KR20160008283A - Bubbling fluidized bed combustor integrated with boiler - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 보일러 일체형 기포유동층 연소로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기포유동층 연소로의 연소효율 및 열회수 효율을 향상시킬 수 있는 보일러 일체형 기포유동층 연소로에 관한 것이다.The present invention relates to a boiler-integrated bubble-fluidized bed combustion furnace, and more particularly, to a boiler-integrated bubble-fluidized bed combustion furnace capable of improving combustion efficiency and heat recovery efficiency of a bubbling fluidized bed combustion furnace.
일반적으로 유동층 연소로는 연료에 대한 수용폭이 넓고, 노내 탈황 및 탈할로겐 등의 편의성을 가지며 노내 온도제어가 용이하고 비교적 낮은 온도에서 소각이 이루어져 질소생성물이 작고 연소로내에서 연료의 혼합효과가 뛰어난 점과 타 연료와 혼소할 수 있는 장점이 있어서 석탄 등의 화석연료와 폐목재, 바이오가스 및 건조 하폐수슬러지와 같은 바이오매스 등 “신재생 에너지”를 연소하여 얻은 고온의 여열을 이용하여 발전용, 공장용, 지역난방용 증기를 생산하는 열병합 및 발전용 보일러에 적용되어져 왔다.Generally, a fluidized bed combustion furnace has a wide receiving width for fuel, convenient facilities such as desulfurization and dehalogenation in the furnace, easy temperature control in the furnace, and incineration at a relatively low temperature, so that the nitrogen product is small and the fuel mixing effect in the furnace It has excellent advantages and merits of being able to cope with other fuels. It uses high temperature heat obtained by burning "renewable energy" such as fossil fuels such as coal, biomass such as waste wood, biogas and dry sewage sludge, Has been applied to cogeneration and power generation boilers that produce steam for industrial use, factories, and district heating.
이러한 이유로 최근에는 유동층 연소로의 측방에 폐열회수 보일러를 일체로 형성하여 유동층 연소로에서 배출되는 배기가스를 폐열회수 보일러를 통해 배출하면서 폐열회수 보일러에 설치된 수관을 통해 배기가스의 폐열을 회수하여 스팀으로 활용하는 보일러 일체형 유동층 연소로를 주로 사용하고 있다.For this reason, recently, a waste heat recovery boiler is integrally formed on the side of a fluidized bed combustion furnace, and exhaust gas discharged from a fluidized bed combustion furnace is discharged through a waste heat recovery boiler while recovering waste heat of the exhaust gas through a water pipe installed in the waste heat recovery boiler, Which is used as a boiler-integrated fluidized bed combustion furnace.
그러나, 종래의 보일러 일체형 유동층 연소로는 유동층 연소로에서 배출된 배기가스가 폐열회수 보일러를 직선으로 통과함으로 인해 배기가스에 포함된 분진 등의 입자상 이물질이 폐열회수 보일러에 설치된 수관에 부딪혀 수관을 손상시키는 문제점을 내재하고 있을 뿐 아니라 배기가스가 폐열회수 보일러를 직선적으로 통과함으로 인해 열회수 효율 및 배기가스에 포함된 분진 등의 이물질을 집진하는 집진 효율이 좋지 않은 문제점을 내재하고 있다.However, in the conventional boiler integrated fluidized bed combustion furnace, the exhaust gas discharged from the fluidized bed combustion furnace passes straight through the waste heat recovery boiler, so that particulate matter such as dust contained in the exhaust gas hits the water tube installed in the waste heat recovery boiler, In addition, since the exhaust gas passes through the waste heat recovery boiler in a linear manner, the efficiency of heat recovery and the efficiency of collecting foreign matter such as dust contained in the exhaust gas are poor.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 송풍수단(200)을 통해 유동층 연소로(100) 내부로 공급되는 연소공기가 유동층 연소로의 벽면과 수직하게 설치된 노즐(300)을 통해 분사됨으로 인해 유동층 연소로의 가장자리에 연소공기가 공급되지 않는 데드존이 발생되어 연소효율이 좋지 않은 문제점을 내재하고 있다.1, since the combustion air supplied into the fluidized
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고발열량 연료의 연소를 위한 보일러 일체형 기포유동층 연소로의 연소효율, 열회수 효율, 일산화탄소 및 Thermal Nox 생성의 최소화 및 배기가스에 포함된 분진 등의 입자상 이물질의 집진효율을 보다 향상시킬 수 있는 보일러 일체형 기포유동층 연소로를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a boiler-integrated bubble-fluidized bed combustion furnace for burning high-calorific fuel, which is capable of minimizing the combustion efficiency, heat recovery efficiency, generation of carbon monoxide and thermal NOx, The present invention provides a boiler integrated bubble-fluidized bed combustion furnace capable of further improving the dust collecting efficiency of particulate matter such as dust contained in the boiler.