KR20150066775A - 배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템 - Google Patents

배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20150066775A
KR20150066775A KR1020130152243A KR20130152243A KR20150066775A KR 20150066775 A KR20150066775 A KR 20150066775A KR 1020130152243 A KR1020130152243 A KR 1020130152243A KR 20130152243 A KR20130152243 A KR 20130152243A KR 20150066775 A KR20150066775 A KR 20150066775A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steam
heat
boiler
exhaust gas
exhaust
Prior art date
Application number
KR1020130152243A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101536760B1 (ko
Inventor
장옥
Original Assignee
글로벌에너지개발 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 글로벌에너지개발 주식회사 filed Critical 글로벌에너지개발 주식회사
Priority to KR1020130152243A priority Critical patent/KR101536760B1/ko
Publication of KR20150066775A publication Critical patent/KR20150066775A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101536760B1 publication Critical patent/KR101536760B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/02—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for heating purposes, e.g. industrial, domestic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

본 발명은 바이오연료를 이용한 열병합발전시스템에 관한 것으로써, 상세하게는 우드펠릿(wood pellet)을 원료로 보일러를 작동시키고, 보일러에서 발생된 증기를 선택적으로 바이패스(by-pass)시켜 증기가 필요한 생산라인 등에 공급할 수 있게 함으로써 증기터빈을 구동시키고 남는 잔여 증기를 활용할 수 있게 하여 에너지 효율을 높인 바이오연료를 이용한 열병합발전시스템에 관한 것이다.
더욱이 본 발명은 보일러에서 배출되는 배기가스에 남아있는 여열을 보다 효율적으로 회수하여 난방이나 온수장치에 재활용할 수 있게 함으로써 불필요한 에너지의 낭비를 줄인 배기가스의 열을 효율적으로 재활용할 수 있는 여열흡수기를 구비한 바이오연료를 이용한 열병합발전시스템에 관한 것이다.

Description

배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템 {A heat annexation power system using bio-fuel efficiently recycling residual heat of exhausting gases and vapors}
본 발명은 열병합발전시스템에 관한 것으로서, 배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템에 관한 것이다.
기술이 발전함에 따라 다양한 발전장치(또는 시스템)을 통해 전기를 생산하고 있으나, 아직까지는 화석연료를 이용한 발전시스템이 주를 이루고 있다.
최근 저탄소 녹색성장이 국가정책의 화두가 되고 있고, 화석에너지의 고갈과 지구 온난화에 따른 환경의 악화를 줄이기 위해 다양한 발전시스템이 개발되고 있다.
이러한 발전시스템을 통해 에너지를 얻는 기술을 신재생에너지라 부르고 있고 이러한 신재생에너지는 기존의 화석연료를 사용하지 않고 햇빛(태양광), 풍력, 수력(물), 지열, 생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하여 에너지를 생산하는 기술이다.
이러한 신재생에너지를 생산하는 기술로는 특허문헌 1내지 4가 있다.
특허문헌 1은 바이오가스시스템, 매립지바이오가스시스템, 바이오매스가스화시스템을 포함하는 가스연료생성시스템으로부터 생성된 가스를 연소하여 전기를 생산하는 연료기반 발전시스템을 태양전지와 풍력발전에 의한 비연료기반 발전시스템에서 발전된 전력으로 구동하고, 부하측의 실사용 전력수요예측에 따라 신재생에너지시스템의 가스를 효율적으로 생산 운용할 수 있게 한 것으로, 복합발전시스템은 태양과 풍력에 의한 발전된 비-연료기반에너지로서 혐기성 소화물질의 소화기능에 의해 가스를 생성하는 바이오가스시스템, 매립장에서 발생하는 메탄을 회수하여 가스를 생성하는 매립지바이오가스시스템을 운전하여 그로부터 생성된 가스로서 발전용 보일러 또는 가스발전기를 작동시켜 발전된 전력을 실사용부하측으로 공급하되, 상기 실사용부하측으로부터의 실제 가동전력량이 바이오가스시스템으로부터 생산된 바이오가스연료에 대응한 에너지 변환분의 환산 전력량을 초과하는 경우 매립지바이오가스시스템, 바이오가스화시스템의 순서로 가스를 생성하여 상기 보일러와 가스발전기로 공급하고, 상기 실제 가동전력량이 상기 생성된 바이오가스연료에 대응한 에너지 변환분의 환산 전력량을 초과하는 경우 상기의 역순으로 바이오가스의 생성을 감소시킬 수 있게 한 것이다.
