KR20220100065A - 스팀 보일러 시스템을 작동하는 배열체 및 방법 - Google Patents

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KR20220100065A
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안띠 로까
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스미토모 에스에이치아이 에프더블유 에너지아 오와이
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Abstract

본 발명은 스팀 보일러 시스템 (1) 을 작동하는 방법 및 배열체에 관한 것이고, 상기 스팀 보일러 시스템은, 노 (2), 뒤따르는 연도 가스 채널 (24) 을 따라서, 다수의 과열기들 (4, 5a, 5b), 다수의 절탄기들 (6, 7a, 7b) 및 상기 절탄기들 (6, 7a, 7b) 의 하류의 연도 가스 채널 (24) 에 위치된 적어도 하나의 공기 예열기 (9), 공기 예열기 (9, 9a, 9b) 의 하류의 연도 가스 채널 (24) 에 위치된 직물 필터 백하우스 (13) 를 포함하고, 직물 필터 백하우스 (13) 의 하류에는, SCR 반응기 (141), SCR 반응기 (141) 의 상류의 고압 스팀 코일 가열기 (143) 및 SCR 반응기 (141) 이후의 연도 가스로부터 고압 스팀 코일 가열기 (143) 의 상류의 연도 가스에 열을 전달하기 위해 SCR 반응기 (141) 의 상류 및 하류에 연결된 재생 가스-가스 열교환기 (142) 를 포함하는 선택적 촉매 환원 (SCR) 시스템 (14) 이 위치된다. 상기 배열체는:
- SCR 시스템 (14) 이후에 연도 가스 채널 (24) 에 위치된 적어도 하나의 열교환기 (15) 로서, 이 열교환기 (15) 는 사용시 SCR 시스템 (14) 의 하류의 연도 가스로부터 유체 회로 (150) 내의 유체 매체로 열을 전달하도록 구성되는, 상기 적어도 하나의 열교환기 (15) 를 더 포함하고;
- 유체 회로 (150) 는 연도 가스 공기 예열기 (9, 9a, 9b) 에 진입하기 전에 유입 공기를 가열하도록 구성된 예비 공기 가열기들 (16, 17) 로 유체 매체를 유도하도록 구성된 적어도 하나의 펌프 (20) 를 포함한다.

Description

스팀 보일러 시스템을 작동하는 배열체 및 방법
본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 스팀 보일러 시스템용 배열체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 스팀 보일러 시스템을 작동하는 방법에 관한 것이다.
산화질소 (NOx) 는 연소기 또는 보일러의 노에서 연소 프로세스에서 발생하는 가스성 오염물이다. 순환 유동층 (CFB) 연소기와 같은 연소기로부터 기인하는 연도 가스 또는 배기 가스는 대기로 방출되므로, NOx, SOx 등과 같은 오염물을 포함하는 배기 가스의 배출은 최소화되어야 하고, 가스는 실질적으로 임의의 미연소 물질을 함유하지 않는 것이 명백한 결론이다. 연소에 의해 생성되는 일차 질소 오염물은 산화질소 (NO) 및 이산화질소 (NO2) 이다. NOx 는 연소기 내의 연료 연소로부터 형성된다. 공기 중의 연료 질소와 질소는 연소기 내의 800 - 950℃ 의 온도에서 형성된 오염물의 주요 공급원이다. NOx 는 대기 오염물이기 때문에, 대기 중으로의 배출 레벨을 제한하는 규제가 필요하다. 이들은 산성비와 오존 형성, 가시성 저하, 인간의 건강 문제 등에 기여한다. 따라서, 연소 공급원으로부터의 배출은 조절되고 모니터링된다. 트렌드로서, 배출 요건은 점점 더 엄격해지고 있다.
현재 및 제안된 배출 규정으로, 가능한 가장 낮은 배출 레벨을 달성하기 위해 NOx 제어를 사용하는 것이 일반적이다. 연소 후 환원 기술은 선택적 촉매 환원 (SCR) 및 선택적 비촉매 환원 (SNCR) 을 포함한다. 기술 둘 다에서, NOx 는 연도 가스 내로 주입된 하나 이상의 시약들과의 일련의 반응을 통해 질소 (N2) 및 물 (H2O) 로 환원된다. 사용되는 가장 일반적인 시약은 SCR 및 SNCR 시스템 둘 다를 위한 암모니아 및 우레아이다.
선택적 비촉매 환원 (SNCR) 절차는 보일러 시스템의 배기 가스에 주입하기 위한 첨가제로서 암모니아 (NH3) 또는 요소 (CO(NH2)2) 와 같은 환원제를 사용하는 것을 포함한다. 이들 첨가제는 NH3 슬립을 합리적으로 낮은 수준으로 유지하면서 750 - 950℃ 의 온도 윈도우, 하나를 초과하는 공칭 NHiNO 몰비로 고온 배기 가스 스트림 내로 주입된다. NOx 환원은 다음 반응에 의해 달성된다:
암모니아 네트 반응: NH3 +NO+¼ 02 -> N2 + 3/2H2O
요소 네트 반응: CO(NH2)2 + 2 NO+ 1/2 02 -> 2N2 +CO2+ 2 H2O.
SNCR-방법에 의한 NOx 환원 효율은 일반적으로 약 20 내지 약 80% 의 범위이다.
선택적 촉매 환원 (SCR) 프로세스는 이산화티타늄 기재에 담지된 오산화바나듐과 같은 촉매의 존재하에서 NH3 및 NOx 의 촉매 반응을 포함한다. NH3 는 SCR 촉매의 상류에 주입되고, 가스가 촉매 그리드를 통해 유동함에 따라 NOx 를 질소 및 물로 환원시킨다. NOx 제거를 위한 반응 온도는 200 - 500℃ 의 범위에서 SNCR 보다 훨씬 낮다. SCR 프로세스는 NOx 제거에 매우 효율적이며, 이 프로세스를 통해 NOx 의 90% 이상이 제거될 수 있다. 프로세스의 네트 반응은:
NH3 +NO+¼ 02 -> N2 + 3/2 H2O 이다.
이는, 현재 연소 후 NOx 환원의 가장 효과적인 방법이고 다양한 연료 (예를 들어 천연 가스, 정유 가스, 역청질, 아역청질 및 갈탄 석탄, 연료 오일, 석유 코크스, 바이오매스 및 폐기물/폐목재) 에 적용되고 있다.
일반적으로, 스팀 보일러 시스템에는 3 개의 기본 SCR 시스템 구성: 절탄기와 공기 예열기 사이에 SCR 반응기를 갖는 고분진 구성, 미립자 제어 디바이스들 후에 SCR 반응기를 갖는 저분진 구성, 및 연도 가스 탈황 (FGD) 시스템 후에 SCR 반응기를 갖는 후단부 (tail-end) 구성이 있다. 일반적으로, SCR 반응기는 적절하게 기능하도록 특정 온도 범위에서 그리고 촉매 물질 또는 그 구조를 열화시키지 않는 환경에서 작동되어야 한다. 고온측/고분진 설치물에서, SCR 시스템은 전형적으로 공기 예열기에 선행하는 절탄기 출구에 설치된다. 이는 편리하게 371 내지 399℃ 인 NOx 환원에 대한 이상적인 가스 온도의 달성을 가능하게 한다. 차가운 측/저분진 설치물에서, SCR 시스템은 전형적으로 공기 예열기 및 미립자 수집 후에 설치된다. 이러한 시스템에서, SCR 시스템은 연도 가스 온도를 증가시키기 위한 방법을 포함할 필요가 있다.
