KR102362237B1 - Gas sampling and analysis device that can be applied in real time in the fluidized bed process and gas sampling and analysis method using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시 예는 연소로 내부에서 안정적으로 직접 연소가스를 획득하여 분석에 이용하고, 연소가스 샘플링 중 미연소된 연료 또는 다량의 유동사에 의해 튜브가 막히는 현상을 미연에 방지하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 유동층 공정에서 실시간 적용 가능한 가스 샘플링 및 분석 장치는, 연소가 수행되는 연소로의 측벽과 결합되고, 일단이 연소로 내측에 위치하여 연소로 내 생성된 가스인 연소가스를 획득하기 위한 유로를 제공하는 샘플링포트; 샘플링포트의 타단과 결합되고 유체가 유동하는 내부 공간을 구비하는 유동챔버; 유동챔버와 연결되고, 유동챔버로 퍼징가스를 공급하여 샘플링포트를 퍼징가스가 통과하도록 하는 퍼징가스공급부; 유동챔버와 연결되고, 유동챔버를 통과한 연소가스로부터 불순물을 제거하는 필터부; 및 필터부를 통과한 후 냉각되고 액체 성분이 제거된 연소가스에 대한 가스 분석을 수행하는 가스분석부;를 포함한다.An embodiment of the present invention provides a device for stably acquiring combustion gas directly from the inside of a combustion furnace and using it for analysis, and preventing a tube clogging phenomenon by unburned fuel or a large amount of flowing sand during combustion gas sampling; provide a way A gas sampling and analysis apparatus applicable in real time in a fluidized bed process according to an embodiment of the present invention is coupled to a side wall of a combustion furnace in which combustion is performed, and one end is located inside the combustion furnace to collect combustion gas, which is a gas generated in the combustion furnace. a sampling port providing a flow path for acquiring; a flow chamber coupled to the other end of the sampling port and having an internal space through which a fluid flows; a purging gas supply unit connected to the flow chamber and supplying the purging gas to the flow chamber so that the purging gas passes through the sampling port; a filter unit connected to the flow chamber and removing impurities from the combustion gas that has passed through the flow chamber; and a gas analysis unit for performing gas analysis on the combustion gas from which the liquid component is removed and cooled after passing through the filter unit.
Description
본 발명은, 연소로의 연소가스를 샘플링 한 후 분석을 수행하는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 연소로 내부에서 안정적으로 직접 연소가스를 획득하여 분석에 이용하고, 연소가스 샘플링 중 미연소된 연료 또는 다량의 유동사에 의해 튜브가 막히는 현상을 미연에 방지하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for performing analysis after sampling combustion gas of a combustion furnace, and more particularly, stably obtaining combustion gas directly from inside the combustion furnace and using it for analysis, and unburned during combustion gas sampling The present invention relates to an apparatus and method for preventing a tube clogging phenomenon by used fuel or a large amount of flowing sand in advance.
순환 유동층 보일러 시스템에서는 오염 물질의 저감이 중요하며, 이를 위해 연소로 내 연소가스에 포함되는 오염 물질에 대한 분석이 실시간으로 수행되는 것이 필요하다. 종래의 순환 유동층 공정에 적용된 가스 샘플링 및 분석 장치들은 구성이 복잡하여 설치가 용이하지 않거나 비용이 증가하는 문제가 있다.Reduction of pollutants is important in a circulating fluidized bed boiler system, and for this purpose, it is necessary to analyze the pollutants included in the combustion gas in the combustion furnace in real time. Gas sampling and analysis apparatuses applied to the conventional circulating fluidized bed process have a problem in that they are not easy to install or increase in cost due to their complicated configuration.
또한, 종래의 가스 샘플링 및 분석 장치들에서는, 기포 유동층 혹은 순환 유동층에서 유동사의 순환 영역이 적은 위치의 가스 분석을 위한 샘플링이 가능하지만, 순환 영역이 많은 연소로 내에서는 가스 샘플링 및 분석에 한계가 있어 중요한 오염물질 거동 측정에 어려움이 있는 것이 사실이다.In addition, in the conventional gas sampling and analysis apparatuses, sampling for gas analysis at a location where the circulation area of the fluidized sand is small is possible in a bubble fluidized bed or a circulating fluidized bed, but there is a limit to gas sampling and analysis in a combustion furnace having a large circulation area It is true that there are difficulties in measuring the behavior of important pollutants.
그리고, 종래의 가스 샘플링 및 분석 장치들에서는, 미연소된 연료 및 다량의 유동사에 의해 철 튜브(SUS Tube)에 막힘이 발생함으로써, 가스 분석에 요구되는 가스 샘플링량이 부족하게 되는 문제가 있다.And, in the conventional gas sampling and analysis apparatuses, there is a problem in that the amount of gas sampling required for gas analysis is insufficient by clogging the SUS tube by unburned fuel and a large amount of flowing sand.
대한민국 공개특허 제10-2020-0019500호(발명의 명칭: 보일러의 연소환경 진단장치)에서는, 상기 화염부에 부착되고, 적어도 하나 이상의 온도센서와 연결된 적어도 하나 이상의 열 센서; 상기 화염부에 부착되고, 상기 열 센서의 감지대상이 연소할 때 발생되는 연소 생성물을 흡입하는 적어도 하나 이상의 연소가스 흡입센서; 및 상기 온도센서를 통해 측정된 온도정보와, 상기 열 센서에 대한 정보와, 상기 연소가스 흡입센서를 통해 흡입된 연소 생성물에 대한 정보 및 연료에 대한 정보를 이용하여 상기 열 센서와 상기 연소가스 흡입센서가 부착된 지점에서의 연소환경을 판단하는 제1 제어부;를 포함하는 보일러의 연소환경 진단장치가 개시되어 있다.In Korean Patent Laid-Open Patent No. 10-2020-0019500 (Title of the Invention: Boiler Combustion Environment Diagnosis Device), at least one thermal sensor attached to the flame unit and connected to at least one temperature sensor; at least one combustion gas intake sensor attached to the flame unit and for sucking combustion products generated when the detection target of the heat sensor burns; and the heat sensor and the combustion gas intake by using the temperature information measured through the temperature sensor, information on the heat sensor, information on combustion products and information on fuel sucked through the combustion gas intake sensor A combustion environment diagnosis apparatus for a boiler including; a first control unit for determining a combustion environment at a point where a sensor is attached is disclosed.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 가스 샘플링 및 분석이 하나의 장치에서 수행되도록 하고, 그 장치의 구성을 단순하게 형성시키는 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to allow gas sampling and analysis to be performed in one device, and to simplify the configuration of the device.
