보일러 작동 파트 1

효율에 영향을 미치는 보일러 작동(1부)

가장 간단한 형태로 효율성은 에너지 입력에 대한 에너지 출력의 비율이며 백분율로 표시됩니다. 따라서 효율성을 최적화하려면 입력(연료가 주요 공급원임)을 최소화하고 출력(증기 생산)을 최대화하는 것이 중요합니다. 그러나 이 두 가지 목표는 종종 반대되는 결과를 낳습니다. 두 부분으로 구성된 이 기사에서는 연료나 보일러 유형에 관계없이 효율성을 최적화할 다양한 기술과 주요 기능을 효과적으로 관리해야 하는 운영자의 책임을 검토합니다.

1부: 효율성 극대화를 위한 운영 기술

연료는 보일러 운영에 있어 주요 비용입니다. 따라서 연료 소비를 최소화하고 증기 생산을 최대화하는 것이 중요합니다. 보일러의 효율성은 주로 설계의 결과이지만 운영자는 굴뚝에 대한 손실과 재떨이에 대한 손실을 제어하여 효율성을 유지하거나 크게 향상시킬 수 있습니다.

스택 손실

마지막 열 트랩에서 나오는 총 열은 연도 가스의 양과 온도에 의해 제어됩니다. 가스의 양은 연소되는 연료에 따라 다르지만 버너에 공급되는 과잉 공기의 양에도 영향을 받습니다. 연소 과정을 완료하려면 충분한 공기가 공급되어야 하지만 과도한 양의 공기는 단순히 스택에서 추가 열을 운반하여 후속 효율성 손실을 초래합니다.

운영자는 굴뚝과 재떨이의 손실을 제어하여 효율성을 유지하거나 크게 향상시킬 수 있습니다.

연도가스의 온도는 증기 발생기 열 전달 표면의 청결도에 영향을 받습니다. 이는 수트블로어 성능과 공기 히터 작동에 따라 달라집니다. 열 전달 표면의 최적 청결도는 다음을 통해 달성할 수 있습니다.고급 진단 및 제어 시스템로 및 과열기 뱅크의 열 전달 효과를 측정하고 설계 의무에 대해 평가하며 필요에 따라만 청소합니다.

마지막 히트 트랩 폐기물 에너지에서 나오는 가스 온도가 높지만 지나치게 낮은 온도도 허용되지 않을 수 있습니다. 부식은 연도 가스의 부식성 성분이 더 차가운 금속 표면에 응축되는 가스의 산성 이슬점에서 발생할 수 있습니다. 공기 히터의 열 전달 표면이 재로 막히는 현상은 응축수로 인해 악화될 수 있습니다. SCR과 같은 환경 구성요소의 보호 및 성능은 보일러 출구 가스 온도에 제약을 가할 수도 있습니다.

압력 및 온도

대부분의 보일러는 열이 필요한 터빈이나 공정에 증기를 공급합니다. 이러한 프로세스는 특정 압력과 온도에 의존합니다. 설정점에서 벗어나면 전력 주기의 전반적인 효율성이 낮아지거나 생산 손실이 발생하거나 장비나 프로세스가 손상될 수 있습니다.

포화 증기를 생산하는 장치에서 보일러 온도는 작동 압력과 직접적인 관련이 있습니다. 많은 산업 응용 분야의 경우 프로세스 요구 사항에 따라 증기 온도와 그에 따른 작동 압력이 결정됩니다.

전력 생산 증기 시스템의 경우 증기 온도는 터빈 효율에 큰 영향을 미칩니다. 최신 제어 장치는 일반적으로 이 온도를 원하는 설정의 10F(6C) 이내로 유지할 수 있습니다. 초임계압 장치의 경우 증기 온도가 50F(28C) 감소할 때마다 사이클 효율이 약 1% 감소합니다.

