primary air fan (not shown) to raise and provide the first primary air stream 22.

상기 최초 1차 공기 스트림(22)은 적어도 하나의 별개의 프로세스 액체 예열 교환기(24)에 의해 예열될 수 있다. 상기 최초 1차 공기 스트림(22)에 열을 제공하기 위한 프로세스 액체 예열 스트림(26)은 임의의 고온 스트림, 유닛, 디바이스 또는 장치에 의해 직접 또는 간접적으로 가열될 수 있다. 프로세스 유체 예열 스트림(26)의 가열의 예는 제 1 배가스 열 교환기(28)에서의 열 교환을 통한 것이며, 따라서, 프로세스 유체 예열 스트림(26)은 제 1 배가스 열 교환기(28)를 통과하는 제 1 배가스 교환 스트림(30)과 연결되도록 한다. 선택적으로, 프로세스 유체 예열 스트림(26)의 경로는 하나 또는 그 이상의 다른 열 교환기 또는 다른 유닛 또는 디바이스를 통과한다.
The first primary air stream 22 may be preheated by at least one separate process liquid preheat exchanger 24. The process liquid preheat stream 26 for providing heat to the initial primary air stream 22 may be heated directly or indirectly by any hot stream, unit, device or device. An example of heating of the process fluid preheat stream 26 is through heat exchange in the first flue gas heat exchanger 28, so that the process fluid preheat stream 26 passes through the first flue gas heat exchanger 28. To one exhaust gas exchange stream 30. Optionally, the path of process fluid preheat stream 26 passes through one or more other heat exchangers or other units or devices.

상기 예열 교환기(24)는 약 20 내지 25℃일 수 있는 대기 온도로부터 50℃ 이상의 고온, 또는 약 100℃ 미만, 거의 100℃ 또는 100℃ 초과와 같은 더 높은 온도까지와 같이 1차 공기 스트림(22)의 온도를 상승시켜 예열된 1차 공기 스트림(22a)을 제공하도록 한다.
The preheat exchanger 24 may have a primary air stream 22, such as from an ambient temperature that may be about 20 to 25 ° C. to a high temperature of at least 50 ° C. or a higher temperature, such as less than about 100 ° C., nearly 100 ° C. or more than 100 ° C. Is raised to provide a preheated primary air stream 22a.

도 2의 제 2 구조는 예열된 1차 공기 스트림(22a)이 연결부(27)에서 2개의 동일하거나 동일하지 않은 부분 스트림(part streams)(22b,22c)으로 분할되는 것을 도시하고 있다. 상기 부분 스트림을 생성하기 위해 임의의 적당한 분할기 또는 분리기가 연결부(27)에 사용될 수 있으며, 선택적으로 스트림(22d)과 같이 도 2에 도시된 하나 또는 그 이상의 더 많은 부분 스트림이 생성될 수 있다.
The second structure of FIG. 2 shows that the preheated primary air stream 22a is split into two equal or unequal part streams 22b and 22c at the connection 27. Any suitable splitter or separator may be used in the connector 27 to produce the partial stream, and optionally one or more more partial streams shown in FIG. 2 may be generated, such as stream 22d.

상기 부분 스트림(22b,22c)의 경로에서, 도 2는 2개의 1차 공기 열 교환기를 도시하고 있으며, 이들은 각각 제 1 저압 열 교환기(32a,32b)이고, 후속 고압 열 교환기(34a,34b)와 각각 직렬로 배열되어 있다.
In the path of the partial streams 22b, 22c, FIG. 2 shows two primary air heat exchangers, each of which is a first low pressure heat exchanger 32a, 32b and a subsequent high pressure heat exchanger 34a, 34b. And are arranged in series, respectively.

상기 저압 열 교환기(32a,32b)들에는 제 1 프로세스 액체 스트림(36a,36b)으로서 프로세스 액체가 제공되며, 상기 스트림들은 유속, 유량, 온도, 압력 등과 같은 임의의 특징, 조성 또는 성질 면에서 동일하거나 상이하다. 바람직하게, 상기 제 1 프로세스 액체 스트림(36a,36b)의 프로세스 액체는 증기 발생 프로세스의 증기 발생기에 의해 후속하여 프로세싱되는 메인 급수 스트림의 하나 또는 그 이상의 슬립 스트림이다. 도 2에서, 증기 발생기는 석탄 연소 보일러(40)로서 도시되어 있다.
The low pressure heat exchangers 32a, 32b are provided with a process liquid as the first process liquid streams 36a, 36b, which streams are identical in any characteristic, composition or property, such as flow rate, flow rate, temperature, pressure, etc. Or different. Preferably, the process liquid of the first process liquid streams 36a, 36b is one or more slip streams of the main feedwater stream that are subsequently processed by the steam generator of the steam generating process. In FIG. 2, the steam generator is shown as a coal fired boiler 40.

