KR20180070031A

KR20180070031A - Primary air nozzle for circulating fluidzed bed boiler

Info

Publication number: KR20180070031A
Application number: KR1020160172233A
Authority: KR
Inventors: 우종인
Original assignee: 비에이치아이 주식회사
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2018-06-26

Abstract

The present invention provides a primary air nozzle for a fluidized bed boiler which has a smooth air flow such that a performance of a blower is not required to be improved for not affecting a fluidity of fluidic particles. In the air nozzle for a fluidized bed boiler, a damper for opening and closing a flow path instead of a valve is installed in a circular straight line shaped nozzle pipe. The damper according to the present invention has a variable opening width of the nozzle in accordance with a pneumatic pressure such that an amount of air supply is differentiated, the flow of the air is not interrupted, and the air is not required to be flown to the bottom of a combustion furnace.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an air nozzle for a fluidized bed boiler,

본 발명은 공기의 흐름이 원활하여 송풍기의 성능을 향상시키지 않고도 유동입자의 유동성에 영향을 끼치지 않는 유동층 보일러용 공기노즐에 관한 것이다.
The present invention relates to an air nozzle for a fluidized-bed boiler, which does not affect the fluidity of the fluidized particle without the smooth flow of air and without improving the performance of the blower.

기존의 유동층(CFB. Circulating Fluidized Bed) 보일러는 회분함량이 높은 저질탄의 크기를 키워 연소로 내에서 유동시키면서 서서히 연소되도록 설계된 것으로, 저질탄 연소 시에 발생하는 질산화물과 황산화물의 발생량을 최소화하여 대기오염물질의 방출량을 획기적으로 낮출 수 있는 점에서 보일러 중에서 가장 환경 친화적인 보일러로 알려져 있다. 유동층 보일러의 연소실 바닥에는 1차적으로 유동 입자를 유동시키기 위한 공기를 분사하는 1차 공기노즐이 설치되어 있다. The existing CFB (Circulating Fluidized Bed) boiler is designed to burn slowly while flowing in the combustion furnace by increasing the size of low-grade ash ash. It minimizes the amount of generated nitric oxide and sulfur oxides during low- It is known as the most environmentally friendly boiler among the boilers in that it can drastically reduce the emission of substances. The bottom of the combustion chamber of the fluidized-bed boiler is equipped with a primary air nozzle that primarily injects air to flow the flowing particles.

공개특허공보 제10-2013-0047091호의 유동층 보일러용 에어 노즐은 하단으로 유입된 에어가 상부로 유동하도록 수직으로 설치된 유입구와, 이 유입구의 상단에서 좌우로 분기되어 하향 경사지게 분사구로 이뤄진 것으로, 인접한 에어 노즐에서 분사되는 연소공기와 부딪치지 않고 원활하게 연소공기가 분사되도록 해 연소공기의 난류로 인한 마모 예방 및 압력손실 최소화에 방점을 둔 것이다.The air nozzle for the fluidized bed boiler of Patent Publication No. 10-2013-0047091 has an inlet vertically installed to allow the air introduced into the lower portion to flow upwardly and an injection hole branched from the upper end of the inlet so as to be inclined downwardly, The combustion air is injected smoothly without colliding with the combustion air injected from the nozzle, thereby preventing abrasion due to the turbulence of the combustion air and minimizing the pressure loss.

등록특허 제10-0725001호는 유동층 하부 가스분산판에 설치된 가스 공급 노즐을 고체 입자에 의한 막힘을 방지함으로써 노즐에서의 공급 가스에 의한 압력강하를 줄이고 유동층에 공급되는 가스를 로의 전반에 걸쳐 골고루 분산시키며, 제작성을 높이기 위하여, 노즐헤드에 삽입되는 가스유입관으로 구성된 분산노즐과, 상기 노즐헤드의 내부 측면에 수평에서 30~ 85의 경사로 천공된 가스분출구와, 상기 노즐헤드 내에서 가스분출구의 경사가 시작되는 지점의 상측으로 가스유입관의 직경 및 높이보다 큰 직경 및 높이를 갖도록 형성된 빈공간과, 상기 가스분출구의 경사가 시작되는 지점의 아래 쪽으로는 가스유입관이 삽입되도록 그 외경에 상응하는 직경으로 천공된 구멍과, 가스유입관의 끝이 가스분출구의 경사가 시작되는 지점보다 더 높게 위치하도록 노즐헤드에 설치되는 돌출부로 이뤄진 것이다.Patent No. 10-0725001 discloses that the gas supply nozzle installed in the fluidized bed lower gas dispersion plate is prevented from being clogged by the solid particles so that the pressure drop due to the supply gas from the nozzle is reduced and the gas supplied to the fluidized bed is uniformly dispersed Wherein the nozzle head includes a dispersion nozzle composed of a gas inlet pipe inserted into the nozzle head, a gas outlet hole horizontally perforated at an angle of 30 to 85 on the inner side surface of the nozzle head, An empty space formed so as to have a diameter and a height larger than the diameter and height of the gas inflow pipe at the upper side of the point where the inclination starts and a lower end of the gas inflow port corresponding to the outer diameter of the gas inflow pipe And the end of the gas inlet tube is positioned higher than the point where the inclination of the gas outlet is started And a protrusion provided on the lock nozzle head.

