WO2015194844A1 - 저압 과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치 - Google Patents

저압 과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치 Download PDF

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WO2015194844A1
WO2015194844A1 PCT/KR2015/006121 KR2015006121W WO2015194844A1 WO 2015194844 A1 WO2015194844 A1 WO 2015194844A1 KR 2015006121 W KR2015006121 W KR 2015006121W WO 2015194844 A1 WO2015194844 A1 WO 2015194844A1
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WO
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coal
steam
supplied
dryer
drying apparatus
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PCT/KR2015/006121
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최석환
남현석
최비룡
김용빈
김성곤
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한국남동발전 주식회사
주식회사 한국테크놀로지
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/08—Non-mechanical pretreatment of the charge, e.g. desulfurization
    • C10B57/10—Drying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B15/00—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form
    • F26B15/10—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions
    • F26B15/12—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined
    • F26B15/18—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined the objects or batches of materials being carried by endless belts
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    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/02—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
    • F26B3/08—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed
    • F26B3/084—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed with heat exchange taking place in the fluidised bed, e.g. combined direct and indirect heat exchange

Definitions

  • the present invention relates to a coal drying apparatus, and to a coal drying apparatus for supplying fuel coal of a thermal power plant by removing moisture contained in coal used as fuel in a thermal power plant.
  • the coal drying apparatus disclosed in the Patent No. 10-1278553 is a secondary steam supply for collecting the low pressure auxiliary steam generated in the power plant and used as a heat source of the coal drying apparatus, and after receiving the low pressure auxiliary steam from the auxiliary steam supply
  • a heat exchanger for separating the exhaust heat and contaminants from the exhaust superheated steam recovered by the superheated steam drying apparatus, and after the exhaust heat separated by the heat exchanger
  • a second reheater for generating hot air by heating with an electric heater, and the second reheater generated in the second reheater Hot air drying apparatus for removing moisture in the coal transferred from the superheated steam drying apparatus using a high temperature hot air and a natural drying apparatus for
  • the low-pressure auxiliary steam generated in various places of the power plant should be collected in one place, and a separate electric heater should be provided to reheat it, and the moisture inside the coal transferred from the superheated steam drying apparatus.
  • a separate electric heater In the second reheater for supplying hot air to the hot air drying apparatus for removing the heat, a separate electric heater must be provided to generate hot air.
  • the drying efficiency of coal is lower than that of steam.
  • an object of the present invention is to provide a coal drying apparatus that can be supplied to the fuel coal of a thermal power plant by drying the coal containing moisture in a power plant at low cost and high efficiency. It is done.
  • the reheat type coal drying apparatus using low pressure superheated steam is a combustion furnace for burning coal supplied from a low coal storage tank storing coal used as a fuel of a thermal power plant, and water supplied from a water supply tank installed in the combustion furnace. And a combustor for generating steam by heating the water pipe installed in the combustion furnace by combustion of coal, an exhaust gas flow pipe connected to the combustion gas outlet of the upper fluidized bed combustor, and an exhaust gas flow pipe. And a superheater for superheating the steam by the exhaust gas discharged from the fluidized bed combustor and flowing through the exhaust gas flow tube, wherein the steam generated in the fluidized bed combustor flows, and coal is supplied from the low coal and the coal is primary.
  • a coal dryer comprising a first dryer supplied with air, a second dryer for conveying coal first dried from the first dryer to dry the coal secondly, and a gas supplied with exhaust gas discharged from the superheater.
  • a chamber and an exhaust steam flow pipe installed in the gas chamber through which the exhaust steam discharged from the coal dryer flows, and reheats the exhaust steam by the exhaust gas to generate reheat steam and supply it to the second dryer. Characterized in that comprises a.
  • the combustor may further include a fluid sand storage tank for supplying a flow sand into the combustor, wherein the combustor pivots along with the combustion air with the flow sand supplied from the flow sand storage tank inside the combustor.
  • a fluidized bed combustor for forming a fluidized bed.
  • it is characterized in that it further comprises a water separator for removing water from the steam generated in the combustor to supply to the superheater.
  • the coal drying apparatus further comprises a coal mill, a portion of the discharge steam discharged from the coal dryer into the coal mill is supplied with water supplied from the water supply tank is preheated by the coal mill to be supplied to the water pipe of the combustor. It features.
  • a dust collector for removing contaminants from the exhaust steam discharged from the coal dryer is further provided, characterized in that the discharge steam from which the contaminants have been removed is supplied to the reheater.
  • the exhaust gas discharged from the reheater is characterized in that the coal dried by the coal drying apparatus is sent to the purification facility of the thermal power plant which is supplied as fuel to be purified.
  • the reheat type coal drying apparatus using the low pressure superheated steam of the present invention uses some of the coal stored in the low coal to be used as a fuel for the fluidized bed combustor, and uses steam generated by the fluidized bed combustor to dry the coal from the outside. It has the advantage of drying coal without supplying additional energy source, by using the second steam dryer to generate reheat steam using the heat source of the exhaust gas discharged from the fluidized bed combustor, the exhaust steam discarded after drying in the coal dryer Compared with the secondary coal drying by the conventional hot air, the coal drying efficiency is improved, and the required cost can be reduced.
  • FIG. 1 is a block diagram of a coal reheating apparatus of a reheat method using a low pressure superheated steam according to the present invention
  • FIG. 2 is a detailed view showing the circulation of steam in the fluidized bed combustor and coal dryer in the present invention
  • FIG. 5 is a partial detail view of the coal dryer in the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a reheat type coal drying apparatus using a low pressure superheated steam according to the present invention
  • Figure 2 is a detailed view showing the circulation of steam in the fluidized bed combustor and coal dryer in the present invention
  • Figure 3 is a detailed view of the reheater
  • Figure 4 is a detailed view of the coal dryer in the present invention
  • Figure 5 is a partial detailed view of the coal dryer in the present invention.
  • Reheat type coal drying apparatus using a low-pressure superheated steam is a sorter 20 for sorting the coal supplied from the low coal 10 for storing and storing coal for use as boiler fuel of the thermal power plant And a crusher 30 for crushing the coal supplied from the sorter 20, a coal storage tank 40 for temporarily storing the crushed coal supplied from the crusher 30, and a coal supplied from the coal storage tank 40.
  • Coal gun by the exhaust gas passing through the coal dryer 200, the dust collector 300 for removing contaminants from the exhaust steam discharged from the coal dryer 200, and the superheater 150 It comprises a reheater 400 for reheating the discharged steam discharged from the exchanger (200).
  • the low coal 10 is a place for storing and storing coal for use as a boiler fuel of a thermal power plant, a place for storing coal containing moisture such as sub-bituminous coal.
  • coal-fired coal-fired power plants burn about 230 tons / hr of coal per 500 MW, and supply about 38 tons of coal to a power plant boiler.
