KR20220153228A - 복합화력 배열회수 보일러 집진장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복합화력 배열회수 보일러 집진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합화력발전소의 배가스 처리설비로 가스터빈의 후단에 배치된 덕트에 설치되어 복합화력발전의 기동시 발생되는 녹찌꺼기, 부식산화물 등의 입자상 물질, 그외 더스트를 효과적으로 제거하여 가스터빈의 가동효율을 저하시킬 수 있는 요인을 방지할 수 있도록 개선된 복합화력 배열회수 보일러 집진장치에 관한 것이다.

Description

복합화력 배열회수 보일러 집진장치{Combined thermal power heat recovery boiler dust collector}
본 발명은 복합화력 배열회수 보일러 집진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합화력발전소의 배가스 처리설비로 가스터빈의 후단에 배치된 덕트에 설치되어 복합화력발전의 기동시 발생되는 녹찌꺼기, 부식산화물 등의 입자상 물질, 그외 더스트를 효과적으로 제거하여 가스터빈의 가동효율을 저하시킬 수 있는 요인을 방지할 수 있도록 개선된 복합화력 배열회수 보일러 집진장치에 관한 것이다.
복합화력발전은 공기를 압축기로 보내 압축한 후 연소기에서 연소시켜 고온, 고압의 가스를 만든 다음 배기가스를 방출하면서 압축, 가열, 팽창, 방열과정을 통해 가스터빈을 회전시켜 전기를 만드는 시스템이다.
이때, 가스터빈을 회전시키고 배출된 배기가스는 배열회수보일러(HRSG:Heat Recovery Steam Generator)를 통해 배열이 회수되도록 설계되어 있다.
그런데, 배열이 회수되는 과정에서 노후화에 의해 탈락되는 이물질, 부식에 의해 발생되는 부식산화물(예. 산화철), 그외 각종 더스트들이 발생되는데, 이들이 포집되지 않고 대기중으로 배출되게 되면 환경오염의 유발시키기 때문에 적절하고 효과적인 처리가 필요하다.
이를 위해, 배열회수덕트 상에 한 쪽으로 감거나 풀 수 있는 롤형 필터를 설치하여 필터링방식으로 포집하도록 하고 있다.
하지만, 이 경우에는 필터에 포집물질이 균일하게 포집되는 것이 아니라 한 쪽으로 치우치는 경우도 발생하고, 포집량이 많을 경우 눈막힘이 커져 필터링 효과가 떨어지기 때문에 필터를 신속하게 회전이동시켜야 하지만 그렇지 못할 경우 필터 전후의 차압이 커지면서 가스터빈의 발전효율을 급격히 떨어뜨리는 문제가 야기되었다.
특히, 롤형 필터의 경우 사용수명이 짧다는 한계가 있어 새 것으로의 교체주기가 짧다는 단점도 있다.
국내 등록특허 제10-1390602호(2014.04.23.) 배열회수 보일러 철산화물 고효율 집진장치 국내 등록특허 제10-1870328호(2018.06.18.) 복합화력 철산화물 처리가 가능한 롤 필터장치 국내 등록특허 제10-1899863호(2018.09.12.) 산화철 포집필터
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 본 발명은 복합화력 배열회수 보일러 집진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합화력발전소의 배가스 처리설비로 가스터빈의 후단에 배치된 덕트에 설치되어 복합화력발전의 기동시 발생되는 녹찌꺼기, 부식산화물 등의 입자상 물질, 그외 더스트를 효과적으로 제거하여 가스터빈의 가동효율을 저하시킬 수 있는 요인을 방지할 수 있도록 개선된 복합화력 배열회수 보일러 집진장치을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 가스터빈에서 발생된 배기가스를 배출하는 배기덕트(110)와; 배기가스에 함유된 배열을 회수하는 배열회수덕트(120)와; 상기 배열회수덕트(120)에 연결되어 배열이 회수되고 남은 배기가스를 대기중으로 배출하는 스택(130) 및 상기 배열회수덕트(120)에 설치되어 배기가스에 함유된 산화철, 부식산화물, 더스트를 포집하는 필터유닛(200);을 포함하는 복합화력 배열회수 보일러 집진장치에 있어서;
