KR20120030427A - 열 회수 모듈 - Google Patents
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Abstract
증기 발생기로부터 배가스의 열을 회수하기 위한 모듈이 개시되어 있으며, 상기 모듈은 증기 발생기의 배가스 출구로부터 배가스 도관 연결부까지 배가스의 유동 경로를 형성하는 배가스 출구 도관; 상기 연결부로부터 제 1 공기 히터까지 배가스의 유동 경로를 형성하는 제 1 배가스 도관; 및 상기 연결부로부터 하나 이상의 고압 및 하나 이상의 저압 이코노마이저 프로세스 액체 이코노마이저까지 배가스의 유동 경로를 형성하는 제 2 배가스 도관;을 포함한다. 또한, 상기 모듈을 이용한 증기 발생기, 상기 모듈에 포함된 유동 원리를 실시하는 방법 및 특히 개조에 의해 상기 모듈을 증기 발생기에 통합하는 방법이 개시되어 있다.
Description
본 발명은 보일러와 같은 증기 발생기를 포함한 증기 발생 프로세스에서 배가스로부터 열을 회수하기 위한 모듈에 관한 것으로, 이는 사이클 효율을 증대시키기 위해 응축물과 급수를 가열하도록 증기를 터빈의 내부 단으로부터 추출할 수 있는 응축물 및 급수 가열 시스템과 증기 구동식 터빈 발전기를 이용한 발전소의 일부를 형성할 수 있다. 또한, 본 발명은 증기 발생 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
증기 발생 프로세스에서, 일반적으로, 기름, 가스, 바이오매스(biomass) 및 석탄과 같은 다양한 유형의 연료에 의해 연소될 수 있는 하나 또는 그보다 많은 증기 발생기가 존재하며, 보일러가 일 예이다. 증기 발생을 위한 보일러는 공지되어 있으며, 하나 또는 그보다 많은 증기 터빈 발전기를 구동시키기 위해 증기를 이용하는 발전소의 일부를 형성할 수 있다.
상기 증기 발생기(들)로부터, 통상적으로 연소 공기를 가열하는 배가스가 배출된다. 점화되기 전에 연료와 미리 혼합된 공기를 일반적으로 "1차 공기"라 칭하고, 점화후 연소를 지원하기 위한 공기를 일반적으로 "2차 공기"라 칭한다. 석탄 또는 바이오매스 연소 보일러에 있어서, 상기 1차 공기는 2차 공기보다 그 압력이 훨씬 더 높기 때문에 별도의 스트림을 형성할 수 있다. 1차 공기와 2차 공기를 포함한 연소 공기는 재생 공기 히터들을 이용하여 가열(예열)될 수 있다.
통상적으로, 상기 1차 및 2차 공기 스트림은 재생 가스 공기 히터와 같은 가스 대 공기 열 교환기에서 배가스 스트림과의 열 교환에 의해 가열된다. 그러나, 배가스의 열용량은 가스 대 공기 열 교환기의 통상적인 배열에서 공기의 열용량보다 훨씬 더 높기 때문에, 열 교환 프로세스를 비효율적으로 만들게 된다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 증기 발생 프로세스에서 증기 발생기로부터 배가스의 열을 회수하기 위한 모듈이 제공되며, 상기 모듈은,
(a) 증기 발생기의 배가스 출구로부터 배가스 도관 제 1 연결부까지 배가스의 유동 경로를 형성하는 배가스 출구 도관;
(b) 상기 제 1 연결부로부터 제 1 공기 히터까지 배가스의 제 1 유동 경로를 형성하는 제 1 배가스 도관; 및
(c) 상기 제 1 연결부로부터 하나 이상의 고압 이코노마이저(economisers)와 하나 이상의 저압 이코노마이저를 포함한 두 개 이상의 프로세스 액체 이코노마이저까지 상기 제 1 배가스 도관과 병렬로 배가스의 제 2 유동 경로를 형성하는 제 2 배가스 도관;을 포함한다.
상기 하나 이상의 고압 이코노마이저와 하나 이상의 저압 이코노마이저를 포함한 프로세스 액체 이코노마이저를 이용함으로써, 제 1 공기 히터에서의 공기 흐름 및 프로세스 액체 이코노마이저에서의 프로세스 액체와 배가스의 열 용량을 최상으로 매칭할 수 있다. 백엔드(backend) 온도가 현저히 낮아질 수 있다. 또한, 이는 열 전달 프로세스의 에너지 손실을 저감시킨다. 전체 증기 발생 프로세스의 효율이 증가하게 된다.
상기 제 1 공기 히터는 직렬, 병렬 또는 이들 모두로 된 하나 또는 그보다 많은 제 1 공기 히터를 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 제 1 공기 히터는 하나 이상의 2차 공기 스트림, 하나 이상의 1차 공기 스트림 또는 이들 모두와 같은 하나 또는 그보다 많은 공기 스트림을 가열할 수 있는 재생 가스 공기 히터를 적어도 포함한다. 이는 멀티섹터 재생 공기 히터를 포함할 수 있다.
재생 공기 히터들은 배가스로부터 열을 회수하기 위한 콤팩트하며 효율적인 가스 대 공기 열 교환기이다. 공기 히터들의 전체 중량과 체적은 재생 공기 히터를 이용함으로써 최소화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 공기 히터는 증기 발생 프로세스에서 보일러와 같은 증기 발생기에 제공되도록 된 바람직하게 2차 공기 스트림을 위한 가스 2차 공기 히터를 적어도 포함한다. 일반적으로, 2차 공기의 온도를 연소 프로세스에 적당한 온도로 올리는 것이 바람직하며, 이는 당업계에 공지된 바와 같이 200℃ 보다 높거나 300℃ 보다 높을 수 있다.
상기 각각의 고압 및 저압 프로세스 액체 이코노마이저는 직렬, 병렬 또는 이들 모두로 된 하나 또는 그보다 많은 이코노마이저를 포함할 수 있다. 하기된 바와 같은 본 발명의 실시예들은 단일의 프로세스 액체 이코노마이저에, 또는 복수의 프로세스 액체 이코노마이저 각각에 적용될 수 있으며, 또는 복수의 프로세스 액체 이코노마이저에 걸쳐서 가변될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 열 회수 모듈은 하나 이상의 고압 이코노마이저와 하나 이상의 저압 이코노마이저를 포함한다. 상기 용어 "고압" 및 "저압"은 특히 보일러와 같은 증기 발생기를 포함하는 증기 발생 프로세스와 관련된 분야에서의 당업자에게 공지되어 있다. 일반적으로, 이들은 공급 펌프로부터 각각 상류 및 하류에 있는 스트림의 상대 압력과 관련되어 있다.