선행 기술 문헌 WO 2011/135518 A2 는 순환 유동층 연소기 배열체를 개시하고, 이 배열체는,
(a) 순환 유동층 반응기로서,
(i) 노 순환 유동층의 고체 입자의 현탁액 내의 연료 물질을 연소시키고,
(ii) 제 1 사이클론 분리기 배열체가 배기 가스로부터 고체 입자의 제 1 분획물을 분리하기 위해 노로부터 가스 및 고체 입자의 혼합물을 수용하고, 및
(iii) 제 1 사이클론 분리기에 연결된 고체 입자 복귀 시스템은 분리된 고체 입자를 노로 복귀시키는, 상기 순환 유동층 반응기,
(b) 배기 가스 채널에서 제 1 사이클론 분리기 배열체 후에 배열된 물/스팀 열교환기 섹션을 포함하는 열전달 섹션,
(c) 노, 제 1 사이클론 분리기 배열체, 및 노에서 연소 프로세스로부터 인한 열을 회수하도록 배열된 열전달 섹션과 연계되어 제공된 열 회수 디바이스,
(d) 배기 가스로부터 NOx 를 제거하기 위해, 열전달 섹션 후에, 배기 가스 채널내에 배열된 선택적 촉매 환원 시스템,
(e) 선택적 촉매 환원 시스템의 상류에서 배기 가스 내로 NOx 환원제를 주입하기 위한 디바이스, 및
(f) 제 1 사이클론 분리기 배열체의 하류에 열전달 섹션의 상류에 제공되며 고체 입자의 제 2 분획물이 배기 가스로부터 분리되는, 제 2 사이클론 분리기 배열체
를 포함한다.
전술한 배열체로 인해 여러 가지 잠재적인 문제가 방지될 수 있다. 이러한 배열체는, 예를 들어 고분진 부하 및 애시의 알칼리성으로 인한 촉매 플러깅이 제거되거나 상당히 감소될 수 있기 때문에, CFB 연소기의 보다 신뢰성 있는 작동을 제공한다. 이러한 배열체에 의해, 주변 수분과 반응하고 경질 디포짓 및 산도를 발달시키는 애시 디포짓을 최소화하여, 촉매 그리드의 베이스 재료를 손상시키는 것이 또한 가능하다. 또한, 채널 및 기공의 영구적인 플러깅을 방지할 수 있고 그리고/또는 SCR 촉매의 수명이 상당히 증가한다.
선행 기술 문헌 US 7,021,248 B1 은 가변 보일러 부하를 갖는 SCR 을 통한 NOx 환원을 위한 시스템을 개시한다. 필요한 온도 범위 내에서 SCR 반응들이 실시되기 때문에, SCR 반응기들은 전형적으로 스팀 발생기 보일러의 절탄기 연도 가스 출구의 하류에 그리고 유입 연소 공기를 예열하는데 사용되는 어떠한 공기 가열기 디바이스들의 상류에 (연도 가스 유동 방향에 대해) 위치된다. 경제적인 이유로, SCR 반응기에 유입하는 원하는 가스 온도는 전체 부하로부터 부분 부하까지 모든 부하에서 필요한 범위로 유지되어야 한다. 또한, 원하는 연도 가스 온도를 유지하는 것은 암모니아 주입 시스템 및 촉매 내 또는 그 상에서 암모니아 및/또는 황산염 염의 형성을 감소시킨다. 그러나, 보일러 부하가 감소함에 따라, 보일러 출구 가스 온도는 최적 온도 범위 아래로 떨어질 것이다. 전체 부하 열 효율에 대한 영향을 최소화하면서 가스 온도를 필요한 온도 범위로 증가시키기 위해, 현재 관행은 절탄기 가스 바이패스 연도를 사용하는 것이었다. 절탄기 가스 바이패스 연도는, 절탄기의 상류에서 더 뜨거운 연도 가스 중 일부를 제거한 후, 더 뜨거운 연도 가스를 절탄기를 나오는 더 차가운 연도 가스와 재결합함으로써, 전체 연도 가스 온도를 상승시키는데 사용된다. 바이패스 시스템을 통해 유동하는 가스의 양을 제어함으로써, SCR 반응기에 유입하는 연도 가스 온도는 더 낮은 보일러 부하에서 필요한 온도 범위 내에서 유지될 수 있다. 본 발명은, 선택적 촉매 환원 반응기의 상류에 제 1 절탄기 및 반응기의 하류에 제 2 절탄기를 갖는 분할 절탄기 배열체를 사용하여 보일러 연도 가스로부터 폐열 및 산화질소를 제거하는 시스템을 제시한다. 일 실시형태에서, 연도 가스는 바람직하게는 절탄기 튜브들 내에서 상방으로 유동하는 보일러 급수와 교차 병류 열교환 관계로 제 1 절탄기를 통해 상방으로 지향된다. 제 1 절탄기는 반응기 내의 촉매에 의한 산화질소의 효율적인 제거를 위해 필요한 온도 범위로 연도 가스를 냉각시킨다. 선택적 촉매 환원 반응기의 하류에 있는 제 2 절탄기는 보일러 급수를 더 가열하고 연도 가스를 냉각하여, 열 효율을 개선시킨다.
선행 기술 문헌 US 6,395,237 B1 은 CFB 반응기 또는 연소기 및 SCR 시스템의 조합의 일 실시형태를 개시한다. 상기 조합은, 관통하는 연도 가스/고체의 유동을 이송하기 위한 CFB 반응기 인클로저, 연도 가스/고체의 유동으로부터 고체 입자를 분리하기 위한 일차 입자 분리기 수단, 및 일차 입자 분리기 수단에 의해 수집된 고체 입자를 반응기 인클로저로 복귀시키기 위한 수단을 포함한다. 과열기 및 재가열기 열전달 표면 중 적어도 하나는 연도 가스/고체의 유동에 대해 일차 입자 분리기 수단의 하류에 위치된다. 과열기 및 재가열기 열전달 표면 중 적어도 하나의 하류에 위치된, 멀티클론 집진기 수단은, 멀티클론 집진기 수단에 의해 수집된 고체 입자를 반응기 인클로저로 복귀시키는 수단과 함께, 연도 가스/고체의 유동으로부터 고체 입자를 추가로 분리하기 위해 제공된다. SCR 시스템은 연도 가스/고체의 유동으로부터 NOx 를 제거하기 위한 멀티클론 집진기 수단의 하류에 위치되고, 건식 스크러버 수단은 SCR 시스템의 하류에 위치된다. 마지막으로, NOx 배출을 감소시키는 화학 반응을 야기하기 위해 SCR 시스템의 상류에서 연도 가스/고체의 유동 내로 암모니아를 주입하기 위한 수단이 제공된다.
