KR100199921B1 - Method and apparatus for preheating of gasification equipment - Google Patents

Method and apparatus for preheating of gasification equipment Download PDF

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Abstract

예열버너를 사용하여 가스화기를 예열할 때, 급격한 가스화기의 예열에 따른 균열을 방지하기 위해, 석탄과 산소를 가열하여 가스로 변환시키기 위한 가스화기와, 상기 가스화기 예열시 급격한 예열을 방지하기 위해 공기를 공급하는 공기 흡입수단과, 상기 가스화기를 예열시키는 데 사용되는 예열버너부와, 상기 가스화기로부터의 연소가스를 배출하는 연소가스 배출수단과, 상기 가스화기와 연소가스 배출수단에 연결되어 상기 가스화기 내부의 압력을 조절하기 위한 공기 제어수단을 포함하는 가스화기 예열장치를 구성하여, 초기예열시 내화벽의 온도를 완만하게 증가시키도록 한다.When preheating the gasifier using a preheat burner, a gasifier for heating coal and oxygen into a gas to prevent cracking due to rapid preheating of the gasifier, and air to prevent a sudden preheating during the preheating of the gasifier. Connected to the gasifier and the combustion gas discharge means, the air inlet means for supplying the gas, a preheat burner portion used to preheat the gasifier, combustion gas discharge means for discharging the combustion gas from the gasifier, and the gasifier and the combustion gas discharge means. By constructing a gasifier preheater including air control means for regulating the internal pressure, it is possible to gently increase the temperature of the fireproof wall during the initial preheating.

Description

가스화기 예열장치 및 방법Gasifier preheater and method

제1도는 본 발명의 가스화기 예열장치를 간략하게 나타내기 위한 블럭도.1 is a block diagram for briefly showing a gasifier preheater of the present invention.

제2도는 본 발명의 가스화기 예열장치의 구성를 상세하게 설명하기 위한 도면.2 is a view for explaining the configuration of the gasifier preheater of the present invention in detail.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 가스화기 2 : 공기흡수수단1: gasifier 2: air absorption means

3 : 예열버너부 4 : 연소가스배출수단3: preheat burner unit 4: combustion gas discharge means

5 : 압력제어수단 6 : 관찰창5: pressure control means 6: observation window

7 : 볼밸브 8 : 게이트 밸브7: ball valve 8: gate valve

9 : 유인송풍기 10 : 전동댐퍼9: manned blower 10: electric damper

P : 압력전송기 C : 압력 콘트롤러P: Pressure transmitter C: Pressure controller

본 발명은 가스화기 예열장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 가스화기를 초기예열시 내화벽의 온도 증가율을 완만하게할 수 있는 가스화기 예열장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gasifier preheater and method, and more particularly, to a gasifier preheater and method that can moderate the rate of increase of the temperature of the fire wall when the gasifier is initially preheated.

일반적으로 석탄 등을 연소시켜 가스를 공급하는 가스화기의 내부는 정상 운전시 고온고압의 상태가 되므로, 상기 가스화기의 내부를 내화벽으로 구성시켜 고온고압에 견딜 수 있도록 구성해야 한다. 가스화기를 정상으로 운저시키기 전에는 예열버너를 사용하는데, 이때, 상기 예열버너에 의해 예열시 가스화기의 온도를 급격히 상승시키면, 열응력에 의해 내화벽에 균열이 발생하고, 이로 인하여 고온고압의 정상 운전시 사고발생의 원인이 될 수도 있다.In general, since the interior of the gasifier for supplying gas by burning coal, etc. is in a state of high temperature and high pressure during normal operation, the interior of the gasifier should be configured to withstand high temperature and high pressure by forming a fireproof wall. Before preheating the gasifier, a preheat burner is used. At this time, if the temperature of the gasifier rises sharply during preheating by the preheat burner, a crack occurs in the fire wall due to thermal stress, thereby operating at high temperature and high pressure. May cause an accident.

