KR101384209B1 - 열회수보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐기물의 소각처리로 배출되는 고온 가스와 고형연료(SRF)보일러에서 발생되는 고온 가스의 열로 보일러수를 가열하는 동시에 전열관 사이에 공간을 확보하여 청소의 용이함과 더스트가 전열관 등에 부착되더라도 수트 블로어 작동으로 간편하게 청소시행할 수 있는 열회수보일러에 관한 것으로, 고온 가스가 유입공간을 통해 유입되어 격벽을 따라 상승 후 유동공간을 통해 하부로 유동한 다음 배기공간으로 배출되면서 고온 가스의 더스트가 후술되는 전열관에 융착되는 범위 이하로 고온 가스를 냉각시키는 냉각실과, 상기 냉각실의 배기공간에 연통되고, 내부에 보일러수가 공급되는 상부 증기드럼과 하부 수드럼 사이로 길이 방향을 따라 다수의 전열관을 연결 설치하고, 상기 전열관이 설치되지 않은 공간에 지그재그 형태의 수냉구획벽관을 설치하여 유지보수공간을 형성하여, 상기 냉각실의 고온 가스가 전열관 사이를 통과하면서 보일러수와 열교환하며 유지보수공간을 통해 수리 및 청소를 가능토록 하는 전열부와, 상기 전열부를 통과한 고온 가스를 외부로 배출하는 배출덕트로 구성되어 상부 증기드럼의 보일러수를 스팀 상태로 가열 공급하도록 이루어져; 전열부 내의 전열관 사이에 공간을 형성시켜 수작업을 통한 청소 및 관리를 위한 편의성을 증대시키는 효과가 있다.

Description

열회수보일러{Waste heat boiler}

본 발명은 열회수보일러에 관한 것으로, 특히 폐기물의 소각처리로 배출되는 고온 가스의 열로 보일러수를 가열하는 동시에 전열관 사이에 공간을 확보하여 청소의 용이함과 더스트가 전열관 등에 부착되더라도 수트 블로어 작동으로 간편하게 청소시행할 수 있는 열회수보일러에 관한 것이다.

일반적으로 소각로 등의 소각과정에서 발생되는 고온의 연소가스는 다량의 분진을 포함하고 있으며, 이를 그대로 대기에 방출할 경우 연소열의 재활용 뿐만아니라 환경오염상의 심각한 문제를 야기시키게 된다.

이러한 이유로 상기한 연소열가스의 폐열을 활용함과 동시에 인체에 유해 조건을 최대한 절감하여 방출하도록 하는 열회수보일러가 다수 개시된 바 있다.

도 1은 상기한 종래 열회수보일러의 일례를 보여주는 것으로서, 연소열가스가 배출되는 배출로(2)를 갖는 보일러(3)의 상,하부에 증기드럼(5)과 수드럼(6)를 설치하고, 상기 보일러(3)의 내주연에는 연소가스의 배출방향과 수직되는 방향으로 다수의 전열관(4)을 배설한 구조로 이루어진다.

이러한 열회수보일러는 소각로 등의 소각과정에서 발생되는 대략 1000℃정도의 고온의 연소열가스를 상기 보일러(3)의 배출로(2)를 통해 안내 배출하면서 보일러(3)상의 전열관(4)과의 열교환으로 연소열가스의 온도를 낮추고 인체에 유해한 다이옥신 등의 재생성 온도 범위를 피하여 배출하게 되는 것이다.

이 과정에서 상기 보일러(3)의 전열관(4)과의 열교환으로 발생되는 증기는 증기드럼(5)으로 저장하여 각각의 용도에 맞게 난방 또는 산업용 등으로 이용하게 되는 것이다.

그런데, 상기 보일러(3)로 고온의 연소열가스가 직접 투입되고, 상기 보일러(3)의 전열관(4)은 열가스의 배출방향과 수직되는 방향으로 형성되어 있기 때문에 상기 열가스내의 분진이 고온에 의해 녹아서 전열관(4)의 외표면에 융착되어 고형화되어 버리는 문제를 유발하였다.

이와 같이 상기 전열관(4)의 외표면에 분진이 융착되어 고형화됨으로 인해 상기 전열관이 열가스와의 열 교환에 따른 기능 저하로 보일러의 효율이 급격히 저하되는 문제와, 상기 전열관에 융착되어 고형화된 분진을 자주 청소해야하는 불편함과 시간이 지날수록 배출되는 배기가스의 온도가 상승됨은 물론 다량의 분진이포함되는 문제를 갖고 있었다.