  • the coal-fired 500MW coal-fired power plant has six coal storage units of approximately 500 tons, five of which are supplied with normal coal, and one reserves the reserve for a certain period of time. It operates on low coal.
  • power generation efficiency is improved by removing and using moisture of coal by a coal drying apparatus before being used as fuel of a thermal power plant boiler.
  • the sorter 20 is to classify the coal supplied from the low coal storage 10 by size to classify coal for use as fuel of a thermal power plant and coal for use as fuel of a fluidized bed combustor 100 to be described later.
  • Coal having a size of 20 mm or more is supplied to the coal dryer 200 through the sorter 20, and coal having a size of 20 mm or less is supplied to the crusher 30, crushed, and then sent to the coal storage tank 40.
  • the fluidized bed combustor 100 is to generate high temperature steam by burning coal supplied from the crusher 30 through the coal storage tank 40, and a combustion furnace for burning coal supplied from the coal storage tank 40; It is provided with a water pipe, which is installed in the combustion furnace and flows water supplied from the water supply tank 70.
  • the coal supplied into the fluidized bed combustor 100 is temporarily stored in the coal storage tank 40 and then supplied into the fluidized bed combustor 100 after the coal stored in the low coal 10 is shredded to a size of about 5 mm or less by the crusher 30.
  • the crushed coal supplied into the combustion furnace of the fluidized bed combustor 100 is combusted by combustion air supplied into the combustion furnace.
  • the fluidized bed combustor 100 is further provided with a fluid yarn storage tank 50 for supplying the fluid yarn into the combustion furnace.
  • solid materials such as sand and ash heated by the combustion of coal in the fluidized bed directly transfer heat to the water pipe. Therefore, the heat transfer efficiency is high by the solid material such as sand, ash, etc. together with the hot gas to transfer heat directly to the water pipe to generate steam.
  • steam is generated by heating the water pipe installed in the combustion furnace by the combustion of coal in the fluidized bed combustor 100, and the combustion gas outlet formed at the upper part of the combustion furnace is a high temperature combustion gas generated by the combustion of coal. Is discharged through.
  • the water supplied to the water pipe of the fluidized bed combustor 100 to generate steam is supplied to the water pipe in the fluidized bed combustor 100 from the water supply tank 70 through the coal mill 350.
  • the coke 350 is to preheat the water supplied to the water pipe in the combustor 100 by the exhaust steam discharged from the coal dryer 200, and is made in the form of a heat exchanger. Therefore, in the coke 350, the water supplied from the water supply tank 70 is heated by heat exchange with the discharge steam discharged from the coal dryer 200.
  • the water supplied to the water pipe of the fluidized bed combustor 100 is preheated by the discharge steam of the coal dryer 200 and supplied to the water pipe of the fluidized bed combustor 100, thereby generating steam in the fluidized bed combustor 100. In addition to reducing the amount of fuel consumed, it is possible to improve the steam generation rate.
  • the steam produced by the fluidized bed combustor 100 is temporarily stored in a moisture separator 60 and then sent to the superheater 150.
  • the steam generated by the fluidized bed combustor 100 separates and removes moisture from the wet steam in the water separator 60 as wet steam.
  • the water separator 60 removes moisture from the wet steam using a cyclone or a baffle plate.
  • the steam from which the water is removed in the water separator 60 is sent to the superheater 150.
  • the superheater 150 is to generate superheated steam by superheating the steam generated by the fluidized bed combustor 100 by using the hot combustion gas discharged from the fluidized bed combustor 100, and burning the upper portion of the fluidized bed combustor 100. It consists of an exhaust gas flow pipe connected to the gas outlet, and a steam flow pipe formed in the exhaust gas flow pipe. Therefore, in the superheater 150, the steam generated in the fluidized bed combustor 450 moves through the steam flow tube and at the same time, the steam is superheated to about 500 ° C by the exhaust gas flowing through the exhaust gas flow tube. The steam superheated in the superheater 150 is supplied to the first dryer 210 of the coal dryer 200, and the exhaust gas flowing through the exhaust gas flow pipe is sent to the reheater 400.
  • the coal dryer 200 is for drying coal to be used as a boiler fuel of a thermal power plant, the first dryer 210 for drying the coal supplied through the sorter 20 in the low coal 10, and the first dryer ( And a second dryer 250 for secondary drying the coal transferred from 210.
  • the first dryer 210 includes a housing 220 and a conveyor belt 240 installed in the housing 220 to transfer coal, and the housing 220 includes a housing 220.
  • a coal supply port 221 for supplying coal into the housing 220 is formed at the upper end, and a coal discharge port 222 for discharging the first dried coal is formed at the lower rear side opposite to the housing 220.
  • Conveyor belt 240 for transporting coal in the housing is made of a perforated plate formed with a plurality of through holes of 4mm in diameter as shown in Figure 5 are connected to each other in the longitudinal direction of the conveyor belt 240.
  • the scraper 223 is installed inside the housing 220 in which the coal supply port 221 is formed.
  • the scraper 223 is to spread the coal supplied to the conveyor belt 240 evenly on the conveyor belt 240.
  • a triangular dispersion member 223a is formed at the center thereof. The coal supplied on the belt 240 is spread and moved evenly in the width direction of the conveyor belt 240 to improve the drying efficiency.
  • a plurality of steam chambers 230, 231, and 232 are installed below the conveyor belt 240 in which coal is transported, and a plurality of through holes are formed on the upper surfaces of the steam chambers 230, 231, and 232.
  • the steam supplied to the inside is directly injected into the conveyor belt 240 through the through hole, and the directly injected steam is supplied while wrapping the coal from below through a plurality of through holes formed in the conveyor belt 240 to supply coal. It is dried.
  • three steam chambers 230, 231, and 232 are installed below the conveyor belt 240 for transporting coal as shown in FIG. 4, and the first steam chamber 230 is supplied from the superheater 150.
  • Superheated steam is supplied to the remaining two steam chambers (231,232) from the reheater 400, respectively.
  • the first steam chamber 230 is supplied with the superheated steam supplied from the superheater 150, and the remaining two steam chambers 231, 232 are supplied with the reheated steam from the reheater 400.
  • the amount of superheated steam supplied from 150 may be reduced, thereby reducing the amount of coal consumed in the fluidized bed combustor 100.
  • the second dryer 250 is for secondary drying the coal transferred from the first dryer 210, and its configuration is similar to that of the first dryer, and a coal supply port 261 for supplying coal to the upper part is provided. ) And a coal discharge port 262 for discharging coal at the lower end of the opposite end, respectively, and a conveyor belt 280 installed in the housing 260 to transfer coal.
  • the conveyor belt 280 is made of a plurality of perforated plates are connected to each other as in the first dryer (210). In FIG. 4, only the housing 260 of the uppermost side is shown in the second dryer for convenience, but the housing 260 equipped with the conveyor belt 280 for transporting coal therein is stacked in three stages, and the coal outlet 262 is disposed.