종래의 가스화기 예열 장치에 따르면 버너를 사용하여 상압에서 장시간(8시간 이상) 가열하여 가스화기 내부 내화벽의 온도를 석탄이 착화할 수 있는 온도(800이상)로 유지한 후 버너를 가스화기로 부터 차단하고, 석탄을 공급하면서 가압하는 시스템으로 구성되어 있다. 이때 버너의 연소율은 초기에는 가스화기 내화벽 온도 증가율을 대략 50/hour 정도가 되도록 운전하고 가스화기 내벽의 온도가 증가하면(대략 400~500) 200/hour 정도로 가스화기 내화벽의 온도 증가율이 되도록 가열율을 조절한다.According to the conventional gasifier preheater, the temperature at which coal can ignite the temperature of the internal fire wall inside the gasifier by heating at normal pressure for a long time (more than 8 hours) using a burner. It is composed of a system that pressurizes the burner by cutting off the gasifier after supplying the coal. At this time, the burn rate of the burner initially increases the gasifier fire wall temperature increase rate by approximately 50. / hour and the temperature inside the gasifier increases (about 400 ~ 500 ) 200 Adjust the heating rate to increase the temperature of the gasifier fireproof wall at about / hour.

그러나, 상술한 종래의 가스화기 예열 장치에서, 가스화기 내화벽 온도 증가율을 50/hour~200/hour의 범위에서 예열하기 위해서는 턴 다운(turn down)비가 높은 버너의 설계가 요구된다. 상술한 높은 턴 다운비를 갖는 예비혼합 버너는 화염을 안정화하는데 어려운 점이 있어 여러방법의 화염 안정화 장치가 필요하다. 만일 화염 안전화 장치가 없으면 연료와 공기비를 변경시킬 때 화염이 소화(extinction)되거나 날려감(blow-out)등이 발생하여 정상적인 예열이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.However, in the above-described conventional gasifier preheater, the gasifier fire wall temperature increase rate is 50. / hour ~ 200 Preheating in the / hour range requires the design of a burner with a high turn down ratio. The above-described premixed burners having a high turn down ratio have difficulty in stabilizing the flame, and thus, various methods of flame stabilization are required. If there is no flame safety device, there is a problem that the flame is extingction or blow-out occurs when the fuel and air ratios are changed, so that normal preheating is impossible.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 가스화기를 예비버너로 초기예열시 가스와기 내화벽의 온도를 완만히 증가시키는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems, and aims to gently increase the temperature of the gas and fireproof walls during initial preheating with a gasifier as a pre-burner.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 석탄과 산소를 가스로 변환시키기 위한 가스화기와, 예열시 급격한 예열을 방지하기 위해 가스화기 내부로 냉각용 공기를 공급하는 공기 흡입구와, 상기 가스화기를 예열시키는데 사용디는 예열버너부와, 상기 가스화기로 부터의 연소가스를 배출하는 연소가스 배출수단과, 상기 가스화기와 연소가스 배출부에 연결되어 상기 가스화기 내부의 압력을 조절하기 위한 공기 제어수단을 포함하는 가스화기 예열 장치를 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a gasifier for converting coal and oxygen into a gas, an air inlet for supplying cooling air into the gasifier to prevent sudden preheating during preheating, and used to preheat the gasifier. The gasifier includes a preheat burner unit, combustion gas discharge means for discharging combustion gas from the gasifier, and air control means connected to the gasifier and the combustion gas discharge unit to adjust the pressure inside the gasifier. It is characterized by a preheating device.