특허문헌 2는 일종의 건조된 음식물쓰레기 및 기타 생물질(바이오매스)을 이용하여 발전하는 방법으로, 기화 기술을 이용하여 건조된 음식물쓰레기, 농림폐기물 등을 기화장치를 통해 석탄가스와 비슷한 가연기체로 전환시키며 이 가연가스들은 기체정화장치를 거쳐 집진과 타르를 제거 후 다시 가스내연기관 혹은 가스터빈에 보내어 발전시키고 내연기관 혹은 가스터빈에서 방출되는 고온배기가스는 여열보일러와 과열기(過熱器)를 이용하여 수증기를 생성시켜 다시 증기터빈을 이용하여 발전하는 것이다.
특허문헌 3은 발전수단과 외부 에너지를 공급할 수 있는 에너지 공급장치를 구비하는 발전부; 입력 전류를 변환(AC→DC, DC→AC)해줌과 아울러 전정의 신호 레벨로 인터페이스(interface)해주기 위한 컨버터와, 컨버터에서 공급받은 전력에 의해 구동하며 구동시켜 주도록 한 마이크로프로세서와, 사용자가 외부 정보(지령)를 입력하기 위한 사용자 키 입력장치와, 내부 정보의 출력을 위한 디스플레이 수단과, 내부 정보를 전송해주기 위한 통신장치를 구비하는 제어부; 전기 에너지를 축전하기 위한 충전장치와, 충전장치에 저장된 전기 에너지를 AC/220V 또는 AC/100V로 변환해 출력해주기 위한 전력 변환장치를 구비하는 전력 공급부; 통신장치에서 전송된 데이터를 출력해주기 위한 모니터링 장치로 구성된 것이다.
한편, 특허문헌 4는 풍력발전에서 생산된 전력으로 비성형고형화연료(Fluff RDF & RPF)를 고온의 플라즈마가스화 장치를 가동하여 합성가스를 생산하고, 생산된 합성가스를 균질화하여 소형열병합 장치나 가스터빈을 운전하여 전기를 생산하고, 배기되는 폐열을 이용하여 온수를 공급하거나 폐열보일러와 증기터빈을 가동하여 추가적인 전력을 생산하는 시스템으로 구성하는 풍력 비성형고형화연료 플라즈마가스화 열병합발전 시스템에 관한 것이다.
이러한 종래의 신재생에너지 발전 기술들은 다양한 고형화 연료를 재료로 하여 전기를 생산하는 기술이나 고형화 연료를 전 처리하기 위해 많은 기술 및 장치들이 사용되고 있으므로 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.
한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 스팀보일러(100)를 이용하여 고온고압의 증기를 생성하고, 생성된 증기를 증기터빈(200)에 공급하여 증기터빈을 구동시키고, 증기터빈의 동력을 발전기(300)에 전달하여 발전기를 작동시켜 전기를 생산하는 방식이 사용되고 있으나, 보일러에서 발생된 증기의 양이 과도할 경우 증기터빈이 과속되어 증기터빈이 손상될 수 있고, 증기터빈이 공급되는 증기를 충분히 소화하여 구동될 수 있다 하더라도 불필요한 증기가 소모되므로 에너지를 낭비하는 문제가 있었다.
