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KR20100073732A - Rotary regenerator type heat exchanger for waste hert recovery in reheating furnace - Google Patents

Rotary regenerator type heat exchanger for waste hert recovery in reheating furnace Download PDF

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KR20100073732A
KR20100073732A KR1020080132485A KR20080132485A KR20100073732A KR 20100073732 A KR20100073732 A KR 20100073732A KR 1020080132485 A KR1020080132485 A KR 1020080132485A KR 20080132485 A KR20080132485 A KR 20080132485A KR 20100073732 A KR20100073732 A KR 20100073732A
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KR
South Korea
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heat
exhaust gas
heat exchanger
furnace
heat exchange
Prior art date
Application number
KR1020080132485A
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Korean (ko)
Inventor
강덕홍
김기홍
정홍규
Original Assignee
재단법인 포항산업과학연구원
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: A heat exchange system for a waste heat recovery in a reheating furnace is provided to reduce the generation amount of NOx and to protect a suction fan by partially mixing burning air and waste gas in a regenerative heat exchange. CONSTITUTION: A heat exchange system for a waste heat recovery in a reheating furnace comprises: a blower which supplies air for burning; a burning air supply line(25) which supplies the burning air supplied from the blower to a burner; a waste gas exhaust line(20) which exhausts waste gas of high temperature created in a reheating furnace; and a regenerative heat exchanger(33) which is connected to the burning air supply line and the waste gas exhaust line and includes a honeycomb regenerative heat reservoir(34) which is composed of ceramic material and proceeds direct heat exchange, separating plates(40) which form sections by dividing the regenerative heat reservoir to the radial direction from the center of a circle, and a rotary shaft(36) which is formed at the center of the heat exchanger.

Description

가열로의 배열회수용 열교환 시스템 {Rotary regenerator type heat exchanger for waste hert recovery in reheating furnace}Rotary regenerator type heat exchanger for waste hert recovery in reheating furnace

본 발명은 가열로에서 배출되는 고온의 연소 배가스의 배열을 회수할 때 열회수율을 향상시키고, 유지보수 시간을 줄인 가열로의 배열회수용 열교환시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat recovery system for heat recovery of a heating furnace which improves the heat recovery rate and reduces maintenance time when recovering the heat exhaust gas exhaust gas discharged from the heating furnace.

가열로는 통상 버너에 의해 연료를 연소시켜 피가열물을 승온, 가열시키는 설비로서 대개 1200 ℃ 이상 고온으로 유지되는 에너지 다소비 설비이다. 그러므로 가열로의 열효율을 향상시켜 연료 원단위를 낮추는 것이 매우 중요한 것으로 인식되어 왔으며, 이를 위하여 각종 열회수 장치가 개발되어 사용되고 있다.A heating furnace is a facility which usually burns fuel by a burner and heats up and heats a to-be-heated object, and is an energy-saving facility which is generally maintained at 1200 degreeC or more high temperature. Therefore, it has been recognized that it is very important to improve the thermal efficiency of the furnace to lower the fuel unit, and for this purpose, various heat recovery devices have been developed and used.

가열로에서 방출되어지는 폐열중에서 가장 큰 부분을 차지하는 것이 연소 배가스의 배열임은 이미 잘 알려져 있으며, 연소 배가스의 배열회수를 위한 방법으로써 일반적으로 연소용 공기 예열용의 열교환기(Recuperator)를 설치하여 운용하고 있다.It is well known that the largest part of the waste heat discharged from the furnace is the arrangement of combustion flue gas, and as a method for recovering the combustion flue gas, a heat exchanger for preheating combustion air is generally installed. It is operating.

도 1은 종래의 가열로와 배열회수용 열교환시스템을 나타내는 구성도인데, 종래의 가열로(1)에서는 장입대, 예열대, 가열대, 균열대에서 연소되어 가열로(1) 내의 소재(2)를 가열한 후 950 ℃ 정도의 연소 배가스가 연도(6)를 통하여 열교환기(10)로 보내진다. 이 때 열교환기는 금속으로 이루어지며 그 재질의 제약조건에 의해 연소 배가스의 온도가 최대 850 ℃가 넘지 않도록 하기 위해 연도에 희석팬(8)이 설치되어 있다. 1 is a block diagram showing a conventional heating furnace and a heat recovery system for heat recovery. In the conventional heating furnace 1, the material 2 in the heating furnace 1 is burned in a charging zone, a preheating zone, a heating zone, and a cracking zone. After heating, the combustion flue gas of about 950 ° C. is sent to the heat exchanger 10 through the flue 6. At this time, the heat exchanger is made of metal, and the dilution fan 8 is installed in the flue so that the temperature of the combustion flue gas does not exceed a maximum of 850 ° C due to the constraint of the material.