본 발명은, 연료와 공기가 유입되어 연료와 공기를 연소시켜 NOx 를 포함하는 뜨거운 연도 가스를 형성하는 노, 연도 가스 채널, 즉 연도 가스를 적층체로 유도하는 유로, 고압 스팀을 생성하기 위해 연도 가스 채널 및/또는 상기 노에서 열전달 표면들, 연도 가스로부터 연소될 공기로 열을 전달하는 연도 가스 채널 내의 공기 예열기, 상기 공기 예열기 하류의 연도 가스 탈황 시스템 및 최종 입자 제어 디바이스, 및 연도 가스 탈황 시스템 및 최종 입자 제어 디바이스 하류에 배열된 후단부 SCR 반응기를 포함하는, 보일러 플랜트에 관한 것이다. 따라서, 본 구성에서, SCR 반응기는 본질적으로 분진 및 황이 없는 환경에 있지만, 그 온도는 연도 가스의 재가열 없이, 일반적으로 허용가능한 범위 미만이다. 이는 연도 가스의 재가열이 필요함을 의미하며, 이는 SCR 반응기의 작동 비용을 증가시킨다. 후단부 구성은 공간 제한으로 인해 특정 연료 및/또는 특히 일부 개조 적용시에 필요할 수 있다. 후단부 유닛들을 위한 연도 가스 내에 비산회, 촉매 독극물, 및 SO2 가 더 적기 때문에, 촉매 수명은 상당히 증가될 수 있고, 덜 비싼 촉매가 사용될 수 있다.
연도 가스를 재가열하는 공지된 방법은 SCR 반응기의 상류에서 고압 스팀 코일 열교환기 위로 연도 가스를 통과시키고, SCR 반응기 이후의 연도 가스로부터 스팀 코일 열교환기의 상류의 연도 가스에 열을 전달하도록 가스-가스 열교환기를 배열하는 것이다. 이러한 배열체는 스템 코일 열교환기에 의한 필요한 가열을 감소시키고 적층 가스 온도를 허용가능한 레벨로 낮춘다.
전술한 구성은 SCR 반응기의 상류에서 연도 가스를 재가열하기 위한 고압 스팀의 비교적 높은 소비의 문제를 수반한다. 또한, 가스-가스 열교환기로부터 적층체로 이송되는 연도 가스의 온도는 여전히 비교적 높을 수 있다.
또한, 해결할 남은 도전은, 차가운 측/낮은 분진 설치물에서, 연도 가스의 온도가 부하 및 연료 조건 뿐만 아니라 환경 온도에 의존한다는 것이다. 암모니아 슬립, 높은 SO3-전환율 및 SCR 시스템의 탈질 저효율 등의 문제는 현재 너무 낮은 온도와 관련되어 있다.
본 발명과 연관하여, 다음의 용어들이 설명을 용이하게 하기 위해 사용된다:
- 선택적 촉매 환원 (SCR) 시스템은 적어도 실제 SCR 반응기를 포함하는 실체 (entity) 를 의미하지만, 또한 요소/암모니아 기화 및 주입 디바이스, 내부 가열 디바이스 등일 수 있는 보조 시스템을 의미한다.
- 공기 예열기는, 별개의 공기 스트림들이라고 하면, 일차 공기 및/또는 이차 공기를 포함하는 연소에 필요한 진입 또는 유입 공기를 가열하도록 구성된 열교환기를 의미한다. 여기서 공기 예열기는 가스-가스-열교환기로서 연도 가스로부터 진입 공기로 열을 직접 전달하도록 구성된다.
- 연도 가스는 스팀 보일러의 노에서 발생하는 연소 배기 가스를 말한다. 그의 조성은 연소되는 것에 의존하지만, 이는 일반적으로 공기의 연소로부터 유도된 대부분의 질소 (전형적으로 2/3 초과), 이산화탄소 (CO2), 및 수증기 뿐만 아니라 과량의 산소 (또한 연소 공기로부터 유도됨) 를 포함할 것이다. 또한, 미립자 물질 (비산회, 그을음, 유동층 물질 등과 같은), 일산화탄소, 산화질소, 및 산화황과 같은 다수의 오염물의 적은 백분율을 함유한다.
- 유입 공기는 일반적으로 연소에 참여하도록 의도된 공기를 의미한다. 특정 유형의 연소 디바이스와 관련하여, 일차 공기 또는 일차 연소 공기 또는 이차 공기 또는 이차 연소 공기인 것으로 추가로 명시될 수 있다.
본 발명의 목적은 스팀 보일러 시스템의 효율을 향상시키는 것이다. 특히, SCR 반응기에서 SCR 촉매의 수명을 늘리기 위해, 건식 흡착제 주입 (DSI) 및 필터 백하우스 이후에 후단부 SCR 로서 SCR 시스템을 적용하는 시스템에서 효율을 높이는 것을 목적으로 한다. 또한, 시스템은 NOx 환원을 위해 200 - 260℃ 의 적절한 온도로 연도 가스를 조정하기 위해 스팀을 사용하도록 구성되고, 필요한 온도에 따라, 연도 가스 가열을 위한 스팀은 터빈 추출로부터 또는 주요 스팀 라인으로부터 취해질 것이며, 이는 스팀 보일러 시스템을 포함하는 플랜트의 전기 출력 및/또는 네트 열량 (net heat rate) 을 감소시킬 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연도 가스의 온도가 다양한 보일러 부하에 대한 SCR 저감에 적합한 적절한 온도 범위에서 유지되는 것을 보장하기 위해 SCR 반응기에 진입하기 직전에 연도 가스를 가열하기 위한 스팀의 필요성을 감소시키는 것이다.
본 발명의 목적들은 독립항들에서 그리고 본 발명의 상이한 실시형태들의 보다 상세들을 설명하는 다른 청구항들에 개시된 바와 같이 실질적으로 충족될 수 있다. 특히 독립항 1 에 따른 스팀 보일러 시스템의 배열체 및 병렬 독립항 8 에 따른 스팀 보일러 시스템의 작동 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 가스-가스 열교환기로부터 적층체로 이송된 연도 가스를 냉각시키도록 열전달 회로에서 연도 가스로부터 열전달 매체로 열을 전달하기 위해, SCR 시스템 가스-가스 열교환기의 하류의 연도 가스 채널에 열교환기가 배열되고, 상기 열전달 회로는, 열전달 매체로부터 공기 예열기의 공기 상류에 열전달하도록, 제 2 열교환기, 예비 공기 가열기를 포함한다.