또한, 본 발명의 목적은, 연소로 내부에서 안정적으로 직접 연소가스를 획득하여 분석에 이용하도록 하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to stably obtain combustion gas directly from the inside of the combustion furnace and use it for analysis.
그리고, 본 발명의 목적은, 연소가스 샘플링 중 미연소된 연료 또는 다량의 유동사에 의해 튜브가 막히는 현상을 미연에 방지하는 것이다.And, it is an object of the present invention to prevent in advance the phenomenon that the tube is clogged by unburned fuel or a large amount of flowing sand during combustion gas sampling.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 연소가 수행되는 연소로의 측벽과 결합되고, 일단이 상기 연소로 내측에 위치하여 상기 연소로 내 생성된 가스인 연소가스를 획득하기 위한 유로를 제공하는 샘플링포트; 상기 샘플링포트의 타단과 결합되고 유체가 유동하는 내부 공간을 구비하는 유동챔버; 상기 유동챔버와 연결되고, 상기 유동챔버로 퍼징가스를 공급하여 상기 샘플링포트를 상기 퍼징가스가 통과하도록 하는 퍼징가스공급부; 상기 유동챔버와 연결되고, 상기 유동챔버를 통과한 상기 연소가스로부터 불순물을 제거하는 필터부; 및 상기 필터부를 통과한 후 냉각되고 액체 성분이 제거된 상기 연소가스에 대한 가스 분석을 수행하는 가스분석부;를 포함한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is combined with a side wall of a combustion furnace in which combustion is performed, and one end is located inside the combustion furnace and a flow path for obtaining combustion gas, which is a gas generated in the combustion furnace A sampling port that provides; a flow chamber coupled to the other end of the sampling port and having an internal space through which a fluid flows; a purging gas supply unit connected to the flow chamber and supplying a purging gas to the flow chamber so that the purging gas passes through the sampling port; a filter unit connected to the flow chamber and removing impurities from the combustion gas that has passed through the flow chamber; and a gas analysis unit for performing gas analysis on the combustion gas from which the liquid component has been removed and cooled after passing through the filter unit.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 필터부와 연결되고, 상기 필터부를 통과한 상기 연소가스에 대한 냉각을 수행하는 열교환부;를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a heat exchange unit connected to the filter unit and cooling the combustion gas that has passed through the filter unit; may further include.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 열교환부와 상기 가스분석부 사이에 설치되고, 상기 연소가스로부터 액체 성분을 분리시키는 분배부;를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a distribution unit installed between the heat exchange unit and the gas analyzer to separate a liquid component from the combustion gas; may further include.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 유동챔버와 상기 퍼징가스공급부를 연결하는 배관인 퍼징배관; 및 상기 퍼징배관과 결합되고, 상기 퍼징배관을 따라 유동하는 상기 퍼징가스의 유동을 제어하는 퍼징밸브;를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a purging pipe connecting the flow chamber and the purging gas supply unit; and a purging valve coupled to the purging pipe and controlling the flow of the purging gas flowing along the purging pipe.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 유동챔버와 상기 필터부를 연결하는 배관인 필터배관; 및 상기 필터배관과 결합되고, 상기 필터배관을 따라 유동하는 상기 연소가스의 유동을 제어하는 필터밸브;를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a filter pipe that is a pipe connecting the flow chamber and the filter unit; and a filter valve coupled to the filter pipe and configured to control the flow of the combustion gas flowing along the filter pipe.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 필터부와 상기 열교환부를 연결하는 배관인 열교환배관; 및 상기 열교환배관과 결합되고, 상기 열교환배관을 따라 유동하는 상기 연소가스의 유동을 제어하는 열교환밸브;를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a heat exchange pipe that is a pipe connecting the filter unit and the heat exchange unit; and a heat exchange valve coupled to the heat exchange pipe and configured to control the flow of the combustion gas flowing along the heat exchange pipe.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 샘플링포트는, 일단이 상기 연소로 내측에 위치하고 타단이 상기 연소로 외측에 위치하며 상기 연소가스에 유로를 제공하는 튜브인 샘플링튜브; 소결합금으로 형성되어 상기 샘플링튜브의 일단과 결합하고 상기 연소가스에 유로를 제공하는 기공체, 및 상기 샘플링튜브와 결합되고 상기 연소로의 측벽과 결합되어 상기 샘플링튜브를 고정 지지하는 지지체,를 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the sampling port may include: a sampling tube having one end located inside the combustion furnace and the other end located outside the combustion furnace, which is a tube providing a flow path to the combustion gas; A porous body formed of sintered metal and coupled to one end of the sampling tube and providing a flow path for the combustion gas, and a support member coupled to the sampling tube and coupled to a sidewall of the combustion furnace to fix and support the sampling tube; can do.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 샘플링포트를 세척하는 상기 퍼징가스는, 수증기 또는 산화제일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the purge gas for cleaning the sampling port may be water vapor or an oxidizing agent.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 상기 유동챔버와 상기 퍼징가스공급부의 연결이 차단되고, 상기 연소로에서 생성된 상기 연소가스가 상기 샘플링포트를 통과하여 상기 유동챔버로 유동하는 제1단계; 상기 유동챔버로부터 상기 필터부로 상기 연소가스가 유동하고, 상기 필터부에서 상기 연소가스에 대한 여과가 수행되는 제2단계; 여과된 상기 연소가스가 상기 열교환부를 통과하면서 냉각되고, 냉각된 상기 연소가스가 상기 분배부를 통과하면서 상기 연소가스로부터 액체 성분이 분리 제거되는 제3단계; 상기 분배부를 통과한 상기 연소가스 상기 가스분석부로 유동하고, 상기 연소가스에 대한 가스 분석이 수행되는 제4단계; 및 상기 유동챔버와 상기 필터부의 연결이 차단되고, 상기 퍼징가스가 상기 샘플링포트에 공급되어 상기 샘플링포트가 세척되는 제5단계;를 포함한다.In the configuration of the present invention for achieving the above object, the connection between the flow chamber and the purging gas supply unit is cut off, and the combustion gas generated in the combustion furnace flows into the flow chamber through the sampling port. Step 1; a second step in which the combustion gas flows from the flow chamber to the filter unit, and filtration of the combustion gas is performed in the filter unit; a third step in which the filtered combustion gas is cooled while passing through the heat exchange unit, and a liquid component is separated and removed from the combustion gas while the cooled combustion gas passes through the distribution unit; a fourth step of flowing the combustion gas passing through the distribution unit to the gas analysis unit, and performing gas analysis on the combustion gas; and a fifth step in which the connection between the flow chamber and the filter unit is cut off, and the purging gas is supplied to the sampling port to wash the sampling port.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 샘플링포트를 연소로에 결합시킨 후, 연소가스가 필터부, 열교환기, 분배부 등을 거쳐 가스분석부에서 분석되도록 하는 단순한 구성으로 하나의 장치에서 가스 샘플링 및 분석이 수행되므로, 가스 샘플링 및 분석의 효율을 증대시킬 수 있다는 것이다.The effect of the present invention according to the above configuration is that, after coupling the sampling port to the combustion furnace, the combustion gas is analyzed by the gas analysis unit through the filter unit, heat exchanger, distribution unit, etc. in one device. Since gas sampling and analysis is performed, the efficiency of gas sampling and analysis can be increased.