또한, 본 발명은 가스화기 내부압력이 대기압이 되도록 볼 밸브와 게이트 밸브를 개방시키는 단계와, 상기 가스화기를 점화시키기 위해 예비버너를 점화시키는 단계와, 상기 점호에 의해 화염감지기의 신호를 감지하여 가스화기 내부압력을 감지하고, 전동 댐퍼를 조절하여 가스화기 내부 압력을 대기압보다 부압으로 유지되게 하는 단계와, 상기 가스화기 내부 압력이 부압이 됨에 따라, 대기공기가 공기 흡입 수단을 통해 유입되어, 상기 가스화기 내부의 연소가스의 온도를 냉각 시키는 단계와, 상기 가스화기 내화벽의 온도가 정상온도에 도달하면 공기 흡입수단의 볼 밸브를 차폐하여, 외부공기의 유입을 차단시키는 단계를 포함하는 가스화기 예열방법을 특징으로 한다.In addition, the present invention comprises the steps of opening the ball valve and the gate valve so that the internal pressure of the gasifier, the step of igniting the pre-burner to ignite the gasifier, by detecting the signal of the flame detector by the firing Sensing the internal pressure of the firearm and adjusting the electric damper to maintain the internal pressure of the gasifier at a negative pressure than the atmospheric pressure; and as the internal pressure of the gasifier becomes a negative pressure, atmospheric air is introduced through the air intake means, and Cooling the temperature of the combustion gas inside the gasifier; and shielding the ball valve of the air intake means when the temperature of the gasifier fireproof wall reaches a normal temperature, thereby blocking the inflow of external air. It is characterized by a preheating method.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 제1도에 도시된 바와같이 석탄 등의 연료를 가열하여 가스를 공급하는 가스와기(1)와, 예열시 급격한 예열을 방지하기 위해 외부 공기를 흡입하는 공기 흡입구(2)와, 상기 가스화기(1)에 공급된 연료를 가열시키는데 필요한 공기를 공급하는 공기흡입수단(2)과, 상기 가스화기를 예열시키는데 사용되는 예열버너부(9)로 구성된다. 또한, 상기 가스화기(1)로 부터의 연소가스를 배출하는 연소가스 배출수단(4)과, 상기 가스화기와 연소가스 배출수단(4) 사이에 연결되어, 상기 가스화기(1) 내부 압력을 조절하기 위한 압력제어 수단(5)으로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the present invention provides a gas-wafer 1 for heating a fuel such as coal to supply gas, an air intake port 2 for sucking outside air to prevent sudden preheating during preheating, It consists of air suction means (2) for supplying air necessary for heating the fuel supplied to the gasifier (1), and a preheat burner part (9) used for preheating the gasifier. In addition, it is connected between the combustion gas discharge means 4 for discharging the combustion gas from the gasifier 1 and between the gasifier and the combustion gas discharge means 4 to regulate the pressure inside the gasifier 1. It consists of a pressure control means 5 for this purpose.

제2도는 본 발명의 가스화기 예열장치를 상세하게 설명하기 위한 도면으로서, 공기 흡입구(2)은 가스화기(1) 내부예열 상황을 모니터링하기 위한 관찰창(6)과 상기 관찰창(6)에 수직 방향인 볼 밸브(7)로 구성되어 있다. 그리고 관찰창(6)의 앞부분은 게이트 밸브(8)를 설치하여 관찰이 필요없는 경우 밸브(8)를 닫아 외부와 고립시킬 수 있다.2 is a view for explaining the gasifier preheater of the present invention in detail, the air inlet (2) is provided in the observation window (6) and the observation window (6) for monitoring the internal preheating situation of the gasifier (1) It consists of a ball valve 7 in a vertical direction. And the front part of the observation window (6) can be isolated from the outside by closing the valve (8) when the gate valve (8) is not installed to observe.

연소가스 배출수단(4)은 연소가스를 원활하게 배출시키기 위한 유인송풍기(9)로 구성되어 있다. 유인 송풍기(6)는 흡입구가 2개 설치되어 있는데 하나는 가스화기(1)의 배출구와 연결되어 있고 또 다른 하나는 주위공기를 흡입하기 위한 흡입구로서 압력제어수단(5)에 연결되어 있다. 상기 압력 제어수단(5)의 흡입구에는 전동 댐퍼(10)가 설치되어 있고 상기 전동댐퍼(10)의 열림 정도에 따라 가스화기(1) 내부 압력을 대기압 낮은 압력(대략 -10~-50mmAq)으로 유지한다. 또한 가스화기(1) 벽에 부착되어 화염을 감지하는 화염감지기와, 상기 화염 감지기의 신호에 의해 가스화기(1)내부 압력을 감지하는 압력전송기(P)와, 상기 압력 전송기(P)로부터의 압력 신호를 받아 가스화기(1) 내부압이 버너의 연소율에 관계없이 적정의 부압이 유지되도록 유인 송풍기(9)의 공기 흡입구의 전동 댐퍼(10)을 조절하는 압력콘트롤러로 구성되어 있다.The combustion gas discharge means 4 is composed of a draw fan 9 for smoothly discharging the combustion gas. Attracted blower 6 is provided with two inlets, one of which is connected to the outlet of the gasifier 1 and the other of which is connected to the pressure control means 5 as an inlet for sucking ambient air. An electric damper 10 is installed at the inlet of the pressure control means 5, and the internal pressure of the gasifier 1 is set to a low atmospheric pressure (about -10 to -50 mmAq) according to the opening degree of the electric damper 10. Keep it. In addition, a flame detector attached to the wall of the gasifier 1 to detect the flame, a pressure transmitter P for detecting the pressure inside the gasifier 1 by the signal of the flame detector, and from the pressure transmitter P It consists of a pressure controller which receives the pressure signal and adjusts the electric damper 10 of the air intake port of the attracting blower 9 so that the internal pressure of the gasifier 1 is maintained at an appropriate negative pressure irrespective of the burn rate of the burner.

