석탄화력 발전용 보일러 버너팁의 설계개선

Abstract

500 MW 석탄연소용 버너팁은 저녹스형 버너로 연소시 발생하는 질소산화물을 감소시키고 코너연소에 의한 접선화염 형성으로 열전달을 증대시키며 증기온도에 따라 상하 ±30° 이동하면서 증기온도를 조절하고 있다. 그러나 보일러 내부에 설치되어 고온 분위기에서 운전되기 때문에 열응력에 의한 변형이 발생하고 있어 보일러의 안정적 운영에 장애요인으로 작용하고 있다. 또한 500 MW 석탄화력의 계획예방정비공사 시행주기가 12개월에서 24개월로 변경됨에 따라 버너팁 변형감소를 위한 개선대책이 필요하다. 버너팁이 손상되면 연소상태 불안으로 연소실내 열부하 불평형에 따른 튜브과열과 미연탄소 증가에 따른 연소효율이 저하되고, 버너팁의 상하이동을 방해하여 증기온도조절을 위한 과열저감 급수량이 증가하고 질소산화물의 배출이 증가하는 등 보일러의 안정적 운영에 지장을 준다. 버너팁의 변형 감소를 위한 설계개선사항으로 버너팁의 모서리 곡선화, 하부 바깥쪽 벨마우스 일부 절단, 철판조립제작 방법을 주물제작방법으로 변경하는 개선사항을 반영한 버너팁을 제작하여 1년사용 후 점검결과 기존버너팁 신장률은 1.38%, 개선버너팁 신장률은 0.12%로 나타났으며 2년사용 후 점검결과 기존버너팁 신장률 2.22% 대비 개선버너팁 신장률은 0.18%로 감소함을 확인하였다.