  • the second dryer 250 is configured in such a way that the coal supply port of the housing is then arranged below.
  • the coal supply port 261 of the uppermost housing 260 constituting the second dryer 250 is disposed directly below the coal outlet 222 of the first dryer 210, and the coal supply port 261 is provided.
  • a drop shock buffer 264 is installed in order to reduce the impact applied to the conveyor belt 280 by the coal injected therein.
  • the drop shock absorber 264 is configured to mitigate the impact of falling coal and to prevent the rising of dust generated at the bottom, and is composed of a plurality of shock absorbing plates installed inclined downward from the inside of the coal supply port. In this embodiment, it consists of a three-stage shock absorbing plate of stainless material spaced at a predetermined interval.
  • the scraper 263 is installed on the inner side of the housing 260 in which the coal supply port 261 is formed so that the coal supplied to the conveyor belt 280 is evenly spread on the conveyor belt 280.
  • the configuration of the scraper 263 is the same as the scraper 223 of the first dryer (210).
  • the housing 260 of the second dryer 250 three steam chambers 271, 272, 273 are provided under the conveyor belt 280 like the first dryer 210, but the steam chamber of the second dryer 250 is provided.
  • the reheat steam supplied from the reheater 400 is supplied to 271, 272 and 273.
  • the coal first dried from the coal outlet 222 of the first dryer 210 is supplied through the coal supply port 261 of the housing 260 of the second dryer 250, and is supplied into the housing 260.
  • the coal is dried by reheat steam directly injected from three steam chambers 271, 272 and 273 below the conveyor belt 280.
  • the reheater 400 is to reheat the exhaust steam discharged from the coal dryer 200 by the exhaust gas passing through the superheater 150 to generate reheat steam, as shown in FIG. 3. It comprises a gas chamber 410 is supplied with the discharge gas discharged from the exhaust gas flow pipe 420 is installed in the gas chamber 410, the discharge steam discharged from the coal dryer 200 flows. Therefore, the superheater 150 in the gas chamber 410 while the exhaust steam discharged from the coal dryer 200 flows in the exhaust steam flow pipe 420 of the reheater 400 after contaminants are removed by the dust collector 300. Reheated by the high-temperature exhaust gas discharged from) and thereby the reheated steam is supplied to the second dryer 250 of the coal dryer (200).
  • the dust collector 300 is a demister filter (demister filter) is used.
  • the reheat steam supplied from the reheater 400 is about 500 ° C.
  • the reheat steam removes the internal moisture of the coal in the second dryer 250 to dry the coal.
  • a funnel-shaped reinduction part 430 is installed at a lower portion of the gas chamber 410 of the reheater 400 to discharge ash separated from the exhaust gas in the gas chamber 410 to the outside.
  • the exhaust gas discharged from the gas chamber 410 in the reheater 400 is supplied to the purification facility of the thermal power plant and purified.
  • the exhaust gas is sent to the front end of the SCR (Selective Catalytic Reduction) which is a nitrogen oxide treatment system.
  • SCR Selective Catalytic Reduction
  • the coal stored in the low coal 10 is passed through the sorter 20, the coal of 20mm or more size is supplied to the coal dryer 200, the coal of 20mm or less is supplied to the crusher 30 to be crushed and then the coal storage tank ( Is sent to 40).
  • the crushed coal temporarily stored in the coal storage tank 40 is supplied to the fluidized bed combustor 100.
  • the water supplied from the water supply tank 70 to the economizer 350 is heated by the exhaust steam discharged from the coal dryer 200 in the economizer 350 and then through the water separator 60 through the fluidized bed combustor 100 It is supplied to the water pipe in).
  • the steam generated by the hot combustion gas generated by the combustion of coal in the fluidized bed combustor 450 is supplied to the superheater 150 after the water is separated and removed in the water separator 60.
  • the steam from which the water is removed is superheated by the hot exhaust gas discharged from the fluidized bed combustor 100, and the superheated steam generated therefrom is a gas chamber of the first dryer 210 of the coal dryer 200.
  • the reheat steam from the reheater 400 is supplied to the remaining gas chambers 231 and 232 of the first dryer 210 to dry the coal first in the first dryer 210.
  • Steam supplied from the steam chambers 230, 231 and 232 disposed below the conveyor belt 240 of the dryer 210 is injected directly upward through the through hole of the conveyor belt 240, and the steam injected directly wraps the coal from below. Will be dried.
  • a plurality of steam chambers 230, 231, 232 is provided below the conveyor belt 240, and steam is injected directly from the steam chambers 230, 231, 232 toward the coal of the conveyor belt 240 to dry coal.
  • the steam is injected from the upper side of the conveyor belt to dry the coal, and the steam is supplied from the bottom of the coal to cover the coal and dried to evenly dry the surface including the bottom of the coal to improve drying efficiency.
  • the coal from which the surface moisture is removed from the first dryer 210 is transferred to the second dryer 250.
  • the exhaust gas discharged from the superheater 150 is supplied to the reheater 400, and the exhaust steam discharged from the coal dryer 200 is reheated by the exhaust gas supplied from the superheater 150 in the reheater 400.
  • the reheat steam generated by the reheater 400 is supplied to the second dryer 250 to remove the internal moisture of the coal transferred from the first dryer 210 in the same manner.
  • the coal dried through the first dryer 210 and the second dryer 250 is temporarily stored in the dry coal storage tank 500 and then supplied to the fuel coal of the thermal power plant.
  • the exhaust steam discharged from the coal dryer 200 is removed through the dust collector 300, the contaminants are removed, and then a part thereof is supplied to the reheater 400 again, and the remaining exhaust steam is supplied to the coal blower 350 to supply the water supply tank. It is used to heat the water supplied from 70. Exhaust steam discharged from the coke 350 is sent to the wastewater facility through the cooling tower.
  • the coal drying apparatus of the present invention configured as described above uses some of the coal stored in the low coal storage 10 as fuel for the fluidized bed combustor 100, and uses steam generated by the fluidized bed combustor 100. By using it for drying coal, it has the advantage of drying coal without supplying a separate energy source from the outside, and reheat steam by using the heat source of the exhaust gas discharged from the fluidized bed combustor to exhaust steam discarded after drying in a coal dryer. By generating and using the second dryer, there is an advantage that the required cost can be reduced while the coal drying efficiency is improved compared to conventional coal drying by hot air.
  • steam is injected directly from the plurality of steam chambers 230, 231, and 232 disposed below the conveyor belt 240 toward the coal of the conveyor belt 240, and thus steam from the bottom of the coal.
  • the drying efficiency is improved by evenly drying the surface including the bottom of the coal.
  • the water supplied to the water pipe of the fluidized bed combustor is preheated by the discharge steam of the coal dryer in the coal mill, and supplied to the water pipe of the fluidized bed combustor, thereby reducing the fuel consumption and improving the steam generation rate in the fluidized bed combustor.
