500MW 화력발전소 탈황설비의 Long retractable soot blower시스템 … · For this equipment, corrosion of blowing nozzle and lance tube itself has been a major problem because

工學碩士學位論文

500MW 화력발전소 탈황설비의 Long retractable

soot blower시스템 개발에 관한 연구

A study on the development of long retractable

soot blower system for 500MW thermal power

plant at FGD(Flue Gas Desulfurization).

2006年 8月

仁荷大學校工學大學院

機械工學科

朴亨杓

工學碩士學位論文

500MW 화력발전소 탈황설비의 Long retractable

soot blower시스템 개발에 관한 연구

A study on the development of long retractable

soot blower system for 500MW thermal power

plant at FGD(Flue Gas Desulfurization).

2006年 8月

指導敎授鄭東壽

이 論文을 碩士學位論文으로 提出함

仁荷大學校工學大學院

機械工學科

朴亨杓

本論文을 朴亨杓의 碩士學位論文으로 認定함

2006 年 8 月

主審

副審

委員

요 약

점차 환경에 관한 관심이 고조되면서 국내 화력발전소에서도 황산가스 배출

을 규제하기 시작하였다. 기존의 국내발전소는 탈황 설비 관련 SOOT(재, 그

름)를 제거하기 위해 SOOT BLOWER(제매기)의 LANCE TUBE가

GGH(GAS-GAS HEATER) 내부에 들어가 있는 PART RETRACTABLE

TYPE을 사용하였으나 이 경우 황산 가스에 직접 노출이 되어 있어 LANCE

TUBE에 부착되어 있는 BLOWING 노즐과 LANCE TUBE자체의 잦은 손상

을 감수하여야만 하였다. 이러한 현상으로 인하여 SOOT BLOWER의 잦은 수

리와 GGH의 ELEMENT에 SOOT으로 인한 고착이 발생하여 보일러 가동 중

지 등 많은 문제점을 일으켰다. 이 연구에서는 이러한 문제점을 보완하기 위해

국내 최초로 LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER를 설계하고 충청남도

당진 화력 발전소 5 & 6호기 GAS-GAS HEATER에 설치하고 기존에 1~4호

기에 설치되어 있는 PART RETRACTABLE SOOT BLOWER와 BLOWING

상태 및 효율성을 비교 검토하였으며 충분한 성능을 발휘함을 확인하였다.

Abstract

As the environmental concern increased, domestic thermal power plants

began regulating the exhaust of sulfur gas. The existing facilities of FGD(

Flue Gas Desulphurization) of soot blower was a part retractable type in

which nozzles and lance tube were installed inside the GGH(Gas-Gas Heater).

For this equipment, corrosion of blowing nozzle and lance tube itself has been

a major problem because lance tube and nozzle are always in contact with

sulfur gas inside GGH. Therefore, frequently soot blowers could not be

operated due to the failure. For some extreme cases, it is possible that the

thermal power plant operation stops. Then, it becomes a very serious

problem.

In this study, a long retractable soot blower was designed and

manufactured for the first time in Korea to solve this problem. This blower

was also installed at the gas to gas heater of the thermal power plant number

5 and 6 at Dangjin, Korea. The performance and efficiency of this blower was

checked against those of existing part retractable soot blower installed at the

power plant number 1-4 at Dangjin, Korea. The results turned out to be

satisfactory.

- i -

목 차

요 약

Abstract

1. 서 론 ···························································································································1

1.1. 연구의 배경 및 목적 ···························································································1

1.2. 연구방법 ·················································································································3

2. 화력 발전소 및 SOOT BLOWER, 탈황 설비 이론 ······································4

2.1. 화력 발전소 ···········································································································4

2.2. SOOT BLOWER의 정의 ···················································································6

2.3. SOOT BLOWER 의 TYPE ··············································································8

2.3.1. LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER ···········································8

2.3.2. PART RETRACTABLE SOOT BLOWER ·········································10

2.3.3. ROTARY SOOT BLOWER ····································································11

2.3.4. WALL BLOWER ·······················································································12

2.4. 탈황설비 ···············································································································13

3. GGH LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER의 설계 ······················18

3.1. 개요 ·····················································································································18

3.2. POPPET VALVE의 설계 ··············································································19

3.3. CARRIAGE 장치, RACK & PINION의 설계 ············································21

3.4. GEAR BOX의 설계 ··························································································22

3.5. WALL BOX의 설계 ·······················································································28

3.6. LANCE TUBE 및 WATER TUBE의 설계 ·············································29

3.7. NOZZLE의 설계 ································································································30

- ii -

3.8. GGH LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER ··································32

3.9. START-UP PROCEDURE ·············································································34

3.9.1 STEAM BLOWING ·······················································································34

3.9.2 HIGH PRESSURE WATER BLOWING ··················································34

3.9.3. TURN -ON POSITION CHECK ·······························································35

3.9.4. RETURN POSITION CHECK ····································································35

3.9.5. LIMIT SWITCH OPERATION ··································································36

4. STEAM TEST ····································································································37

4.1. STEAM BLOWING ·························································································37

4.2. 해석결과 및 고찰 ·······························································································39

5. 결 론 ··························································································································42

참 고 문 헌 ···················································································································43

- iii -

그 림 목 차

Fig. 2.1 Plant Schematic Diagram ·············································································4

Fig. 2.2 Boiler inside view(After soot blowing) ····················································6

Fig. 2.3 Long retractable soot blower ······································································8

Fig. 2.4 Part retractable soot blower ······································································10

Fig. 2.5 Rotary soot blower ·······················································································11

Fig. 2.6 Wall blower ··································································································12

Fig. 2.7 Tae-an 500MW GGH station ··································································13

Fig. 2.8 Tang-jin 500MW GGH element ·····························································14

Fig. 2.9 Tang-jin 500MW GGH gas flow ···························································15

Fig. 3.1 Poppet valve ·································································································19

Fig. 3.2 Poppet valve open mechanism ··································································20

Fig. 3.3 Carriage unit and rack unit ·······································································21

Fig. 3.4 Gear box unit ································································································22

Fig. 3.5 Wall box unit ·································································································28

Fig. 3.6 Lance tube and water tube ·······································································29

Fig. 3.7 Water blowing test ······················································································30

Fig. 3.8 Steam and water nozzle ·············································································31

Fig. 3.9 Limit switch diagram ··················································································36

Fig. 4.1 당진화력 5 GGH long retractable soot blower ···································37

Fig. 4.2 Soot blowing data "1" ·················································································39



- iv -

표 목 차

Table. 2.1 Tang-jin 5&6 GGH Heat and mass balance ·····························16~17

