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KR940006903B1 - 고체연료용 점화 연소 유지 버너 - Google Patents

고체연료용 점화 연소 유지 버너 Download PDF

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KR940006903B1
KR940006903B1 KR1019850005906A KR850005906A KR940006903B1 KR 940006903 B1 KR940006903 B1 KR 940006903B1 KR 1019850005906 A KR1019850005906 A KR 1019850005906A KR 850005906 A KR850005906 A KR 850005906A KR 940006903 B1 KR940006903 B1 KR 940006903B1
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미쉘 달자스
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Abstract

내용 없음.

Description

고체연료용 점화 연소 유지 버너
제1도는 석탄을 사용하는 점화 연소 유지 버너의 부분 단면도.
제2도 및 제3도는 접선방향 가열 보일러의 노(headh)내에 있는 주버너에 관한 두개의 점화 연소 유지버너 특수장치를 도시하고 있는 단면도.
제4도, 제5도 및 제6도는 전면 가열 보일러의 노내에 있는 세개의 점화 연소 유지 버너 특수장치를 도시하고 있는 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 축방향 도관 또는 튜브 2 : 제1환형 도관 또는 튜브
4 : 셔터 5 : 시일
6,11 : 날개 7 : 제2환형 도관 또는 튜브
9 :유량조절 셔터 10 : 혼합실
12 : 상부 개구 13 : 내화성 라이닝
14 : 연소실 16,17 : 분사기
19 : 제3환형 도관 또는 튜브 20 : 프레임 탐지기
2 : 점화 유지 버너 23,24,31 : 주버너
27,28,29,30 : 수직 오리피스
[발명의 배경]
[발명의 분야]
본 발명은 고체 화석 연료용 점화 연소 유지 버너에 관한 것이다.
[종래 기술의 설명]
열동력 발전소 또는 가능하게는 로용의 공지된 보일러에서 사용되는 고체연료용 연소 설비는 주버너에 부가해서 저온 시동을 제공하고, 저부하에서 주버너를 유지하도록 하는 기능을 가진 점화 연소 유지 버너를 포함하고 있다.
원자력 발전소에서 발전된 전력의 증가율 때문에, 분쇄된 화석연로 발전소는 최대 소비시간에서 점차 최대로 가동시킬 필요가 있다. 이것은 저부하에서 오랜시간 동안의 가동을 필요로 하고 단속적인 시동을 수반한다. 분쇄된 화석연료 보다 더욱 값비싼 증유 및 가스를 원료로 사용하는 점와 유지 버너에서 이러한 형태의 작동은 작동경비를 증가시킨다.
본 발명의 목적은 단속적인 작동중단 및 저부하에서 오랜시간동안의 작동을 필요로 하는 유류 및 가스 점화 유지 버너보다 작동경비가 보다 낮은 분쇄된 화석연료용 점화 연소 유지 버너를 제공하는 것이다.
[발명의 요약]
본 발명은, 제1차 연소 유지 가스내에 분쇄된 고체 연료를 공급하기 위한 축방향 도관과, 인접될 프레임의 시작부분을 제한하도록 하는 형태의 내화성 상부 개구와, 상기 축방향 도관 및 상부 개구 입구 사이의 연소 유지 가스와 연료를 미리 혼합시키는 예비 혼합실과, 고체연료를 전부 연소시키기 위해서 1차 및 2차연소 유지 가스의 유량에 대해서 연소 유지 가스의 유량을 충분히 공급하도록 상기 상부 개구와 동심으로 제3의 연소 유지 가스를 공급시키기 위한 도관과, 프레임 탐지기와, 상기 내화성 상부 개구 또는 상기 축방향 도관내에 설치된 점화기와, 상기 예비 혼합실의 길이가 조정되도록 상기 축방향 도관용 이송 수단으로 구성된 분쇄된 화석 연료용의 점화 연소 유지 버너에 관한 것이다.