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 외면 일측에 연료투입구가 형성되고 내부에 유동매체가 수용되며 타측에 제 1 연소버너가 설치되는 메인 연소로과, 상기 메인 연소로 상부에 수직 연장형성되고 일측에 제 2 연소버너가 설치되는 제 2 연소로를 포함하는 기포유동층 연소로 및 상기 메인 연소로 내부 일측에 설치되고, 외부로부터 연소공기를 공급함과 아울러 상기 유동매체를 유동화시키는 제 1 연소공기 공급수단과 및 상기 메인 연소로 내부 일측 중 상기 제 1 연소공기 공급수단 상부에 설치되고, 외부로부터 연소공기를 공급하는 제 2 연소공기 공급수단 및 상기 제 2 연소로 내부 일측에 설치되고, 외부로부터 연소공기를 공급하는 제 3 연소공기 공급수단 및 상기 제 1 연소로 측방에 설치되는 가스챔버실과, 상기 가스챔버실의 측방에 설치되고 내부에 상부스팀드럼, 하부워터드럼 및 상기 상부스팀드럼과 상기 하부워터드럼 간을 연결하는 복수개의 제 1 수관을 포함하는 제 1 폐열회수부를 포함하는 폐열회수 보일러 및 상기 폐열회수 보일러의 측방에 설치되고, 내부에 상기 제 1 폐열회수부와 연결되는 제 3 수관이 지그재그로 배치되는 열교환부를 더 포함하되, 상기 제 2 연소로 및 상기 폐열회수 보일러의 내벽에는 상기 제 1 폐열회수부와 연결되는 복수개의 제 2 수관을 포함하는 제 2 폐열회수부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 보일러 일체형 기포유동층 연소로가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, there is provided a fuel cell system including a main combustion furnace having a fuel injection port formed on one side of an outer surface thereof, a fluidizing medium accommodated therein and a first combustion burner installed on the other side, And a second combustion furnace in which a second combustion furnace is installed, and a first combustion air supply means for supplying combustion air from the outside and fluidizing the fluid medium, provided at one side of the inside of the main combustion furnace, A second combustion air supply means provided on the first combustion air supply means on one side of the main combustion furnace to supply combustion air from the outside and a second combustion air supply means provided on one side of the second combustion furnace, And a gas chamber chamber provided on a side of the first combustion furnace, and a second combustion air supply means And a first waste heat recovery unit including an upper steam drum, a lower water drum, and a plurality of first water tubes for connecting between the upper steam drum and the lower water drum, and a first waste heat recovery unit including a waste heat recovery boiler And a third water pipe connected to the first waste heat recovering unit is arranged in a zigzag manner, and an inner wall of the second combustion furnace and the waste heat recovering boiler is connected to the first waste heat recovering unit And a second waste heat recovery unit including a plurality of second water tubes that are connected to the second waste heat recovery unit.
여기서, 상기 폐열회수 보일러는 상기 가스챔버실과 상기 제 1 폐열회수부를 분할하는 제 1 수직격벽이 설치되어 상기 가스챔버실에 상기 제 2 연소로에서 배출되는 배기가스를 상부에서 하부로 안내하는 제 1 배출로가 형성되고, 상기 제 1 폐열회수부를 좌우로 분할하는 제 2 수직격벽이 설치되어 상기 제 1 폐열회수부에 상기 가스챔버실로부터 배출되는 배기가스를 하부에서 상부로 안내하는 제 2 배출로와 다시 상부에서 하부로 안내하는 제 3 배출로가 형성되며, 상기 열교환부는 상기 폐열회수 보일러로부터 배출되는 배기가스를 하부에서 상부로 안내하는 제 4 배출로가 형성되는 것이 바람직하다.Here, the waste heat recovery boiler is provided with a first vertical partition wall that divides the gas chamber chamber and the first waste heat recovering section, and a first vertical partition wall for guiding the exhaust gas discharged from the second combustion furnace to the gas chamber chamber And a second vertical partition wall for dividing the first waste heat recovering portion to the left and right is provided to guide the exhaust gas discharged from the gas chamber chamber to the first waste heat recovering portion, And a third exhaust passage for guiding the exhaust gas from the upper portion to the lower portion, and the heat exchanging portion is formed with a fourth exhaust passage for guiding the exhaust gas discharged from the waste heat recovery boiler from the lower portion to the upper portion.
그리고, 상기 기포유동층연소로, 상기 가스챔버실, 상기 제 1 폐열회수부 및 상기 열교환부의 하부에는 배출구가 형성되는 것이 보다 바람직하다.Further, it is more preferable that a discharge port is formed in the bubbling fluidized bed combustion furnace, below the gas chamber chamber, the first waste heat recovering portion, and the heat exchange portion.
또한, 상기 제 2 연소공기 공급수단 및 상기 제 3 연소공기 공급수단은 상기 기포유동층 연소로의 내부에 설치되고, 일측에 연소공기가 유입되는 유입구가 형성되며, 타측에 복수개의 분사공이 형성되는 에어챔버 및 일단이 상기 복수개의 분사공에 각각 설치되고, 타단이 상기 연소공기 저장부의 외측방향으로 경사지게 연장형성되는 분사노즐을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.The second combustion air supply means and the third combustion air supply means are provided inside the bubbling fluidized bed combustion furnace and have an inlet port through which combustion air flows into one side and an air And a spray nozzle having a chamber and an end, each of which is provided in the plurality of spray holes and the other end is formed so as to be inclined outwardly of the combustion air storage portion.
또한, 상기 제 1 폐열회수부는 상기 가스챔버실로부터 배출되는 배기가스가 유입되는 상기 제 1 수관의 일측에 보호커버가 더 구비되는 것이 바람직하다.The first waste heat recovering unit may further include a protective cover on one side of the first water pipe into which the exhaust gas discharged from the gas chamber chamber flows.
