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특수 연소 시스템

산업용 보일러

노통연관식 보일러

지름이 큰 동체를 몸체로 하여 그 내부에 노통과 연관을 동체축에 평행하게 설치하고, 노통을 나온 연소가스가 연관을 통해

연도로 빠져 나가도록 되어 있는 구조의 보일러이다.

연구개발을 위한 시제작품비가 저렴하여 설치 목적으로 많이 이용된다.

수관식 보일러

전열면을 형성하는 수관군과 기수분리 및 수관군의 지지를 위해 설치된 드럼으로 구성되어 있으며, 관의 내부는 보일러수로

채워지고 관의 외부를 연소가스로 가열하여 증기를 얻는 구조로 되어 있는 보일러이다.

강도면에서 제작할 수 있는 최고 압력 제한이 거의 없어서 고압 설비에 이용되고 있다.

소형관류 보일러

강제순환식으로써 급수가 수관으로 공급되어 수관을 통과하면서 그 관내에서 예열된 후에 증발되는 대형 고압 보일러로

많이 이용되어 왔다. 현재는 소형관류 보일러를 개발한 다관식 관류 보일러 형식을 채택하여 이용하고 있다.

사용압력이 거의 일정하기 때문에 계획 생산을 하는 설비에 쓰이고 있다.

미니 보일러

노통연관식 보일러의 장점을 살린 소형 보일러이다. 미니 보일러는 동체 위에 증기드럼을 설치하여 동체와 증기드럼 사이

의 연결부에 수면이 위치하도록 하여 수위제어를 한다.

단시일 내에 구입을 할 수 있으며, 적은 설치면적에서도 활용이 가능하여 이용할 수 있는 범위가 넓게 쓰이고 있다.

진공식 보일러

내부의 압력이 진공압인 경우를 진공식 보일러라고 하며, 안전장치로서 안전밸브와 진공스위치가 장착된다.

안전밸브는 100℃이하에서 증기를 방출하고 , 진공밸브는 대기압 이하에서 열매의 증기를 방출하는 구조로 되어 있기 때문

에 보일러 내부의 압력을 대기압 이하 즉 진공압으로 유지한다.

안전 운전이 가능하고 열매의 보충 및 보충수가 필요없기 때문에 수명이 매우 길며, 열교환기를 용도에 따라 설치할 수 있다.

무압식 보일러

보일러 내부에 채워지는 열매로 물을 사용하며, 그 열매로 보일러 내부를 완전히 채우는 구조이다. 순환이 신속하게 이루어

지지 않기 때문에 외부에 순환펌프를 설치하여 열매를 강제순환시켜 강제대류 열전달이 이루어지게 한다.

열매의 보충이 필요하나, 새 보충수가 소량이고 연수처리되기 때문에 일반 보일러보다 스케일이나 부식이 적게 발생하여 수

명이 길다.

응축형 보일러

가스를 연료로 사용하는 경우에는 배기가스 중의 수분 농도가 약 17~18vol% 정도이기 때문에 천연가스 1Nm³를 연소하는

경우에는 1.7kg의 수분이 발생되는데, 이때 배기가스의 열을 회수하여 배기가스 온도를 낮추게 되면 배기가스 중의 수분이

응축되고 그때에 응축잠열을 회수하여 효율을 극대화시키는 구조이다.

응축잠열을 회수하여 사용하기 때문에 열효율이 높다.

액체 버너

건타입 버너

유압에너지로 오일을 무화시키는 방식의 버너이다. 연소용 공기제어장치와 버너노즐이 일체로 조립된 버너로써 각 기기는

기능적으로 조합되어 제어장치의 조정이 용이하다.

버너 자체에서 완전 연소시켜 열교환기의 크기를 소형화하고 열효율을 극대화하여 자원 및 에너지를 절감하는 효과가 있다.

