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전기집진기는 CORONA 방전을 일으키는 방전극과 방전극에서 방출된 음전하에 의해 음이온화된 분진을 포집하는 집진판, 집진판에 포집된 분진을 제거하는 추타장치로 구성되어 있다.
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KR20020069864A – 전기집진기의 집진판의 구조
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대기오염 방지시설 선정 및 – KoreaScience
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주제에 대한 기사 평가 전기 집진기 구조
- Author: Nguyen Tai
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- Date Published: 2017. 7. 6.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=u2a1TjmUQlo
전기집진기의 구조 및 원리
전기집진기의 구조 및 원리
(EP : Electrostatic Precipitator)
전기집진기(Cyclone)는 정전력(精電力)을 이용하여 분진 및 mist 등의 입자들을 코로나 방전에 의해 하전시켜, 전계에 의해서 집진전극 표면으로 이동 포진하는 장치로서 중유연소 보일러를 비롯하여 발전소, 시멘트소성로, 유리용해로, 제철제강로, 소각로 등 주로 다량의 분진이 배출되는 곳에 오염물질을 제거하는데 효율적으로 사용되고 있으며, 정전기력에 의해서 포집하기 때문에 기계적인 집진기술에 비해 입경이 10-20㎛보다 작은 입자의 제진에 효과적이다.(기계집진기 효율 85~90[%], 전기집진기 효율 95~98[%])
또한 전기집진기에 있어서 입자의 분리이동속도(Migration Velocity)는 1 Micron 이하의 미세한 범위에서도 중력 또는 원심력에 의한 침강 속도처럼 급격히 저하하는 것이 아니므로 초미립자에 있어서는 매우 유리한 집진 방식이다. 또 Gas의 압력손실도 통상 10~25㎜H ₂ O 정도이므로 문제시 되지 않는다. 즉 먼지의 성상에 따른 영향이 적어서 많은 문제가 일어나지 않고 장기간 운전이 가능하다. 이 때문에, 공해방지에서부터 유기물의 회수, 제품의 품질향상, 공기조화 등 환경보전과 공업생산의 분야에서 매우 광범위하게 채용되고 있다.
전기 집진기 종류는 하전방식에 따른 분류로 크게 나누어 고전압 단단(1단) 전기집진기와 저전압 2단 전기집진기로 나눌 수가 있으며, 고전압 단단 전기집진기는 방전극부와 집진극부가 한 덩어리로 되어 있으며, 발명자의 이름을 따서 Cottrell 장치라고 부른다. 이는 다시 건식 전기집진기와 습식 전기집진기로 나누어 진다. [고전압 단단 전기집진기]는 그 구조가 간단하고 성능이 우수하기 때문에 현재 각종 산업용 플랜트에서 발생되는 액상 및 고상입자의 발생을 방지하는 산업용 방지기계로써 많이 사용되고 있으며, 저저압 2단 전기집진기는방전극부와 집진극부가 따로 구성되어 있으며 주로 훈연실, 파이프도장, 아스팔트처리, 공기청정기 등에서 발생되는 오염물질의 포집에 사용된다.
집진기 내에서 작용하는 직류 전압은 수천내지 수만 Volt로 증가되며 방전극의 극성은 보통 Cottrell 장치에서는 부극성, 공기 조화용으로 2단식에서는 Ozon의 발생을 방지하기 위하여 정극성이 사용된다.
전기집진기에서는 전기력, 관성력, 중력 등의 집진작용이 이용되고 있으나, 중요 작용은 전기력이다. 전기력에 의한 분진포집 원리는 코로나 방전 의 형성 및 분진의 대전, 대전입자의 이동, 집진극에 포집 등의 기전으로 이루어진다.
1. 전기집진장치종류
(1) 처리 형식에 따라
1) 건식
입자를 건조상태로 포집하는 것으로, 포집된 먼지는 기계적인 충격에 의
하여 집진전극으로부터 제거한다.
각종 보일러, 유리용해로, 제철공장, 시멘트소성로, 크라프트 펄
프의 흑액연소, 제련 및 소각로 등에서 발생하는 액상 및 고상
입자의 제진
2) 습식
집진전극 표면에 적당한 방법으로 수막을 만들고, 분리된 먼지를
물과 같이 아래쪽으로 흘려서 제거한다.
황산제조공정, 화학공장, PVC 발연공정 등 주로 액상입자가 많은 곳의 제진
3) 미스트 집진기
제거할 입자가 유산미스트, 탈미스트 등과 같이 액적으로 집진 후, 액체의 형식으로 낙하 제거되는 것이다.
(2) 가스의 방향에 따라
1) 수직형
가스가 아래쪽으로 부터 들어가고 수직으로 상승하는 것으로서
처리 가스량이 적은 경우 입자가 집진하기 쉬운 성질을 갖는 경우 및
설치 면적이 좁은 경우에 사용된다.
2) 수평형
가스 흐름의 방향이 수평인 것으로, 처리가스량이 큰 경우에 사용
된다.