상기 프로세스 액체는 하나 또는 그보다 많은 스트림으로 제공될 수 있다. 복수의 프로세스 액체 스트림이 직렬, 병렬 또는 이들 모두로 제공될 수 있으며, 선택적으로, 단일의 소오스로부터, 또는 동일하거나 상이한 복수의 소오스로부터 제공될 수 있다. 이들 각각의 스트림의 특성 및 조성은 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 프로세스 스트림은 분리되거나 연결된 하나 또는 그보다 많은 프로세스 액체 회로로, 선택적으로는 복수의 개별 회로로 제공될 수 있으며, 프로세스 액체 스트림과 증기 발생 프로세스의 임의의 1차 공기 스트림 간의 열 교환을 위해, 각 회로는 임의의 개별 1차 공기 열 교환기로 선택적으로 전달된다.
상기 프로세스 액체는 물, 암모니아, 알코올, 하이드로카본 등을 포함한, 열 교환에 이용가능한 임의의 액체 또는 액체들의 조합일 수 있다. 바람직하게, 상기 프로세스 액체는 전체적으로 또는 실질적으로 물이며, 당업계에 공지된 하나 또는 그보다 많은 첨가물 또는 다른 미량 성분을 선택적으로 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 프로세스 액체는 증기 발생기용 급수이다. 이러한 증기 발생기는 선택적으로 하나 또는 그보다 많은 보일러를 포함하는 보일러일 수 있으며, 선택적으로 당업계에 공지된 바와 같은 통합형 증기 발생기 이코노마이저를 포함한다. 프로세스 액체로서 급수를 사용함으로써, 배가스로부터 급수로 열이 직접 전달될 수 있으며, 이는 열 전달 프로세스의 에너지 손실을 최소화하게 된다.
이러한 급수는 본 발명의 증기 발생 프로세스의 하나 또는 그보다 많은 증기 발생기에 의해 프로세싱되는 급수 스트림으로부터 직접 또는 간접적으로 제공될 수 있다. 바람직하게, 그 급수 스트림의 일부는 본 발명의 프로세스 액체로서 제공된다. 그 일부는 완전 급수 스트림으로서 또는 바람직하게 급수 스트림의 슬립 스트림으로서 제공될 수 있으며, 일반적으로, 상기 슬립 스트림은 상기 완전 급수 스트림의 작은 부분이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 급수는 복수기(steam condenser)와 증기 발생기 이코노마이저 간의 증기 발생 프로세스에서 급수 스트림으로부터 제공된다.
따라서, 본 발명의 모듈은 급수 스트림으로부터 프로세스 액체 이코노마이저로 프로세스 액체를 지향시키기 위한 하나 또 그보다 많은 유동 경로를 형성하는 하나 또는 그보다 많은 제 1 프로세스 액체 도관을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 모듈은 프로세스 액체 이코노마이저로부터 급수 스트림으로 프로세스 액체를 지향시키기 위한 하나 또는 그보다 많은 유동 경로를 형성하는 하나 또는 그보다 많은 제 2 프로세스 액체 도관을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 배가스 제 1 도관 연결부는 제 1 공기 히터에서의 공기 흐름의 열 용량과 제 2 배가스 경로의 열 용량을 최상으로 매칭하기 위해 제 1 및 제 2 배가스 경로로 사용중인 배가스를 분할하는 비례식 댐퍼 세트를 포함한다.
또한, 본 발명의 모듈은
(d) 제 1 공기 히터로부터 제 2 연결부까지 배가스의 유동 경로를 형성하는 제 3 배가스 도관;
(e) 상기 프로세스 액체 이코노마이저로부터 제 2 연결부까지 배가스의 유동 경로를 형성하는 제 4 배가스 도관; 및
(f) 상기 제 2 연결부로부터 배가스의 유동 경로를 형성하는 제 5 배가스 도관을 포함할 수 있다.
본 발명의 가능한 제 2 양태에서, 상기 제 1 공기 히터는 2차 공기 히터이고, 본 발명은 1차 공기 스트림과 프로세스 액체 간의 열을 교환하기 위한 하나 이상의 프로세스 액체 열 교환기를 포함한 하나 이상의 1차 공기 히터를 더 포함한다.
고온 배가스 스트림이 아닌 프로세스 액체로 1차 공기 스트림을 가열함으로써, 재생 가스 공기 히터로부터 1차 공기가 누설되는 문제를 피할 수 있고, 열 교환을 보다 확실하게 제어할 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어 "1차 공기 스트림"은 직렬, 병렬 또는 이들 모두인 하나 또는 그보다 많은 1차 공기 스트림을 포함할 수 있다. 하기된 바와 같은 본 발명의 실시예들은 단일의 1차 공기 스트림에, 또는 복수의 1차 공기 스트림의 각각에 적용될 수 있으며, 또는 복수의 1차 공기 스트림에 걸쳐서 가변될 수 있다. 따라서, 본 발명이 단일의 1차 공기 스트림과 관련하여 설명되어 있으나, 본 발명은 그에 한정되지 않는다.
1차 공기 스트림은 대기, 재생 가스, 또는 준산소 또는 순산소 스트림과 같은 하나 또는 그보다 많은 다른 성분이 선택적으로 첨가되어 그 비율이 0 내지 100%인 임의의 조합을 포함할 수 있다. 1차 공기 스트림의 요건은 증기 발생기로의 연료의 제공 및/또는 운반뿐만 아니라, 선택적으로 연소 지원을 적어도 부분적으로 보조하기 위한 것이다.
상기 1차 공기 스트림이 2개 또는 그보다 많은 1차 공기 스트림을 포함하는 경우, 각각의 1차 공기 스트림은 이에 한정되지 않지만, 유속, 유량, 온도, 압력, 산소 함량 및 재생 가스 함량을 포함하는 동일하거나 상이한 특성 및/또는 조성을 포함할 수 있다.
상기 1차 공기 스트림이 2개 또는 그보다 많은 1차 공기 스트림을 포함하는 경우, 각각의 1차 공기 스트림은 상이한 갯수의 1차 열 교환기들에 의해 동일하거나 상이하게 가열될 수 있다.
상기 1차 공기 스트림이 2개 또는 그보다 많은 1차 공기 스트림을 포함하는 경우, 상기 공기 스트림중 2개 또는 그 이상은 그들의 의도된 사용 또는 목적지에 이르기 전에, 그 도중에 또는 그 후에, 본 발명에 따라 가열된 후 통합될 수 있다.
