보일러 폐열회수 장치 Soot blow

(1) 과열기(super heater)

보일러에서 발생한 습포화 증기의 압력을 일정하게 유지하면서 온도만을 높여 과열증기를 만드는 장치이다.

 

a) 열 가스 접촉(전열방식)에 의한 분류

접촉 과열식(대류형) : 연도에 설치하여 연소가스의 대류열을 이용한다.

복사 과열식(방사형) : 연소실 측벽에 설치하여 복사열을 이용한다.

복사 접촉 과열기(방사 대류형) : 복사열과 대류열을 동시에 이용한다

 

b) 증기와 연소가스 흐름에 의한 분류

병류식 : 증기와 연소가스의 흐름방향이 같으며, 연소가스에 의한 관의 손상이 적으나 효율이 낮다.

향류식 : 증기와 연소가스의 흐름방향이 반대이며, 효율이 좋으나 연소가스에 의한 관의 손상이 크다.

혼류식 : 병류식과 향류식의 혼합형으로 효율도 좋고, 연소가스에 의한 관의 손상도 적다.

 

c) 과열기 사용 시 장점

열효율 증가한다.

수격작용 방지한다.

관내 마찰저항이 감소된다.

장치 내 부식이 방지된다.

적은 증기로 많은 열을 얻는다.

 

d) 과열기 사용 시 단점

가열 표면의 일정온도 유지가 곤란하다.

가열장치에 큰 열 응력 발생한다.

직접 가열 시 열 손실 증가 된다.

제품의 손상이 우려된다.

과열기 표면에 고온부식이 발생한다.

 

e) 과열증기 온도 조절 방법

연소가스 양을 가감한다.

과열 저감기를 사용한다.

저온가스를 재순환시킨다.

화염의 위치를 바꾼다.

 

* 과열 저감기: 과열증기 일부를 급수와 열교환 하거나, 과열기 속에 물을 무상으로 분무시키는 장치이다.

 

(2) 급수 예열기(economizer)

보일러 급수를 연소가스 여열(餘熱)을 이용하여 예열시키는 장치로 절탄기라 한다.

 

a) 절탄기의 분류

설치방법에 의한 분류 : 부속식, 집중식이 있다.

재질에 의한 분류 : 강관제, 주철제가 있다.

전열면의 위치에 의한 분류 :  고정식, 회전식이 있다.

급수의 가열도에 의한 분류 : 증발식, 비증발식이 있다.

 

b) 절탄기 사용 시 장점

열효율 향상된다.

열응력 발생이 방지된다.

급수 중 불순물의 일부 제거 된다.

연료소비량 감소 된다.

 

c) 절탄기 사용 시 단점

통풍저항이 증가된다.

연돌의 통풍력 저하된다.

저온부식의 원인이 된다.

연도의 청소, 검사, 점검이 곤란하다.

 

d) 취급상 주의사항

열응력을 방지하기 위하여 연소가스 온도와 절탄기 입구의 급수온도차를 적게 한다.

저온부식을 방지하기 위하여 절탄기 출구 측 연소가스를 170 [℃] 이상 유지시킨다.

절탄기 과열을 방지하기 위하여 내부의 물의 유동상태를 확인한다.

가스에 의한 부식을 방지하기 위하여 절탄기 급수 중의 공기 및 불응축가스를 제거한 후 공급한다.

절탄기에는 결로수가 생긴다. 이 결로수는 약산성 성분이며 철의 부식을 유발한다. 부식을 방지하기 위하여 부식상태를 관리하고, 보일러 가동시 드레인 밸브를 열어  발생한 결로수가 빠져나갈 수 있도록 해야 한다. 

배기가스 성분 중 황성분으로 인해 절탄기와 연도부식을 초래한다. 중화처리장치을 설치 해 주어야 효과적이다.

 

(3) 공기예열기(air preheater)

연소가스의 여열을 이용하는 연소실에 공급되는 2차 공기를 예열하는 장치이다.

 

a) 종류

증기식 : 연소가스 대신 증기를 이용하여 2차 공기를 예열하는 것으로 부식의 우려가 없다.

전열식 : 연교환기를 이용한 것으로 관형 공기예열기와 판형 공기예열기가 있다.

재생식 : 축열식이라 불리며 연소가스를 통과시켜 열을 축적한 후 이곳에 2차 공기를 통과시켜 공기를 예열하는 방식으로 회전식, 고정식, 이동식으로 분류된다.

 

b) 공기예열기 사용 시 장점

전열효율, 연소효율 향상된다.

예열공기의 공급으로 불완전 연소가 감소된다.

보일러 열효율 향상된다.

품질이 낮은 연료도 사용할 수 있다.

 

c) 공기예열기 사용 시 단점

통풍저항 증가한다.

연돌의 통풍력 저하된다.

저온부식의 원인이 된다.

연도의 청소, 검사, 점검이 곤란하다.

 

d) 취급상 주의사항

저온부식을 방지하기 위하여 공기예열기 출구 측 연소가스를 150 [℃] 이상 유지시킨다.

공기예열기 과열을 방지하기 위하여 입구 측 연소가스 온도를 500 [℃] 이하로 유지시킨다.

부연도를 설치하여 점화초기 및 저부하 운전 시에 사용한다.

전열면에 부착한 그을음 청소를 수시로 한다.

재생식 중 회전식을 점화전에 가동해 국부적인 과열을 방지한다.

 

(4) Soot blow

전열면 외측 또는 수관 주위의 그을음이나 재를 불어 제거하는 방법이다.

a) 분류

증기 분사식, 공기 분사식이 있다.

b) 종류

장발형(long retractable type) : 과열기와 같이 고온의 열가스가 통하는 부분에 사용하는 것으로 사용할 때는 분출관을 넣고, 사용하지 않을 때에는 빼어두는 형식이다.

단발형(short retractable type) : 분사관이 짧으며 1개의 노즐을 설치하여 연소노벽에 부착되어 있는 이물질을 제거하는 데 사용한다.

정지회전형 : 전열면이나 절탄기에 고정 설치하여 매연을 제거하는 것으로 정지된 상태로 회전하는 분사관에 다수의 구멍이 뚫려 있고 이곳으로 증기가 분사된다.

공기예열기 클리너 : 관형 공기예열기에 사용하는 것으로 자동식과 수동식이 있다.

건타입: 보일러의 연소로 벽 등에 부착하는 타고 남은 찌꺼기를 제거하는데 적합하며 특히, 미분탄 연소 보일러 및 폐열보일러 같은 타고 나은 연재가 많이 부착하는 보일러에 사용한다.

c) 사용 시 주의사항

부하가 50 [%] 이하일 때, 소화 후에는 사용을 금지한다.

댐퍼를 완전히 열고 통풍력을 크게 한다.

그을음 제거를 하기 전에 분출기 내부의 응축수를 제거한다.

그을음 불어내기 관을 동일 장소에서 오래 동안 작용시키지 않는다.

흡입통풍기가 있을 경우 흡입통풍을 늘려서 한다.