1. 대한민국 특허공개 제2012-0103777호 2. 대한민국 실용신안공개 제2011-0003093호 3. 대한민국 특허공개 제2012-0022077호 4. 대한민국 특허공개 제2011-0093173호
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 고형화 연료의 전처리를 위한 과정이 없으므로 발전에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있는 배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 폐목재를 비롯한 우드펠릿을 원료로 보일러를 구동시켜 증기를 생산하고 생산된 증기로 발전용 증기터빈을 구동시키되, 증기터빈을 구동시키고 남는 잔여 증기를 다른 공정에 공급할 수 있게 하여 증기의 불필요한 낭비를 줄일 수 있게 한 배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 보일러로부터 배출되는 배기가스에 남아 있는 열을 흡수하여 난방이나 온수에 사용할 수 있게 하여 불필요한 열의 낭비를 줄일 수 있게 한 배기가스의 열을 효율적으로 재활용할 수 있는 여열흡수기를 구비하여 배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 우드펠릿(wood pellet)을 원료로 보일러를 작동시키고, 보일러에서 발생된 증기를 선택적으로 바이패스(by-pass)시켜 증기가 필요한 생산라인 등에 공급할 수 있게 함으로써 증기터빈을 구동시키고 남는 잔여 증기를 활용할 수 있게 하여 에너지 효율을 높인 배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 보일러에서 배출되는 배기가스에 남아있는 여열을 보다 효율적으로 회수하여 난방이나 온수장치에 재활용할 수 있게 함으로써 불필요한 에너지의 낭비를 줄인 배기가스의 열을 효율적으로 재활용할 수 있는 여열흡수기를 구비한 배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 이루기 위한 본 발명은 증기 발생을 위한 응축수가 저장된 응축수탱크; 우드팰릿을 연료로 구동되어 열을 발생하여 상기 응축수탱크로부터 공급된 물을 가열하여 증기화하는 증기보일러: 상기 증기보일러에서서 발생되어 후단으로 공급되는 증기의 양을 감지하는 유량감지센서; 증기보일러부터 공급되는 증기에 의해 구동되는 증기터빈; 증기터빈의 회전축에 연결되어 작동되어 전기를 발생하는 발전기; 유량감지센서에서 감지된 증기의 양이 증기터빈의 구동에 필요한 기준량 이상일 경우 개방되어 잔여증기를 바이패스라인으로 보내는 바이패스밸브; 및 상기 증기터빈을 구동시킨 증기를 응축수탱크에 저장된 응축수의 온도로 낮추어 응축수탱크로 귀환시키는 콘덴서로 이루어지고, 상기 증기보일러의 연소가스 배출구에는 연소가스 중에 남아있는 여열을 흡수하기 위한 여열흡수기가 설치되고, 콘덴서는 증기가 통과하는 본체의 내부에 열교환기를 설치하여 증기로부터 열을 흡수하고, 열교환기로부터 흡수된 열과 여열흡수기로부터 흡수한 열을 난방장치로 공급되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 배기가스의 열을 효율적으로 재활용할 수 있는 여열흡수기를 구비한 바이오연료를 이용한 열병합발전시스템은 상기 증기보일러에는 우드펠릿의 연소에 필요한 연소용 공기를 공급하기 위한 연소용 송풍기와, 증기보일러에 우드펠릿을 자동으로 공급하기 위한 연료공급기가 더 설치하여 연료의 공급을 원활하게 하고 연소효율을 높일 수 있게 하는 것이 바람직하다.
더욱이 본 발명의 열병합발전시스템에 구비된 여열흡수기는 연도에 연결되어 배기가스가 통과하는 배기통과 ; 상기 배기통의 내부에 설치되어 통과하는 배기가스에 남아있는 여열을 흡수하는 최소한 하나의 열교환기로 이루어지고, 상기 열교환기는 흡수된 열을 난방장치로 공급하는 냉매가 순환하며, 연도의 출구를 향하며 점차 작은 지름을 갖도록 스프링 형태로 꼬아진 냉매순환관과 ; 상기 냉매순환관의 외부에 설치되고, 하나 이상의 관통구멍이 형성된 복수의 전열날개로 이루어져 배출되는 배기가스와의 접촉면적을 넓혀 열교환 효율을 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 바이패스라인을 구비하여 증기보일러에서 발생된 증기 중 증기터빈을 구동시키고 남는 잔여 증기를 바이패스시켜 생산 공정 등에 구비된 공정장치에 제공하여 활용함으로써 잔여 증기가 낭비되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명은 증기터빈을 구동시킨 후 배출되는 증기 중의 열을 콘덴서를 이용하여 흡수하여 난방이나 온수를 가열하는데 사용함으로써 에너지 효율을 높일 수 있으며, 증기보일러로부터 배출되는 배기가스 중의 열을 여열흡수기를 통해 흡수하여 역시 난방 또는 온수에 사용함으로서 에너지 효율을 높을 수 있으며, 불필요하게 배출되는 고온의 배기가스에 의해 대기가 가열되어 온난화되는 것을 줄일 수 있는 효과도 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 열병합발전시스템의 증기보일러에 구비된 여열흡수기의 단면도.