등록실용신안 제20-0172323호는 유동층 소각로의 로 내로 투입된 폐기물이 고온의 유동사에 접촉하여 연소될 때 유동사의 원활한 유동화를 위해 공기의 적절한 분사에 의한 최적의 유동성을 도모하기 위하여, 소각로 내로 공기를 공급하는 분사노즐을 소각로 본체 부착된 고정대에 설치하고, 소각로 내로 공기의 균등 분사와 로 내에서 고온의 유동사가 공기균등화실로 유출되지 못하게 분사헤드를 교차되게 설치하고, 분사헤드의 공기구멍을 수평 방향에서 15 아래로 경사지게 형성된 공기노즐이다.Registration Utility Model No. 20-0172323 discloses that when the waste introduced into a furnace of a fluidized bed incinerator is contacted with a hot fluid stream and combusted, in order to fluidize the fluid stream smoothly, The injection nozzles for supplying air are uniformly injected into the incinerator and the injection head is crossed so that the high temperature fluid does not flow out into the air equalization chamber in the furnace and the air holes of the injection head are horizontally Lt; RTI ID = 0.0 > 15 < / RTI >

이들 선행기술들은 한결같이 분기노즐의 각도에 미차만 있을 뿐 공기노즐의 형태가 유사한 공통점이 있는데, 공기 흐름의 급격한 변화로 공기압의 강하가 초래되기 때문에 유동입자의 유동성이 저하된다. 이런 까닭에 송풍기의 고성능화 설계가 불가피해 연소로의 설계비가 가중되고, 전력소모도 크다. These prior arts have a common similarity to the shape of the air nozzles although there is only a slight difference in the angle of the branch nozzles, and the flowability of the flowing particles is lowered because the air pressure is lowered due to the abrupt change of the air flow. Because of this, high performance design of the blower is inevitable, and the design cost of the combustion furnace is increased, and power consumption is great.

공기노즐을 통한 연소로 내 유동입자(회분)의 배출은 불가능하다.
It is impossible to discharge the flowing particles (ash) in the combustion furnace through the air nozzle.

공개등록특허 제10-2013-0047091호Published Patent No. 10-2013-0047091 등록특허 제10-0725001호Registration No. 10-0725001 등록실용신안 제20-0172323호Registration Utility Model No. 20-0172323

본 발명의 목적은 공기의 흐름이 원활하여 송풍기의 성능을 향상시키지 않고도 유동입자의 유동성에 영향을 끼치지 않는 유동층 보일러용 1차 공기노즐를 제공하려는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a primary air nozzle for a fluidized-bed boiler in which the flow of air is smooth and does not affect the flowability of fluidized particles without improving the performance of the blower.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 원형 직관상의 노즐관 내에 밸브 대용의 댐퍼가 설치된 새로운 구조의 유동층 보일러용 공기노즐을 특징으로 한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention is characterized by a novel structure of an air nozzle for a fluidized-bed boiler in which a damper for a valve seat is provided in a circular tube-shaped nozzle tube.

상기 본 발명에 의한 댐퍼는 공기압에 따라 노즐의 개방폭이 달라지면서 급기량이 차등화되고, 공기의 흐름을 방해하지 않으며, 공기를 연소로의 바닥으로 회류시키지도 않는 특징이 있다.
The damper according to the present invention is characterized in that the opening width of the nozzle is changed according to the air pressure, the amount of air supplied is different, the air flow is not disturbed, and the air is not returned to the bottom of the furnace.