  • the coal drying apparatus of the present invention is installed in a coal-fired power plant and the exhaust gas discharged from the reheater is supplied to a purification equipment that is essentially installed in a coal-fired power plant supplied with fuel by the coal drying apparatus of the present invention and purified.
  • the present invention can be used as a coal drying facility for supplying the fuel coal of the thermal power plant by removing the moisture contained in the coal used as fuel in the thermal power plant.

Abstract

본 발명에 따른 저압과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치는 화력발전소의 연료로 사용되는 석탄을 저장하는 저탄장으로부터 공급되는 석탄의 연소에 의해 연소로 내에 설치되는 수관을 가열하여 증기를 생성하는 연소기와, 유동층 연소기로부터 배출되어 상기 배출가스 유동관을 흐르는 배출가스에 의해 유동층 연소기에서 생성되는 증기를 과열시키기 위한 과열기와, 상기 저탄장으로부터 석탄이 공급되고 석탄을 1차 건조시키기 위해 상기 과열기로부터 과열증기가 공급되는 제1건조기와 상기 제1건조기로부터 1차 건조된 석탄이 이송되어 석탄을 2차 건조시키기 위한 제2건조기를 포함하여 이루어지는 석탄 건조기와, 상기 과열기에서 배출되는 배출가스가 공급되는 가스챔버와 가스챔버내에 설치되어 상기 석탄 건조기로부터 배출되는 배출증기가 유동하는 배출증기 유동관을 포함하여 이루어져서 배출가스에 의해 배출증기를 재가열시켜 재열증기를 생성하고 상기 제2건조기에 공급하는 재열기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 23.06.2015]　저압 과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치
본 발명은 석탄 건조장치에 관한 것으로서, 화력발전소에서 연료로 사용되는 석탄에 포함된 수분을 제거하여 화력발전소의 연료탄으로 공급하기 위한 석탄 건조장치에 관한 것이다.
최근 일본의 원전사고를 통해 원자력발전소에 대한 불안감이 높아져, 석탄, 석유, 천연가스 등을 연료로 사용하는 화력발전소에 대한 관심이 높아지고 화력발전소의 건설도 많이 이루어지고 있다.
화력발전소에 대한 선호가 높아짐에 따라 화력발전소의 연료로 사용되는 석탄의 수요와 가격도 증가하고 있는 추세이다. 석탄을 연료로 사용하는 화력발전소의 경우 석탄에 대한 표준화력 설계기준은 6,080Kcal/Kg, 10%이하의 저수분 역청탄을 사용하도록 설계되어 있다. 하지만 석탄의 수요가 증가하여 저수분 역청탄의 공급이 원활하지 못하고, 수분함량이 높은 아역청탄을 연료로 사용할 경우 보일러의 연소효율이 떨어지고 발전량 감소와 연료소비량이 증가하게 된다.
따라서, 수분함량이 높은 아역청탄의 수분을 제거하여 발열량을 높이기 위한 석탄 건조기술이 제안되고 있다. 그 중 본 출원인에 의해 개발된 것으로 저압 과열증기를 이용한 석탄 건조장치가 특허 제10-1278553호에 제안되어 있다.
상기 특허 제10-1278553호에 제시된 석탄 건조장치는 발전소에서 발생하는 저압의 보조증기를 취합하여 석탄건조장치의 열원으로 사용하기 위한 보조증기 공급기와, 보조증기 공급기로부터 저압의 보조증기를 공급받은 후 전기히터로 고온으로 가열하여 저압 과열증기를 생성하기 위한 제1 재열기와, 저탄장에서 컨베이어벨트로 이송되어 정렬기에서 정렬된 석탄을 석탄 건조기로 이송하면서 상기 제1 재열기에서 가열된 상기 저압 과열증기로 석탄 표면의 수분을 제거하기 위한 과열증기 건조장치와, 상기 과열증기 건조장치에서 회수된 배기 과열증기에서 배기열과 오염물질을 분리하기 위한 열교환기와, 상기 열교환기에 의해 분리된 배기열을 공급받은 후 전기히터로 가열하여 고온의 열풍을 생성하기 위한 제2 재열기와, 상기 제2 재열기에서 생성된 고온의 열풍을 이용하여 상기 과열증기 건조장치에서 이송된 상기 석탄 내부의 수분을 제거하기 위한 열풍 건조장치 및 상기 열풍 건조장치에서 이송된 상기 석탄을 상온에서 건조하여 석탄의 온도를 감소시키는 자연건조장치를 포함하여 이루어져 수분함량이 높은 아역청탄 등의 수분을 제거하여 발전소의 연료로 사용함으로써 발열량을 높이고 연소효율을 향상시키는 것이다.
그런데, 상기 특허의 석탄 건조장치의 경우 발전소 곳곳에서 발생하는 저압의 보조증기를 한 곳으로 취합하여야 하고 이를 재가열하기 위해 별도의 전기히터가 구비되어야 하며, 과열증기 건조장치에서 이송된 석탄 내부의 수분을 제거하기 위한 열풍 건조장치에 열풍을 공급하는 제2 재열기에 있어서도 고온의 열풍을 생성하기 위해 별도의 전기히터가 구비되어야 한다. 또한 열풍의 경우에는 증기에 비해 석탄의 건조효율이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발전소 내에서 수분이 함유된 석탄을 저비용, 고효율로 건조시켜 화력발전소의 연료탄으로 공급할 수 있는 석탄 건조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 저압과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치는 화력발전소의 연료로 사용되는 석탄을 저장하는 저탄장으로부터 공급되는 석탄을 연소시키는 연소로와, 연소로 내에 설치되어 급수탱크로부터 공급되는 물이 흐르는 수관을 구비하고, 석탄의 연소에 의해 상기 연소로 내에 설치되는 수관을 가열하여 증기를 생성하는 연소기와, 상기 유동층 연소기 상부의 연소가스 배출구와 연결되는 배출가스 유동관과, 배출가스 유동관 내에 형성되며 상기 유동층 연소기에서 생성되는 증기가 흐르는 증기 유동관을 포함하여 이루어져서, 유동층 연소기로부터 배출되어 상기 배출가스 유동관을 흐르는 배출가스에 의해 증기를 과열시키기 위한 과열기와, 상기 저탄장으로부터 석탄이 공급되고 석탄을 1차 건조시키기 위해 상기 과열기로부터 과열증기가 공급되는 제1건조기와, 상기 제1건조기로부터 1차 건조된 석탄이 이송되어 석탄을 2차 건조시키기 위한 제2건조기를 포함하여 이루어지는 석탄 건조기와, 상기 과열기에서 배출되는 배출가스가 공급되는 가스챔버와, 가스챔버내에 설치되어 상기 석탄 건조기로부터 배출되는 배출증기가 유동하는 배출증기 유동관을 포함하여 이루어져서, 배출가스에 의해 배출증기를 재가열시켜 재열증기를 생성하고 상기 제2건조기에 공급하는 재열기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연소기에는 연소기 내부로 유동사를 공급하기 위한 유동사 저장조를 더 포함하여 이루어지고, 상기 연소기는 연소로 내부에서 상기 유동사 저장조로부터 공급된 유동사와 연소되는 석탄이 연소공기와 함께 선회하면서 유동층을 형성하는 유동층 연소기인 것을 특징으로 한다.