아울러, 종래의 열보일러는 전열관과 전열관의 틈새가 없어 전열관에 고착된 청소시 공간이 협소하여 작업하기가 어려우며 작업을 시행하더라도 분진을 배출시키기 어려운 문제점이 있었다.

이로써, 청소가 쉽도록 전열부의 내부에 공간을 형성시키는 동시에 수트 블로어를 이용하여 분진을 전열관에서 간단하게 제거할 수 있도록 하는 열보일러가 절실히 요구되는 실정이다.

1. 등록번호 제10-0650383호 (열회수보일러) 2. 등록번호 제20-0382409호 (열회수보일러)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 전열부 내의 전열관 사이에 공간을 형성시켜 수작업을 통한 청소 및 관리를 위한 편의성을 증대시키는 열보일러를 제공하는데 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 폐기물의 소각처리로 배출되는 고온 가스와 고형연료 보일러에서 발생되는 고온의 연소가스의 열을 이용하여 보일러수를 효과적으로 가열하는 데 있다.

더불어, 본 발명의 또 다른 목적은 전열부 내의 전열관 사이에 공간에 수트 블로어를 설치하여 주기적으로 전열관에 부착되는 더스트를 스팀이나 에어를 이용하여 제거할 수 있어 관리의 편리성을 증대시키는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폐기물의 소각처리로 배출되는 고온 가스와 고형연료(SRF) 보일러에서 발생되는 고온 가스를 이용하여 보일러수를 가열하여 이용하는 열회수보일러에 있어서, 고온 가스가 유입공간을 통해 유입되어 격벽을 따라 상승 후 유동공간을 통해 하부로 유동한 다음 배기공간으로 배출되면서 고온가스의 더스트가 후술되는 전열관에 융착되는 범위 이하로 고온 가스를 냉각시키는 냉각실과, 상기 냉각실의 배기공간에 연통되고, 내부에 보일러수가 공급되는 상부 증기드럼과 하부 수드럼 사이로 길이 방향을 따라 다수의 전열관을 연결 설치하고, 상기 전열관이 설치되지 않은 공간에 지그재그 형태의 수냉구획벽관을 설치하여 유지보수공간을 형성하여, 상기 냉각실의 고온 가스가 전열관 사이를 통과하면서 보일러수와 열교환하며 유지보수공간을 통해 수리 및 청소를 가능토록 하는 전열부와, 상기 전열부를 통과한 고온 가스를 외부로 배출하는 배출덕트로 구성되어 상부 증기드럼의 보일러수를 스팀 상태로 가열 공급하도록 구성하고, 상기 유지보수공간에는 수트 블로어를 전열관에 고정 설치하여 상기 수트 블로어의 스팀 및 에어 분사 작동으로 전열관에 융착된 가스의 더스트를 분리시켜 배출덕트로 배출하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 열회수보일러를 제공한다.

이상에서와 같이 본 발명은 전열부 내의 전열관 사이에 공간을 형성시켜 수작업을 통한 청소 및 관리를 위한 편의성을 증대시키는 효과가 있다.

그리고, 용융로 및 기타 소각로 등에서 폐기물의 소각처리로 배출되는 고온 가스와 고형연료 보일러에서 발생되는 고온의 연소가스의 폐열을 이용하여 보일러수를 효과적으로 가열하는 효과가 있다.

더불어, 전열부 내의 전열관 사이에 유지보수 공간에 수트 블로어를 설치하여 주기적으로 전열관에 부착되는 더스트를 스팀이나 에어를 이용하여 제거할 수 있어 관리의 편리성을 증대시키는 효과가 있다.

도 1은 종래의 열회수보일러의 일례를 보여주는 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 열회수보일러를 나타낸 일 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 냉각실과 전열부를 나타낸 일 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 전열부를 나타낸 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 전열부를 나타낸 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 전열부의 개략도,
도 7은 본 발명에 따른 절열부의 벽체 구조도,
도 8은 본 발명에 따른 열회수보일러가 적용된 일예의 플랜트 구성도이다.

이에 상기한 바와같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 열회수보일러는 용융로나 기타 소각로 등에서 폐기물의 소각처리로 배출되는 고온 가스와 고형연료(SRF) 보일러에서 발생되는 고온의 연소가스를 이용하여 보일러의 보일러수를 가열하는 것이다.

