최근 일반적인 소각로를 폐열보일러와 일체화시킨 구조로 개선한 소각보일러 시설이 증가하고 있다. 특히 Bio-SRF를 연료로 사용하는 소각보일러가 각광받고 있으며, 소각보일러 시설에서 생산된 과열증기를 이용하여 전력을 판매하는 시설이 점차 증가하고 있는 추세이다. 하지만 Bio-SRF에 함유되어 있는 알칼리금속류와 황(S)과 염소(Cl)로 인해 문제가 발생하고 있고 특히, 과열기의 고온부식문제가 심각하여 정상정인 설비 가동이 불가능 할 정도이다. 또한, 산성가스 처리시스템과 소각보일러 에너지 회수효율과의 연관관계에 대한 이해도 부족으로 계획한 에너지 회수효율을 미달성함으로써 경제적인 손실이 발생하고 있어 이에 대한 연구가 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2016년 현재 운영 중인 Bio-SRF 소각보일러 4개 시설에 반입되는 연료성상과 운영현황을 분석하여 소각보일러에 미치는 영향인자들을 검토하고 문제점을 도출하여 Bio-SRF 소각보일러의 최적 운전을 위한 방안을 제시하였다. 첫째, 연료 특성을 분석하여 본 결과 반입되는 연료의 성상 ...
최근 일반적인 소각로를 폐열보일러와 일체화시킨 구조로 개선한 소각보일러 시설이 증가하고 있다. 특히 Bio-SRF를 연료로 사용하는 소각보일러가 각광받고 있으며, 소각보일러 시설에서 생산된 과열증기를 이용하여 전력을 판매하는 시설이 점차 증가하고 있는 추세이다. 하지만 Bio-SRF에 함유되어 있는 알칼리금속류와 황(S)과 염소(Cl)로 인해 문제가 발생하고 있고 특히, 과열기의 고온부식문제가 심각하여 정상정인 설비 가동이 불가능 할 정도이다. 또한, 산성가스 처리시스템과 소각보일러 에너지 회수효율과의 연관관계에 대한 이해도 부족으로 계획한 에너지 회수효율을 미달성함으로써 경제적인 손실이 발생하고 있어 이에 대한 연구가 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2016년 현재 운영 중인 Bio-SRF 소각보일러 4개 시설에 반입되는 연료성상과 운영현황을 분석하여 소각보일러에 미치는 영향인자들을 검토하고 문제점을 도출하여 Bio-SRF 소각보일러의 최적 운전을 위한 방안을 제시하였다. 첫째, 연료 특성을 분석하여 본 결과 반입되는 연료의 성상 편차가 수분의 경우 10.1 ∼ 30.0 %, 회분은 0.4 ∼ 8.6 %, 가연분은 63.4 ∼ 89.2 %로 매우 큰 편차를 나타내고 저위발열량의 경우 3시간 동안에도 2,989 ∼ 3,521 kcal/kg으로 편차가 매우 큰 것으로 분석되었다. 이러한 연료의 편차는 소각보일러 압력변화에 영향을 미치기 때문에 안정된 운전을 위해서는 무엇보다도 일정한 성상의 연료가 투입되어야 한다. 둘째, 과열기 고온부식에 대하여 분석한 결과 동일한 타입의 두 시설인 B와 D 시설은 각각 과열기 설치의 가스온도가 750 ℃와 850 ℃로 고온부에 위치하고 있으나, 고온부식의 원인 중 하나인 S/Cl 비가 B시설은 4 이상으로 고온부식이 발생하지 않고, D시설은 2 이하로 고온부식이 발생하고 있다. 또한, 연료 내 Cl 함량이 높은 2 또는 3등급 연료를 연소하는 D시설의 경우 동일 연료 연소 시 과열증기 온도를 405 ℃에서 320 ℃로 낮췄을 때 고온부식이 현저히 저감된 것을 확인하였다. 셋째, Bio-SRF 소각보일러의 산성가스 처리시스템별 에너지 회수효율은 약 80 ∼ 83 %로 상이하게 도출될 수 있으며, 에너지 회수효율은 습식 및 건식 방식이 반건식 방식에 비해 높은 것으로 나타났는데 이는 처리시스템에 유입되는 가스온도에 의하여 폐열보일러부의 열흡수량에 의한 차이로 확인되었다. 따라서 이상의 결과들을 근거할 때 Bio-SRF 소각보일러에 반입되는 연료의 철저한 관리와 고온부식을 고려한 과열기 설치 및 에너지 회수율을 고려한 산성가스 처리시스템이 반영될 경우 Bio-SRF 소각보일러를 안전하고 효과적으로 운전할 수 있을 것이다.