또한, 연소기에서 생성된 증기로부터 수분을 제거하여 과열기로 공급하기 위한 수분 분리기를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 석탄 건조장치는 절탄기를 더 구비하고, 상기 절탄기 내로 상기 석탄 건조기로부터 배출되는 배출증기의 일부가 공급되어 급수탱크로부터 공급되는 물이 절탄기에 의해 예비가열되어 연소기의 수관으로 공급되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 석탄 건조기로부터 배출되는 배출증기에서 오염물질을 제거하기 위한 집진기가 더 구비되어 오염물질이 제거된 배출증기가 상기 재열기로 공급되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 재열기로부터 배출되는 배출가스는 상기 석탄건조장치에 의해 건조되는 석탄이 연료로 공급되는 화력발전소의 정화설비로 보내져서 정화되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 저압과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치는 저탄장에 저장되는 일부의 석탄을 이용하여 유동층 연소기의 연료로 사용하고, 유동층 연소기에 의해 생성되는 증기를 석탄의 건조에 이용함으로써 외부로부터 별도의 에너지원의 공급 없이 석탄을 건조할 수 있는 장점이 있고, 석탄 건조기에서 건조 후 버려지는 배출 증기를 유동층 연소기로부터 배출되는 배출가스의 열원을 이용하여 재열증기를 생성하여 제2건조기에 사용함으로써 종래 열풍에 의한 2차 석탄건조에 비해 석탄 건조효율이 향상되고, 소요비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 저압 과열증기를 이용한 재열방식의 석탄 건조장치의 구성도이고,
도 2는 본 발명에서 유동층 연소기와 석탄 건조기에서 증기의 순환을 표시한 상세도이며,
도 3은 본 발명에서 재열기의 상세도이고,
도 4는 본 발명에서 석탄 건조기의 상세도이며,
도 5는 본 발명에서 석탄 건조기의 일부 상세도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저압 과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 저압 과열증기를 이용한 재열방식의 석탄 건조장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에서 유동층 연소기와 석탄 건조기에서 증기의 순환을 표시한 상세도이며, 도 3은 본 발명에서 재열기의 상세도이고, 도 4는 본 발명에서 석탄 건조기의 상세도이며, 도 5는 본 발명에서 석탄 건조기의 일부 상세도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저압 과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치는 화력발전소의 보일러 연료로 사용하기 위한 석탄을 보관 및 저장하기 위한 저탄장(10)으로부터 공급된 석탄을 선별하는 선별기(20)와, 선별기(20)로부터 공급된 석탄을 파쇄하기 위한 파쇄기(30)와, 파쇄기(30)로부터 공급된 파쇄된 석탄을 임시 저장하는 석탄저장조(40)와, 석탄저장조(40)으로부터 공급되는 석탄을 연소시켜 증기를 발생시키는 유동층 연소기(100)와, 유동층 연소기(100)로부터 배출되는 고온의 배기가스에 의해 과열증기를 생성하기 위한 과열기(150)와, 저탄장(10)으로부터 공급되는 석탄을 건조시키는 석탄건조기(200)와, 석탄건조기(200)로부터 배출되는 배출증기로부터 오염물질을 제거하기 위한 집진기(300)와, 과열기(150)를 통과한 배기가스에 의해 석탄건조기(200)로부터 배출되는 배출 증기를 재가열시키는 재열기(400)를 포함하여 이루어진다.
상기 저탄장(10)은 화력발전소의 보일러 연료로 사용하기 위한 석탄을 보관 및 저장하는 곳으로, 아역청탄 등과 같이 수분이 함유된 석탄을 저장하는 곳이다. 일반적으로 석탄을 연료로 발전하는 화력발전소에서는 500MW당 대략 230ton/hr의 석탄을 연소하며, 미분기 1대당 대략 38ton에 상당하는 석탄을 발전소 보일러에 공급하게 된다. 석탄을 사용하는 500MW의 화력발전소에는 대략 500ton 용량의 석탄저장소가 6개가 설치되고, 그 중 5개는 정상적인 석탄의 공급이 이루어지며, 나머지 1개는 예비로 일정기간 동안 사용할 수 있는 석탄을 비축하는 저탄장으로 운영된다. 이 저탄장(10)에 저장된 수분을 함유하고 있는 석탄의 경우 화력발전소 보일러의 연료로 사용되기 전 석탄 건조장치에 의해 석탄의 수분을 제거하여 사용함으로써 발전효율을 높이게 된다.
상기 선별기(20)는 저탄장(10)으로부터 공급되는 석탄을 크기별로 분류하여 화력발전소의 연료로 사용하기 위한 석탄과, 후술하는 유동층 연소기(100)의 연료로 사용하기 위한 석탄을 분류하기 위한 것으로, 선별기(20)를 거쳐 20mm이상의 크기의 석탄은 석탄 건조기(200)로 공급되고, 20mm이하 크기의 석탄은 파쇄기(30)로 공급되어 파쇄된 다음 석탄 저장조(40)로 보내진다.
상기 유동층 연소기(100)는 파쇄기(30)로부터 석탄저장조(40)를 거쳐 공급되는 석탄을 연소시켜 고온의 증기를 생성하기 위한 것으로, 석탄저장조(40)로부터 공급되는 석탄을 연소시키는 연소로와, 연소로 내에 설치되어 급수탱크(70)로부터 공급되는 물이 흐르는 수관을 구비하여 이루어진다.
유동층 연소기(100) 내로 공급되는 석탄은 저탄장(10)에 저장된 석탄이 파쇄기(30)에 의해 약 5mm이하의 크기로 파쇄된 후 석탄 저장조(40)로 임시 저장된 다음 유동층 연소기(100)내로 공급되고, 유동층 연소기(100)의 연소로 내부로 공급되는 파쇄된 석탄은 연소로 내로 공급되는 연소공기에 의해 연소된다. 한편, 유동층 연소기(100)에는 연소로 내로 유동사를 공급하기 위한 유동사 저장조(50)가 더 구비된다. 이에 의해 유동층 연소기(100)의 연소실 내부에서는 유동사 저장조(50)로부터 공급되는 모래, 회분 등이 함께 선회하면서 유동층을 형성한다. 즉, 유동층에서 석탄의 연소에 의해 가열된 모래, 회분 등의 고체물질이 직접 수관에 열을 전달한다. 따라서, 고온 가스와 함께 모래, 회분 등의 고체물질이 수관에 직접 열을 전달하여 증기를 생성함으로써 열전달 효율이 높게 된다.