Table. 3.1 75mm움직이기 위한 6.25초에 멈춘 후의 거리 측정 결과치(후진 시

만 측정함) ·····················································································································25

Table. 3.2 35mm움직이기 위한 2.91초에 멈춘후의 거리 측정 결과치(후진 시

만 측정함) ·······················································································································26

Table. 3.3 Soot blower 이동거리 및 동작시간 계산 결과치 ······························27

Table. 3.4 Long retractable soot blower final data sheet ···························32~33

- 1 -

1. 서 론

1.1. 연구의 배경 및 목적

고유가 시대에 에너지 소비가 점차 늘어나고 하루가 다르게 배럴당 최고

가를 기록하는 요즘 시대에 에너지 절약이 무엇보다도 중요한 이슈가 되고 있

다. 그러므로 전기를 생산하는 화력 발전소의 열효율을 증대시키는 목적으로

보일러 및 SOOT(재, 그름)가 많이 생성되는 곳에 설치되어 SOOT 제거를 위

한 SOOT BLOWER(제매기)의 중요성이 점차 강조되고 있다.

또한 근래에 들어 대기오염문제를 포함한 환경에 관한 관심이 높아지면서

선진국을 중심이 되어 발전소의 연소가스 배출에 관련 한 규제를 강화하기 시

작하였다. 국내 화력발전소에서도 2001년부터 질산 가스 (NOx) 황산가스

(SOx)의 배출을 규제하기 시작하면서 기존의 국내 화력 발전소는 탈질 및 탈

황 설비 관련 SOOT의 제거를 위해 SOOT BLOWER의 설치가 점차 증가하

는 추세이다.

이중에서도 탈황 설비 관련 SOOT BLOWER를 살펴보면 기존까지는 외국

에서 수입되어 들어온 SOOT BLOWER의 타입은 모두 LANCE TUBE가

GGH(GAS-GAS HEATER) 내부에 들어가 있는 PART RETRACTABLE

TYPE을 사용하였다. 그러나 GGH 내부에 들어가 있는 PART

RETRACTABLE TYPE의 SOOT BLOWER는 LANCE TUBE 가 황산 가스

에 직접 노출이 되어 있어 LANCE TUBE와 LANCE TUBE 끝단에 부착되어

있는 BLOWING 노즐과 O.S.W( HIGH PRESSURE WATER) TUBE와

O.S.W 노즐 자체의 잦은 손상 및 부식 등을 감수하여야만 하였다. 이러한 현

상으로 인하여 잦은 수리와 함께 적절한 시기에 STEAM 이나 WATER

- 2 -

BLOWING을 하지 못하게 되는 이유로 GGH의 ELEMENT에 SOOT으로 인

한 고착이 발생, 연소가스의 유동이 원활하지 못하면서 차압이 발생하게된다.

GGH 설비는 연소가스가 유동하는 끝단(굴뚝 전단)에 위치하고 있어 만약

GGH가 스케일로 막히거나 유로 형상이 편류가 일어나는 등의 문제가 생기면

전체 발전설비를 정지시켜야 하는 중요한 설비이다. 이에 따른 경제적 손실 및

연속적으로 맞물려 있는 발전소의 모든 고가의 기기 장치들은 멈추어 설 수밖

에 없는 상황이 된다.

이 연구는 이러한 심각한 문제점을 보완하기 위해 LANCE TUBE가 평상시

에는 밖으로 빠져 나와 있는 TYPE인 LONG RETRACTABLE SOOT

BLOWER를 설계하였다. 설계 방식은 GGH 공급업체인 DENMARK의 BWE

(Burmeister & Wain Energy A/S)와 함께 GGH내부의 가스흐름과 GGH 내부

에서의 열 교환소자인 ROTOR의 ELEMENT와 STEAM 및 HIGH

PRESSURE WATER의 면압력, 분사 각도, 거리, 노즐 형상, SOOT

BLOWER행정(TRAVEL)등을 중점적으로 확인하고 적용하였다. 또한 부식에

강한 재질을 연소가스와 접촉되는 부분에 모두 사용함으로써 부식에 대한 원

인을 해결 할 수 있게 하였다. 이렇게 설계 및 제작된 국내 최초로 LONG

RETRACTABLE SOOT BLOWER를 충청남도 당진 화력 발전소 5 & 6호기

GAS-GAS HEATER에 설치하고 기존에 1~4호기에 설치되어 있는 PART

RETRACTABLE SOOT BLOWER와 BLOWING 상태 및 효율성을 비교 검

토하였으며 SOOT BLOWER의 성능을 파악하였다.

- 3 -

1.2. 연구방법

본 연구는 여러 가지 SOOT BLOWER가 동작하지 않으면 어떠한 현상이

발생하며 동작 시에 GGH 내부의 압력이 어떻게 변화하는지를 소개하였으며,

실제 발전소에 설치하여 그 DATA를 분석하여 모의실험이 아닌 현장과 직접

확인 함으로서 이 연구의 진실성을 확인하였다.

(1) 해석결과 비교․분석

당진화력 탈황 제어실에서 모니터링한 자료를 출력하여 분석하고 그에 따른

결과를 비교․분석해 봄으로써 탈황 설비 GGH SOOT BLOWER의 특성을 고

찰하였다.

- 4 -

2. 화력 발전소 및 SOOT BLOWER, 탈황설비 이론

2.1. 화력 발전소

Fig. 2.1 Plant Schematic Diagram

현재 국내에 설치 및 설치 공사중인 표준 500MW 화력발전소를 살펴보면,

보령 화력 발전소 3~6호기, 태안 화력 발전소1~8호기, 하동 화력 발전소1~6호기,

당진 화력 발전소 1~8호기 이다. 플랜트의 효율은 42.25%(태안화력발전 5 & 6호

- 5 -

기 기준)이며 Steam Condition(turbine inlet)은 246 kg/cm2, 538 °C 이며 연료로

는 역청탄(Pulverized bituminous coal )을 주로 사용하고 있다. 제작기간으로는

약 38~44개월이 소요된다. 화력 발전소는 연료로 사용하는 석유 등을 해외에서

운반해오기 때문에, 수송이 편리하고 운전에 필요한 대량의 물을 얻기 쉬운 해안

가에 만들어 진다. 화력 발전소의 운영 체계를 살펴보면 위의 그림 FIG 2.1 처럼

연료는 Dock에서 석탄을 내리고 Conveyer를 통해 저장소로 이동이 되며 작은

알갱이로 분해한 역청탄은 팬을 이용하여 보일러로 불어 주게 된다. 점화된 보일

러에는 수많은 수관을 통해 물이 순환하고 그 물은 화력으로 인해 끓게 되고 높

은 압력과 높은 온도의 증기를 만들어서 터빈을 돌리게 되고 터빈은 발전기에

연결되어 결국 터빈이 돌면 발전기도 같이 회전하게 되고 이 발전기에서 전기가

생산된다. 점화된 보일러의 가스의 흐름을 살펴보면 보일러에서 절탄기

(Economizer)를 통과하고 공기예열기(Air Preheater)와 선택적 촉매환원설비

(SCR), 전기집진기(Electric Precipitation), Gas-Gas Heater(GGH),굴뚝(Stack)

의 순으로 빠져 나간다.

