KR20210068878A - pulverized coal-fired boiler Combustion system of low-combustibility fuel and combustion method using same. - Google Patents

pulverized coal-fired boiler Combustion system of low-combustibility fuel and combustion method using same. Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a pulverized coal-fired boiler combustion system of low-combustion fuel and a combustion method using the same, and more particularly, a low-combustion pulverized coal-fired boiler comprising a combustion unit in which combustion occurs and a windbox unit through which a first fuel and a second fuel different from each other and air are injected into the combustion unit, wherein the windbox unit includes an upper layer part, a middle layer part and a lower layer part, and the upper layer part, the middle layer part and the lower layer part include a fuel supply unit for supplying the first fuel and the second fuel. The pulverized coal-fired boiler combustion system according to the present invention can effectively co-fire low-combustion fuel through simple remodeling of existing facilities without building a new boiler.

Description

저연소성 연료의 미분탄 보일러 연소시스템 및 이를 이용한 연소방법{pulverized coal-fired boiler Combustion system of low-combustibility fuel and combustion method using same.}Pulverized coal boiler combustion system of low-combustibility fuel and combustion method using same.

본 발명은 저연소성 연료의 미분탄 보일러 연소시스템 및 이를 이용한 연소방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pulverized coal boiler combustion system for low-combustion fuel and a combustion method using the same.

페코크(petcoke, petroleum coke)는 원유의 정제공정에서 발생하는 부산물이다. 중질유 열분해공정(delated coker)에서 상압/감압 중유를 490℃로 고온 열분해하여 결징류분(LPG, 나프타, 등유, 경유)을 만들고 남은 부산물로 이란적인 역청탄에 비해 1.3배 높은 열량을 보유하고 있기 때문에 단순계산으로 폐코크를 연소할 경우 역청탄 대비 약 80%(1/1.24)수준의 양으로 동일한 전력을 생산할 수 있다.Pecoke (petcoke, petroleum coke) is a by-product generated in the refining process of crude oil. In the heavy oil pyrolysis process (delated coker), atmospheric/reduced heavy oil is pyrolyzed at high temperature at 490℃ to make curdled flour (LPG, naphtha, kerosene, diesel). By calculation, when waste coke is burned, the same amount of electricity can be produced in an amount of about 80% (1/1.24) of bituminous coal.

연료용 폐코크는 황함량이 높고 일반적인 연료대비 휘발분 함량이 낮으며 황산화물의 환원부식, 고온산화 부식이 전열부 표면에서 발생하기 쉬운 문제점이 있어 낮은 등급의 연료로 분류되어 아역청탄보다 가격이 낮은 특징이 있다. 또한, 보일러 내 연소성이 상대적으로 좋지 않아 일반적으로 유동층 보일러(CFBC)를 이용해 발전연료로 사용되고 있는 경우가 있다. Waste coke for fuel has a high sulfur content, low volatile matter content compared to general fuel, and has problems such as reducing corrosion of sulfur oxides and high-temperature oxidation corrosion on the surface of heat transfer parts, so it is classified as a low-grade fuel and has a lower price than sub-bituminous coal. There is a characteristic. In addition, the combustion in the boiler is relatively poor, so there are cases where it is generally used as a power generation fuel using a fluidized bed boiler (CFBC).

고체연료를 연소하는 보일러의 타입은 크게 미분탄 보일러와 유동층 보일러로 구분되는데 유동층 보일러는 미분탄 보일러와 달리 연료를 미분하지 않아도 되고 다양한 연료의 혼합이 용이하며 보일러 내에서 미연소된 연료의 재순환이 가능한 반면 보일러 온도가 낮아 효율이 낮고 용량의 한계가 있다.Boilers that burn solid fuel are largely divided into pulverized coal boilers and fluidized bed boilers. Unlike pulverized coal boilers, fluidized bed boilers do not require pulverization of fuel, facilitate mixing of various fuels, and allow recirculation of unburned fuel in the boiler. Boiler temperature is low, so efficiency is low and capacity is limited.

반면, 미분탄 보일러는 연료는 200mesh(75㎛)이하로 미분하여 모일러에 투입한 뒤 연소하는 방식으로 국내 대부분의 석탄화력발전소에 적용되어 운영중에 있다. 또한, 폐코크를 연소하기 위해 벙커C유, LPG, 및 바이오가스와 같은 고가의 연료를 폐코크와 같이 보일러 내에서 연소하거나 미처 연소되지 못한 폐코크를 멀티사이클론과 같은 설비로 포집하여 다시 보일러에 투입하여 재연소시키는 방법을 사용하기도 한다. On the other hand, pulverized coal boilers are used in most coal-fired power plants in Korea in a way that the fuel is pulverized to less than 200mesh (75㎛) and burned after being put into a moiler. In addition, in order to burn waste coke, expensive fuels such as bunker C oil, LPG, and biogas are burned in a boiler like waste coke, or waste coke that has not yet been burned is collected by facilities such as a multi-cyclone and returned to the boiler. A method of re-combustion by input is also used.

하지만, 500~1000MW급 이상의 대용량보일러를 사용하는 석탄화력발전소와 같은 경우 상기 고가의 연료를 병행 사용할 때 연료단가의 상승을 초래할 수 있고 미연분을 재연소하는 방식은 미연분의 선별 및 이송 등 다양한 관점에서의 검토가 필요하기 때문에 소형 연소시스템에 국한하여 적용될 수 있다. However, in the case of a coal-fired power plant using a large-capacity boiler of 500 to 1000 MW or more, when the expensive fuel is used in parallel, it may cause an increase in fuel cost, and the method of reburning unburned fuel is various, such as sorting and transporting unburned fuel. It can be applied only to small combustion systems because it requires a review from the viewpoint.

따라서 기존 설비를 변형 또는 개조하지 않고 추가적인 연료의 혼소가 필요 없이 연료용 폐코크를 국내 석탄화력발전소 미분탄 보일러에 혼소할 수 있는 연소방법 및 시스템의 개발이 절대적으로 필요하다.Therefore, it is absolutely necessary to develop a combustion method and system capable of co-firing waste coke for fuel into pulverized coal boilers in domestic coal-fired power plants without modifying or remodeling existing facilities and without additional co-firing of fuel.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above and other problems.

또 다른 목적은, 저연소성 연료의 미분탄 보일러 연소시스템 및 이를 이용한 연소방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a pulverized coal boiler combustion system for low-combustion fuel and a combustion method using the same.

또한, 신규보일러를 건설하지않고 기존 설비의 간단한 개조를 통해 효과적으로 저연소성연료를 혼소하는 것을 목적으로 한다.In addition, it aims to effectively co-fire low-combustion fuel through simple remodeling of existing facilities without constructing a new boiler.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 관점에 따르면, 저연소성 미분탄 보일러에 있어서, 연소가 이루어지는 연소부 및 상기 연소부의 내부로 서로 다른 제1연료, 제2연료 및 공기가 주입되는 윈드박스부를 포함하고, 상기 윈드박스부는 상단층부, 중단층부 및 하단층부를 포함하며, 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부는 상기 제1연료 및 상기 제2연료를 공급하는 연료공급부를 포함하는 것인 저연소성 미분탄 보일러 시스템을 제공한다.According to one aspect of the present invention, in a low-combustion pulverized coal boiler, comprising: a combustion unit in which combustion is performed; and a windbox unit in which different first fuel, second fuel, and air are injected into the combustion unit, the windbox unit It includes an upper layer part, a middle layer part and a lower layer part, and the upper layer part, the middle layer part and the lower layer part provide a low combustion pulverized coal boiler system that includes a fuel supply part for supplying the first fuel and the second fuel. do.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연료 공급부는, 서로 다른 제1연료 및 제2연료가 상기 상단층부로 공급되는 제1공급부를 포함하고, 서로 다른 제1연료 및 제2연료가 상기 중단층부로 공급되는 제2공급부를 포함하며, 서로 다른 제1연료 및 제2연료가 상기 하단층부로 공급되는 제3공급부를 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the fuel supply unit includes a first supply unit to which different first and second fuels are supplied to the upper layer, and different first and second fuels are supplied to the middle layer. It may include a second supply unit supplied to the unit, and a third supply unit through which different first and second fuels are supplied to the lower layer unit.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1공급부, 상기 제2공급부 및 상기 제3공급부는 제1연료 저장부, 상기 제1연료 저장부로부터 제1연료를 공급받아 제1연료를 미분하는 제1연료 미분기, 상기 미분된 제1연료를 저장하는 미분된 제1연료 저장부 및 상기 제2연료를 저장하는 제2연료 저장부를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first supply unit, the second supply unit, and the third supply unit receive the first fuel from the first fuel storage unit and the first fuel storage unit and differentiate the first fuel. It may include a primary fuel pulverizer, a pulverized first fuel storage unit for storing the pulverized first fuel, and a second fuel storage unit for storing the second fuel.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1공급부, 상기 제2공급부 및 상기 제3공급부는 4개의 버너와 각각 연결되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first supply unit, the second supply unit, and the third supply unit may be connected to each of the four burners.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 버너는 상기 버너는 스월버너(swirl)이고, 상기 스월버너는 상기 보일러의 4개의 모서리에 배치되며, 상기 4개의 모서리에 배치된 스월버너의 각도는 30±5°인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the burner is a swirl burner, the swirl burner is disposed at four corners of the boiler, and the angle of the swirl burner disposed at the four corners is 30± It may be 5°.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사익 미분된 제1연료 저장부의 공기온도는 230℃ 내지 260℃로 유지되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the air temperature of the pulverized first fuel storage unit may be maintained at 230°C to 260°C.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2연료 저장부는 제2연료가 미분되어 저장되고, 상기 미분된 제2연료를 포함하는 상기 제2연료 저장부의 공기온도는 300℃ 내지 350℃로 유지되는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the second fuel storage unit is stored in a pulverized second fuel, and the air temperature of the second fuel storage unit including the pulverized second fuel is maintained at 300°C to 350°C. it could be

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부는 적층되어 배치되고, 적층된 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부의 사이에는 윈드박스 갭이 형성되는 일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the upper layer portion, the stop layer portion and the lower layer portion are stacked and disposed, and a windbox gap is formed between the stacked upper layer portion, the stop layer portion and the lower layer portion. have.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부는 보조공기노즐(aux. air nozzle), 미분탄 부족 노즐(weak. coal nozzle), 미분탄 과다 노즐(conc. coal nozzle), 오일 노즐(oil nozzle), 하부 공기 노즐(bottom air nozzle)을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the upper layer portion, the middle layer portion and the lower layer portion are auxiliary air nozzles (aux. air nozzle), pulverized coal insufficient nozzle (weak. coal nozzle), pulverized coal excessive nozzle (conc. coal nozzle) , an oil nozzle, and a bottom air nozzle may be included.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상단층부는 over fire air nozzle(OFA nozzle)을 더 포함하고, 상기 over fire air nozzle(OFA nozzle)은 상기 상단층부의 상부에 배치되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the upper layer portion may further include an over fire air nozzle (OFA nozzle), and the over fire air nozzle (OFA nozzle) may be disposed on the upper portion of the upper layer portion.