공기는 공기가 공기 예열기 내로 진입하기 전에, 즉 열이 연도 가스로부터 공기로 전달되기 전에, 열전달 매체에 의해 가열되기 때문에, 공기 예열기를 통과하는 연도 가스의 온도는 덜 감소하고, 연도 가스는 더 높은 온도에서 SCR 반응기로 이송된다. 따라서, SCR 반응기의 상류에서 고압 스팀으로 연도 가스를 재가열할 필요성이 감소된다. 이에 따라, 고압 스팀의 출력 및 보일러 플랜트의 효율이 증가된다.
본 발명의 일 양태는, 온도가 대기로 방출될 때까지 연도 가스 경로를 따라 각각의 상에 대해 최적이 되도록 연도 가스 온도를 제어하는 것이다. 연소 후에, 열 에너지는 과열기, 절탄기 및 공기 예열기에서 연도 가스로부터 회수되지만, 그러한 열 회수 프로세스 단계 후에 연도 가스 온도는 상이한 관점에서 제어될 것이다. 거기로부터 하류에서 배출 제어 관점이 결정적인 것이다. 본 발명의 또 다른 양태는, 직물 필터 백하우스와 함께 건식 흡착제 주입 (DSI) 시스템이 배출 제어에 대해 효율적으로 작동하도록 하기 위해 이러한 열 회수 프로세스 후에 약 160 내지 170℃ 범위의 연도 가스 온도를 갖는 것이다. DSI (CaOH 와 같은 경제적인 대안이 사용될 수 있음) 및 직물 필터 백하우스에 대한 재료/화학물질 선택에 관하여, 160 내지 170℃ 는 바람직한 온도 범위이다. 또한, SCR 시스템 전에 연도 가스로부터 미립자 물질 및 황 함량의 이러한 효율적인 제거는 SCR 촉매 및 전체 반응기의 수명을 상당히 연장시키고, 촉매 표면이 더 양호한 상태로 유지되기 때문에 NOx 환원을 추가로 개선시킨다.
또한, SCR 에 대한 최소 온도가 약 200℃ 이기 때문에 연도 가스 온도가 너무 낮아지면 안된다. 따라서, DSI 및 직물 필터 백하우스에 의해 필요한 최적의 온도는 SCR 에 대해 필요한 최소 온도보다 낮다. 후단부 SCR-시스템을 갖는 선행 기술의 구성들 중 일부에서, SCR 을 위한 연도 가스 온도 조절은 터빈 추출로부터 또는 메인 스팀 라인으로부터 고압 및 고온 스팀을 사용하여 스팀 코일 가열기로 행해진다. 스팀 코일의 필요한 온도 증가가 상당할 경우, 이는 동일한 스팀이 배출 제어 시스템들이 아닌 실제 출력 생성을 위해 사용될 수 있기 때문에, 스팀 보일러 플랜트의 계산된 네트 효율을 감소시킬 것이다.
연소 공기 유입구 측에서, 종래의 방식은 절탄기들 옆의 하류에서 연도 가스로부터 열을 취하는 공기 예열기들을 사용하는 것이다. 연료에 따라, 일반적으로 공기 예열기 부식을 방지하기 위해 이러한 공기 예열기 전에 공기 유입구 온도를 약 60 - 70℃ 로 충분히 높게 유지하는 것이 필요하며, 이전의 스팀이 그 가열 목적을 위해 사용되었다. 상기 제시된 약간 모순된 요구들을 충족시키기 위해, 본 발명의 일 양태는 SCR 시스템 이후에 연도 가스 채널에 위치된 적어도 하나의 열교환기를 제공함으로써 스팀의 사용이 감소된다는 것이며, 열교환기는 사용 시에 SCR 시스템의 하류에서 연도 가스로부터 유체 회로 내의 유체 매체로 열을 전달하도록 구성되고;
유체 회로는 유체 매체를 공기 예열기에 진입하기 전에 유입 공기를 가열하도록 구성된 예비 공기 가열기들로 유도하도록 구성된 적어도 하나의 펌프를 포함한다. 이러한 배열체의 결과로, 공기 예열기에 진입하는 공기 온도는 더 높고, 이는 그 지점에서 연도 가스로부터 더 적은 열이 배출되게 한다. 이는 DSI 및 직물 필터 백하우스에 진입하는 연도 가스의 약간 더 높은 온도를 야기하고, 또한 스팀에 의한 더 적은 재가열을 요구하는 SCR 시스템으로 진입하게 한다. 따라서, 마지막으로, 적층체의 바로 상류의 연도 가스로부터 열교환기로 열이 취해짐에 따라, 적층체를 나오는 연도 가스의 온도가 감소되고, 또한 전체 스팀 보일러 플랜트의 네트 열량이 향상된다.
따라서, 본 배열체로, 연도 가스 온도는 예비 공기 가열기를 제어함으로써 유입 공기의 온도로 부분적으로 제어될 수 있다. 유동층과 같은 노 상류의 유입 공기는, 공기 예열기에 의해, SCR 시스템 이후의 연도 가스로부터 이용가능한 열을 갖는 제 1 단계 및 그 후 절탄기 이후이지만 SCR 시스템에 진입하기 이전의 연도 가스로부터 이용 가능한 열을 갖는 제 2 단계의 2 단계들로 가열된다. 제 1 단계가 이미 유입 공기의 온도를 상승시키기 때문에, 제 2 단계로부터 유입 공기로 전달되는 열의 상대 부분은 감소하고, 그 결과는 SCR 시스템에 진입하는 연도 가스의 온도를 조정하기 위해 더 적은 스팀이 필요하다는 것이다. 즉, 유입 공기가 보통 (60 - 70℃) 보다 높은 온도 (~100 - 110℃) 에서 공기 예열기에 진입할 때, 공기 예열기 연도 가스 배출 온도가 또한 상승하여 후단부 SCR 시스템에서 더 적은 스팀이 필요하다. 이는 SCR 시스템에 진입하는 연도 가스가 원하는 온도에서 적절히 작동하는 SCR-프로세스를 갖도록 하기 위해 더 적은 스팀 가열이 필요하다는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 후단부 SCR 이후의 연도 가스 온도는 여전히 합리적으로 높고, 연도 가스들에는 주로 분진 및 산성 가스 (SO2, HCl) 가 없다. 열은 간접 방법, 즉 유체 회로 내의 유체 매체가 가압수라는 수단에 의해 연소 공기로 회수될 수 있다. 열교환기는 SCR 시스템 하류의 연도 가스로부터 폐쇄 순환 워터 루프와 같은 유체 회로 내의 유체 매체로 열을 전달하도록 구성된다. 유체 회로는 예비 공기 가열기의 워터 코일에 열을 전달한다. 일부 선행 기술의 구성에서, 공기가 실제 공기 예열기에 진입하기 전에 공기를 가열하기 위해 공기 채널 내에 스팀 코일 공기 예열기가 있다. 예를 들어, 미분 연료 연소 스팀 발생기에 관한 문헌 US 4205630 은, 메인 공기 예열기에 진입하는 연소 공기의 온도를 상승시키기 위해, 강제 통풍 팬과 메인 연도 가스 가열된 공기 예열기 사이의 연소 공기 흡입 덕트에 배치된 스팀 공기 가열기를 개시한다. 선행 기술에서, 메인 공기 예열기 상의 차가운 단부 열전달 표면들의 부식을 제한하기 위해, 저부하 작동 동안 미분 연료 스팀 발생기 상의 메인 공기 예열기에 진입하는 연소 공기의 온도를 상승시키도록 배치된 스팀 공기 가열기를 이용하는 것이 알려져 있다. 이러한 종래의 스팀 코일 공기 예열기들은, 부식을 방지하기 위해 연도 가스 작동식 연소 공기 예열기 이전에 공기를 온도 (60 - 70℃) 로 예열하기 위해 본 구성에서 더 이상 필요하지 않다.
