KR100983390B1 - 저열량가스 연료의 순산소 연소버너 - Google Patents

저열량가스 연료의 순산소 연소버너 Download PDF

Info

Publication number
KR100983390B1
KR100983390B1 KR1020080046034A KR20080046034A KR100983390B1 KR 100983390 B1 KR100983390 B1 KR 100983390B1 KR 1020080046034 A KR1020080046034 A KR 1020080046034A KR 20080046034 A KR20080046034 A KR 20080046034A KR 100983390 B1 KR100983390 B1 KR 100983390B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
oxygen
gas fuel
low calorific
injection nozzle
calorific gas
Prior art date
Application number
KR1020080046034A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090120143A (ko
Inventor
조길원
조한창
최승표
Original Assignee
재단법인 포항산업과학연구원
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 포항산업과학연구원, 주식회사 포스코 filed Critical 재단법인 포항산업과학연구원
Priority to KR1020080046034A priority Critical patent/KR100983390B1/ko
Publication of KR20090120143A publication Critical patent/KR20090120143A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100983390B1 publication Critical patent/KR100983390B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/32—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid using a mixture of gaseous fuel and pure oxygen or oxygen-enriched air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48—Nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2203/00—Gaseous fuel burners
    • F23D2203/007—Mixing tubes, air supply regulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2207/00—Ignition devices associated with burner
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14—Special features of gas burners
    • F23D2900/14002—Special features of gas burners of premix or non premix types, specially adapted for the combustion of low heating value [LHV] gas
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

본 발명은 순산소 연소 버너에 관한 것으로, 제철공정에서 발생되는 고로가스(BFG : Blast Furnace GAS) 등의 저열량가스 연료와 산소를 혼합하여 연소 시 화염이 빠르게 분사되어 긴 화염의 형성 및 생성됨으로써 완전 연소가 가능하고, 이로 인해 저열량가스 연료의 완전 연소가 가능하여 기존의 저열량가스 연료의 연소에 사용되는 강력한 파이롯 화염이 필요치 않으며, 화염이 안정적으로 발생되어 화염의 날림 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 화염의 유지가 용이하고, 화염의 감지가 가능할 뿐만 아니라, 화염의 불안정을 해소할 수 있는 저열량가스 연료의 순산소 연소버너를 제공하기 위한 것이다.
제철공정, 저열량가스 연료, 고로가스(BFG), 산소(O2), 연소, 화염, 분사