상기 1차 공기 스트림이 2개 또는 그보다 많은 스트림은 1차 공기 스트림을 포함하는 경우, 상기 1차 공기 스트림들은 개별적으로 및/또는 임의의 조합으로 증기 발생기에 전달될 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 1차 공기 스트림이 제공되며, 각각의 1차 공기 스트림은 균등한 복수의 연료 분쇄기와 같은 증기 발생기로 개별 연료 스트림을 제공 및/또는 운반하기 위한 스트림이며, 각각의 연료 분쇄기는 개별 연료 스트림을 보일러로 전달한다. 이러한 방식으로, 각각의 1차 공기 스트림을 개별적으로 제어할 수 있음으로써, 증기 발생기로의 전체 연료 제공, 운반 및 공급에 있어서 큰 제어 유연성을 제공할 수 있다.
상기 시스템은 직렬, 병렬 또는 이들 모두로 된 1개 또는 그보다 많은 1차 공기 스트림과의 열 교환을 제공하는, 역시 직렬, 병렬 또는 이들 모두로 된 2개 또는 그보다 많은 1차 열 교환기를 포함할 수 있음으로써, 상기 시스템은 임의의 갯수의 1차 공기 스트림과 1차 공기 열 교환기의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 1차 공기 열 교환기(들)는 하나 이상의 고압 열 교환기와 하나 이상의 저압 열 교환기를 포함한다. 상기 용어 "고압" 및 "저압"은 특히 보일러 및 피드 히팅(feed heating)/열 회수 시스템과 같은 증기 발생기를 포함하는 증기 발생 프로세스와 관련된 분야에서 당업자에게 공지되어 있다.
상기 프로세스 액체는 하나 또는 그보다 많은 스트림으로 제공될 수 있다. 복수의 프로세스 액체 스트림이 직렬, 병렬 또는 이들 모두로 제공될 수 있으며, 선택적으로, 단일의 소오스로부터, 또는 복수의 소오스로부터 제공될 수 있다. 또한, 선택적으로, 상기 프로세스 스트림은 분리되거나 연결된 하나 또는 그보다 많은 프로세스 액체 회로로, 선택적으로는 복수의 개별 회로로 제공될 수 있으며, 프로세스 액체 스트림과 1차 공기 스트림 간의 열 교환을 위해, 각 회로는 개별 1차 공기 열 교환기로 선택적으로 전달된다.
각각의 프로세스 액체 스트림은 개별 1차 공기 열 교환기로 전달된다.
프로세스 액체의 유동을 용이하게 제어할 수 있기 때문에, 본 발명의 시스템은 1차 공기 스트림의 열을 더 잘 제어할 수 있다. 증기 발생 프로세스에서 사용하기 전에 1차 공기 스트림의 정확한 온도를 달성하기 위하여, 1차 공기 스트림으로 공기 소오스 서플라이(air source supply)를 템퍼링(tempering)할 필요가 없다. 바람직하게, 1차 공기 스트림의 가스 대 공기 히터가 필요없다.
가능한 실시예에서, 1차 공기 열 교환기(들)는 하나 이상의 고압 열 교환기와 하나 이상의 저압 열 교환기를 포함한다. 상기 용어 "고압" 및 "저압"은 각각 공급 펌프(들)의 하류 또는 상류의 압력에 해당하는 것으로 알려져 있다.
석탄 연소 증기 발생기 또는 보일러에 있어서, 통상적으로, 석탄은 보일러에서 사용되기 전에 하나 또는 그보다 많은 연마기에서 분쇄된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 1차 공기 스트림은 1차 공기 열 교환기(들)에 의해 가열된 후 하나 또는 그보다 많은 분쇄기로 전달되며, 통상적으로 2개 또는 그보다 많은 분쇄기로 전달된다. 바람직하게, 각각의 1차 공기 스트림은 개별 분쇄기로 전달된다.
바람직하게, 각각의 1차 공기 스트림은 별개의 1차 공기 열 교환기(들)에 의해 개별적으로 가열된다.
본 발명의 모듈은 증기 발생 프로세스의 일부로서 일체로 제공될 수 있으며, 또는 보일러와 같은 기존의 증기 발생기로부터 배출되는 배가스의 경로에 새로 장착되는 것과 같이 설치됨으로써 기존의 증기 발생 프로세스에 추가될 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 본 명세서에 정의된 바와 같은 배가스 열 회수 모듈 및 보일러와 같은 증기 발생기를 포함하는 증기 발생 시스템이 제공된다. 바람직하게, 상기 증기 발생 시스템은 본 명세서에 정의된 바와 같은 하나 또는 그보다 많은 증기 발생 프로세스를 포함한다.
바람직하게, 상기 증기 발생 시스템은 증기 발생기 급수 스트림으로부터 프로세스 액체 이코노마이저로 프로세스 액체를 지향시키기 위한 하나 또는 그보다 많은 제 1 유동 경로와, 상기 프로세스 액체 이코노마이저로부터 증기 발생기 급수 스트림으로 프로세스 액체를 지향시키기 위한 하나 또는 그보다 많은 제 2 유동 경로를 포함한다.
또한, 본 발명의 증기 발생 시스템은,
(d) 제 1 공기 히터로부터 제 2 연결부까지 배가스의 유동 경로를 형성하는 제 3 배가스 도관;
(e) 상기 프로세스 액체 이코노마이저로부터 제 2 연결부까지 배가스의 유동 경로를 형성하는 제 4 배가스 도관;
(f) 상기 제 2 연결부로부터 배가스의 유동 경로를 형성하는 제 5 배가스 도관; 및
(g) 상기 제 5 도관의 경로에 있는 하류 프로세스 유체 열 교환기;를 포함할 수 있다.
상기 하류 프로세스 유체 열 교환기는, 증기 발생 프로세스의 하나 또는 그보다 많은 스트림에, 특히 의도한 용도를 위해 주변 온도보다 더 높은 온도를 필요로 하는 하나 또는 그보다 많은 유입 공기 스트림에, 열을 직접 또는 간접적으로 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 유입 공기 스트림은 1차 공기 스트림, 2차 공기 스트림, 또는 이들 모두를 개별적으로 또는 1차 및 2차 공기 스트림으로 분리되기 전과 같이 통합된 스트림으로서 포함할 수 있다. 이는 배가스로부터의 추가의 열 회수를 제공할 수 있음으로써, 증기 발생 프로세스에서 가용 에너지의 더 큰 효율성과 더 많은 열의 이용을 보장한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 증기 발생 시스템에서 임의의 또는 상기 1차 공기 흐름, 임의의 또는 상기 2차 공기 흐름, 또는 이들 모두 중 하나를 가열하기 위해 하류 프로세스 유체를 가열하도록 배치된 본 발명의 제 1 양태에 따른 열 회수 모듈을 포함한 증기 발생기의 배가스로부터 열을 회수하는 증기 발생 시스템이 제공될 수 있다.
