KR20160086723A - 발전소 집진기의 시료채취장치 - Google Patents

발전소 집진기의 시료채취장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발전소 집진기의 시료채취장치를 개시한다. 개시된 발전소 집진기의 시료채취장치는 발전소의 집진기에 구비되는 설치부와, 이 설치부에 탈착되며 집진기에서 이동하는 연소가스 중의 비회가 유입되는 시료수집부와, 이 시료수집부에 연결되며 시료수집부를 통해 이송되는 비회를 포집하는 시료포집부와, 이 시료포집부에 연결되며 집진기의 비회가 시료수집부를 통해 흡입되도록 시료포집부의 공기를 외부로 송풍시키는 공기흡입부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

발전소 집진기의 시료채취장치{SAMPLING DEVICE FOR FOR HEAVY OIL FLY ASH OF POWER PLANT DUST COLLECTOR}
본 발명은 발전소 집진기의 시료채취장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중유비회의 채취작업을 용이하게 진행할 수 있도록 하는 발전소 집진기의 시료채취장치에 관한 것이다.
최근에 건설되는 화력 발전소에서 많이 채택되고 있는 순환 유동층(Fluidized Bed) 연소 기술은 석탄을 적당한 크기로 분쇄하여 만든 석탄 입자들과 석회석 및 모래와 같은 유동 매체에 적정속도의 공기를 불어넣어 부유 유동층(Suspended FluidIzed Bed)상태로 만들어 보일러로 공급하여 연소시키는 방법이다.
이러한, 순환 유동층 연소는 고체 입자에 의한 직접 열전달로 열전달 효율이 매우 높고 노 내의 연소온도는 미분탄 연소방식의 노내 온도보다 훨씬 적어 수관 및 과열기관 등의 고온부식, 스케일 등의 설비 파손이 적은 장점이 있다.
또한, 순환 유동층 연소 기술은 그 독특한 연소 특성상 유동매체가 완전 연소될 때까지 순환시키기 때문에 미분탄 연소식과는 달리 낮은 발열량과 다량의 수분을 함유한 저질탄 연소가 가능하고, 비교적 낮은 온도(900℃ 이하)에서 연소가 일어나기 때문에 질소산화물의 발생이 현저하게 감소된다. 이로 인하여, 질소산화물 배출 규제치 준수를 위한 별도의 탈질설비(SCR or SNCR)를 필요로 하지 않는 이점도 있다.
예를 들어, 기존의 미분탄 연소방식의 경우 보일러 설계의 한계로 인하여, 현재의 대기환경 배출규제기준을 만족시키기 위해서는 필수적으로 촉매식 탈질설비(SCR-De NOx System) 및 탈황설비가 설치된다. 반면, 유동층 연소방식의 경우 탈질설비 및 탈황설비의 설치를 생략하거나 선택적으로 채용이 가능하게 된다.
한편, 중유를 이용한 발전설비에서는 보일러의 열효율을 향상시키기 위하여 중유회 성상분석, 미연탄소 관리, 무화온도, 버너, 연소가스 성상분석 등의 관리를 통해 최적 연소관리를 진행하게 된다.
또한, 미연탄소분은 연료 연소시 완전 연소되지 않고 연소재(Ash) 속에 남아 있는 탄소성분으로, 그 발생량이 반응시간, 산소농도, 반응온도, 연료예열온도 등에 의해 좌우된다. 그리고 불완전 연소로 발생하는 미연탄소분은 회분과 함께 전기집진장치에서 대부분 집진되며, 전기집진기의 하부에 집진되어 처리 또는 재활용된다.