본 방법에 의하면, SCR 반응기의 상류의 연도 가스의 온도는 공기 예열기들 이전에 예비 공기 가열기들로 유입 공기의 온도를 조절함으로써 공기 예열기들에 걸쳐 연도 가스의 온도차를 제어함으로써 제어된다. 공기 예열기들이 연소를 위해 연도 가스로부터 유입 공기로 열을 전달할 때, 이들 2 개의 유동들 사이의 온도 차이는 물리적 구성 및 이들 2 개의 유동들과 같은 파라미터들이 일정하게 유지되면 얼마나 많은 열이 전달될 수 있는지를 결정한다. 연도 가스 유동은 냉각기 유입 공기 유동으로 열을 전달하는 고온 유동이다. 유입 공기 유동의 온도가 이미 증가되면, 연도 가스 온도를 냉각시키는 유입 공기의 능력은 더 작다. 따라서, 연도 가스의 온도는 유입 공기가 더 고온일 경우 더 높게 유지된다. 이러한 효과는 이제 SCR 반응기에서 NOx 환원의 최적 성능을 위해 연도 가스 온도를 다시 가열하기 위해 스팀 코일 가열기에서 스팀의 사용을 감소시키는데 이용된다.
특정 요소들에 의해 얻어지는 명백한 실제적인 이점들이 있다:
- 물 코일 가열기들은 실제 공기 예열기들 전에 흡입 연소 공기의 예비 가열을 위해 사용될 수 있다. 후단부 SCR 후에 연도 가스들로부터 열이 회수될 때, 더 적은 스팀이 소비된다.
- 스팀 보일러 시스템 배출 연도 가스 온도 및 후단부 SCR 스팀 소비는, 직물 필터 백하우스 작동을 최적화하기 위해 순환 물 루프 바이패스 제어로 제어될 수 있다.
- 후단부 SCR 스팀 소비시 심지어 40% 감소해도 달성할 수 있고,
- 전체 스팀 소비가 > 65% 만큼 감소한다.
- 비교적 높은 순환 물 루프 온도 (110 - 130℃) 및 분진/황/산성 가스가 없는 환경으로 인해, SCR 시스템 이후 연도 가스로부터 열을 운반하는 열교환기 회수 튜브 뱅크들에 일반 탄소강 및 핀형 튜브들을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 흡입 공기는 노에서 상이한 위치들에 대한 별개의 공기 스트림들, 일차 공기 스트림 및 이차 공기 스트림을 포함한다. 이는, 순환 유동층 보일러 또는 버블링 층 보일러 또는 일부 다른 유형의 노인지, 해당 보일러 시스템의 실제 구성에 의존한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 스팀 보일러 시스템은 순환 유동층 보일러 시스템 또는 버블링 유동층 보일러 시스템과 같은 유동층 보일러 시스템이다. 예비 공기 가열기들은 일차 및/또는 이차 공기 예열기들의 상류의 일차 및/또는 이차 공기를 가열하도록 구성된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 작동시, 열교환기는 SCR 시스템의 하류에서 연도 가스를 183℃ 로부터 135℃ 로 냉각시킴으로써, 예시적인 설치에서와 같이 연도 가스로부터 열을 전달한다. 이에 의해, 가압수와 같은 유체 매체는 110 ℃ 로부터 123℃ 로 가열된다. 그 후, 이 열은 유체 매체와 함께 일차 및/또는 이차 공기와 같은 유입 공기를 가열하도록 구성된 예비 공기 가열기들로 펌프 시스템에 의해 추가로 이송된다. 이러한 예시적인 설정에서, 일차 공기는 49℃ 로부터 103℃ 로 가열되고, 이차 공기는 41℃ 로부터 103℃ 로 가열되는 한편, 유체 매체는 예비 공기 가열기들에서의 열전달로 인해 123℃ 로부터 110℃ 로 냉각될 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 유입 공기, 즉 가열된 일차 및/또는 이차 공기를 가열하는 것은 직물 필터 백하우스에 진입하는 연도 가스의 온도가 증가하는 결과를 갖는다. 예시적인 설정에서, 직물 필터 백하우스의 상류에서의 연도 가스 온도는 168℃ 에 있을 것이고, 직물 필터 백하우스의 하류에서 온도는 SCR 시스템에 진입할 때 173℃ 에 있을 것이다. 173℃ 의 온도는 SCR 반응기의 유효 작동 온도 (200℃) 에 상당히 근접하고, 따라서 SCR 반응기에 진입하기 전에 연도 가스를 가열하기 위해 보일러로부터 더 적은 스팀이 필요할 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, SCR 시스템은, 실제 SCR 반응기에 추가로, SCR 반응기를 나오는 연도 가스와 함께 SCR 반응기에 진입하는 연도 가스를 가열하기 위한 가스-가스 열 교환기 (SCR 시스템 내부), 및 메인 스팀 라인 또는 보조 스팀 시스템으로부터의 스팀과 함께 SCR 반응기에 진입하는 연도 가스를 가열하기 위한 스팀 코일 가열기를 더 포함한다. 유리하게는, 스팀 코일 가열기는 스팀 유입구에서 연도 가스를 목표 온도로 가열하는데 필요한 양만으로 스팀이 허용되도록 제어된다.
본 발명의 일 양태에 따른 보일러 플랜트의 작동 방법에서, 연도 가스 유동 방향으로 SCR 시스템의 하류에 위치된 열교환기는 SCR 시스템을 나오는 연도 가스로부터 유체 매체로 열전달하는데 사용되고, 적어도 하나의 펌프를 포함하는 유체 매체용 유체 회로는 유체 매체를 물, 유체 매체로 일차 및/또는 이차 공기를 가열하도록 구성된 예비 공기 가열기들로 유도하는데 사용된다.
본 특허 출원에 개시된 본원의 예시적인 실시형태들은 첨부된 청구범위의 적용가능성을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 동사 "포함하도록" 은 본 특허 출원에서 또한 개시하지 않은 특징들의 존재를 배제하지 않는 개방형 제한으로서 사용된다. 종속 청구항들에 개시된 특징들은 달리 명시하지 않는 한 상호 자유롭게 조합가능하다. 본원의 특징으로 고려되는 새로운 특징들은 특히 첨부된 청구범위에 개시되어 있다.