또한, 상기 기포유동층 연소로의 하부에 설치되는 유동매체 배출부를 더 포함하고, 상기 유동매체 배출부는 상기 기포유동층 연소로 하부에 대향되게 배치되고, 상호 대향하는 방향으로 경사지게 배치되는 진동배출관 및 상기 진동배출관 하부에 설치되는 진동스크린 및 상기 진동스크린의 하부에 설치되는 분리콘베이어를 포함하는 것이 보다 바람직하다.The bubble fluidized bed combustion apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a fluid medium discharge section provided at a lower portion of the bubbling fluidized bed combustion furnace, wherein the fluid medium discharge section includes a vibration discharge pipe arranged opposite to a lower portion of the bubbling fluidized bed combustion furnace, And a separating conveyor installed at a lower portion of the vibration screen.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 보일러 일체형 기포유동층 연소로의 연소효율 및 열회수 효율이 향상됨으로 인해 경제성이 우수할 뿐 아니라 일산화탄소 및 Thermal Nox 생성이 최소화되고, 배기가스에 포함된 분진 등의 입자상 이물질의 집진효율이 향상됨으로 인해 폐열회수 보일러의 수관이 마모되는 것을 방지하여 내구성이 향상된다.According to the present invention, since the combustion efficiency and heat recovery efficiency of the boiler integrated bubbling fluidized bed combustion furnace are improved, not only the economical efficiency is improved but also the generation of carbon monoxide and thermal NOx is minimized and the particulate matter such as dust contained in the exhaust gas Since the dust collecting efficiency is improved, the water tube of the waste heat recovery boiler is prevented from being worn, thereby improving durability.
도 1은 종래의 유동층 연소로 상부에 연소공기가 공급되는 흐름을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 보일러 일체형 기포유동층 연소로를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일시예에 따른 제 2 및 제 3 연소공기 공급수단의 연소공기 분사부를 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 및 제 3 연소공기 공급수단의 연소공기 분사부를 도시한 배면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 및 제 3 연소공기 공급수단의 연소공기 분사부를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 유동매체 배출부를 도시한 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 보일러 일체형 기포유동층 연소로의 배기가스의 배출흐름을 도시한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 및 제 3 연소공기 공급수단을 통해 기포유동층 연소로 내부로 분사되는 연소공기의 흐름을 도시한 개략도이다.1 is a schematic view showing a flow in which combustion air is supplied to an upper portion of a conventional fluidized bed combustion furnace.
2 is a schematic view showing a boiler-integrated bubble-fluidized bed combustion furnace according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view showing a combustion air injection unit of second and third combustion air supply means according to a temporal example of the present invention.
4 is a rear view showing a combustion air injection unit of the second and third combustion air supply units according to the embodiment of the present invention.
5 is a plan view showing a combustion air injection unit of the second and third combustion air supply units according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic view showing a fluid medium discharge unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic view showing a discharge flow of exhaust gas in a boiler-integrated bubbling fluidized bed combustion furnace according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic view showing the flow of combustion air injected into the bubbling fluidized bed combustion furnace through the second and third combustion air supply means according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It is to be noted that like elements in the drawings are represented by the same reference numerals as possible. Further, detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the invention will be omitted.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 보일러 일체형 기포유동층 연소로를 도시한 개략도이다.2 is a schematic view showing a boiler-integrated bubble-fluidized bed combustion furnace according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 보일러 일체형 기포유동층 연소로(1)는 기포유동층 연소로(10), 제 1 연소공기 공급수단(20), 제 2 연소공기 공급수단(30), 제 3 연소공기 공급수단(40), 폐열회수 보일러(50), 제 2 폐열회수부(60) 및 열교환부(70)를 포함하여 이루어진다.2, the boiler integrated bubble-fluidized bed combustion furnace 1 according to an embodiment of the present invention includes a bubble fluidized