Description

저열량가스 연료의 순산소 연소버너{Oxy fuel burner using Blast Furnace Gas produced in iron and steel making process}
본 발명은 순산소 연소 버너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제철공정에서 발생되는 고로가스(BFG : Blast Furnace GAS) 등의 저열량가스 연료를 완전 연소시키기 위한 저열량가스 연료의 순산소 연소버너에 관한 것이다.
일반적으로, 저열량가스 연료는 통상적으로 제철공정에서 얻어지는 여러 가지 부생가스 중 철광석으로부터 순수 선철을 분리하는 고로에서 발생되는 고로가스(BFG : Blast Furnace GAS)가 대표적이며, 이러한 저열량가스 연료는 정유공정 등에서도 부분적으로 얻어진다.
이렇게 제철공정 등에서 얻어지는 고로가스 등의 저열량가스는 가격이 매우 저렴하고, 가스의 성분, 성질에 변동이 없으며, 과열산화의 염려가 적어 제철소 내 각 방면에 연료로 적용되고 있는 실정이다.
상술한 바와 같이, 제철 공정에서 발생되는 여러 가지의 저열량가스 연료 중 고로가스(BFG)의 경우, 발열량이 700~800kcal/Nm3으로 매우 낮아 공기를 산화제로 이용하는 경우에는 단열 화염 온도(Adiabatic Flame Temperature)가 낮고, 화염 전파 속도(Flame Propagation Velocity)가 느려 자체적으로 화염이 유지되지 않고 소화된다는 문제점이 있었다.
이렇게 저열량가스 연료는 발열량 및 화염온도가 낮으며, 화염전파 속도가 느려 공기를 산화제로 이용할 경우, 자체적으로 화염이 유지되지 않고 소화된다.
이로 인해 고로가스(BFG)를 연소시킬 경우, 강력한 파이롯 화염이 존재하거나, 공기를 고온으로 예열한 후 공기를 고온화시켜 공급하는 조건이 아니면 완전 연소가 불가능하다는 문제점이 있었다.
이에 따라 상온의 공기를 저열량가스의 산화제로 사용할 경우, 통상적으로 타 연료와 혼합하여 발열량을 높여 사용하거나, 고온화된 공기의 조건에 연료를 투입하는 방법을 이용하여야 한다는 문제점이 있었다.
그러나, 고로가스(BFG)를 포함하는 저열량가스 연료를 완전히 연소시키기 위하여 산소를 산화제로 사용할 경우에도 여전히 천연가스에 비해 낮은 단열 화염 온도와 저속의 화염 전파 속도를 갖기 때문에 통상의 버너 구조를 이용하여 저열량가스 연료인 고로가스(BFG)를 연소시킬 경우, 화염 날림이 발생한다는 문제점이 있었다.
즉, 산소를 산화제로 사용하여 고로가스(BFG)를 포함하는 저열량가스 연료를 연소시킬 경우, 화염이 후류로 밀리면서 소화됨으로써 화염 날림이 발생한다는 문 제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 제철공정에서 발생되는 고로가스(BFG : Blast Furnace GAS) 등의 저열량가스 연료를 연소시키기 위하여 산소를 산화제로 사용할 경우 화염의 안정성 및 완전 연소가 가능할 뿐만 아니라, 화염이 빠르게 분사되어 긴 화염의 형성 및 생성이 가능하고, 이로 인해 화염의 날림 방지 및 화염의 유지가 용이한 저열량가스 연료의 순산소 연소버너를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 하부에 산소(O2)가 공급되기 위한 산소 공급구와, 상기 산소 공급구를 통해 공급되는 산소(O2)를 분사하되, 가장자리 외주연에 원주상으로 정면 보조 연소용 산소 홀이 형성되는 주 연소용 산소 홀을 갖는 산소 분사노즐; 상기 산소 분사노즐이 그 내부 중심에 일정부분 인입설치되되, 하부에 발열량 1000kcal/Nm3 이하의 저열량가스 연료(BFG)가 공급되기 위한 저열량가스 연료 공급구와, 상기 저열량가스 연료 공급구를 통해 산소 분사노즐의 원주상으로 공급되는 저열량가스 연료(BFG) 및 상기 산소 분사노즐을 통해 분사되는 산소(O2)가 혼합된 가스가 토출되기 위하여 그 단부에 외측을 향하여 직경이 감소하는 형상의 수축부가 형성되는 버너 토출구를 갖는 저열량가스 연료 분사노즐; 및 상기 저열량가스 연료 분사노즐에 인입설치되어 저열량가스 연료(BFG) 및 산소(O2)가 혼합된 가스를 착화시키기 위한 점화기; 를 포함하여 저열량가스 연료(BFG)를 완전 연소시키기 위한 저열량가스 연료의 순산소 연소버너에 있어서, 상기 산소 분사노즐의 주 연소용 산소 홀의 단부측에 외측을 향하여 직경이 작아지는 테이퍼부가 형성되되, 상기 테이퍼부에 원주상으로 적어도 하나 이상의 측면 보조 연소용 산소 홀이 관통형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 측면 보조 연소용 산소 홀의 형상이 다양하게 가변가능하게 이루어진다.
이때, 상기 저열량가스 연료 분사노즐의 외주연에 점화기를 통한 점화 시 화염의 형성 여부를 판단하기 위한 화염 감지기가 적어도 하나 이상 구비된다.