- 6 -

2.2. SOOT BLOWER의 정의

일반적으로 대형 화력 발전소 보일러나 소각로에서 오랜 시간 동안 가동을

하게 되면 SOOT는 보일러 벽이나 수관(TUBE)에 부착된다. 이 부착된 SOOT

를 틈틈이 제거 해 주지 않으면 엄청난 량의 SOOT가 계속해서 부착이 되고 이

SOOT가 가스의 흐름을 방해하고 보일러 내부에 적체된 가스는 인해 보일러 내

부압력의 상승 등 문제점을 일으킨다. 이는 보일러 열효율을 높이는데 방해가 되

며 가스의 흐름을 방해는 곧 내부압력의 증가로 이어지므로 계속해서 SOOT를

제거해 주지 않으면 추후에는 발전까지 정지해야 하는 일이 발생하기도 한다. 이

러한 중요한 역할을 하는 장치가 SOOT BLOWER이며 부착된 SOOT를 날려버

리기 위해 설치된다.

Fig. 2.2 Boiler inside view(After soot blowing)

- 7 -

Fig 2.2은 SOOT BLOWING 후의 보일러 내부 모습이다. 수관에 많은

SOOT이 부착되어있었으나 SOOT BLOWER 작동 후 깨끗이 청소된 모습을 볼

수 있다.

본 연구의 SOOT BLOWER설비는 보일러 연소 시에 발생하는 배기가스로

부터 발생하는 황산화물(SOx)을 제거하는 탈황설비에 사용된다. BOILER가동

시에 발생하는 연소가스에는 많은 분진이 포함되어있고, 이 분진이 연소가스에

포함되어 GAS-GAS HEATER의 ROTOR를 통과하면서 ROTOR의 기공을 막

히게 하여 탈황설비의 효율을 떨어뜨리고, 효율적인 황산화물(SOx)의 제거를 방

해할 수 있다. 그러므로 분진을 제거하는 것은 탈황설비의 효율을 높이는 중요한

설비이다.

- 8 -

2.3. SOOT BLOWER 의 TYPE

본 연구는 GGH LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER를 중심으로 기

술하고 그 밖의 다른 Type의 Soot blower는 간략히 기술하면 다음과 같이 정리

할 수 있다.

2.3.1. LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER

Fig. 2.3 Long retractable soot blower

Fig 2.3은 BOILER나 온도가 높은 SUPER HEATER, ECONOMIZER 등 일

반적으로 온도가 높은 곳(400°C이상)에 사용되는 TYPE으로 기계를 사용하지

않을 시에는 BOILER 밖으로 LANCE TUBE를 보호하기 위해 빼놓는 타입이

다. 그럼으로 고온에서 SOOT BLOWER LANCE TUBE와 NOZZLE을 보호할

- 9 -

수 있도록 설계 된 타입이다. SOOT BLOWER 가동 시 회전하면서 정해진 거리

만큼 전진 및 후진하면서 STEAM 및 COMPRESSED AIR등을 분사하며

SOOT을 제거하는 기계이다.

- 10 -

2.3.2. PART RETRACTABLE SOOT BLOWER

Fig. 2.4 Part retractable soot blower

Fig 2.4는 부분 삽입식(PART) SOOT BLOWER의 그림으로 보일러의

ECO. 및 Air preheater, SCR의 내부를 효율적인 세척을 위한 장치로서 일정길

이의 Lance tube가 Boiler내부에 위치하고 있는 구조로 제작되는 Type이다. 비

교적 온도가 낮은 구간(400°C이하) 에 설치가 된다. 또한 보일러 외부에 공간이

협소해도 설치에 제약이 없다는 장점이 있다. 미리 Setting된 거리 (Switching

travel) 만큼 주기어 박스가 움직이면 밸브 작동기(Operating mechanism)가 작

동하여 Poppet valve가 열리며 증기가 증기 유입 튜브를 통해 Lance tube로 유

입되어 튜브 끝 부분의 노즐을 통해 분사되어 보일러 튜브 표면 Soot를 제거하

는 Blowing이 시작된다

- 11 -

2.3.3. ROTARY SOOT BLOWER

Fig. 2.5 Rotary soot blower

Fig 2.5는 고정식 SOOT BLOWER을 나타낸 그림으로 고정된 위치에서

ELEMENT TUBE의 회전 운전만으로 BLOWING 될 수 있도록 했고 POPPET

VALVE를 통해 유입된 증기는 RETURN BAND로 통과하여 바로 ELEMENT

TUBE의 노즐을 통해 분사 되도록 되어있다. ELEMENT TUBE가 역시

BOILER 내부에 들어가 있는 타입으로 온도가 낮은 구간(400°C이하) 에 설치

된다.

- 12 -

2.3.4. WALL BLOWER

Fig. 2.6 Wall blower

보일러 벽에도 역시 많은 수관이 설치되어 있다. 이 부분에 부착된 SOOT

를 제거하기 위해 Fig 2.6과 같이 보일러 벽에 설치하는 SOOT BLOWER그림이

다. LANCE TUBE 삽입시 노즐의 각도를 보일러 벽쪽으로 하여 STEAM등을

분사 할 수 있도록 설계 되어있다. 보일러 벽의 SOOT 만을 전문적으로 제거하

는 기계이다.

- 13 -

2.4. 탈황설비(FGD)

Fig. 2.7 Tae-an 500MW FGD station

탈황 설비(FGD: Flue Gas Desulphurisation)는 보일러 연소 시에 생성된 배

연가스 중에 아황산 가스(SOx)를 제거하는 설비로써 SO2 와 석회석 슬러리를

접촉시키면 석회석이 SO2 성분을 흡수하는 화학 반응을 일으켜 석고가 발생한

다. 탈황설비는 석회석 슬러리와 배연가스를 효과적으로 접촉시켜 SO2 와 먼지

등의 공해 물질은 제거하고 부산물로 재활용이 가능한 고순도의 석고(CaSO4

·2H2O)를 생산하게 된다.