기포유동층 연소로(10)는 메인 연소로(11)와 제 2 연소로(12)를 포함한다.The bubbling fluidized
메인 연소로(11)는 외면 일측에 연료투입구(11a)가 형성되고, 내부 수용공간 하부에 유동매체(11b)가 수용되며, 타측에 제 1 연소버너(11c)가 설치된다.The
여기서, 연료투입구(11a)는 투입되는 고형연료가 일방향에서 투입됨으로 인해 메인연소로 내부에서 국부연소나 국부 열뭉침이 발생되는 것을 방지하기 위해 도면에 도시되진 않았으나 적어도 2개 이상 형성되는 것이 바람직하다.In order to prevent local combustion or locally heat accumulation in the main combustion furnace due to the injection of the solid fuel into the
유동매체(11b)는 제 1 연소공기 공급수단(20)을 통해 기포유동층 연소로(10) 상부로 부상하여 투입되는 고형연료와 혼합되어 고형연료가 균일하게 연소될 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로서, 산화알루미나 또는 모래 중 어느 하나가 사용될 수 있다.The
제 1 연소버너(11c)는 경유 또는 바이오가스 등을 연소시켜 메인 연소로(11) 내부의 온도를 미리 설정된 온도로 상승시키는 역할을 한다.The
제 2 연소로(12)는 메인 연소로(11) 상부에 수직 연장형성되고, 일측에 제 2 연소버너(12a)가 설치되며, 상부 일측에 요소수 공급수단(12b)이 설치된다.The
여기서, 제 2 연소버너(12a)는 바이오가스 등을 연소시켜 제 2 연소로(12) 내부의 온도를 미리 설정된 온도로 유지시키는 역할을 한다. Here, the
요소수 공급수단(12b)은 고형연료의 연소로 인해 제 2 연소로(12) 내부에서 생성되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 정화하는 역할을 한다.The urea water supply means 12b serves to purify the nitrogen oxide contained in the exhaust gas generated in the
제 1 연소공기 공급수단(20)은 유동매체(11b) 내부에 매립되도록 메인 연소로(11) 내부 일측 중 하부에 설치되는 것으로서 확대도에 도시된 바와 같이, 메인 연소로(11)의 일측 길이방향을 따라 설치되고 외면 일측에 복수개의 분배관(21a)이 형성된 매니폴더(21)와, 매니폴더(21)의 각각의 분배관(21a)에 결합되는 노즐(22)을 포함하여 구성되며, 외부에 설치된 제 1 송풍수단(85)으로부터 연소공기를 공급받아 유동매체(11b)를 유동화시킴과 아울러 메인 연소로(11) 내부에 연소공기를 공급하는 역할을 한다.The first combustion air supply means 20 is installed in the lower part of one side of the
여기서, 제 1 연소공기 공급수단(20)을 통해 공급되는 공기는 배출구(75)에 투입되는 고형연료 등과 같은 고발열량의 신재생에너지를 연소시키는데 필요한 공기량의 55~65%가 공급되는 것이 바람직하다.It is preferable that the air supplied through the first combustion air supply means 20 is supplied in an amount of 55 to 65% of the amount of air required to burn the renewable energy of a high heat amount such as a solid fuel to be supplied to the
제 2 연소공기 공급수단(30)은 메인 연소로(11) 내부 일측 중 제 1 연소공기 공급수단(20)의 상부에 설치되고, 외부에 설치된 제 2 송풍수단(95)으로부터 연소공기를 공급받아 메인 연소로(11) 내부에 연소공기를 공급하는 역할을 한다.The second combustion air supply means 30 is installed on the upper portion of the first combustion air supply means 20 in one side of the
여기서, 제 2 연소공기 공급수단(30)은 연료투입구(11a)의 바로 아래, 즉 메인 연소로(11)가 끝나는 부분에 설치되는 것이 바람직하며, 기포유동층 연소로(10)에 투입되는 고형연료 등과 같은 고발열량의 신재생에너지를 연소시키는데 필요한 공기량의 25~35%가 공급되는 것이 바람직하다.The second combustion air supply means 30 is preferably disposed at a position directly below the
제 3 연소공기 공급수단(40)은 제 2 연소로(12) 내부 일측에 설치되고, 외부에 설치된 제 2 송풍수단(95)으로부터 연소공기를 공급받아 제 2 연소로(12) 내부에 연소공기를 공급하는 역할을 한다.The third combustion air supply means 40 is installed at one side of the
여기서, 제 3 연소공기 공급수단(40)은 연료투입구(11a)의 바로 위, 즉 제 2 연소로(12)가 시작되는 부분에 설치되는 것이 바람직하며, 기포유동층 연소로(10)에 투입되는 고형연료 등과 같은 고발열량의 신재생에너지를 연소시키는데 필요한 공기량의 20~25%가 공급되는 것이 바람직하다.It is preferable that the third combustion air supply means 40 is disposed directly above the
위와 같이, 본 발명에 따른 보일러 일체형 기포유동층 연소로(1)는 메인 연소로(11)의 상부에 제 2 연소로(12)를 충분한 길이로 수직 연장형성하고, 투입되는 고형연료 등과 같은 고발열량의 신재생에너지를 연소시키는데 필요한 공기를 제 1, 제 2 및 제 3 연소공기 공급수단(20, 30, 40)을 통해 분할하여 주입함으로써, 기포유동층 연소로(10)의 연소효율이 보다 향상되고, 일산화탄소 및 Thermal Nox 생성을 최소화할 수 있게 된다.As described above, in the boiler integrated bubbling fluidized bed combustion furnace 1 according to the present invention, the
폐열회수 보일러(50)는 제 2 연소로(12)의 측방에 일체로 연결형성되는 것으로서, 가스챔버실(51)과 제 1 폐열회수부(52)를 포함하여 이루어진다.The waste
가스챔버실(51)은 제 2 연소로(12)로부터 배출되는 배기가스가 배출되는 영역을 제공하고, 제 1 수직격벽(51a)에 의해 제 1 폐열회수부(52)와 분할되어 제 2 연소로(12)로부터 배출된 배기가스를 상부에서 하부로 안내하는 제 1 배출로(51b)가 형성된다.The
또한, 가스챔버실(51)을 충분한 공간을 가지도록 형성함으로써, 제 2 연소로(12)로부터 유입되는 배기가스가 가스챔버실(51)로 유입되면서 속도가 감소하여 유입되는 배기가스 중에 포함된 분진 등의 입자상 이물질이 자중에 의해 가스챔버실(51)의 하부로 낙하하여 상당부분 제거됨으로 인해 제 1 폐열회수부(52)로 배기가스와 함께 유입되는 분진 등의 입자상 이물질이 유입되는 것을 최소화함으로써, 제 1 폐열회수부(52)의 제 1 수관(52c)이 유입되는 분진 등의 입자상 이물질로 인해 마모되는 것을 최소화할 수 있게 된다.In addition, by forming the