이하에서, 파워 플랜트 보일러 시스템을 위한 배열체를 본 발명의 바람직한 실시형태를 통해, 그리고 스팀 보일러 시스템의 구성요소를 나타내는 단독 도 1 의 첨부 도면에 도시된 바와 같이, 보다 상세히 설명한다. 본 발명은 첨부된 예시적이고 개략적인 도면을 참고하여 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 파워 플랜트 보일러 시스템을 위한 배열체를 도시한다.
도 1 은 순환 유동층 보일러 시스템으로서 도시된 스팀 보일러 시스템 (1) 을 위한 배열체를 개략적으로 도시한다. 순환 유동층 보일러 시스템 (1) 은 바람직하게는 연료 재료가 순환 유동층의 고체 입자의 현탁액 내의 노 (2) 에서 연소되도록 작동된다. 연소 및 고체 입자로부터 생성된 배기 가스는 노 (2) 로부터 적어도 하나의 고체 분리기 (3) 로 통과되고, 고체 입자의 제 1 분획물은 적어도 하나의 고체 분리기 (3) 에서 분리되고 고체 복귀 레그를 통해 노 (2) 내로 다시 복귀된다. SNCR 시스템 (22) 은 노 (2) 및 고체 분리기 (3) 의 하류에서 NOx 환원의 초기 단계로서 구성된다. 다시 말하면, 도면에서는 노 (2), 뒤따르는 연도 가스 채널 (24) 을 따라서, 다수의 과열기들 (4, 5a, 5b), 다수의 절탄기들 (6, 7a, 7b) 및 상기 절탄기들 (6, 7a, 7b) 의 하류의 연도 가스 채널 (24) 에 위치된 적어도 하나의 공기 예열기 (9), 공기 예열기 (9, 9a, 9b) 의 하류의 연도 가스 채널 (24) 에 위치된 직물 필터 백하우스 (13) 를 포함하는 스팀 보일러 시스템 (1) 을 위한 배열체를 나타내고, 직물 필터 백하우스 (13) 의 하류에는, SCR 반응기 (141), SCR 반응기 (141) 의 상류의 고압 스팀 코일 가열기 (143) 및 SCR 반응기 (141) 이후의 연도 가스로부터 고압 스팀 코일 가열기 (143) 의 상류의 연도 가스에 열을 전달하기 위해 SCR 반응기 (141) 의 상류 및 하류에 연결된 재생 가스-가스 열교환기 (142) 를 포함하는 선택적 촉매 환원 (SCR) 시스템 (14) 이 위치된다. 즉, 가스-가스 열교환기의 일 (유입) 단부는 SCR 반응기 (141) 의 상류에 위치되고, 가스-가스 열교환기 (142) 의 다른 (유출) 단부는 SCR 반응기 (141) 의 하류에 위치된다.
도 1 에서, 공기 예열기들 (9, 9a, 9b) 의 하류의 연도 가스 채널 (24) 을 따른 섹션은 연도 가스 배출 제어 시스템을 포함한다. 배출 제어 시스템은 소석회 (hydrated lime), 중탄산염 및/또는 활성탄과 같은 첨가제를 연도 가스에 제공하는 건식 흡수제 주입 (DSI) 시스템을 포함한다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 이러한 목적을 위해 3 개의 건식 흡수제 사일로들 (10, 11, 12) 이 제공된다. DSI 및 그 사일로들 (10, 11, 12) 의 실제 구성은 파라미터들의 수에 의존한다. 온도가 충분히 낮은 경우에, 소석회 또는 중탄산염 둘 다가 첨가제로서 사용될 수 있다. 더 높은 온도의 경우에, 소석회는 더 이상 효과적이지 않고 중탄산염은 효과적인 첨가제이다. 그 후, 추가로 하류 방향으로, 직물 필터 백하우스 (13) 가 연도 가스 채널 (24) 내에 배열된다. 연도 가스 배출 제어 시스템이 공기 예열기 (9, 9a, 9b) 이후에 위치되기 때문에, 연도 가스 온도는 직물 필터 백하우스 유형의 필터에 대해 적절한 레벨로 강하되었고, 더 비싸고 덜 효과적인 ESP (전기 집진기) 에 대한 필요성이 더 이상 존재하지 않는다. 또한, 하나의 장점은, 적절한 연도 가스 온도로 인해 직물 필터 백하우스 (13) 가 사용될 수 있을 때, 소석회, 중탄산염 및/또는 활성탄을 갖는 건식 흡수제 주입이 ESP 에서보다 훨씬 더 효과적이고 훨씬 더 낮은 배출에 도달할 수 있다는 것이다. SCR 이후에 추가적인 습식 또는 반-건식 연도 가스 탈황 (FGD) 이 필요하지 않다. ESP 자체는 직물 필터 백하우스보다 덜 비싸지만 일종의 FGD 가 필요하면, 이 조합이 더 비싸다. 본 발명의 배열체로, 연도 가스가 SCR 시스템에 진입하기 전에 연도 가스는 연소된 연료의 미립자 물질 및/또는 다른 미립자 물질의 대부분으로부터 세정된다. 일부 상황에서, 연소를 위해 연도 가스의 일부를 다시 노 (2) 로 재순환시키는 것이 필요하고, 이는 직물 필터 백하우스 (13) 의 하류로부터, 예를 들어 시동 단계 등에서 필요하면, 이러한 작용을 가능하게 하기 위해 연도 가스 팬 (242) 을 갖는 연도 가스 재순환 채널 (243) 이 구성되는 이유이다.
SCR 시스템 (14) 은 적절하게 기능하기 위해 매우 정확한 연도 가스 온도를 요구한다. 이는, 도 1 의 실시형태가 실제 SCR 반응기 (141) 의 전후 둘 다에 연도 가스 채널에 위치되고 연결되는 가스-가스-열 교환기 (142) (바람직하게는 재생 유형의 열교환기) 및 스팀 유입구 (23) 를 갖는 스팀-코일 가열기 (143) 를 갖도록 구성된다. SCR 반응기의 상류에서 연도 가스의 온도는 고압 스팀 코일 가열기 (143) 및 가스-가스 열교환기 (142) 에 의해 추가로 제어된다. SCR 반응기 전에 연도 가스 내로 적절히 혼합된 암모니아를 얻기 위해 가스 송풍기와 함께 기화된 암모니아 및 암모니아 유입구를 포함하는 암모니아 공급 시스템 (26) 이 또한 존재한다. 암모니아 공급 시스템 (26) 은 또한 SCR 반응기 (141) 의 하류로부터 암모니아 공급 시스템 (26) 으로 연도 가스의 분획물을 취하는 SCR 혼합 가스 순환 채널 (261) 을 포함하여, 혼합이 정확한 온도 및 조성으로 행해질 수 있다. 일부 상황에서, 연도 가스의 일부를 다시 연소부로 재순환시키는 것이 필요하고, 이는, 예를 들어 시동 단계 등에서 필요하면, 이러한 작용을 가능하게 하기 위해 연도 가스 재순환 팬 (244) 을 갖는 연도 가스 재순환 채널 (243) 이 구성되는 이유이다. 배출 제어 개요로서, 고체 분리기 (3) 및 직물 필터 백하우스는 SCR 시스템 (14) 의 상류에 구성되어 연도 가스로부터 미립자 물질의 주요 부분을 제거하여 NOx 환원시 SCR 시스템 (14) 의 효율을 개선시킨다.