- 14 -

SO2 +H2O ->H2SO3 (SO2가 물에 용해)

H2SO3 + 1/2 O2 (산화)

CaCO3(석회석) + H2SO4 + H2O -> CaSO4 ·2H2O(석고) + CO2 (2. 1)

Fig 2.7은 충청남도 태안에 위치하고 있는 태안 화력 발전소 500MW GGH

STATION을 나타낸 그림이다. 석회석을 볼밀(Ball mill)을 이용하여 잘게 부수

고 송풍기(Pan)를 이용하여 흡수탑(Absorber)으로 불어주고 보일러 연소가스는

GGH를 통과하여 흡수탑으로 들어오는 SO2 와 만나게 된다. 이때 산화공기 송풍

기(Oxidation air blower)를 이용하여 흡수탑에서 산화 반응이 필요하도록 하여

반응을 시키면 석고(Gypsum)가 발생하게 된다. 이공정은 습식 탈황 공정으로

반응속도가 빨라 SO2 제거율이 높다. 위의 공정은 90%이상의 유황분이 제거된

다.

Fig. 2.8 Tang-jin 500MW GGH Element

- 15 -

Fig 2.8에서는 GGH Rotor에 장착되어 Flow gas와 열교환을 실시하는

Element의 도면이다. 이 Elements는 많은 주름이 져 있는데 그이유는 열교환을

위해 많은 단면적을 유지 시켜주기 위해서이다. UNF(Undulated Notch and Flat

) profile 이라고도 명명하기도 한다.

Fig. 2.9 Tang-jin 500MW GGH gas flow

Fig 2.9에서 보면 가스의 흐름을 알수 있고 GGH의 역할은 고온의 배기가스

를 흡수하여 흡수탑 내의 부식환경을 억제하고 이산화황의 반응을 양호 하게하

는 흡수탑에서 반응하고 돌아 나오는 저온의 배기가스를 승온시켜 GGH 후단의

덕트(Duct) 부식을 방지하는 목적이 있다.

- 16 -

Table. 2.1 Tang-jin 5&6 GGH Heat and mass balance

- 17 -

Soot blowing 목표 압력

Table 2.1은 당진 5~6호기 GGH에 flue gas의 설계 design을 표시한 것이다.

GGH에 흘러 들어오는 flue gas의 량과 GGH의 온도 GGH의 압력, Leakage 등

을 상세히 나타낸 자료이다. 이자료을 기준으로 하여 Soot blower의 설계 동작

회수 및 결과 data를 비교 분석 할 것이다.

- 18 -

3. GGH LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER

의 설계

3.1. 개요

이 연구는 충청남도 당진 화력 발전소 5호기 GGH에 LONG TYPE의

SOOT BLOWER를 제작하기 위한 설계이다. 본 연구에 적용하기 위하여 다음과

같은 내용으로 SOOT BLOWER를 설계하였다.

MULTI-NOZZLE을 가진 GGH LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER

는 MAIN CLEANING MEDIA로서 저압(6Kg/Cm2)의 STEAM을 사용하고

ONLINE STREAM WASHING(OSW)을 위해 고압 (80Kg/Cm2) WATER를 사

용한다. 일렬로 배치된 NOZZLES BLOCK의 간격은 BLOWER TRAVEL

LENGTH에 의해 결정하였고, 각 NOZZLE은 각 CIRCULAR NOZZLE

COVERAGE에 적합하게 SIZING 및 수량이 결정하였다.

주요 구성물을 구분하면 다음과 같다

1) POPPET VALVE

2) COVERED BEAM, CARRIAGE DEVICE, RACK & PINION

3) STEAM BLOWING LANCE TUBE 및 NOZZLE

4) HIGH PRESSURE WATER BLOWING LANCE TUBE및 NOZZLE

5) WALL BOX

6) LOCAL TERMINAL BOX

- 19 -

3.2. POPPET VALVE의 설계

Fig. 3.1 Poppet valve

VALVE는 ANSI# 300 GRADE로 설계하였으며 VALVE SEAT는

STELLITE를 용착하여 GRINDING 및 LAPPING으로 가공 완료하였다. 또한

연소GAS의 역류에 의한 부식 가능성을 방지하기 위한 SCAVENGING AIR

CHECK VALVE를 부착시켜 제작하였으며 적정한 분사압력을 설정하기 위해

PRESSURE CONTROL DISC를 VALVE에 삽입하여 현장에서 원활히 조정할

수 있도록 설계하였다.

VALVE 동작 설명 (Fig. 3.2 Poppet valve open mechanism)

배관의 FLANGE을 통해 연결되어 있는 SOOT BLOWER POPPET

VALVE 의 기계적인 제어를 통해 BLOWING MEDIUM을 노즐까지 공급한다.

- 20 -

밸브를 고정시키는 PLATE를 통해 FEED TUBE는 SOOT BOWER POPPET

VALVE에 고정되어 있으며 POPPET VALVE의 VALVE DISC는 STELLITE

코팅으로 처리되어 있고 VALVE SPINDLE부분은 GLAND PACKING으로 압

력에 의한 누설을 막을 수 있게 하였다. SOOT BLOWER VALVE의 동작은

SOOT BLOWER CARRIAGE의 작동으로 인해 동작된다. SOOT BLOWER

CARRIAGE에 부착되어 PERFORATED BAR 의 핀의 위치에 따라 VALVE가

열리고 닫히는 위치를 조정할 수 있도록 되어 있으며 (A-A)이 핀이 이동하면서

CAM을 치게 되고 CAM이 회전되면서 CAM에 구속되어 있는 VALVE LEVER

를 동작시켜 VALVE의 열리고 닫히는 동작을 제어한다.

Fig. 3.2 Poppet valve open mechanism

- 21 -

3.3. CARRIAGE 장치, RACK & PINION 의 설계

Fig. 3.3 Carriage unit and rack unit

CARRIAGE UNIT은 STEAM을 노즐까지 FEEDING 역할을 하는 FEED

TUBE를 감싸는 역할과 모터와 기어 박스 및 LANCE TUBE를 부착하고 움직

이는 역할을 하기 위한 장치로 설계되었다. RACK GEAR와 PINION으로 구성

되어 있으며 STUFFING BOX PACKING으로 FEED TUBE에서 STEAM의 누

설을 막는 역할을 하게 제작하였다. 또한 HIGH PRESSURE WATER LINE의

연결 역할을 할 수 있도록 설계하였다.

- 22 -

3.4. GEAR BOX의 설계

Fig. 3.4 Gear box unit

앞에서 설명한 CARRIAGE UNIT와 결합하여 LANCE TUBE 및 NOZZLE

을 원하는 속도로 맞추기 움직이게 하기 위해 기어박스의 기어비GEAR RATIO)

를 다음과 같이 설계하여 12mm/s 만큼 움직이도록 설계하였다.