(3) 집진 전극에 따라
1)원통형
2)평판형
(4) 하전 형식에 따라
1) 1단식 전기집진장치(코트렐 집진장치)
① 일반 공업용으로 널리 사용됨
② 한전전압이 2단식보다 높음
③ 전극간격도 크게 취함
④ 강력한 코로나 방전을 이루게 하여 처리 가스량이 큼
⑤ 함진량 많은 발진원에 대처할 수 있는 구조
2) 2단식 전기집진장치
① 공기 청정용 에어크리너로서 이용됨
② 함진량이 비교적 적고, 처리 가스량도 적은 발진원에 대하여
사용됨
③ 특수한 공업용 집진장치로서 채용되는 경우도 있음
(5) 전기집진기 과정
1) 연기입자로 될 수 있는 대로 다량의 정극성 전하를 준다.
2) 될 수 있는 한 강력한 전계로 이것을 신속히 전극으로 집진한다.
3) 집진전극 표면상의 포집물을 될 수 있는 한 다시 비산 시켜서
전계 외로 제거한다.
-(1),(2)의 작용을 1단식이라 하며, 전계내에서 실시하는 방법이다.
2. 전기집진기의 원리
전기집진기는 CORONA 방전을 일으키는 방전극과 방전극에서 방출된 음전하에 의해 음이온화된 분진을 포집하는 집진판, 집진판에 포집된 분진을 제거하는 추타장치로 구성되어 있다.
방전극과 집진판 사이에 고전압을 공급하면, 방전극 주위에 전리현상(CORONA 방전)이 발생하여 음전하가 방전극으로부터 집진공간을 통하여 집진판에 이르게 된다.
이때 연소개스중의 분진(ASH)은 음전하를 흡수하여 음이온으로 된다. 음으로 하전된 분진은 전계의 작용에 의한 쿨롱힘(COLOUMB’S FORCE)에 의해서, 양으로 대전된 집진판사이에 흡인력이 작용, 집진판에 달라 붙게된다. 집진판에 부착된 분진은 시간이 지남에 따라 점점 두껍게 누적되어 커다란 덩어리를 이룬다.
집진판의 누적된 분진은 주기적으로 가해지는 추타장치의 충격에 자중으로 떨어져 집진기 하부의 HOPPER에 모여 분진의 저장소 (ASH POND, SILO)로 운반되어 한곳에 모아지게 된다.
아래의 그림은 전기집진의 원리를 보여주는 그림이다
(1) 집진기전
전기집진기의 집진기전은 분진의 대전, 대전입자의 이동, 집진극에
의 포집기전으로 대별되며 이들 기전은 다음과 같이 진행된다.
(2) 집진기전의 진행
1) 분진 대전 기전
방전판과 집진판 사이에 고전압(20,000-35,000V)을 가하여 아래 그림과 같이 일정한 불평등전계를 형성시키는데 이 전계강도는 방전극 쪽 으로 가까워질수록 커진다.
2) 코로나 발생
코로나 방전은 고전압으로 연결된 전극 주변에 있는 가스분자의 전기적 파괴를 수반하면서 파괴된 가스의 전자방출에 의해 전극 주위에 형광(ULMINOUS GLOW)을 발생시킨다.
3) 대전입자의 이동기전
① 분진의 충전
이동 중인 전자군은 전계 충전과 확산 충전에 의하여 극간 영역
내에 존재하는 입자를 충전시키는데 전계충전은 1㎛ 이상인 입자의
충전에 확산 충전은 입경이 0.3㎛ 이하의 입자에 주로 적용되며 입경이 0.3 ㎛ ~1㎛ 사이의 입자에는 두 방법이 모두 적용된다.
② 대전입자의 이동기전
전자가 포화된 입자는 전기적 인력 즉 coulomb력에 의해 (중력
의 300배)에 집진극 쪽으로 이동해 가서 결국 집진극에 포착 제거된다.
4) 포집기전
① 입자의 비저항
입자의 비저항은 입자의 대전능력을 좌우하는데 입자의 비저항이
너무작으면 대전입자가 집진판에 전기적인 힘으로 포집되었더라도 쉽게 전자가 방전되어 입자와 집진판 사이에 결합력이 소실되어 입자는 재 비산되고 반대로 비저항이 너무 높으면 집진판에 포집된 분진이 전자를 방전하지 않기 때문에 집진층의 전압차가 너무 커져서 분진층의 얇은 틈을 통해 대량의 양전자가 발생하여 역전리 현상을 발생시켜 집진 효율을 저하시키는 원인이 된다.
② 포집기전
집진판에 부착된 분진이 어느 정도의 전자를 방출한 후 집진판 추타가 되면 포집 분진은 하부로 추락하여 HOPPER에 축적하게 된다.
3. 전기집진기의 구조 및 구성
(1)방전극
방전극은 Corona 방전을 왕성하게 발생시켜 처리 Gas 중의 입자가 대전 되도록 하고, 집진극과 함께 집진전계를 형성하는 역할을 한다. 재질은 CORTEN STEEL을 사용하고 방전극 FRAME(SGP)에 WEDGE 및 SLEEVE 로 고정 되어 있다
(2)집진극
방전극과 함께 집진전계를 형성하여 대전된 입자를 Coulomb력 등에 의해 포집하는 역할을 한다. 집진극은 장치의 주요부를 이루며 EP실 내에 300mm 간격으로 HANGING되어 있다.