상기 필터유닛(200)은 상기 배열회수덕트(120)를 상하로 관통하는 필터덕트(210)를 포함하며; 상기 필터덕트(210)의 상단부와 하단부는 각각 상기 배열회수덕트(120)의 상단면과 하단면에 밀착된 상태로 밀폐되고; 상기 배열회수덕트(120) 내부에서는 서로 마주보는 방향으로 개방된 'ㄷ' 형상의 가이드덕트(212) 한 쌍이 설치되며; 상기 필터덕트(210)의 상단과 하단에는 각각 필터드라이브박스(220)가 고정되고; 상기 필터드라이브박스(220) 내부에는 제어부에 의해 드라이빙되는 회동모터(222)에 의해 회전구동되는 필터드럼(224)이 설치되며; 상기 필터드럼(224)에는 필터(F)가 권취되고;
상기 배열회수덕트(120) 내부의 배기가스 흐름방향으로 보았을 때 상기 필터(F)의 후방에는 상,중,하에 걸쳐 에어펄스노즐(230)이 설치되며; 상기 에어펄스노즐(230)은 에어펄스조절기(232)와 연결되어 제어부의 신호에 따라 선택적으로 에어펄싱하도록 구성되고; 상기 에어펄스조절기(232)에는 압축공기공급부(240)가 연결되어 압축공기를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 복합화력 배열회수 보일러 집진장치를 제공한다.
이때, 상기 배열회수덕트(120)를 벗어난 외측의 상하 필터덕트(210) 상에는 각각 슬라이드게이트(214)가 설치되고; 제어부에 의해 구동되는 슬라이더(216)를 통해 상기 슬라이드게이트(214)가 개폐되게 구성되며; 상기 에어펄스노즐(230)이 설치된 쪽 필터(F)의 후방면에는 상,중,하에 걸쳐 차압계(250)가 설치되고; 상기 차압계(250)와 반대되는 필터(F)의 전방면에는 상,중,하에 걸쳐 압력계(260)가 설치되어 차압계(250)와의 압력차이를 검출한 후 제어부가 에어펄싱 여부를 결정하여 처리하도록 구성되며;
상기 필터(F)의 전방에는 간격을 두고 배열회수덕트(120) 내부의 온도를 상시 검출하는 온도계(270)가 설치되어 검출 온도가 260℃를 초과할 경우 필터(F)를 어느 일측의 필터드라이브박스(220)로 완전히 감도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명은 복합화력 배열회수 보일러 집진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합화력발전소의 배가스 처리설비로 가스터빈의 후단에 배치된 덕트에 설치되어 복합화력발전의 기동시 발생되는 녹찌꺼기, 부식산화물 등의 입자상 물질, 그외 더스트를 효과적으로 제거하여 가스터빈의 가동효율을 저하시킬 수 있는 요인을 방지할 수 있도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 복합화력 배열회수 보일러 집진장치의 설치예를 보인 예시도이다.
도 2는 도 1의 요부를 보인 예시도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명에 따른 복합화력 배열회수 보일러 집진장치는 도 1의 예시와 같이, 가스터빈에서 발생된 배기가스를 배출하는 배기덕트(110)와; 배기가스에 함유된 배열을 회수하는 배열회수덕트(120)와; 상기 배열회수덕트(120)에 연결되어 배열이 회수되고 남은 배기가스를 대기중으로 배출하는 스택(130) 및 상기 배열회수덕트(120)에 설치되어 배기가스에 함유된 산화철, 부식산화물, 더스트를 포집하는 필터유닛(200);을 포함한다.
이때, 상기 필터유닛(200)은 필터덕트(210)를 포함한다.
상기 필터덕트(210)는 예컨대, 도 2의 예시와 같이 상기 배열회수덕트(120)를 상하로 관통하여 설치된다.
즉, 필터덕트(210)의 상단부와 하단부는 각각 상기 배열회수덕트(120)의 상단면과 하단면에 밀착된 상태로 밀폐되고, 상기 배열회수덕트(120) 내부에서는 서로 마주보는 방향으로 개방된 'ㄷ' 형상의 가이드덕트(212) 한 쌍이 설치되며, 상기 필터덕트(210)의 상단과 하단에는 각각 필터드라이브박스(220)가 고정되고, 상기 필터드라이브박스(220) 내부에는 제어부(미도시)에 의해 드라이빙되는 회동모터(222)에 의해 회전구동되는 필터드럼(224)이 설치되며, 상기 필터드럼(224)에는 필터(F)가 권취된다.