제 1 폐열회수부(52)는 가스챔버실(51)의 측방에 설치되고, 내부에 상부스팀드럼(52a), 하부워터드럼(52b) 및 상부스팀드럼(52a) 및 하부워터드럼(52b) 간을 연결하는 복수개의 제 1 수관(52c)을 포함하여 이루어지며, 배출되는 배기가스로부터 폐열을 회수하여 물을 증기로 변환시키는 역할을 한다.The first waste
여기서, 하부워터드럼(52b)은 외부에서 공급되는 물을 저장하는 역할을 하고, 제 1 수관(52c)은 배출되는 배기가스로부터 폐열을 회수함으로써 내부에 수용된 물을 스팀으로 변환시키는 역할을 하며, 상부스팀드럼(52a)은 생성된 스팀을 저장하는 역할을 한다.Here, the
그리고, 상부스팀드럼(52a)에 저장된 스팀은 별도의 스팀공급처로 공급된다.The steam stored in the
이러한 제 1 폐열회수부(52)는 제 2 수직격벽(52e)에 의해 좌우로 분할되어 내부에 가스챔버실(51)로부터 배출되는 배기가스를 하부에서 상부로 안내하는 제 2 배출로(52f)와 다시 상부에서 하부로 안내하는 제 3 배출로(52g)가 형성된다.The first waste
또한, 제 1 폐열회수부(52)는 확대도에 도시된 바와 같이, 가스챔버실(51)로부터 배출된 배기가스가 유입되는 제 1 수관(52c)의 일측에는 보호커버(52d)가 더 구비된다.As shown in the enlarged view of the first waste
이러한 보호커버(52d)는 제 1 폐열회수부(52)로 유입되는 배기가스가 제 1 수관(52c)에 반복적으로 접촉되어 마모되는 것을 방지하는 역할을 한다.The
제 2 폐열회수부(60)는 제 1 폐열회수부(52)와 연결되고, 제 2 연소로(12) 및 폐열회수 보일러(50)의 내벽에 매립 설치되는 복수개의 제 2 수관(61)을 포함하며, 제 2 수관(61)은 배출되는 배기가스로부터 폐열을 회수함으로써 내부에 수용된 물을 스팀으로 변환시키는 역할을 한다.The second waste
여기서, 어느 하나의 제 2 수관(61)의 막힘 또는 파손에 의해 제 2 폐열회수부(60) 전체에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있도록 복수개의 제 2 수관(61)은 제 1 폐열회수부(52)의 상부스팀드럼(52a)에 각각 병렬로 연결되는 것이 바람직하다.Here, the plurality of
열교환부(70)는 폐열회수 보일러(50)의 측방에 설치되고, 내부에 제 1 폐열회수부(52)와 연결되는 제 3 수관(71)이 지그재그로 배치되며, 제 3 수관(71)은 배출되는 배기가스로부터 폐열을 회수하여 내부에 수용된 물을 스팀으로 변환시키는 역할을 한다.The
이러한 열교환부(70)의 제 3 수관(71)은 외부에 설치된 물공급탱크와 연결되고, 물공급탱크는 열교환부(70)의 제 3 수관(71)을 통해 제 1 폐열회수부(52) 및 제 2 폐열회수부(60)로 물을 공급하게 된다.The
또한, 열교환부(70)의 상부에는 배출관(72)이 형성되며, 배출관(72)을 통해 열교환부(70)로부터 배출된 배기가스는 도시되지 않은 정화장치를 거쳐 외부로 배출된다.A
그리고, 상기에서 기술한 기포유동층 연소로(10), 가스챔버실(51), 제 1 폐열회수부(52) 및 열교환부(70)의 하부에는 배출되는 배기가스에 포함된 분진 등의 입자상 이물질을 배출하기 위한 배출구(75)가 각각 형성된다.The lower part of the bubble fluidized
특히 기포유동층 연소로(10) 하부에 형성된 배출구(75)는 연소시 발생되어 낙하하는 불연물과 유동매체(11b)가 상호 응집되어 그 기능을 상실하게 되는 경우, 유동매체(11b)를 하부로 배출하는 역할을 한다.Particularly, the
도 3은 본 발명의 일시예에 따른 제 2 및 제 3 연소공기 공급수단을 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 및 제 3 연소공기 공급수단을 도시한 배면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 및 제 3 연소공기 공급수단을 도시한 평면도이다.FIG. 3 is a front view showing second and third combustion air supply means according to a temporal example of the present invention, and FIG. 4 is a rear view showing second and third combustion air supply means according to an embodiment of the present invention. And FIG. 5 is a plan view showing second and third combustion air supply means according to an embodiment of the present invention.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 보일러 일체형 기포유동층 연소로(1)의 제 2 및 제 3 연소공기 공급수단(30, 40)은 에어챔버(35)와 분사노즐(36)을 포함한다.3 and 5, the second and third combustion air supply means 30 and 40 of the boiler integrated bubble-fluidized bed combustion furnace 1 according to the present invention are provided with an
에어챔버(35)는 일측에 외부로부터 연소공기가 유입되는 유입구(35a)가 형성되고, 타측에 복수개의 분사공(35b)이 형성된다.The
분사노즐(36)은 관체형상으로서 각각의 분사공(35b)에 설치되고, 에어챔버(35)의 외측방향으로 경사지게 연장형성된다.The
위와 같이, 제 2 및 제 3 연소공기 공급수단(30, 40)이 에어챔버(35)와 에어챔버(35)의 외측방향으로 경사지게 연장형성되는 분사노즐(36)을 포함하여 구성됨으로써, 제 2 및 제 3 연소공기 공급수단(30, 40)을 통해 기포유동층 연소로(10) 내부에 연소공기를 공급하는 경우, 공급되는 연소공기가 기포유동층 연소로(10) 내부로 경사지게 분사됨으로 인해 기포유동층 연소로(10) 내부에서 선회류를 발생시키게 되어 연소효율이 향상될 뿐 아니라 일산화탄소 및 Thermal Nox 생성을 최소화할 수 있게 된다.As described above, the second and third combustion air supply means 30 and 40 include the
제 2 및 제 3 연소공기 공급수단(30, 40)을 통한 기포유동층 연소로(10) 내부의 연소공기 흐름은 이하에서 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.The combustion air flow inside the bubbling fluidized
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 유동매체 배출부를 도시한 개략도이다.6 is a schematic view showing a fluid medium discharge unit according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면 본 발명에 따른 보일러 일체형 기포유동층 연소로(1)는 기포유동층 연소로(10) 하부에 설치되는 유동매체 배출부(80)를 더 포함한다.Referring to FIG. 6, the boiler integrated bubble-fluidized bed combustion furnace 1 according to the present invention further includes a fluid medium discharge unit 80 installed below the bubbling fluidized