또한, 본 발명의 효과는, 샘플링포트가 연소로 내측에서 직접 연소가스를 획득하고, 소결합금으로 형성된 구성이 열로부터 샘플링포트의 튜브를 보호하므로, 안정적으로 연소로 내 연소가스를 획득하고, 이와 같은 연소가스를 분석하여 분석 정확도를 향상시킬 수 있다는 것이다.In addition, the effect of the present invention is that the sampling port obtains combustion gas directly from the inside of the combustion furnace, and since the configuration formed of sintered metal protects the tube of the sampling port from heat, the combustion gas in the combustion furnace is stably obtained, and this It is possible to improve the analysis accuracy by analyzing the same combustion gas.
그리고, 본 발명의 효과는, 가스 샘플링 및 분석 후, 퍼징가스를 이용하여 샘플링포트 내부를 세척 가능하므로, 연소가스 샘플링 중 미연소된 연료 또는 다량의 유동사에 의해 튜브가 막히는 현상을 방지할 수 있다는 것이다.And, the effect of the present invention is that, after gas sampling and analysis, the inside of the sampling port can be cleaned using purging gas, so it is possible to prevent the tube from being clogged by unburned fuel or a large amount of flowing sand during combustion gas sampling. that there is
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 샘플링 및 분석 장치에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 샘플링포트에 대한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예와 각각의 비교 예에 따른 샘플링포트에 대한 이미지이다.1 is a schematic diagram of a gas sampling and analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a sampling port according to an embodiment of the present invention.
3 is an image of a sampling port according to an embodiment of the present invention and each comparative example.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in several different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to be “connected (connected, contacted, coupled)” with another part, it is not only “directly connected” but also “indirectly connected” with another member interposed therebetween. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided without excluding other components unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 샘플링 및 분석 장치에 대한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 샘플링포트(100)에 대한 모식도이다.1 is a schematic diagram of a gas sampling and analysis apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of a
도 1과 도 2에서 보는 바와 같이, 순환 유동층 보일러 시스템 등에 이용되는 연소로에서 생성된 연소 가스를 수집하여 분석하기 위한 본 발명의 가스 샘플링 및 분석 장치는, 연소가 수행되는 연소로의 측벽과 결합되고, 일단이 연소로 내측에 위치하여 연소로 내 생성된 가스인 연소가스를 획득하기 위한 유로를 제공하는 샘플링포트(100); 샘플링포트(100)의 타단과 결합되고 유체가 유동하는 내부 공간을 구비하는 유동챔버(300); 유동챔버(300)와 연결되고, 유동챔버(300)로 퍼징가스를 공급하여 샘플링포트(100)를 퍼징가스가 통과하도록 하는 퍼징가스공급부(210); 유동챔버(300)와 연결되고, 유동챔버(300)를 통과한 연소가스로부터 불순물을 제거하는 필터부(410); 및 필터부(410)를 통과한 후 냉각되고 액체 성분이 제거된 연소가스에 대한 가스 분석을 수행하는 가스분석부(620);를 포함한다.1 and 2, the gas sampling and analysis apparatus of the present invention for collecting and analyzing combustion gas generated in a combustion furnace used in a circulating fluidized bed boiler system, etc., is combined with a side wall of a combustion furnace in which combustion is performed a
그리고, 본 발명의 가스 샘플링 및 분석 장치는, 필터부(410)와 연결되고, 필터부(410)를 통과한 연소가스에 대한 냉각을 수행하는 열교환부(510);를 더 포함할 수 있다. 그리고, 본 발명의 가스 샘플링 및 분석 장치는, 열교환부(510)와 가스분석부(620) 사이에 설치되고, 연소가스로부터 액체 성분을 분리시키는 분배부(610);를 더 포함할 수 있다. 상기와 같이, 본 발명의 가스 샘플링 및 분석 장치는, 단순한 구성으로 하나의 장치에서 가스 샘플링 및 분석이 수행되므로, 가스 샘플링 및 분석의 효율을 증대시킬 수 있다The gas sampling and analysis apparatus of the present invention may further include a
유동챔버(300)는 연소가스 또는 퍼징가스가 통과하는 공간을 제공하며, 이와 같이 연소가스가 샘플링포트(100)로부터 배출되는 공간과 샘플링포트(100)로 유입되는 퍼징가스가 동일한 공간을 통과하게 되어 장치의 구성이 단순해짐으로써 작동 신뢰도가 향상될 수 있다.The
필터부(410)는, 유동챔버(300)를 통과한 연소가스가 통과 시, 연소가스 내 포함된 재(회분), 유동사, 기타 불순물 등을 여과시켜 제거할 수 있다. 이와 같이 불순물이 제거된 연소가스가 열교환부(510)로 전달되므로, 불순물에 의한 열교환부(510)의 손상 등을 미연에 방지할 수 있다. 그리고, 열교환부(510)에서는 냉매와 연소가스 간 열교환이 수행됨으로써 연소가스에 대한 냉각이 수행될 수 있으며, 이와 같은 냉각에 의해 연소가스에는 물과 같은 액체 성분이 생성 포함될 수 있다.When the combustion gas that has passed through the
분배부(610)는, 상기와 같이 연소가스 내 존재하는 액체 성분을 분리하여 제거함으로써, 연소가스를 가스 분석에 적합한 상태로 만들어주며, 가스분석부(620)에서는 분배부(610)로부터 전달된 연소가스를 분석하여, 연소가스 내 존재하는 이산화황(SO2), 일산화탄소(CO), 산화질소(NO, NO2), 이산화탄소(CO2), 산소(O2) 등의 농도를 측정할 수 있다.The
연소로의 상부 측벽에는 연소가스가 배출되기 위한 타공 부위가 형성되고, 연소로의 타공 부위에는 배출되는 연소가스에 유로를 제공하는 배관인 원통형의 배출관이 형성될 수 있다. 그리고, 배출관에 샘플링포트(100)가 결합될 수 있으며, 이와 같은 배출관에 의해 샘플링포트(100)가 고정 지지될 수 있다.A perforated portion for discharging combustion gas may be formed in the upper sidewall of the combustion furnace, and a cylindrical discharge pipe that is a pipe providing a flow path to the discharged combustion gas may be formed in the perforated portion of the combustion furnace. In addition, the
샘플링포트(100)는, 일단이 연소로 내측에 위치하고 타단이 연소로 외측에 위치하며 연소가스에 유로를 제공하는 튜브인 샘플링튜브(120); 소결합금으로 형성되어 샘플링튜브(120)의 일단과 결합하고 연소가스에 유로를 제공하는 기공체(110), 및 샘플링튜브(120)와 결합되고 연소로의 측벽과 결합되어 샘플링튜브(120)를 고정 지지하는 지지체(130),를 구비할 수 있다.