본 발명은 공기압에 밀려 유로를 개방하는 밸브 대용의 댐퍼는 유로의 개방폭을 달리하지만 공기의 흐름을 방해하지 않고 연소로의 바닥으로 회류시키지도 않으므로 유동입자의 유동성을 저해하지 않으며, 댐퍼 위로 내려앉는 유동입자는 열린 댐퍼의 경사를 따라 급기로로 미끄러져 연소로의 바닥 밑으로 떨어질 뿐 댐퍼의 개방상태에는 전혀 영향을 끼치지 않으므로 공기압의 강하로 인한 노즐막힘현상도 전무하고, 송풍기의 고성능화 설계 필요성도 없어 유동층 보일러의 제작경제성도 높다.
The damper for the valve seat which is pushed by the air pressure to open the flow path does not disturb the fluidity of the flowing particles because the opening width of the flow path is different but does not interfere with the flow of air and is not returned to the bottom of the furnace, Since the flowing particles slide along the slope of the open damper to the bottom of the furnace and do not affect the opening state of the damper at all, there is no clogging of the nozzle due to the drop of the air pressure, and the necessity of high performance design of the blower There is high economical efficiency of production of fluidized bed boiler.

도 1은 본 발명에 의한 유동층 보일러용 공기노즐의 예시도
도 2는 노즐관의 폐쇄상태도
도 3은 노즐관의 개방상태도1 is an illustration of an air nozzle for a fluidized bed boiler according to the present invention;
Fig. 2 shows a closed state of the nozzle tube
3 shows the state of the nozzle tube in an open state

도 1에서와 같이, 본 발명에 의한 유동층 보일러용 공기노즐은 노즐관(1)과 노즐관(1) 내에 설치된 댐퍼축(2), 상기 댐퍼축(2)에 설치된 댐퍼(3)와 댐퍼의 노즐관 폐쇄상태제어용 스토퍼(4)로 구성된다.1, the air nozzle for a fluidized bed boiler according to the present invention comprises a nozzle tube 1, a damper shaft 2 provided in the nozzle tube 1, a damper 3 provided on the damper shaft 2, And a stopper 4 for controlling the nozzle pipe closing state.

노즐관(1)은 위와 아래가 완전히 개방된 원형관이다. 원형관은 직관이며, 내부에 갖춰지는 다른 구성요소를 제외하면 그 자체로는 연소로 내로 유도입자를 유동시키기 위해 공급되는 공기의 흐름을 방해할 내적 요소가 없다. The nozzle tube (1) is a circular tube whose top and bottom are completely opened. The circular tube is intuitive, and apart from the other components contained therein, there is no inner element that would interfere with the flow of air supplied to flow inducing particles into the furnace itself.

댐퍼축(2)은 노즐관(1)의 대략 중간 높이에서 횡단면의 중심을 지나는 가상 수평선과 만나는 벽면을 수평으로 관통시켜 댐퍼가 공기압에 따라 유로를 개폐할 때 댐버에 종동되어 제자리에서 회전하면서 댐퍼를 지지하는 환봉축이다.The damper shaft 2 horizontally penetrates a wall surface which meets a virtual horizontal line passing through the center of the cross section at the substantially middle height of the nozzle tube 1 and is driven by the damper to rotate in place when the damper opens and closes the flow path according to the air pressure, Which is a round bar shaft supporting the shaft.

댐퍼(3)는 노즐관(1)의 내경에 약간 못미치는 반경을 가진 금속 원판으로 하여 노즐관(1)의 유로를 개폐하는데 적합하도록 하며, 판면의 중심을 지나도록 형성된 일자형 보스(5)를 댐퍼축(2)에 얹고 용접 등으로 결합해 일체화한다.The damper 3 is made of a metal plate having a radius slightly smaller than the inner diameter of the nozzle tube 1 and is suitable for opening and closing the flow path of the nozzle tube 1 and has a straight boss 5 formed to pass the center of the plate surface Is placed on the damper shaft (2) and joined by welding or the like to be integrated.

스토퍼(4)는 댐퍼축(2)과 스토퍼(4)간에 놓이는 댐퍼 부분으로 공기가 집중 공급됨에 따라 댐퍼(3)가 수평자세(노즐관의 완전 폐쇄)를 취할 때 그 상태에서 유지되도록 저지한다. The stopper 4 prevents the damper 3 from being held in the horizontal posture (complete closing of the nozzle tube) as the air is concentratedly supplied to the damper portion between the damper shaft 2 and the stopper 4 .