상기 제 1 프로세스 액체 스트림(36a,36b)은 입구를 통해 저압 열 교환기(32a,32b)로 유입되는 상기 예열된 1차 공기 스트림(22b,22c)에 열을 제공할 수 있어 고온 1차 공기 스트림(22d,22e)을 제공하며, 이어서 상기 고온의 스트림(22d,22e)은 상기 고압 1차 공기 열 교환기(34a,34b)의 입구로 통과한다. 상기 저압 열 교환기(32a,32b)는 상기 예열된 1차 공기 스트림(22b,22c) 중 하나 또는 모두의 온도를 추가로 50℃ 또는 100℃ 또는 그 초과만큼 더 상승시킬 수 있으며, 상기 온도 상승은 동일하거나 상이할 수 있는 반면, 제 1 프로세스 액체 스트림(36a,36b)은 저온의 제 1 프로세스 액체 스트림(42a,42b)으로서 상기 저압 열 교환기(32a,32b)의 출구를 통해 제공된다.
The first process liquid streams 36a and 36b may provide heat to the preheated primary air streams 22b and 22c which enter the low pressure heat exchangers 32a and 32b through inlets, thereby providing a high temperature primary air stream. 22d, 22e, and then the hot streams 22d, 22e pass through the inlets of the high pressure primary air heat exchangers 34a, 34b. The low pressure heat exchangers 32a and 32b may further raise the temperature of one or both of the preheated primary air streams 22b and 22c by an additional 50 ° C. or 100 ° C. or more, the temperature rise being While the same or different, the first process liquid streams 36a, 36b are provided through the outlets of the low pressure heat exchangers 32a, 32b as the low temperature first process liquid streams 42a, 42b.

상기 고압 1차 공기 열 교환기(34a,34b)에는 적당한 입구를 통해 제 2 프로세스 액체 스트림(44a,44b)으로서 프로세스 액체가 제공된다. 또한, 상기 제 2 프로세스 액체 스트림(44a,44b)은 또한 유속, 유량, 온도, 압력 등과 같은 임의의 특징, 조성 또는 성질 면에서 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 상기 스트림들은 제 1 프로세스 액체 스트림(36a,36b)과 동일하거나 상이한 소오스로부터 제공될 수 있다.
The high pressure primary air heat exchanger 34a, 34b is provided with process liquid as a second process liquid stream 44a, 44b through a suitable inlet. In addition, the second process liquid streams 44a, 44b may also be the same or different in any feature, composition, or nature, such as flow rate, flow rate, temperature, pressure, and the like. The streams may also be provided from the same or different sources as the first process liquid streams 36a and 36b.

바람직하게, 제 2 프로세스 액체 스트림(44a,44b)은 증기 발생 프로세스의 증기 발생기에 의해 후속하여 프로세싱되는 메인 급수 스트림의 일부분이며, 이는 슬립 스트림과 같은 것이다. 선택적으로, 상기 제 2 프로세스 액체 스트림(44a,44b)은, 일반적으로 저온의 제 1 프로세스 액체 스트림(42a,42b)을 더 프로세싱한 후, 특히 그 압력 및/또는 온도를 상승시킨 후, 상기 저온의 제 1 프로세스 액체 스트림(42a,42b)으로부터 제공된다.
Preferably, the second process liquid streams 44a, 44b are part of the main feedwater stream that is subsequently processed by the steam generator of the steam generating process, which is like a slip stream. Optionally, the second process liquid stream 44a, 44b is further processed to a generally low temperature first process liquid stream 42a, 42b, in particular after raising its pressure and / or temperature. From the first process liquid streams 42a, 42b.