샘플링튜브(120)는 스테인레스스틸(SUS) 소재로 형성되어 내식성, 내열성 등의 성질을 구비할 수 있다. 다만, 샘플링튜브(120)의 소재가 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같은 샘플링튜브(120)는 관의 형상을 구비할 수 있다. 그리고, 지지체(130)의 중앙 부위를 샘플링튜브(120)가 관통하여 고정됨으로써 샘플링튜브(120)와 지지체(130)가 결합될 수 있으며, 연소로의 내측을 향하는 지지체(130)의 일면에는 홈이 형성될 수 있다. 지지체(130)의 홈 내측면에는 암나사산이 형성되고 배출관의 외측면에는 수나사산이 형성되어, 지지체(130)의 홈과 배출관이 나사 결합됨으로써, 상기와 같이 샘플링튜브(120)의 일단이 연소로 내측에 위치하고 샘플링튜브(120)의 타단이 연소로 외측에 위치할 수 있다.The
기공체(110)는 내열성, 내식성 등이 우수한 소결 금속(sintered metal) 또는 소결 합금(sintered alloy)으로 형성될 수 있으며, 기공체(110)의 내부에는 연소가스가 유동하는 유로가 형성되어 있고, 도 2에서 보는 바와 같이, 기공체(110)는, 샘플링튜브(120)의 일단과 그 인접 부위를 둘러싸는 형상으로 형성되거나 기공체(110)의 말단이 샘플링튜브(120)의 일단과 결합되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 고온의 연소가스와 유동사가 기공체(110)를 통과하더라도 기공체(110)의 변형 또는 손상이 방지되어 샘플링튜브(120)를 통과하는 연소가스 유량이 안정적으로 됨으로써, 가스분석부(620)까지 전달되는 연소가스 유량이 안정적으로 되고, 결과적으로 연소가스 분석의 정밀도가 향상될 수 있다.The
샘플링포트(100)를 세척하는 퍼징가스는, 수증기 또는 산화제일 수 있다. 구체적으로, 퍼징가스는 연소로의 열에너지를 이용하여 물을 가열하여 생성된 수증기일 수 있다. 또는, 퍼징가스는 연소로의 열에너지를 이용하여 예열된 산화제일 수 있다. 이와 같은 퍼징가스는 먼저 퍼징가스공급부(210)로 전달되어 저장되었다가, 샘플링포트(100)의 세척이 요구되는 경우 퍼징가스공급부(210)로부터 배출될 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 연소가스 샘플링 중 미연소된 연료 또는 다량의 유동사에 의해 샘플링튜브(120)가 막히는 현상을 미연에 방지할 수 있다.The purging gas for cleaning the
본 발명의 가스 샘플링 및 분석 장치는, 유동챔버(300)와 퍼징가스공급부(210)를 연결하는 배관인 퍼징배관(220); 및 퍼징배관(220)과 결합되고, 퍼징배관(220)을 따라 유동하는 퍼징가스의 유동을 제어하는 퍼징밸브(230);를 더 포함할 수 있다. 여기서, 퍼징밸브(230)는, 전자밸브로써 볼 밸브 방식일 수 있다. 다만, 밸브 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.The gas sampling and analysis apparatus of the present invention includes: a purging
본 발명의 가스 샘플링 및 분석 장치는, 유동챔버(300)와 필터부(410)를 연결하는 배관인 필터배관(420); 및 필터배관(420)과 결합되고, 필터배관(420)을 따라 유동하는 연소가스의 유동을 제어하는 필터밸브(430);를 더 포함할 수 있다. 여기서, 필터밸브(430)는 전자밸브로써 니들 밸브 방식일 수 있다. 이에 따라, 필터밸브(430)를 통과한 연소가스의 압력이 감소되면서 연소가스의 유동 속도가 감소되고, 이와 같이 유동 속도가 감소된 연소가스가 필터부(410)를 통과하므로, 필터부(410)의 여과 효율이 증대될 수 있다.The gas sampling and analysis apparatus of the present invention includes a
본 발명의 가스 샘플링 및 분석 장치는, 필터부(410)와 열교환부(510)를 연결하는 배관인 열교환배관(520); 및 열교환배관(520)과 결합되고, 열교환배관(520)을 따라 유동하는 연소가스의 유동을 제어하는 열교환밸브(530);를 더 포함할 수 있다. 여기서, 열교환밸브(530)는 전자밸브로써 볼 밸브 방식일 수 있다. 다만, 밸브 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.The gas sampling and analysis apparatus of the present invention includes: a
본 발명의 가스 샘플링 및 분석 장치는, 퍼징밸브(230), 필터밸브(430) 및 열교환밸브(530)에 제어신호를 전달하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 사용자가 제어부에 가스 샘플링 및 분석 진행 명령을 전달하는 경우, 제어부는 퍼징밸브(230)에 밸브를 폐쇄시키는 신호인 off신호를 전달하고, 필터밸브(430)에 밸브를 개방시키는 신호인 on신호를 전달하며, 열교환밸브(530)에 on신호를 전달할 수 있고, 이에 따라, 연소로에서 생성된 연소가스는 샘플링포트(100), 유동챔버(300), 필터부(410), 열교환부(510), 분배부(610) 및 가스분석부(620)를 순차적으로 통과할 수 있다.The gas sampling and analysis apparatus of the present invention may further include a control unit that transmits a control signal to the purging
그리고, 가스 분석 샘플링 진행을 위한 소정의 시간이 도과하거나 사용자가 제어부에 가스 샘플링 및 분석 중지 명령을 전달하는 경우, 제어부는 퍼징밸브(230)에 on신호를 전달하고, 필터밸브(430)에 off신호를 전달하며, 열교환밸브(530)에 off신호를 전달할 수 있고, 이에 따라, 퍼징가스공급부(210)에서 공급되는 퍼징가스는 유동챔버(300) 및 샘플링포트(100)를 순차적으로 통과하고, 퍼징가스에 의해 샘플링포트(100)에 대한 세척이 수행될 수 있다.And, when a predetermined time for gas analysis sampling has elapsed or the user transmits a command to stop gas sampling and analysis to the control unit, the control unit transmits an on signal to the purging