또한, 열전대(9)에 의하여 측정된 연소 배가스의 온도가 일정치를 넘어설 경우 분산제어시스템(Distributed Control System, 이하 'DCS'라함;12)에 의하여 희석팬(8)을 가동시켜 연도(6)를 지나가는 연소 배가스의 온도를 상온의 외기와 혼합시켜 적정 연소 배가스의 온도를 유지하여 열교환기(10)로 보내게 된다.In addition, when the temperature of the combustion flue gas measured by the thermocouple 9 exceeds a predetermined value, the dilution fan 8 is operated by the distributed control system (hereinafter, referred to as 'DCS') 12 to produce a flue (6). The temperature of the combustion flue gas passing through) is mixed with the outside air at room temperature to maintain an appropriate temperature of the flue gas and send it to the heat exchanger 10.

그러나, 상기 방식의 경우에는 열교환기의 열회수율이 70% 미만으로서 연소용 공기의 온도를 600 ℃ 이상으로 예열하는 것이 곤란하여 현열회수의 극대화에 문제점이 있다. 또한, 열교환기의 재질적인 측면에서도 전열관의 보호를 위하여 가열로의 출구 온도를 850 ℃ 이상으로 유지하는 것이 곤란하여 가열로의 출구부인 예열대의 온도를 높게 관리할 수 없으므로 상대적으로 가열로의 길이가 길어지게 되는 문제점이 있다. 또한, 상기 방식의 경우에는 간접 열교환방식으로서, 설치공간의 문제로 주어진 공간내 열교환 전열면적의 제한으로 인해 열교환율 향상에 한계가 있고, 유지, 보수에 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.However, in the case of the above method, since the heat recovery rate of the heat exchanger is less than 70%, it is difficult to preheat the temperature of the combustion air to 600 ° C. or higher, which causes a problem in maximizing the sensible heat recovery. In addition, in terms of material of heat exchanger, it is difficult to maintain the outlet temperature of heating furnace above 850 ℃ for protection of heat pipe, so the temperature of preheating zone, which is the outlet of heating furnace, cannot be managed high. There is a problem of lengthening. In addition, in the case of the above-described method, as an indirect heat exchange method, there is a limit in improving the heat exchange rate due to the limitation of the heat exchange heat transfer area in the space given by the problem of the installation space, and there is a problem in that it takes a long time for maintenance and repair.

상기 문제점을 해결하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 미국특허 제4,604,051호 및 제4,878,480호에서 교호연소식 축열 연소방법이 제안되었다. 그러나, 상기 방법은 종래의 열회수율 상한을 극복하여 최대 90%까지 열회수가 가능하지만, 2대의 버너가 1개조로 운용되므로 버너의 조별로 절환변(9)이 설치되어야 하며 특히 많은 수의 버너가 사용되는 대형 가열로에서는 버너의 연소조작에 많은 수의 절환변(9)과 제어장치가 설치되어야 하는 단점을 갖고 있는 것이다. 따라서 대용량 버너를 사용하는 경우에는 로압저절과 안정상에 큰 문제를 갖고 있다.In order to solve the above problem, as shown in FIG. 2, alternating combustion regenerative combustion methods have been proposed in US Pat. Nos. 4,604,051 and 4,878,480. However, the above method is capable of recovering heat up to 90% by overcoming the conventional upper limit of heat recovery, but since two burners are operated in one set, a switching valve 9 must be installed for each group of burners, especially a large number of burners. Large furnaces used have the disadvantage that a large number of changeovers 9 and control devices must be installed in the combustion operation of the burners. Therefore, when a large-capacity burner is used, there is a big problem in low pressure and stability.

본 발명은 가열로내의 연소 배가스의 배출로 인한 열교환율 및 회수율을 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to improve the heat exchange rate and recovery rate due to the discharge of combustion flue gas in a furnace.