상기 고압 1차 공기 열 교환기(34a,34b)의 출구로부터 각각 2개의 최종 1차 공기 스트림(22f,22g)을 제공하기 위하여, 상기 제 2 프로세스 액체 스트림(44a,44b)은 상기 고온의 1차 공기 스트림(22d,22e)에 열을 제공한다. 상기 최종 1차 공기 스트림(22f,22g)은 이에 한정되지는 않지만 200℃ 이상의 온도를 가질 수 있다.
In order to provide two final primary air streams 22f and 22g, respectively, from the outlets of the high pressure primary air heat exchangers 34a and 34b, the second process liquid streams 44a and 44b are the hot primary Provide heat to the air streams 22d and 22e. The final primary air streams 22f and 22g may have a temperature of 200 ° C. or higher, but not limited to this.

그 다음, 각각의 최종 1차 공기 스트림(22f,22g)은 2개의 석탄 스트림(48)에 의해 제공되는 2개의 개별 분쇄기(46a,46b) 내로 1차 공기 스트림을 제공할 수 있다. 상기 분쇄기(46a,46b)들은 당업계에 공지된 방식으로 상기 보일러(40) 내로 2개의 분쇄된 석탄 스트림(50)을 제공한다.
Each final primary air stream 22f, 22g may then provide a primary air stream into two separate mills 46a, 46b provided by two coal streams 48. The mills 46a and 46b provide two milled coal streams 50 into the boiler 40 in a manner known in the art.

각각의 부분 스트림(22b,22c)들의 가열을 개별적으로 제어할 뿐만 아니라, 그러한 임의의 다른 부분 스트림들이 하나 또는 그 이상의 추가의 분쇄기로 전달됨으로써, 보일러(40) 내로의 연료 및 연료의 운반 스트림의 전체적인 공급, 특히 각각의 석탄 스트림(50)의 분쇄기 출구 온도에 있어서 더 큰 유연성을 제공할 수 있다. 통상적으로, 4개 내지 10개의 분쇄기가 구비됨으로써, 본 발명의 시스템은 보일러(40) 내로 연결된 각각의 연료 라인에 대한 매우 긴밀한 제어를 제공할 수 있어, 전체 증기 발생기 수요와 같은 다른 변수가 변화할 때 그 효율을 최대화할 수 있도록 한다.
In addition to individually controlling the heating of each of the partial streams 22b, 22c, any such other partial streams are delivered to one or more additional grinders, thereby providing a fuel and fuel conveyance stream into the boiler 40. Greater flexibility can be provided in the overall feed, especially in the mill exit temperature of each coal stream 50. Typically, by providing four to ten mills, the system of the present invention can provide very tight control over each fuel line connected into the boiler 40, so that other variables, such as overall steam generator demand, may vary. When the efficiency is maximized.

상기 고압 1차 공기 열 교환기(34a,34b)는 보일러 급수로서 사용되기 위해 상기 보일러(40) 내로 직접 또는 간접적으로 통과될 수 있는 저온의 제 2 프로세스 유체 스트림(52a,52b)을 제공한다.
The high pressure primary air heat exchangers 34a, 34b provide a second, low temperature process fluid stream 52a, 52b that can be passed directly or indirectly into the boiler 40 for use as boiler feed water.

상기 저온의 제 1 및 제 2 프로세스 유체 스트림(42a,42b 및 52a,52b)은, 보일러(40) 내로 완전 급수 스트림(56)을 제공하기 위하여, 프로세스 유체 스트림(36a,36b 및 44a,44b)을 제공하는 임의의 슬립 스트림(들)을 제공한 후 대부분의 또는 남아 있는 메인 급수 스트림과 같은 하나 또는 그 이상의 다른 급수 스트림(54)과 통합될 수 있다. 도 2는 가능한 회귀 급수 슬립 스트림들을 나타내는 2개의 도식적인 유입 스트림(57)을 도시하고 있다.
The cold first and second process fluid streams 42a, 42b and 52a, 52b are used to provide a complete feedwater stream 56 into the boiler 40. The process fluid streams 36a, 36b and 44a, 44b After providing any slip stream (s) that provide a, it may be integrated with one or more other feed streams 54, such as most or remaining main feed streams. 2 shows two schematic inlet streams 57 representing possible regression feedwater slip streams.