본 발명의 또 다른 일 관점에 따르면, 저연소성 미분탄 보일러 시스템을 이용한 연소방법에 관한 것으로, 제1연료를 미분하는 단계, 상기 미분된 제1연료를 미분된 제1연료 저장부에 저장하는 단계, 상기 미분된 제1연료 저장부에 저장된 상기 미분된 제1연료를 윈드박스부를 통해 보일러 내로 공급하는 단계를 포함하고, 상기 보일러 내로 공급하는 단계는 미분된 제2연료를 상기 윈드박스부를 통해 상기 미분된 제1연료와 함께 공급하는 것인 저연소성 미분탄 보일러의 연소방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a combustion method using a low combustion pulverized coal boiler system, the method comprising: pulverizing a first fuel; storing the pulverized first fuel in a pulverized first fuel storage unit; and supplying the pulverized first fuel stored in the pulverized first fuel storage unit into a boiler through a windbox, wherein supplying the pulverized second fuel into the boiler includes the pulverized second fuel through the windbox unit. It provides a combustion method of a low combustion pulverized coal boiler to be supplied together with the first fuel.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미분된 제1연료를 상기 미분된 제1연료 저장부에 저장하는 단계는, 열교환기를 통해 열교환 된 온도가 높아진 1차공기와 상기 미분된 제1연료가 혼합되어 저장되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of storing the pulverized first fuel in the pulverized first fuel storage unit comprises mixing the pulverized first fuel with the primary air having an increased temperature exchanged through a heat exchanger. and may be stored.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미분된 제1연료는 325mesh 이하로 90%이상 미분되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the pulverized first fuel may be pulverized by 90% or more to 325 mesh or less.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 윈드박스부를 통해 보일러 내로 공급하는 단계는, 상기 미분된 제1연료가 분배기를 이용해서 분배되고, 상기 분배가 완료된 상기 미분된 제1연료는 상기 윈드박스부의 weak. coal nozzle 및 conc. coal nozzle을 통하여 공급하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the step of supplying into the boiler through the windbox unit, the pulverized first fuel is distributed using a distributor, and the pulverized first fuel for which the distribution is completed is transferred to the windbox unit. weak. coal nozzle and conc. It may be supplied through a coal nozzle.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 윈드박스부는 상단층부, 중단층부 및 하단층부를 포함하고, 상기 미분된 제1연료는 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부의 상기 weak. coal nozzle 및 상기 conc. coal nozzle을 통하여 균일하게 공급되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the windbox part includes an upper layer part, a middle layer part, and a lower layer part, and the pulverized first fuel is the weak. coal nozzle and the conc. It may be uniformly supplied through a coal nozzle.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미분된 제1연료는 상기 미분된 제1연료에 포함되는 1차공기의 비율에 따라 분배되는 것으로, 상기 미분된 제1연료에 포함되는 1차공기의 비율이 높으면 weak. coal nozzle을 통하여 공급하고, 상기 미분된 제1연료에 포함되는 1차공기의 비율이 낮으면 conc. coal nozzle을 통하여 공급하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the pulverized first fuel is distributed according to a ratio of primary air included in the pulverized first fuel, and a ratio of primary air included in the pulverized first fuel. If is high, weak. If it is supplied through a coal nozzle, and the ratio of primary air contained in the pulverized first fuel is low, conc. It may be supplied through a coal nozzle.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미분된 제2연료는 상기 윈드박스부의 weak. coal nozzle을 통하여 상기 미분된 제1연료와 함께 공급하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the pulverized secondary fuel is weak. It may be supplied together with the pulverized first fuel through a coal nozzle.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미분된 제2연료는 상기 윈드박스부의 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부에 포함되는 상기 weak. coal nozzle을 통하여 균일하게 공급되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the pulverized secondary fuel includes the weak. It may be uniformly supplied through a coal nozzle.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부로 주입되는 과잉공기의 양은 5%이하인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the amount of excess air injected into the upper layer portion, the middle layer portion, and the lower layer portion may be 5% or less.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중단층부는 상기 상단층부 및 상기 하단층부와 대비하여 과잉공기의 양을 증가시켜 주입하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the middle layer portion may be injected by increasing the amount of excess air compared to the upper layer portion and the lower layer portion.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중단층부는 상기 상단층부 및 상기 하단층부와 대비하여 1.0 내지 1.5배의 과잉공기가 주입되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the middle layer portion may be one in which 1.0 to 1.5 times of excess air is injected as compared to the upper layer portion and the lower layer portion.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미분된 제2연료는 폐코크를 포함하고, 상기 폐코크의 황함량은 3wt% 내지 9wt%이며, 상기 폐코크는 325mesh 이하로 미분되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the pulverized secondary fuel may include waste coke, the sulfur content of the waste coke may be 3 wt% to 9 wt%, and the waste coke may be pulverized to 325 mesh or less.

본 발명에 따른 저연소성 연료의 미분탄 보일러 연소시스템 및 이를 이용한 연소방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effects of the low-burning fuel pulverized coal boiler combustion system and the combustion method using the same according to the present invention will be described as follows.

본 발명의 실시예들 중 적어도 한 개에 의하면, 신규보일러를 건설할 필요가 없고 기존 설비의 간단한 개조를 통해 효과적으로 저연소성연료를 혼소할 수 있는 효과가 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, there is an effect that it is not necessary to construct a new boiler and can effectively mix low-combustion fuel through simple remodeling of existing equipment.

또한, 기존의 설비를 이용함으로써 석탄화력발전소 효율을 향상시키고 발전단가를 하락시키는 효과가 있다. In addition, there is an effect of improving the efficiency of the coal-fired power plant and lowering the power generation unit cost by using the existing facilities.

또한, 폐코크의 경우 회분함량이 낮아 미세먼지 배출저감에 효과가 있다.In addition, in the case of waste coke, the ash content is low, which is effective in reducing the emission of fine dust.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해 질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. However, it should be understood that the detailed description and specific embodiments such as the preferred embodiments of the present invention are given by way of illustration only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention may be clearly understood by those skilled in the art.

도 1은 본 발명에 따른 500MW급 미분탄 보일러의 구성 및 윈드박스 위치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 윈드박스부의 공기 분사노즐의 배치를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 연료 공급부를 나타낸 개략도이다.
도 4은 본 발명에 따른 보일러 내로 원료 주입에 따른 연소의 원리를 나타낸 는개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 500MW급 미분탄 보일러의 연소 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 TGA분석 및 반응속도상수를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 7 내지 도 9은 본 발명에 따른 윈드박스 높이 별 제2원료 주입에 따른 보일러 노내의 길이 방향으로의 온도장 변화를 나타낸 것이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명에 따른 윈드박 높이 별 제2원료 주입에 따른 위보일러 노내의 단면의 온도장 변화를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명에 따른 LOI함량 및 연소효율 변화를 나타낸 것이다.
1 is a schematic diagram showing the configuration and location of a windbox of a 500MW class pulverized coal boiler according to the present invention.
Figure 2 is a schematic view showing the arrangement of the air injection nozzle of the windbox unit according to the present invention.
3 is a schematic diagram showing a fuel supply unit according to the present invention.
4 is a schematic diagram showing the principle of combustion according to the injection of raw materials into the boiler according to the present invention.
5 shows a combustion simulation result of a 500MW class pulverized coal boiler according to the present invention.
6 shows the results of TGA analysis and measurement of the reaction rate constant according to the present invention.
7 to 9 show changes in the temperature field in the longitudinal direction in the boiler furnace according to the injection of the second raw material according to the height of the windbox according to the present invention.
9 to 10 show the change in the temperature field of the cross section in the weboiler furnace according to the injection of the second raw material according to the height of the windshield according to the present invention.
11 shows changes in LOI content and combustion efficiency according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 지시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는 다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings of the present invention. These examples are only illustratively indicated to explain the present invention in more detail, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples. will be.

또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다. Further, unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and in case of conflict, this specification, including definitions description will take precedence.

도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 “부”한, 특정 기능을 수행하는 한 개의 단위 또는 블록을 의미한다.In order to clearly explain the invention proposed in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification. And, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated. In addition, as described in the specification, “subordinate” refers to one unit or block that performs a specific function.

각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.In each step, the identification number (first, second, etc.) is used for convenience of description, and the identification number does not describe the order of each step, and each step does not clearly describe a specific order in context. It may be performed differently from the order specified above.

즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.That is, each step may be performed in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술 야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily practice the present invention.

또한, 본 발명에서 사용하는 표준탄은 석탄화력발전소 보일러 설계시 사용을 권고하는 규격의 석탄을 의미하며, 주탄은 석탄화력발전소에서 주로 사용하는 석탄을 의미한다.In addition, the standard coal used in the present invention means coal of a standard recommended to be used when designing a boiler for a coal-fired power plant, and the main coal means coal mainly used in a coal-fired power plant.

도 1은 본 발명에 따른 500MW급 미분탄 보일러의 구성 및 윈드박스 위치를 나타낸 개략도이다. 1 is a schematic diagram showing the configuration and location of a windbox of a 500MW class pulverized coal boiler according to the present invention.

도 1을 참고하면, 500MW급 미분탄 보일러의 구성으로서 연소가 이루어지는 연소부를 포함하며, 상기 연소부의 내부로 다른 제1연료, 제2연료 및 공기를 주입하는 윈드박스부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 연소부는 노(furnace)를 의미한다. 이때, 상기 윈드박스부는 상기 보일러의 네 모서리에 각각 위치하는 것을 특징으로 한다. Referring to FIG. 1 , a 500MW class pulverized coal boiler is configured to include a combustion unit in which combustion is performed, and a windbox unit for injecting other first fuel, secondary fuel and air into the combustion unit, wherein the The combustion part means a furnace. In this case, the windbox part is characterized in that it is located at each of the four corners of the boiler.

도 2는 본 발명에 따른 윈드박스부의 공기 분사노즐의 배치를 나타낸 개략도이여, 표 1은 공기 분사노즐의 배치에 따른 명칭을 나타낸 것이다.Figure 2 is a schematic diagram showing the arrangement of the air injection nozzles in the windbox according to the present invention, Table 1 shows the names according to the arrangement of the air injection nozzles.

No.No. 노즐명칭Nozzle name 윈드박스 상단층부upper part of windbox 1One OFA nozzleOFA nozzle 22 OFA nozzleOFA nozzle 33 OFA nozzleOFA nozzle 44 OFA nozzleOFA nozzle 55 Aux. air nozzleAux. air nozzle 66 Weak.coal nozzleWeak.coal nozzle 77 Conc. coal nozzleConc. coal nozzle 88 Aux. air nozzleAux. air nozzle 99 Oil nozzleOil nozzle 1010 Aux. air nozzleAux. air nozzle 1111 Conc. coal nozzleConc. coal nozzle 1212 Weak.coal nozzleWeak.coal nozzle 1313 Bottom air nozzleBottom air nozzle 윈드박스 갭windbox gap 윈드박스 중단층부windbox middle floor 1414 Aux. air nozzleAux. air nozzle 1515 Aux. air nozzleAux. air nozzle 1616 Weak.coal nozzleWeak.coal nozzle 1717 Conc. coal nozzleConc. coal nozzle 1818 Aux. air nozzleAux. air nozzle 1919 Oil nozzleOil nozzle 2020 Aux. air nozzleAux. air nozzle 2121 Conc. coal nozzleConc. coal nozzle 2222 Weak.coal nozzleWeak.coal nozzle 2323 Bottom air nozzleBottom air nozzle 윈드박스 갭windbox gap 윈드박스 하단층부the lower part of the windbox 2424 Aux. air nozzleAux. air nozzle 2525 Aux. air nozzleAux. air nozzle 2626 Weak.coal nozzleWeak.coal nozzle 2727 Conc. coal nozzleConc. coal nozzle 2828 Aux. air nozzleAux. air nozzle 2929 Oil nozzleOil nozzle 3030 Aux. air nozzleAux. air nozzle 3131 Conc. coal nozzleConc. coal nozzle 3232 Weak.coal nozzleWeak.coal nozzle 3333 Bottom air nozzleBottom air nozzle

도 2 및 표 1을 참고하면, 상기 윈드박스부는 상단층부, 중단층부 및 하단층부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상세하게는, 상기 윈드박스부는 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부가 적층되어 배치되고, 적층된 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부의 사이에는 윈드박스 갭이 형성되는 것이 바람직하다. 2 and Table 1, the windbox portion is characterized in that it includes an upper layer portion, a middle layer portion and a lower layer portion. Specifically, it is preferable that the windbox portion is disposed by stacking the upper layer portion, the middle layer portion and the lower layer portion, and a windbox gap is formed between the stacked upper layer portion, the stop layer portion and the lower layer portion. .

또한, 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부는 보조공기노즐(aux. air nozzle), 미분탄 부족 노즐(weak. coal nozzle), 미분탄 과다 노즐(conc. coal nozzle), 오일 노즐(oil nozzle), 하부 공기 노즐(bottom air nozzle)을 포함하는 것으로, 미분탄 연소를 위해 공급되는 연소공기는 크게 over fire air, primary air, secondary air로 나눌 수 있다. In addition, the upper layer portion, the middle layer portion, and the lower layer portion are auxiliary air nozzles (aux. air nozzle), pulverized coal insufficient nozzle (weak. coal nozzle), pulverized coal excessive nozzle (conc. coal nozzle), oil nozzle (oil nozzle) , to include a lower air nozzle (bottom air nozzle), the combustion air supplied for pulverized coal combustion can be largely divided into over fire air, primary air, secondary air.

이때, over fire air는 OFA nozzle을 통하여 연소부로 유입되고, secondary air는 Aux. air nozzle, Oil nozzle, Bottom air nozzle로 나누어 유입되며, primary air는 Weak.coal nozzle 및 Conc. coal nozzle을 통하여 미분탄과 함께 유입된다. At this time, the over fire air is introduced into the combustion part through the OFA nozzle, and the secondary air is Aux. The air is divided into air nozzle, oil nozzle, and bottom air nozzle, and the primary air is Weak.coal nozzle and Conc. It is introduced together with the pulverized coal through the coal nozzle.

나아가, 상기 상단층부는 over fire air nozzle(OFA nozzle)을 더 포함하는 것으로, 상기 over fire air nozzle(OFA nozzle)은 상기 상단층부에 포함되는 노즐의 가장 상부에 배치되는 것이 바람직하다. Furthermore, the upper layer portion further includes an over fire air nozzle (OFA nozzle), and the over fire air nozzle (OFA nozzle) is preferably disposed at the top of the nozzle included in the upper layer portion.

또한, 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부를 포함하는 상기 윈드박스부는 1단 내지 6단으로 구분되는 것을 특징으로 한다.In addition, the windbox part including the upper layer part, the middle layer part, and the lower layer part is characterized in that it is divided into 1 to 6 stages.