최근 일반적인 소각로를 폐열보일러와 일체화시킨 구조로 개선한 소각보일러 시설이 증가하고 있다. 특히 Bio-SRF를 연료로 사용하는 소각보일러가 각광받고 있으며, 소각보일러 시설에서 생산된 과열증기를 이용하여 전력을 판매하는 시설이 점차 증가하고 있는 추세이다. 하지만 Bio-SRF에 함유되어 있는 알칼리금속류와 황(S)과 염소(Cl)로 인해 문제가 발생하고 있고 특히, 과열기의 고온부식문제가 심각하여 정상정인 설비 가동이 불가능 할 정도이다. 또한, 산성가스 처리시스템과 소각보일러 에너지 회수효율과의 연관관계에 대한 이해도 부족으로 계획한 에너지 회수효율을 미달성함으로써 경제적인 손실이 발생하고 있어 이에 대한 연구가 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2016년 현재 운영 중인 Bio-SRF 소각보일러 4개 시설에 반입되는 연료성상과 운영현황을 분석하여 소각보일러에 미치는 영향인자들을 검토하고 문제점을 도출하여 Bio-SRF 소각보일러의 최적 운전을 위한 방안을 제시하였다. 첫째, 연료 특성을 분석하여 본 결과 반입되는 연료의 성상 편차가 수분의 경우 10.1 ∼ 30.0 %, 회분은 0.4 ∼ 8.6 %, 가연분은 63.4 ∼ 89.2 %로 매우 큰 편차를 나타내고 저위발열량의 경우 3시간 동안에도 2,989 ∼ 3,521 kcal/kg으로 편차가 매우 큰 것으로 분석되었다. 이러한 연료의 편차는 소각보일러 압력변화에 영향을 미치기 때문에 안정된 운전을 위해서는 무엇보다도 일정한 성상의 연료가 투입되어야 한다. 둘째, 과열기 고온부식에 대하여 분석한 결과 동일한 타입의 두 시설인 B와 D 시설은 각각 과열기 설치의 가스온도가 750 ℃와 850 ℃로 고온부에 위치하고 있으나, 고온부식의 원인 중 하나인 S/Cl 비가 B시설은 4 이상으로 고온부식이 발생하지 않고, D시설은 2 이하로 고온부식이 발생하고 있다. 또한, 연료 내 Cl 함량이 높은 2 또는 3등급 연료를 연소하는 D시설의 경우 동일 연료 연소 시 과열증기 온도를 405 ℃에서 320 ℃로 낮췄을 때 고온부식이 현저히 저감된 것을 확인하였다. 셋째, Bio-SRF 소각보일러의 산성가스 처리시스템별 에너지 회수효율은 약 80 ∼ 83 %로 상이하게 도출될 수 있으며, 에너지 회수효율은 습식 및 건식 방식이 반건식 방식에 비해 높은 것으로 나타났는데 이는 처리시스템에 유입되는 가스온도에 의하여 폐열보일러부의 열흡수량에 의한 차이로 확인되었다. 따라서 이상의 결과들을 근거할 때 Bio-SRF 소각보일러에 반입되는 연료의 철저한 관리와 고온부식을 고려한 과열기 설치 및 에너지 회수율을 고려한 산성가스 처리시스템이 반영될 경우 Bio-SRF 소각보일러를 안전하고 효과적으로 운전할 수 있을 것이다.
A facility with a boiler, improved through integration of general incinerator and boiler, has been increasing recently. Especially, the boiler, using Bio-SRF as fuel, is getting the spotlight and the number of facility with selling power by using superheated steam is increasing at boiler facility. <...
