폐열 회수장치(여열장치)

1. 증기 과열기(super heater)

연소가스의 여열을 이용하여 일정한 압력을 유지하면서 보일러 속에 발생한 포화증기를 과열증기로 증기의 온도를 높이는 가열장치

◐과열기의 특징

고압보일러의 열효율을 상승시키기 위한 장치
증기의 과열온도는 높을수록 좋으나 재료의 내열성으로 인한 제한을 받는다.(약 400~600도)
연소실 내의 전열면적의 부족을 보충하고 과열증기 온도의 변동을 적게 한다.
가열장치의 열응력이 발생하고 과열 표면에 고온부식이 일어나기 쉽다.
가열 표면온도를 일정하게 유지하기가 곤란하다.

◐과열기의 종류

① 열가스 흐름에 의한 분류 ( ★ 종류와 내용 구분해야 함 )

1) 병류식 : 증기와 열가스의 흐름이 같은 방향

2) 향류식 : 증기와 열가스의 흐름이 반대 방향

3) 혼류식 : 병류식과 향류식 혼합

② 열가스 접촉에 의한 분류

1) 접촉(대류)과열기 2) 복사과열기 3) 접촉복사과열기

③ 연소방식에 따른 분류

1) 직접연소식 2) 간접 연소식 ( 주로 사용된다 )

◐과열기의 설치상 잇점

보일러의 열효율을 높여 준다.
관내부식 및 워터 해머 현상을 방지한다.
적은 양의 증기로 많은 열을 얻을 수 있다.
관내 유속에 따른 마찰저항이 감소된다.

2. 재열기(reheater)

증기의 건도를 높이기 위하여 증기를 재가열하는 장치로 과열증기가 고압 터빈에서 팽창이 끝나고 응축 직전에 회수하여 다시 가열시켜 저압 터빈에서 팽창하도록 하는 것으로 증기 터빈의 열효율을 향상시킬 뿐만 아니라 터빈 날개의 부식이나 마찰에 따른 손실을 감소시켜 준다.

3. 절탄기 (economizer) (★시험에 잘 나옴)

간단히 보일러에 들어가는 급수를 예열하는 것

예전 석탄 보일러 경우 석탄을 줄일 수 있는 효과가 있다고 하여 절탄기라고 하였는데, 배기가스의 여열을 이용하여 급수를 예열하는 장치로 연도안에 설치되어 보일러의 포화온도보다 약간 낮은 10~20도 이하 정도로 급수를 예열하여 보일러 전체와 급수관에 연결한다.

절탄기에서 급수 온도를 10도 높일 때마다 보일러 효율 1.5% 증가

절탄기 출구 온도는 170도 이상되어야 저온부식이 방지된다.

[장점]

보일러의 열효율을 증가
급수와 보일러수의 온도차를 작게 하여 열응력을 방지
급수에 포함된 일부 불순물을 제거한다 (경수 →연수)

[단점]

저온부식이 발생한다. (그래서 170도 이상 유지가 중요)
연소가스 통풍의 마찰손실이 많다 (통풍력의 감소)
청소 및 점검이 곤란하다.

4. 공기예열기(air preheater)

보일러의 연도가스 온도(200~400도)의 여열을 이용하여 연소용 공기를 예열하는 장치

◐특징

착화 및 연소를 좋게 하고 연소온도를 높인다.
연료의 완전연소를 가능하게 한다.
저온부식의 위험이 크므로 배기가스 온도를 150~170도 이하가 되지 않도록 한다.

◐공기예열기의 열원에 의한 종류 (★종류 구분하는 것 시험 나옴)

1) 급수식 2) 증기식 3) 전열식 (전도식) 4) 재생식 5) 히트 파이프식

◐공기예열기의 설치상 잇점

연소 및 전열 효율을 향상시킨다.
보일러의 열효율을 향상시킨다.
연료의 완전연소를 가능하게 한다.
수분이 많은 저질탄 연료도 연소가 가능하다.
배기가스에 열손실 감소