가변 압력 작동

역사적으로 미국의 유틸리티 증기 발생기는 일정한 증기 출구 압력에서 작동되었으며 터빈 부하는 터빈 입구의 스로틀 밸브를 변경하여 제어되었습니다. 이로 인해 스로틀 밸브 전체의 온도 강하로 인해 낮은 부하에서 효율성 손실이 발생합니다.

가변 압력 작동에서는 터빈 요구 사항을 충족하기 위해 보일러 압력이 변경됩니다. 이는 낮은 부하(최대 연속 정격 또는 MCR의 15~40%)에서 작동할 때 사이클 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 그러나 이 모드에서는 터빈 요구 사항에 대한 보일러의 반응이 더 느려집니다. 빠른 응답이 필요한 경우 압력 증분이 사용됩니다. 주어진 압력에서 스로틀 밸브는 증기를 터빈으로 제어하고 빠른 반응을 제공합니다. 터빈 요구 사항이 증가하고 밸브가 완전 개방 위치에 가까워짐에 따라 보일러 압력은 다음 단계로 증가하고 터빈 밸브는 일정량의 압력 제어를 제공하기 위해 다시 조절됩니다. 이러한 배열은 빠른 응답을 유지하면서 높은 효율성을 제공합니다.

가변 압력 작동에서는 압력 증분을 사용하여 빠른 응답을 유지하면서 높은 효율성을 제공합니다.

배출 요건

배출 감소를 달성하기 위한 구성 요소 변경에는 일반적으로 효율성 및 장비 보호를 위한 새로운 운영 철학과 지침이 수반됩니다. 예를 들어, 가능한 가장 낮은 NOx 배출 수준을 달성하려면 연소 시스템을 변경해야 하며 연도 가스 온도를 SCR 효율을 유지하고 암모니아 사용 및 미끄러짐을 최소화하기 위해 정확한 온도 범위로 조절해야 합니다. 연료 연소 과정에서 용광로에서 생성되는 NOx의 양을 줄이기 위해 연소 시스템의 설계 변경이 원형 고회전, 고속 버너, 과잉 공기가 있는 저NOx 버너, 아화학양론적 버너 공기 흐름 및 용광로의 단계적 연소로 진행되었습니다.

연소 공기의 단계화는 다음에서 자주 사용됩니다.사격 시스템 업그레이드NOx 배출을 줄이기 위해. 특히 황 함량이 높은 연료의 경우 환원 분위기와 관련된 노 하부 부식이 과도하지 않도록 충분한 주의를 기울여야 합니다. 시스템 설계에 따라 더 낮은 NOx 생성과 연도 가스의 CO 및 재의 탄소 함량 증가 사이에 상충 관계가 있을 수 있습니다. 폐기 또는 판매에 적합한 재 품질을 유지하려면 연소 과정 내에서 운영 균형을 달성해야 합니다. 용광로 연소는 일반적으로 특정 CO 배출율을 달성하기 위해 제어됩니다.

연소 최적화

현대적인 DCS는 증기 발생기 성능을 최적화하는 데 있어 운영 인력을 지원하는 상당한 양의 정보를 제공합니다. 폐쇄 루프 신경망 시스템 및 기타 고급 지능형 제어 시스템은 작동 범위 전반에 걸쳐 최적의 연소 성능을 유지하는 데 큰 진전을 이루었습니다. 이러한 시스템의 변형은 복잡한 데이터베이스와 알고리즘을 사용하여 정상 상태 및 일시적 작동 중에 제어 매개변수를 안내합니다. 후속 기계적 수정이 추가되지 않고 적절한 장비 유지 관리가 가능한 한, 이러한고급 제어 시스템증기 발생기를 최적의 작동 조건으로 지속적으로 되돌릴 수 있습니다. 이러한 시스템의 중요한 속성은 최적화 중에 특정 결과를 목표로 삼고 필요에 따라 목표 매개변수를 변경할 수 있다는 것입니다.

파트 2: 주요 작동 기능