상기 보일러(40)는 증기 구동형 터빈 발전기(이에 한정되지는 않음)를 포함하여 많은 프로세스에서 사용될 수 있는 증기를 발생시킨다. 또한, 상기 보일러(40)는 배기(exhaust) 또는 배가스 스트림(60)을 생성한다. 상기 배가스 스트림(60)은 당업계에 공지된 하나 또는 그 이상의 열 교환기에 제공될 수 있다. 임의의 저온 배가스 스트림(66)은 교환기 스트림(30)으로서 프로세스 유체 예열 스트림(26)과 같은 열 교환기(28) 내의 다른 스트림을 가열하기에 충분한 잔열을 여전히 가질 수 있다.
The boiler 40 generates steam that can be used in many processes, including, but not limited to, steam powered turbine generators. The boiler 40 also produces an exhaust or exhaust gas stream 60. The exhaust gas stream 60 may be provided in one or more heat exchangers known in the art. Any cold exhaust gas stream 66 may still have sufficient residual heat to heat another stream in the heat exchanger 28, such as the process fluid preheat stream 26, as the exchanger stream 30.

도 1 및 도 2에 도시된 제 1 및 제 2 구조는 증기 발생 프로세스를 완성하기 위한 장치, 디바이스, 유닛, 스트림, 도관 등을 더 포함할 수 있으며, 명료함을 위해 이들은 도시하지 않았다. 예를 들어, 도 3은 배가스(60)가 제 1 연결부(61)에서 분할되어 2차 공기 스트림 열 교환기(62)를 통과하여 2차 공기 스트림(63)을 가열하고, 제 2 연결부(65)에서 재통합되기 전에 하나 또는 그 이상의 프로세스 액체 이코노마이저와 같은 하나 또는 그 이상의 다른 열 교환기(64)를 통과하는 것을 도시하고 있다. 제 2 연결부(65)로부터 저온의 배가스 스트림(66)은 정전 집진기(ESP)(82)와 유도 팬(84)을 통과하여, 적당한 입구를 통해 하류 프로세스 유체 열 교환기(86) 내로의 통과가 후속된다. 상기 하류 프로세스 유체 열 교환기(86)는 제 1 프로세스 회로(100) 내의 하류 프로세스 유체를 이용하여(with) 상기 배가스로부터 임의의 잔여 가용 열 에너지를 추출할 수 있다.
The first and second structures shown in FIGS. 1 and 2 may further comprise apparatus, devices, units, streams, conduits, etc. for completing the steam generation process, which are not shown for clarity. For example, FIG. 3 shows that flue gas 60 is split at first connection 61 to pass secondary air stream heat exchanger 62 to heat secondary air stream 63 and second connection 65. It is shown passing through one or more other heat exchangers 64, such as one or more process liquid economizers, before being reintegrated in. The cold exhaust gas stream 66 from the second connection 65 passes through an electrostatic precipitator (ESP) 82 and an induction fan 84, followed by a passage through the appropriate inlet into the downstream process fluid heat exchanger 86. do. The downstream process fluid heat exchanger 86 may extract any remaining available heat energy from the exhaust gas with the downstream process fluid in the first process circuit 100.

상기 제 1 프로세스 회로(100)는, 적당한 출구를 통하여 제 2 유체 도관(104)에 고온의 하류 프로세스 유체 스트림(104)을 제공하기 위해, 적당한 입구를 통하여 하류 프로세스 유체 열 교환기(86) 내로 통과하는 적어도 제 1 하류 프로세스 유체 도관(102) 내의 프로세스 유체를 포함한다. 제 1 회로 연결부(106)에서, 상기 고온의 하류 프로세스 유체 스트림(104)은 적당한 컨트롤러에 의해 0 내지 100% 범위로 2차 공기 가열 스트림(108)과 1차 공기 가열 스트림(110)으로 분할될 수 있다.
The first process circuit 100 passes through a suitable inlet into the downstream process fluid heat exchanger 86 through a suitable inlet to provide a hot downstream process fluid stream 104 to the second fluid conduit 104 through a suitable outlet. At least a process fluid in the first downstream process fluid conduit 102. At the first circuit connection 106, the hot downstream process fluid stream 104 is divided into secondary air heating stream 108 and primary air heating stream 110 in a range of 0 to 100% by a suitable controller. Can be.