도 3은 여열흡수기에 구비된 열교환기의 사시도.
도 4는 열교환기의 일부를 도시한 확대도.
도 5는 종래의 열병합발전시스템의 구성도.
이하, 본 발명에 따른 배기가스의 열을 효율적으로 재활용할 수 있는 여열흡수기를 구비한 바이오연료를 이용한 열병합발전시스템의 일예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 보일러에서 발생된 증기 중 잔여 증기를 재활용할 수 있게 하여 에너지 효율을 높인 열병합발전시스템을 제공하기 위한 것으로, 증기보일러(3)에서 발생된 고온고압의 증기를 우회시키기 위한 바이패스라인(7l)을 구비하고 있다.
또한, 증기터빈(5)을 작동시키고 배출되는 고온고안의 증기를 저온저압으로 냉각시키는 콘덴서(8)로부터 열을 흡수하여 난방이나 온수로 사용할 수 있게 하였다.
이러한 본 발명에 의한 열병합발전시스템은 상기 증기보일러(3)에 공급되는 응축수가 저장된 응축수탱크(1); 응축수를 펌핑하는 펌프(2); 및 상기 증기터빈(5)에 의해 구동되는 발전기(6)를 구비하고 있으며, 이러한 구성요소들은 통상적으로 증기를 이용한 발전장치에서 사용되는 것을 선택하여 사용할 수 있다.
상기 증기보일러(3)는 폐목재나 건축재를 제작하고 남은 나무조작 등의 우드팰릿을 연료로 구동되어 열을 발생하는 장치로 일측에 연료공급기(32)와 연소용송풍기(33)를 더 구비할 수 있다.
상기 연료공급기(32)는 우드펠릿을 증기보일러의 연소실에 효율적으로 공급하기 위한 것으로 다양하게 변형하여 실시할 수 있으나, 이송스크류를 설치하여 연료저장통에 저장된 우드펠릿을 증기보일러의 연소실로 공급할 수 있으며, 증기보일러의 연소실의 온도 또는 화염을 감지하여 이송스크류의 구동을 제어할 수 있다. 이러한 연료공급기는 통상적으로 사용되는 것 중 어느 하나를 선택하여 구성할 수 있다.
상기 연소용 송풍기(33)는 증기보일러(3)의 연소실에 공기를 공급하여 우드펠릿의 연소를 촉진시키는 역할을 하는 것으로 통상의 송풍기를 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이 상기 증기보일러(3)는 통상적으로 사용되는 증기보일러 중 하나를 선택하여 구성될 수 있는 것으로 연소실은 증기가 순환하는 응축수배관(L)의 하부에 설치되고, 이 연소실에서 우드펠릿이 연소되어 응축수배관을 통과하는 응축수를 가열하여 증기를 발생시킨다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 열병합발전시스템은 전술한 바와 같이 증기보일러(3)에서 발생된 증기 중 증기터빈(5)를 구동시키고 남는 여분의 증기를 위회시켜 다른 장치에 사용할 수 있게 한 것으로, 응축수배관(L) 중 증기보일러(3)와 증기터빈(5) 사이에는 증기보일러(3)에서 발생된 증기의 양이나 압력을 감지하기 위한 유량감지센서(4)를 구비하고 있다.
상기 유량감지센서(4)에서 감지된 증기의 양이 증기터빈(5)을 구동시키기에 충분한 양을 넘을 경우 바이패스라인(71)으로 증기를 우회시켜 다른 공정장치(PD)에 제공하는 것이다. 즉, 유량감지센서(4)에서 감지된 증기의 양이 기 설정된 기준값(증기터빈을 구동시키기에 적당한 양) 이상일 경우 바이패스라인(7)으로 우회시키며, 이렇게 바이패스라인(71)으로 우회되는 증기의 흐름을 단속하기 위한 바이패스라인(71)에는 바이패스밸브(7)가 설치되어 있다.