따라서, 본 발명은 증기 발생 프로세스에서 증기 발생기의 배가스로부터 열을 회수하는 증기 발생 시스템을 제공할 수 있으며, 상기 증기 발생 시스템은,
(a) 증기 발생기의 배가스 출구로부터 배가스 도관 제 1 연결부까지 배가스의 유동 경로를 형성하는 배가스 출구 도관;
(b) 상기 제 1 연결부로부터 제 1 공기 히터까지 배가스의 제 1 유동 경로를 형성하는 제 1 배가스 도관;
(c) 상기 제 1 연결부로부터 하나 이상의 저압 및 하나 이상의 고압 프로세스 액체 이코노마이저까지 상기 제 1 배가스 도관과 병렬로 배가스의 제 2 유동 경로를 형성하는 제 2 배가스 도관;
(d) 제 1 공기 히터로부터 제 2 연결부까지 배가스의 유동 경로를 형성하는 제 3 배가스 도관;
(e) 상기 프로세스 액체 이코노마이저로부터 제 2 연결부까지 배가스의 유동 경로를 형성하는 제 4 배가스 도관;
(f) 상기 제 2 연결부로부터 배가스의 유동 경로를 형성하는 제 5 배가스 도관; 및
(g) 증기 발생 시스템에서 임의의 또는 1차 공기 흐름, 임의의 또는 2차 공기 흐름, 또는 이들 모두 중 하나를 가열하기 위해 하류 프로세스 유체를 가열하도록 상기 제 5 도관의 경로에 있는 하류 프로세스 액체 열 교환기;를 포함한다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면 증기 발생기의 배가스로부터 열을 회수하기 위한 열 회수 방법이 제공되며, 상기 열 회수 방법은,
(ⅰ) 증기 발생기로부터 배출된 배가스를 2개의 스트림으로 분할하는 단계;
(ⅱ) 제 1 스트림을 제 1 공기 히터로 공급하는 단계;
(ⅲ) 하나 이상의 저압 및 하나 이상의 고압 프로세스 액체 이코노마이저를 포함한 두 개 이상의 프로세스 액체 이코노마이저로 제 2 스트림을 공급하는 단계;를 포함한다.
바람직하게, 상기 열 회수 방법은 본 명세서에 정의된 바와 같은 열 회수 모듈을 사용한다. 상기 열 회수 방법에서, 바람직하게, 상기 제 1 공기 히터는 재생 가스 공기 히터이다.
바람직하게, 상기 제 1 공기 히터는 2차 공기 히터이며, 상기 방법은 프로세스 액체로부터 1차 공기 열 교환기(들)의 1차 공기 스트림으로 열을 교환하기 위해 하나 또는 그보다 많은 1차 공기 열 교환기로 프로세스 액체를 통과시키는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 1차 공기 스트림의 가열 방법은 본 명세서에 설명된 바와 같은 시스템의 실시예를 이용하여 1차 공기 스트림을 가열하는 단계를 포함한다.
상기 열 회수 방법은 1차 공기 흐름, 2차 공기 흐름 또는 이들 모두 중 하나와 직접 또는 간접적으로 순차적으로 열 교환하는 통합된 스트림을 형성하도록 제 1 공기 히터와 프로세스 액체 이코노마이저 이후에 제 1 및 제 2 스트림을 통합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 증기 발생기의 배가스로부터 열을 회수하는 방법은 본 명세서에 정의된 바와 같은 증기 발생 시스템을 이용하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 배가스 스트림을 공급하는 하나 또는 그보다 많은 공기 히터를 가진 증기 발생기용 열 회수 시스템의 변형 방법이 제공되며, 상기 방법은 상기 공기 히터(들)과 유체적으로 병렬로 하나 이상의 저압 및 하나 이상의 고압 프로세스 액체 이코노마이저를 제공하는 단계를 포함한다.
특히, 본 발명의 제 5 양태는 기존 플랜트의 판매후 변형 방법을 포함한다. 본 발명은 개조에 특히 적합하다. 많은 화력 발전소들이 특히 연료 함량이 심하게 변할 때 높은 백엔드 온도(즉, 공기 히터 출구에서 높은 배가스 온도)로 인해 곤란을 겪고 있다. 거의 모든 화력 발전소들이 여름에 높은 백엔드 온도에서 가동한다. 공기 히터와 병렬로 적당한 크기의 슬립 스트림 이코노마이저를 추가함으로써, FDF, IDF, AH SAH 등과 같은 고가의 주요 설비를 교체하지 않고 변형이 이루어질 수 있다. 보일러 배가스의 열 용량은 이코노마이저들에서 연소 공기와 슬립 스트림 공급 흐름의 열 용량과 더 잘 매칭될 것이다. 상기 백엔드 온도는 현저히 낮아질 것이며, 열 전달 프로세스의 에너지 손실은 최소화될 것이다. 따라서, 사이클 효율이 개선된다. 증기/물 공기 히터가 있거나 없는 플랜트에 대해 개조가 이루어질 수 있다.
증기 또는 물 공기 히터들은 대부분의 기존 플랜트에 설치된다. 이들은 가스 공기 히터로 유입되기 전에 공기 스트림을 예열하기 위한 열 교환기들이다. 증기/물 공기 히터 및 상대적으로 대형인 이코노마이저들의 도움으로, 상기 백엔드 온도는 보일러 열 효율을 개선하기 위해 더 낮아질 수 있다.
따라서, 바람직하게, 상기 방법은 배가스 스트림을 공급하는 하나 또는 그보다 많은 공기 히터를 가진 증기 발생기의 열 회수 시스템에 대해 본 발명의 제 1 양태에 따른 모듈을 새로 장착하는 방법을 포함한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 그와 같이 새로 장착된 모듈을 구비한 배가스 스트림을 공급하는 하나 또는 그보다 많은 공기 히터를 가진 증기 발생기의 열 회수 시스템을 포함한다.
본 발명은 본 명세서에 설명된 다양한 실시예들 또는 발명의 양태들의 모든 조합을 포함한다. 본 발명의 임의의 그리고 모든 실시예들이 본 발명의 추가적 실시예들을 설명하기 위해 임의의 다른 실시예와 함께 고려될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 일 실시예의 임의의 구성요소들이 추가적 실시예들을 설명하기 위해 임의의 다른 실시예의 임의의 및 모든 다른 구성요소들과 통합될 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 단지 예로서 설명한다.