전극판으로써 포집된 DUST는 추타장치에 의해서 HOPPER로 떨어지게 된다. 전극판의 평면성과 강도를 유지하기위해, 극판하부의 연결 BEAM 에는 위치결정 BEAM을 설치하여 PITCH를 유지시키도록 되어
있다.
(3)집진실
집진실과 방전극을 지지하며 집진기 본체의 외함이 된다.
(4)Gas 정류장치
집진실 내에서의 Gas의 유속을 균일하게 분포시키기 위한 장치이다.
전기집진기를 고효율로 운전하기 위해서 집진기 내부 GAS 유속 분포를 균일하게 유지하는 것이 중요하고 집진기 입구 DUCT HOOD내에 2단식 격자형 분포판을 채용하고 있다.
(5) 추타장치
건식 전기집진기에 있어서 집진극 및 방전극 그리고 입구 Gas 정류장치에 부착된 분진입자를 제거 시키기 위하여 진동을 주는 장치이다.
1) 집진극 추타장치
횡 SHAFT, HAMMER, Y-BEARING, CYCLO REDUCER 등으로 구성되어
있다.
각 구마다 횡 SHAFT가 1 SET씩 있고, 집진판마다 HAMMER가 1개씩 있어 집진판 하부 RAPPING-BEAM 끝단에 부착된 RAPPING PIECE를 고감속비, 저출력, 고 TORQUE의 HORIZONTAL TYPE CYCLO REDUCER의 회전력을 이용하여 HAMMER가 360˚ 회전하여 RAPPING PIECE를 추타, DUST를 HOPPER로 떨어 뜨린다.
SHAFT의 수평 및 지지를 위해 Y-TYPE BEARING을 사용하고 있다.
2) 방전극 추타장치
횡SHAFT, HAMMER, Y-BEARING, INSULATION BOX, UNIT BEARING,
CYCLO REDUCER로 구성되어 있다.
각 구마다 횡 SHAFT가 2SET씩 (상,하단 각각 1SET씩)있고, 방전틀
마다 SPROCKET를 이용 횡 SHAFT를 구동, HAMMER를 360˚ 회전
하여 방전틀 종PIPE 중간에 부착된 RAPPING ROD를 추타하여
DUST를 제거한다. SHAFT의 수평 및 지지를 위해 Y-TYPE
BEARING 을 FRAME상에 설치하고 있으며 횡 SHAFT의 구동
시 MOTOR와 SHAFT의 절연을 위해 SHAFT INSULATOR를 사용
하고 있으며, 본체와는 INSULATION BOX에 의해 절연 되어진다.
(6)하전설비
방전극과 집진극 사이에 고전압을 인가하는 장치로서 변압기,정류
기 및 이의 제어기구로 구성되어 있다.
단상 460V AC를 받아서 출력 DC 60kV,600mA,800mA로 승압정류 시키
는 TRANSFORMER 및 정류장치(Si-Tr)로 구성되며, Micro proces-
sor를 이용한 THYRISTOR 위상제어, 정전류 제어를 하며 특히 분진
량에 따른 하전량 제어, 불꽃 발생 추이 제어방식으로 Si-Tr을 제어
하는 CONTROL PANEL로 구성되어 있다.
(7)애자 및 애자실
방전극을 전기적으로 외부와 절연시키기 위한 부분과 그것을 보호
하는 수납부분이다. 방전극의 절연용으로 사용되는 애자류는
각종의 분진, MIST 또는 각종가스를 함유한 고온, 고습의 환경에서
사용되며 절연애자로 CASING 과 완전히 절연되어 있으며 애관실은
고압 절연애자를 포함하는 부분으로서 GAS 및 DUST에 의한 오염
및 손상방지와 노점이하에서의 애자절연파괴를 방지하기 위해 운전
중에 항상 HOT AIR를 불어 넣어서 DUST부착을 방지 시키고,
300W ELEC. HEATER로 애자를 보호하고 있다.
또한 애자의 점검을 용이하게 하기 위하여 애관실을 PENTHOUSE 구
조로 하였으며, BOILER 정지중에 ROOF의 MANHOLE을 통하여
애관실로의 출입이 가능하도록 되어 있다.
(8)분진 배출장치
전극등에 부착 포집된 분진입자가 추타장치등에 의해 박리되면
일반 집진실 하부의 Hopper에 모아져서 Air Locking Rotary Valve
(OR TR.)에 의해 외부로 배출되게 된다.
4. 전기집진기의 효율저감 요인
전기집진기의 집진효율을 저감하는 요인은 다음과 같은 3가지이다.
첫째, 분진(ASH)의 고전기 저항율 둘째, 역전리현상(BACK –
CORONA)과 불꽃방전(SPARK) 셋째, 집진판의 상태(불완전한 추타)
(1) 분진의 고전기저항
분진의 전기 저항은 저온 전기집진기의 운전온도인 120℃~160℃
에서 최고치를 나타낸다.