다음에, 본 발명에 따른 가스화기 예열 장치의 동작방법을 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 게이트 밸브(8)와 볼 밸브(7)를 완전히 열어 가스화기(1) 내부압력을 대기압이 되게 한 후, 예열 버너(3)의 끝에 장착된 점화기에 의해 예열 버너(3)를 점화한다. 상기 예열 버너(3)가 점화되어 도시되지 않은 가스화기(1)내부의 화염 감지기에 신호가 들어오면 압력 전송기P에 의해 가스화기(1) 내부압력이 감지되어 연소가스에 의해 압력이 상승되므로 유인 송풍기의 댐퍼(10)을 조절하여 가스화기(1) 내부 압력을 대기압보다 약간 부압(대략 -10~-50mmAq)으로 유지되게 한다.Next, the operation method of the gasifier preheater according to the present invention will be described in detail. First, the gate valve 8 and the ball valve 7 are completely opened to bring the internal pressure of the gasifier 1 to atmospheric pressure, and then the preheat burner 3 is ignited by an igniter mounted at the end of the preheat burner 3. . When the preheat burner 3 is ignited and a signal is input to the flame detector inside the gasifier 1 (not shown), the pressure inside the gasifier 1 is sensed by the pressure transmitter P and the pressure is increased by the combustion gas. The damper 10 of the blower is adjusted to maintain the pressure inside the gasifier 1 at a negative pressure (approximately -10 to -50 mmAq) rather than atmospheric pressure.

이때, 가스화기(1) 내부 압력이 부압이되므로 공기 흡입수단(2)의 흡입구를 통하여 대기 공기가 가스화기(1) 버터 화염부로 유입되게 한다. 따라서 상기 버너 화염부는 고온의 연소가스와 혼합하여 연소가스의 온도를 냉각시켜 초기 내화벽의 급격한 온도 증가를 피할 수 있다. 여기서 예열버너의 연료유량과 공기유량을 조절하여 가스화기 내화벽의 가열율을 최소로 한다. 최종적으로 가스화기 내화벽의 온도가 400~500도달되면 공기 흡입구의 볼 밸브(7)를 닫아 외부공기가 가스화기 내부로 유입되는 것을 차단시킨다.At this time, since the internal pressure of the gasifier 1 becomes a negative pressure, the atmospheric air is introduced into the gasifier 1 butter flame through the inlet of the air suction means 2. Therefore, the burner flame portion may be mixed with a high temperature combustion gas to cool the temperature of the combustion gas to avoid a sudden temperature increase of the initial fireproof wall. Here, the fuel flow rate and the air flow rate of the preheat burner are controlled to minimize the heating rate of the gasifier fireproof wall. Finally, the temperature of the gasifier fireproof wall is 400 ~ 500 When reached, the ball valve 7 of the air inlet is closed to block external air from entering the gasifier.

아상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 가스화기의 초기 예열율을 완만히 할 수 있어 가스화기 내화벽의 수명연장을 도모할 수 있으며, 또한 높은 턴 다운비를 요구하는 버너 설계가 필요하지 않는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the initial preheating rate of the gasifier can be slowed down, thereby extending the life of the gasifier fireproof wall, and eliminating the need for a burner design requiring a high turndown ratio. have.

Claims (8)