본 발명은 연소용 공기를 공급하는 송풍기와, 상기 송풍기로부터 공급된 연소용 공기를 버너로 공급하는 연소용 공기 공급라인과, 가열로 내에서 발생된 고온의 배가스 배기라인과, 상기 연소용 공기 공급라인과 배가스 배기라인과 연결된 축열식 열교환기를 포함하여 구성된 가열로 내에서 발생된 고온의 연소 배가스의 배열을 회수하기 위한 열교환 시스템에 있어서, 상기 축열식 열교환기는 원형단면의 세라믹 재질로 이루어지고 직접 열교환이 가능하며, 그 내부에 형성된 허니컴 축열체층과, 상기 축열체층을 원중심에서 원주방향으로 분리하여 다수의 섹션을 형성시키는 다수의 분리판과, 중심에 형성된 회전축으로 구성되는 것을 특징으로 하는 가열로의 배열회수용 열교환 시스템을 제공한다.The present invention provides a blower for supplying combustion air, a combustion air supply line for supplying combustion air supplied from the blower to a burner, a high temperature exhaust gas exhaust line generated in a heating furnace, and the combustion air supply. A heat exchange system for recovering an array of hot combustion flue gases generated in a heating furnace including a heat storage heat exchanger connected to a line and an exhaust gas exhaust line, wherein the heat storage heat exchanger is made of a ceramic material having a circular cross section and is capable of direct heat exchange. And a honeycomb heat accumulator layer formed therein, a plurality of separator plates separating the heat accumulator layer in the circumferential direction from the center to form a plurality of sections, and a rotation shaft formed at the center thereof. Provided is a heat exchange system for recovery.

또한, 본 발명의 상기 축열식 열교환기의 상기 회전축은 그 외주면에 보호관이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열로의 배열회수용 열교환 시스템을 제공한다.In addition, the rotary shaft of the heat storage heat exchanger of the present invention provides a heat exchange system for heat recovery of the heating furnace, characterized in that the protective tube is formed on the outer peripheral surface.

또한, 본 발명의 상기 배가스 배기라인상에는 유량 조절을 위한 댐퍼를 설치되고, 상기 댐퍼의 개도량 조절을 위한 분산제어시스템(DCS)이 설치된 것을 특징으로 하는 가열로의 배열회수용 열교환 시스템을 제공한다.In addition, a damper for adjusting the flow rate is provided on the exhaust gas exhaust line of the present invention, and a distributed control system (DCS) for adjusting the opening amount of the damper is provided. .

또한, 본 발명은 가열로내의 로압의 측정신호를 상기 분산제어시스템에 송신하는 검출센서가 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 가열로의 배열회수용 열교환 시스템을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a heat exchange system for the heat recovery of the furnace, characterized in that the detection sensor for transmitting a low-pressure measurement signal in the furnace to the distributed control system further comprises.

또한, 본 발명은 가열로의 배기가스 출구와 연돌 사이에는 연소 배가스의 배기를 위한 바이패스 배기라인이 형성되고, 상기 바이패스 배기라인상에는 DCS의 제어에 의해 유량을 조절하는 댐퍼가 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 가열로의 배열회수용 열교환 시스템을 제공한다.In addition, the present invention is formed between the exhaust gas outlet of the furnace and the flue by-pass exhaust line for the exhaust of the combustion exhaust gas, on the bypass exhaust line further comprises a damper for adjusting the flow rate by the control of the DCS Provided is a heat exchange system for recovering heat from a furnace.

또한, 본 발명의 상기 축열식 열교환기는 상기 축열체의 회전에 의해 그 내부에서 상기 연소용 공기와 배가스가 일부 혼합되어 상기 연소용 공기 공급라인을 통해 가열로의 버너로 공급되거나 상기 배가스 배기라인을 통해 흡입팬을 거쳐 연돌로 배출되는 것을 특징으로 하는 가열로의 배열회수용 열교환 시스템을 제공한다.In addition, the regenerative heat exchanger of the present invention is a mixture of the combustion air and exhaust gas therein by the rotation of the heat accumulator is supplied to the burner of the heating furnace through the combustion air supply line or through the exhaust gas exhaust line It provides a heat exchange system for the heat recovery of the heating furnace characterized in that the discharge through the suction fan to the stack.