이하, 순환 유동층 보일러 시스템에서 가스 샘플링 및 분석을 수행하는 실험 예와 각각의 비교 예에 대해 설명하기로 한다. 여기서, 순환 유동층 보일러 시스템은 연소로, 싸이클론, 루프실, 제1열교환기 등을 포함하는 종래기술의 순환 유동층 보일러 시스템일 수 있다.Hereinafter, an experimental example of performing gas sampling and analysis in a circulating fluidized bed boiler system and each comparative example will be described. Here, the circulating fluidized bed boiler system may be a conventional circulating fluidized bed boiler system including a combustion furnace, a cyclone, a loop seal, a first heat exchanger, and the like.
도 3은 본 발명의 실시 예와 각각의 비교 예에 따른 샘플링포트에 대한 이미지이다. 여기서, 도 3의 (a)는 [비교 예 1]의 샘플링포트에 대한 이미지이고, 도 3의 (b)는 [실시 예]의 샘플링포트에 대한 이미지이며, 도 3의 (c)는 [비교 예 2]의 샘플링포트에 대한 이미지이고, 도 3의 (d)는 [비교 예 3] 내지 [비교 예 5]에서 이용된 샘플링포트에 대한 이미지이다.3 is an image of a sampling port according to an embodiment of the present invention and each comparative example. Here, FIG. 3(a) is an image of the sampling port of [Comparative Example 1], FIG. 3(b) is an image of the sampling port of [Example], and FIG. 3(c) is [Comparative] Example 2] is an image of the sampling port, and FIG. 3(d) is an image of the sampling port used in [Comparative Example 3] to [Comparative Example 5].
[실시 예][Example]
SUS로 형성되고 단면 직경이 1/4in(인치)인 샘플링튜브(120), 소결 철(Fe) 합금으로 형성된 기공체(110), 및 지지체(130)를 구비하는 샘플링포트(100)를 마련하였다. 그리고, 높이 10m(미터)의 연소로에 샘플링포트(100)를 4m(미터)의 설치 높이로 설치하고 가스 샘플링 및 분석을 수행하였다. 여기서, 설치 높이는 연소로의 바닥으로부터 샘플링포트(100)의 일단까지의 수직 길이일 수 있다. 이하, 동일하다.A
[비교 예 1] [Comparative Example 1]
SUS로 형성되고 단면 직경이 1/4in(인치)인 튜브, 연소로 내측에 위치하는 튜브의 일단에 형성된 석영필터, 및 지지체(130)를 구비하는 샘플링포트를 마련하였다. 그리고, 높이 10m(미터)의 연소로에 샘플링포트를 2.3m(미터)의 설치 높이로 설치하고 가스 샘플링 및 분석을 수행하였다.A sampling port including a tube formed of SUS and having a cross-sectional diameter of 1/4 inch (inch), a quartz filter formed at one end of the tube positioned inside the combustion furnace, and a
[비교 예 2][Comparative Example 2]
SUS로 형성되고 단면 직경이 1/5in(인치)인 튜브, 소결 철(Fe) 합금으로 형성된 기공체(110), 및 지지체(130)를 구비하는 샘플링포트를 마련하였다. 그리고, 높이 10m(미터)의 연소로에 샘플링포트를 6.2m(미터)의 설치 높이로 설치하고 가스 샘플링 및 분석을 수행하였다.A sampling port including a tube formed of SUS and having a cross-sectional diameter of 1/5 inch (inch), a
[비교 예 3][Comparative Example 3]
SUS로 형성되고 단면 직경이 1/4in(인치)인 튜브, 및 지지체(130)를 구비하는 샘플링포트를 마련하였다. 그리고, 높이 10m(미터)의 연소로에 샘플링포트를 8m(미터)의 설치 높이로 설치하고 가스 샘플링 및 분석을 수행하였다.A sampling port having a tube formed of SUS and having a cross-sectional diameter of 1/4 inch (inch), and a
[비교 예 4][Comparative Example 4]
SUS로 형성되고 단면 직경이 1/4in(인치)인 튜브, 및 지지체(130)를 구비하는 샘플링포트를 마련하였다. 그리고, 연소로와 싸이클론 사이의 배관에 샘플링포트를 설치하고 가스 샘플링 및 분석을 수행하였다.A sampling port having a tube formed of SUS and having a cross-sectional diameter of 1/4 inch (inch), and a
[비교 예 5][Comparative Example 5]
SUS로 형성되고 단면 직경이 1/4in(인치)인 튜브, 및 지지체(130)를 구비하는 샘플링포트를 마련하였다. 그리고, 제1열교환기의 전단에 형성된 배관에 샘플링포트를 설치하고 가스 샘플링 및 분석을 수행하였다.A sampling port having a tube formed of SUS and having a cross-sectional diameter of 1/4 inch (inch), and a
[실시 예]에 의한 가스 분석 결과, 연소가스에 이산화황(SO2)은 11ppm, 일산화탄소(CO)는 3229ppm, 일산화질소(NO)는 199ppm, 아산화질소(N2O)는 94ppm, 산소(O2)는 6.11vol.%, 이산화탄소(CO2)는 13.6vol.%로 포함되는 것으로 분석되었다.As a result of gas analysis by [Example], sulfur dioxide (SO 2 ) in combustion gas is 11 ppm, carbon monoxide (CO) is 3229 ppm, nitrogen monoxide (NO) is 199 ppm, nitrous oxide (N 2 O) is 94 ppm, oxygen (O 2 ) ) is 6.11 vol.%, carbon dioxide (CO 2 ) was analyzed to be included as 13.6 vol.%.