상기 점화 유지 버너는 연소 유지 가스 흐름내에 난류를 일으키도록 하는 수단으로 그 단부에 제공된 제2연소 유지 가스를 이송시키기 위한 제1환형 도관과, 역시 연소 유지 가스 흐름내에 난류를 일으키기 위한 수단으로 제공된 제 2 연소 유지 가스를 공급시키기 위한 제 2 환형 도관으로 구성되어 있다. 이러한 버너는 상기 제1 및 제2환형 도관내에서 연소 유지 가스의 흐름율을 각각 조절하기 위한 수단으로 제공되어 있다.
상기 제1 및 제2환형 도관내의 제2연소 유지 가스의 유량을 조절하기 위한 설비와 관련된 예비 혼합실을 조절하는 설비는 분쇄된 고체연료의 양 및 흐름율이 변화될때 상기 버너가 조정 작동되도록 유지시킨다.
이러한 조절수단에 의해 제공된 다른 설비는 분쇄된 고농축된 화석연료로 예비 혼합물을 공급시킬 수 있다.
본 발명에 따른 점화 유지 버너는 상부 개구 벽 주위에 분사시키는 하나 이상의 유체 및 가스 연료 분사기를 포함하고 있는 통상의 점화기로 구성되어 있다.
또한 본 발명은 분쇄된 화석연료를 사용하는 주버너와 점화 유지 버너를 가진 연소실을 포함하고 있다.
주버너의 축이 로와 동축으로 접해 있는 소위 접선 가열 연소실에 있어서는, 각각의 점화 유지 버너가 이들을 통과하는 수직선상 또는 주버너 측부의 두개의 주버너 사이에 위치되어 있는데, 이 경우 연소 유지 가스 공급용 제3도관은 이것 주위에 상기 상부 개구와 동축이다.
고속의 주버너가 로의 한 측부 또는 두개의 대향된 측부로 모여 있는 소위 전단 가열 연소실에 있어서는, 각각의 점화 유지 버너는 주버너의 축에 또는 그것의 제2연소 유지 가스 공급부내에 설치되는데, 이러한 경우 연소 유지 가스를 공급하기 위한 제3도관은 그것 주위의 상부 개구와 동축이다.
점와 유지 버너의 연소 유지 가스도 물론 상기 주버너를 통하여 부분적으로 공급된다.
다른 목적 및 장점은 도면과 관련하여 상기에서 상세히 설명하여, 새로운 특징은 특허청구의 범위에 기재되어 있다.
이러한 실시예에 있어서 상기 연소 유지 가스는 예를들면 공기이다.
제1도에 있어서, 축방향 도관 또는 튜브(1)는 상대적으로 밀도가 높은 상태(예컨대 공기의 kg당 분쇄된 석탄 4 내지 10kg)로 공기에 의하여 이송되는 분쇄된 석탄의 중앙 공급부를 제공한다.
이러한 튜보는 도관(3)으로부터 뻗어나와 2차 공기를 공급하는 제1환형 도관 또는 튜브(2)에 둘러싸여있는데, 그 유량은 셔터(4)에 의하여 조절된다.
상기 축방향 도관(1)은 이송운동을 허용하는 시일(5)에 의하여 그것이 통과하는 벽을 통하여 환형 튜브(2)내에 미끄럼 가능하다. 상기 튜브(1)의 단부 주위에는 상기 환형 튜브(2)로부터의 2차 공기를 회전시키는 날개(6)가 설치되어 있다. 이러한 날개(6)는 난류를 일으키므로서 출구에서 상기 튜브(1)로부터의 공기와 연료를 혼합시킨다. 상기 환형 튜브(2)를 경유하여 공급된 공기는 연료분사를 촉진시키도록 미리 가열된다.
상기 축방향 도관 단부의 축방향 위치는 이송시에 이러한 튜브를 이동시키기 위한 제어 핸들(21)에 의하여 조절 가능한데 이것은 상기 축방향 튜브(1)의 단부와 상부 개구(12) 사이의 혼합실(10)의 체적과 길이(L)가 튜브를 통하여 공급된 분쇄된 석탄의 양 및 흐름율과 일치하도록 조정되기 때문이다.
2차 공기를 이송하는 튜브(7) 또는 제2환형 도관은 도관(8)에 의하여 연장된다. 이것은 그 단부에 회전유도날개(11)를 가진 유량 조절 셔터(9)를 내장하고 있다. 상기 환형 튜브를 통하여 공급된 공기는 연료의 점화를 촉진시키도록 미리 가열된다.
튜브(3,7)내의 공기의 비율 및 흐름율은 석탄의 양에 적합하도록 조절된다.
상기 3차 공기는 연소실(14)로 흘러가서 튜브(19) 또는 제3환형 도관에 접속된 환형 도관(18)에 의하여 상부 개구(12)로부터 출구주위로 공급된다.