도 1은 증기 발생 프로세스에서 본 발명의 일 실시예에 따른 열 회수 모듈의 제 1 구조를 포함하여 도시한 도면이고,
도 2는 확장된 증기 발생 프로세스에서 도 1에 도시된 제 1 구조를 포함하여 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 증기 발생 시스템과 도 1의 열 회수 모듈을 포함하여 도시한 도면이다.
설명을 위하여, 라인 뿐만 아니라 그 라인으로 전달되는 증기에도 단일의 참조번호를 부여하였다.
도 1은 증기 발생 프로세스에서 본 발명의 일 실시예에 따른 열 회수 모듈의 제 1 구조를 포함하여 도시한 도면이고,
도 2는 확장된 증기 발생 프로세스에서 도 1에 도시된 제 1 구조를 포함하여 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 증기 발생 시스템과 도 1의 열 회수 모듈을 포함하여 도시한 도면이다.
설명을 위하여, 라인 뿐만 아니라 그 라인으로 전달되는 증기에도 단일의 참조번호를 부여하였다.
도면을 참조하면, 도 1은 증기 발생 프로세스에서 사용하기 위한 열 회수 모듈의 제 1 구조(A)를 도시하고 있다. 제 1 구조(A)에 있어서, 증기 발생 프로세스는 보일러(4)인 증기 발생기를 포함한다. 상기 보일러(4)는 다수의 스트림이 통과하는 다수의 입구 및 출구를 포함할 수 있으며, 특히 급수 스트림(2)이 유입되고 증기가 유출된다. 이 입구, 출구 및 스트림들의 대부분은 명료함을 위해 도 1에 도시되지 않았다.
상기 보일러(4)에서의 연소 프로세스는 배가스(exhaust flue gas)를 생성하며, 상기 배가스는 배가스 출구(13)를 통해 배가스 출구 도관(14)으로 보일러(4) 내의 내부 이코노마이저(economiser)를 빠져나가기 전에 증기를 생성하기 위해 보일러(4) 내부에서 온도가 감소된다. 상기 배가스 출구 도관(14)은 배가스 도관 제 1 연결부(16)로 연장되며, 상기 배가스 도관 제 1 연결부는 제 1 배가스 도관(18)의 제 1 배가스 경로와 제 2 배가스 도관(20)의 제 2 배가스 경로로 사용중인 상기 배가스를 분할하기 위한 비례식 댐퍼 세트를 포함한다.
상기 제 1 배가스 도관(18)은 그의 배가스를 제 1 공기 히터로 전달하며, 도 1의 제 1 구조(A)에서, 상기 제 1 공기 히터는 해당 히터를 통과할 수 있는 하나 또는 그보다 많은 공기 스트림을 가열하기 위한 재생 가스 공기 히터이다. 예를 들어, 상기 제 1 공기 히터는 재생 가스 2차 공기 히터(22)와 같은 2차 공기 예열기일 수 있다. 상기 2차 공기 히터(22)에서, 상기 배가스의 열 에너지는 당업계에 공지된 방식으로 2차 공기 스트림(24)과 교환됨으로써, 적당한 출구로부터 저온의 배가스를 (상기 2차 공기 히터(22)로부터 제 2 연결부(28)까지 배가스의 유동 경로를 형성하는) 제 3 배가스 도관(26)에 제공하게 되며, 당업계에 공지된 방식으로 보일러(4)에서 연료의 연소에 사용하기 위해, 직접 또는 간접적으로 전달될 수 있는 고온의 2차 공기 스트림(30)을 보일러(4)에 제공하게 된다.
부가적으로 및/또는 대안적으로, 도 1의 제 1 공기 히터는 라인(24a)으로 도 1에 표시된 하나 또는 그보다 많은 다른 공기 스트림에 열을 제공할 수 있다. 이는 석탄 연소 보일러에 사용될 수 있는 하나 또는 그보다 많은 1차 공기 스트림을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 공기 히터는 1차 공기와 2차 공기를 모두 가열하기 위한 멀티섹터 공기 히터일 수 있다. 대안적으로, 공기 히터의 출구에서 연소 공기가 1차 및 2차 공기 스트림으로 분할될 수 있다. 1차 공기 압력을 증대시키기 위해 고온 1차 공기 팬이 설치될 수 있다.
상기 제 2 배가스 도관(20)의 배가스는 제 1 연결부(16)로부터 하나 또는 그보다 많은 프로세스 액체 이코노마이저까지 상기 제 1 배가스 도관(18)과 병렬로 배가스의 제 2 유동 경로를 형성한다. 도 1의 제 1 구조(A)에, 고압 (프로세스 액체) 이코노마이저(32)와 그에 후속하는 직렬 저압 (프로세스 액체) 이코노마이저(34)가 도시되어 있다.
상기 고압 및 저압 이코노마이저(32,34)들은 보일러(4)로부터 나온 배가스 내의 열을 하나 또는 그보다 많은 프로세스 액체와 교환할 수 있다. 도 1의 제 1 구조(A)로 도시된 본 발명의 예에서, 상기 고압 이코노마이저(32)에는 제 1 프로세스 액체 스트림(36)으로서 프로세스 액체가 제공된다. 상기 제 1 프로세스 액체 스트림(36)의 프로세스 액체는 증기 발생 프로세스에서 이용가능한 임의의 적당한 액체일 수 있다. 바람직하게, 상기 제 1 프로세스 액체 스트림(36)의 프로세스 액체는 메인 급수 스트림(2)의 슬립 스트림(slip stream)이며, 이는 나중에 석탄 연소 보일러(4)인 증기 발생 프로세스의 증기 발생기에 의해 프로세싱된다. 이에 대해서는 도 2를 참조하여 후에 보다 구체적으로 설명한다.
상기 제 1 프로세스 액체 스트림(36)은 고온의 제 1 프로세스 액체 스트림(38)과 저온의 배가스 스트림(40)을 제공하기 위해 제 2 배가스 도관(20)의 배가스로부터 열을 추출할 수 있으며, 상기 저온의 배가스 스트림(40)은 적당한 입구를 통해 저압 이코노마이저(34)로 전달된다.
유사한 방식으로, 상기 저온의 배가스 스트림(40)은 적당한 출구를 통해 고온의 제 2 프로세스 액체 스트림(44)과 다른 저온의 배가스 스트림을 제공하기 위하여, 적당한 입구를 통해 저압 이코노마이저(34)로 전달되는 제 2 프로세스 액체 스트림(42)에 열을 제공할 수 있으며, 상기 다른 저온의 배가스 스트림은 저압 이코노마이저(34)로부터 제 2 연결부(28)까지 배가스의 유동 경로를 형성하는 제 4 배가스 도관(46)을 따라 전달될 수 있다.