상세하게는, 상기 상단층부는 상기 oil nozzle을 기준으로 상부는 1단 및 2단으로 나누어지고, 상기 1단은 Weak.coal nozzle, Conc. coal nozzle, 및 Aux. air nozzle을 포함하고, 2단은 Aux. air nozzle, coal nozzle, Weak.coal nozzle 및 Bottom air nozzle을 포함할 수 있다. Specifically, the upper part is divided into first and second stages based on the oil nozzle, and the first stage is a Weak.coal nozzle, Conc. coal nozzle, and Aux. It includes an air nozzle, and the second stage is an Aux. It may include an air nozzle, a coal nozzle, a Weak.coal nozzle, and a Bottom air nozzle.

또한, 상기 중단층부는 상기 oil nozzle을 기준으로 상부는 3단 및 4단으로 나누어지고, 상기 3단은 Weak.coal nozzle, Conc. coal nozzle, 및 Aux. air nozzle을 포함하고, 4단은 Aux. air nozzle, coal nozzle, Weak.coal nozzle 및 Bottom air nozzle을 포함할 수 있다. In addition, the upper part of the middle layer part is divided into 3 stages and 4 stages based on the oil nozzle, and the 3 stages are Weak.coal nozzle, Conc. coal nozzle, and Aux. It includes an air nozzle, and the 4th stage is an Aux. It may include an air nozzle, a coal nozzle, a Weak.coal nozzle, and a Bottom air nozzle.

또한, 상기 하단층부는 기 oil nozzle을 기준으로 상부는 5단 및 6단으로 나누어지고, 상기 5단은 Weak.coal nozzle, Conc. coal nozzle, 및 Aux. air nozzle을 포함하고, 6단은 Aux. air nozzle, coal nozzle, Weak.coal nozzle 및 Bottom air nozzle을 포함할 수 있다. In addition, the upper part of the lower layer is divided into 5 stages and 6 stages based on the oil nozzle, and the 5 stages are Weak.coal nozzle, Conc. coal nozzle, and Aux. It includes an air nozzle, and the 6th stage is an Aux. It may include an air nozzle, a coal nozzle, a Weak.coal nozzle, and a Bottom air nozzle.

즉, 윈드박스부는 OFA nozzle부를 제외하고 weak coal nozzle과 conc. coal nozzle을 한 쌍으로 위치하여 위 아래로 aux. air nozzle을 위치한 노즐그룹이 6개가 존재하는 것으로, 상기 윈드박스 상단, 상기 중단 및 상기 하단에 앞서 언급한 노즐그룹이 각각 2개씩 들어가기 위치하는 것이 바람직하다.That is, the windbox part, except for the OFA nozzle part, has a weak coal nozzle and a conc. Position the coal nozzles in pairs to aux. As there are six nozzle groups in which the air nozzles are located, it is preferable that the above-mentioned nozzle groups enter two each at the top, the middle, and the bottom of the windbox.

도 3은 본 발명에 따른 연소부로 주입되는 연료공급부(100)를 나타낸 개략도이다.3 is a schematic view showing the fuel supply unit 100 injected into the combustion unit according to the present invention.

상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부는 상기 제1연료 및 상기 제2연료를 공급하는 연료공급부(100)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The upper layer portion, the middle layer portion and the lower layer portion may include a fuel supply unit 100 for supplying the first fuel and the second fuel.

상세하게는, 상기 연료공급부(100)는 로 다른 제1연료 및 제2연료가 상기 상단층부로 공급되는 제1공급부를 포함하고, 서로 다른 제1연료 및 제2연료가 상기 중단층부로 공급되는 제2공급부를 포함하며, 서로 다른 제1연료 및 제2연료가 상기 하단층부로 공급되는 제3공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In detail, the fuel supply unit 100 includes a first supply unit to which different first and second fuels are supplied to the upper layer, and different first and second fuels are supplied to the middle layer. and a second supply unit, and a third supply unit to which different first and second fuels are supplied to the lower layer.

도 3을 참고하면, 상기 연료 공급부(100)인 상기 제1공급부, 상기 제2공급부 및 상기 제3공급부는 제1연료 저장부(110), 상기 제1연료 저장부로부터 제1연료를 공급받아 제1연료를 미분하는 제1연료 미분기(120), 상기 미분된 제1연료를 저장하는 미분된 제1연료 저장부(150), 및 상기 제2연료를 저장하는 제2연료 저장부(160)를 포함하는 것을 특징으로 한다. Referring to FIG. 3 , the first supply unit, the second supply unit, and the third supply unit, which are the fuel supply unit 100 , receive the first fuel from the first fuel storage unit 110 and the first fuel storage unit. A first fuel pulverizer 120 for differentiating a first fuel, a pulverized first fuel storage unit 150 for storing the pulverized first fuel, and a second fuel storage unit 160 for storing the second fuel It is characterized in that it includes.

또한, 상기 제1공급부, 상기 제2공급부 및 상기 제3공급부는 상기 연소부의 연소를 위해 배치되는 4개의 버너와 각 각 연결되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 버너는 스월(swirl)버너이고, 상기 스월버너는 연소부의 각 코너에 위치하며, 상기 각 코너에 배치된 스원버너의 각도는 30±5°인 것을 특징으로 한다.In addition, the first supply unit, the second supply unit, and the third supply unit is characterized in that it is connected to each of the four burners arranged for combustion of the combustion unit. In this case, the burner is a swirl burner, the swirl burner is located at each corner of the combustion unit, and the angle of the swirl burner disposed at each corner is 30±5°.

상기 제1연료 저장부(110)는 제1연료가 저장되는 저장부로, 상기 제1연료는 원탄을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 제1연료는 역청탄 및 아역청탄을 포함하는 것이 바람직하며, 상게하게는 kideco탄, suek탄 및 flame-I 중 선택될 수 있다.The first fuel storage unit 110 is a storage unit in which a first fuel is stored, and the first fuel preferably includes raw coal. For example, the first fuel preferably includes bituminous coal and sub-bituminous coal, and may be selected from kideco coal, suek coal, and flame-I coal.

상기 제1연료 미분기(120)는 상기 제1연료 저장부(110)로부터 상기 제1연료를 공급받아 상기 제1연료를 미분하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 제1연료를 미분함으로써 연소 효율을 증가시키기 위하여 상기 제1연료는 325mesh 이하로 미분하는 것이 바람직하며, 상세하게는 200mesh이하인 것이 바람직하다.The first fuel differentiator 120 receives the first fuel from the first fuel storage unit 110 and differentiates the first fuel. At this time, in order to increase the combustion efficiency by differentiating the first fuel, it is preferable that the first fuel is finely divided to 325 mesh or less, and specifically, it is preferably 200 mesh or less.

상기 미분된 제1연료 저장부(150)는 상기 제1연료 미분기(120)로부터 미분된 제1연료가 저장되는 것으로, 상기 미분된 제1연료 저장부(150)의 공기온도는 230℃ 내지 260℃로 유지하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 공기온도가 230℃ 보다 낮을 경우 연소효율이 낮아 질 수 있으며, 260℃이상일 경우 미분된 제1연료가 발화할 수 있다. 이에 따라, 발화되지 않고 연소효율이 유지될 수 있도록 공기온도를 설정하는 것이 바람직하다.The pulverized first fuel storage unit 150 stores the first fuel pulverized from the first fuel pulverizer 120 , and the air temperature of the pulverized first fuel storing unit 150 is 230° C. to 260° C. It is preferable to keep it at ℃. In this case, when the air temperature is lower than 230°C, the combustion efficiency may be lowered, and when the air temperature is higher than 260°C, the pulverized primary fuel may be ignited. Accordingly, it is preferable to set the air temperature so that combustion efficiency can be maintained without ignition.

상기 제2연료 저장부(160)는 상기 제2연료가 저장되는 것으로, 상기 제2연료가 미분되어 저장되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 제2연료는 페코크를 포함하는 것으로, 상기 페코크는 회분함량이 1wt%이하이고, 황함량이 3wt% 내지 9wt%인 것을 특징으로 한다. 또한, 연소 효율을 증가시키기 위하여 상기 제2연료는 325mesh 이하로 미분하는 것이 바람직하며, 상세하게는 200mesh이하인 것이 바람직하다.The second fuel storage unit 160 stores the second fuel, and the second fuel is pulverized and stored. In this case, the second fuel includes pecoque, and the pecoque has an ash content of 1 wt% or less and a sulfur content of 3 wt% to 9 wt%. In addition, in order to increase the combustion efficiency, it is preferable that the secondary fuel be finely divided to 325 mesh or less, and specifically, it is preferably 200 mesh or less.

이때, 상기 제2연료 저장부(160)는 각 단별로 별도로 구성할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 제1연료와 노외혼탄(bunker blending)을 시행하여 별도로 구성하지 않을 수 있다. 즉, 상기 제2연료가 weak coal nozzle을 통해 보일러에 주입되는 구성이라면 제2연료 저장부(160)의 구성은 제한을 두지 않을 수 있다.In this case, the second fuel storage unit 160 may be separately configured for each stage, but is not limited thereto, and may not be configured separately by performing bunker blending with the first fuel. That is, if the second fuel is injected into the boiler through a weak coal nozzle, the configuration of the second fuel storage unit 160 may not be limited.

또한, 일반적으로 상기 페코크의 경우 석탄대비 활성화에너지가 약 2배 수준으로 높다. 이에 따라, 연소효율은 높이기 위하여 상기 미분된 제2연료를 포함하는 상기 제2연료 저장부(160)의 공기온도는 300℃ 내지 350℃로 유지되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 공기온도가 350℃이상일 경우 미분된 제2연료가 발화할 수 있다. 이에 따라 발화되지 않고 연소효율이 유지될 수 있도록 공기온도를 설정하는 것이 바람직하다.In addition, in general, in the case of the pecoque, the activation energy is about twice as high as that of coal. Accordingly, in order to increase combustion efficiency, it is preferable that the air temperature of the second fuel storage unit 160 including the pulverized second fuel is maintained at 300°C to 350°C. At this time, when the air temperature is 350° C. or higher, the pulverized secondary fuel may be ignited. Accordingly, it is preferable to set the air temperature so that combustion efficiency can be maintained without ignition.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 저연소성 미분탄 보일러 시스템을 이용한 연소방법은, 제1연료를 미분하는 단계, 상기 미분된 제1연료를 미분된 제1연료 저장부(150)에 저장하는 단계, 상기 미분된 제1연료 저장부(150)에 저장된 상기 미분된 제1연료를 윈드박스부(180)를 통해 연소부로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the combustion method using the low-combustion pulverized coal boiler system includes the steps of pulverizing a first fuel, and storing the pulverized first fuel in the pulverized first fuel storage unit 150 . , supplying the pulverized first fuel stored in the pulverized first fuel storage unit 150 to the combustion unit through the windbox unit 180 .

상기 제1연료를 미분하는 단계는 상기 제1연료 저장부(110)로부터 제1연료를 공급받아(1) 상기 제1연료 미분기(120)에서 미분하는 것을 특징으로 한다. The step of differentiating the first fuel is characterized in that the first fuel is supplied from the first fuel storage unit 110 (1) and the first fuel is differentiated in the first fuel differentiator 120 .

상기 미분된 제1연료저장부(150)에 저장하는 단계는, 상기 제1연료 미분기(120)를 통해 미분된 제1연료가 상기 열교환기(140)로부터 열교환된(2) 온도가 높아진 1차공기와 혼합되어 상기 미분된 제1연료저장부(150)로 저장(3) 되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 온도가 높아진 1차공기와 혼합되어 상기 미분된 제1연료 저장부(150)의 공기온도는 230℃ 내지 260℃로 유지되는 것이 바람직하다.The step of storing the pulverized first fuel storage unit 150 is a first step in which the pulverized first fuel is heat-exchanged from the heat exchanger 140 through the first fuel pulverizer 120 (2) and the temperature is increased. It is characterized in that it is mixed with air and stored (3) in the pulverized first fuel storage unit (150). At this time, it is preferable that the air temperature of the pulverized first fuel storage unit 150 is maintained at 230°C to 260°C by mixing with the primary air having the increased temperature.

또한, 상기 윈드박스부(180)를 통해 연소부로 공급하는 단계는 상기 미분된 제1연료를 공급(4)하면서, 상기 미분된 제2연료를 함께 공급(5)하는 것을 특징으로 한다. In addition, the step of supplying to the combustion unit through the windbox unit 180 is characterized in that while supplying the pulverized first fuel (4), the pulverized second fuel is also supplied (5).

도 4은 본 발명에 따른 보일러 내로 원료 주입에 따른 연소의 원리를 나타낸 개략도이다.4 is a schematic diagram showing the principle of combustion according to the injection of raw materials into the boiler according to the present invention.