상기 2차 공기 가열 스트림(108)은 적당한 입구를 통해 2차 공기 예열 교환기(112)로 전달되어 최초 2차 공기 스트림(90)과의 열 교환을 제공함으로써, 재생 가스 2차 공기 히터(62)에 의한 2차 공기 스트림(63)의 후속 가열에 앞서 2차 공기에 대한 예열의 일부를 제공한다.
The secondary air heating stream 108 is passed through a suitable inlet to the secondary air preheat exchanger 112 to provide heat exchange with the original secondary air stream 90, thereby regenerative gas secondary air heater 62. A portion of the preheating to the secondary air is provided prior to subsequent heating of the secondary air stream 63 by means of.

마찬가지로, 1차 공기 가열 스트림(110)은 1차 공기 예열 교환기(114) 내의 (1차 공기 팬(94)을 통과한 후) 최초 1차 공기 스트림(92)에 대한 예열의 일부를 제공할 수 있어, 본 발명의 시스템에 따른 프로세스 액체 스트림(74)에 의해 하나 또는 그 이상의 1차 공기 열 교환기(72)에서 후속 가열되는 1차 공기 스트림(70)을 제공하여 전술한 바와 같이 하나 또는 그 이상의 분쇄기(80) 내로 통과하는 예열된 1차 공기 스트림(76)을 제공하도록 한다.
Likewise, the primary air heating stream 110 may provide a portion of the preheating for the first primary air stream 92 (after passing through the primary air fan 94) in the primary air preheat exchanger 114. Thus, by providing a primary air stream 70 which is subsequently heated in one or more primary air heat exchangers 72 by a process liquid stream 74 according to the system of the present invention. To provide a preheated primary air stream 76 that passes into the mill 80.

상기 하류 프로세스 유체 회로(100)의 하류 프로세스 유체는 임의의 적당한 액체, 가스 또는 그들의 조합일 수 있으며, 일반적으로 저압이며, 일반적으로 상기 회로(100)에서 하나 또는 그 이상의 적당한 순환 펌프에 의해 순환될 수 있다.
The downstream process fluid of the downstream process fluid circuit 100 may be any suitable liquid, gas or combination thereof and is generally low pressure and is generally circulated by one or more suitable circulation pumps in the circuit 100. Can be.

상기 1차 및 2차 공기 예열 교환기(112,114)는 저온의 회귀 스트림(116,118)을 각각 제공하며, 이들은 상기 제 1 하류 프로세스 유체 도관(102) 내의 프로세스 유체를 제공하기 위해 재결합될 수 있다. 상기 하류 프로세스 유체 열 교환기(86)는 저온의 배가스 스트림(88)을 제공한다.
The primary and secondary air preheat exchangers 112 and 114 provide the cold return streams 116 and 118, respectively, which may be recombined to provide process fluid in the first downstream process fluid conduit 102. The downstream process fluid heat exchanger 86 provides a low temperature flue gas stream 88.

상기 최초 1차 공기 스트림(92) 및 2차 공기 스트림(90)은 적당한 컨트롤러에 의해 분할되기 전에 단일의 공기 소오스 스트림(94)으로부터 제공될 수 있다. 상기 스트림(94)의 소오스는 대기, 재생 가스 또는 이들의 임의의 조합일 수 있으며, 선택적으로, 상기 재생 가스는 선택적으로 다른 프로세싱 후, 선택적으로 상기 저온의 배가스 스트림(88)에 의해 적어도 부분적으로 제공된다.
The first primary air stream 92 and the secondary air stream 90 may be provided from a single air source stream 94 before being split by a suitable controller. The source of the stream 94 may be atmospheric, regeneration gas, or any combination thereof, optionally wherein the regeneration gas is optionally at least partially by the cold exhaust gas 88 after other processing. Is provided.

제 1 대안예에서, 제 2 유체 도관(104) 내의 고온 하류 프로세스 유체 스트림(104)은 1차 공기와 2차 공기가 분할되기 전에 가열하기 위해 상기 단일의 공기 소오스 스트림(94) 상의 열 교환기를 통과한다.
In a first alternative, the hot downstream process fluid stream 104 in the second fluid conduit 104 uses a heat exchanger on the single air source stream 94 for heating before the primary and secondary air are split. To pass.