전기저항율이 높은 경우에는 집진판에 포집된 분진의 전기 도전성
이 나빠 역전리현상을 발생시키며, 집진판에 부착된 분진층 표면에
도달한 음전하는 분진층내의 높은 선저항 때문에 집진판을 통하여
대지로 쉽게 방전되지 못하고 쌓이게 된다. 따라서 분진층 표면의
강한 음전하와 양전하를 띤 집진판 사이에 매우 큰 인력이 작용하게
되어, 추타시 추타효율을 저감시켜 집진효율을 현저하게 저하시킨다.
(2) 불꽃방전 (SPARK)
집진판에 타집된 분진을 제거하기 위해 추타(RAPPING)할 때, 추타
효율이 좋지 않을 경우에는 집진판에 포집되는 분진(ASH)층이 두꺼
워지게 된다.
따라서 두꺼운 분진층에 방전전류가 흐를 때, 분진층 자체의 높은
전기저항과 작용, 옴의 법칙 (Ohm’s Law)에 의한 높은 전압을 발생
한다.
방전극과 집진판 사이에 공급되는 전력은 정전류에 의해 일정하게
공급되며, 집진판에 부착되는 분진층이 두꺼워지면 두꺼워질수록
분진층의 전기 저항은 더욱 높아져 분진층내의 전계강도가 높아진다.
전계강도가 점점 상승하여 분진층의 절록파괴 전압강도를 초과
하게 되면 분진층내에서 절록파괴가 발생, 공급전압과 반대극성
인 “+”이온을 집진판으로부터 집진 공간에 방출한다.
이때, 집진판에서 방출된 “+”이온과 방전극에서 방출되는 “-”이온
이 순간적으로 결합하여 불꽃을 발생하고, 전압은 “0”으로 떨어지게
된다. 이러한 현상을 불꽃방전(SPARK)현상이라고 한다.
이때, 방전극에서 방출되는 “-”이온은 “+”이온과 결합하여 소멸
되어 연소 개스중의 분진을 이온화 시키지 못하게 되므로 연소개스
중의 분진은 집진되지 않고 그대로 굴뚝을 통하여 대기로 방출된다.
(3) 역전리현상(BACK CORONA)
역전리현상은 주로 전기저항이 높은 분진이 집진판에 두껍게 누적
된 상태에서 집진기의 양극사이에 높은 전압이 공급 될 때 잘 발생
하는 현상으로, 연소개스중의 분진의 이온화는 잘 이루어지지만 집진
판에 포집된 분진중의 음이온이 분진층을 통하여 대지로 방전되지
못하고 분진층 표면에 음전하가 농축된다. 농축된 음전하를 띤 분진
층 표면에는 강한 반발력이 작용하여 분진층의 균열이 일어나면서
분진덩어리가 집진공간으로 튀어 나오게 된다. 튀어나온 분진덩어리
는 양전하를 띠게 되므로 방전극에서 방출 되는 음전하와 결합하여
전기적 중성으로 되어 집진판에는 부착되지 않고 재비산되어 집진
효율이 급격히 떨어진다.
5. 집진효율 향상방안
집진효율을 향상시키려면 앞서 언급한 3가지 저감요인의 제거와 집진기의 공급전압을 불꽃방전이 일어나지 않는 범위내에서 가장 높은 전압을 공급하여야 한다.
(1)분진의 전기저항 저감
저온 전기집진기내의 온도는 일반적으로 분진의 전기저항이 최고치
에 달하는 온도범위인 120℃~160℃에서 운전된다. 따라서 집진기
입구측에서 연소개스를 냉각시키거나 또는 다른 방법으로 이 온도
범위를 벗어나도록 운전하여야 한다.
예) 삼천포 화력발전소의 전기집진기 운전온도는 110℃~140℃임
-조질제 사용 : SO3, NH3, Na 등의 화학물질을 주입하여 분진의
화학적 조성을 변화시켜 분진의 전기저항을 낮추는 방법이 있다.
(2) 역전리현상 및 불꽃방전 방지
1) 역전리현상 방지
전기저항이 낮은 연료를 사용하고 녹진판을 항상 깨끗하게 유지
하여야 한다.
2) 불꽃방전 방지
불꽃방전이 발생하는 임계전압이하로 집진기를 운전하여야 한다.
대부분의 화력발전소에서는 전기집진기의 공급전압을 운전원이
집진기 제어반을 항상 주시하면서 수동으로 조정하여야 하므로 시시
각각 변화되는 집진기 상태에 따라 정밀 조정이 어렵다.
(3) 집진판의 청결유지
집진판을 깨끗한 상태로 유지하기 위해서는 주기적인 물세척등을
실시하거나 추타효율을 높여야 한다. 즉 추타시에는 완전한 분진
제거가 될 수 있도록 공급전압을 약하게 하여 분진의 응집력을 제거
하여야 한다.
(4) 고전압 공급
전기집진기의 집진효율은 집진공간에 공급되는 전계의 세기에 비례
한다. 전압이 높으면 집진효율은 향상된다.