도 4를 참고하면, 상기 연료공급부(200)는 분배기(290)를 포함하는 것을 특징으로 하는 것으로, 상기 분배기(290)는 상기 미분된 제1연료를 분배하여 연소부로 공급하는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 4 , the fuel supply unit 200 includes a distributor 290 , and the distributor 290 distributes the pulverized first fuel and supplies it to the combustion unit.

상세하게는, 상기 윈드박스부(180)를 통해 연소부로 공급하는 단계 시 상기 미분된 제1연료가 공급되고(4) 상기 공급된 제1연료는 상기 분배기(290)를 이용해서 분배되며, 상기 분배가 완료된 상기 미분된 제1연료는 상기 윈드박스부(290)의 weak. coal nozzle(7-1) 및 conc. coal nozzle(7-2)을 통하여 공급하는 것을 특징으로 한다. In detail, in the step of supplying to the combustion unit through the windbox unit 180, the pulverized first fuel is supplied (4) and the supplied first fuel is distributed using the distributor 290, and the The pulverized first fuel, which has been distributed, is weak in the windbox unit 290 . coal nozzle(7-1) and conc. It is characterized in that it is supplied through the coal nozzle (7-2).

이때, 상기 윈드박스부(290)는 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부를 포함하는 것으로, 상기 미분된 제1연료는 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부에 포함되는 상기 weak. coal nozzle(7-1) 및 상기 conc. coal nozzle(7-2)을 통하여 균일하게 공급되는 것이 바람직하다.In this case, the windbox part 290 includes the upper layer part, the middle layer part, and the lower layer part, and the pulverized first fuel is the weak. coal nozzle (7-1) and the conc. It is preferable to uniformly supply through the coal nozzle (7-2).

이때, 상기 제1연료 대비 상기 1차공기의 비율을 높여서 공급하는 것이 바람직하다. 다시 말해, 상기 제1연료가 석탄비율이 높은 상기 conc. coal nozzle(7-2) 및 석탄비율이 낮은 상기 weak. coal nozzle(7-1)로 분배되어 연소부로 분사되는 것으로, 상기 conc. coal nozzle을 통하여 주입된 상기 미분된 제1연료는 공기량이 부족하여 불완전 연소영역(11)이 생기면서 연소되지 않은 상기 미분된 제1연료가 남게 된다. At this time, it is preferable to increase the ratio of the primary air to the first fuel to be supplied. In other words, the conc. coal nozzle(7-2) and weak. It is distributed to the coal nozzle (7-1) and injected into the combustion unit, the conc. The pulverized first fuel injected through the coal nozzle has an insufficient amount of air, so the incomplete combustion region 11 is generated, and the unburned pulverized first fuel remains.

이때, 상기 weak. coal nozzle 통하여 주입된 상기 미분된 제1연료는 석탄비율보다 공기비율이 높아 완전연소영역(10)이 이루어지지만 상기 미분된 제1연료의양(석탄의 양) 자체가 적어 공기가 다량으로 남게 된다. 따라서, 상기 conc. coal nozzle에서 불완전연소되어 남은 상기 미분된 제1연료가 연소부의 상부로 상승하면서 상기 weak. coal nozzle에서 남은 과잉공기와 만나 연소반응을 다시 시작하여 버너의 위치보다 상부에서 완전연소영역(12)을 이루게 된다.In this case, the weak. The pulverized first fuel injected through the coal nozzle has a higher air ratio than the coal ratio, so that the complete combustion region 10 is achieved, but the amount of the pulverized first fuel (the amount of coal) itself is small, leaving a large amount of air. . Thus, the conc. As the pulverized first fuel remaining after incomplete combustion in the coal nozzle rises to the upper part of the combustion unit, the weak. It meets with the excess air remaining in the coal nozzle and restarts the combustion reaction to form a complete combustion region 12 above the position of the burner.

이에 따라, 상기 미분된 제2연료를 혼소하기 위하여 상기 윈드박스부(290)의 weak. coal nozzle을 통하여 상기 미분된 제1연료와 함께 공급(5)하는 것이 바람직하다.Accordingly, in order to co-fire the finely divided secondary fuel, the weak. It is preferable to supply (5) together with the pulverized primary fuel through a coal nozzle.

즉, 상기 미분된 제1연료와 상기 미분된 제2연료를 일정 비율로 연소부로 공급함으로써 과잉공기량이 많이 존재하는 영역(10)을 거치게 함으로써, 상기 미분된 제1연료에 비해 연소성이 다소 떨어지는 상기 미분된 제2연료의 불완전연소를 방지할 수 있게 된다.That is, the pulverized first fuel and the pulverized second fuel are supplied to the combustion unit at a predetermined ratio to pass through the region 10 in which a large amount of excess air exists, so that the combustibility is somewhat lower than that of the pulverized first fuel. Incomplete combustion of the pulverized secondary fuel can be prevented.

또한, 상기 미분된 제2연료의 완전 연소를 위하여 상기 연소부로 과잉공기를 더 주입할 수 있다. In addition, excess air may be further injected into the combustion unit for complete combustion of the pulverized secondary fuel.

상세하게는, 상기 윈드박스부(290)인 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부에 포함되어 있는 상기 weak. coal nozzle을 통하여 과잉공기를 주입할 수 있으며, 상기 주입되는 과잉공기의 양은 5% 이하인 것이 바람직하다. Specifically, the weak. Excess air may be injected through the coal nozzle, and the amount of the injected excess air is preferably 5% or less.

또한, 상기 상단층부 및 상기 하단층부와 대비하여 상기 중단층부의 과잉공기의 양을 증가시켜 주입하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to inject by increasing the amount of excess air in the middle layer portion compared to the upper layer portion and the lower layer portion.

상세하게는, 상기 weak coal nozzle에서 주입되는 제2연료에 대한 과잉공기비의 범위는 1.0배 내지 1.5배 인 것이 바람직하다. Specifically, the range of the excess air ratio to the secondary fuel injected from the weak coal nozzle is preferably 1.0 to 1.5 times.

이하 본 발명을 실시예 및 실험예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail through Examples and Experimental Examples. However, the following Examples and Experimental Examples only illustrate the present invention, and the present invention is not limited by the following Examples and Experimental Examples.

도 5는 본 발명에 따른 500MW급 미분탄 보일러의 연소 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.5 shows a combustion simulation result of a 500MW class pulverized coal boiler according to the present invention.

도 5(a)를 참고하면, z=1m인 단면의 속도분포에서는 공기노즐에서 분사된 공기는 좌측에서 우측으로 유동하고 있으며, 상부 nozzle에서 분사된 공기는 대부분 연소부 상부의 우측으로 비스듬하게 상승하고, 나머지 하부 nozzle에서 분사된 공기는 연소부 하부의 hopper 영역으로 하강하여 재순환 영역을 형성한다. 이후 연소부의 중심에서 형성되는 나선형 상승유동을 따라 상승하는 것이 뚜렷해져 좌측에서 우측벽면으로 비스듬하게 상승하는 분포를 확인할 수 있으며, 공기분사노즐부근에서는 공기의 유입에 따라 고속의 유동장이 형성되고 상부 좌측으로 치우쳐 상승하는 유동이 나타나는 것을 확인 할 수 있다.Referring to FIG. 5(a), in the velocity distribution of the cross section where z=1m, the air injected from the air nozzle flows from left to right, and most of the air injected from the upper nozzle rises obliquely to the right of the upper part of the combustion unit. and the air injected from the remaining lower nozzle descends to the hopper area under the combustion unit to form a recirculation area. Afterwards, it becomes clear that it rises along the spiral upward flow formed at the center of the combustion unit, and it can be seen that the distribution rises obliquely from the left to the right side of the wall. In the vicinity of the air injection nozzle, a high-speed flow field is formed according to the inflow of air, and the upper left It can be seen that the flow is biased toward and rising.

또한, 도 5(b)를 참고하면, z=8.064m단면의 속도분포에서는 연소부 중심으로의 공기유동과 하부에서의 유동이 화로 중심에서 만나 상승하기 시작하여 화로의 중심을 따라 보일러 상부까지 상승하고 있으며, 우측부근영역에서 상대적으로 고속의 유동을 형성하게 된다. In addition, referring to FIG. 5(b), in the velocity distribution of the z=8.064m section, the air flow toward the center of the combustion unit and the flow at the bottom meet at the center of the furnace and start to rise, and rise along the center of the furnace to the top of the boiler. and a relatively high-speed flow is formed in the region near the right.

또한 도 5-1(c)를 참고하면, y=21.6m일때의 단면의 속도분포는 윈드박스부의 중심부인 aux. air nozzle에서의 유동으로 이 부분은 주로 수직으로 상승하는 유동 경향을 확인 할 수 있다. 또한, 중심에서 조금 벗어나게 되면 시계방향으로 회전하는 선회가 형성되고 있는 것을 확인 할 수 있다. 이때, 선회유동의 회전방향은 전면, 우측면, 후면, 좌측면 방향의 순서로 나타나며, 각 노즐 부근에서는 분사되는 유동과 벽면 부근에서 형성된 유동에 의해 작은 와류가 형성되게 된다. Also, referring to FIG. 5-1(c), the velocity distribution of the cross section when y=21.6m is aux. With the flow in the air nozzle, it can be seen that this part tends to rise mainly vertically. In addition, it can be confirmed that a clockwise rotation is formed when a little deviates from the center. At this time, the rotational direction of the swirling flow appears in the order of the front, right side, rear side, and left side directions, and a small vortex is formed by the flow injected near each nozzle and the flow formed near the wall surface.

도 5-2(a)를 참고하면, 온도분포에서는 노즐에서 분사된 저온의 공기가 벽면을 따라 우측에서 좌측으로의 유동장을 따라 흘려 노즐부근과 벽면부근에서 900K미만의 저온영역이 형성되며, 연소부 하부지역에 높이에 따라 저온에서 고온으로 층을 형성하듯이 분포하는 것을 확인 할 수 있다.5-2 (a), in the temperature distribution, the low-temperature air injected from the nozzle flows along the flow field from right to left along the wall to form a low-temperature region of less than 900K near the nozzle and the wall, and combustion It can be seen that it is distributed as if forming a layer from low to high temperature according to the height in the lower part of the part.

또한, CC OFA 및 SOFA의 영향으로 저온의 영역이 내부 가스의 유동을 따라 비스듬하게 나타나며, 전체적으로 윈드박스부 부근 및 연소부 상부를 거쳐 OFA 이후 재연소 영역에서 고온을 형성하며 출구로 진행함에 따라 온도가 낮아지며, 특히 상부에 위치한 과열기 패널들에 의해 온도변화가 급격하게 나타나고 있는 것을 확인 할 수 있다. In addition, under the influence of CC OFA and SOFA, a low-temperature region appears obliquely along the flow of the internal gas, and as a whole, a high temperature is formed in the re-burn region after OFA through the vicinity of the windbox part and the upper part of the combustion part, and the temperature as it progresses to the exit is lowered, and in particular, it can be seen that the temperature change is abruptly caused by the superheater panels located on the upper part.

또한, 도 5-2(b)를 참고하면, 보일러 하부에서부터 윈드박스 상단 이후 화로 출구에 걸쳐 위로 볼록한 온도 분포를 보이며 윈드박스 부근에서는 화로 중심부의 온도가 주위 벽면 부근의 온도에 비해 상대적으로 낮은 분포를 보여주고 있다. In addition, referring to FIG. 5-2(b), a convex temperature distribution is shown from the bottom of the boiler to the top of the windbox and then to the furnace outlet. In the vicinity of the windbox, the temperature at the center of the furnace is relatively low compared to the temperature near the surrounding wall. is showing

이러한 경향은 앞서 설명한 유동특성에 기인한 것으로 연소부 하부로 하강한 유동이 선회의 중심부를 타고 상승하기 때문에 위로 볼록하게 나타나는 것이며, 각각의 노즐에서 분사된 공기와 미분탄은 선회에 의해 벽면 부근으로 편중되어 흐름에 따라 화염 역시 벽면부근에서 선회르 따라 형성되어 벽면 부근의 온도가 더 높게 나타나는 경향을 확인할 수 있다. This tendency is due to the flow characteristics described above, and appears convex upward because the flow that descends to the lower part of the combustion unit rises along the center of the vortex, and the air and pulverized coal injected from each nozzle are biased toward the wall due to the vortex. As a result of the flow, the flame is also formed in a circle around the wall, so that the temperature near the wall tends to appear higher.

또한, 도 5-2(c)를 참고하면, 각 코너 노즐부근에서 900K미만의 저온영역을 보이고, 화염이 선회유동을 따라 형성되어 단면에서는 원형의 모양을 보이고, 벽면부근의 온도구배 및 중심부의 온도구배가 크게 나타나는 것을 확인할 수 있다.In addition, referring to FIG. 5-2(c), a low-temperature region of less than 900K is shown near each corner nozzle, and the flame is formed along the swirling flow and has a circular shape in cross section, and the temperature gradient near the wall and the center It can be seen that the temperature gradient is large.