[비교 예 1]에 의한 가스 분석 결과, 연소가스에 이산화황(SO2)은 9ppm, 일산화탄소(CO)는 3585ppm, 일산화질소(NO)는 185ppm, 아산화질소(N2O)는 75ppm, 산소(O2)는 9.63vol.%, 이산화탄소(CO2)는 10.32vol.%로 포함되는 것으로 분석되었다.As a result of gas analysis according to [Comparative Example 1], sulfur dioxide (SO 2 ) in combustion gas is 9 ppm, carbon monoxide (CO) is 3585 ppm, nitrogen monoxide (NO) is 185 ppm, nitrous oxide (N 2 O) is 75 ppm, oxygen (O) 2 ) was analyzed to contain 9.63 vol.%, carbon dioxide (CO 2 ) was included as 10.32 vol.%.
[비교 예 2]에 의한 가스 분석 결과, 연소가스에 이산화황(SO2)은 8ppm, 일산화탄소(CO)는 927ppm, 일산화질소(NO)는 201ppm, 아산화질소(N2O)는 85ppm, 산소(O2)는 7vol.%, 이산화탄소(CO2)는 13vol.%로 포함되는 것으로 분석되었다.As a result of gas analysis according to [Comparative Example 2], sulfur dioxide (SO 2 ) in combustion gas was 8 ppm, carbon monoxide (CO) was 927 ppm, nitrogen monoxide (NO) was 201 ppm, nitrous oxide (N 2 O) was 85 ppm, and oxygen (O) was 2 ) is 7vol.%, carbon dioxide (CO 2 ) was analyzed to be included as 13vol.%.
[비교 예 3]에 의한 가스 분석 결과, 연소가스에 이산화황(SO2)은 6ppm, 일산화탄소(CO)는 1355ppm, 일산화질소(NO)는 159ppm, 아산화질소(N2O)는 97ppm, 산소(O2)는 5vol.%, 이산화탄소(CO2)는 15vol.%로 포함되는 것으로 분석되었다.As a result of gas analysis according to [Comparative Example 3], in combustion gas, sulfur dioxide (SO 2 ) is 6 ppm, carbon monoxide (CO) is 1355 ppm, nitrogen monoxide (NO) is 159 ppm, nitrous oxide (N 2 O) is 97 ppm, oxygen (O 2 ) was analyzed to be contained in 5 vol.% and carbon dioxide (CO 2 ) in 15 vol.%.
[비교 예 4]에 의한 가스 분석 결과, 연소가스에 이산화황(SO2)은 3ppm, 일산화탄소(CO)는 200ppm, 일산화질소(NO)는 151ppm, 아산화질소(N2O)는 92ppm, 산소(O2)는 4.4vol.%, 이산화탄소(CO2)는 15.79vol.%로 포함되는 것으로 분석되었다.As a result of gas analysis according to [Comparative Example 4], 3 ppm of sulfur dioxide (SO 2 ) in the combustion gas, 200 ppm of carbon monoxide (CO), 151 ppm of nitrogen monoxide (NO), 92 ppm of nitrous oxide (N 2 O), 92 ppm of oxygen (O 2 ) was analyzed to be 4.4 vol.%, and carbon dioxide (CO 2 ) was included as 15.79 vol.%.
[비교 예 5]에 의한 가스 분석 결과, 연소가스에 이산화황(SO2)은 2ppm, 일산화탄소(CO)는 172ppm, 일산화질소(NO)는 178ppm, 아산화질소(N2O)는 90ppm, 산소(O2)는 4.41vol.%, 이산화탄소(CO2)는 15.79vol.%로 포함되는 것으로 분석되었다.As a result of gas analysis according to [Comparative Example 5], sulfur dioxide (SO 2 ) in combustion gas is 2 ppm, carbon monoxide (CO) is 172 ppm, nitrogen monoxide (NO) is 178 ppm, nitrous oxide (N 2 O) is 90 ppm, oxygen (O) 2 ) was analyzed to be contained in 4.41 vol.%, carbon dioxide (CO 2 ) was included in 15.79 vol.%.
[실시 예]와 [비교 예 1]을 비교한 결과, 연소가스에 가장 많이 포함된 일산화탄소(CO)의 농도(ppm)는 [비교 예 1]이 다소 높았으나, 나머지 물질의 농도는 [실시 예]에서 더 높게 측정되어, 튜브의 일단에 석영필터를 결합한 경우보다 본 발명과 같이 샘플링튜브(120)에 기공체(110)를 결합한 경우 가스 샘플링의 효율이 증대됨을 확인할 수 있다.As a result of comparing [Example] and [Comparative Example 1], the concentration (ppm) of carbon monoxide (CO) contained the most in the combustion gas was somewhat higher in [Comparative Example 1], but the concentration of the remaining substances was [Example] ], it can be confirmed that the efficiency of gas sampling is increased when the
[실시 예]와 [비교 예 2]를 비교한 결과, 일산화탄소(CO)의 농도(ppm)는 [실시 예]에서 더 높게 측정되었다. 당초, 튜브의 단면 직경이 상대적으로 더 작은 경우 가스 분석에 더 유리할 것을 판단되었으나, [실시 예]와 [비교 예 3]에서 보는 바와 같이, 튜브의 단면 직경이 유동사 입자 평균 직경을 고려하여 소정의 수치로 형성되는 경우 가스 샘플링을 위한 연소가스 획득에 유리함을 확인할 수 있다.As a result of comparing [Example] and [Comparative Example 2], the concentration (ppm) of carbon monoxide (CO) was higher in [Example]. Initially, it was judged that it would be more advantageous for gas analysis when the cross-sectional diameter of the tube was relatively smaller, but as shown in [Example] and [Comparative Example 3], the cross-sectional diameter of the tube was determined by considering the average diameter of the flow sand particles. It can be confirmed that it is advantageous to obtain combustion gas for gas sampling when it is formed as a value of .