유동매체 배출부(80)는 진동배출관(81), 진동스크린(82) 및 분리콘베이어(83)를 포함한다.The fluid medium discharge portion 80 includes a
진동배출관(81)은 기포유동층 연소로(10) 하부에 대향되게 배치되고, 상호 대향하는 방향으로 경사지게 배치되며, 일측에 별도의 진동수단(84)이 설치되어 유입된 유동매체(11b)를 경사를 따라 자연스럽게 하부로 배출되도록 하는 역할을 한다.The
진동스크린(82)은 진동배출관(81)의 하부에 설치되고, 일측에 별도의 진동수단(84)이 설치되어 진동을 통해 불연물과 응집되지 않은 유동매체(11b)는 하부로 배출하고, 불연물과 응집된 유동매체(11b) 및 유동매체(11b) 중에 포함된 못, 철사, 철편 등과 같은 이물질은 측방으로 이동시켜 별도의 저장부로 배출함으로써, 불연물과 응집되지 않은 유동매체(11b)와 불연물과 응집된 유동매체(11b) 및 유동매체(11b) 중에 포함된 못, 철사, 철편 등과 같은 이물질을 상호 분리 배출하는 역할을 한다.The vibrating
분리콘베이어(83)는 진동스크린(82)을 통과한 불연물과 응집되지 않은 유동매체(11b)를 별도의 저장부로 배출하는 역할을 하며, 스크류 콘베이어가 사용될 수 있다.The
위와 같은 구조로 인해 별도의 기계적인 구동부를 구비하지 않고 간단한 구성으로 기포유동층 연소로(10) 하부로 배출되는 불연물과 응집되지 않은 유동매체(11b)와 불연물과 응집된 유동매체(11b) 및 유동매체(11b) 중에 포함된 못, 철사, 철편 등과 같은 이물질을 효율적으로 분리 배출하고 불연물과 응집되지 않은 유동매체(11b)는 기포유동층 연소로(10) 내부로 재공급함으로 인해 기포유동층 연소로(10)의 가동률이 향상됨과 아울러 저 전력사용으로 인해 운영비를 절감할 수 있게 된다.Because of the structure described above, the incombustible matter discharged to the lower portion of the bubbling fluidized
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 보일러 일체형 기포유동층 연소로의 배기가스의 배출흐름을 도시한 개략도이다.FIG. 7 is a schematic view showing a discharge flow of exhaust gas in a boiler-integrated bubbling fluidized bed combustion furnace according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 보일러 일체형 기포유동층 연소로(1)의 연 배기가스의 배출흐름을 살펴보면, 제 2 연소로(12)에서 제 2 폐열회수부(60)와 열교환된 후 가스챔버실(51)로 유입된 배기가스는 가스챔버실(51)의 제 1 배출로(51b)를 따라 상부에서 하부로 이동하면서 제 2 폐열회수부(60)와 재차 열교환 한 후 제 1 폐열회수부(52)로 유입된다.Referring to FIG. 7, in the discharge flow of the exhaust gas of the boiler integrated bubbling fluidized bed combustion furnace 1 according to the embodiment of the present invention, the second waste
제 1 폐열회수부(52)로 유입된 배기가스는 제 1 폐열회수부(52)의 제 2 배출로(52f)를 따라 하부에서 상부로 이동하면서 제 1 폐열회수부(52)와 열교환 된 후 다시 제 1 폐열회수부(52)의 제 3 배출로(52g)를 따라 상부에서 하부로 이동하면서 제 1 폐열회수부(52)와 재차 열교환 된 후 열교환부(70)로 유입된다.The exhaust gas flowing into the first waste
열교환부(70)로 유입된 배기가스는 열교환부(70)의 제 4 배출로(73)를 따라 하부에서 상부로 이동하면서 열교환부(70)와 열교환 된 후 배출관(72)을 통해 배출된 후 도시되지 않은 정화장치를 거쳐 외부로 배출된다.The exhaust gas flowing into the
위와 같이, 본 발명에 따른 보일러 일체형 기포유동층 연소로(1)는 기포유동층 연소로(10)의 제 2 연소로(12)와 폐열회수 보일러(50)의 제 1 배출로(51b), 제 2 배출로(52f), 제 3 배출로(52g) 및 열교환부(70)의 제 4 배출로(73)를 포함하는 5개의 구간에서 배기가스와 열교환이 이루어지므로 열회수 효율이 보다 확실하게 이루어지게 된다.As described above, the boiler integrated bubble-fluidized bed combustion furnace 1 according to the present invention is provided with the
또한, 배기가스가 폐열회수 보일러(50)의 제 1 배출로(51b), 제 2 배출로(52f), 제 3 배출로(52g) 및 열교환부(70)의 제 4 배출로(73)를 포함하는 4개의 구간을 지그재그로 통과하면서 유속이 완화되므로 배기가스에 포함된 분진 등의 입자상 이물질의 집진효율이 향상되어 제 1 폐열회수부의 제 1 수관이 마모되는 것을 최소화할 수 있게 된다.The exhaust gas is supplied to the
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 및 제 3 연소공기 공급수단을 통해 기포유동층 연소로 내부로 분사되는 연소공기의 흐름을 도시한 개략도이다.8 is a schematic view showing the flow of combustion air injected into the bubbling fluidized bed combustion furnace through the second and third combustion air supply means according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 기포유동층 연소로(10) 내부에 설치된 제 2 및 제 3 연소공기 공급수단(30, 40)은 에어챔버(35)의 분사공(35b)에 설치되어 연소공기를 분사하는 분사노즐(36)이 에어챔버(35)에 대해 경사지게 배치되는 구조로 인해 분사노즐(36)을 통해 기포유동층 연소로(10) 내부에 연소공기를 공급하는 경우, 기포유동층 연소로(10) 내부에 선회류가 발생되도록 함으로써, 기포유동층 연소로(10) 내부에 연소공기가 공급되지 않는 데드존이 발생되지 않아 연소효율의 향상, 일산화탄소 및 Themal Nox 저감이라는 목적이 달성된다.8, the second and third combustion air supply means 30 and 40 provided in the bubbling fluidized