도 1 을 계속 참조하면, SCR 시스템 (14) 이후에 연도 가스 채널 (24) 에 위치된 적어도 하나의 열교환기 (15) 가 배열되고, 이 열교환기 (15) 는 사용시 SCR 시스템 (14) 의 하류의 연도 가스로부터 유체 회로 (150) 내의 유체 매체로 열을 전달하도록 구성되며;
- 유체 회로 (150) 는 연도 가스 공기 예열기 (9, 9a, 9b) 에 진입하기 전에 유입 공기를 가열하도록 구성된 예비 공기 가열기들 (16, 17) 로 유체 매체를 유도하도록 구성된 적어도 하나의 펌프 (20) 를 포함한다. 유체 회로 (150) 는 또한 유체 매체의 유동 및 온도를 제어하기 위해 사용될 수 있는 밸브 (21) (바람직하게는 비례 밸브) 를 포함할 수 있다. 그 제어 밸브 (21) 는 예비 공기 예열기들 (16, 17) 로의 유동을 제어하기 위해 바람직하게는 펌프 (20) 의 하류의 유체 회로 (150) 에 배열된다. 밸브 (21) 가 완전 개방 위치에 있다면, 이는 유동이 예비 공기 가열기들 (16, 17) 을 바이패스한다는 것을 의미한다. 밸브 (21) 가 완전히 폐쇄되면, 이는 모든 이용가능한 열이 예비 공기 가열기들 (16, 17) 로 전달되고 있음을 의미한다. 유체 회로 (150) 에는, 유체 매체로 일차 및/또는 이차 공기를 가열하도록 구성된 예비 공기 가열기들 (16, 17) 로 유체 매체를 유도하도록 연결된 펌프 (20) 가 있다. 다수의 일차 공기 팬들 (18) 은 노 (2) 또는 유동층 (2) 에서 연소를 위한 충분한 양의 일차 공기를 제공하도록 배열되고, 유사하게 다수의 이차 공기 팬들 (19) 은 충분한 양의 이차 공기를 제공하도록 배열된다. 추가로 하류에서 연도 채널 (24) 은 굴뚝 (240) 등과 같은 출구 (240) 에서 끝난다.
본 발명에 따른 파워 플랜트 보일러 시스템의을 작동하는 방법의 계산된 예에서, 열교환기 (15) 는 SCR 시스템 (14) 의 하류의 연도 가스 채널 (24) 에 위치되고 SCR 시스템 (14) 을 나오는 연도 가스로부터 유체 매체로 열을 수집하도록 구성된다. 12℃ 의 연도 가스 온도의 감소로, 그리고 스팀 코일 가열기로 행해지는 것과 동일한 레벨로 SCR 작동 온도를 얻기 위해 유체 회로 (150) 를 통해 예비 공기 가열기들 (16, 17) 로의 유체 매체로 열을 전달함으로써, 보조 스팀 소비는 거의 67% 감소되었고, 파워 플랜트 연료 소비는 1.9% 감소되었다. 이러한 1.9% 연료 소비의 감소는 네트 효율의 개선과 거의 동일하다.
본 발명은 본원에서 현재 가장 바람직한 실시형태들로 고려되는 것과 관련하여 실시예의 방식으로 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시형태들에 제한되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에서 규정된 바와 같이, 본원의 특징들의 다양한 조합들 또는 변경들, 그리고 본 발명의 범위 내에 포함된 여러 개의 다른 적용들을 포함하는 것으로 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 상기 임의의 실시형태와 관련하여 언급된 상세한 설명들은 이런 조합들이 기술적으로 실현가능하다면 또 다른 실시형태와 관련하여 사용될 수도 있다.
1 : 스팀 보일러 시스템
2 : 노
3 : 고체 분리기
4 : 이차 과열기
5a, 5b : 일차 과열기들
6 : 절탄기
7a, 7b : 절탄기
8 : 열교환기가 일체화된 고체 복귀 레그
9 : 공기 예열기
9a : 일차 공기 예열기
9b : 이차 공기 예열기
10 : 건식 흡착제 사일로
11 : 건식 흡착제 사일로
12 : 건식 흡착제 사일로
13 : 직물 필터 백하우스
14 : SCR 시스템
141 : SCR 반응기
142 : 가스-가스-열교환기
143 (고압) 스팀 코일 가열기
15 : 가스-물 열교환기
16 : 예비 공기 가열기
17 : 예비 공기 가열기
18 : 일차 공기 팬
19 : 이차 공기 팬
20 : 펌프
21 : 밸브
22 : SNCR 시스템
23 : 스팀 유입구
24 : 연도 가스 채널
240 : 연도 채널 출구
242 : 연도 가스 팬
243 : 연도 가스 재순환 채널
244 : 연도 가스 재순환 팬
26 : 암모니아 공급 시스템
261 : SCR 혼합 가스 순환 채널

Claims (15)

  1. 노 (2), 뒤따르는 연도 가스 채널 (24) 을 따라서, 다수의 과열기들 (4, 5a, 5b), 다수의 절탄기들 (6, 7a, 7b) 및 상기 절탄기들 (6, 7a, 7b) 의 하류의 상기 연도 가스 채널 (24) 에 위치된 적어도 하나의 공기 예열기 (9), 상기 공기 예열기 (9, 9a, 9b) 의 하류의 상기 연도 가스 채널 (24) 에 위치된 직물 필터 백하우스 (13) 를 포함하는 스팀 보일러 시스템 (1) 을 위한 배열체로서,
    상기 직물 필터 백하우스 (13) 의 하류에는, SCR 반응기 (141), 상기 SCR 반응기 (141) 의 상류의 고압 스팀 코일 가열기 (143) 및 상기 SCR 반응기 (141) 이후의 연도 가스로부터 상기 고압 스팀 코일 가열기 (143) 의 상류의 연도 가스에 열을 전달하기 위해 상기 SCR 반응기 (141) 의 상류 및 하류에 연결된 가스-가스 열교환기 (142) 를 포함하는 선택적 촉매 환원 (SCR) 시스템 (14) 이 위치되며,
    상기 배열체는,
    - 상기 SCR 시스템 (14) 이후의 상기 연도 가스 채널 (24) 에 위치된 적어도 하나의 열교환기 (15) 로서, 상기 열교환기 (15) 는, 사용중인 때, 상기 SCR 시스템 (14) 의 하류의 연도 가스로부터 유체 회로 (150) 의 유체 매체에 열을 전달하도록 구성되는, 상기 적어도 하나의 열교환기 (15)
    를 더 포함하고,
    - 상기 유체 회로 (150) 는 연도 가스 공기 예열기 (9, 9a, 9b) 에 진입하기 전에 유입 공기를 가열하도록 구성된 예비 공기 가열기들 (16, 17) 로 상기 유체 매체를 유도하도록 구성된 적어도 하나의 펌프 (20) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스팀 보일러 시스템 (1) 을 위한 배열체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 공기 가열기들 (16, 17) 은 일차 및/또는 이차 공기 예열기들 (9a, 9b) 의 상류의 일차 공기 및/또는 이차 공기를 가열하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 스팀 보일러 시스템 (1) 을 위한 배열체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유체 회로 (150) 내의 상기 유체 매체는 가압수인 것을 특징으로 하는, 스팀 보일러 시스템 (1) 을 위한 배열체.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 예비 공기 가열기들 (16, 17) 로의 유동을 제어하기 위해 상기 펌프 (20) 의 하류의 유체 회로 (150) 에 제어 밸브 (21) 가 배열되는 것을 특징으로 하는, 스팀 보일러 시스템 (1) 을 위한 배열체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 SCR 시스템 (14) 은 상기 SCR 반응기 (141) 를 나오는 상기 연도 가스로 상기 SCR 반응기 (141) 에 진입하는 상기 연도 가스를 가열하기 위한 가스-가스 열교환기 (142) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스팀 보일러 시스템 (1) 을 위한 배열체.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고압 스팀 코일 가열기 (143) 는 메인 스팀 라인 또는 보조 스팀 시스템으로부터의 스팀으로 상기 SCR 반응기 (141) 에 진입하는 상기 연도 가스를 가열하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 스팀 보일러 시스템 (1) 을 위한 배열체.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    고체 분리기 (3) 및 상기 직물 필터 백하우스는 SCR 시스템 (14) 의 상류에 구성되어 상기 연도 가스로부터 미립자 물질의 주요 부분을 제거하여 NOx 환원시 상기 SCR 시스템 (14) 의 효율을 개선시키는, 스팀 보일러 시스템 (1) 을 위한 배열체.