상기 제 2 연결부(28)로부터 배가스의 유동 경로를 형성하는 제 5 배가스 도관(48)이 존재한다.
본 발명의 특징은 제 1 배가스 도관(18)과 제 2 배가스 도관(20) 간의 배가스 출구 도관(14)에서의 배가스 분배를 적절하게 제어함으로써, 도 1의 제 1 구조(A)에서 고압 및 저압 이코노마이저(32,34)인 프로세스 액체 이코노마이저와, 도 1의 제 1 구조(A)에서 재생 가스 2차 공기 히터(22)인 제 1 공기 히터에서의 공기 흐름의 열 용량과 상기 제 1 및 제 2 배가스 경로에서의 배가스의 열 용량을 최상으로 잘 매칭시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 보일러(4)의 배가스로부터 열을 회수하기 위해 최소화된 LMTD(Log Mean Temperature Difference)로 열전달 프로세스의 에너지 손실을 최소화함으로써 개선된 사이클 효율을 달성할 수 있다.
상기 증기 발생기로부터의 배가스의 적어도 일부의 경로에서, 가스 대 공기 열 교환기에서의 공기보다는 프로세스 액체 이코노마이저에서의 물과 같은 프로세스 액체를 사용하는 것이 상당한 장점을 제공한다. 이러한 장점들에는 회로 주위에서와 같은 프로세스 액체의 운반이 포함되며, 이는 소형 파이프를 사용하는 경우에도 거리 당 최소의 압력 손실로 실시될 수 있다. 다른 장점은 제 1 공기 히터와 프로세스 액체 이코노마이저(들)에서의 온도차와 물의 흐름을 주의 깊게 선택하고 제어함으로써, 프로세스 액체에 대한 열 교환을 최적화할 수 있다(그리고, 그에 따라 상기 LMTD를 최소화할 수 있다)는 점이다.
또한, 물과 같은 액체의 비열 용량은 공기와 같은 가스의 비열 용량보다 훨씬 더 높기 때문에, 물과 같은 프로세스 액체의 흐름이 상당히 저감될 수 있으면서도, 여전히 배가스 스트림으로부터 동일한 열 교환량을 제공한다.
특히, 도 1의 제 1 구조(A)에서 프로세스 액체 이코노마이저를 위한 프로세스 액체로서 급수의 사용은, 사용되는 급수의 슬립 스트림(들)에 대해 제 1 및 제 2 프로세스 액체 스트림(36,42)를 제공하기 위해 사용되는 흐름 및 탭 포인트(tap points)를 주의깊게 선택하고 상기 급수에 열을 직접 전달함으로써, 배가스의 열 에너지 사용 효율을 개선한다.
상술한 구조는 기존 플랜트를 개조하는데 특히 적합하다.
상기 슬립 스트림 이코노마이저는 여름에 저수분 석탄을 연소시킬 때 연료의 황 함유량에 기초하여 최소화된 백엔드(backend) 온도를 달성하는 크기일 수 있다. 바이패스 가스 덕트에 가스 댐퍼가 설치될 수 있다. 바이패스 가스는 고수분 석탄을 연소할 때 및/또는 겨울에 감소됨으로써, 상기 최소화된 백엔드 온도는 연료의 수분 및 주변 온도와 무관하게 연료의 황 함유량에 기초하여 유지될 수 있다.
산 응축물로 인해 야기되는 부식을 방지하기 위하여 AH 콜드 엔드(cold end) 금속 온도를 특정값 이상으로 유지하면서 가스 공기 히터의 백엔드 온도를 더 강하시키기 위해, 더 큰 슬립 스트림 이코노마이저와 증기 또는 물 공기 히터의 지원에 의해, 더 많은 배가스가 슬립 스트림 이코노마이저로 바이패스될 수 있다.
상기 물/증기 공기 히터에서 연소 공기를 가열하기 위해 저온 터빈 블리드 증기 또는 급수가 사용될 수 있다. 냉매로서 고압 및 저압 보일러 급수를 사용하는 1개 또는 2개의 슬립 스트림 이코노마이저가 배열될 수 있다. 상기 슬립 스트림 이코노마이저와 상기 물/증기 공기 히터를 위한 냉매 또는 온매의 흐름과 온도는 가장 효과적인 에너지 회수 뿐만 아니라 비용 효율성을 보장하도록 주의깊게 선택되어야 한다.
보일러 효율은 백엔드 배가스 온도에 매우 민감하다. 상술한 개조의 장점은 매우 중요하다. 그러나, 슬립 스트림 이코노마이저를 도입함으로써, 상기 터빈 블리드 증기의 양은 감소되어야 한다. 물/증기 공기 히터의 사용으로 인해, 일부 블리드 증기 감소는 상쇄될 것이다. 상기 슬립 스트림 이코노마이저에 의해 유발되는 터빈 열소비율(heat rate)에 대한 부적적인 영향은 상기 물/증기 공기 히터의 사용으로 부분적으로 보상된다. 일반적으로, 전체 플랜트 효율 개선은 여전히 중요하다.
FDF, IDF, AH 등과 같은 기존 주요 설비에 대한 변경은 필요하지 않다. 주요 경비는 상기 추가적인 슬립 스트림 이코노마이저에 대한 것이 될 것이다. 슬립 스트림 이코노마이저의 크기 결정에 있어서 융통성이 있다. 예산, 연료 가격 및 플랜트의 운전 조건과 같은 변수들을 고려하여 크기 결정이 최적화될 수 있다.
도 2는 석탄 연소 보일러를 이용한 증기 발생 시스템의 세부 구성, 특히 상기 1차 공기 스트림 및 상기 급수 스트림의 세부 구성을 가지는, 도 1의 제 1 구조(A)를 도시한 도면이다.
도 2의 보일러(4)를 위한 석탄은 석탄 스트림(6)으로서 공급된다. 통상적으로, 상기 석탄 스트림(6)은 하나 또는 그보다 많은 분쇄기(8), 통상적으로 4 내지 6개의 분쇄기에서 분쇄되어, 분쇄된 석탄 스트림(10)으로서 보일러(4)에 제공된다. 상기 하나 또는 그보다 많은 분쇄기(8)에 1차 공기 스트림(12)이 제공된다.