Motor: 460V, 60Hz 3ph, 6pole로 선정하였다.

rpm= 120 x Hz/ Pole 이므로

= 120 x 60/ 6

= 1200rpm 이다

그러나 모터의 효율이 있으므로

통상적으로 1150rpm으로 계산한다.

- 23 -

1차기어: 헬리컬 기어, Z=19, Mn=1.5 로 설계하였다.

2차기어: 헬리컬 기어, Z=71, Mn=1.5로 설계하였다.

1차기어와 2차기어의 회전비는 다음과 같다.

1150 x 19/71 =307.75 rpm

3차기어: 웜 기어,1열 M=2

4차기어: 웜휠 Z=80z, M=2

3차기어와 4차기어의 회전비는 다음과 같다.

307.75 x 1/80 =3.82 rpm

4차기어와 맞물려 있는 5차기어는

5차 기어 : 피니언 Z=15,M=4, D=60mm로 설계하였다.

그러므로 속도는 다음공식으로 계산이 가능하다.

V= ∏ D N

∏ x 60 x 3.824= 720mm/min이다.

또한 Motor의 효율 및 관성, 기어의 정밀도, 부하량 등 계산된 수치와 다소

차이가 있을 수 있으므로 다음과 같은 실험을 통해 기어박스의 실제 이동거리

를 확인 해 보았다.

기어박스를 설계 후 제작하여 현장 설치분에 대한 실험 실시

목적: LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER의 STEAM STEP(75mm)

와 H.P(HIGH PRESSURE) WATER (35mm)가 분사 될 때의 이론상의 거리와

실제 이동거리를 알아보기 위함이다.

- 24 -

방법: 설계상의 LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER의 기어박스는

720mm/min이므로 12mm/s이다. 75mm를 움직이기 위해 75/12=6.25초, 35mm를

움직이기 위해 35/12=2.91초이다. LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER를

STOP WATCH로 6.25에서 멈춘 후 의 거리를 측정하고 2.91초 움직인 후 움직

인 거리를 측정하여 본다.

결론: Table 3.1과 Table 3.2에서 보는 바와 같이 LONG RETRACTABLE

SOOT BLOWER는 LANCE PIPE의 크기 및 SUPPORT BEARING과 실제 분

사되는 추력, 모터의 미묘한 효율, 관성력등 여러 변환 인자들이 존재한다. 뿐만

아니라 2.91초와 6.25초의 시작과 끝 시점의 정확한 START 및 전원차단이 사

람에 의해 이루어 지다보니 얼마간의 오차가 발생한다고 생각할 수 있다. 그러나

전반적으로 보면 원하는 거리보다 더 많이 지나가기 때문에 시간 조절이 필요

(줄이는 방향)하다고 본다. 현장 여건에 맞추어 실제 운전하여 DCS상의 PLC의

TIME을 조절하여 정확한 거리 SETTING이 필요하리라고 본다.

- 25 -

회수 시작거리 (mm) 멈춘거리(mm) 움직인 거리(mm)

1 1116 1021 95

2 1021 940 81

3 940 853 87

4 853 768 85

5 768 680 88

6 680 594 86

7 594 506 88

8 506 419 87

9 419 334 85

10 334 249 85

11 1111 1026 85

12 1026 941 85

13 941 854 87

14 584 766 88

15 766 680 86

16 680 593 87

17 593 505 88

18 505 420 85

19 420 331 89

20 331 245 86

평균86.65mm

Table. 3.1 75mm움직이기 위한 6.25초에 멈춘 후의 거리 측정

결과치(후진 시만 측정함)

- 26 -

회수 시작거리 (mm) 멈춘거리(mm) 움직인 거리(mm)

1 1111 1071 40

2 1071 1028 43

3 1028 987 41

4 987 945 42

5 932 889 43

6 889 844 45

7 844 800 44

8 800 754 46

9 754 710 44

10 710 664 46

11 664 622 42

12 622 580 42

13 580 539 41

14 529 484 45

15 484 438 46

평균 43.3333mm

Table. 3.2 35mm움직이기 위한 2.91초에 멈춘 후의 거리 측정

결과치(후진 시만 측정함)

상부 Soot blower 와 하부 Soot blower의 형상 및 크기는 노즐 방향만 틀리

고 전체형상이 같다. 운전 시간 계산은 다음과 같이 결정할 수 있다.

- 27 -

Table. 3.3 Soot blower 이동거리 및 동작시간 계산 결과치

그러므로 현장에서의 시운전 상태에서는 Steam blowing을 6초, Water

blowing은 3초의 step거리를 선정하였다.

- 28 -

3.5. WALL BOX의 설계

Fig. 3.5 Wall box unit

SOOT BLOWER LANCE TUBE를 GGH 내부로 집어 넣기 위해 GGH

WALL 에 HOLE을 내고 SOOT BLOWER WALL SLEEVE를 부착하고 그 다

음 에 WALL BOX를 부착하였다. Fig 3.5에서와 같이 WALL BOX는 황산가스

를 대기 밖으로 나오지 못하게 하는 SEALING 역할을 하는 장치이다 WALL

BOX 전단에 그림과 같이 KNIFE GATE VALVE를 설치하여 SOOT BLOWER

보수 및 노즐 막힘이 발생하였을 때 GGH를 멈추기 않고 SOOT BLOWER를 관

리할 수 있게 설계하였다. LABYRINTH SEAL TYPE으로 압력차를 설정하여

GGH내부에서 나오는 가스를 SEALING AIR로 막아준다. 필요한 AIR의 설정

압은 노내압 +200mmH2O이다.

- 29 -

3.6. LANCE TUBE 및 WATER TUBE의 설계

Fig. 3.6 Lance tube and water tube

LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER에서 다른 부분도 중요하지만

LANCE TUBE의 설계는 무엇보다도 중요하다. 그 이유는 GGH 내부로 직접 황

산 가스와 접촉하는 부분이며 고온의 STEAM이 지나가는 곳이며 휨 발생 및

열팽창 등 많은 부분이 고려되야 되기 때문이다. 또한 GGH PART

RETRACTABLE SOOT BLOWER 와 달리 H.P WATER가 LANCE TUBE 내

부에 설치되어 있어 80Kg/Cm2 으로 분사 시 진동도 고려해야 함이다.

LANCE TUBE 및 NOZZLE의 재질은 UNS N 10276을 사용하였으며 열팽

창으로 인한 WATER TUBE와의 용접부 파손을 방지하기 위해 GLAND

PACKING을 설치하여 SEALING 하였다. LANCE TUBE내부에 WATER

TUBE와 FEED TUBE가 동시에 삽입됨으로 FEED TUBE가 WATER TUBE

와 간섭이 되지 않도록 설계하는 것이 중요하였다.