이 경우, 상기 필터드라이브박스(220)의 일측에는 내부 상황을 확인할 수 있도록 투명창으로 된 관측구(226)가 더 설치된다.
뿐만 아니라, 상기 배열회수덕트(120)를 벗어난 외측의 상하 필터덕트(210) 상에는 각각 슬라이드게이트(214)가 설치되고, 제어부(미도시)에 의해 구동되는 슬라이더(216)를 통해 상기 슬라이드게이트(214)가 개폐되게 된다.
이것은 필터(F)를 새 것으로 교체할 때, 혹은 배열회수덕트(120) 내부의 온도가 260℃를 초과할 때 필터(F)를 보호하기 위해 이를 완전히 감아 배열회수덕트(120) 내부에 존재하지 않게 할 때 필터덕트(210)를 통한 누기를 차단하기 위한 것이다.
이와 같이, 상부의 필터드럼(224)에서 인출된 필터(F)는 필폐된 필터덕트(210)를 지나 배열회수덕트(120) 내부 양측에 설치된 한 쌍의 가이드덕트(212)에 양단이 끼워진 채 안내되며, 최종적으로 하부의 필터드럼(224)에 감겨 사용되게 된다.
한편, 상기 배열회수덕트(120) 내부의 배기가스 흐름방향으로 보았을 때 상기 필터(F)의 후방에는 상,중,하에 걸쳐 에어펄스노즐(230)이 설치되고, 상기 에어펄스노즐(230)은 에어펄스조절기(232)와 연결되어 제어부의 신호에 따라 선택적으로 에어펄싱하도록 구성된다.
그리고, 상기 에어펄스조절기(232)에는 압축공기공급부(240)가 연결되어 압축공기를 공급할 수 있도록 구성된다.
이와 같이, 본 발명에서는 에어펄스가 가능하기 때문에 필터(F)의 전방에 여과되면서 걸러진 산화철, 부식성물질, 이물질 등에 의한 눈막힘이 발생하더라도 역압으로 털어낼 수 있어 필터(F)의 사용수명을 연장할 뿐만 아니라, 이로 인해 가스터빈의 발전효율을 증대시킬 수 있게 된다.
특히, 통상 필터(F)는 210℃ 이하에서만 사용되는데, 이는 그 이상의 온도에서는 합성수지로 만들어진 필터가 손상되기 때문이다. 따라서, 배열회수덕트(120)내 온도가 헌팅하여 210℃ 초과하게 되면 즉시로 필터(F)를 감아 열기에 의해 필터(F)가 손상되는 것을 막아야 한다.
하지만, 본 발명은 에어펄스를 통해 눈막힘을 해소할 뿐만 아니라, 에어 공급을 통해 필터(F)를 냉각시키는 효과도 있기 때문에 실험결과, 배열회수덕트(120) 내부온도가 260℃에 이를때까지 사용할 수 있는 특장점이 있음을 확인하였다.
또한, 에어펄싱을 미세하게 조절하기 위해 상기 에어펄스노즐(230)이 설치된 쪽 필터(F)의 후방면에는 상,중,하에 걸쳐 차압계(250)가 설치되고, 그와 반대되는 필터(F)의 전방면에는 상,중,하에 걸쳐 압력계(260)가 설치되어 양자간의 압력차이를 검출한 후 제어부가 에어펄싱 여부를 결정하여 처리하게 된다.
덧붙여, 상기 필터(F)의 전방에는 간격을 두고 배열회수덕트(120) 내부의 온도를 상시 검출하는 온도계(270)가 설치되며, 이 온도계(270)의 검출값에 따라 에어펄싱 혹은 필터(F) 감기가 수행되게 된다.
이때, 만약 필터(F)가 어느 일측으로 완전히 감긴다면 그와 동시에 슬라이더(216)는 슬라이드게이트(214)로 장입되어 필터덕트(210)를 밀폐하게 된다.
이에 더하여, 본 발명에서 사용되는 필터(F)는 선행기술들에 개시된 일반적인 합성수지를 틀에 고정한 방식이 아니라, 폴리아크릴, 폴리플로필렌, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리스티렌 등과 같은 필터용 합성수지를 직조할 때 일정간격을 두고 심재를 함께 직조하여 자체적으로 리지드한 특성을 갖도록 함으로써 별도의 틀체를 구비하지 않아도 되도록 구성된다.