도 2에 도시된 1차 공기 스트림(12)의 경로에는 적당한 출구를 통해 고온의 1차 공기 스트림(12a)과 저온의 제 1 가열 스트림(54)을 제공하기 위하여, 1차 공기 스트림(12)과 제 1 가열 스트림(52) 간에 열을 교환할 수 있는 제 1 저압 열 교환기(50)가 도시되어 있다. 상기 고온의 1차 공기 스트림(12a)은 고압 1차 공기 열 교환기(55)로 전달되어 제 2 가열 스트림(56)에 의해 더 가열된다. 상기 고압 1차 공기 열 교환기(55)는 상기 하나 또는 그보다 많은 분쇄기(8)로 전달될 수 있는 다른 가열된 1차 공기 스트림(12b)과, 저온의 제 2 가열 스트림(58)을 적당한 출구를 통해 제공한다.
상기 제 1 및 제 2 가열 스트림(52,56)은 동일하거나 별개의 소오스로부터 제공될 수 있으며, 동일하거나 별개의 회로의 일부로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 가열 스트림(52)은 탈기기 배출 스트림으로부터 제공될 수 있고, 상기 2차 가열 스트림은 예를 들어 고압 급수 히터 다음의 급수 슬립 스트림으로부터 제공될 수 있다. 본 발명의 비한정적인 예에서, 상기 저온의 제 1 및 제 2 가열 스트림(54,58)은 상기 제 1 및 제 2 프로세스 액체 스트림(36,42)의 적어도 일부로서, 선택적으로는 전체로서, 직접 또는 간접적으로 제공될 수 있다.
또한, 도 2는, 예를 들어 당업계에 공지된 하나 또는 그보다 많은 급수 히터에서 또는 그 일부에서, 적당한 제 1 급수 연결부(62)에 제 1 슬립 스트림(60)을 가진 급수 스트림(2)을 보다 구체적으로 도시하고 있다. 상기 제 1 슬립 스트림(60)은 제 2 프로세스 액체 스트림(42)에 프로세스 액체를 임의의 적당한 선별도를 이용하여 직접 또는 간접적으로 제공하게 위해 사용될 수 있으며, 잔여 급수 스트림(64)은 제 1 급수 연결부(62)를 따른다.
도 2는 상기 잔여 급수 스트림(64)으로 전달되는 제 1 회귀 스트림(66)으로서 고온의 제 2 프로세스 액체 스트림(44)의 회귀를 도시하고 있다. 재결합된 급수 스트림(68)은 프로세싱된 급수 스트림(70)을 제공하기 위해 가열, 가압 또는 이들 모두와 같은 하나 또는 그보다 많은 프로세스를 받을 수 있으며, 상기 프로세싱된 급수 스트림으로부터 제 2 급수 슬립 스트림(72)이 제 1 급수 연결부(62)에 대해 전술한 바와 동일한 방식으로 제 2 급수 연결부(74)를 통해 제공될 수 있다.
전술한 바와 동일한 방식으로, 상기 제 2 슬립 스트림(72)은 제 1 프로세스 액체 스트림(36)에 프로세스 액체를 임의의 적당한 선별도를 이용하여 직접 또는 간접적으로 제공하게 위해 사용될 수 있으며, 잔여 급수 스트림(76)은 제 2 급수 연결부(74)를 따른다. 도 2는 상기 잔여 급수 스트림(76)으로 전달되는 제 2 회귀 스트림(78)으로서 고온의 제 1 프로세스 액체 스트림(38)의 회귀를 도시하고 있다. 그 다음, 재결합된 급수 스트림(80)은 직접 또는 간접적으로 보일러(4)로 전달될 수 있다.
도 2는 급수 스트림(2)으로부터 제 1 및 제 2 프로세스 액체 스트림(36,42)을 제공하기 위한 적당한 구성과 아울러, 선택적으로, 프로세스 액체 이코노마이저를 위해 사용되는 도관 및 회로와 함께, 1차 공기 스트림(12)에 열을 제공하기 위해 제 1 및 제 2 가열 스트림(56,52)을 사용하기 위한 적당한 구성을 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다른 증기 발생 시스템과 함께 도 1 및 도 2의 구조들을 도시한 도면이다.
도 3에서, 제 2 연결부(28)로부터 제 5 배가스 도관(48)의 배가스는 정전 집진기(ESP)(82)와 유도 팬(84)을 통과하여, 계속해서 적당한 입구를 통해 제 5 도관(48)의 경로에 있는 하류 프로세스 유체 열 교환기(86)로 전달된다. 상기 하류 프로세스 유체 열 교환기(86)는 제 1 프로세스 회로(100)의 하류 프로세스 유체로 상기 배가스로부터 임의의 잔여 가용 열 에너지를 추출할 수 있다.
상기 제 1 프로세스 회로(100)는, 적당한 출구를 통하여 제 2 유체 도관(104)에 고온의 하류 프로세스 유체 스트림(104)을 제공하기 위해, 적당한 입구를 통하여 하류 프로세스 유체 열 교환기(86)로 전달되는 적어도 제 1 하류 프로세스 유체 도관(102) 내의 프로세스 유체를 포함한다. 제 1 회로 연결부(106)에서, 상기 고온의 하류 프로세스 유체 스트림(104)은 적당한 컨트롤러에 의해 0 내지 100% 범위로 2차 공기 가열 스트림(108)과 1차 공기 가열 스트림(110)으로 분할될 수 있다.
상기 2차 공기 가열 스트림(108)은 적당한 입구를 통해 2차 공기 예열 교환기(112)로 전달되어 최초 2차 공기 스트림(90)과의 열 교환을 제공함으로써, 상기 재생 가스 2차 공기 히터(22)에 의한 2차 공기 스트림(24)의 후속 가열에 앞서 상기 2차 공기에 대한 일부의 예열을 제공한다.
마찬가지로, 1차 공기 가열 스트림(110)은 (1차 공기 팬(94)을 통과한 후) 1차 공기 예열 교환기(114) 내의 최초 1차 공기 스트림(92)에 대한 일부의 예열을 제공할 수 있음으로써, 전술한 바와 같이 상기 제 1 및 제 2 공기 열 교환기(50,55)에 의해 후속 가열되는 1차 공기 스트림(12)을 제공한다.
상기 하류 프로세스 유체 회로(100)의 하류 프로세스 유체는 임의의 적당한 액체, 가스 또는 그들의 조합일 수 있으며, 일반적으로 저압이며, 일반적으로 상기 회로(100)에서 하나 또는 그보다 많은 적당한 순환 펌프에 의해 순환될 수 있다.
상기 1차 및 2차 공기 예열 교환기(112,114)는 저온의 회귀 스트림(116,118)을 각각 제공하며, 이들 스트림은 상기 제 1 하류 프로세스 유체 도관(102)의 프로세스 유체를 제공하기 위해 재결합될 수 있다. 상기 하류 프로세스 유체 열 교환기(86)는 저온의 배가스 스트림(88)을 제공한다.