본 발명은 가열로내의 연소 배가스의 배출로 인한 열교환율 및 회수율을 향상시켜 에너지를 절감하고, 유지, 보수에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있으며, 축열식 열교환기내에서 연소용 공기와 배가스를 일부 혼합시켜 NOx의 발생량을 줄이고, 흡입팬을 보호할 수 있는 효과를 제공한다.The present invention can improve the heat exchange rate and recovery rate due to the discharge of the combustion flue gas in the furnace to save energy, reduce the time required for maintenance, repair, and by mixing some of the combustion air and flue gas in the heat storage heat exchanger It reduces the amount of NOx and protects the suction fan.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 배열회수용 열교환시스템을 나타낸 구성도이다.Figure 3 is a block diagram showing a heat recovery heat exchange system according to the present invention.

본 발명의 축열식 열교환기는 원형단면의 세라믹 재질로 이루어지고, 그 내부에 형성된 허니컴 축열체와, 상기 축열체를 원중심에서 원주방향으로 분리하여 다수의 섹션을 형성시키는 다수의 분리판과, 중심에 형성된 회전축으로 구성되는 것을 특징으로 하는 가열로의 배열회수용 열교환 시스템을 제공한다.The heat storage heat exchanger of the present invention is made of a ceramic material having a circular cross section, and has a honeycomb heat storage body formed therein, and a plurality of separation plates for separating the heat storage body from the center of the circumferential direction to form a plurality of sections, and at the center thereof. It provides a heat exchange system for recovering the arrangement of the heating furnace, characterized in that consisting of a rotating shaft formed.

종래 열교환기의 재질적인 측면에서 희석팬을 통하여 배가스의 온도가 최대 850 ℃ 넘지 않도록 하였고, 간접열교환방식이었기 때문에 설치공간의 문제와 전열면적의 제한으로 인한 열교환율의 향상에 문제가 있었으나, 본 발명에서는 그 재질을 세라믹으로 하고 직접 열교환이 가능한 열교환 방식을 택하였으며(Regenerator), 축열과 방열이 동시에 가능한 회전형으로 구성하여 상기 설치공간의 문제와 전열면적의 문제점을 극복하여 열효율을 크게 향상시킬 수 있다. 상기 세라믹 재질은 알루미나, 코딜라이트 등의 재질이 가능하다.In the material aspect of the conventional heat exchanger, the temperature of the exhaust gas was not exceeded 850 ° C. through the dilution fan, and because it was an indirect heat exchange method, there was a problem in improving the heat exchange rate due to the problem of the installation space and the limitation of the heat transfer area. In the material, the material is ceramic and the heat exchange method that can be directly heat exchanged is selected (Regenerator), and it is composed of the rotating type that can simultaneously heat storage and heat dissipation, and can overcome the problems of the installation space and the heat transfer area, thereby greatly improving the thermal efficiency. have. The ceramic material may be a material such as alumina or cordillite.

열교환기(33) 내부의 열교환 매체인 축열체층(34)은 허니컴 타입을 사용하였는데, 허니컴은 기존 금속재의 열교환기에 비하여 전열면적이 매우 넓고 열교환율이 높은 특징이 있다. The heat accumulator layer 34, which is a heat exchange medium inside the heat exchanger 33, uses a honeycomb type, and the honeycomb has a very high heat transfer area and a high heat exchange rate as compared to the conventional metal heat exchanger.

상기 축열체층(34)를 원중심에서 원주방향으로 분리하여 다수의 섹션을 형성시키는 다수의 분리판(40)이 구성되는데, 상기 분리판(40)에 의해 허니컴 축열체층(34)이 다수의 섹션으로 구분되어 진다. 따라서 교체 및 유지, 보수가 용이하고, 열충격을 최소화시킬 수 있으며, 온도대별로 적정재질과 CPSI(Cell Per Square Inch)를 달리할 수 있다. A plurality of separator plates 40 are formed to separate the heat accumulator layer 34 in the circumferential direction from the center to form a plurality of sections. The honeycomb heat accumulator layer 34 is divided into a plurality of sections by the separator plate 40. It is divided into Therefore, it is easy to replace, maintain, and repair, minimize thermal shock, and vary the appropriate material and cell per square inch (CPSI) for each temperature range.