압력분무식 버너

연료를 5~20kg/cm²의 압력으로 가압 후, 연료자체의 압력에 의해 노즐에서 고속으로 분출시켜 미립화시키는 버너이다.

분무매체를 사용하지 않기 때문에 다른 버너에 비해 분무의 운동량이 적다.

증기압 조절이 용이하며, 연소실 화염 조절이 용이하여 최적의 화염생성이 가능하다.

회전식 버너

회전체의 원심력을 이용하여 오일을 비산시켜 무화하는 방식의 버너이다.

중공측에 직결된 무화관과 팬을 고속(3,500~10,000rpm) 회전시켜 이 회전체에 오일을 공급, 회전하는 무화관 내면에서

막상이 되고 그 끝에서 원심력에 의해 비산된 오일은 화염을 형성한다.

화염은 짧으나 부속설비가 거의 없고 자동제어가 편리하다.

안정하게 연소가 되며, 유량 조절 범위가 1:5로 가장 넓다.

기류식 버너

400~2,000mmH₂O의 저압공기로 오일을 무화시키는 방식이다. 저압공기로 무화하므로 공기노즐의 풍속을 낮추지 않고서

공기량의 조절이 되도록 노즐 면적을 변화시키는 구조가 많이 쓰인다.

구조가 간단하여 주로 소형 버너로 사용된다. 

저 NO_X 버너

1차 연소실에서는 이론공기량 이하의 공기부족 상태에서 연소가 진행되고, 1차 공기로는 주로 착화, 보염 역할을 담당하

게 하고, 2차 공기에 의해서 1차 연소실 내에 강선회류를 형성함으로써 1차 연소실 내에서는 1600℃전후의 고온 환원성

분위기가 형성되고 2차 공기의 선회류에 의해 1차 연소실 내에서 연소가스 체류거리가 길어져서 연료의 가스와 연소가

스 교반, 혼합이 촉진된다.

저감원리

△ 1차 연소역에서 저산소 연소에 NO_X의한 Prompt 의 억제

△ 고온환원화염에 의한 Fuel NO_X의 억제

△ 희박연소가스의 완만한 연소에 의한 Thermal NO_X의 억제

가스 버너

분젠 버너

고무관으로 유도한 가스를 금속제 원통의 작은 구멍에서 분출시켜, 그 부근의 압력이 내려가는 것을 이용해 공기구멍에서

공기를 빨아들여 가스를 혼합하게 한다. 불꽃의 안쪽은 공기와 혼합된 가스가 연소해서 CO, H₂, CO₂, H₂O 등의 혼합물이

되며, 불꽃의 바깥쪽은 H₂나 CO가 주위의 공기와 반응하고 연소하여 CO₂와 H₂O가 될 때 산화작용을 나타낸다.

화염의 안정성이 우수하고 역화가 발생할 위험성이 적다.

고속화염 버너

고온의 열풍에 의한 대류효과가 필요한 간접가열로에 보다 유용하며 화염의 길이, 폭 등을 비교적 자유로이 조절할 수 있

어 열처리로로 사용되며, 연소효율 및 제어면에서 우수한 성능을 보유하고 있다.

고부하 연소, 저공해 연소를 실현하며, 넓은 운전비 및 공연비 유지가 가능하다.

고속에 의한 빠른 열전달 특성이 있으며 안정된 화염을 형성한다.

저과잉 공기조건에서의 완전연소가 가능하며, 다양한 용도의 이용성, 연료 선택의 다양성을 지닌다.

노즐혼합 버너

버너의 노즐부로 분출된 기체연료와 공기의 분류에 연소가스의 혼입이 방지될 수 있는 구조로 함으로서 기체연료와 공기

의 혼합 속도를 증진시켜 급속연소를 실현하고 버너의 복사 방열 면적을 증대시켜 환원 가열능력이  향상되도록 한다.

주로 소재 표면을 산화시키지 않고 소정의 온도까지 가열하는 무산화로에서 사용된다.