더불어, 상기 저열량가스 연료 분사노즐의 내부에 설치되되, 상기 산소 분사노즐의 주 연소용 산소 홀측 전단에 근접되게 적어도 하나 이상의 화염 안정기가 구비된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제철공정에서 발생되는 고로가스(BFG : Blast Furnace GAS) 등의 저열량가스 연료와 산소를 혼합하여 연소 시 화염이 빠르게 분사되어 긴 화염의 형성 및 생성됨으로써 완전 연소가 가능하고, 이로 인해 저열량가스 연료의 완전 연소가 가능하여 기존의 저열량가 스 연료의 연소에 사용되는 강력한 파이롯 화염이 필요치 않으며, 화염이 안정적으로 발생되어 화염의 날림 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 화염의 유지가 용이하고, 화염의 감지가 가능할 뿐만 아니라, 화염의 불안정을 해소할 수 있다는 등의 효과를 거둘 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명에 의한 저열량가스 연료의 순산소 연소버너를 개략적으로 나타내는 측단면도, 도 2는 본 발명에 의한 저열량가스 연료의 순산소 연소버너의 산소 분사노즐을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 저열량가스 연료(BFG : Blast Furnace GAS)를 완전 연소시키기 위한 저열량가스 연료의 순산소 연소버너(1)는 산소 분사노즐(10)과 저열량가스 연료 분사노즐(30) 및 점화기(50)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 산소 분사노즐(10)은 하부 일측에 산소(O2)가 공급되기 위한 산소 공급구(11)가 형성되고, 상기 산소 공급구(11)를 통해 공급되는 산소(O2)가 토출되기 위 하여 일측 단부에 관통형성되는 주 연소용 산소 홀(12)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 주 연소용 산소 홀(12)의 외주연에 방사상으로 적어도 하나 이상의 정면 보조 연소용 산소 홀(13)이 관통형성된다.
여기서, 상기 산소 분사노즐(10)의 주 연소용 산소 홀(12)측 단부에 외측을 향하여 직경이 감소하는 형상의 테이퍼부(14)가 형성된다.
그리고, 상기 산소 분사노즐(10)의 테이퍼부(14)에 방사상으로 적어도 하나 이상의 측면 보조 연소용 산소 홀(15)이 관통형성된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 산소 분사노즐(10)의 주 연소용 산소 홀(12)과 상기 정면 보조 연소용 산소 홀(13) 및 측면 보조 연소용 산소 홀(15)이 원형으로 형성되어 있으나, 산소 공급구(11)를 통하여 공급되는 산소(O2)를 분사 및 토출시키기 용이하다면 상기 산소 분사노즐(10)의 주 연소용 산소 홀(12)과 상기 정면 보조 연소용 산소 홀(13) 및 측면 보조 연소용 산소홀이 삼각형, 사각형 또는 타원형 등 기타 다양한 형상 및 형태로 가변가능하게 이루어지는 것도 가능하다.
한편, 상기 산소 분사노즐(10)의 주 연소용 산소 홀(12)과 상기 정면 보조 연소용 산소 홀(13) 및 측면 보조 연소용 산소 홀(15)을 통하여 분사 및 토출되는 산소(O2)의 분사 유속은 상온 기준으로 5~25m/s으로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 산소 분사노즐(10)의 주 연소용 산호 홀과 상기 정면 보조 연소용 산소 홀(13) 및 측면 보조 연소용 산소 홀(15)을 통하여 분사 및 토출되는 산소(O2)의 분사 유속이 상온 기준으로 5~25m/s으로 이루어져 있으 나, 산소 공급구(11)를 통하여 공급되는 산소(O2)의 분사 및 토출이 용이하다면 산소(O2)의 분사 유속이 상온 기준으로 5~25m/s 이상 또는 이하로 이루어지는 것도 가능하다.
상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)은 상기 산소 분사노즐(10)이 그 내부 중심에 일정부분 인입설치되되, 하부 일측에 저열량가스 연료(BFG)가 공급되기 위한 저열량가스 연료 공급구(31)가 형성되고, 상기 저열량가스 연료 공급구(31)를 통하여 상기 산소 분사노즐(10)에 원주상으로 공급되는 저열량가스 연료(BFG)와 상기 산소 분사노즐(10)을 통해 분사되는 산소(O2)가 혼합된 가스를 토출하기 위한 버너 토출구(33)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 저열량가스 연료 공급구(31)를 통하여 공급되는 저열량가스 연료(BFG)는 발열량 1000kcal/Nm3 이하의 저열량가스 연료(BFG)로 이루어진다.
여기서, 한편, 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 버너 토출구(33)에서 저열량가스 연료(BFG)가 상온 기준으로 20~40m/s의 유속을 갖도록 이루어진다. 즉, 상기 산소 분사노즐(10)의 원주상에 분사 및 토출되는 저열량가스 연료(BFG)의 유속은 상온 기준으로 20~40m/s의 유속을 갖도록 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 버너 토출구(33)는 원형으로 형성되는 것이 바람직하나, 상기 저열량가스 연료(BFG)의 분사 유속이 20~40m/s의 유속으로 이루어진다면 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 버너 토출구(33)가 기타 다양한 형상으로 형성되는 것도 가능하다.