상기 바이패스밸브(7)는 전자밸브로 유량감지센서(4)에서 감지된 유량에 따라 제어기(10)가 제어하게 된다.
상기 바이패스라인(71)에 연결된 공정장치(PD)는 생산라인 등에서 고온의 증기를 필요로 하는 장치 중 하나로서 이에 대하여 특정 장치를 한정하지 않는다.
상기 바이패스라인(71)을 통해 공정장치(PD)로 공급되는 증기는 공정장치(PD)를 경유하면서 냉각되어 응축수가 되고, 응축수는 응축수탱크(1)로 귀환된다.
응축수탱크에 응축수가 일정량 미만으로 있는 경우에는 보충수밸브(1v)를 개방하여 응축수를 보충하도록 구성한다.
또한, 본 발명은 상기 증기터빈(5)을 구동시킨 증기를 응축수탱크(1)에 저장된 응축수의 온도로 낮추어 응축수탱크(1)로 귀환시키는 콘덴서(8)를 구비하고 있다.
상기 콘덴서(condenser)(8)는 일종의 열교환 장치로서 증기터빈을 구동시키고 배출되는 증기의 온도를 낮추어 응축수탱크(1)로 귀환시킨다. 상기 콘덴서(8)는 증기터빈(5)의 출구 측에 연결된 응축수배관(L)에 연결된 통체 형상의 본체의 내부에 열교환기를 설치하여 구성될 수 있으며, 본체를 통과하는 증기에 남아 있는 열을 열교환기에서 흡수하여 열이 필요한 다른 장치에 제공할 수 있게 하였다.
즉, 도 1에 도시한 바와 같이 콘덴서(8)의 연교환기에는 난방 또는 온수장치(이하, “난방장치”라 통칭함)가 연결되어 있어 본체를 통과하는 증기로부터 얻은 열을 난방장치에 제공하여 난방을 하거나 난방장치의 보조 열원으로 사용할 수 있어 열의 낭비를 줄일 수 있는 것이다.
또한, 본 발명에 의한 열병합장치의 증기보일러의 연소가스 배출구에는 연소가스 중에 남아있는 여열을 흡수하기 위한 여열흡수기(31)를 더 설치하여 여열을 흡수하여 재활용할 수 있게 하였다.
또한, 증기보일러(3)내의 먼지를 제거하기 위한 더스트 필터(3d)를 더 구비하며, 증기보일러(3)의 공기 순환을 위한 배출 송풍기(3f)를 더 구비함이 바람직하다.
상기 여열흡수기(31)에서 흡수한 열 또한 상기 난방장치(9)에 공급하여 난방 또는 온수용으로 사용할 수 있다.
상기 여열흡수기(31)는 연도를 통해 배출되는 배기가스에 남아 있는 열을 회수하기 위한 수단으로 다양하게 변형하여 실시 할 수 있으나, 바람직하게는 도 2에 도시한 바와 같이, 연도에 연결되어 배기가스가 통과하는 배기통(311)과 ; 상기 배기통(311)의 내부에 설치되어 통과하는 배기가스에 남아있는 여열을 흡수하는 최소한 하나의 열교환기(312)로 구성하는 것이다.
특히, 상기 열교환기(312)는 흡수된 열을 난방장치로 공급하는 냉매가 순환하고, 연도의 출구를 향하며 점차 작은 지름을 갖도록 스프링 형태로 꼬아진 냉매순환관(312p)과 ; 상기 냉매순환관(312p)의 외부에 설치되고, 하나 이상의 관통구멍(312h)이 형성된 복수의 전열날개(312w)로 구성하여 배출되는 배기가스와의 접촉면적을 넓혀 열교환 효율을 높인 것이다.
즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 냉매순환관(312p)을 나선형으로 형성하되, 연도의 출구를 향하며 점차 지름이 작아지도록 형성하여 증기보일러로부터 배출되는 배기가스가 냉매순환관(312p)의 최소한 어느 한 부분을 경유하여 배출될 수 있게 하였다.