연속적인 높은 직류전압의 공급은 연소개스중의 분진을 잘 이온화
시키지만, 집진판에 붙은 분진의 응집력 또한 크게하여 추타시에
분진제거가 어려워진다.
따라서 집진효율을 향상시키려면, 연소개스의 분진을 이온화시킬
때 순간적으로 높은 전압을 공급하고 추타를 실시할 때에는 공급전
압을 낮게하여 분진과 집진판의 응집력을 없애는 간헐하전방식으로
전력을 공급하는 것이 바람직하다.
6. 전기집진기 고장의 원인 및 보수대책
(1) 전기집진기 기동시 고장발생
현 상 원 인 보수 대책 하전 후 전류조정기의 Volume을 상승시켜도 전압, 전류가 0에서 상승하지 않고 Trip 발생 1)방전극 단선 2)고압주가 이물질에 의해 단락 1)단서부위 절단제거 2)이물질 제거 전압은 어느정도 상승하나 전류는 “0”부근에서 상승하지 않음 1)방전극과 집진극간의 Pitch가 극단적으로 근접한 경우 2)방전극에 Dust 과다 부착시 1)Pitch 수정 2)추타장치 점검 전압은 비정상적으로 낮고 전류는 정격치에 가깝게 높은 경우 1)보수,점검시 사용걸레,공구등을 고압부근에 방치시킨경우 2)고압회로 단선 및 애자파손 1)이물질 제거 2)절연저항 Check 이상시 점검 후 수정및 교체. 고압부 절연저항 부족(1000V,절연 저항 100MΩ 이하시) 애자표면의 Dust 부착에 의한 오손 또는 수분부착 1)애자보호용 HOT AIR SEALING SYSTEM의 이상유무 CHECK후 수정 2)단선부위 절단제거
(2)운전중의이상발생
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1. 전기 집진기(ELECTROSTATIC PRECIPITATOR)란?
전기집진기라고 하면, 직류고전압에 의한 코로나 방전에 의해 입자를 대전시켜 전계에 의한 정전방식을 이용하여 집진하는 것을 말한다. 여기에는 1단형과 2단형이 있는데 1단형은 방전부와 집진부를 일체로 한 것으로 코트렐 방식이라 불리며, 2단형은 방전부와 집진부가 별도로 되어있고 유해가스 발생성분이 적은 산업용 및 공기정화용으로 주로 사용되며, 주로 직류 고전압 DC 10~12KV 와 DC 5~12KV를 사용한다. 여기 보이는 사진과 도표는 대표적인 2단형으로 우리의 산업분야 및 공기정화용으로 가장 적합하도록 설계되어 있으며 매우 폭 넓게 응용되고 있다.
2. 전기 집진기 의 원리와 구조
◇1단계◇ Pre Filter : 1차적으로 굵은입자의 분진을 제거한다.
◇2단계◇ Ionizer 하전극 : 10~12KV의 직류고전압에 의해 이온화 전극과 접지극판 사이에 코로나하여
이온화 시킨다
◇3단계◇ collector 집진극 : 일정간격으로 배열된 집진판 사이에 5~6KV의 직류고전압을 가해 입자를
흡착한다
◇4단계◇ After Filter :최종적으로 입자를 집진하고 외부로의 배출을 억제 또는 방지한다.
◇ 송풍기◇ :집진처리 발생원의 성분 및 처리풍량에 따라 규격 용량을 결정한다.
예를 들면, 기력발전소(steam power station)에 있어서 보일러의 배기에 함유된 많은 분진·검댕 등을 제거하기 위해 굴뚝으로 보내는 가스 흐름 도중에 전기집진기가 장치된다. 전기로 집진하기 위해서는 수만 V의 직류전압이 필요하다.