[실시 예]와 [비교 예 3]을 비교한 결과, 일산화탄소(CO)의 농도(ppm)는 [실시 예]에서 현저히 높게 측정되었다. 여기서, [비교 예 3]에서는 [실시 예]와 달리 기공체(110)에 의해 튜브의 일단이 보호되지 못하여 변형됨으로써 [비교 예 3]의 샘플링포트로 유동하는 연소가스의 유량이 상대적으로 부족함을 확인할 수 있다.As a result of comparing [Example] and [Comparative Example 3], the concentration (ppm) of carbon monoxide (CO) was significantly higher in [Example]. Here, in [Comparative Example 3], unlike [Example], one end of the tube is not protected by the
[실시 예]와 [비교 예 4] 및 [비교 예 5]를 비교한 결과, 일산화탄소(CO), 이산화황(SO2) 등의 농도(ppm)는 [실시 예]에서 현저히 높게 측정되었다. 이에 따라, 연소로 내부에서 직접적으로 연소가스 샘플을 획득하는 것이 연소가스 분석 정확도를 향상시킨다는 것을 확인할 수 있다.As a result of comparing [Example] with [Comparative Example 4] and [Comparative Example 5], concentrations (ppm) of carbon monoxide (CO), sulfur dioxide (SO 2 ), etc. were significantly higher in [Example]. Accordingly, it can be confirmed that directly acquiring the flue gas sample from inside the furnace improves the flue gas analysis accuracy.
상기와 같은 본 발명의 가스 샘플링 및 분석 장치를 포함하는 순환 유동층 보일러 시스템을 형성할 수 있다.It is possible to form a circulating fluidized bed boiler system including the gas sampling and analysis apparatus of the present invention as described above.
이하, 본 발명의 가스 샘플링 및 분석 장치를 이용한 가스 샘플링 및 분석 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a gas sampling and analysis method using the gas sampling and analysis apparatus of the present invention will be described.
먼저, 제1단계에서, 유동챔버(300)와 퍼징가스공급부(210)의 연결이 차단되고, 연소로에서 생성된 연소가스가 샘플링포트(100)를 통과하여 유동챔버(300)로 유동할 수 있다. 그리고, 제2단계에서, 유동챔버(300)로부터 필터부(410)로 연소가스가 유동하고, 필터부(410)에서 연소가스에 대한 여과가 수행될 수 있다.First, in the first step, the connection between the
다음으로, 제3단계에서, 여과된 연소가스가 열교환부(510)를 통과하면서 냉각되고, 냉각된 연소가스가 분배부(610)를 통과하면서 연소가스로부터 액체 성분이 분리 제거될 수 있다. 그리고, 제4단계에서, 분배부(610)를 통과한 연소가스 가스분석부(620)로 유동하고, 연소가스에 대한 가스 분석이 수행될 수 있다.Next, in the third step, the filtered combustion gas is cooled while passing through the
그 후, 제5단계에서, 유동챔버(300)와 필터부(410)의 연결이 차단되고, 퍼징가스가 샘플링포트(100)에 공급되어 샘플링포트(100)가 세척될 수 있다. 나머지 사항에 대해서는, 상기된 본 발명의 가스 샘플링 및 분석 장치의 설명에 기재된 사항과 동일할 수 있다.After that, in a fifth step, the connection between the
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 샘플링포트 110 : 기공체
120 : 샘플링튜브 130 : 지지체
210 : 퍼징가스공급부 220 : 퍼징배관
230 : 퍼징밸브 300 : 유동챔버
410 : 필터부 420 : 필터배관
430 : 필터밸브 510 : 열교환부
520 : 열교환배관 530 : 열교환밸브
610 : 분배부 620 : 가스분석부
700 : 연소로 710 : 배출관 100: sampling port 110: pore body
120: sampling tube 130: support
210: purging gas supply unit 220: purging pipe
230: purging valve 300: flow chamber
410: filter unit 420: filter pipe
430: filter valve 510: heat exchange unit
520: heat exchange pipe 530: heat exchange valve
610: distribution unit 620: gas analysis unit
700: combustion furnace 710: discharge pipe
Claims (10)
상기 샘플링포트의 타단과 결합되고 유체가 유동하는 내부 공간을 구비하는 유동챔버;
상기 유동챔버와 연결되고, 상기 유동챔버로 퍼징가스를 공급하여 상기 샘플링포트를 상기 퍼징가스가 통과하도록 하는 퍼징가스공급부;
상기 유동챔버와 연결되고, 상기 유동챔버를 통과한 상기 연소가스로부터 불순물을 제거하는 필터부;
상기 필터부를 통과한 후 냉각되고 액체 성분이 제거된 상기 연소가스에 대한 가스 분석을 수행하는 가스분석부; 및
상기 필터부와 연결되고, 상기 필터부를 통과한 상기 연소가스에 대한 냉각을 수행하는 열교환부;를 포함하고,
상기 기공체는 상기 연소가스가 유동하는 유로를 구비하며, 상기 기공체가 상기 샘플링튜브 일단의 인접 부위를 둘러싸는 형상으로 형성됨으로써, 고온의 상기 연소가스와 유동사가 상기 기공체를 통과하더라도 상기 기공체의 변형 또는 손상이 방지되어 상기 샘플링튜브를 통과하는 상기 연소가스의 유량이 안정되고,
상기 필터부에 의해 상기 연소가스 내 포함된 불순물을 제거함으로써, 불순물에 의한 상기 열교환부의 손상을 미연에 방지하며,
상기 퍼징가스는, 상기 연소로의 열에너지로 물을 가열하여 생성된 수증기 또는 상기 연소로의 열에너지에 의해 예열된 산화제인 것을 특징으로 하는 유동층 공정에서 실시간 적용 가능한 가스 샘플링 및 분석 장치.