이와 같이 유동층 연소기(100) 내에서 석탄의 연소에 의해 상기 연소로 내에 설치되는 수관을 가열하여 증기를 생성하고, 석탄의 연소에 의해 발생되는 고온의 연소가스는 연소로 상부에 형성되는 연소가스 배출구를 통해 배출된다.
한편, 증기를 생성하기 위해 유동층 연소기(100)의 수관에 공급되는 물은 급수탱크(70)로부터 절탄기(350)를 거쳐 유동층 연소기(100) 내의 수관에 공급된다.
절탄기(350)는 연소기(100) 내의 수관에 공급되는 물을 석탄 건조기(200)에서 배출되는 배출증기에 의해 예비 가열하기 위한 것으로, 열교환기 형태로 이루어진다. 따라서 절탄기(350)에서는 급수탱크(70)로부터 공급되는 물이 석탄 건조기(200)에서 배출되는 배출증기와 열교환에 의해 가열된다. 본 실시예에서는 유동층 연소기(100)의 수관으로 공급되는 물이 석탄 건조기(200)의 배출증기에 의해 예비가열되어 유동층 연소기(100)의 수관으로 공급됨으로써, 유동층 연소기(100)에서 증기발생을 위해 소비되는 연료량을 감소시킴과 아울러 증기발생율을 향상시킬 수 있게 된다.
유동층 연소기(100)에 의해 생성된 증기는 수분 분리기(moist separator, 60)에 임시저장된 다음 과열기(150)로 보내진다. 유동층 연소기(100)에 의해 생성된 증기는 습증기(wet steam)로서 수분 분리기(60)에서 습증기로부터 수분을 분리, 제거하게 된다. 수분 분리기(60)는 사이클론 또는 방해판 등을 이용하여 습증기로부터 수분을 제거하게 된다. 수분 분리기(60)에서 수분이 제거된 증기는 과열기(150)로 보내진다.
상기 과열기(150)는 유동층 연소기(100)로부터 배출되는 고온의 연소가스를 이용하여 유동층 연소기(100)에 의해 생성된 증기를 과열시켜 과열증기를 발생시키기 위한 것으로, 유동층 연소기(100) 상부의 연소가스 배출구와 연결되는 배출가스 유동관과, 배출가스 유동관 내에 형성되는 증기 유동관으로 구성된다. 따라서, 과열기(150)에서는 유동층 연소기(450)에서 생성된 증기가 증기 유동관을 통해 이동하면서 동시에 배출가스 유동관을 흐르는 배출가스에 의해 증기가 약 500℃로 과열된다. 과열기(150)에서 과열된 증기는 석탄 건조기(200)의 제1건조기(210)로 공급되고, 배출가스 유동관을 흐르는 배출가스는 재열기(400)로 보내진다.
상기 석탄 건조기(200)는 화력발전소의 보일러 연료로 사용될 석탄을 건조시키기 위한 것으로, 저탄장(10)에서 선별기(20)를 거쳐 공급되는 석탄을 건조시키는 제1건조기(210)와, 제1건조기(210)로부터 이송된 석탄을 2차 건조시키기 위한 제2건조기(250)로 구성된다.
제1건조기(210)는 도4에 도시된 바와 같이 하우징(220)과, 하우징(220) 내에 설치되어 석탄을 이송하는 컨베이어벨트(240)로 구성되고, 하우징(220)에는 하우징(220)의 전단 상부에 하우징(220) 내부로 석탄을 공급하기 위한 석탄공급구(221)가 형성되고 하우징(220)의 반대쪽 후단 하부에 1차 건조된 석탄을 배출하기 위한 석탄배출구(222)가 각각 형성된다. 하우징 내에서 석탄을 이송하는 컨베이어벨트(240)는 도5에 도시된 바와 같이 직경 4mm의 다수의 통공이 형성되는 타공판이 컨베이어벨트(240)의 길이방향으로 서로 연결되어 이루어진다.
또한, 석탄공급구(221)가 형성되는 하우징(220)의 내부 상측에는 스크래퍼(223)가 설치된다. 스크래퍼(223)는 컨베이어벨트(240)에 공급된 석탄이 컨베이어벨트(240) 상에서 고르게 펴지도록 하기 위한 것으로, 이를 위해 도5에 도시된 바와 같이 그 중앙에 삼각형 분산부재(223a)가 형성되어 컨베이어벨트(240)상에 공급된 석탄이 컨베이어벨트(240)의 폭방향으로 고르게 펴져서 이동됨으로써 건조효율이 향상된다.
그리고, 석탄이 이송되는 컨베이어벨트(240) 아래에는 석탄 이송방향을 따라 설치되는 다수의 스팀 챔버(230,231,232)가 구비되고, 각 스팀챔버(230,231,232)의 상면에는 다수의 통공이 형성되어 스팀챔버(230,231,232) 내부로 공급된 증기가 이 통공을 통해 컨베이어벨트(240)로 상향 직분사되고 다시 컨베이어벨트(240)에 형성되는 다수의 통공을 통해 직분사된 증기가 석탄을 아래에서부터 감싸면서 공급되어 석탄을 건조시키게 된다.
한편, 본 실시예에서는 도4에 도시된 바와 같이 석탄을 이송하는 컨베이어벨트(240) 하측에 3개의 스팀챔버(230,231,232)가 설치되고, 첫 번째 스팀챔버(230)에는 과열기(150)로부터 공급되는 과열증기가 공급되며 나머지 두개의 스팀챔버(231,232)에는 재열기(400)로부터 재열증기가 각각 공급된다. 본 실시예에서는 이와 같이 첫 번째 스팀챔버(230)에는 과열기(150)로부터 공급되는 과열증기가 공급되고, 나머지 두 개의 스팀챔버(231,232)에는 재열기(400)로부터 재열증기가 공급됨으로써, 과열기(150)로부터 공급되는 과열증기의 양을 줄일 수 있고 이에 의해 유동층 연소기(100)에서 소비되는 석탄의 양을 줄일 수 있는 효과가 있다.
상기 제2건조기(250)는 제1건조기(210)로부터 이송된 석탄을 2차 건조시키기 위한 것으로, 그 구성은 제1건조기와 유사하게 일단 상부에 내부로 석탄을 공급하기 위한 석탄공급구(261)가 형성되고 그 반대쪽 타단 하부에 석탄을 배출하기 위한 석탄배출구(262)가 각각 형성되는 하우징(260)과, 하우징(260) 내에 설치되어 석탄을 이송하는 컨베이어벨트(280)로 구성된다. 컨베이어벨트(280)는 제1건조기(210)에서와 마찬가지로 다수의 타공판이 서로 연결되어 이루어진다. 도4에서는 편의상 제2건조기에서 최상측의 하우징(260)만 도시하였으나, 내부에 석탄을 이송하는 컨베이어벨트(280)가 장착된 하우징(260)이 3단으로 적층되고, 석탄배출구(262)의 하측에 그 다음 하우징의 석탄공급구가 배치되는 방식으로 제2건조기(250)가 구성된다.