그런데, 상기와 같은 종래의 발전설비는 집진기를 통해 배출되는 연소가스에 포함되는 비회를 채취하기가 매우 어려운 문제점이 내포되어 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
한편, 한국 등록특허공보 제10-1061883호(등록일:2011.08.29)에는 "시료 채취장치"가 개시되고, 한국 등록특허 제10-0623854호(등록일:2006.09.06)에는 "일체형 반건식반응기 및 전기집진 장치"가 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 집진기에 선택적으로 탈착하여 발전소의 연소가스에 포함되는 중유비회의 채취작업을 용이하게 진행할 수 있는 발전소 집진기의 시료채취장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 발전소 집진기의 시료채취장치는, 발전소의 집진기에 구비되는 설치부; 상기 설치부에 탈착되며, 상기 집진기에서 이동하는 연소가스 중의 비회가 유입되는 시료수집부; 상기 시료수집부와 연결되며, 상기 시료수집부를 통해 이송되는 상기 비회를 포집하는 시료포집부; 및 상기 시료포집부와 연결되며, 상기 집진기의 비회가 상기 시료수집부를 통해 흡입되도록 상기 시료포집부의 공기를 외부로 송풍시키는 공기흡입부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 설치부는, 상기 집진기에 형성되는 장착홀부; 및 상기 장착홀부를 선택적으로 개폐하는 개폐덮개를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시료수집부는, 일단이 밀폐되고 타단이 개방되어 상기 시료포집부와 연결되며, 비회유입구가 형성되어 상기 집진기의 내부로 삽입되는 중공형태의 비회 유입관부재; 및 상기 비회 유입관부재에 결합되며, 상기 집진기에 고정되는 고정플랜지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시료포집부는, 공기흡입라인을 통해 상기 시료수집부와 연결되며, 상기 비회가 낙하되는 집진덕트; 및 상기 집진덕트의 하부에 구비되어 상기 집진덕트에서 낙하되는 시료를 포집하는 포집탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기흡입부는, 등속흡인기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 발전소 집진기의 시료채취장치는 종래기술과는 달리 집진기에 선택적으로 탈착하여 발전소의 연소가스에 포함되는 중유비회의 채취작업을 용이하게 진행할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소 집진기의 시료채취장치가 적용되는 보일러 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소 집진기의 시료채취장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소 집진기의 시료채취장치를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 발전소 집진기의 시료채취장치의 바람직한 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소 집진기의 시료채취장치가 적용되는 보일러 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소 집진기의 시료채취장치를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소 집진기의 시료채취장치를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소 집진기의 시료채취장치(100)가 적용되는 미분탄 연소방식의 보일러 시스템은 중유를 공급하여 미분탄을 연소시키는 연소로(10)와, 이 연소로(10)에서 배출되는 연소가스에 포함된 오염물질인 중유비회를 집진하기 위한 전기집진기(EP; Electrostatic Precipitator)(20) 및 연소가스 중의 유해가스를 제거하기 위한 탈황장치(30)를 포함한다.
연소로(10)는 원료인 석탄의 연소율이 향상될 수 있도록 석탄이 잘게 분쇄되어 미분탄이 공급됨과 동시에 중유가 함께 공급되어 연소되며, 연소를 통해 발생되는 연소가스가 전기집진기(20)로 배출된다. 이때, 연소로(10)에서 배출되는 연소가스에는 분진과 수은 및 황산화물 등 공기오염물질이 포함되어 있다.
그리고 연소로(10)에서 배출되는 연소가스는 전기집진기(20) 및 탈황장치(30)를 거치면서 정화된다.
전기집진기(20)는 연소로(10)에서 발생된 큰 유량의 연소가스에서 발생되는 비교적 큰 입경(2.5㎛ 이상)의 비회를 1차 제거하게 된다. 이때, 전기집진기(20)는 내부에 마련되는 집진판(도시생략)에서 발생되는 전자기장을 통해 연소가스에 포함된 애쉬(분진)가 상기 집진판에 부착된다.
즉, 전기집진기(20)는 상기 집진판에 생성되는 정전기력에 의해 연소가스에 포함된 분진이 집진판에 부착된다.
더하여, 전기집진기(20)에서 1차 여과과정을 거친 연소가스는 탈황장치(30)에서 2차적으로 탈황 처리된다.
한편, 전기집진기(20)에는 연소가스 중의 비회 샘플을 채취할 수 있도록 발전소 집진기의 시료채취장치(100)가 탈착 가능하게 구비된다.
이를 위하여, 본 실시예에 따른 발전소 집진기의 시료채취장치(100)는 전기집진기(20)에 구비되는 설치부(110)와, 이 설치부(110)에 탈착되는 시료수집부(120)와, 이 시료수집부(120)를 통해 유입되는 비회를 포집하기 위한 시료포집부(130)와, 전기집진기(20) 내의 공기를 흡입하기 위한 공기흡입부(140)를 포함한다.
설치부(110)는 시료수집부(120)를 선택적으로 탈착할 수 있도록 장착홀부(111)와 개폐덮개(113)를 포함한다. 장착홀부(111)는 시료수집부(120)가 전기집진기(20)로 삽입될 수 있도록 전기집진기(20)에 형성되며, 개폐덮개(113)에 의해 개폐된다. 개폐덮개(113)는 장착홀부(111)를 밀폐하도록 볼트 등과 같은 결합방식을 통해 전기집진기(20)에 결합된다. 이러한 개폐덮개(113)는 장착홀부(111)의 밀폐가 긴밀하게 이루어지도록 장착홀부(111)로 삽입되는 삽입돌부(113a)와, 이 삽입돌부(113a)에서 확장형성되어 볼트를 통해 전기집진기(20)에 결합되는 체결판(113b)을 구비한다.
시료수집부(120)는 설치부(110)를 통해 전기집진기(20)에 탈착되며, 전기집진기(20)에서 이동하는 연소가스 중의 비회가 유입된다. 이를 위하여, 시료수집부(120)는 장착홀부(111)를 통해 전기집진기(20)의 내부로 삽입되는 유입관부재(121)와, 이 유입관부재(121)를 전기집진기(20)에 고정하기 위한 고정플랜지(123)를 포함한다.