It is coupled with the side wall of the combustion furnace in which combustion is performed, and one end is located inside the combustion furnace to provide a flow path for obtaining combustion gas, which is the gas generated in the combustion furnace, and one end is located inside the combustion furnace and the other end is located inside the combustion furnace a sampling port positioned outside the combustion furnace and formed of a sampling tube, which is a tube providing a flow path to the combustion gas, and a sintered metal, coupled to one end of the sampling tube, and having a pore body providing a flow path to the combustion gas;
a flow chamber coupled to the other end of the sampling port and having an internal space through which a fluid flows;
a purging gas supply unit connected to the flow chamber and supplying a purging gas to the flow chamber so that the purging gas passes through the sampling port;
a filter unit connected to the flow chamber and removing impurities from the combustion gas that has passed through the flow chamber;
a gas analysis unit for performing gas analysis on the combustion gas from which the liquid component is removed and cooled after passing through the filter unit; and
A heat exchange unit connected to the filter unit and cooling the combustion gas that has passed through the filter unit;
The pore body has a flow path through which the combustion gas flows, and the pore body is formed in a shape surrounding an adjacent portion of one end of the sampling tube, so that even if the combustion gas and the flowing sand at high temperature pass through the pore body, the pore body is prevented from being deformed or damaged so that the flow rate of the combustion gas passing through the sampling tube is stabilized,
By removing impurities contained in the combustion gas by the filter unit, damage to the heat exchange unit due to impurities is prevented in advance,
The purge gas is a gas sampling and analysis apparatus applicable in real time in a fluidized bed process, characterized in that the oxidizer is preheated by the steam generated by heating water with the thermal energy of the combustion furnace or the thermal energy of the combustion furnace.
상기 열교환부와 상기 가스분석부 사이에 설치되고, 상기 연소가스로부터 액체 성분을 분리시키는 분배부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 공정에서 실시간 적용 가능한 가스 샘플링 및 분석 장치.
The method according to claim 1,
Gas sampling and analysis apparatus applicable in real time in a fluidized bed process, characterized in that it further comprises; installed between the heat exchange unit and the gas analyzer, and a distribution unit for separating the liquid component from the combustion gas.
상기 유동챔버와 상기 퍼징가스공급부를 연결하는 배관인 퍼징배관; 및
상기 퍼징배관과 결합되고, 상기 퍼징배관을 따라 유동하는 상기 퍼징가스의 유동을 제어하는 퍼징밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 공정에서 실시간 적용 가능한 가스 샘플링 및 분석 장치.
The method according to claim 1,
a purging pipe connecting the flow chamber and the purging gas supply unit; and
A gas sampling and analysis apparatus applicable in real time in a fluidized bed process, characterized in that it further comprises; a purging valve coupled to the purging pipe and controlling the flow of the purging gas flowing along the purging pipe.
상기 유동챔버와 상기 필터부를 연결하는 배관인 필터배관; 및
상기 필터배관과 결합되고, 상기 필터배관을 따라 유동하는 상기 연소가스의 유동을 제어하는 필터밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 공정에서 실시간 적용 가능한 가스 샘플링 및 분석 장치.
The method according to claim 1,
a filter pipe that is a pipe connecting the flow chamber and the filter unit; and
Gas sampling and analysis apparatus applicable in real time in a fluidized bed process, characterized in that it further comprises; coupled to the filter pipe, the filter valve for controlling the flow of the combustion gas flowing along the filter pipe.
상기 필터부와 상기 열교환부를 연결하는 배관인 열교환배관; 및
상기 열교환배관과 결합되고, 상기 열교환배관을 따라 유동하는 상기 연소가스의 유동을 제어하는 열교환밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 공정에서 실시간 적용 가능한 가스 샘플링 및 분석 장치.
The method according to claim 1,
a heat exchange pipe which is a pipe connecting the filter part and the heat exchange part; and
and a heat exchange valve coupled to the heat exchange pipe and configured to control the flow of the combustion gas flowing along the heat exchange pipe.
상기 샘플링포트는, 상기 샘플링튜브와 결합되고 상기 연소로의 측벽과 결합되어 상기 샘플링튜브를 고정 지지하는 지지체,를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유동층 공정에서 실시간 적용 가능한 가스 샘플링 및 분석 장치.
The method according to claim 1,
The sampling port is coupled to the sampling tube and coupled to the sidewall of the combustion furnace, the gas sampling and analysis apparatus applicable in real time in the fluidized bed process, characterized in that it further comprises a support for fixedly supporting the sampling tube.
8. A circulating fluidized bed boiler system comprising a gas sampling and analysis device applicable in real time in the fluidized bed process according to any one of claims 1 and 3 to 7.
상기 유동챔버와 상기 퍼징가스공급부의 연결이 차단되고, 상기 연소로에서 생성된 상기 연소가스가 상기 샘플링포트를 통과하여 상기 유동챔버로 유동하는 제1단계;
상기 유동챔버로부터 상기 필터부로 상기 연소가스가 유동하고, 상기 필터부에서 상기 연소가스에 대한 여과가 수행되는 제2단계;
여과된 상기 연소가스가 상기 열교환부를 통과하면서 냉각되고, 냉각된 상기 연소가스가 상기 분배부를 통과하면서 상기 연소가스로부터 액체 성분이 분리 제거되는 제3단계;
상기 분배부를 통과한 상기 연소가스 상기 가스분석부로 유동하고, 상기 연소가스에 대한 가스 분석이 수행되는 제4단계; 및
상기 유동챔버와 상기 필터부의 연결이 차단되고, 상기 퍼징가스가 상기 샘플링포트에 공급되어 상기 샘플링포트가 세척되는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 샘플링 및 분석 방법. In the gas sampling and analysis method using the gas sampling and analysis apparatus applicable in real time in the fluidized bed process of claim 3,
a first step in which the flow chamber and the purging gas supply unit are disconnected, and the combustion gas generated in the combustion furnace flows into the flow chamber through the sampling port;
a second step in which the combustion gas flows from the flow chamber to the filter unit, and filtration of the combustion gas is performed in the filter unit;
a third step in which the filtered combustion gas is cooled while passing through the heat exchange unit, and a liquid component is separated and removed from the combustion gas while the cooled combustion gas passes through the distribution unit;
a fourth step of flowing the combustion gas passing through the distribution unit to the gas analysis unit, and performing gas analysis on the combustion gas; and
and a fifth step in which the connection between the flow chamber and the filter unit is cut off, and the purging gas is supplied to the sampling port to clean the sampling port.
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KR101132687B1 (en) | 2011-09-21 | 2012-04-02 | (주)파워엔지니어링 | Oxygen measuring apparatus for combustion gas in powerplant |
JP2016223880A (en) | 2015-05-29 | 2016-12-28 | 富士電機株式会社 | Analyzer and exhaust gas processing system |
KR101793550B1 (en) * | 2017-08-09 | 2017-11-03 | 황성철 | Gas analyzing system |
KR101940501B1 (en) * | 2018-06-12 | 2019-01-22 | 황성철 | Contact type portable gas analyzer |
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