상기 상부 개구 자체는 내화성 라이닝(13)을 포함하고 있다. 상기 상부 개구는 낮은 파워 점화기(15)를 포함하고 있는데(전체 버너파워의 1%), 이것은 가스 또는 연료 오일에 의해 작동 가능하다. 이것은 고속의 아크(arc)가 단속적으로 전극들 사이에서 방전되는 전기 점화기로 대체 가능하다.
다음의 시험에 있어서는, 가스 점화기가 상부 개구에 위치되어 있다. 이것은 점화 구역내에서 상부 개구벽위에 분사되는 다수의 분사기(16,17)를 포함하고 있다.
그것의 작동은 분쇄된 화석연료 프레임을 모니터하는 프레임 탐지기(20)에 의하여 제어된다.
매시간당 110kg이 연소되는 시험용 버너에 있어서, 각각의 유량은 다음과 같았다.
1차 공기(튜브 1) 15 내지 30kg/h
(공기의 단위 중량 kg망 탄소 4 내지 10kg)
제12차 공기(튜브 2) 50 내지 300kg/h
(20 내지 300℃)
제22차 공기(튜브 7) 50 내지 300kg/h
(20 내지 300℃)
제3차 공기(도관 18) 0 내지 1300kg/h
(20 내지 300℃)
상기 혼합실의 길이는 점화의 정도에 따라서 100 및 500mm 사이에서 조절 가능하다.
제2도는 접선 가열 보일러 로의 경우 주버너에 관한 점화 유지 버너의 한 장치를 도시하고 있다. 상기점화 유지 버너(22)는, 각각 2차 공기를 공급하기 위한 두개의 수직 오리피스(27,29: 28,30) 사이에 설치되고, 또한 2차 공기를 긍급하기 위한 장방형 개구(25,26)에 의하여 둘러싸여 있는 두개의 주버너(23,24)의 수직 횡단면 사이에 설치되어 있다.
상기 오리피스(27,28)는 상기 주버너에 2차 공기를 공급시키고 또한 3차 공기를 점화 유지 버너에 연속적으로 공급한다. 제1도에 도시된 공급 장치들[예를들면, 환형 공급 도관(18,19)]은 제거했다.
제3도는 접선 가열 보일러 로내의 주버너에 관한 점화 유지 버너의 또다른 장치를 도시하고 있다. 이러한 주버너(31)는 상기 로의 한 코너에 위치되어 있다. 상기 점화 유지 버너(32)는 상기 로의 벽을 구성하고있는 튜브를 이 지점에 형성하므로서 얻어지는 환형 개구내에 이러한 코너 근처로의 측부(33)에 형성되어있다. 이 경우, 상기 점화 유지 버너는 제1도와 동일하다.
제4도는 전면 가열 보일러 로내의 점화 유지 버너와 주버너 장치를 도시하고 있다.
상기 주버너(41)는 측부(40)상에 두개의 열로 배열되어 있다. 이 주버너는 1차 공기의 중앙 공급부(45)와 2차 공기의 주변 공급부(46)를 한정하는 외부 튜브(42)와 내부 튜브(43)로 구성되어 있다. 상기 점화 유지버너(44)는 상기 주버너(41)의 축상에 배치되어 있다. 이러한 점화 유지 버너(44)는 제1도와 동일하지만, 이 경우 3차 공기 공급 도관(18,19)은 제거했다.
제5도는 다른 장치를 도시한 것이다.
상기 주버너(51)는 축부(50)상에 2열로 배열된다. 상기 주버너는 1차 공기용의 중앙 공급부(55)와 2차 공기용의 주변 공급부(56)를 제한하는 외부 튜브(52)와 내부 튜브(53)로 구성된다. 상기 점화 유지 버너(54)는 주버너(51)의 2차 공기 공급부에 배치된다. 이경우 점화 유지 버너(54)의 3차 공기 공급 도관(18,19)은 제거했다.
제6도는 또다른 장치를 도시한 것이다.
상기 버너(61)는 축부(60)상에 2열로 배열되어 있다. 이 버너들은 2차 공기용 원통형 공급부(66)와 1차공기용 중앙 공급부(65)을 제한하는 외부 튜브(62)와 내부 튜브(63)로 구성되어 있다. 점화 유지 버너(64)의 각각은 하나의 주버너(61)에 인접한다. 이 경우 상기 점화 유지 버너(64)는 제1도와 동일하다.
상술된 설명에 있어서 본 발명의 정신과 기술을 벗어남이 없이 많은 수정과 변경이 가능하다.
예를들면, 상기 점화 유지 버너는 주버너의 석탄과 동일한 것이나 다른 종류 및 입자 크기의 석탄도 공급할 수 있다.
이러한 점화유지 버너는 상기 주버너와 독립적으로 작동될 것이다. 본 발명은 또한 갈탄을 연소시키는 버너 또는 로에도 적용 가능하다.