이러한, 상기 열회수보일러는 고온 가스가 유입공간(11)을 통해 유입되어 격벽(12)을 따라 상승 후 유동공간(13)을 통해 하부로 유동한 다음 배기공간(14)으로 배출되면서 고온 가스의 더스트가 후술되는 전열관에 융착되는 범위 이하로 고온 가스를 냉각시키는 냉각실(10)을 구성한다.

그리고, 상기 냉각실(10)의 배기공간(14)에 연통되고, 내부에 보일러수가 공급되는 상부 증기드럼(21)과 하부 수드럼(22) 사이로 길이 방향을 따라 다수의 전열관(23)을 연결 설치하고, 상기 전열관(23)이 설치되지 않은 공간에 지그재그 형태의 수냉구획벽관(24a)을 설치하여 유지보수공간(24)을 형성하여, 상기 냉각실(10)의 고온 가스가 전열관(23) 사이를 통과하면서 보일러수와 열교환하며 유지보수공간(24)을 통해 수리 및 청소를 가능토록 하는 전열부(20)를 구성한다.

아울러, 상기 전열부(20)를 통과한 고온 가스를 외부로 배출하는 배출덕트(30)로 구성되어 상부 증기드럼(21)의 보일러수를 스팀 상태로 가열 공급하도록 구성되는 것이다.

이러한, 상기 유지보수공간(24)에는 수트 블로어(25)를 전열관(23)에 고정 설치하여 상기 수트 블로어(25)의 스팀 및 에어의 분사작동으로 전열관(23)에 부착된 연소가스의 더스트를 분리시켜 배출덕트(30)로 배출하도록 구성하는 것이다.

이때, 상기 냉각실(10)과 전열부(20)의 벽체는 내부에 고온 가스와 열교환을 위한 포화수가 순환되고 상호 이격되게 위치하는 다수의 튜브관(26)과 튜브관(26) 사이를 밀폐되게 연결하는 강판재(27)로 구성된다.

또한, 상기 배출덕트(30)의 내부에는 공급관(31)을 통해 상부 증기드럼(21)으로 공급되는 보일러수를 배출되는 고온 가스와의 열교환으로 가열 공급하도록 지그 재그 형태로 보일러수가 안내되는 열교환관(51)이 마련된 절탄기(50)가 설치 구성된다.

이러한, 상기 전열부(20)는 전열관(23)이 수직으로 설치되는데 전열부(20)의 중앙 부분에는 전열관(23)이 일부 설치되지 않은 빈 공간에 전열관(23)을 삽입하여 고정 설치 구성한다.

이때, 상기 전열관(23)은 전열부(20)의 세로 방향을 따라 좌우로 지그재그 형태로 구성되어 인접하는 전열관(23)과의 사이에 유지보수공간(24)을 생성하게 된다.

그리고, 상기 유지보수공간(24)에는 가스의 더스트가 다수의 전열관(23)이나 열교환관(51)에 융착되는 것을 방지하도록 수트 블로어(25)가 전열관(23)에 고정되고 개수는 하나 이상으로 여건에 따라 추가적으로 설치 가능할 것이다.

이러한, 상기 수트 블로어(25)는 스팀이나 에어를 사용하여 가스의 더스트가 전열관(23)이나 열교환관(51)에서 부착됨을 분리 제거하게 되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 열회수보일러는 용융로나 기타 소각로 등에서 폐기물의 소각처리로 배출되는 고온 가스 및 고형연료(SRF)보일러에서 발생되는 고온의 연소가스를 이용하여 보일러장치의 보일러수를 가열하는데 이용하는 것이다.

즉, 상기 배출되는 고온 가스가 일측 유입공간(11)을 통해 냉각실(10)로 공급된다.

이와 같이 냉각실(10)로 공급된 고온 가스는 벽체의 튜브관(26)으로 순환되는 포화수와의 열교환으로 고온 가스의 온도를 가스의 더스트가 전열부(20)의 전열관(23) 표면에 부착되는 범위 이하로 냉각 저하시키게 되는 것이다.

이처럼 냉각된 고온 가스는 유동공간(13)를 통해 전열부(20)의 하부로 공급된다.

그리고 상기 고온 가스는 전열부(20)에서 상,하부 드럼(21)(22) 사이를 연결하는 다수의 전열관(23) 사이를 통과하면서 열교환으로 보일러수를 가열하게 되는 것이다.

또한, 상기 하부 수드럼(22)의 포화수는 다시 전열관(23)을 통해 상부 증기드럼(21)로 상승하는 작동을 반복하면서 고온 가스와의 열교환을 반복하여 상기 상부 증기드럼(21) 내부의 포화수는 스팀 상태로 가열되게 된다.