그리고, 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 외주연에 점화기(50)를 통한 점화 시 화염의 형성 및 생성 여부를 판단하기 위한 화염 감지기(17)가 적어도 하나 이상 구비된다.
이때, 상기 화염 감지기(17)는 저열량가스 연료 분사노즐(30)에 사각으로 설치되는 것이 바람직하나, 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 내부에서 형성 및 생성되는 화염을 감지 및 판단하기 용이하다면 상기 화염 감지기(17)가 기타 다양한 형상으로 형성되는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 화염 감지기(17)가 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 외주연에 설치되어 화염을 감지하도록 이루어져 있으나, 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 내부 중심축상에 설치되어 화염을 감지하도록 이루어지는 것도 가능하다. 즉, 상기 화염 감지기(17)는 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 외주연 측면에 설치되어 화염을 감지하는 것이 유리하나, 작업 현장 여건상 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 외주연 측면에 화염 감지기(17)의 설치가 곤란할 경우, 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 내부 중심축상에 설치하여 안정적으로 화염을 감지하는 것도 가능하다.
한편, 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 버너 토출구(33)측 단부에 외측을 향하여 직경이 감소하는 형상의 수축부(35)가 형성된다.
여기서, 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 내부에 화염 안정기(Flame Holder, 18)가 구비되고, 상기 화염 안정기(18)는 상기 산소 분사노즐(10)의 주 연 소용 산소 홀(12)의 전단에 근접되게 설치되되, 적어도 하나 이상으로 구비된다.
이때, 상기 화염 안정기(18)는 봉상체형상으로 형성되되, 상기 화염 안정기(18)는 원형, 타원형, 삼각형 또는 기타 다양한 형상의 봉 형태로 가변가능하게 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 버너 토출구(33)가 원형으로 형성되는 것이 바람직하나, 상기 버너 토출구(33)의 형상이 기타 다양한 형상으로 가변가능하게 이루어지는 것도 가능하다.
여기서, 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 버너 토출구(33)의 저열량가스 연료(BFG) 분사 유속은 상온 기준으로 20~40m/s으로 이루어지는 것이 바람직하나, 상기 버너 토출구(33)의 저열량가스 연료(BFG) 분사 유속이 상온 기준으로 20~40m/s 이상 또는 이하로 이루어지는 것도 가능하다.
상기 점화기(50)는 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)에 인입설치되어 상기 저열량가스 연료(BFG) 및 산소(O2)가 혼합된 가스를 착화시킨다.
여기서, 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 외주연에 관통설치되는 점화기(50)는 산소 분사노즐(10)의 주 연소용 산소 홀(12)에 근접되게 설치된다.
즉, 상기 산소 분사노즐(10)의 주 연소용 산호 홀에서 분사 및 토출되는 산소(O2)와 상기 산소 분사노즐(10)의 외측 원주상으로 공급되는 저열량가스 연료(BFG)의 혼합 시 이를 점화시키기 위하여 저열량가스 연료(BFG)와 산소(O2)가 접촉하는 시점 및 위치인 산소 분사노즐(10)의 주 연소용 산소 홀(12)에 점화기(50) 가 설치된다.
이하, 본 발명에 의한 저열량가스 연료의 순산소 연소버너(1)의 작동과정을 설명한다.
먼저, 상기 산소 분사노즐(10)의 하부 일측에 형성되는 산소 공급구(11)를 통해 산소(O2)가 공급됨과 동시에 상기 산소 분사노즐(10)이 그 내부 중심에 일정부분 인입설치되는 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 하부 일측에 형성되는 저열량가스 연료 공급구(31)를 통해 저열량가스 연료(BFG)가 공급된다.
즉, 상기 산소 공급구(11)를 통하여 산소 분사노즐(10)의 내부에 산소(O2)가 공급되고, 상기 저열량가스 연료 공급구(31)를 통하여 저열량가스 연료(BFG)가 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 내부 및 상기 산소 공급구(11)의 원주상으로 공급된다.