연료를 가열하여 가스로 변환시키기 위한 가스화기와, 예열시 상기 가스화기의 급격한 예열을 방지하기 위해 외부공기를 공급하는 공기 흡입수단과, 상기 가스화기를 예열시키는 데 사용되는 예열버너부와, 상기 가스화기로 부터의 연소가스를 배출하는 연소가스 배출수단과, 상기 가스화기와 연소가스 배출수단에 연결되어 상기 가스화기 내부의 압력을 조절하기 위한 압력 제어수단을 포함하는 가스화기 예열 장치.A gasifier for heating fuel and converting it into a gas, air suction means for supplying external air to prevent sudden preheating of the gasifier during preheating, a preheat burner portion used to preheat the gasifier, and a gasifier. And a pressure control means connected to the gasifier and the combustion gas discharge means to control the pressure inside the gasifier. 제1항에 있어서, 상기 공기 흡입수단은, 상기 가스화기 내부예열 상황을 모니터링 하기 위한 관찰창과, 상기 관찰창의 전면에 설치되어 관찰의 필요에 따라 개폐되는 게이트 밸브와, 상기 관찰창에 수직방향으로 설치되어 공기가 흡입되는 것을 조절하는 볼 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화기 예열 장치.According to claim 1, The air intake means, the observation window for monitoring the internal preheating of the gasifier, a gate valve installed on the front of the observation window to open and close as necessary for observation, and in the vertical direction to the observation window A gasifier preheating device, comprising: a ball valve installed to control air intake. 제1항에 있어서, 상기 연소가스 배출수단은 흡입구가 2대 설치되어 있는 유인송풍기로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스화기 예열 장치.2. The gasifier preheater according to claim 1, wherein the combustion gas discharge means is composed of a manned blower having two suction ports. 제1항에 있어서, 상기 압력제어 수단은, 가스화기의 벽에 부착되어 화염을 감지하는 화염감지기와, 상기 화염 감지기의 신호에 의해 가스화기 내부 압력을 감지하는 압력전송기와, 상기 압력 전송기로 부터의 신호를 수신하여 상기 연소가스 배출수단의 전동댐퍼에 공급되는 공기량을 조절하는 압력 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화기 예열 장치.According to claim 1, wherein the pressure control means, a flame detector attached to the wall of the gasifier for detecting the flame, a pressure transmitter for detecting the pressure inside the gasifier by the signal of the flame detector, from the pressure transmitter Receiving a signal of the gasifier preheater comprising a pressure controller for adjusting the amount of air supplied to the electric damper of the combustion gas discharge means. 제1항 또는 3항에 있어서, 상기 유인 송풍기의 한 흡입구는 가스화기에 연결되고, 다른 한 흡입구는 압력 제어수단에 연결되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스화기 예열 장치.4. A gasifier preheater according to claim 1 or 3, characterized in that one inlet of the attraction blower is connected to the gasifier and the other inlet is connected to the pressure control means. 가스화기 내부압력이 대기압이 되도록 볼 밸브와 게이트 밸브를 개방시키는 단계와 상기 가스화기를 점화시키기 위해 예비버너를 전화시키는 단계와, 상기 가스화기를 점화에 의해 화염감지기의 신호를 감지하여 가스화기 내부압력을 감지하고, 전동 댐퍼를 조절하여 가스화기 내부압력을 대기압보다 유압으로 유지되게 하는 단계와, 상기 가스화기 내부압력이 부압이 됨에 따라, 대기공기가 공기 흡입 수단을 통해 유입되어, 상기 가스화기 내부의 연소가스의 온도를 냉각 시키는 단계와, 상기 가스화기 내화벼의 온도가 정상온도에 도달하면 공기 흡입수단의 볼 밸브를 차폐하여, 외부공기의 유입을 차단시키는 단계를 포함하는 가스화기의 예열방법.Opening the ball valve and the gate valve so that the internal pressure of the gasifier is at atmospheric pressure; switching a spare burner to ignite the gasifier; and detecting the signal of the flame detector by ignition of the gasifier to detect the internal pressure of the gasifier. Sensing and adjusting the electric damper so that the internal pressure of the gasifier is maintained at a hydraulic pressure rather than atmospheric pressure; and as the internal pressure of the gasifier becomes a negative pressure, atmospheric air is introduced through an air suction means, Cooling the temperature of the combustion gas, and when the temperature of the gasifier refractory rice reaches a normal temperature, shielding the ball valve of the air intake means, blocking the inflow of external air. 제6항에 있어서, 상기 예열버너를 점화시키는 단계는, 예열버너의 연료유량과 공기유량을 조절하여 가스화기 내화벽의 가열율을 최소로 하는 것을 특징으로 하는 가스화기 예열방법.The method of claim 6, wherein the igniting of the preheat burner comprises adjusting a fuel flow rate and an air flow rate of the preheat burner to minimize the heating rate of the gasifier fireproof wall. 제6항에 있어서, 상기 가스화기 내화벽의 온도는 400 내지 500인 것을 특징으로 하는 가스화기 예열방법.The temperature of the gasifier fireproof wall is 400 to 500. Gasifier preheating method characterized in that.
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