열교환기(33)의 중심에는 회전축(36)이 형성되어 회전이 가능하도록 형성되 어 있다. 상기 회전축의 외주면에는 보호관(39)이 형성되어 있는데, 상기 보호관은 고온의 열로부터 열교환기의 회전축을 보호하기 위하여 냉수 등으로 냉각하는 역할 을 한다. 한편, 열응력에 의한 회전축(36)이 구부러지는 것을 방지하고, 불균일 유동을 제거하기 위해 열교환기는 수직으로 배치한다.At the center of the heat exchanger 33, a rotating shaft 36 is formed to be rotatable. A protective tube 39 is formed on an outer circumferential surface of the rotary shaft, and the protective tube serves to cool with cold water to protect the rotary shaft of the heat exchanger from high temperature heat. On the other hand, the heat exchanger is arranged vertically to prevent the rotating shaft 36 from bending due to thermal stress and to remove non-uniform flow.

본 발명의 상기 배가스 배기라인(20)상에는 유량 조절을 위한 댐퍼(28)가 설치되고, 상기 댐퍼(28)의 개도량 조절을 위한 분산제어시스템(DCS)이 설치된 것을 특징으로 하는 가열로의 배열회수용 열교환 시스템이 포함된다. 상기 댐퍼(28)는 가열로의 배가스의 배출구(42)와 열교환기의 전단의 배가스 입구(30) 사이에 설치되며, 가열로의 배가스의 배출구(42)로부터 배출되는 고온의 배가스의 유량을 조절한다.On the exhaust gas exhaust line 20 of the present invention, a damper 28 for adjusting the flow rate is installed, and a distribution control system (DCS) for adjusting the opening amount of the damper 28 is installed. A recovery heat exchange system is included. The damper 28 is installed between the outlet 42 of the exhaust gas of the heating furnace and the exhaust gas inlet 30 of the front end of the heat exchanger, and adjusts the flow rate of the hot exhaust gas discharged from the outlet 42 of the exhaust gas of the heating furnace. do.

또한, 상기 댐퍼의 개도량은 배가스의 유량을 제어하기 위해 설치된 가열로의 로압검출센서(23)의 측정신호를 수신받은 분산제어시스템(DCS)이 설정치(통상1.0mmH2O)와 비교하여 유량을 제어하게 된다.In addition, the opening amount of the damper is compared to the set value (typically 1.0 mmH 2 O) by the distributed control system DCS receiving the measurement signal of the low pressure detection sensor 23 of the heating furnace installed to control the flow rate of the exhaust gas. To control.

한편, 본 발명은 가열로의 배기가스 출구(42)와 연돌(38) 사이에는 연소 배가스의 배기를 위한 바이패스 배기라인(43)이 형성되고, 상기 바이패스 배기라인상에는 유량 조절을 위한 댐퍼(41)가 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 가열로의 배열회수용 열교환 시스템이 포함되는데, 열교환기의 갑작스런 고장 또는 그 내부의 축열체의 교체 및 보수, 청소 등을 실시할 경우에는 상기 분산제어시스템(DCS)(26)가 상기 바이패스 배기라인(43)상에 형성된 댐퍼(41)의 개 도를 조정하면 연소 배가스는 자연통풍에 의해 연돌(38)을 통하여 배출되게 된다.Meanwhile, in the present invention, a bypass exhaust line 43 for exhausting combustion exhaust gas is formed between the exhaust gas outlet 42 and the stack 38 of the heating furnace, and a damper for flow rate control is formed on the bypass exhaust line. 41) is further included, the heat recovery system for the heat recovery of the heating furnace is characterized in that it is configured, in the case of performing a sudden failure of the heat exchanger or the replacement, repair, cleaning, etc. of the heat accumulator therein the distributed control system When the (DCS) 26 adjusts the opening degree of the damper 41 formed on the bypass exhaust line 43, the combustion exhaust gas is discharged through the stack 38 by natural ventilation.

본 발명의 상기 축열식 열교환기(33)는 그 내부에서 상기 연소용 공기와 배가스가 일부 혼합되어 상기 연소용 공기 공급라인을 통해 가열로의 버너로 공급되거나 상기 배가스 배기라인을 통해 흡입팬을 거쳐 연돌로 배출되는 것을 특징으로 하는 가열로의 배열회수용 열교환 시스템을 포함한다.The regenerative heat exchanger 33 of the present invention is a mixture of the combustion air and exhaust gas therein is supplied to the burner of the heating furnace through the combustion air supply line or the stack through the suction fan through the exhaust gas exhaust line And a heat exchange system for recovering the heat of the furnace, characterized in that it is discharged.