상기한 바와 같이, 상기 산소 분사노즐(10)로 공급된 산소(O2)는 주 연소용 산소 홀(12)과 상기 주 연소용 산소 홀(12)의 가장자리에 원주상으로 관통형성되는 정면 보조 연소용 산소 홀(13) 및 상기 산소 분사노즐(10)의 테이퍼부(14)에 원주상으로 관통형성되는 측면 보조 연소용 산소 홀(15)을 통하여 분사 및 토출됨과 동시에 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)로 공급된 저열량가스 연료(BFG)는 상기 산소 분사노즐(10)의 외부면을 따라 원주상으로 공급되면서 상기 산소 분사노즐(10)의 산소(O2)와 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 저열량가스 연료(BFG)가 혼합된다.
여기서, 상기 산소 분사노즐(10)의 각 홀을 통하여 분사 및 토출되는 산소(O2) 중 상기 측면 보조 연소용 산소 홀(15)과 상기 정면 보조 연소용 산소 홀(13)을 통하여 분사 및 토출되는 산소(O2)가 상기 산소 분사노즐(10)의 원주상으로 공급되는 저열량가스 연료(BFG)와 먼저 부분혼합되고, 이로 인해 상기 측면 보조 연소용 산소 홀(15)과 정면 보조 연소용 산소 홀(13) 근처에서 화염이 형성 및 생성된다.
이때, 상기 주 연소용 산소 홀(12)이 형성되는 산소 분사노즐(10)의 단부에 근접되게 위치하는 점화기(50)를 점화시켜 스파크(Spark)를 형성시킴으로써 혼합된 산소(O2)와 저열량가스 연료(BFG)를 착화시켜 화염을 형성 및 생성시킨다.
이렇게 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)로 공급된 후 분사 및 토출되는 저열량가스 연료(BFG)는 상기 측면 보조 연소용 산소 홀(15)과 정면 보조 연소용 산소 홀(13)을 통하여 분사 및 토출되는 산소(O2)와 먼저 부분혼합된 후 주 연소용 산소 홀(12)에서 분사되는 산소(O2)와 완전히 혼합된다.
상기한 바와 같이, 상기 산소 분사노즐(10)의 테이퍼부(14)에 관통형성되는 측면 보조 연소용 산소 홀(15)에 의해 분사 및 토출되는 산소(O2)가 저열량가스 연료(BFG)와 부분혼합이 촉진될 뿐만 아니라, 화염이 보염되고, 이로 인해 화염의 날림을 방지하여 화염의 안정화를 이룰 수 있다.
한편, 상기 점화기(50)로 혼합된 산소(O2)와 저열량가스 연료(BFG)에 점화 시 화염의 형성 및 생성 여부가 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)에 구비되는 화염 감지기(17)에 의해 감지되고, 상기 점화기(50)의 점화에 의해 화염이 생성되지 않을 경우, 상기 화염 감지기(17)가 이를 감지한 후 재차 점화기(50)를 통해 점화하게 된다.
그리고, 상기 산소 분사노즐(10)의 주 연소용 산소 홀(12)에서 분사 및 토출되는 산소(O2)와 상기 산소 분사노즐(10)의 원주상으로 분사 및 토출되는 저열량가스 연료(BFG)는 수축부(35)에서 완전히 혼합된다.
이로 인해, 상기 수축부(35)로 인해 직경이 감소된 버너 토출구(33)를 통해 화염이 빠르게 분사되면서 긴 화염을 형성하게 된다. 즉, 상기 저열량가스 연료(BFG)는 상기 측면 보조 연소용 산소 홀(15)과 정면 보조 연소용 산소 홀(13)을 통하여 분사 및 토출되는 산소(O2)와 먼저 부분혼합됨과 동시에 수축부(35)에서 주 연소용 산소 홀(12)에서 분사 및 토출되는 산소(O2)와 완전히 혼합된 후 수축부(35)의 경사면으로 인해 직경이 감소된 버너 토출구(33)를 통해 화염이 빠르게 분사되면서 긴 화염을 형성하게 된다.
이때, 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 내부에 설치되되, 상기 산소 분사노즐(10)의 주 연소용 산소 홀(12)측에 위치하는 화염 안정기(18)에 의해 저열량가스 연료(BFG)와 산소(O2)의 혼합에 따른 급격한 유량 변동으로 인해 발생될 수 있 는 화염 날림(Blow Out)을 방지할 뿐만 아니라, 저열량가스 연료(BFG)의 공급 압력 불안정으로 인해 유발되는 화염의 불안정을 해소할 수 있다.
상기한 바와 같은 구조 및 형태에 의하여 강력한 파이롯 버너 없이도 화염의 유지 및 보염이 가능하고, 이로 인해 저열량가스 연료(BFG)를 안정적으로 연소시킬 수 있다.
본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구의 범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 저열량가스 연료의 순산소 연소버너를 개략적으로 나타내는 측단면도,
도 2는 본 발명에 의한 저열량가스 연료의 순산소 연소버너의 산소 분사노즐을 개략적으로 나타내는 사시도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 저열량가스 연료의 순산소 연소버너,
10 : 산소 분사노즐, 11 : 산소 공급구,
12 : 주 연소용 산소 홀,
13 : 정면 보조 연소용 산소 홀, 14 : 테이퍼부,
15 : 측면 보조 연소용 산소 홀, 17 : 화염 감지기,
18 : 화염 안정기,
30 : 저열량가스 연료 분사노즐,
31 : 저열량가스 연료 공급구, 33 : 버너 토출구,
35 : 수축부, 50 : 점화기.