상기 하류 프로세스 유체 회로(100)는, 도 3에 도시된 증기 발생 시스템의 효율을 최대화하기 위하여, 상기 배가스 내의 가용 열 에너지의 이용을 증대시켜 1차 및 2차 공기 스트림에 대한 예열의 일부를 제공하도록 한다.
The downstream process fluid circuit 100 increases the use of available thermal energy in the flue gas to provide part of the preheating to the primary and secondary air streams in order to maximize the efficiency of the steam generation system shown in FIG. 3. Do it.

도 1 내지 도 3의 구조들은 선택적으로 하나 또는 그 이상의 개별 프로세스 액체 예열 스트림과 함께, 선택적으로 하나 또는 그 이상의 스트림으로 제공되는 프로세스 액체의 사용에 의한 1차 공기 스트림의 가열을 도시하고 있다. 이러한 방식으로, 본 발명의 시스템은, 1차 공기 스트림의 고압으로 인해 공기 히터 입구에서 1차 공기 스트림의 30% 정도를 누설할 수 있는 가스 대 공기 히터, 특히 재생 공기 히터인, 임의의 1차 공기 열 교환기의 사용을 회피할 수 있다. 또한, 프로세스 액체(들)의 사용에 의해 1차 공기 스트림의 온도를 정확하게 제어할 수 있기 때문에, 템퍼링 공기 소오스 또는 템퍼링 공기 시스템이 회피될 수 있다.
The structures of FIGS. 1-3 show the heating of the primary air stream by the use of process liquid, optionally provided in one or more streams, optionally with one or more individual process liquid preheating streams. In this way, the system of the present invention is any primary, which is a gas-to-air heater, in particular a regenerative air heater, capable of leaking about 30% of the primary air stream at the air heater inlet due to the high pressure of the primary air stream. The use of an air heat exchanger can be avoided. In addition, since the temperature of the primary air stream can be precisely controlled by the use of process liquid (s), a tempering air source or a tempering air system can be avoided.

또한, 1차 공기 스트림을 위한 모든 열 교환기에 열을 제공하기 위해 도 1 내지 도 3에 도시된 구조에서는 프로세스 액체들, 특히 물이 사용된다. 심지어 소형 파이프들을 사용하여 거리에 걸쳐 최소의 압력 손실로, 회로의 주위를 도는 것(around)과 같이, 운반될 수 있음으로써, 물이 증기보다 상당한 장점을 제공한다. 제 1 공기 열 교환기들에서의 온도차와 물의 흐름을 주의 깊게 선택하고 제어함으로써, 물과 같은 프로세스 액체로부터 1차 공기 스트림으로의 열 교환을 최적화할 수 있다.
In addition, process liquids, in particular water, are used in the structure shown in FIGS. 1-3 to provide heat to all heat exchangers for the primary air stream. Water can provide significant advantages over steam, even with small pipes, which can be transported, such as around the circuit, with minimal pressure loss over distance. By carefully selecting and controlling the temperature difference and the flow of water in the first air heat exchangers, it is possible to optimize the heat exchange from the process liquid such as water to the primary air stream.

또한, 물의 비열 용량이 공기와 같은 가스의 비열 용량보다 훨씬 더 높기 때문에, 물과 같은 프로세스 액체의 흐름이 최소화될 수 있을 뿐만 아니라 시스템의 OPEX가 저감될 수 있다.
In addition, since the specific heat capacity of water is much higher than the specific heat capacity of gases such as air, the flow of process liquids such as water can be minimized as well as the OPEX of the system can be reduced.

또한, 부식, 침식 및 부착이 이들 프로세스 액체 PA 히터에 대한 잠재적인 문제가 되지 않는데, 그 이유는 프로세스 액체 PA 히터가 재가 함유된(ash borne) 부식성 배가스에 노출되지 않기 때문이다.
In addition, corrosion, erosion and adhesion are not potential problems for these process liquid PA heaters because the process liquid PA heaters are not exposed to ash borne corrosive flue gases.

예시적 실시예에서, 열원으로서 응축기 출구로부터 이코노마이저 출구까지 보일러 급수를 사용한다. 상기 1차 공기 히터들은 물 PA 히터들이다.
In an exemplary embodiment, boiler feed water is used from the condenser outlet to the economizer outlet as the heat source. The primary air heaters are water PA heaters.