노즐관(1)의 상단에는 평면상 댐퍼축(2)과 같은 위치에 보강살(6)을 덧대서 고열을 받더라도 변형되지 않게 한다.The upper end of the nozzle tube 1 is provided with a reinforcing bar 6 at the same position as the damper shaft 2 in a plan view so as not to be deformed even when subjected to high heat.

도 2에서, 공기압이 미약하거나 보일러가 가동을 멈춘 상태인 경우 댐퍼(3)는 자중에 의해 평형을 이뤄 노즐관(1) 내의 유로를 폐쇄한다. In FIG. 2, when the air pressure is weak or the boiler is in a stopped state, the damper 3 is balanced by its own weight to close the flow path in the nozzle pipe 1.

도 3에서, 공기압이 규정치 - 댐퍼(3)를 움직일 수 있을 정도의 공압 - 를 웃돌 때부터 댐퍼(3)는 시계방향으로 회전하여 노즐관(1) 내의 유로를 개방, 연소로로 1차 공기가 유입되어 연소로 내의 유동입자를 유동시키게 된다.3, the damper 3 rotates in the clockwise direction when the air pressure exceeds the pneumatic pressure enough to move the specified value-damper 3 to open the flow path in the nozzle pipe 1, And flows the flowing particles in the combustion furnace.

보일러 가동 중에 노즐관(1) 위에서 떨어지는 재(灰), 불완전 유동입자는 댐퍼(3)의 상면으로 내려 앉거나 노즐관(1)의 내부 개방된 부분을 통해 연소로 밑으로 떨어진다. The ashes, incompletely flowing particles falling on the nozzle tube 1 during operation of the boiler fall down to the upper surface of the damper 3 or fall down into combustion through the inner open portion of the nozzle tube 1.

댐퍼(3) 위로 내려앉은 재, 불완전 연소된 유동입자는 적층무게를 감당키 어려울 정도에 이르렀을 때 댐퍼(3)를 미끄럼타고 노즐관(1)의 하반부 내부를 거쳐 연소로 밑으로 떨어진다.The incompletely burnt fluidized material falling on the damper 3 falls down the combustion furnace through the inside of the lower half of the nozzle tube 1 while slipping on the damper 3 when the flowable particles reach a degree of difficulty to cope with the lamination weight.

댐퍼(3)가 노즐관(1)을 개방하는 동안에 노즐관(1) 위로 유입되는 재, 불완전 연소된 분탄 등의 유동입자가 노즐관(1) 내에 축적될 가능성이 배제되기에 유동입자에 의해 노즐관이 막힐 우려가 없다.The possibility that the flowed particles such as the material to be injected onto the nozzle tube 1 while the damper 3 is opening the nozzle tube 1 and the incompletely burnt powder and the like are accumulated in the nozzle tube 1 is excluded, There is no possibility that the nozzle pipe is clogged.

또, 노즐관(1)이 직관상이므로 그리로 공급되는 유동층 보일러의 1차 공기가 연소로의 바닥으로 회류하지 않으므로 공기압의 저하로 인하여 유동입자의 유동성이 저해되지도 않는다. Since the nozzle pipe 1 is straight, the primary air of the fluidized bed boiler supplied therefrom does not flow back to the bottom of the furnace, so that the fluidity of the flowing particles is not hindered by the decrease in air pressure.

주물제, 정밀주조, 분말야금으로만 제작할 수밖에 없어 불량률과 제조비가 높던 종래의 화살촉형 관상 노즐과는 달리 제작이 용이하고, 염가제공도 가능하다.Unlike a conventional arrowhead type tubular nozzle having a defect ratio and a high manufacturing cost because it can only be manufactured by casting, precision casting and powder metallurgy, it is easy to manufacture and can provide a cheap price.

고온의 연소열에 노출되는 노즐관(1)의 상단부가 보강살(6)로 보완됨에 따라 열변형에 대한 응력도 높아 안전해진다.
The upper end portion of the nozzle tube 1 exposed to the heat of combustion at a high temperature is supplemented with the reinforcing bar 6, so that the stress against the thermal deformation is also high.

1: 노즐관
2: 댐퍼축
3: 댐퍼
4: 스토퍼
6: 보강살1: Nozzle tube
2: Damper shaft
3: Damper
4: Stopper
6: reinforced flesh

Claims

A damper attached to the damper shaft, and a stopper attached for holding the damper in a horizontal state (fully closed state) in the nozzle tube. Air nozzle for fluidised bed boiler.

The air nozzle for a fluidized-bed boiler according to claim 1, wherein a reinforcing member is attached to the upper end of the nozzle pipe.