또한, 냉매순환관(312p)의 외부에 다수의 전열날개(312w)를 설치하여 배기가스와의 접촉 면적을 넓혀 보다 많은 양의 열을 흡수할 수 있게 하되, 배기가스가 보다 쉽게 통과할 수 있도록 각각의 전열날개(312w)에는 관통구멍(312h)를 형성한 것이다.(도 4 참조)
상기 냉매순환관(312p)과 전열날개(312w)는 열전도율이 우수한 재질의 금속 등으로 만들어 배기가스의 열을 보다 효율적으로 흡수할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
상기 콘덴서(8)는 도 2에 도시한 여열흡수기(31)과 동일 유사하게 구성할 수 있다. 즉, 콘덴서는 일종의 열교환 장치이므로 여열흡수기와 같이 열을 흡수하여 열이 필요한 다른 장치에 제공될 수 있도록 한 것으로서 상기에 설명한 열교환기(312)와 동일 구조를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.
1: 응축수탱크
2: 펌프
3: 증기보일러
31: 여열흡수기
311: 배기통
312: 열교환기
312p: 냉매순환관 312w: 전열날개 312h: 관통구멍
3d: 더스트필터 3f: 배출송풍기
32: 연료공급기 33: 연소용 송풍기
4: 유량감지센서
5: 증기터빈
6: 발전기
7: 바이패스밸브
7l : 바이패스라인
8: 콘덴서
9: 난방(또는 온수)장치
10: 제어기
PD: 공정장치

Claims (3)

  1. 증기 발생을 위한 응축수가 저장된 응축수탱크;
    상기 응축수탱크의 응축수를 펌핑하는 펌프;
    우드팰릿을 연료로 구동되어 열을 발생하여 상기 응축수탱크로부터 공급된 물을 가열하여 증기화하는 증기보일러:
    상기 증기보일러에서서 발생되어 후단으로 공급되는 증기의 양을 감지하는 유량감지센서;
    증기보일러부터 공급되는 증기에 의해 구동되는 증기터빈;
    증기터빈의 회전축에 연결되어 작동되어 전기를 발생하는 발전기;
    유량감지센서에서 감지된 증기의 양이 증기터빈의 구동에 필요한 기준량 이상일 경우 개방되어 잔여증기를 바이패스라인으로 보내는 바이패스밸브; 및
    상기 증기터빈을 구동시킨 증기를 응축수탱크에 저장된 응축수의 온도로 낮추어 응축수탱크로 귀환시키는 콘덴서로 이루어지며,
    상기 증기보일러의 연소가스 배출구에는 연소가스 중에 남아있는 여열을 흡수하기 위한 여열흡수기가 설치되고,
    상기 콘덴서는 증기가 통과하는 본체의 내부에 열교환기를 설치하여 증기로부터 열을 흡수하고, 열교환기로부터 흡수된 열과 여열흡수기로부터 흡수한 열을 난방장치로 공급되는 것을 특징으로 하는
    배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증기보일러에는 우드펠릿의 연소에 필요한 연소용 공기를 공급하기 위한 연소용 송풍기와,
    증기보일러에 우드펠릿을 자동으로 공급하기 위한 연료공급기가 더 설치된 것을 특징으로 하는
    배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 여열흡수기는 연도에 연결되어 배기가스가 통과하는 배기통과; 상기 배기통의 내부에 설치되어 통과하는 배기가스에 남아있는 여열을 흡수하는 최소한 하나의 열교환기로 이루어지고,
    상기 열교환기는 흡수된 열을 난방장치로 공급하는 냉매가 순환하며, 연도의 출구를 향하며 점차 작은 지름을 갖도록 스프링 형태로 꼬아진 냉매순환관과 ; 상기 냉매순환관의 외부에 설치되고, 하나 이상의 관통구멍이 형성된 복수의 전열날개로 이루어져 배출되는 배기가스와의 접촉면적을 넓혀 열교환 효율을 높인 것을 특징으로 하는
    배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템.