Claims (2)

1차 연소 유지 가스에 분쇄된 고체 연료를 공급하기 위한 축방향 도관(1)과, 프레임의 입구부를 한정하는 형상과 입구를 가지며 상기 축방향 도관과 동축인 내화성 상부 개구(12)와, 2차 연소 유지 가스의 일부와 상기 연료를 미리 혼합하기 위해 상기 축방향 도관의 단부와 상기 상부 개구의 입구 사이에 있는 예비혼합실(10)과, 2차 연소 유지 가스의 일부를 공급하는 제1환형 도관(2)과 상기 2차 유지 가스의 다른 부분을 공급하는 제1환형 도관(2)과 동심인 제2환형 도관(7)과, 상기 분쇄된 고체 화석 연료의 완전 연소를 위해 1차 및 2차 연소 유지 가스의 유량에 대해 충분한 연소 유지 가스를 제공하도록 이것 주위를 적어도 부분적으로 또는 완전히 둘러싼 상부 개구와 동심인 3차 연소 유지 가스를 공급하기 위한 도관(19)과, 프레임 탐지기(20)와, 상기 내화성 상부 개구와 상기 축방향 도관중 하나에 위치된 점화기(15)와, 상기 혼합실의 길이를 조절하도록 상기 축방향 도관을 제1환형 도관(2)내에서 축방향으로 이동시키기 위한 제어핸들(21)을 포함하는 분쇄된 고체 화석 연료용 점파 연소 유지 버너에 있어서, 상기 축방향 모도의 단부 둘레에 그리고 상기 제l환형 도관내의 2차 연소 유지 가스의 흐름내에 교류(turbulence)를 발생시키기 위해 상기 제1환형 도관내에 있는 회전 유도날개(6)와, 상기 제1환형 도관의 단부에 그리고 제2연소 유지 가스 셔터(4,9)의 다른 부분의 흐름내에 교류를 발생시키기 위해 상기 제2환형 도관내에 있는 회전 유도날개(11)를 포함하며, 상기 연소 유지 가스 셔터(4,9)는 각각 제1 및 제2환형 도관에서 상기 제2연소 유지 가스의 각 유동률을 독립적으로 조정하도록 상기 회전 유도 날개(6,11)로부터 분리된 것을 특징으로 하는 점화 연소 유지 버너.
제1항에 있어서, 상부 개구의 벽 둘레에 배치된 하나 이상의 액체 또는 가스 연료 분사기로 구성된 보조 점화기(complementary lgniter)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 점화 연소 유지 버너.
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