[그림]은 집진의 원리를 표시한 것으로서 원통형의 집진전극(集塵電極)을 양(陽)으로 하고, 원통의 중앙에 매단 방전선(放電線)에 음(陰)의 직류고전압을 가해 놓은 뒤 이 원통 내에 분진을 함유한 가스를 밑에서 보내면 분진이 음으로 대전(帶電)하여 원통의 내면에 부착되고 원통의 상부로 빠지는 가스는 깨끗해진다. 원통에 쌓인 분진은 물로 씻어 내리거나 원통에 기계적 충격을 주거나 하는 방법으로 제거한다. 전자를 습식(濕式), 후자를 건식(乾式) 집진기라고 한다. 가스의 흐름은 수평방향인 것과 수직방향인 것이 있는데, 전자는 대량의 가스 청정(淸淨)에 적합하고 후자는 분진을 효율적으로 모으고, 또 설치면적이 적다는 이점이 있다. 직류 고전압을 만들려면 50 또는 60Hz의 교류전원을 사용하여 전압 조정기·특별 고압변압기·정류기 등에 의해서 4만∼7만 V를 만든다. 정류기에는 고압정류관이나 실리콘정류기 등이 사용되는데, 어느 것을 사용하든 직류 고압쪽이 단락되었을 때의 과전류를 제한하는 방식을 고려해야 한다. 낡은 방식으로는 정류기로서 기계적으로 동기회전(同期回轉)하는 접점에 의한 정류방식도 사용되었다. 전기 집진장치는 F.G.코트렐이 공업적인 실시에 성공하였으므로 코트렐집진기라고도 한다. 3. 전기 집진기 의 구성 요소 1) 전기 집진기 의 구성 ▶중력 등의 집진작용이 이용되고 있으나, 중요 작용은 전기력이다. 전기력에 의한 분진포집 원리는 코로나 방전의 형성 및 분진의 대전, 대전입자의 이동, 집진극에 포집 등의 기전으로 이루어진다. ▶전기집진기는 배출가스중의 분진입자를 정전기력의 작용으로 인해 기체 흐름 ▶전기집진기에서는 전기력, 관성력으로부터 제거한다.그림에서 보는 바와 같이 양·음 두 전극 사이에서 코로나 방전에 의해 하전된 분진입자들이 집진극으로 이동하여 분진층을 형성한다. 2) 전기 집진기 의 구성요소 ▶집진기 본체 케이싱(Casing) 가스 분배판 (Gas Distributor Plate) 점검문 (Inspection Door) 고전압실 및 부속품 (High Tension Chamber with Heating Elements) 방전극 및 부속기기 (Discharge Electrode System with Rapping Device) 집진극 및 부속기기 (Collecting Electrode System with Rapping Device) 지붕 (Outer Roof) 지지구조믈 (Suport Structure) 분진 호퍼 (Dust Hopper) 입구 및 출구 후드 (Inlet & Outlet Hood) 바이브레이타 (Vibrator) 호퍼 분진 높이 측정장치 (Level Detector for Dust in Hopper) 시료채취장치 (Sampling Bosses) 기타 부속장치 (Walk Way, Stair, Handrail & Other Necessary Accessories) ▶고압발생장치 고압발생장치 (High Voltage Transformer) 정류장치 (Silicon Rectifier) 불꽃제어장치 (Flame Controller) ▶제어반 E.P. 제어반 (M.C.C. & Rapper Control Panel) 고전압 제어반 (Rectifier Control Panel) 기타 계장품류
▶기타 보온 (Insulation)
도장 (Painting)
선로 및 조명설비 (Wiring & Lighting)
배관공사 (Piping)
전선관공사 (Cable Duct & Conduit Piping) 회처리설비 (Ash Disposal System)
4. 전기 집진 장치의 특성
전기집진기는 산업계에서 널리 이용되고 있는데 운전비도 적게 들고 압력손실도 20 mmAq 이하로서 집진효율도 우수하다. 온도 또한 350℃ 정도까지 견딜 수 있어 적용범위가 넓다. 습식과 건식의 2종류가 있으며 어떤 종류의 분진도 코로나 방전에 의해 하전시켜 집진극에서 쿨롱력을 이용하여 집진할 수 있다. 폐기물 소각처리 시설에는 일반적으로 건식집진기가 많이 이용되고 있으며 분진의 특성, 소각시설의 성격 등을 고려하여 볼 때 어떠한 배출허용 기준치에도 적용할 수 있는 가장 적합한 집진기라 할 수 있다.
【전기식 집진장치】
【 전기집진 원리】
5. 전기 집진 장치의 효율
전기집진기의 집진효율 추정은 확률적으로 생각 하는것이 타당하지만 실제에 있어서 이를 추정 하는것은 집진효율을 지배하는 각 인자가 서로 복잡하게 영향을 미치고 있으므로 분진입자의 직경이 일정하며, 가스흐름에 대한 수직단면의 가스중 분진함유량이 일정하다고 가정하여 이론적으로 추정하는 Deutsch 식을 일반적인 주정기준으로 삼고 있다.
전기집진기의 Maker 는 이를 자사의 경험치에 의해 보정하여 전기집진기 설계의 기본으로 삼고 있다.
Deutsch 식은 다음과 같다
이식에서 알 수 있는 바와 같이 집진기의 소요 집진면적과 입자의 이동속도가 증가하면 집진 효율은 좋아지고 처리 가스량은 나빠진다. 그러므로 전기 집진기의 집진효율은 다음과 같이 설계 하여야 한다.
a. 입자경이 클수록
b. 가스의 점성계수가 작을수록
c. 인가전압이 높을수록
d. 전기집진기의 집진면적이 넓을수록
e. 처리 가스량이 적을수록 높아지게 됨을 알 수 있다.
6. 집진 성능에 영향을 주는 인자
(1) 분진입자의 전기 고유저항
건식 집진기의 경우 집진극상에 분진입자가 부착퇴적되면 분진층의 전기저항으로 인하여 방전극과 집진극 사이의 전계 상태에 영향을 준다.
집진극의 분진층 내부 또는 표면에 있어서 가스가 전리하면 집진극으로부터 방전을 개시하게 되어 방전극으로 부터의 방전과 역으로 집진극에서 양이온이 방출되어 방전극쪽으로 향하려 하게 된다.
이와 같이 분진층의 영향으로 방전극 및 집진극이 함께 방전하는 현상을 역방전 현상 또는 Back Corona 현상이라고 한다.