상기 시스템이 펌프로 시동되지 않는 시스템(no pump start up system)을 가진 관류 보일러(once through boiler)와 연계하여 고려된다면, 이코노마이저 출구 수온은 보일러 시동 동안 포화 온도보다 훨씬 더 낮을 수 있다. 열원으로서 이코노마이저 출구까지 단지 물만이 아니라 보일러로부터 한 지점까지 물과 증기 모두를 포괄적으로 포함하여 고려하는 것도 가능하다. 이 경우, 1차 공기 히터들은 물/증기 PA 히터들이다.
If the system is considered in conjunction with a once through boiler with a no pump start up system, the economizer outlet water temperature may be much lower than the saturation temperature during boiler startup. As a heat source it is also possible to consider not only water to the economizer outlet, but also to include both water and steam from a boiler to a point. In this case, the primary air heaters are water / vapor PA heaters.

또 다른 흥미로운 장점은 석탄 밀링 시스템의 조기 서비스에서 발생할 수 있다. 밀링 시스템의 건조 프로세스를 위해 충분한 온도로 1차 공기를 가열할 수 있을 정도로 배가스 온도가 충분히 높아지도록, 일반적으로 보일러는 보일러 부하를 소정 수준으로 올리기 위해 기름으로 시동된다. 물/증기 PA 히터에 의해, 가스/공기 히터로부터 1차 공기가 발생하는 종래의 설계에 비해 더 낮은 부하에서 필요한 1차 공기 온도가 구현될 수 있다. 밀링 시스템의 조기 서비스에 의해, 분쇄된 석탄이 기름 대신 낮은 보일러 출력으로 연소될 수 있음으로써, 기름 소비가 훨씬 저감될 수 있다. 기름 가격이 석탄보다 상당히 높기 때문에, 이는 보일러가 자주 시동 및 정지되는 경우 매우 유리하다.Another interesting advantage can arise from the early service of coal milling systems. In general, the boiler is started with oil to raise the boiler load to a certain level so that the exhaust gas temperature is high enough to heat the primary air to a temperature sufficient for the drying process of the milling system. By means of a water / steam PA heater, the required primary air temperature can be realized at lower loads compared to conventional designs in which primary air is generated from a gas / air heater. By early service of the milling system, the pulverized coal can be burned at a low boiler output instead of oil, so that the oil consumption can be further reduced. Since the oil price is considerably higher than coal, this is very advantageous if the boiler is frequently started and stopped.

Claims (22)