  8. 스팀 보일러 시스템 (1) 을 작동하는 방법으로서,
    상기 스팀 보일러 시스템은, 노 (2), 뒤따르는 연도 가스 채널 (24) 을 따라서, 다수의 과열기들 (4, 5a, 5b), 다수의 절탄기들 (6, 7a, 7b) 및 상기 절탄기들 (6, 7a, 7b) 의 하류의 상기 연도 가스 채널 (24) 에 위치된 적어도 하나의 공기 예열기 (9), 상기 공기 예열기 (9, 9a, 9b) 의 하류의 상기 연도 가스 채널 (24) 에 위치된 직물 필터 백하우스 (13) 를 포함하고,
    상기 직물 필터 백하우스 (13) 의 하류에는, SCR 반응기 (141), 상기 SCR 반응기 (141) 의 상류의 고압 스팀 코일 가열기 (143) 및 상기 SCR 반응기 (141) 이후의 연도 가스로부터 상기 고압 스팀 코일 가열기 (143) 의 상류의 연도 가스에 열을 전달하기 위해 상기 SCR 반응기 (141) 의 상류 및 하류에 연결된 가스-가스 열교환기 (142) 를 포함하는 선택적 촉매 환원 (SCR) 시스템 (14) 이 위치되며,
    상기 SCR 시스템 (14) 이후의 상기 연도 가스 채널 (24) 에 적어도 하나의 열교환기 (15) 가 위치되고, 상기 열교환기 (15) 는, 사용중인 때, 상기 SCR 시스템 (14) 의 하류의 연도 가스로부터 유체 회로 (150) 의 유체 매체에 열을 전달하며,
    - 상기 유체 회로 (150) 는 상기 유체 매체를 예비 공기 가열기들 (16, 17) 로 유도하고 상기 연도 가스 공기 예열기 (9, 9a, 9b) 에 진입하기 전에 유입 공기를 가열하는 것을 특징으로 하는, 스팀 보일러 시스템 (1) 을 작동하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 예비 공기 가열기들 (16, 17) 은 일차 및/또는 이차 공기 예열기들 (9a, 9b) 의 상류의 일차 연소 공기 및/또는 이차 연소 공기를 가열하는 것을 특징으로 하는, 스팀 보일러 시스템 (1) 을 작동하는 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 방법은 2 단계로 일차 연소 공기를 가열하는 단계들을 포함하고, 먼저 예비 공기 가열기 (16) 는 상기 SCR 시스템 (14) 이후의 상기 연도 가스로부터 열을 전달하여, 상기 일차 연소 공기 온도를 100±10℃ 의 범위로 상승시킨 후, 제 2 단계에서, 상기 일차 공기는 상기 절탄기들 (6, 7a, 7b) 의 하류의 상기 연도 가스로부터 열을 전달하는 상기 공기 예열기 (9) 에서 가열되는 것을 특징으로 하는, 스팀 보일러 시스템 (1) 을 작동하는 방법.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 방법은 2 단계로 이차 연소 공기를 가열하는 단계들을 포함하고, 먼저 상기 예비 공기 가열기 (17) 는 상기 SCR 시스템 (14) 이후의 상기 연도 가스로부터 열을 전달하여, 상기 이차 연소 공기 온도를 100±10℃ 의 범위로 상승시킨 후, 제 2 단계에서, 상기 이차 공기는 상기 절탄기들 (6, 7a, 7b) 의 하류의 상기 연도 가스로부터 열을 전달하는 상기 공기 예열기 (9) 에서 가열되는 것을 특징으로 하는, 스팀 보일러 시스템 (1) 을 작동하는 방법.
  12. 제 8 항 내지 제 10 항에 있어서,
    상기 SCR 반응기 (141) 상류의 상기 연도 가스의 온도는 상기 공기 예열기들 (9, 9a, 9b) 이전에 상기 예비 공기 가열기들 (16, 17) 로 연소 공기의 온도를 조정함으로써 상기 공기 예열기들 (9, 9a, 9b) 에 걸친 연도 가스의 온도차를 제어함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는, 스팀 보일러 시스템 (1) 을 작동하는 방법.
  13. 제 8 항 내지 제 10 항에 있어서,
    SNCR 시스템 (22) 이 노 (2) 및 고체 분리기 (3) 의 하류에서 NOx 환원의 초기 단계로서 구성되는 것을 특징으로 하는, 스팀 보일러 시스템 (1) 을 작동하는 방법.
  14. 제 8 항 내지 제 10 항에 있어서,
    상기 유체 매체는 100 내지 140℃ 의 온도 범위의 가압수인 것을 특징으로 하는, 스팀 보일러 시스템 (1) 을 작동하는 방법.
  15. 제 8 항 내지 제 12 항에 있어서,
    상기 SCR 반응기 상류의 상기 연도 가스의 온도는 상기 고압 스팀 코일 가열기 (143) 및 상기 가스-가스 열교환기 (142) 로 추가로 제어하는 것을 특징으로 하는, 스팀 보일러 시스템 (1) 을 작동하는 방법.
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