이 방전이 발생한 상태에서는 양극간의 방전류는 증가하지만 불꽃발생 개시 전압이 낮아지고 양극으로 부터의 이온에 의해 분진의 대전량이 증가되므로 집진효율은 현저히 저하하며, 일반적으로 분진입자의 전기 비저항이 10¹¹ Ω-cm 이상의 고유저항이면 역 방전 현상이 발생한다. 또한 역으로 분진의 전기 비저항이 지나치게 작으면 전개 내에서 대전된 분진입자는 집진극에 도달하자마자 대전된 전하를 집진극으로 쉽게 방전하여 분진입자는 다시 가스흐름에 의해 제비산 되었다가 제 대전 되어 다시 집진극으로 향한다.
그러나, 다시 쉽게 전하를 방출하여 제비산되고 그 현상이 거듭되므로 집진율은 크게 저하한다. 이 현상을 제비산현상 또는 Jumping 현상이라 하며 분진입자의 전기 비저항이 약 10⁴Ω-cm 이하에서 나타난다.
그러므로 정상적인 집진을 위해서는 분진입자의 전기 비저항이 10⁵ Ω-cm이하여야 하며, 이 범위를 넘을 경우에는 가스를 조절하여 분진입자의 전기 비저항을 상기 범위 내로 유도한다.
즉 전기비저항이 10¹¹ Ω-cm를 넘으면 물이나 수증기 또는 SO₂를 처리가스 중에 주입하여 전기 비저항을 낮추고 10⁴Ω-cm가 않되면 NH₃가스등을 처리가스중에 주입하여 전기 비저항을 높인다.
분진 입자의 전기 비저항과 집진효율 빛 하전전류의 관계는 <그림 2-3>과 같다.
분진입자의 전기 비저항과 집진효율 및 하잔정류(방전전류)의 관계 즉, 번기 비저항이
a) 10⁴Ω-cm 이하의 경우에는 제비산에 의해 집진효율이 저하 하며
b) 10⁴~ 10¹¹ Ω-cm의 경우외에는 불꽃방전이 빈발하여 집진효율리 감소하며
c) 10¹¹ ~ 10¹³ Ω-cm이상의 경우는 역방전 현상에 의해 집진효율이 현저히 저하한다.
d) 10¹³ Ω-cm 이상의 경우는 역방전 현상에 의해 집진효율이 현저히 감소한다.
(2) 가스 온도
분진입자의 전기 비저항과 처리가스의 온도 및 습도와의 관계를 살펴보면 <그림 2-4>와 같다
<그림 2-4>에서 알수 있는 바와 같이 처리가스의 온도가 약 150℃ 160℃ 이하이거나, 약 250℃ 이상에서 분진입자의 전기 비저항이 10¹¹ Ω-cm 이하로 한다
입자 표면에 수분의 응축으로 인하여 입자 표면으로의 전하 전도량이 증가함으로써(표면 전도의 증가) 분진입자의 전기 비저항이 낮아지는 것으로 생각되며, 온도가 250℃ 이상의 경우는 분빈 입자내의 분자가 반도체적 물성을 띠게 되어 입자의 전기 전도도가 커지는 것으로 생각된다.
따라서 전기집진기의 처리가스 온도는 150℃ 정도 이하이거나 250℃정도 이상 이 집진작용에 유리함을 알 수 있다.
특히 석탄 화력 발전소용 전기집진지에서는 처리가스 온도가 전자의 범위에 들면 저온 전기집진기, 후자의 범위에 들면 고온 전기집진지라 한다.
그리고 이러한 점 이외에도 일반적으로 가스의 온도가 높을수록 이온의 이동도가 증가하여 방전전류가 증가하지만, 한편으로는 불꽃방전 개시전압이 낮아지고 가스의 점성계수가 증가하여 분진입자의 이동속도가 감소한다.
(3) 가스중 수분량
<그림 2-4>에서 알수 있는 바와 같이 일반적으로 가스 중 수분량이 증가할수록 분진입자의 전기 비저항이 낮아져 집진효울이 증가한다고 할 수 있다
(4) 처리가스량
일반적으로 처리 가스량이 증가하면 집진효율은 감소하는 것으로 알려져 있다.
실제에 있어서도 동일 전기집진기내의 처리가스량이 증가하면 가스의 유속이 증가하게되며, 가스유속이 어느한도 이상으로 증가하면 분진입자의 재비산으로 인하여 집진 효율은 현저히 감소하며 그 관계는 <그림 2-4>와 같다.
그러나, 가스유속이 극단적으로 저하하면 집진기내에서 가스유속의 분포가 균일하게 되지 않을 경우가 있으면 이경우 집진효율은 크게 감소한다.
(5) 분진의 입자경
분진의 입자경이 작으면 집진극으로 향하는 입자의 이동속도가 느리고 집진효율이 감소한다는 것은 전술한 바와 같다.
또한 분진의 입자경이 작으면 기계적인 부착력과 전기적인 부착력이 모두 강해진다.
전기적 부착력이 강해지는 것은 분진의 입자경이 작아지면 분진입자의 비표면적이 증가하여 분진입자의 대전량이 증가하기 때문인 것으로 생각된다.