상기 초기 1차 공기 스트림(92)과 2차 공기 스트림(90)은 적당한 컨트롤러에 의해 분할되기 전에 단일의 공기 소오스 스트림(94)으로부터 제공될 수 있다.
제 1 대안예에서, 상기 제 2 유체 도관(104)의 고온 하류 프로세스 유체 스트림(104)은 1차 공기와 2차 공기가 분할되기 전에 이들 공기를 가열하기 위해 상기 단일의 공기 소오스 스트림(94) 상의 열 교환기를 통과한다.
상기 하류 프로세스 유체 회로(100)는, 도 3에 도시된 증기 발생 시스템의 효율을 최대화하기 위하여, 상기 배가스 내의 가용 열 에너지의 이용을 증대시켜 1차 및 2차 공기 스트림에 대한 일부의 예열을 제공한다.
Claims (20)
- 증기 발생 프로세스에서 증기 발생기로부터 배가스의 열을 회수하기 위한 모듈로서,
(a) 증기 발생기의 배가스 출구로부터 배가스 도관 제 1 연결부까지 배가스의 유동 경로를 형성하는 배가스 출구 도관;
(b) 상기 제 1 연결부로부터 제 1 공기 히터까지 배가스의 제 1 유동 경로를 형성하는 제 1 배가스 도관; 및
(c) 상기 제 1 연결부로부터 하나 이상의 고압 이코노마이저와 하나 이상의 저압 이코노마이저를 포함한 두 개 이상의 프로세스 액체 이코노마이저까지 상기 제 1 배가스 도관과 병렬로 배가스의 제 2 유동 경로를 형성하는 제 2 배가스 도관;을 포함하는,
모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 공기 히터는 적어도 재생 가스 공기 히터를 포함하는,
모듈. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 공기 히터는 적어도 재생 가스 2차 공기 히터를 포함하는,
모듈.
- 제 3 항에 있어서,
1차 공기 스트림과 프로세스 액체 간의 열을 교환하기 위한 하나 이상의 프로세스 액체 열 교환기를 포함한 하나 이상의 1차 공기 히터를 더 포함하는,
모듈.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스 액체는 물인,
모듈.
- 제 5 항에 있어서,
상기 프로세스 액체는 증기 발생기용 급수인,
모듈.
- 제 6 항에 있어서,
상기 프로세스 액체는 증기 발생 프로세스의 증기 발생기에 의해 프로세싱되는 급수 스트림의 하나 또는 그보다 많은 슬립 스트림인,
모듈.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
급수 스트림으로부터 프로세스 액체 이코노마이저까지 프로세스 액체를 전달하기 위한 하나 또 그보다 많은 유동 경로를 형성하는 하나 또는 그보다 많은 제 1 프로세스 액체 도관을 포함하는,
모듈.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스 액체 이코노마이저로부터 급수 스트림까지 프로세스 액체를 전달하기 위한 하나 또 그보다 많은 유동 경로를 형성하는 하나 또는 그보다 많은 제 2 프로세스 액체 도관을 포함하는,
모듈.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 배가스 열 회수 모듈 및 보일러 같은 증기 발생기를 포함하는,
증기 발생 시스템.
- 제 10 항에 있어서,
증기 발생기 급수 스트림으로부터 프로세스 액체 이코노마이저(들)까지 프로세스 액체를 전달하기 위한 하나 또는 그보다 많은 제 1 유동 경로와, 상기 프로세스 액체 이코노마이저로부터 증기 발생기 급수 스트림까지 프로세스 액체를 전달하기 위한 하나 또는 그보다 많은 제 2 유동 경로를 포함하는,
증기 발생 시스템.
- 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
(d) 제 1 공기 히터로부터 제 2 연결부까지 배가스의 유동 경로를 형성하는 제 3 배가스 도관;
(e) 상기 프로세스 액체 이코노마이저로부터 제 2 연결부까지 배가스의 유동 경로를 형성하는 제 4 배가스 도관;
(f) 상기 제 2 연결부로부터 배가스의 유동 경로를 형성하는 제 5 배가스 도관; 및
(g) 상기 제 5 도관의 경로에 있는 하류 프로세스 액체 열 교환기;를 더 포함하는,
증기 발생 시스템.
- 제 12 항에 있어서,
1차 공기 흐름, 2차 공기 흐름, 또는 이들 모두에 열을 제공하기 위한 상기 하류 프로세스 유체 열 교환기의 사용을 더 포함하는,
증기 발생 시스템.
- 증기 발생기의 배가스로부터 열을 회수하기 위한 열 회수 방법으로서,
(ⅰ) 증기 발생기로부터 배출된 배가스를 2개의 스트림으로 분할하는 단계;
(ⅱ) 제 1 스트림을 제 1 공기 히터로 공급하는 단계;
(ⅲ) 하나 이상의 저압 이코노마이저 및 하나 이상의 고압 이코노마이저를 포함한 두 개 이상의 프로세스 액체 이코노마이저로 제 2 스트림을 공급하는 단계;를 포함하는,
열 회수 방법.
- 제 14 항에 있어서,
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 형성된 모듈을 사용하는,
열 회수 방법.
- 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 공기 히터는 적어도 재생 공기 히터를 포함하는,
열 회수 방법.
- 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 공기 히터와 프로세스 액체 이코노마이저 후에 통합된 스트림을 형성하도록 제 1 및 제 2 스트림을 통합하는 단계를 더 포함하며, 그 후 상기 통합된 스트림은 1차 공기 흐름, 2차 공기 흐름 또는 이들 모두와 열 교환하게 되는,
열 회수 방법.
- 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 공기 히터는 2차 공기 히터이며, 상기 방법은 프로세스 액체로부터 1차 공기 열 교환기(들)의 1차 공기 스트림으로 열을 교환하기 위해 하나 또는 그보다 많은 1차 공기 열 교환기로 프로세스 액체를 통과시키는 단계를 더 포함하는,
열 회수 방법.
- 1차 배가스 스트림을 공급하는 하나 또는 그보다 많은 공기 히터를 가진 증기 발생기를 위한 열 회수 시스템의 변형 방법으로서,
상기 공기 히터(들)과 유체적으로 병렬로 하나 이상의 저압 및 하나 이상의 고압 프로세스 액체 이코노마이저를 제공하는 단계를 포함하는,
변형 방법.
- 제 19 항에 있어서,
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 정의된 모듈을 새로 장착하기 위해 기존 플랜트를 변형하는 방법으로서 수행되는,
변형 방법.
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