비록 본 발명이 상기 바람직한 실시 예들과 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허 청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the preferred embodiments, it is possible to make various modifications and variations without departing from the spirit and scope of the invention. It is, therefore, to be understood that the appended claims will include all such modifications and changes as fall within the true spirit of the invention.
1 : 보일러 일체형 기포유동층 연소로
10 : 기포유동층 연소로 11 : 메인 연소로
11a : 연료투입구 11b : 유동매체
11c : 제 1 연소버너 12 : 제 2 연소로
12a : 제 2 연소버너 12b : 요소수 공급수단
20 : 제 1 연소공기 공급수단 21 : 매니폴더
21a : 분배관 22 : 노즐
30 : 제 2 연소공기 공급수단 35 : 에어챔버
35a : 유입구 35b : 분사공
36 : 분사노즐 40 : 제 3 연소공기 공급수단
50 : 폐열회수 보일러 51 : 가스챔버실
51a : 제 1 수직격벽 51b : 제 1 배출로
52 : 제 1 폐열회수부 52a : 상부스팀드럼
52b : 하부워터드럼 52c : 제 1 수관
52d : 보호커버 52e : 제 2 수직격벽
52f : 제 2 배출로 52g : 제 3 배출로
60 : 제 2 폐열회수부 61 : 제 2 수관
70 : 열교환부 71 : 제 3 수관
72 : 배출관 73 : 제 4 배출로
75 : 배출구 80 : 유동매체 배출부
81 : 진동배출관 82 : 진동스크린
83 : 분리콘베이어 84 : 진동수단
85 : 제 1 송풍수단 95 : 제 2 송풍수단1: Boiler integrated bubble fluidized bed combustion furnace
10: bubble fluidized bed combustion furnace 11: main combustion furnace
11a:
11c: a first combustion burner 12: a second combustion furnace
12a:
20: first combustion air supply means 21: manifold
21a: Distribution pipe 22: Nozzle
30: second combustion air supply means 35: air chamber
35a:
36: injection nozzle 40: third combustion air supply means
50: waste heat recovery boiler 51: gas chamber chamber
51a: first
52: first waste
52b:
52d:
52f:
60: second waste heat recovery unit 61: second water pipe
70: heat exchanger 71: third water pipe
72: discharge pipe 73: fourth discharge pipe
75: Exhaust port 80:
81: vibration discharge pipe 82: vibration screen
83: Separation conveyor 84: Vibration means
85: first blowing means 95: second blowing means
Claims (6)
상기 메인 연소로 내부 일측에 설치되고, 외부로부터 연소공기를 공급함과 아울러 상기 유동매체를 유동화시키는 제 1 연소공기 공급수단과;
상기 메인 연소로 내부 일측 중 상기 제 1 연소공기 공급수단 상부에 설치되고, 외부로부터 연소공기를 공급하는 제 2 연소공기 공급수단과;
상기 제 2 연소로 내부 일측에 설치되고, 외부로부터 연소공기를 공급하는 제 3 연소공기 공급수단과;
상기 제 1 연소로 측방에 설치되는 가스챔버실과, 상기 가스챔버실의 측방에 설치되고 내부에 상부스팀드럼, 하부워터드럼 및 상기 상부스팀드럼과 상기 하부워터드럼 간을 연결하는 복수개의 제 1 수관을 포함하는 제 1 폐열회수부를 포함하는 폐열회수 보일러와
상기 폐열회수 보일러의 측방에 설치되고, 내부에 상기 제 1 폐열회수부와 연결되는 제 3 수관이 지그재그로 배치되는 열교환부를 더 포함하되,
상기 제 2 연소로 및 상기 폐열회수 보일러의 내벽에는 상기 제 1 폐열회수부와 연결되는 복수개의 제 2 수관을 포함하는 제 2 폐열회수부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 보일러 일체형 기포유동층 연소로.A main combustion furnace in which a fuel injection port is formed on one side of the outer surface, a fluid medium is accommodated therein, and a first combustion burner is installed on the other side, a second combustion stage in which a second combustion burner is vertically extended on the main combustion furnace, A bubbling fluidized bed combustion furnace;
A first combustion air supply unit installed at one side of the main combustion furnace to supply combustion air from the outside and to fluidize the fluidizing medium;
Second combustion air supply means installed on the first combustion air supply means on one side of the main combustion furnace and supplying combustion air from the outside;
A third combustion air supply means provided at one side of the inside of the second combustion furnace and supplying combustion air from the outside;
And a plurality of first water tubes, each of which is provided at a side of the gas chamber chamber, for connecting the upper steam drum, the lower water drum, and the upper steam drum to the lower water drum, A waste heat recovery boiler including a first waste heat recovery unit including a first waste heat recovery unit
Further comprising a heat exchange unit disposed at a side of the waste heat recovery boiler and having a third water pipe arranged in a zigzag manner therein, the third water pipe being connected to the first waste heat recovery unit,
And a second waste heat recovery unit including a plurality of second water pipes connected to the first waste heat recovery unit on the inner wall of the second combustion furnace and the waste heat recovery boiler.