가열로의 연소 배가스와 송풍기로부터 공급된 연소용 공기는 열교환기의 내부를 통과하면서 일부 혼합되게 된다. 즉, 고온 배가스 입구(30)로 유입된 배가스는 저온 배가스 출구(32)로 열교환기에 유입된 양과 동일한 양이 배출되는 것이 아니라, 열교환기 내부의 축열체의 회전 때문에 일부가 연소용 공기와 혼합되어 연소용 공기 공급라인을 통해 가열로 내의 버너에 공급되므로, 버너의 최대 화염온도가 저하되고 연소역내의 산소농도도 저감되어 NOx 발생량이 감소되는 효과가 있다.The combustion flue gas of the furnace and the combustion air supplied from the blower are partially mixed while passing through the inside of the heat exchanger. That is, the exhaust gas flowing into the high temperature exhaust gas inlet 30 is not discharged to the low temperature exhaust gas outlet 32 in the same amount as the amount introduced into the heat exchanger, but is partially mixed with the combustion air due to the rotation of the heat accumulator inside the heat exchanger. Since it is supplied to the burner in the furnace through the air supply line for combustion, the maximum flame temperature of the burner is lowered, the oxygen concentration in the combustion zone is also reduced, thereby reducing the amount of NOx generated.

한편, 상온의 공기입구(31)로 유입된 연소용 공기도 예열공기 출구를 통해 모두 통과되는 것이 아니라, 열교환기 내부의 축열체의 회전 때문에 일부가 배가스와 혼합되어 배가스의 온도가 감소하므로 흡입팬을 열로부터 보호할 수 있게 된다.On the other hand, the combustion air flowing into the air inlet 31 at room temperature does not pass through the preheating air outlet, but rather is mixed with the exhaust gas due to the rotation of the heat accumulator inside the heat exchanger so that the temperature of the exhaust gas is reduced, so that the suction fan Can be protected from heat.

이하, 본 발명의 작용에 대하여 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 3에 도시된 바와 같이, 가열로(21)는 다수의 통상 버너(22)를 연소시켜 장입된 소재를 약 1200 ℃ 정도로 가열하여 추출시키게 된다. 이 과정에서 가열로(21)의 내부에서 발생된 고온의 배가스는 가열로 출구로 모아져 배출하게 된다. 이 배출되는 800 ~ 900 ℃의 고온 배가스는 댐퍼(28)을 지나 고온 배가스 입구(30)를 통해 회전형 축열식 열교환기(33)로 유입된다. 상기 유입된 고온의 배가스는 축열체층(34)을 지나면서 방열된 후 저온 배가스 출구(32)를 통해 약 300 ℃ 이하의 저온 상태로 연돌(38)을 통해 배기된다. As shown in FIG. 3, the heating furnace 21 burns a plurality of ordinary burners 22 to extract the charged material by heating about 1200 ° C. In this process, the hot exhaust gas generated inside the furnace 21 is collected and discharged to the outlet of the furnace. The discharged high-temperature exhaust gas of 800 ~ 900 ℃ is introduced into the rotary heat storage heat exchanger 33 through the high temperature exhaust gas inlet 30 through the damper (28). The introduced high temperature exhaust gas is radiated while passing through the heat accumulator layer 34 and then exhausted through the chimney 38 at a low temperature of about 300 ° C. or less through the low temperature exhaust gas outlet 32.

송풍팬(35)을 통해 공급된 연소용 공기는 상온의 공기입구(31)를 통하여 회전형 축열식 열교환기(33)로 유입되거 고온의 배가스에 의해 축열된 축열체층(34)을 통과하면서 700 ℃ 이상의 고온 연소용 공기로 예열되어 예열공기 출구(29)를 통하여 연소용 공기 공급라인(25)을 거쳐 가열로의 통상 버너(22)의 공기노즐로 공급되게 된다. 상술한 바와 같이, 가열로의 연소 배가스와 송풍기로부터 공급된 연소용 공기는 열교환기의 내부를 통과하면서 일부 혼합되어 버너의 최대 화염온도가 저하되고 연소역내의 산소농도도 저감되어 NOx 발생량이 감소되는 효과가 있고, 배가스의 온도가 감소하므로 흡입팬을 열로부터 보호할 수 있게 된다.The combustion air supplied through the blower fan 35 enters the rotary heat storage heat exchanger 33 through the air inlet 31 at room temperature, and passes through the heat storage layer 34 that is stored by the high temperature exhaust gas. It is preheated by the above-mentioned high temperature combustion air, and is supplied to the air nozzle of the normal burner 22 of a heating furnace via the preheating air outlet 29 via the combustion air supply line 25. As described above, the combustion exhaust gas of the furnace and the combustion air supplied from the blower are partially mixed while passing through the inside of the heat exchanger so that the maximum flame temperature of the burner is lowered and the oxygen concentration in the combustion zone is also reduced, thereby reducing the amount of NOx generated. It is effective, and the temperature of the exhaust gas is reduced, so that the suction fan can be protected from heat.