Claims (4)

  1. 하부에 산소(O2)가 공급되기 위한 산소 공급구(11)와, 상기 산소 공급구(11)를 통해 공급되는 산소(O2)를 분사하되, 가장자리 외주연에 원주상으로 정면 보조 연소용 산소 홀(13)이 형성되는 주 연소용 산소 홀(12)을 갖는 산소 분사노즐(10); 상기 산소 분사노즐(10)이 그 내부 중심에 일정부분 인입설치되되, 하부에 발열량 1000kcal/Nm3 이하의 저열량가스 연료(BFG)가 공급되기 위한 저열량가스 연료 공급구(31)와, 상기 저열량가스 연료 공급구(31)를 통해 산소 분사노즐(10)의 원주상으로 공급되는 저열량가스 연료(BFG) 및 상기 산소 분사노즐(10)을 통해 분사되는 산소(O2)가 혼합된 가스가 토출되기 위하여 그 단부에 외측을 향하여 직경이 감소하는 형상의 수축부(35)가 형성되는 버너 토출구(33)를 갖는 저열량가스 연료 분사노즐(30); 및 상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)에 인입설치되어 저열량가스 연료(BFG) 및 산소(O2)가 혼합된 가스를 착화시키기 위한 점화기(50); 를 포함하여 저열량가스 연료(BFG)를 완전 연소시키기 위한 저열량가스 연료의 순산소 연소버너(1)에 있어서,
    상기 산소 분사노즐(10)의 주 연소용 산소 홀(12)의 단부측에 외측을 향하여 직경이 작아지는 테이퍼부(14)가 형성되되, 상기 테이퍼부(14)에 원주상으로 적어도 하나 이상의 측면 보조 연소용 산소 홀(15)이 관통형성되는 것을 특징으로 하는 저열량가스 연료의 순산소 연소버너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측면 보조 연소용 산소 홀(15)의 형상이 다양하게 가변가능하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 저열량가스 연료의 순산소 연소버너.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 외주연에 점화기(50)를 통한 점화 시 화염의 형성 여부를 판단하기 위한 화염 감지기(17)가 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 저열량가스 연료의 순산소 연소버너.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 저열량가스 연료 분사노즐(30)의 내부에 설치되되, 상기 산소 분사노즐(10)의 주 연소용 산소 홀(12)측 전단에 근접되게 적어도 하나 이상의 화염 안정기(18)가 구비되는 것을 특징으로 하는 저열량가스 연료의 순산소 연소버너.
KR1020080046034A 2008-05-19 2008-05-19 저열량가스 연료의 순산소 연소버너 KR100983390B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080046034A KR100983390B1 (ko) 2008-05-19 2008-05-19 저열량가스 연료의 순산소 연소버너