- 30 -

3.7. NOZZLE의 설계

Fig. 3.7 Water blowing test

노즐의 크기는 GGH의 ROTOR의 크기와 SOOT BLOWER와의 거리,

STEP, STEAM 및 WATER의 소모량등 매우 많은 부분들이 서로 관련이 되

어 있다. 이번 연구에서는 그동안의 SOOT BLOWER제작시 적용하였던 방식으

로 제작 하였다. STEAM 은 축소 확대 노즐을 9.8mm로 설계하였으며 WATER

NOZZLE은 2.1mm로 설계하였다.

Fig 3.4는 WATER NOZZLE을 TEST 하는 사진이다. GGH내부에

80Kg/Cm2의 압력으로 분사를 하여야 하지만 국내 분사 할 수 있는 설비가 없어

35Kg/Cm2의 압력으로 분사를 실시하였다.

- 31 -

Fig. 3.8 Steam and water nozzle

Fig 3.5는 STEAM NOZZLE과 WATER NOZZLE을 나타낸다. STEAM

NOZZLE은 분사방향에 따라 수량을 달리 사용한다. GGH 상부 SOOT

BLOWER 는 5개, GGH 하부 SOOT BLOWER는 3개를 설치 하였다. 노즐설계

시 중요한 부분은 GGH와의 높이이다. BWE의 매뉴얼로 설계를 하여 200mm

간격을 두고 분사가 가능하도록 설계하였다.

- 32 -

3.8. GGH LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER

- 33 -

Table. 3.4 Long retractable soot blower final data sheet

상기에서 설명 하였던 SOOT BLOWER 의 각종 중요 요소를 종합하면

Table 3.4과 같이 최종으로 설계된 Long retractable soot blower를 정리할 수

있다.

- 34 -

3.9. START-UP PROCEDURE

3.9.1. Steam blowing

STEAM BLOWING 시의 효과적인 BLOWING AREA는 대략적으로

40mm정도이다. 그러므로 STEP 운전은 40mm로 설정한 후 STEAM 운전을 시

작한다. SEQUENCE RUN 동작 신호를 받으면 초기 위치(후단 LIMIT

SWITCH)에 있던 SOOT BLOWER는720mm/min(12mm/s)의 속도로 GGH 내

부로 전진하게 된다. 전진하면서 기계적 장치로 연결되어 있는 POPPET

VALVE가 800mm 이동(GGH ROTOR OUT DIAMETER) 후 기계적인 CAM

장치에 의해 자동적으로 열리게 되고 이후 전진단 LIMIT SWITCH에서 SOOT

BLOWER는 정지하게 되고 정지위치에서 70초간 대기한 후(ROTOR:1 rpm이나

OVERLAP 10초 포함) 75mm 후퇴해서 역시 70초간 대기한다. 계속해서 75mm

STEP을 반복하면서 후진하고 정지를 반복 실행한다 (75mm 후진은 TIMER 에

의해 실시: 720mm/min의 속도이므로 앞에서 6초로 지정함). STEP 후진을 계속

하며 반복하다 기계적인 CAM 장치에 의해 자동적으로 POPPET VALVE가 닫

히게 되고 후단 LIMIT SWITCH를 받으면 모터는 정지하게 되고 1번의 SOOT

BLOWING은 끝이 나게 된다.

3.9.2. High pressure water blowing

HIGH PRESSURE WATER BLOWING시의 효과적인 BLOWING AREA

는 대략적으로 35mm정도이다. 그러므로 STEP 운전은 35mm로 설정한 후

Steam 운전을 시작한다. 마찬가지로 SEQUENCE RUN 동작 신호를 받으면

HIGH PRESSURE WATER PUMP는 작동을 시작하고 초기 위치(후단 LIMIT

SWITCH)에 있던 SOOT BLOWER는720mm/min의 속도로 앞으로 전진하게 된

- 35 -

다. 미리 설치되어 있는 중간 LIMIT SWITCH를 의 신호를 받아 WATER

LINE의 VALVE를 OPEN 시킨다. 끝단 LIMIT SWITCH에 SOOT BLOWER가

도착하면 70초간 대기한 후(ROTOR:1 rpm이나 OVERLAP 10초 포함) 35mm

후퇴하면서 70초간 대기한다. 여기서 보면 35mm를 운전하기 위해서는 앞서 설

명한 것과 같이 모터에 전원을 3초간 인가 시킨다. 계속해서 35mm STEP을 반

복하면서 후진하고 정지를 반복 실행한다. 계속해서 후진 후 중간 LIMIT

SWITCH위치에 SOOT BLOWER가 도착하면 WATER LINE의 VALVE를

CLOSE 시키게 되고 HIGH PRESSURE WATER PUMP는 정지하게 되고 계속

해서 후단 LIMIT SWITCH를 받을 때까지 후진한다. 후단 LIMIT SWITCH를

받으면 모터는 정지하게 되고 1번의 SOOT BLOWING은 끝이 나게 된다.

3.9.3. Turn -on position check

GGH SOOT BLOWER 는 크게 STEAM BLOWING과 WATER

BLOWING 2가지로 나눈다. STEAM BLOWING의 TURN-ON POSITION은

초기 위치에서 803mm를 움직인 후 BLOWING이 시작되며 WATER

BLOWING은 688mm 이동 후 BLOWING이 시작되는데 SOOT BLOWER

WATER LINE 전단의 수동VALVE를 수동으로 제어한다. (MANUAL VALVE

ON)

3.9.4. Return position check

전진단 LIMIT SWITCH가 SOOT BLOWER에 장착되어 있는 DOG와 부

딛치게 되면 전기적 신호에 의해 모터를 역회전 시키는데 이 거리는 초기위치에

서 6428mm가 되는 지점이다. (WATER BLOWING, STEAM BLOWING, 상,하

GGH SOOT BLOWER 모두 같음) 그러나 현장 상황에 따라 LIMIT SWITCH

의 위치를 변경 가능하게끔 위치 조정 가능하게 설계하였다.

- 36 -

3.9.5. Limit switch operation

Fig. 3.9 Limit switch diagram

Fig 3.9는 다음 설명의 이해를 돕기 위해 삽입되었다.

STEAM BLOWING: 초기 위치인 ZS-1, ZS-4의 위치에서 START를 하게

되면 STEAM BLOWING의 경우에는 ZS-2, ZS-5를 그냥 지나쳐 통과하게 되

고 계속해서 전진하면서 ZS-3과 ZS-6에 도달하면 모터는 후진하게 되고 다시

ZS-2, ZS-5를 그냥 지나쳐 초기위치인 ZS-1, ZS-4의 위치에서 멈추게 된다.