실시예 1. 페코크의 연료특성 평가.Example 1. Evaluation of fuel characteristics of pecoque.

페코크의 연료특성을 평가하고 일반 석탄과의 비교검토하여 기존의 석탄화력발전소에서 혼소하여 사용할 수 있는지 가능성을 평가하기 위해 입도별 페코크 시료 8종에 대한 공업분석 및 원소분석을 진행하였다. In order to evaluate the fuel characteristics of pecoque and compare it with general coal to evaluate the possibility that it can be mixed and used in existing coal-fired power plants, industrial analysis and elemental analysis of 8 pecoque samples by particle size were conducted.

표 2는 입도별 페코크의 공업분석 결과를 나타낸 것이며, 표 3은 입도별 페코크의 원소분석 결과를 나타낸 것이다. Table 2 shows the industrial analysis results of pecoque by particle size, and Table 3 shows the elemental analysis results of pecoque by particle size.

시료명Sample name 입도granularity 공업분석(wt%)Industry analysis (wt%) 연료비
(고정탄소/ 휘발분)
fuel cost
(Fixed carbon / volatile matter)
수분moisture 휘발분volatile matter 회분ash 고정
탄소
fixing
carbon
페코크
6.5
Pekok
6.5
100mesh 이상100mesh or more 1.021.02 11.6611.66 1.501.50 85.8285.82 7.367.36
140mesh 이하140mesh or less 1.191.19 12.4212.42 1.121.12 85.3385.33 6.876.87 200mesh 이상200mesh or more 1.121.12 13.6313.63 0.920.92 84.3384.33 6.196.19 200mesh 이하200mesh or less 1.131.13 14.2414.24 0.840.84 83.7983.79 5.885.88 페코크
7.0
Pekok
7.0
100mesh 이상100mesh or more 0.870.87 9.489.48 1.111.11 88.5388.53 9.349.34
140mesh 이하140mesh or less 0.650.65 9.509.50 1.001.00 88.82588.825 9.359.35 200mesh 이상200mesh or more 0.550.55 10.5610.56 0.820.82 88.0688.06 8.348.34 200mesh 이하200mesh or less 0.680.68 12.3512.35 0.540.54 86.4386.43 7.007.00

시료명Sample name 입도granularity 원소분석(wt%)Elemental analysis (wt%) 발열량
(kcal/kg)
calorific value
(kcal/kg)
탄소carbon 수소Hydrogen 질소nitrogen 산소Oxygen 유황분sulfur content 고위eminence 저위low rank 페코크
6.5
Pekok
6.5
100mesh 이상100mesh or more 86.5086.50 3.683.68 1.611.61 0.650.65 6.086.08 8,4178,417 8,2138,213
140mesh 이하140mesh or less 86.2886.28 3.763.76 1.601.60 0.920.92 6.326.32 8,4438,443 8,2378,237 200mesh 이상200mesh or more 86.6286.62 3.743.74 1.661.66 0.750.75 6.316.31 8,4638,463 8,2538,253 200mesh 이하200mesh or less 86.7386.73 3.783.78 1.661.66 0.700.70 6.286.28 8,4578,457 8,2478,247 페코크
7.0
Pekok
7.0
100mesh 이상100mesh or more 87.9487.94 3.463.46 1.471.47 0.330.33 5.355.35 8,4008,400 8,2238,223
140mesh 이하140mesh or less 88.0888.08 3.503.50 1.631.63 0.200.20 5.655.65 8,4608,460 8,2678,267 200mesh 이상200mesh or more 88.2788.27 3.543.54 1.641.64 0.120.12 5.625.62 8,4908,490 8,2938,293 200mesh 이하200mesh or less 88.9288.92 3.443.44 1.631.63 0.070.07 5.415.41 8,5338,533 8,3438,343

표 2 및 표 3을 참고하면, 페코크의 입도가 낮을수록 수분함량 및 연료비가 감소하고 휘발분은 증가하는 경향을 나타났다. 또한, 수분 0.6~3.9%, 고정탄소 82~92%, 휘발분 5~15% 및 연료비 6~17범위로 반무연탄 등급의 연료특성을 나타내는 것을 확일 할 수 있으며, 고정탄소의 함량이 86wt% 내지 96wt%로 페코크 시료는 대부분이 탄소 성분인 것을 확인 할 수 있다. 또한, 발열량은 고위 8,400~8,803kcal/kg, 저위 8,213~8,567kcal/kg로 일반적인 유연탄보다 높은 열량을 보유하는 것을 확인 할 수 있다.Referring to Tables 2 and 3, as the particle size of pecoque decreased, the moisture content and fuel ratio decreased and the volatile matter increased. In addition, it can be confirmed that the fuel characteristics of the semi-anthracite grade are shown in the range of 0.6 to 3.9% moisture, 82 to 92% fixed carbon, 5 to 15% volatile matter, and 6 to 17 fuel ratio, and the fixed carbon content is 86wt% to 96wt %, it can be confirmed that most of the pecoque samples are carbon components. In addition, the calorific value is 8,400 ~ 8,803 kcal/kg at the high level and 8,213 ~ 8,567 kcal/kg at the low level, confirming that it has a higher calorific value than general bituminous coal.

실시예 2. 혼합탄의 연료특성 평가.Example 2. Evaluation of fuel properties of mixed coal.

페코크 및 역청탄(FLAME-1)을 혼합한 혼합탄에 대한 연료특성 및 사용가능성을 평가하기 위하여 페코크 및 역청탄을 200mesh(입경75㎛) 이하로 체거름(sieving)하여 홉합하여 시료를 제조한 뒤 페코크 및 역청탄의 함량에 따라 공업분석 및 원소분석을 진행하였다.In order to evaluate the fuel properties and usability of the mixed coal mixed with pecoque and bituminous coal (FLAME-1), the sample was prepared by sieving and mixing pecoque and bituminous coal to a size of 200 mesh (75㎛) or less. Industrial analysis and elemental analysis were carried out according to the content of dupe coke and bituminous coal.

시료명Sample name 함량비(wt%)
페코크:역청탄
Content ratio (wt%)
Pekok: bituminous coal
공업분석(wt%)Industry analysis (wt%) 연료비
(고정탄소/ 휘발분)
fuel cost
(Fixed carbon / volatile matter)
수분moisture 휘발분volatile matter 회분ash 고정
탄소
fixing
carbon
페코크
6.5
Pekok
6.5
5:955:95 16.5516.55 36.0836.08 6.486.48 40.8940.89 1.131.13
10:9010:90 15.6615.66 34.2534.25 6.136.13 43.9643.96 1.281.28 15:8515:85 14.6014.60 33.2633.26 6.096.09 46.0546.05 1.381.38 20:8020:80 14.0314.03 32.6432.64 5.825.82 47.8147.81 1.461.46 페코크
7.0
Pekok
7.0
5:955:95 16.9016.90 36.1936.19 6.496.49 40.4240.42 1.121.12
10:9010:90 15.8115.81 34.5834.58 6.296.29 43.3243.32 1.251.25 15:8515:85 15.4715.47 33.2633.26 6.006.00 45.2745.27 1.361.36 20:8020:80 14.9614.96 32.8332.83 5.735.73 46.4846.48 1.421.42

시료명Sample name 함량비(wt%)
페코크:역청탄
Content ratio (wt%)
Pekok: bituminous coal
원소분석(wt%)Elemental analysis (wt%) 발열량
(kcal/kg)
calorific value
(kcal/kg)
탄소carbon 수소Hydrogen 질소nitrogen 산소Oxygen 유황분sulfur content 고위eminence 저위low rank 페코크
6.5
Pekok
6.5
5:955:95 69.6069.60 4.854.85 1.541.54 16.4016.40 1.131.13 6,4206,420 6,0606,060
10:9010:90 71.9571.95 4.924.92 1.511.51 13.9713.97 1.521.52 6,5806,580 6,2206,220 15:8515:85 74.7574.75 4.784.78 1.581.58 12.8012.80 1.821.82 6,7306,730 6,3806,380 20:8020:80 74.4574.45 7.847.84 1.511.51 11.3111.31 2.042.04 6,8406,840 6,4906,490 페코크
7.0
Pekok
7.0
5:955:95 70.9570.95 5.025.02 1.551.55 14.9814.98 1.011.01 6,4206,420 6,0506,050
10:9010:90 73.3573.35 4.864.86 1.521.52 12.5612.56 1.421.42 6,5806,580 6,2206,220 15:8515:85 73.6073.60 4.824.82 1.481.48 12.4212.42 1.681.68 6,6906,690 6,3406,340 20:8020:80 75.1075.10 4.804.80 1.551.55 11.0611.06 1.761.76 6,8106,810 6,4606,460

연료특성 평가결과 페코크의 함량이 증가함에 따라 고정탄소, 연료비 및 발열량이 증가하는 것을 확인 할 수 있으며, 휘발분 및 회분이 감소하는 것을 확인 할 수 있다. As a result of the fuel characteristic evaluation, it can be confirmed that the fixed carbon, fuel cost, and calorific value increase as the content of pecoque increases, and the volatile matter and ash content decrease.

또한, 질소 함량은 약 1.5wt%로 함량에 대한 변화가 크지 않은 것을 알 수 있다. 이를 통하여 페코크를 혼합하여 연소하여도 페코크 혼합에 의한 flue NOx 생성량이 거의 없을 것으로 판단된다.In addition, it can be seen that the nitrogen content is about 1.5 wt%, and the change in the content is not large. Through this, it is judged that the amount of flue NOx generated by mixing pecoque is almost not even when pecoque is mixed and burned.

실시예 3. 페코크 및 역청탄의 연소속도론적 평가Example 3. Kinetic evaluation of pecoque and bituminous coal

페코크를 포함하는 연료의 보일러 내의 연소성을 평가하기 위하여 열중량분석(TGA)을 실시하였다.Thermogravimetric analysis (TGA) was performed to evaluate the combustibility of fuel containing pecoque in a boiler.

도 6은 본 발명에 따른 TGA분석 및 반응속도상수를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 또한, 하기 표 6은 각 시료에 따른 활성화에너지 및 빈도상수를 나타낸 것으로, 활성화에너지 및 빈도상수를 산출하기 위하여 coat redfern 모델을 이용하였다. 6 shows the results of TGA analysis and measurement of the reaction rate constant according to the present invention. In addition, Table 6 below shows the activation energy and frequency constant for each sample, and a coat redfern model was used to calculate the activation energy and frequency constant.

이때, 활성화에너지는 활성(연소_) 반응에 소요되는 최소에너지로 값이 클수록 반응이 떨어지며, 빈도상수는 반응이 발생할 수 있는 분자수준의 충돌빈도로 값이 클수록 반응성이 좋아지는 것을 의미한다. At this time, the activation energy is the minimum energy required for the activation (combustion_) reaction, and the larger the value, the lower the reaction, and the frequency constant is the collision frequency at the molecular level where the reaction can occur. The higher the value, the better the reactivity.

이에 따라 도 6 및 표 6을 참고하면, 페코크는 역청탄에 비해 활성화에너지 및 빈도상수 값이 높은 것을 확인 할 수 있는 것으로, 페코크는 상대적으로 높은 온도범위에서 연소반응이 이루어지며, 활성화에너지가 역청탄에 비해 약 2배가량 높지만 빈도상수가 50~100배 가량 높아 반응속도상수(k, 온도범위 1,100~1,400℃)가 역청탄에 비해 값이 높은 것을 확인 할 수 있다. 즉, 페코크의 보일러 내의 연소성이 역청탄의 보일러 내의 연소성보다 우수할 것으로 예측할 수 있다.Accordingly, referring to FIGS. 6 and 6, it can be seen that pecoque has higher activation energy and frequency constant values compared to bituminous coal. In pecoque, the combustion reaction takes place in a relatively high temperature range, and the activation energy is in bituminous coal. It is about 2 times higher than that of bituminous coal, but the frequency constant is 50 to 100 times higher, so that the reaction rate constant (k, temperature range 1,100~1,400℃) is higher than that of bituminous coal. That is, it can be predicted that the combustibility in the boiler of pekok will be superior to that in the boiler of bituminous coal.

활성화에너지
(E, Kj/mol)
activation energy
(E, Kj/mol)
빈도상수
(A, s-1)
frequency constant
(A, s -1 )
R2 R 2
역청탄(FLAME-I)Bituminous Coal (FLAME-I) 49.9849.98 1.0E+011.0E+01 0.9700.970 페코크6.5Pecoque 6.5 86.4086.40 5.0E+025.0E+02 0.9460.946 페코크7.0Pecoque 7.0 92.8092.80 9.0E+029.0E+02 0.9570.957

실시예 4. 페코크-역청탄 혼합탄의 연소속도론적 평가Example 4. Combustion kinetic evaluation of pekok-bituminous coal mixed coal

페코크-역청탄 혼합탄의 보일러 내의 연소성을 평가하기 위하여 시료를 페코크-역청탄의 혼합 비율에 따라 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 분석하였으며, 그에 대한 결과를 표 7에 나타내었다.In order to evaluate the combustibility of the pecoque-bituminous coal mixed coal in the boiler, the sample was analyzed in the same manner as in Example 3 except that the sample was used according to the pecoque-bituminous coal mixing ratio, and the results are shown in Table 7.