한편, 연소용량에 따른 로압을 제어하기 위하여 로압검출센서(23)의 측정신호를 DCS(26)가 수신후 설정치(통상 1.0mmH2O)와 비교하여 유량 및 로압을 제어하게 되는데, 본 발명에서는 배기가스 배기라인상에 있는 즉, 가열로의 출구와 회전형 축열식 열교환기(33)의 전단에 있는 고온의 배가스 입구(30) 사이에 형성된 댐퍼(28)의 개도량을 조정하여 유량 및 로압을 제어할 수 있게 하였다. 또한, 회전형 축열식 열교환기(33)의 갑작스런 고장 또는 내부의 축열체층(34)의 교체 및 보수, 청소 등의 경우에는 DCS(26)가 댐퍼(41)의 개도를 조정하면 배가스는 자연통풍에 의해 연돌(38)로 배기되게 된다.On the other hand, in order to control the low pressure according to the combustion capacity, the DCS 26 receives the measurement signal of the low pressure detection sensor 23 compared with the set value (normally 1.0mmH2O) to control the flow rate and the low pressure. It is possible to control the flow rate and the low pressure by adjusting the opening amount of the damper 28 formed on the exhaust line, that is, between the outlet of the heating furnace and the hot exhaust gas inlet 30 at the front end of the rotary heat storage heat exchanger 33. Made it possible. In addition, in case of sudden failure of the rotary heat storage heat exchanger 33 or replacement, repair, and cleaning of the internal heat storage layer 34, when the DCS 26 adjusts the opening degree of the damper 41, the exhaust gas is discharged to natural ventilation. It is exhausted to the stack 38 by this.

도 1은 종래의 가열로와 배열회수용 열교환시스템을 나타낸 구성도.1 is a block diagram showing a conventional heat exchanger and heat recovery system for heat recovery.

도 2는 교호연소식 축열 연소방법의 구성도.2 is a block diagram of an alternating combustion type regenerative combustion method;

도 3은 본 발명에 의한 배열회수용 열교환시스템을 나타낸 구성도.Figure 3 is a block diagram showing a heat recovery heat exchange system according to the present invention.

* 도면의 주요부호에 관한 설명 *Explanation of the main symbols in the drawings

1. 가열로 2. 소재1. heating furnace 2. material

3. 통상 버너 4. 사절벽3. Normal burner 4. Dead wall

5. 축열식 버너 6. 연도5. Regenerative burner 6. Year

7. 빔 8. 희석팬7. Beam 8. Dilution Pan

9. 열전대 10. 열교환기9. Thermocouple 10. Heat exchanger

11. 연돌11. Stack

100. 송풍기 110. 댐퍼100. Blower 110. Damper

120. 절환변 130. 축열실120. Switching valve 130. Heat storage chamber

140. 버너1 150. 버너2140. Burner 1 150. Burner 2

160. 화염 170. 연료공급제어변160. Flame 170. Fuel supply control valve

20. 배가스 배기라인 21. 가열로20. Exhaust gas exhaust line 21. Furnace

22. 통상 버너 23. 로압검출센서22. Normal burner 23. Low pressure sensor

24. 연료공급라인 25. 연소용 공기 공급라인24. Fuel supply line 25. Combustion air supply line

26. DCS 27. 모터DCS 27. Motor

28. 댐퍼 29. 예열공기 출구28. Damper 29. Preheating air outlet

30. 고온 배가스 입구 31. 상온의 공기입구30. Hot exhaust gas inlet 31. Air inlet at room temperature

32. 저온 배가스 출구 33. 회전형 축열식 열교환기32. Low temperature exhaust gas outlet 33. Rotary regenerative heat exchanger