WATER BLOWING: 초기 위치인 ZS-1, ZS-4의 위치에서 START를 하게

되고 ZS-2, ZS-5에 도착하면 WATER PUMP가 작동하게 되고 수동으로

SOOT BLOWER 에 공급되는 WATER LINE의 VALVE를 수동으로 OPEN하

게 된다. 계속해서 전진하면서 ZS-3과 ZS-6에 도달하면 모터는 후진하게 되고

다시 ZS-2, ZS-5에 water pump가 꺼지고 초기위치인 ZS-1, ZS-4의 위치에서

멈추게 된다.

- 37 -

4. STEAM TEST

4.1. STEAM BLOWING

Fig. 4.1 당진화력 5 GGH long retractable soot blower

2006년 04월27일부터 5월4일 까지 상부 SOOT BLOWER와 하부 SOOT

BLOWER를 Fig 4.1과 같이 설치하고 상부 SOOT BLOWER는 3회/1일, 하부

SOOT BLOWER 는 2회/1일 TEST를 다음과 같이 실시하였다.

1) LACNE TUBE의 냉각역할도 가지고 있는 BLOWING MEDIUM

(STEAM 이나 WATER)없이 절대로 HOT GAS-GAS HEATER의 연소가스

내부로 LANCE TUBE가 들어가서는 안 된다. SOOT BLOWER의 기계적 손상

을 막기 위해 적절한 STEAM압력 (6Kg/Cm2) 이 SOOT BLOWER에 공급시키

기 위해 STEAM PRESSURE 설정방법을 다음과 같이 실시하였다.

a) SOOT BLOWER VALVE가 닫혀져 있는지를 확인한다. 뒤쪽에서 볼 때

VALVE 왼쪽 측면에 있는 PLUG를 제거하고 SYPHONE을 연결한 PRESSURE

GAUGE를 설치하였다.

b) SOOT BLOWER의 대략 초기지점에서 1m 가량 전진시키면 POPPET

VALVE가 기계적 링크 장치에 의해 열리게 된다. 그런 후 이제 PRESSURE

- 38 -

GAUGE의 수치를 읽고 6Kg/Cm2 설정압력과 비교한다.

c) 설정된 압력의 수정이 필요하여 정면에 부착된 PLUG를 풀고 압력을 설

정할 수 있는 압력 제어 DISC를 회전시켜 압력을 설정하였다. 압력을 증가시키

기 위해서는 시계반대 방향으로 돌리고 반대로 압력을 낮추려면 시계 방향으로

회전시킨다.

d) 설정이 끝난 후 완벽한 SEALING이 될 수 있게끔 새로운 PACKING

RING을 사용하여 PLUG를 단단히 조였다.

BLOWING압력을 조정 후 실제 동작되어지는 압력 이하에서 여러 번 확인

하고 FEED TUBE PACKING 과 SOOT BLOWER VALVE PACKING의 누설

여부를 확인하였다.

위에 언급했던 두 개소의 PACKING 을 너무 많이 조인다면 SOOT

BLOWER의 기능과 활발하지 못한 움직임을 보일 수 있으므로 모터의 전류 소

모량(1.8A)을 확인하고 이상이 없음을 확인하였다.

- 39 -

4.2. 해석결과 및 고찰

당진화력 5~6호기 탈황 설비 제어실(DCS)에서의 제어프로그램을 사용하여

Soot blower 사용시의 압력강하를 측정하였다.

Fig. 4.2 Soot blowing data "1"

Fig 4.2에서 보는 것과 같이 GGH PRESSURE는 변화가 심하다. 위 그림의

판독일(DATA PRINTER DAY)은 2006년 5월 4일 이며 날자는(DATE)는 2006

년 4월27일부터 판독일 2006년 5월4일 까지이다. VALVE OPEN

TIME(STEAM MAIN VALVE)에서 SOOT BLOWING을 실시한 시간이므로

GGH PRESSURE가 떨어지는 것을 그림에서와 같이 알 수 있으며 VALVE

- 40 -

CLOSE TIME에서 GGH PRESSURE가 올라가는 것을 알 수 있다. VAVLE

OPEN TIME이 긴 것과 짧은 것이 있는데 그 이유는 SOOT BLOWER 기동시

간이 하루에 상부 3회, 하부 2회로 다음과 같이 운전되었기 때문이다.


Fig 4.3는 Fig 4.2와 같은 그림이다 .그러나 커서의 위치가 틀리므로 그때 커

서의 위치에서 커서의 값을 표현한 그림이다. SOOT BLOWING 실시 후 GGH

설계압력은 31mmH2O 였으나 커서의 압력갑은 25 mmH2O이므로 완벽한 SOOT

BLOWING을 실시하였음을 알 수 있다. SOOT BLOWER STEAM BLOWING

압력은 5.5Kg/Cm2(설계 6Kg/Cm

2)으로 작동하였다.

- 41 -


Fig 4.4 또한 Fig 4.2 Fig 4.3과 같은 그림이다 .그러나 역시 커서의 위치가

틀리므로 그때 커서의 위치에서 커서의 값을 표현한 그림이다. SOOT

BLOWING 실시 하기전의 GGH 내부에 실제 부하 압력을 표시한 것으로 GGH

설계 압력(31mmH2O) 보다 높은 커서의 압력값은 36mmH2O에 육박하는 것을

알 수 있다. 그후 바로 SOOT BLOWING을 실시하였으며 다소 압력이 떨어짐을

그래프로 알 수 있다. SOOT BLOWER STEAM BLOWING 온도는 압력은 334

도(설계 350도)으로 작동하였다.

- 42 -

5. 결론

본 연구는 기존 탈황설비에 사용되었던 SOOT BLOWER는 GGH 내부에

일정부분 SOOT BLOWER LANCE TUBE가 들어가 있는 방식으로 그동안 부

식 및 손상에 많은 문제점을 발생하였다. 그러나 이제는 TABLE 3.4와 같이

LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER를 설계하고 제작하여 국내 최초로

성공적으로 발전소에 적용 및 실험, 상용화함으로써 다음과 같은 결과에 도달 할

수 있다.

1. LANCE TUBE 및 노즐 부식 및 막힘이 방지 할 수 있다.

2. 발전 중에 GGH WALL SLEEVE에 부착되어 있는 KNIFE GATE

VALVE를 닫아 황산가스가 GGH밖으로 누설되는 것을 막고 SOOT

BLOWER 고장시 보수가 가능하다.