증기 발생 프로세스에서 1차 공기 스트림을 가열하기 위한 시스템으로서,
1차 공기 열 교환기(들) 내의 1차 공기 스트림과 프로세스 유체 사이의 열 교환을 위한 하나 이상의 1차 공기 열 교환기를 포함하는,
가열 시스템.
A system for heating a primary air stream in a steam generation process,
One or more primary air heat exchangers for heat exchange between the process fluid and the primary air stream in the primary air heat exchanger (s),
Heating system.
제 1 항에 있어서,
2개 또는 그 이상의 1차 공기 열 교환기를 포함하는,
가열 시스템.
The method of claim 1,
Comprising two or more primary air heat exchangers,
Heating system.
제 2 항에 있어서,
상기 1차 공기 열 교환기들은 하나 이상의 고압 열 교환기 및 하나 이상의 저압 열 교환기를 포함하는,
가열 시스템.
The method of claim 2,
The primary air heat exchangers include one or more high pressure heat exchangers and one or more low pressure heat exchangers,
Heating system.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스 유체는 2개 또는 그 이상의 스트림을 포함하는,
가열 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The process fluid comprises two or more streams,
Heating system.
제 4 항에 있어서,
각각의 프로세스 유체 스트림은 개별 1차 공기 열 교환기를 통과하는,
가열 시스템.
The method of claim 4, wherein
Each process fluid stream passes through a separate primary air heat exchanger,
Heating system.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 1차 공기 스트림 내로 템퍼링 공기 소오스 서플라이가 제공되지 않는,
가열 시스템.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
No tempering air source supply is provided into the primary air stream,
Heating system.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 1차 공기 스트림은 2개 또는 그 이상의 1차 공기 스트림을 포함하고, 각각의 1차 공기 스트림은, 이에 한정되지 않지만, 유속, 유량, 온도, 압력, 산소 함유량 및 재생 가스 함유량을 포함하는 동일하거나 상이한 특징, 특성 및/또는 조성을 포함하는,
가열 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 6,
The primary air stream comprises two or more primary air streams, each primary air stream including, but not limited to, the same including flow rate, flow rate, temperature, pressure, oxygen content and regeneration gas content. Or include different features, properties and / or compositions,
Heating system.
제 7 항에 있어서,
각각의 1차 공기 스트림은 개별 분쇄기로 전달되는,
가열 시스템.
The method of claim 7, wherein
Each primary air stream is delivered to an individual mill
Heating system.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
각각의 1차 공기 스트림은 개별 1차 공기 열 교환기(들)에 의해 개별적으로 가열되는,
가열 시스템.
The method according to claim 7 or 8,
Each primary air stream is individually heated by separate primary air heat exchanger (s),
Heating system.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스 유체는 증기 발생 프로세스의 보일러로부터 나온 물 및/또는 증기인,
가열 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 9,
The process fluid is water and / or steam from the boiler of the steam generation process,
Heating system.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스 유체는 프로세스 액체인,
가열 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 10,
The process fluid is a process liquid,
Heating system.
제 11 항에 있어서,
상기 프로세스 액체는 물인,
가열 시스템.
The method of claim 11,
Wherein the process liquid is water,
Heating system.
제 12 항에 있어서,
상기 프로세스 액체는 증기 발생기를 위한 급수인,
가열 시스템.
The method of claim 12,
The process liquid is a feedwater for a steam generator,
Heating system.
제 13 항에 있어서,
상기 프로세스 액체는 증기 발생 프로세스의 증기 발생기에 의해 프로세싱되는 급수 스트림의 일부인,
가열 시스템.
The method of claim 13,
Wherein the process liquid is part of a feedwater stream processed by a steam generator of a steam generating process,
Heating system.
제 14 항에 있어서,
상기 프로세스 액체는 증기 발생 프로세스의 증기 발생기에 의해 프로세싱되는 급수 스트림의 슬립 스트림인,
가열 시스템.
15. The method of claim 14,
Wherein said process liquid is a slip stream of a feedwater stream processed by a steam generator of a steam generation process,
Heating system.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 급수는 증기 발생기 이코노마이저의 출구와 증기 응축기 사이의 증기 발생 프로세스에서 급수 스트림으로부터 제공된,
가열 시스템.
The method according to any one of claims 13 to 15,
The feed water is provided from the feed stream in the steam generation process between the outlet of the steam generator economizer and the steam condenser.
Heating system.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 1차 공기 스트림은 1차 공기 열 교환기(들)에 의해 가열된 후 하나 또는 그 이상의 분쇄기로 보내지는,
가열 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 16,
The primary air stream is heated by the primary air heat exchanger (s) and then sent to one or more grinders,
Heating system.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 1차 공기 열 교환기(들)은 가스 대 공기 히터가 아닌,
가열 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 17,
The primary air heat exchanger (s) is not a gas to air heater,
Heating system.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 1차 공기 스트림은 하나 이상의 개별 프로세스 유체 예열 교환기에 의해 예열되는,
가열 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 18,
Wherein the primary air stream is preheated by one or more separate process fluid preheat exchangers,
Heating system.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 규정된 바와 같은 1차 공기 스트림 가열 시스템 및 보일러와 같은 증기 발생기를 포함하는,
증기 발생 시스템.
A steam generator, such as a boiler and a primary air stream heating system as defined in any of claims 1 to 19,
Steam generation system.
증기 발생 프로세스에서 1차 공기 스트림을 가열하기 위한 방법으로서,
프로세스 액체로부터 1차 공기 열 교환기(들) 내의 1차 공기 스트림으로의 열 교환을 위하여 하나 또는 그 이상의 1차 공기 열 교환기를 통해 프로세스 유체를 통과시키는 단계를 적어도 포함하는,
가열 방법.
A method for heating a primary air stream in a steam generation process,
At least passing the process fluid through the one or more primary air heat exchangers for heat exchange from the process liquid to the primary air stream in the primary air heat exchanger (s),
Heating method.
제 21 항에 있어서,
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 규정된 바와 같은 시스템을 이용하여 상기 1차 공기 스트림을 가열하는 단계를 포함하는,
가열 방법.
The method of claim 21,
18. The method comprising heating the primary air stream using a system as defined in any of claims 1 to 17,
Heating method.
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