페코크 함량
(페코크:역청탄)
Pecoque content
(Pecoque: bituminous coal)
페코크 7.0Pecoque 7.0
활성화에너지
(E, Kj/mol)
activation energy
(E, Kj/mol)
빈도상수
(A, s-1)
frequency constant
(A, s -1 )
R2 R 2
5wt% (5:95)5wt% (5:95) 46.6746.67 6.0E+016.0E+01 0.8860.886 10wt% (10:90)10wt% (10:90) 49.5949.59 8.0E+028.0E+02 0.9330.933 15wt% (15:85)15wt% (15:85) 30.6930.69 3.0E-013.0E-01 0.6530.653 20wt% (20:80)20wt% (20:80) 21.2621.26 2.0E-022.0E-02 0.6010.601

표 7을 참고하면, 페코크의 함량이 증가함에 따라 활성화에너지 및 빈도상수가 낮아지는 것을 확인 할 수 있는 것으로, 상세하게는, 페코크의 함량이 10wt% 이하일 경우 보일러 내 연소성 및 반응성에 대한 변화 없이 양호할 것으로 예측할 수 있다. Referring to Table 7, it can be seen that the activation energy and frequency constant are lowered as the content of pecoque is increased. Specifically, when the content of pecoque is 10 wt% or less, changes in combustion and reactivity in the boiler can be predicted to be good without it.

실시예 5. 페코크의 분쇄도에 따른 평가.Example 5. Evaluation according to the degree of pulverization of Pekok.

고열량의 보조연료로 사용되는 페코크를 전처리하여 분쇄도 지수(HGI, HardGrove Index)를 평가하였으며, 그 결과를 표 8에 나타내었다. The hardgrove index (HGI) was evaluated by pre-treating pecoque used as a high-calorie auxiliary fuel, and the results are shown in Table 8.

시료전처리Sample pretreatment 200mesh통과량
(시료50g기준)
200mesh passing amount
(Based on sample 50g)
HGIHGI
페코크6.5Pecoque 6.5 시료건조없음No sample drying 10.36g10.36g 84.7984.79 페코크7.0Pecoque 7.0 14.75g14.75g 115.22115.22 페코크6.5Pecoque 6.5 자연건조
(37℃, 3hr, cooling 20hr)
dry naturally
(37℃, 3hr, cooling 20hr)
9.94g9.94g 81.8881.88
페코크7.0Pecoque 7.0 8.65g8.65g 72.9472.94 페코크6.5Pecoque 6.5 완전건조
(100℃, 3hr, cooling 20hr)
completely dry
(100℃, 3hr, cooling 20hr)
10.89g10.89g 88.4788.47
페코크7.0Pecoque 7.0 12.02g12.02g 96.3096.30

분쇄도 지수(HGI index)는 하기 계산식 1을 통하여 계산할 수 있다. The grindability index (HGI index) can be calculated through Equation 1 below.

계산식 1Calculation 1

HGI=(6.93 * 표준체 200 mesh 통과량) + 13HGI=(6.93 * standard 200 mesh passing amount) + 13

분쇄도 지수(HGI index)는 석탄의 분쇄도를 나타내는 지표로 값이 높을 수록 미분이 잘되는 것을 의미하는 것으로, 일반적으로 석탄의 분쇄도 지수는 59 내지 80이며, 국내 무연탄의 분쇄도 지수는 120이다. 이와 비교하여 페코크의 시료 전처리 방법에 따른 분쇄도 지수는 73 내지 120으로 일반 석탄에 비해 높은 것을 확인 할 수 있다. 이를 통하여, 페코크를 석탄화력발전소 미분탄 보일러의 혼소를 위하여 미분 시, 미분도를 높이기 위한 미분에너지 소요량이 낮을 것으로 예측할 수 있다. The grindability index (HGI index) is an index indicating the degree of pulverization of coal, and a higher value means better pulverization. Generally, the pulverization index of coal is 59 to 80, and the pulverization index of domestic anthracite is 120 . In comparison, it can be seen that the pulverization index of pecoque according to the sample pretreatment method is 73 to 120, which is higher than that of general coal. Through this, it can be predicted that when pekok is pulverized for co-firing of a pulverized coal boiler in a coal-fired power plant, the pulverization energy required to increase the pulverization degree is low.

실시예 6. 페코크 및 역청탄의 DTF 평가.Example 6. DTF evaluation of pecoque and bituminous coal.

석탄화력발전소 미분탄 보일러에 페코크의 혼소를 위한 최적 연소조건을 도출하기 위하여 실시하였다. 페코크 및 역청탄을 표준체로 200mesh이하로 체거르한 시료에 대하여 DTF(Drop tube furnace, 원통형 전기로)를 이용하여 조건에 따른 회분 발생량 및 강열감량(LOI, loss on ignition)을 측정하여 연소특성을 비교하였다. 이때, 페코크의 미분도에 따라 DTF의 노내 온도, 과잉공기 유량, 체류시간( 노 길이로 대체) 을 달리하여 진행하였다.This was carried out to derive the optimal combustion conditions for the co-firing of pecoque in the pulverized coal boiler of a coal-fired power plant. The combustion characteristics were evaluated by measuring the amount of ash generation and loss on ignition (LOI) according to the conditions using a drop tube furnace (DTF) for a sample sieved with pecoque and bituminous coal under 200 mesh as a standard sieve. compared. At this time, the furnace temperature, excess air flow rate, and residence time (replaced by furnace length) of DTF were varied according to the degree of fineness of the pecoque.

일반적으로 석탄화력발전소 보일러에 투입되는 연료는 미분기를 통해 200mesh 이하의 입자가 90%이상을 차지하도록 미분된다. 이에, 페코크의 경우 석탄에 비해 연소성이 상대적으로 낮은 것으로 알려져 있기 때문에 페코크의 미분도를 325mesh이하로 조절하여 DTF연소성을 검토하였으며, 이에 대한 결과를 표 9 및 표 10에 나타내었다.In general, fuel input to boilers in coal-fired power plants is pulverized so that particles of 200 mesh or less occupy 90% or more through the pulverizer. Therefore, in the case of pecoque, since it is known that the combustibility is relatively low compared to coal, the DTF combustibility was reviewed by adjusting the fineness of pecoque to 325mesh or less, and the results are shown in Tables 9 and 10.

DTF 변수DTF variable 결과result 구분division 온도
(℃)
Temperature
(℃)
체류시간
(길이, cm)
residence time
(length, cm)
과잉공기량
(산소,L/min)
excess air volume
(Oxygen, L/min)
ash발생량
(wt%)
ash generation
(wt%)
LOI
(wt%)
LOI
(wt%)
역청탄bituminous coal 1,3001,300 9090 5.455.45 8.038.03 3.653.65 1,1001,100 9090 5.455.45 10.8210.82 7.857.85 1,3001,300 5050 5.455.45 12.0912.09 12.6412.64 1,3001,300 9090 6.006.00 11.0511.05 2.842.84 1,3001,300 9090 4.80(+3.10air)4.80 (+3.10air) 9.919.91 12.5412.54 페코크 Pekok 1,3001,300 9090 5.455.45 4.804.80 -- 1,1001,100 9090 5.455.45 4.324.32 -- 1,3001,300 5050 5.455.45 8.198.19 -- 1,3001,300 9090 6.006.00 2.942.94 -- 1,3001,300 9090 4.80(+3.10 air)4.80 (+3.10 air) 11.0611.06 --

DTF 변수DTF variable 결과result 입도
(mesh)
granularity
(mesh)
온도
(℃)
Temperature
(℃)
체류시간
(길이, cm)
residence time
(length, cm)
과잉공기량
(산소,L/min)
excess air volume
(Oxygen, L/min)
ash발생량
(wt%)
ash generation
(wt%)
LOI
(wt%)
LOI
(wt%)
200이하200 or less 1,3001,300 9090 5.455.45 4.804.80 -- 275이하275 or less 1,3001,300 9090 5.455.45 4.104.10 -- 325이하325 or less 1,3001,300 5050 5.455.45 3.813.81 --

표 9를 참고하면, ash 발생량 및 LOI 함량이 저하할수록 완전연소에 가까워 지는 것으로, 역청탄을 이용하여 실험했을 경우 변수에 따라 ash발생량 및 LOI 함량의 변화가 눈에 띄게 나타나는 것을 확인 할 수 있다. 하지만, 페코를 이용하여 실험했을 경우, 체류시간과 과잉공기의 유량 조건에 따라 ash 발생량은 변화하나 노내 온도에 따라서는 ash 발생량의 변화가 나타나지 않는 것을 확인 할 수 있다. 특히, 페코크의 경우 과잉공기의 유량에 따라 ash 발생량에 변화가 생기는 것을 확인 할 수 있다. Referring to Table 9, as the amount of ash generated and the LOI content decreases, it approaches complete combustion, and it can be confirmed that the change in the amount of ash and the LOI content according to the variables is conspicuous when an experiment using bituminous coal is used. However, in the case of testing using FEKO, it can be confirmed that the amount of ash generated varies depending on the residence time and the flow condition of excess air, but there is no change in the amount of ash generated depending on the furnace temperature. In particular, in the case of Pecoque, it can be seen that the amount of ash generated varies according to the flow rate of excess air.

일반적으로 석탄화력발전소에서는 과잉공기량을 이론 산소량의 1.18로 유지하여 운전하게 된다. 이에 따라, DTF 노내에서도 과잉공기량을 석탄화력발전소의 과잉 공기량과 동일한 조건으로 유지할 때, 공기보다 산소의 비율이 높을수록 완전연소에 가까운 결과를 얻을 수 있었다. 이를 통하여, 공기 중의 질소가 역청탄 및 페코크가 연소하는 방해요인이 되는 것을 확인 할 수 있었다. In general, coal-fired power plants are operated by maintaining the excess air amount at 1.18 of the theoretical oxygen amount. Accordingly, even in the DTF furnace, when the excess air amount was maintained at the same condition as the excess air amount of the coal-fired power plant, the higher the ratio of oxygen to air, the closer to complete combustion was obtained. Through this, it was confirmed that nitrogen in the air was an obstacle to the combustion of bituminous coal and pecoque.

또한, 과잉공기 유량을 이론산소량의 약 1.3배(과잉공기 유량, 산소 6.0L/min)로 설정한 실험의 경우 역청탄 ash 중 LOI함량 및 페코크 ash 발생량이 현저히 낮은 것을 확인 할 수 있었다. 즉, 윈드박스부의 weak, coal nozzle과 같이 과잉공기량이 충분한 조건에서 페코크를 혼소하는 것이 바람직하다는 것을 확인 할 수 있으며, 위드박스부의 상단층부와 같이 OFA nozzle을 통해 상부에 과잉공기가 많이 존재하는 영역에서는 페코크의 연소가 더욱 활발해질 것을 예측 할 수 있다.In addition, in the case of the experiment in which the excess air flow rate was set to about 1.3 times the theoretical oxygen amount (excess air flow rate, oxygen 6.0 L/min), it was confirmed that the LOI content and the amount of pecoque ash generated in bituminous coal ash were significantly lower. In other words, it can be confirmed that it is desirable to mix the pecock under the conditions of sufficient excess air, such as in the weak and coal nozzles of the windbox part, and it is possible to confirm that a lot of excess air exists in the upper part through the OFA nozzle like the upper layer of the windbox part. In this area, it can be predicted that the combustion of pecoque will become more active.

또한, weak, coal nozzle에 일정량의 산소를 주입함으로써 페코크의 연소를 촉진시켜 연소효율을 증가시킬 수 있다.In addition, by injecting a certain amount of oxygen into the weak, coal nozzle, it is possible to promote the combustion of the pecoque and increase the combustion efficiency.

표 10을 참고하면, 미분도가 높을수록 페코크의 ash 발생량이 감소하는 것을 확인 할 수 있다. 과잉공기량을 변화시킨 경우와 비교하여 보면 ash 발생량의 변화폭은 상대적으로 크지 않았으나, 페코크 혼소 시 회분 중 LOI 함량에는 영향을 줄 수 있는 것을 확인 할 수 있으며, 페코크 혼소율이 증가할수록 그 폭은 증가할 것으로 판단된다. 따라서, 페코크의 미분탄 보일러 내 연소성을 향상시키키 위해 과잉공기량을 주입함과 동시에 미분도를 높여 연소효율을 증가시킬 수 있음을 확인 할 수 있다.Referring to Table 10, it can be seen that the higher the fineness, the lower the amount of ash generated in Pecoque. Compared with the case of changing the excess air amount, the change in the amount of ash generation was not relatively large, but it can be confirmed that it can affect the LOI content in the ash during co-firing of pecoque, and the width increases as the co-firing rate of pecoque increases. is expected to increase. Therefore, it can be confirmed that the combustion efficiency can be increased by injecting an excess amount of air and at the same time increasing the degree of pulverization to improve the combustion in the pulverized coal boiler of Pekok.

