Benson 보일러란? - 부품, 작동 및 응용

벤슨 보일러란?

Benson 보일러는 1923년 독일의 Marc Benson에 의해 특허를 받은 관류식 보일러의 일종으로 약 60° MCR 미만의 부분 부하 작동에서 재순환 특성을 통합합니다.

Benson 보일러는 일반적으로 용광로 외피를 형성하기 위해 나선형으로 감긴 작은 직경의 튜브(약 25mm 보어)로 구성됩니다. 급수는 높은 아임계 또는 초임계 압력에서 노의 바닥으로 들어가고 나선형 섹션에서 고품질로 증발됩니다.

밸런싱 헤더는 일반적으로 증기/물 혼합물이 개방형 보일러 통로로 유입되기 전에 서로 다른 병렬 나선형 회로에서 열 흡수의 변화로 인해 발생하는 증기 품질의 차이를 완화하기 위해 퍼니스 상단 근처에 제공됩니다.

여기에서, 그것은 퍼니스 엔벨로프의 상부에서 그리고 이어서 펜던트 튜브 뱅크에서 과열됩니다. 밸런싱 헤더는 낮은 부하에서 용광로 유량이 보일러 전체의 증기 요구량을 초과할 때 과잉 액체를 분리하는 수단으로도 사용됩니다.

다른 형태의 화석 연료 연소 보일러와 마찬가지로 연도 가스는 재가열, 이코노마이저 및 공기 가열 작업에 사용됩니다.

 

벤슨 보일러의 부품

 

공기 예열기(Air Preheater)
용광로에 들어가기 전에 공기를 예열합니다. 예열된 공기는 연료의 연소 효율을 높입니다.

이코노마이저(Economizer)
물을 특정 온도로 가열합니다.

복사 과열기(Radiant Superheater)
연소된 연료에서 발생하는 복사열로 물을 가열하는 과열기입니다. 그것은 온도를 초임계 온도로 올립니다.

대류 증발기(Convection Evaporator)
과열된 물을 증발시켜 증기로 전환합니다. 이것은 뜨거운 연도 가스에서 물로 열을 전달하는 대류 모드에 의해 수행됩니다.

대류 과열기(Convection Superheater)
스팀을 원하는 온도(섭씨 약 650도)로 과열시킵니다.

노(Furnace)
연료를 태우는 곳입니다.

피드 펌프(Feed Pump)
225bar의 초임계압으로 보일러 내부에 물을 공급하는데 사용됩니다.

 

벤슨 보일러의 작동 원리

Benson 보일러는 물의 임계 압력 원리에 따라 역할을 수행하는 수관 보일러입니다. 앞에서 언급했듯이 임계 압력은 물과 기체 상태가 평형을 이루는 압력입니다.

급수는 이코노마이저를 통해 용광로의 수냉식 벽으로 전달됩니다. 물은 복사에 의해 열을 받고 온도가 거의 임계 온도까지 상승합니다. 그런 다음 증발기로 이동하여 어느 정도 과열될 수 있습니다. 마지막으로 원하는 과열 증기를 얻기 위해 과열기를 통해 전달됩니다.

 

Benson 보일러는 어떻게 작동할까?

이전 섹션에서 우리는 Benson 보일러가 무엇이며 어떤 원리로 작동하는지에 대해 이야기했습니다. 현재 섹션에서는 Benson 보일러가 작업을 정확히 처리하는 방법을 나타내는 4단계에 대해 자세히 설명합니다.

1 단계
Benson 보일러에는 증기와 물방울이 없습니다. 그것은 직접 물을 증기로 변환합니다. 송풍기가 작동을 시작하고 공기 예열기로 공기를 불어넣습니다. 그러면 공기 예열기가 공기를 데우고 뜨거운 공기가 나옵니다. 이 뜨거운 공기는 추가 공정을 위해 용광로에서 사용됩니다.

2 단계
공급 펌프는 물의 압력을 초임계 압력으로 증가시킵니다. 그런 다음 물이 이코노마이저로 들어갑니다. 이코노마이저에서 연소 가스를 사용하여 물을 예열하여 보일러의 효율을 높입니다.

3단계
이 단계에서 물은 복사 과열기로 전달됩니다. 복사 과열기에서 물은 복사 열 전달을 사용하여 가열됩니다. 여기서 열은 연소실에서 물로 전달되고 물은 부분적으로 증기로 변환되고 부분적으로는 액체 형태로 남아 있습니다. 그런 다음 이 부분적인 증기와 액체는 대류 과열기로 이동합니다.

4단계
대류 과열기가 있는 마지막 단계에서 물은 완전히 증기 또는 증기로 변환되고 과열 증기는 원동기에 도달하여 터빈을 회전시킵니다. 이것이 벤슨 보일러가 작동하는 방식입니다.

 

벤슨 보일러의 장점

▷ 물과 스팀 드럼이 없기 때문에 보일러 비용이 저렴합니다.
▷ 압력 제한이 없으므로 초임계 압력을 사용할 수 있습니다.
▷ 높은 압력은 열 전달 속도를 증가시키는 튜브의 기포 형성을 방지합니다.
▷ 경량보일러입니다.
▷ 보일러는 15분 이내에 시작할 수 있습니다.

 

벤슨 보일러의 단점

▷ 초임계형으로 폭발방지를 위해 매번 제어점검이 필요하다.
▷ 이 보일러 제어는 가변 부하에 대해 어렵습니다.

 

벤슨 보일러의 응용

▷ 초임계 보일러는 전력 생산을 위한 증기를 생성하기 위해 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.
▷ 이 보일러는 평균 작동 압력, 온도 및 용량이 650 ° C, 250 bar, 135 ton/hr이므로 기계적 동력을 생성하는 데 사용됩니다.