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080046034A KR100983390B1 (ko) 2008-05-19 2008-05-19 저열량가스 연료의 순산소 연소버너

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090120143A KR20090120143A (ko) 2009-11-24
KR100983390B1 true KR100983390B1 (ko) 2010-09-20

Family

ID=41603517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080046034A KR100983390B1 (ko) 2008-05-19 2008-05-19 저열량가스 연료의 순산소 연소버너

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100983390B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160129765A (ko) 2015-04-29 2016-11-09 주식회사 컴버스텍 순산소 연소 버너

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5886319A (ja) * 1981-11-19 1983-05-23 Yoshio Kinoshita 燃えにくいガス体を燃え易くするガス用バ−ナ−
KR20010062897A (ko) * 1999-12-21 2001-07-09 이구택 환원가스 온도보상용 버너의 타르제거장치
JP2007003147A (ja) * 2005-06-27 2007-01-11 Toho Gas Co Ltd 演出用バーナ
KR20090059287A (ko) * 2007-12-06 2009-06-11 주식회사 포스코 고로가스의 순산소 연소버너

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5886319A (ja) * 1981-11-19 1983-05-23 Yoshio Kinoshita 燃えにくいガス体を燃え易くするガス用バ−ナ−
KR20010062897A (ko) * 1999-12-21 2001-07-09 이구택 환원가스 온도보상용 버너의 타르제거장치
JP2007003147A (ja) * 2005-06-27 2007-01-11 Toho Gas Co Ltd 演出用バーナ
KR20090059287A (ko) * 2007-12-06 2009-06-11 주식회사 포스코 고로가스의 순산소 연소버너

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160129765A (ko) 2015-04-29 2016-11-09 주식회사 컴버스텍 순산소 연소 버너

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090120143A (ko) 2009-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5486619B2 (ja) ガスタービン燃焼器及びその運転方法
JP2544470B2 (ja) ガスタ―ビン燃焼器及びその運転方法
JP2528894B2 (ja) ガスタ―ビン燃焼器
US5339635A (en) Gas turbine combustor of the completely premixed combustion type
TWI519739B (zh) 燃燒器及具備該燃燒器之鍋爐
TWI426132B (zh) 粉煤噴注器
CN101514815B (zh) 燃气涡轮机燃烧器火焰稳定器
JP2009506250A (ja) 気体燃料の含有物を改質するための装置
WO2012098174A1 (en) Method and burner for burning lean gas in a power plant boiler
US20150226421A1 (en) Method of Co-Firing Coal or Oil with a Gaseous Fuel in a Furnace
US6718773B2 (en) Method for igniting a thermal turbomachine
JP3886653B2 (ja) バーナ用点火トーチ
JP2006337016A (ja) 炉燃焼システム及び燃料燃焼方法
CN102997281A (zh) 用于调节燃烧器中的工作流体的***和方法
KR100983390B1 (ko) 저열량가스 연료의 순산소 연소버너
KR101328255B1 (ko) 연소속도가 다른 복수의 가스를 사용하는 버너
JP3877440B2 (ja) 加熱炉用バーナ設備
JP5878428B2 (ja) ガスタービン燃焼器およびガスタービン燃焼器の運転方法
JP5926641B2 (ja) ガスタービン燃焼器
CN105247285A (zh) 用于低氮氧化物预混气体燃烧器的燃烧的方法
KR20110076634A (ko) 저열량 가스 연료의 공기연소버너
KR20090059287A (ko) 고로가스의 순산소 연소버너
KR20130070873A (ko) 버너장치 및 연소방법
JP4926915B2 (ja) 部分予混合バーナの逆火防止方法及び装置
WO2012124667A1 (ja) 炉頂燃焼式熱風炉

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130912

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140912

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150910

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160913

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170912

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180913

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190910

Year of fee payment: 10