실시예 6. 500MW금 미분탄 보일러 페코크 혼소 전산해석Example 6. Computational analysis of 500MW gold pulverized coal boiler Pekok co-firing

500MW급 보일러를 기준으로 하여 전산해석 형상 및 경계조건을 만들고, 기존 coal nozzle에 페코크를 혼합하여 분사하는 경를 비교하기 위해 실시하였다. 윈드박스부의 구간(1~6단)별로 conc.coal nozzle, weak. coal nozzzle에 페코크를 혼합분사하도록 한 후 석탄회 중 미연분 함량을 비교분석하도록 전산해석을 수행하였다. 전산해석 case에 따른 조건을 표 11에 나타내었으며, 이에 대한 미연분 함량을 표 12에 나타내었다.Computational analysis was carried out to create shape and boundary conditions based on a 500MW-class boiler, and to compare the diameter of mixing and spraying pecoque into the existing coal nozzle. Conc.coal nozzle, weak. After mixing and spraying pecoque into the coal nozzle, a computational analysis was performed to compare and analyze the unburnt content in the coal ash. The conditions according to the computational analysis case are shown in Table 11, and the unburned content thereof is shown in Table 12.

case No. case No. 조건Condition case 1case 1 설계탄 연소design coal combustion case 2-1case 2-1 설계탄 +페코크를 혼합하여 전체 노즐에 주입Mix design bullet + pecoque and inject it into the entire nozzle case 2-2case 2-2 case2-1 조건에서 전체 2차 공기량 증가Total secondary air volume increased in case 2-1 condition case 2-3case 2-3 case2-1 조건에서 1, 2단 2차 공기량 증가In case 2-1 condition, 1st and 2nd stage 2nd air amount increased case 2-4case 2-4 case2-1 조건에서 3, 4단 2차 공기량 증가In case 2-1 condition, 3rd and 4th stage secondary air volume increased case 2-5case 2-5 case2-1 조건에서 4, 5eks 2ck 공기량 증가4, 5eks 2ck air volume increase in case2-1 condition case 3-1case 3-1 페코크 하단(5단) 주입Injection of the lower part of the pecock (5 steps) case 3-2case 3-2 페코크 하단(5단) 주입Injection of the lower part of the pecock (5 steps) case 3-3case 3-3 case3-1 조건에서 페코크 주입 1차 공기 온도 증가In case 3-1 condition, pecoque injection primary air temperature increased case 3-4case 3-4 case3-1 조건에서 페코크 주입 1차 공기유량/ 온도 증가In case 3-1 condition, pecoque injection primary air flow rate / temperature increase case 4-1case 4-1 페코크 중단(3단) 주입Pecock Interrupted (3rd Stage) Injection case 4-2case 4-2 case4-1 조건에서 페코크 주입 1차 공기 온도 증가In case 4-1 condition, pecoque injection primary air temperature increased case 4-3case 4-3 case4-1 조건에서 페코크 미분도 증가In case 4-1 condition, Pecoque's differential degree increased

해석조건Analysis conditions case No. case No. 미연분 함량(wt%)Unburnt content (wt%) 설계탄 대비 페코크 혼소 영향Co-fired effect of Pekok compared to design rounds case 1case 1 2.32.3 case 2-1case 2-1 6.96.9 설계탄/페코크 혼합 주입한 경우에서
2차공기량 변화에 따른 영향
In the case of mixed injection of design coal/pekok
Effect of Secondary Air Volume Change
case 2-1case 2-1 6.96.9
case 2-2case 2-2 2.82.8 case 2-3case 2-3 4.54.5 case 2-4case 2-4 1.41.4 case 2-5case 2-5 2.12.1 페코크 하단(5단) 주입한 경우에서 1차 공기 조건 변화에 따른 영향Effect of primary air condition change in the case of injecting the lower end of the pecock (5 stages) case 3-1case 3-1 35.235.2 case 3-2case 3-2 32.332.3 case 3-3case 3-3 34.934.9 case 3-4case 3-4 31.831.8 페코크 중단(3단) 주입한 경우에서 1차공기 및 미분도 변화에 따른 영향Effect of primary air and fineness change in the case of pecock interruption (3rd stage) injection case 4-1case 4-1 30.830.8 case 4-2case 4-2 31.231.2 case 4-3case 4-3 28.328.3

표 11 및 표 12를 참고하면, 페코크를 윈브박스부의 전체 노즐에 혼합 주입하는 경우 (case 2-1) 설계탄 대비 미연부의 함량이 약 4.6% 증가하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 페코크 주입 위치를 단별로 단독으로 주입하는 방식(case 3-1, case 4-1)에서는 미연분 함량이 현저하게 높아지는 것을 확인 할 수 있으며, 특히 페코크 단독 주입시 하단보다 중단에 주입하는 경우 미연분 함량이 상대적으로 낮게 나타나는 것을 확인할 수 있다.Referring to Tables 11 and 12, it can be seen that when the pecoque is mixed and injected into all nozzles of the windbox unit (case 2-1), the content of the unburned portion is increased by about 4.6% compared to the design coal. In addition, it can be seen that the unburned powder content is significantly increased in the method of injecting the pecoque injection position individually for each stage (case 3-1, case 4-1). In this case, it can be seen that the unburned content is relatively low.

페코크를 설계탄과 혼합하여 주입하고 단별 2차공기량 변화에 따른 영향을 살펴보면 윈드박스부의 중단층부인 3단 및 4단의 2차 공기량을 증가시키는 경우 미연분 함량이 1.4wt%로 가장 낮게 나타났다. 또한, 1차공기온도를 15℃ 높이고 미분도를 증가시킨 경우에는 기존 대비 미연분 함량이 3%정도 감소하는 것을 확인 할 수 있었다. 이에 따라 페코크를 혼소하는 경우 노외혼탄(bunker blending)을 시행하고 윈드박스부의 중단층부인 3단 및 4단의 2차공기량을 늘리고 다른 노즐의 공기량을 상대적으로 적게 주입할 때 미연부 함량이 최소로 발생함을 확인 할 수 있다.When pecoque was mixed with design coal and the effect of the change in the secondary air amount for each stage was examined, when the secondary air quantity of the 3rd and 4th stage, which is the middle layer of the windbox part, was increased, the unburnt content was the lowest at 1.4wt%. . In addition, when the primary air temperature was increased by 15°C and the fineness was increased, it was confirmed that the unburned powder content decreased by about 3% compared to the existing one. Accordingly, in the case of co-firing the pecoque, bunker blending is carried out, the amount of secondary air in the 3rd and 4th stages, which are the middle layers of the windbox part, is increased, and the unburned content is minimized when a relatively small amount of air from other nozzles is injected. It can be confirmed that the .

도 7 내지 도 8은 본 발명에 따른 윈드박스부의 높이 별 제2원료 주입에 따른 보일러 노내의 길이 방향으로의 온도장 변화를 나타낸 것이며, 도 9 내지 도 10은 본 발명에 따른 윈드박 높이 별 제2원료 주입에 따른 보일러 노내의 단면의 온도장 변화를 나타낸 것이다.7 to 8 show the change of the temperature field in the longitudinal direction in the boiler furnace according to the injection of the second raw material according to the height of the windbox part according to the present invention, and FIGS. 9 to 10 are the windbox parts according to the height of the windbox according to the present invention. 2This shows the change in the temperature field of the section of the boiler furnace according to the injection of raw materials.

상세하게는, 도 7 및 8은 z=12.5m, 8.25m. 15.25m에서의 온도분포를 나타낸 것이고, 상기 도 9 및 상기 도 10은 y=17.41, 24.54m, 34.05m, 51.52m위치의 단면에서의 온도분포를 나타낸 것이다. 도 7 내지 도 10을 참고하면, conc, coal nozzle 및 weak, coal nozzle의 각 분사위치에 따라 설계탄 대비 미세하게 높은 온도영역이 나타나느 ㄴ구간이 있으나, 이는 페코크가 연소되면서 가스온도가 소폭 상승하는 것으로 페코크의 혼소비율이 전체 탄의 고정탄소 비율에 크게 영향을 주지 않아 전체적인 화로 내 가스온도의 분포는 크게 변화가 없을 것을 확인할 수 있다.Specifically, Figs. 7 and 8 show z=12.5m, 8.25m. The temperature distribution at 15.25m is shown, and FIGS. 9 and 10 show the temperature distribution at the cross sections at y=17.41, 24.54m, 34.05m, and 51.52m positions. 7 to 10, depending on the injection positions of the conc, coal nozzle, and weak, coal nozzle, there is a section in which the temperature range is slightly higher than that of the designed coal, but this is because the gas temperature is slightly increased as the pecock is burned. As it rises, it can be confirmed that the overall distribution of gas temperature in the furnace does not change significantly because the co-burning ratio of pekok does not significantly affect the fixed carbon ratio of the total coal.

실시예 7. 대용량 시험연소로를 이용한 페코크의 혼소특성 평가Example 7. Evaluation of co-firing characteristics of Pecoque using a large-capacity test combustion furnace

200kg-coal/hr(전력연구원 보유)의 시험연소로를 이용하여 페코크의 혼소특성을 평가하였다. 이를 평가하기 위하여 주탄(역청탄) 2종(kideco, suek)과 보조탄(아역청탄) 1종(flame-I)를 준비하고 위 3종의 석탄을 100% 전소하였을 경우와 페코크를 5%, 10% 혼소(연료의 총 열량 기준)한 경우로 구분하여 각각 연소특성 평가를 시행하였다. 이때, 실시예 5 및 실시예 6의 결과에 따라 연료가 연소공기와 주입되는 노즐부를 과잉공기량이 많은 weak 조건으로 만들기 위해 과잉 공기량을 5%로 설정하였으며, 시험연소로의 2차 공기 주입을 위한 스월버너의 각도를 30°로 하여 페코크의 혼소특성을 평가하였다. 이에 대한 연소효율을 표 13에 나타내었다. 또한, 도 11은 본 실시예에 따른 LOI함량 및 연소효율 변화를 나타낸 것이다.The co-firing characteristics of pecoque were evaluated using a test combustion furnace of 200 kg-coal/hr (owned by Korea Electric Power Research Institute). To evaluate this, two types of main coal (bituminous coal) (kideco, suek) and 1 type (flame-I) of auxiliary coal (sub-bituminous coal) were prepared, and when the above three types of coal were burned 100%, Each combustion characteristic was evaluated by dividing it into the case of 10% co-firing (based on the total calorific value of fuel). At this time, according to the results of Examples 5 and 6, the excess air amount was set to 5% in order to make the nozzle part into which the fuel is injected with combustion air into a weak condition with a large excess air amount, and for secondary air injection into the test combustion The co-firing characteristics of the pecoque were evaluated by setting the angle of the swirl burner to 30°. The combustion efficiency for this is shown in Table 13. In addition, FIG. 11 shows changes in LOI content and combustion efficiency according to the present embodiment.

석탄전소coal fire 페코크 5% 혼소Pekok 5% mixed firing 페코크 10%혼소Pecoque 10% mixed firing kideco 탄kideco shot 99.9099.90 99.7999.79 99.7299.72 suek 탄suek shot 99.7899.78 99.5199.51 99.4999.49 flame-I 탄flame-I shot 99.6899.68 99.2299.22 99.0299.02

도 11 및 표 13을 참고하면, 페코크를 10% 이하로 혼소(열량기준)하는 경우 총 연료량은 3% 감소하여 과잉공기와의 접촉확률이 증가하였고, 스월각도의 조절로 과잉공기 과다 조건에서 페코크를 혼소함으로써 표준탄과 유사한 연소효율을 내는 것을 확인 할 수 있다. 즉, 과잉공기량 5% 및 스워버너 의 각도를 30±5° 범위에서 페코크를 혼소하여 주입함에따라 99% 이상의 연소효율을 내는 것을 확인 할 수 있다.Referring to FIGS. 11 and 13, when the pecoque is co-fired to 10% or less (based on calorific value), the total fuel amount is reduced by 3%, and the contact probability with excess air is increased. It can be confirmed that the combustion efficiency similar to that of standard coal is produced by co-firing the pecoque. That is, it can be confirmed that the combustion efficiency of 99% or more is achieved by mixing and injecting the pecoque in the range of 5% of excess air and the angle of the swarf burner in the range of 30±5°.

본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.In this specification, only a few examples among the various embodiments performed by the present inventors will be described, but the technical spirit of the present invention is not limited or limited thereto, and it is of course that it may be modified and variously implemented by those skilled in the art.