상기 폐열회수 보일러는
상기 가스챔버실과 상기 제 1 폐열회수부를 분할하는 제 1 수직격벽이 설치되어 상기 가스챔버실에 상기 제 2 연소로에서 배출되는 배기가스를 상부에서 하부로 안내하는 제 1 배출로가 형성되고,
상기 제 1 폐열회수부를 좌우로 분할하는 제 2 수직격벽이 설치되어 상기 제 1 폐열회수부에 상기 가스챔버실로부터 배출되는 배기가스를 하부에서 상부로 안내하는 제 2 배출로와 다시 상부에서 하부로 안내하는 제 3 배출로가 형성되며,
상기 열교환부는
상기 폐열회수 보일러로부터 배출되는 배기가스를 하부에서 상부로 안내하는 제 4 배출로가 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러 일체형 기포유동층 연소로.The method according to claim 1,
The waste heat recovery boiler
Wherein a first vertical partition wall dividing the gas chamber chamber and the first waste heat recovering section is provided and a first exhaust passage for guiding the exhaust gas discharged from the second combustion furnace to the gas chamber chamber from the upper part to the lower part is formed,
A second exhaust passage for introducing the exhaust gas discharged from the gas chamber chamber into the first waste heat recovering portion and guiding the exhaust gas from the lower portion to the upper portion, A third discharge path for guiding the discharge gas is formed,
The heat-
And a fourth exhaust passage for guiding the exhaust gas discharged from the waste heat recovery boiler from the lower part to the upper part.
상기 기포유동층연소로, 상기 가스챔버실, 상기 제 1 폐열회수부 및 상기 열교환부의 하부에는 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러 일체형 기포유동층 연소로.The method according to claim 1,
Wherein the bubbling fluidized bed combustion furnace is provided with a discharge port at a lower portion of the gas chamber chamber, the first waste heat recovering portion, and the heat exchange portion.
상기 제 2 연소공기 공급수단 및 상기 제 3 연소공기 공급수단은
상기 기포유동층 연소로의 내부에 설치되고, 일측에 연소공기가 유입되는 유입구가 형성되며, 타측에 복수개의 분사공이 형성되는 에어챔버와;
일단이 상기 복수개의 분사공에 각각 설치되고, 타단이 상기 연소공기 저장부의 외측방향으로 경사지게 연장형성되는 분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 일체형 기포유동층 연소로.The method according to claim 1,
The second combustion air supply means and the third combustion air supply means
An air chamber provided inside the bubbling fluidized bed combustion furnace and having an inlet through which combustion air flows into one side and a plurality of injection holes formed in the other side;
And an injection nozzle provided at one end of each of the plurality of spray holes and the other end extending obliquely outwardly of the combustion air storage part.
상기 제 1 폐열회수부는
상기 가스챔버실로부터 배출되는 배기가스가 유입되는 상기 제 1 수관의 일측에 보호커버가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 보일러 일체형 기포유동층 연소로.The method according to claim 1,
The first waste heat recovering unit
And a protective cover is further provided on one side of the first water pipe into which the exhaust gas discharged from the gas chamber chamber flows.
상기 기포유동층 연소로의 하부에 설치되는 유동매체 배출부를 더 포함하고,
상기 유동매체 배출부는
상기 기포유동층 연소로 하부에 대향되게 배치되고, 상호 대향하는 방향으로 경사지게 배치되는 진동배출관과;
상기 진동배출관 하부에 설치되는 진동스크린과;
상기 진동스크린의 하부에 설치되는 분리콘베이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 일체형 기포유동층 연소로.
The method according to claim 1,
Further comprising a fluid medium discharge portion provided below the bubbling fluidized bed combustion furnace,
The fluid medium discharge portion
A vibration discharge pipe arranged to face the lower portion of the bubbling fluidized bed combustion furnace and arranged obliquely in mutually opposite directions;
A vibration screen provided below the vibration discharge pipe;
And a separation conveyor installed at a lower portion of the vibration screen.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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A302 | Request for accelerated examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20151030 Effective date: 20160725 |