이 경우, 상기 심재는 내열성과 내구성이 우수한 폴리아미드를 사용한다.
특히, 필터용 합성수지를 단독으로 사용하지 않고, 이 합성수지에 1-5중량%의 카본을 함유시킴으로써 통기도를 증대시켜 압력손실이 덜 걸리게 하며, 정전기를 유발시키게 하여 정전포집력을 함께 구현함으로써 포집능력도 높일 수 있도록 구성됨이 더욱 바람직하다.
110: 배기덕트
120: 배열회수덕트
200: 필터유닛

Claims (2)

  1. 가스터빈에서 발생된 배기가스를 배출하는 배기덕트(110)와; 배기가스에 함유된 배열을 회수하는 배열회수덕트(120)와; 상기 배열회수덕트(120)에 연결되어 배열이 회수되고 남은 배기가스를 대기중으로 배출하는 스택(130) 및 상기 배열회수덕트(120)에 설치되어 배기가스에 함유된 산화철, 부식산화물, 더스트를 포집하는 필터유닛(200);을 포함하는 복합화력 배열회수 보일러 집진장치에 있어서;
    상기 필터유닛(200)은 상기 배열회수덕트(120)를 상하로 관통하는 필터덕트(210)를 포함하며; 상기 필터덕트(210)의 상단부와 하단부는 각각 상기 배열회수덕트(120)의 상단면과 하단면에 밀착된 상태로 밀폐되고; 상기 배열회수덕트(120) 내부에서는 서로 마주보는 방향으로 개방된 'ㄷ' 형상의 가이드덕트(212) 한 쌍이 설치되며; 상기 필터덕트(210)의 상단과 하단에는 각각 필터드라이브박스(220)가 고정되고; 상기 필터드라이브박스(220) 내부에는 제어부에 의해 드라이빙되는 회동모터(222)에 의해 회전구동되는 필터드럼(224)이 설치되며; 상기 필터드럼(224)에는 필터(F)가 권취되고;
    상기 배열회수덕트(120) 내부의 배기가스 흐름방향으로 보았을 때 상기 필터(F)의 후방에는 상,중,하에 걸쳐 에어펄스노즐(230)이 설치되며; 상기 에어펄스노즐(230)은 에어펄스조절기(232)와 연결되어 제어부의 신호에 따라 선택적으로 에어펄싱하도록 구성되고; 상기 에어펄스조절기(232)에는 압축공기공급부(240)가 연결되어 압축공기를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 복합화력 배열회수 보일러 집진장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배열회수덕트(120)를 벗어난 외측의 상하 필터덕트(210) 상에는 각각 슬라이드게이트(214)가 설치되고; 제어부에 의해 구동되는 슬라이더(216)를 통해 상기 슬라이드게이트(214)가 개폐되게 구성되며; 상기 에어펄스노즐(230)이 설치된 쪽 필터(F)의 후방면에는 상,중,하에 걸쳐 차압계(250)가 설치되고; 상기 차압계(250)와 반대되는 필터(F)의 전방면에는 상,중,하에 걸쳐 압력계(260)가 설치되어 차압계(250)와의 압력차이를 검출한 후 제어부가 에어펄싱 여부를 결정하여 처리하도록 구성되며;
    상기 필터(F)의 전방에는 간격을 두고 배열회수덕트(120) 내부의 온도를 상시 검출하는 온도계(270)가 설치되어 검출 온도가 260℃를 초과할 경우 필터(F)를 어느 일측의 필터드라이브박스(220)로 완전히 감도록 구성된 것을 특징으로 하는 복합화력 배열회수 보일러 집진장치.
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KR101390602B1 (ko) 2012-09-04 2014-04-29 주식회사 이엠코 배열회수 보일러 철산화물 고효율 집진장치
KR101870328B1 (ko) 2015-04-28 2018-06-25 주식회사 이엠코 복합화력 철산화물 처리가 가능한 롤 필터장치
KR101899863B1 (ko) 2018-03-08 2018-09-19 주식회사 이엠코 산화철 포집필터

Patent Citations (5)

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