따라서, 제2건조기(250)를 구성하는 최상측 하우징(260)의 석탄공급구(261)는 제1건조기(210)의 석탄배출구(222)의 직하방에 배치되고, 석탄공급구(261) 내에는 투입되는 석탄에 의해 컨베이어벨트(280)에 가해지는 충격을 감소시키기 위해 낙하충격 완충장치(264)가 설치된다. 낙하충격 완충장치(264)는 낙하하는 석탄의 충격을 완화하고 또한 하부에서 생기는 분진의 상승을 방지하기 위한 것으로 석탄공급구 내측에서 하향 경사지게 설치되는 복수의 충격흡수판으로 이루어진다. 본 실시예에서는 일정간격으로 이격되는 스테인레스 재질의 3단 충격흡수판으로 구성된다. 또한, 석탄공급구(261)가 형성되는 하우징(260)의 내부 상측에는 컨베이어벨트(280)에 공급된 석탄이 컨베이어벨트(280) 상에서 고르게 펴지도록 스크래퍼(263)가 설치된다. 스크래퍼(263)의 구성은 제1건조기(210)의 스크래퍼(223)와 동일하다.
한편, 제2건조기(250)의 하우징(260) 내에는 제1건조기(210)와 마찬가지로 컨베이어벨트(280) 하측에 3개의 스팀챔버(271,272,273)가 구비되는데 제2건조기(250)의 스팀챔버(271,272,273)에는 재열기(400)로부터 공급되는 재열증기가 공급된다.
따라서, 제1건조기(210)의 석탄배출구(222)로부터 1차 건조된 석탄이 제2건조기(250)의 하우징(260)의 석탄공급구(261)를 통해 공급되고, 하우징(260) 내로 공급된 석탄이 컨베이어벨트(280)를 따라 이송되면서 컨베이어벨트(280) 하측에 3개의 스팀챔버(271,272,273)로부터 상향 직분사되는 재열증기에 의해 석탄이 건조되게 된다.
상기 재열기(400)는 과열기(150)를 통과한 배출가스에 의해 석탄건조기(200)로부터 배출되는 배출 증기를 재가열시켜 재열증기를 생성하기 위한 것으로, 도3에 도시된 바와 같이 과열기(150)에서 배출되는 배출가스가 공급되는 가스챔버(410)와, 가스챔버(410)내에 설치되어 석탄 건조기(200)로부터 배출되는 배출증기가 유동하는 배출증기 유동관(420)을 포함하여 이루어진다. 따라서, 석탄 건조기(200)로부터 배출되는 배출증기가 집진기(300)에 의해 오염물질이 제거된 다음 재열기(400)의 배출증기 유동관(420)내를 흐르면서 가스챔버(410) 내에서 과열기(150)로부터 배출되는 고온의 배출가스에 의해 재가열되고 이에 의해 재가열된 재열증기가 석탄 건조기(200)의 제2건조기(250)로 공급된다. 본 발명에서 집진기(300)는 데미스터필터(demister filter)가 사용된다. 재열기(400)로부터 공급되는 재열증기는 약 500℃이고, 이 재열증기에 의해 제2건조기(250)에서 석탄의 내부수분을 제거하여 석탄을 건조시키게 된다. 또한, 재열기(400)의 가스챔버(410)의 하부에는 깔때기 모양의 재유도부(430)가 설치되어 가스챔버(410) 내의 배출가스로부터 분리되는 재를 외부로 배출한다. 재열기(400)에서 가스챔버(410)로부터 배출되는 배출가스는 화력발전소의 정화설비로 공급되어 정화되는데 본 실시예에서는 질소산화물 처리시스템인 SCR(Selective Catalytic Reduction)의 전단으로 보내진다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저압 과열증기를 이용한 재열방식의 석탄 건조 장치의 작동방법에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 저탄장(10)에 저장된 석탄은 선별기(20)를 거쳐 20mm이상의 크기의 석탄은 석탄 건조기(200)로 공급되고, 20mm이하 크기의 석탄은 파쇄기(30)로 공급되어 파쇄된 다음 석탄 저장조(40)로 보내진다. 석탄저장조(40)에 임시 저장된 파쇄된 석탄은 유동층 연소기(100)에 공급된다. 한편, 급수탱크(70)로부터 절탄기(350)에 공급된 물은 절탄기(350)에서 석탄 건조기(200)로부터 배출되는 배출증기에 의해 가열된 다음 수분 분리기(60)를 거쳐 유동층 연소기(100) 내의 수관으로 공급되게 된다. 유동층 연소기(450)에서 석탄의 연소로 발생하는 고온의 연소가스에 의해 생성된 증기는 수분 분리기(60)에서 수분이 분리, 제거된 다음 과열기(150)로 공급된다. 과열기(150)에서는 수분이 제거된 증기가 유동층 연소기(100)에서 배출되는 고온의 배출가스에 의해 과열되고, 이에 의해 생성되는 과열증기가 석탄 건조기(200) 중 제1건조기(210)의 가스챔버(230)에 공급되며, 재열기(400)로부터 재열증기가 제1건조기(210)의 나머지 가스챔버(231,232)에 공급되어 제1건조기(210)에서 석탄을 1차로 건조시키게 되는데, 이 때 제1건조기(210)의 컨베이어벨트(240) 하측에 배치되는 스팀챔버(230,231,232)로부터 공급되는 증기가 컨베이어벨트(240)의 통공을 통해 상향 직분사되고 직분사된 증기가 석탄을 아래에서부터 감싸면서 석탄을 건조시키게 된다. 따라서, 본 발명에서는 이와 같이 컨베이어벨트(240) 아래에 다수의 스팀챔버(230,231,232)를 구비하고 스팀챔버(230,231,232)로부터 증기가 컨베이어벨트(240)의 석탄을 향해 상향 직분사되어 석탄을 건조하게 되는데, 종래 컨베이어벨트의 상측에서 증기가 분사되어 석탄을 건조하는 방식에 비해 석탄의 저면으로부터 증기가 공급되어 석탄을 감싸면서 건조함으로써 석탄의 저면을 포함한 표면을 골고루 건조시켜 건조효율이 향상되게 된다. 이와 같이, 제1건조기(210)에서 표면수분이 제거된 석탄은 제2건조기(250)로 이송된다.