A facility with a boiler, improved through integration of general incinerator and boiler, has been increasing recently. Especially, the boiler, using Bio-SRF as fuel, is getting the spotlight and the number of facility with selling power by using superheated steam is increasing at boiler facility. However, alkali metals, sulfur(S) and chlorine(Cl) in Bio-SRF cause troubles and, especially, high temperature corrosion of a superheater makes normal operation impossible. Furthermore, lack of understanding on correlation of acid gas treatment and energy gain efficiency of waste incineration boiler causes an economic loss as planned energy gain efficiency is not achieved, thus a study on it requires urgent alternatives. Therefore, this study suggested the optimal way of operating Bio-SRF boiler by analyzing fuel property and current operation situation of 4 facilities with Bio-SRF, in service in 2016, and reviewing influential factors on waste incineration boiler and drawing problems. Firstly, the analysis on fuel property showed that deviation in fuel property, used by a facility in practice, was 10.1 ∼ 30.0 % for moisture, 0.4 ∼ 8.6 % for ash, and 63.4 ∼ 89.2 % for combustibles respectively, which was huge, and it was also big for low-heating value, 2,989 ∼ 3,521 kcal/kg, even for 3 hours. As the deviation had an impact on pressure change of waste incineration boiler, fuel with constant property should be input for stable operation. Secondly, the analysis on high temperature corrosion of a superheater showed that two facilities of B and D with the same type had a high gas temperature of superheater installation, 750 ℃ and 850 ℃, and S/Cl ratio, one of reasons of high temperature corrosion, was over 4 for B facility, not making corrosion, but it was under 2 for D facility, making high temperature corrosion. Furthermore, it was found that high temperature corrosion was highly reduced as D facility, burning fuel with level 2 or 3, including high Cl, reduced the temperature of superheated steam from 405 ℃ to 320 ℃, when burning the same fuel. Thirdly, the energy efficiency of each acid gas treatment system of Bio-SRF boiler showed different results of around 80 ∼ 83 % and it was found that the energy efficiency was done better at wet and dry method than at dry method because of the difference in absorbed amount of heat of waste heat boiler, caused by the input gas temperature of management system. Thus, based on above results, it was drawn that Bio-SRF boiler could be operated in safe and efficient way, if the fuel, put into Bio-SRF boiler, was thoroughly managed and superheater installing and acid gas management system were done by considering high temperature corrosion and energy efficiency.
A facility with a boiler, improved through integration of general incinerator and boiler, has been increasing recently. Especially, the boiler, using Bio-SRF as fuel, is getting the spotlight and the number of facility with selling power by using superheated steam is increasing at boiler facility. However, alkali metals, sulfur(S) and chlorine(Cl) in Bio-SRF cause troubles and, especially, high temperature corrosion of a superheater makes normal operation impossible. Furthermore, lack of understanding on correlation of acid gas treatment and energy gain efficiency of waste incineration boiler causes an economic loss as planned energy gain efficiency is not achieved, thus a study on it requires urgent alternatives. Therefore, this study suggested the optimal way of operating Bio-SRF boiler by analyzing fuel property and current operation situation of 4 facilities with Bio-SRF, in service in 2016, and reviewing influential factors on waste incineration boiler and drawing problems. Firstly, the analysis on fuel property showed that deviation in fuel property, used by a facility in practice, was 10.1 ∼ 30.0 % for moisture, 0.4 ∼ 8.6 % for ash, and 63.4 ∼ 89.2 % for combustibles respectively, which was huge, and it was also big for low-heating value, 2,989 ∼ 3,521 kcal/kg, even for 3 hours. As the deviation had an impact on pressure change of waste incineration boiler, fuel with constant property should be input for stable operation. Secondly, the analysis on high temperature corrosion of a superheater showed that two facilities of B and D with the same type had a high gas temperature of superheater installation, 750 ℃ and 850 ℃, and S/Cl ratio, one of reasons of high temperature corrosion, was over 4 for B facility, not making corrosion, but it was under 2 for D facility, making high temperature corrosion. Furthermore, it was found that high temperature corrosion was highly reduced as D facility, burning fuel with level 2 or 3, including high Cl, reduced the temperature of superheated steam from 405 ℃ to 320 ℃, when burning the same fuel. Thirdly, the energy efficiency of each acid gas treatment system of Bio-SRF boiler showed different results of around 80 ∼ 83 % and it was found that the energy efficiency was done better at wet and dry method than at dry method because of the difference in absorbed amount of heat of waste heat boiler, caused by the input gas temperature of management system. Thus, based on above results, it was drawn that Bio-SRF boiler could be operated in safe and efficient way, if the fuel, put into Bio-SRF boiler, was thoroughly managed and superheater installing and acid gas management system were done by considering high temperature corrosion and energy efficiency.
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