3. 탈 부착이 가능한 SOOT BLOWER NOZZLE을 설계함으로써 막힘 및

GGH 열소자의 BLOWING 영향을 파악 후 NOZZLE 교체를 용이하게 실시

할 수 있게 있다.

4. 발전소의 발전 안정화에 기여하였다.

- 43 -

참고 문헌

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(2) Denmark BWE (Burmeister & Wain Energy A/S) GGH 설계 DATA 및

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(17) 두산 중공업 태안화력 GGH 5~6호기 SOOT BLOWER MANUAL 및 운

전 DATA.

(18) 두산 중공업 당진화력 GGH 1~4호기 SOOT BLOWER MANUAL 및 운

전 DATA.

목차1. 서 론1.1. 연구의 배경 및 목적1.2. 연구방법

2. 화력 발전소 및 SOOT BLOWER, 탈황 설비 이론2.1. 화력 발전소2.2. SOOT BLOWER의 정의2.3. SOOT BLOWER 의 TYPE2.3.1. LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER2.3.2. PART RETRACTABLE SOOT BLOWER2.3.3. ROTARY SOOT BLOWER2.3.4. WALL BLOWER

2.4. 탈황설비

3. GGH LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER의 설계3.1. 개요 3.2. POPPET VALVE의 설계 3.3. CARRIAGE 장치, RACK & PINION의 설계3.4. GEAR BOX의 설계3.5. WALL BOX의 설계 3.6. LANCE TUBE 및 WATER TUBE의 설계 3.7. NOZZLE의 설계3.8. GGH LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER 3.9. START-UP PROCEDURE3.9.1 STEAM BLOWING3.9.2 HIGH PRESSURE WATER BLOWING3.9.3. TURN -ON POSITION CHECK3.9.4. RETURN POSITION CHECK3.9.5. LIMIT SWITCH OPERATION

4. STEAM TEST 4.1. STEAM BLOWING4.2. 해석결과 및 고찰

5. 결 론참 고 문 헌

표목차Table. 2.1 Tang-jin 5&6 GGH Heat and mass balanceTable. 3.1 75mm움직이기 위한 6.25초에 멈춘 후의 거리 측정 결과치(후진 시만 측정함) Table. 3.2 35mm움직이기 위한 2.91초에 멈춘후의 거리 측정 결과치(후진 시만 측정함)Table. 3.3 Soot blower 이동거리 및 동작시간 계산 결과치Table. 3.4 Long retractable soot blower final data sheet

그림목차Fig. 2.1 Plant Schematic DiagramFig. 2.2 Boiler inside view(After soot blowing)Fig. 2.3 Long retractable soot blowerFig. 2.4 Part retractable soot blowerFig. 2.5 Rotary soot blowerFig. 2.6 Wall blower Fig. 2.7 Tae-an 500MW GGH station Fig. 2.8 Tang-jin 500MW GGH element Fig. 2.9 Tang-jin 500MW GGH gas flow Fig. 3.1 Poppet valve Fig. 3.2 Poppet valve open mechanismFig. 3.3 Carriage unit and rack unitFig. 3.4 Gear box unitFig. 3.5 Wall box unitFig. 3.6 Lance tube and water tubeFig. 3.7 Water blowing testFig. 3.8 Steam and water nozzleFig. 3.9 Limit switch diagramFig. 4.1 당진화력 5 GGH long retractable soot blowerFig. 4.2 Soot blowing data "1"Fig. 4.3 Soot blowing data "2"Fig. 4.4 Soot blowing data "3"

목차1. 서 론1 1.1. 연구의 배경 및 목적1 1.2. 연구방법3

2. 화력 발전소 및 SOOT BLOWER, 탈황 설비 이론4 2.1. 화력 발전소4 2.2. SOOT BLOWER의 정의6 2.3. SOOT BLOWER 의 TYPE8 2.3.1. LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER8 2.3.2. PART RETRACTABLE SOOT BLOWER10 2.3.3. ROTARY SOOT BLOWER11 2.3.4. WALL BLOWER12 2.4. 탈황설비13

3. GGH LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER의 설계18 3.1. 개요 18 3.2. POPPET VALVE의 설계 19 3.3. CARRIAGE 장치, RACK & PINION의 설계21 3.4. GEAR BOX의 설계22 3.5. WALL BOX의 설계 28 3.6. LANCE TUBE 및 WATER TUBE의 설계 29 3.7. NOZZLE의 설계30 3.8. GGH LONG RETRACTABLE SOOT BLOWER 32 3.9. START-UP PROCEDURE34 3.9.1 STEAM BLOWING34 3.9.2 HIGH PRESSURE WATER BLOWING34 3.9.3. TURN -ON POSITION CHECK35 3.9.4. RETURN POSITION CHECK35 3.9.5. LIMIT SWITCH OPERATION364. STEAM TEST 37 4.1. STEAM BLOWING37 4.2. 해석결과 및 고찰39

5. 결 론42

참 고 문 헌43

표목차Table. 2.1 Tang-jin 5&6 GGH Heat and mass balance16

Table. 3.1 75mm움직이기 위한 6.25초에 멈춘 후의 거리 측정 결과치(후진 시만 측정함) 25

Table. 3.2 35mm움직이기 위한 2.91초에 멈춘후의 거리 측정 결과치(후진 시만 측정함)26

Table. 3.3 Soot blower 이동거리 및 동작시간 계산 결과치27

Table. 3.4 Long retractable soot blower final data sheet32

그림목차Fig. 2.1 Plant Schematic Diagram4Fig. 2.2 Boiler inside view(After soot blowing)6Fig. 2.3 Long retractable soot blower8Fig. 2.4 Part retractable soot blower10Fig. 2.5 Rotary soot blower11Fig. 2.6 Wall blower 12Fig. 2.7 Tae-an 500MW GGH station 13Fig. 2.8 Tang-jin 500MW GGH element 14Fig. 2.9 Tang-jin 500MW GGH gas flow 15Fig. 3.1 Poppet valve 19Fig. 3.2 Poppet valve open mechanism20Fig. 3.3 Carriage unit and rack unit21Fig. 3.4 Gear box unit22Fig. 3.5 Wall box unit28Fig. 3.6 Lance tube and water tube29Fig. 3.7 Water blowing test30Fig. 3.8 Steam and water nozzle31Fig. 3.9 Limit switch diagram36Fig. 4.1 당진화력 5 GGH long retractable soot blower37Fig. 4.2 Soot blowing data "1"39Fig. 4.3 Soot blowing data "2"40Fig. 4.4 Soot blowing data "3"41

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500MW 화력발전소 탈황설비의 Long retractable soot blower시스템 … · For this equipment, corrosion of blowing nozzle and lance tube itself has been a major problem because