KR1020130152243A 2013-12-09 2013-12-09 배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템 KR101536760B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130152243A KR101536760B1 (ko) 2013-12-09 2013-12-09 배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130152243A KR101536760B1 (ko) 2013-12-09 2013-12-09 배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150066775A true KR20150066775A (ko) 2015-06-17
KR101536760B1 KR101536760B1 (ko) 2015-07-15

Family

ID=53515008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130152243A KR101536760B1 (ko) 2013-12-09 2013-12-09 배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101536760B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109136064A (zh) * 2018-09-11 2019-01-04 山东民和生物科技股份有限公司 一种以热定产的沼气工程余热综合利用系统及利用方法
CN113882907A (zh) * 2021-08-30 2022-01-04 桐昆集团浙江恒腾差别化纤维有限公司 一种余热发电系统
KR102361182B1 (ko) * 2020-11-05 2022-02-14 (주)창화에너지 보일러와 터빈을 포함하는 열역학 시스템

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102061275B1 (ko) * 2016-10-04 2019-12-31 두산중공업 주식회사 하이브리드형 발전 시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006284018A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Kubota Corp ゴミ焼却炉用発電設備とゴミ焼却炉用発電方法
JP4296200B2 (ja) * 2007-01-29 2009-07-15 大多喜ガス株式会社 給湯システム
KR100765689B1 (ko) * 2007-05-14 2007-10-12 채혁 목재칩 또는 펠릿을 연료로 하는 안전 버너
KR101223423B1 (ko) * 2012-07-04 2013-02-12 주식회사 하나 턴핀 응축기의 제조방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109136064A (zh) * 2018-09-11 2019-01-04 山东民和生物科技股份有限公司 一种以热定产的沼气工程余热综合利用系统及利用方法
KR102361182B1 (ko) * 2020-11-05 2022-02-14 (주)창화에너지 보일러와 터빈을 포함하는 열역학 시스템
WO2022097786A1 (ko) * 2020-11-05 2022-05-12 (주)창화에너지 보일러와 터빈을 포함하는 열역학 시스템
CN113882907A (zh) * 2021-08-30 2022-01-04 桐昆集团浙江恒腾差别化纤维有限公司 一种余热发电系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR101536760B1 (ko) 2015-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103629857B (zh) 基于热泵的热电联产集中供热系统
CN104534539A (zh) 一种燃气蒸汽联合循环集中供热装置及供热方法
CN201443978U (zh) 炭素煅烧炉余热发电系统
CN107327322B (zh) 一种燃机-煤机耦合发电系统及其运行方法
CN103670548A (zh) 基于热泵的热电联产集中供热系统
KR101536760B1 (ko) 배기가스 및 증기의 잔열을 재활용할 수 있는 바이오연료 열병합발전시스템
CN105485649A (zh) 一种高效余热回收综合利用系统
CN203717051U (zh) 联合循环低温余热回收装置
CN108386295A (zh) 一种一体式生物质发电装置
JP2008101474A (ja) 木質バイオマス焚きマイクロガスタービン発電装置とその運転制御方法
CN103629724B (zh) 大幅降低热电联产集中供热温度的系统
CN203685320U (zh) 大幅降低热电联产集中供热温度的系统
CN206144611U (zh) 一种整合igcc与超临界机组的调峰电站
CN102374538A (zh) 垃圾焚烧循环发电系统
CN105698148A (zh) 一种工业锅炉排放高温烟气余热梯级利用系统
CN105154138A (zh) 一种太阳能气化与发电混合系统
CN205977287U (zh) 复合式沼气发电系统
CN103628938B (zh) 大幅降低热电联产集中供热温度的系统
JPH11325406A (ja) 火力発電設備における給水加熱装置
CN209042494U (zh) 一种基于免费动力源的多能互补蓄能供能系统
CN207750114U (zh) 一种利用垃圾填埋气内燃机排气的低温余热发电装置
CN208184852U (zh) 一种一体式生物质发电器
Sornek et al. Experimental and numerical analysis of a micro scale cogeneration system with 100 kW straw-fired boiler.
CN202483648U (zh) 瓦斯氧化热发电装置
CN205297665U (zh) 一种垃圾热解气化燃气轮机烟气余热利用发电系统

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180625

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190807

Year of fee payment: 5