34. 축열체층 35. 송풍팬34. Heat storage layer 35. Blowing fan

36. 회전축 37. 흡입팬36. Rotating shaft 37. Suction fan

38. 연돌 39. 보호관38. Stacking 39. Sheriff

40. 분리판 41. 댐퍼40. Separator 41. Damper

42. 가열로의 배가스 출구 43. 바이패스 배기라인42. Exhaust gas outlet of furnace 43. Bypass exhaust line

Claims (6)

연소용 공기를 공급하는 송풍기와, 상기 송풍기로부터 공급된 연소용 공기를 버너로 공급하는 연소용 공기 공급라인과, 가열로 내에서 발생된 고온의 배가스가 배기되는 배가스 배기라인과, 상기 연소용 공기 공급라인 및 배가스 배기라인과 연결된 축열식 열교환기를 포함하여 구성된 가열로 내에서 발생된 고온의 연소 배가스의 배열을 회수하기 위한 열교환 시스템에 있어서,A blower for supplying combustion air, a combustion air supply line for supplying combustion air supplied from the blower to a burner, an exhaust gas exhaust line for exhausting high temperature exhaust gas generated in a heating furnace, and the combustion air A heat exchange system for recovering an array of hot combustion flue gases generated in a heating furnace comprising a regenerative heat exchanger connected to a supply line and an exhaust gas exhaust line, 상기 축열식 열교환기는 원형단면의 세라믹 재질로 이루어지고 직접 열교환이 가능하며, 그 내부에 형성된 허니컴 축열체층과, 상기 축열체층을 원중심에서 원주방향으로 분리하여 다수의 섹션을 형성시키는 다수의 분리판과, 중심에 형성된 회전축으로 구성되는 것을 특징으로 하는 가열로의 배열회수용 열교환 시스템.The heat storage heat exchanger is made of a ceramic material of a circular cross section and is capable of direct heat exchange, and a honeycomb heat storage layer formed therein, and a plurality of separation plates forming a plurality of sections by separating the heat storage body layer from the center in the circumferential direction; Heat exchange system for heat recovery of the heating furnace, characterized in that consisting of a rotating shaft formed in the center. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 축열식 열교환기의 상기 회전축은 그 외주면에 보호관이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열로의 배열회수용 열교환 시스템.And a protective tube is formed on an outer circumferential surface of the rotary shaft of the heat storage type heat exchanger. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 배가스 배기라인상에는 유량 조절을 위한 댐퍼를 설치되고, 상기 댐퍼의 개도량 조절을 위한 분산제어시스템(DCS)이 설치된 것을 특징으로 하는 가열로의 배열회수용 열교환 시스템.A heat exchanger for heat recovery of a heating furnace, characterized in that a damper for adjusting the flow rate is installed on the exhaust gas exhaust line, and a distributed control system (DCS) is installed for adjusting the opening amount of the damper. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 가열로내의 로압의 측정신호를 상기 분산제어시스템에 송신하는 검출센서가 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 가열로의 배열회수용 열교환 시스템.And a detection sensor for transmitting a measurement signal of the furnace pressure in the furnace to the distributed control system. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 가열로의 배기가스 출구와 연돌 사이에는 연소 배가스의 배기를 위한 바이패스 배기라인이 형성되고, 상기 바이패스 배기라인상에는 DCS의 제어에 의해 유량을 조절하는 댐퍼가 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 가열로의 배열회수용 열교환 시스템.A bypass exhaust line for exhausting the combustion exhaust gas is formed between the exhaust gas outlet of the furnace and the stack, and a damper is further provided on the bypass exhaust line to adjust the flow rate by controlling the DCS. Heat exchange system for heat recovery from furnace. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,6. The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 축열식 열교환기는 상기 축열체의 회전에 의해 그 내부에서 상기 연소용 공기와 배가스가 일부 혼합되어 상기 연소용 공기 공급라인을 통해 가열로의 버너로 공급되거나 상기 배가스 배기라인을 통해 흡입팬을 거쳐 연돌로 배출되는 것을 특징으로 하는 가열로의 배열회수용 열교환 시스템.The regenerative heat exchanger is a mixture of the combustion air and exhaust gas therein by the rotation of the heat accumulator is supplied to the burner of the heating furnace through the combustion air supply line or the stack through the suction fan through the exhaust gas exhaust line Heat exchange system for heat recovery of the heating furnace, characterized in that discharged to.
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