100, 200: 연료공급부
110: 제1연료 저장부
120: 제1연료 미분기
140: 열교환기
150: 미분된 제1연료 저장부
160: 제2연료 저장부
180: 윈드박스부
290: 분배기
100, 200: fuel supply unit
110: first fuel storage unit
120: primary fuel pulverizer
140: heat exchanger
150: pulverized first fuel storage unit
160: second fuel storage unit
180: windbox unit
290: divider

Claims (22)

저연소성 미분탄 보일러에 있어서,
연소가 이루어지는 연소부; 및
상기 연소부의 내부로 서로 다른 제1연료, 제2연료 및 공기가 주입되는 윈드박스부;를 포함하고,
상기 윈드박스부는 상단층부, 중단층부 및 하단층부를 포함하며,
상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부는 상기 제1연료 및 상기 제2연료를 공급하는 연료공급부를 포함하는 것인,
저연소성 미분탄 보일러 시스템.
In the low combustion pulverized coal boiler,
a combustion unit in which combustion occurs; and
and a windbox unit in which different first fuel, second fuel, and air are injected into the combustion unit.
The windbox part includes an upper layer part, a middle layer part and a lower layer part,
The upper layer portion, the middle layer portion and the lower layer portion will include a fuel supply unit for supplying the first fuel and the second fuel,
Low combustion pulverized coal boiler system.
제1항에 있어서,
상기 연료 공급부는,
서로 다른 제1연료 및 제2연료가 상기 상단층부로 공급되는 제1공급부;를 포함하고,
서로 다른 제1연료 및 제2연료가 상기 중단층부로 공급되는 제2공급부;를 포함하며,
서로 다른 제1연료 및 제2연료가 상기 하단층부로 공급되는 제3공급부;를 포함하는 것인,
저연소성 미분탄 보일러 시스템.
According to claim 1,
The fuel supply unit,
Including; a first supply unit to which different first and second fuels are supplied to the upper layer portion;
It includes; a second supply unit to which different first fuel and second fuel are supplied to the interruption layer unit;
Which includes; a third supply unit to which different first and second fuels are supplied to the lower layer portion;
Low combustion pulverized coal boiler system.
제2항에 있어서,
상기 제1공급부, 상기 제2공급부 및 상기 제3공급부는
제1연료 저장부;
상기 제1연료 저장부로부터 제1연료를 공급받아 제1연료를 미분하는 제1연료 미분기;
상기 미분된 제1연료를 저장하는 미분된 제1연료 저장부; 및
상기 제2연료를 저장하는 제2연료 저장부;를 포함하는 것인,
저연소성 미분탄 보일러 시스템.
3. The method of claim 2,
The first supply unit, the second supply unit and the third supply unit
a first fuel storage unit;
a first fuel pulverizer for receiving the first fuel from the first fuel storage unit and differentiating the first fuel;
a pulverized first fuel storage unit for storing the pulverized first fuel; and
A second fuel storage unit for storing the second fuel;
Low combustion pulverized coal boiler system.
제3항에 있어서,
상기 제1공급부, 상기 제2공급부 및 상기 제3공급부는 4개의 버너와 각각 연결되는 것인,
저연소성 미분탄 보일러 시스템.
4. The method of claim 3,
The first supply part, the second supply part and the third supply part will be connected to each of the four burners,
Low combustion pulverized coal boiler system.
제4항에 있어서,
상기 버너는 스월버너(swirl)이고,
상기 스월버너는 상기 보일러의 네 모서리에 배치되며,
상기 모서리에 배치된 스월버너의 각도는 30±5°인 것인,
저연소성 미분탄 보일러 시스템.
5. The method of claim 4,
The burner is a swirl burner,
The swirl burner is disposed at the four corners of the boiler,
The angle of the swirl burner disposed at the corner is 30 ± 5 °,
Low combustion pulverized coal boiler system.
제3항에 있어서,
상기 미분된 제1연료 저장부의 공기온도는 230℃ 내지 260℃로 유지되는 것인,
저연소성 미분탄 보일러 시스템.
4. The method of claim 3,
The air temperature of the pulverized first fuel storage unit is to be maintained at 230 ℃ to 260 ℃,
Low combustion pulverized coal boiler system.
제3항에 있어서,
상기 제2연료 저장부는 제2연료가 미분되어 저장되고,
상기 미분된 제2연료를 포함하는 상기 제2연료 저장부의 공기온도는 300℃ 내지 350℃로 유지되는 것인,
저연소성 미분탄 보일러 시스템.
4. The method of claim 3,
In the second fuel storage unit, the second fuel is pulverized and stored,
The air temperature of the second fuel storage unit including the pulverized second fuel is maintained at 300°C to 350°C,
Low combustion pulverized coal boiler system.
제1항에 있어서,
상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부는
적층되어 배치되고,
적층된 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부의 사이에는 윈드박스 갭이 형성되는 것인,
저연소성 미분탄 보일러 시스템.
According to claim 1,
The upper layer portion, the middle layer portion and the lower layer portion
stacked and placed,
A windbox gap is formed between the stacked upper layer part, the middle layer part, and the lower layer part,
Low combustion pulverized coal boiler system.
제1항에 있어서,
상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부는
보조공기노즐(aux. air nozzle), 미분탄 부족 노즐(weak. coal nozzle), 미분탄 과다 노즐(conc. coal nozzle), 오일 노즐(oil nozzle), 하부 공기 노즐(bottom air nozzle)을 포함하는 것인,
저연소성 미분탄 보일러 시스템.
According to claim 1,
The upper layer portion, the middle layer portion and the lower layer portion
Auxiliary air nozzle (aux. air nozzle), pulverized coal insufficient nozzle (weak. coal nozzle), pulverized coal excessive nozzle (conc. coal nozzle), oil nozzle (oil nozzle), to include a bottom air nozzle (bottom air nozzle) ,
Low combustion pulverized coal boiler system.
제9항에 있어서,
상기 상단층부는 over fire air nozzle(OFA nozzle)을 더 포함하고,
상기 over fire air nozzle(OFA nozzle)은 상기 상단층부의 상부에 배치되는 것인,
저연소성 미분탄 보일러 시스템.
10. The method of claim 9,
The upper layer further comprises an over fire air nozzle (OFA nozzle),
The over fire air nozzle (OFA nozzle) will be disposed on the upper portion of the upper layer,
Low combustion pulverized coal boiler system.
제1항의 저연소성 미분탄 보일러 시스템을 이용한 연소방법에 관한 것으로,
제1연료를 미분하는 단계;
상기 미분된 제1연료를 미분된 제1연료 저장부에 저장하는 단계;
상기 미분된 제1연료 저장부에 저장된 상기 미분된 제1연료를 윈드박스부를 통해 연소부로 공급하는 단계;를 포함하고,
상기 연소부로 공급하는 단계는 미분된 제2연료를 상기 윈드박스부를 통해 상기 미분된 제1연료와 함께 공급하는 것인,
저연소성 미분탄 보일러의 연소방법.
It relates to a combustion method using the low combustion pulverized coal boiler system of claim 1,
pulverizing the first fuel;
storing the pulverized first fuel in a pulverized first fuel storage unit;
and supplying the pulverized first fuel stored in the pulverized first fuel storage unit to the combustion unit through a windbox unit;
The supplying to the combustion unit is to supply the pulverized second fuel together with the pulverized first fuel through the windbox unit,
Combustion method of low-combustion pulverized coal boiler.
제11항에 있어서,
상기 미분된 제1연료를 상기 미분된 제1연료 저장부에 저장하는 단계는,
열교환기를 통해 열교환된 온도가 높아진 1차공기와 상기 미분된 제1연료가 혼합되어 저장되는 것인,
저연소성 미분탄 보일러의 연소방법.
12. The method of claim 11,
Storing the pulverized first fuel in the pulverized first fuel storage unit,
The primary air having an increased temperature exchanged through a heat exchanger and the pulverized primary fuel are mixed and stored,
Combustion method of low-combustion pulverized coal boiler.
제12항에 있어서,
상기 미분된 제1연료는 325mesh 이하로 90%이상 미분되는 것인,
저연소성 미분탄 보일러의 연소방법.
13. The method of claim 12,
That the pulverized first fuel is pulverized more than 90% to 325 mesh or less,
Combustion method of low-combustion pulverized coal boiler.
제11항에 있어서,
상기 윈드박스부를 통해 연소부로 공급하는 단계는,
상기 미분된 제1연료가 분배기를 이용해서 분배되고,
상기 분배가 완료된 상기 미분된 제1연료는 상기 윈드박스부의 weak. coal nozzle 및 conc. coal nozzle을 통하여 공급하는 것인,
저연소성 미분탄 보일러의 연소방법.
12. The method of claim 11,
The step of supplying to the combustion unit through the windbox unit,
The pulverized first fuel is distributed using a distributor,
The pulverized first fuel for which the distribution is completed is weak. coal nozzle and conc. which is supplied through a coal nozzle,
Combustion method of low-combustion pulverized coal boiler.
제14항에 있어서,
상기 윈드박스부는 상단층부, 중단층부 및 하단층부를 포함하고,
상기 미분된 제1연료는 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부의 상기 weak. coal nozzle 및 상기 conc. coal nozzle을 통하여 균일하게 공급되는 것인,
저연소성 미분탄 보일러의 연소방법.
15. The method of claim 14,
The windbox part includes an upper layer part, a middle layer part and a lower layer part,
The pulverized primary fuel is the weak. coal nozzle and the conc. It is uniformly supplied through the coal nozzle,
Combustion method of low-combustion pulverized coal boiler.
제15항에 있어서,
상기 미분된 제1연료는 상기 미분된 제1연료에 포함되는 1차공기의 비율에 따라 분배되는 것으로,
상기 미분된 제1연료에 포함되는 1차공기의 비율이 높으면 weak. coal nozzle을 통하여 공급하고,
상기 미분된 제1연료에 포함되는 1차공기의 비율이 낮으면 conc. coal nozzle을 통하여 공급하는 것인,
저연소성 미분탄 보일러의 연소방법.
16. The method of claim 15,
The pulverized first fuel is distributed according to the ratio of primary air contained in the pulverized first fuel,
If the ratio of primary air included in the pulverized primary fuel is high, weak. It is supplied through a coal nozzle,
If the ratio of primary air contained in the pulverized first fuel is low, conc. which is supplied through a coal nozzle,
Combustion method of low combustion pulverized coal boiler
제11항에 있어서,
상기 미분된 제2연료는 상기 윈드박스부의 weak. coal nozzle을 통하여 상기 미분된 제1연료와 함께 공급하는 것인,
저연소성 미분탄 보일러의 연소방법.
12. The method of claim 11,
The pulverized secondary fuel is weak. It will be supplied together with the pulverized first fuel through a coal nozzle,
Combustion method of low-combustion pulverized coal boiler.
제17항에 있어서,
상기 윈드박스부는 상단층부, 중단층부 및 하단층부를 포함하고,
상기 미분된 제2연료는 상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부에 포함되는 상기 weak. coal nozzle을 통하여 균일하게 공급되는 것인,
저연소성 미분탄 보일러의 연소방법.
18. The method of claim 17,
The windbox part includes an upper layer part, a middle layer part and a lower layer part,
The pulverized secondary fuel includes the weak. It is uniformly supplied through the coal nozzle,
Combustion method of low-combustion pulverized coal boiler.
제18항에 있어서,
상기 상단층부, 상기 중단층부 및 상기 하단층부로 주입되는 과잉공기의 양은 5%이하인 것인,
저연소성 미분탄 보일러의 연소방법.
19. The method of claim 18,
The amount of excess air injected into the upper layer portion, the middle layer portion and the lower layer portion is 5% or less,
Combustion method of low-combustion pulverized coal boiler.
제18항에 있어서,
상기 중단층부는 상기 상단층부 및 상기 하단층부와 대비하여 과잉공기의 양을 증가시켜 주입하는 것인,
저연소성 미분탄 보일러의 연소방법.
19. The method of claim 18,
The interruption layer portion is injected by increasing the amount of excess air compared to the upper layer portion and the lower layer portion,
Combustion method of low-combustion pulverized coal boiler.
제20항에 있어서,
상기 중단층부는 상기 상단층부 및 상기 하단층부와 대비하여 1.0 내지 1.5배의 과잉공기가 주입되는 것인,
저연소성 미분탄 보일러의 연소방법.
21. The method of claim 20,
The interruption layer portion is that 1.0 to 1.5 times the excess air is injected compared to the upper layer portion and the lower layer portion,
Combustion method of low-combustion pulverized coal boiler.
제17항에 있어서,
상기 미분된 제2연료는 폐코크를 포함하고,
상기 폐코크의 황함량은 3wt% 내지 9wt%이며,
상기 폐코크는 325mesh 이하로 미분되는 것인,
저연소성 미분탄 보일러의 연소방법.
18. The method of claim 17,
The pulverized secondary fuel includes waste coke,
The sulfur content of the waste coke is 3wt% to 9wt%,
The waste coke will be finely divided to 325 mesh or less,
Combustion method of low-combustion pulverized coal boiler.
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