즉, 보일러수 저장용 메인탱크(40)에서 증기드럼(21)으로 공급되는 보일러수는 다수의 전열관(23)을 통해 하부 수드럼(22)으로 하강 유통하면서 고온 가스와의 열교환으로 가열하고, 상기 하부 수드럼(22)의 보일러수는 포화수 상태로 다시 전열관(23)을 통해 상부 증기드럼(21)으로 상승 유통하면서 고온 가스와의 열교환으로 가열하는 작동을 반복하여서 상부 증기드럼(21)의 보일러수는 스팀 상태로 가열되게 되는 것이다.

이때, 상기 상부 증기드럼(21)으로 공급되는 보일러수는 절탄기(50)에서 배출덕트(30)로 배출되는 고온 가스와 내부에 보일러수가 공급되는 지그 재그 형태의 열교환관(52)이 열교환하여 보일러수를 1차 가열한 상태로 공급하기 때문에 효율을 더욱 극대하게 되는 것이다.

또한, 상기 전열부(20)에서 전열관(23)사이로 배출되는 고온 가스는 냉각실에서 고온 가스의 더스트가 전열관에 융착되는 범위 이하로 냉각된 상태로 공급되기 때문에 고온 가스의 더스트가 전열관(23) 외표면에 부착됨을 방지하게 되는 것이다.

또한, 상기 전열부(20)의 내부에 설치된 수트 블로어(25)에서 강한 스팀이나 에어를 사용하여 전열부(20)의 다수의 전열관(23)이나 상기 절탄기(50)의 열교환관(52)에 더스트가 융착되는 것을 분리하여 전열관(23), 열교환관(51)의 열교환 효율을 우수하게 제공함은 물론 청소 관리를 간편하게 제공하게 되는 것이다.

그리고 상기와 같이 전열부(20)를 통과한 고온 가스는 배출덕트(30)에서 전술한 바와 같이 절탄기(50)에 의해 상부 증기드럼(21)으로 공급되는 보일러수를 재차 가열하면서 외부로 배출되게 되게 되는 것이다.

또한, 상기 상부 증기드럼(21)에서 스팀 상태로 가열된 보일러수는 스팀 배출관(33)을 통해 공급되어 산업용,난방용, 온수용 등에 사용하게 되는 것이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

10 : 냉각실 11 : 유입공간
12 : 격벽 13 : 유동공간
14 : 배기공간 20 : 전열부
21 : 상부 증기드럼 22 : 하부 수드럼
23 : 전열관 24 : 유지보수공간
24a : 수냉구획벽관 25 : 수트 블로어
26 : 튜브관 27 : 강판재
30 : 배출덕트 31 : 공급관
40 : 보일러수 저장용 메인탱크
50 : 절탄기 51 : 열교환관

Claims (2)

1. 폐기물의 소각처리로 배출되는 고온 가스를 이용하여 보일러수를 가열하여 이용하는 열회수보일러에 있어서,
   폐기물의 소각처리로 배출되는 고온 가스가 유입공간(11)을 통해 유입되어 격벽(12)을 따라 상승 후 유동공간(13)을 통해 하부로 유동한 다음 배기공간(14)으로 배출되면서 고온 가스의 더스트가 후술되는 전열관에 융착되는 범위 이하로 고온 가스를 냉각시키는 냉각실(10)을 구성하고,
   상기 냉각실(10)의 배기공간(14)에 연통되고, 내부에 보일러수가 공급되는 상부 증기드럼(21)과 하부 수드럼(22) 사이로 길이 방향을 따라 다수의 전열관(23)을 연결 설치하고, 상기 전열관(23)이 설치되지 않은 공간에 지그재그 형태의 수냉구획벽관(24a)을 설치하여 유지보수공간(24)을 형성하여, 상기 냉각실(10)의 고온 가스가 전열관(23) 사이를 통과하면서 보일러수와 열교환하며 유지보수공간(24)을 통해 수리 및 청소를 가능토록 하는 전열부(20)를 구성하며,
   상기 전열부(20)를 통과한 고온 가스를 외부로 배출하는 배출덕트(30)로 구성되어 상부 증기드럼(21)의 보일러수를 스팀 상태로 가열 공급하도록 구성하고,
   상기 유지보수공간(24)에는 수트 블로어(25)를 전열관(23)에 고정 설치하여 상기 수트 블로어(25)의 스팀 및 에어 분사 작동으로 전열관(23)에 융착된 가스의 더스트를 분리시켜 배출덕트(30)로 배출하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 열회수보일러.
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