유입관부재(121)는 전기집진기(20)로 삽입되는 일단이 밀폐되고, 전기집진기(20)의 외측에 위치하는 타단부가 개방되어 시료포집부(130)와 연결된다. 이러한, 유입관부재(121)는 일단이 밀폐된 중공형태를 가지며, 비회의 유입을 위하여 중앙부에 비회유입구(121a)가 형성된다. 비회유입구(121a)는 비회의 유입이 원활하도록 유입관부재(121)가 반원형태로 절개되어 형성된다.
고정플랜지(123)는 유입관부재(121)의 타단부에 일체로 접합되며, 볼트를 통해 전기집진기(20)의 외면에 결합된다.
시료포집부(130)는 유입관부재(121)와 연결되며, 유입관부재(121)를 통해 이송되는 비회가 포집된다. 이를 위하여, 본 실시예에 따른 시료포집부(130)는 공기흡입부(140)의 공기 흡입을 통해 이송되는 비회를 낙하시키는 집진덕트(131)와, 이 집진덕트(131)에서 낙하되는 비회를 포집하기 위한 포집탱크(133)를 포함한다.
집진덕트(131)는 비회를 집진하여 낙하시킬 수 있도록 싸이클론 방식 또는 백필터(Bag Filter) 방식이 적용될 수 있다. 또한, 집진덕트(131)는 공기흡입라인(135)을 통해 유입관부재(121)와 연결된다. 공기흡입라인(135)은 사용상의 편의를 위하여 플렉시블관 또는 주름관 등에 의해 제작될 수 있다.
포집탱크(133)는 집진덕트(131)에 탈착가능하게 구비되며, 집진덕트(131)에서 낙하되는 비회가 포집된다. 이를 통해 시료포집부(130)에 채취되는 비회 샘플을 용이하게 수거할 수 있게 된다.
공기흡입부(140)는 연결관(141)을 통해 집진덕트(131)와 연결되며, 전기집진기(20)의 비회가 유입관부재(121)의 비회유입구(121a)를 통해 일정하게 유입될 수 있도록 집진덕트(131)의 공기를 외부로 강제흡입하여 배출시킨다. 이러한, 공기흡입부(140)는 비회의 일정한 흡입을 위하여 등속흡인기(134)를 구비하고, 등속흡인기(134)에 연결관(141)이 연결된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소 집진기의 시료채취장치(100)는 전기집진기(20)에 장착하여 비회를 포집할 수 있으므로, 현재 연소로(10)에서 발생하는 비회를 채취된다. 이로 인하여, 정확한 시료채취가 가능하여 연소로(10)의 연소상태를 실시간으로 파악할 수 있으므로, 연소효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 전기집진기(20)에 시료수집부(120)만을 부착하여 비회의 시료 채취가 가능하므로, 발전설비의 정지 없이 시료를 채취할 수 있다. 더하여, 시료 채취시에 발생할 수 있는 먼지의 비산을 완전하게 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 연소로 20 : 전기집진기
30 : 탈활장치 110 : 설치부
111 : 장착홀부 113 : 개폐덮개
120 : 시료수집부 121 : 유입관부재
123 : 고정플랜지 130 : 시료포집부
131 : 집진덕트 133 : 포집탱크
140 : 공기흡입부

Claims (5)

  1. 발전소의 집진기에 구비되는 설치부;
    상기 설치부에 탈착되며, 상기 집진기에서 이동하는 연소가스 중의 비회가 유입되는 시료수집부;
    상기 시료수집부와 연결되며, 상기 시료수집부를 통해 이송되는 상기 비회를 포집하는 시료포집부; 및
    상기 시료포집부와 연결되며, 상기 집진기의 비회가 상기 시료수집부를 통해 흡입되도록 상기 시료포집부의 공기를 외부로 송풍시키는 공기흡입부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 집진기의 시료채취장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 설치부는,
    상기 집진기에 형성되는 장착홀부; 및
    상기 장착홀부를 선택적으로 개폐하는 개폐덮개;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 집진기의 시료채취장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 시료수집부는,
    일단이 밀폐되고 타단이 개방되어 상기 시료포집부와 연결되며, 비회유입구가 형성되어 상기 집진기의 내부로 삽입되는 중공형태의 비회 유입관부재; 및
    상기 비회 유입관부재에 결합되며, 상기 집진기에 고정되는 고정플랜지;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 집진기의 시료채취장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 시료포집부는,
    공기흡입라인을 통해 상기 시료수집부와 연결되며, 상기 비회가 낙하되는 집진덕트; 및
    상기 집진덕트의 하부에 구비되어 상기 집진덕트에서 낙하되는 시료를 포집하는 포집탱크;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 집진기의 시료채취장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기흡입부는, 등속흡인기를 구비하는 것을 특징으로 하는 발전소 집진기의 시료채취장치.
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