한편, 과열기(150)로부터 배출되는 배출가스는 재열기(400)로 공급되고, 재열기(400)에서는 석탄 건조기(200)로부터 배출되는 배출증기가 과열기(150)로부터 공급되는 배출가스에 의해 재가열됨으로써 재열증기를 생성하게 된다. 재열기(400)에서 생성된 재열증기는 제2건조기(250)로 공급되어 제1건조기(210)로부터 이송된 석탄의 내부수분을 마찬가지 방식으로 제거하게 된다. 이와 같이 제1건조기(210) 및 제2건조기(250)를 거쳐 건조된 석탄은 건조탄 저장조(500)에 임시 저장된 다음 화력발전소의 연료탄으로 공급된다. 석탄 건조기(200)에서 배출되는 배출증기는 집진기(300)를 거쳐 오염물질이 제거된 다음 그 일부가 다시 재열기(400)로 공급되고, 나머지 배출증기는 절탄기(350)로 공급되어 급수탱크(70)로부터 공급된 물을 가열하는데 사용된다. 절탄기(350)로부터 배출되는 배출증기는 냉각탑을 거쳐 폐수 설비로 보내진다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 석탄 건조장치는 전술한 바와 같이 저탄장(10)에 저장되는 일부의 석탄을 이용하여 유동층 연소기(100)의 연료로 사용하고, 유동층 연소기(100)에 의해 생성되는 증기를 석탄의 건조에 이용함으로써 외부로부터 별도의 에너지원의 공급 없이 석탄을 건조할 수 있는 장점이 있고, 석탄 건조기에서 건조 후 버려지는 배출 증기를 유동층 연소기로부터 배출되는 배출가스의 열원을 이용하여 재열증기를 생성하여 제2건조기에 사용함으로써 종래 열풍에 의한 석탄건조에 비해 석탄 건조효율이 향상되면서도 소요비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 석탄건조기(200)에서는 컨베이어벨트(240) 하측에 배치되는 다수의 스팀챔버(230,231,232)로부터 증기가 컨베이어벨트(240)의 석탄을 향해 상향 직분사되고 이에 의해 석탄의 저면으로부터 증기가 공급되어 석탄을 감싸면서 건조함으로써 석탄의 저면을 포함한 표면을 골고루 건조시켜 건조효율이 향상되게 된다.
또한, 유동층 연소기의 수관으로 공급되는 물이 절탄기에서 석탄건조기의 배출증기에 의해 예비가열되어 유동층 연소기의 수관으로 공급됨으로써, 유동층 연소기에서 연료소모를 저감시키고 증기발생율을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명의 석탄건조장치는 화력발전소 내에 설치되고 재열기에서 배출되는 배출가스는 본 발명의 석탄건조장치에 의한 건조탄이 연료로 공급되는 화력발전소에 필수적으로 설치되는 정화설비로 공급되어 정화됨으로써 석탄건조장치가 별도의 정화설비를 구비할 필요가 없게 되는 이점이 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명은 화력발전소에서 연료로 사용되는 석탄에 포함된 수분을 제거하여 화력발전소의 연료탄으로 공급하기 위한 석탄 건조설비로 이용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 화력발전소의 연료로 사용되는 석탄을 저장하는 저탄장으로부터 공급되는 석탄을 연소시키는 연소로와, 연소로 내에 설치되어 급수탱크로부터 공급되는 물이 흐르는 수관을 구비하고, 석탄의 연소에 의해 상기 연소로 내에 설치되는 수관을 가열하여 증기를 생성하는 연소기와,
    상기 유동층 연소기 상부의 연소가스 배출구와 연결되는 배출가스 유동관과, 배출가스 유동관 내에 형성되며 상기 유동층 연소기에서 생성되는 증기가 흐르는 증기 유동관을 포함하여 이루어져서, 유동층 연소기로부터 배출되어 상기 배출가스 유동관을 흐르는 배출가스에 의해 증기를 과열시키기 위한 과열기와,
    상기 저탄장으로부터 석탄이 공급되고 석탄을 1차 건조시키기 위해 상기 과열기로부터 과열증기가 공급되는 제1건조기와, 상기 제1건조기로부터 1차 건조된 석탄이 이송되어 석탄을 2차 건조시키기 위한 제2건조기를 포함하여 이루어지는 석탄 건조기와,
    상기 과열기에서 배출되는 배출가스가 공급되는 가스챔버와, 가스챔버내에 설치되어 상기 석탄 건조기로부터 배출되는 배출증기가 유동하는 배출증기 유동관을 포함하여 이루어져서, 배출가스에 의해 배출증기를 재가열시켜 재열증기를 생성하고 상기 제2건조기에 공급하는 재열기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저압 과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2건조기는 각각 하우징 내에 석탄을 이송하는 컨베이어벨트와, 상기 컨베이어벨트 하측에 배치되고 상부에 다수의 통공이 형성되는 스팀챔버를 구비하며, 상기 스팀챔버로부터 증기가 상기 컨베이어벨트에 형성되는 다수의 통공을 통해 상향 직분사되어 석탄을 건조하는 저압 과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1건조기에는 컨베이어벨트의 이송방향을 따라 다수의 스팀챔버가 구비되며, 상기 다수의 스팀챔버 중 일부 스팀챔버에는 상기 과열기로부터 과열증기가 공급되고, 나머지 스팀챔버에는 상기 재열기로부터 재열증기가 공급되는 것을 특징으로 하는 저압과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연소기에는 연소기 내부로 유동사를 공급하기 위한 유동사 저장조를 더 포함하여 이루어지고, 상기 연소기는 연소로 내부에서 상기 유동사 저장조로부터 공급된 유동사와 연소되는 석탄이 연소공기와 함께 선회하면서 유동층을 형성하는 유동층 연소기인 저압과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연소기에서 생성된 증기로부터 수분을 제거하여 과열기로 공급하기 위한 수분 분리기를 더 포함하여 이루어지는 저압과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 석탄 건조장치는 절탄기를 더 구비하고, 상기 절탄기 내로 상기 석탄 건조기로부터 배출되는 배출증기의 일부가 공급되어 급수탱크로부터 공급되는 물이 절탄기에 의해 예비가열되어 연소기의 수관으로 공급되는 저압과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 석탄 건조기로부터 배출되는 배출증기에서 오염물질을 제거하기 위한 집진기가 더 구비되어 오염물질이 제거된 배출증기가 상기 재열기로 공급되는 저압과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 재열기로부터 배출되는 배출가스는 상기 석탄건조장치에 의해 건조되는 석탄이 연료로 공급되는 화력발전소의 정화설비로 보내져서 정화되는 것을 특징으로 하는 저압과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2건조기의 각 하우징 내에는 컨베이어벨트로 공급된 석탄이 고르게 펴지도록 그 중앙에 삼각형 분산부재가 형성되는 스크래퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 저압과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2건조기의 하우징에는 상기 제1건조기로부터 석탄이 공급되는 석탄공급구의 내측에 하향 경사지게 설치되는 복수의 충격흡수판으로 이루어지는 낙하충격 완충장치가 구비되어 낙하하는 석탄의 충격을 완화하고 하부에서 생기는 분진의 상승을 방지하는 것을 특징으로 하는 저압과열증기를 이용한 재열방식 석탄 건조장치.
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