그러므로 일단 집진극에 부착된 분진은 용이하게 격리 제거되지 않으므로 추타등을 행하여도 집진극 표면에 분진이 그대로 부착된 상태로 남게 되어, 방전전류가 감소하고 집진효율이 저하한다.
(6) 분진 농도
대전된 분진입자가 집진극으로 이동하는 속도는 가스 이온의 이동속도보다 매우 작다. 따라서 대전된 분진입자는 이온의 이동에 비하면 정체되어 있는 것으로 가정할 수 있다.
그 결과로 가스중성분자의 이온화가 억제되어 방전전류가 억제된다.
이 현상을 공간전하 효과라 하며, 이는 Poisson의 방정식으로써 설명할 수 있다.
또한 Gause의 정리에 의하면 대전체의 전하는 모두 그 표면에 존재한다고 볼 수 있으므로 공간전하 효과는 단위 가스용적 당 대전된 분진입자의 표면적에 비례하며, 단위 가스용적 당 분진입자의 표면적은 분진농도에 비례하고 입자경에 반비례 한다.
즉, 가스중 분진농도가 크면 분진입자의 비표면적이 크게되어 공간전하 효과가 크게 되므로 방전전류가 억제된다.
따라서, 분진을 충분한 전하로써 대전시킬 수 없게 되므로 처리가스의 분진농도가 큰 경우에는 Cyclone등 기계식 집진기를 전기집진기 앞에 설치하여 전기집진기 입구의 분진농도를 줄이기도 한다.
지금까지 분진입자 및 가스의 물성을 중심으로 전기집진기의 집진효율에 영향을 미치는 인자에 관해 알아 보았으나 이들 인자들 이외에도 가스와 분진의 성분조성, 가스 압력등이 집진 효율에 작은 영향을 미친다.
[그림 2-4]처리가스의 온도 및 습도와 분진입자의 전기비저항과의 관계
그리고 분진 allc 가스의 물성 이외에도 전기집진기 자체의 구조, 인가전압(하전전압)의 특징, 추타 혹은 세정장치의 성능 등에도 집진효율은 크게 관계된다
7. 대기공해방지 분야에서의 전기집진기 제작 및 설계기술
산업체 및 제조현장에서 발생하는 기계 가공미스트, 미세먼지, 용접가스, 유해가스를 청정공기로 환원시켜주는 대기오염방지 시설 고전압 코로나 방전과 정전기력을 응용한 기술로서 외부로 부터 유입되는 유해한 가스성 부유분진을 스크린 집진판에 모두 흡착 포집하는 장치로서 폐수발생이 없고 특히나 유지비가 적게 드는점이 큰 장점이며 분진의 퇴적과 구동부분이 없으므로, 보수와 점검이 매우 간편하다.
또한 설계에 따라 가스처리량을 소형에서 대형으로 다양하게 적용할 수가 있으며 , 오피스를 근접한 요식업소에서부터 산업체 제조현장까지 적용범위가 다양하다.
전기집진기는 고전압 코로나 방전과 정전기력 기술을 응용한 기술로서 전기집진기 및 고전압 발생기 장치를 모두 핵심 부분은 모듈로 제작하여 현장공사시 타 집진기보다 공기를 1/10로 단축시킬 수 있는 기술이며, 설계에 따라 가스처리량을 다양하게 설정할 수 가 있으며 공기통로 막힘이 없으며 기존 여재여과 방식보다 운전유지비가 1/3이하로 경제적인 집진기술로서 전기저항의 영향이 거의 없으며, 재비산 또는 역전리를 일으키지 않으므로 적용되는 배기가스의 처리범위가 매우 넓다.
본 전기 집진기에 관한 것으로, 복수의 하전 전극들을 하나의 박판 내에 일체형으로 구성하여 하전 전극판을 형성하고, 복수의 고압 전극들을 다른 하나의 박판 내에 일체로 형성하여 고압 전극판을 형성하고, 복수의 대향 접지 전극들을 또 다른 하나의 박판 내에 일체로 형성하여 접지 전극판을 형성한 후, 상기 하전 전극판과 고압 전극판과 접지 전극판을 절연체의 스페이서에 의해 연결하여 적층하되 접지 전극판의 접지 전극이 하전 전극판의 하전 전극과 고압 전극판의 고압 전극에 대하여 직각으로 대면하도록 구성된 전기 집진기를 구성함으로써, 각각의 구성 부품들이 모듈화되어 조립 공정이 단순화될 뿐만 아니라 구성 부품수도 감소되므로 금형비를 포함한 제조원가가 감소되게 한 것이다.
(1) 종래기술
본 고안은 전기 집진기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 구성 부품들이 모듈화된 전기 집진기에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 집진기는 고압의 전기를 이용하여 흡입된 먼지 등의 미립자를 대전시킨 후 반대 전하를 띤 대향 접지전극에 미립자가 흡착되도록 되어 있다.
종래의 전기 집진기는, 도 5에 도시된 바와 같이, 공기 중의 미립자에 전하를 부여하는 하전부와 하전 입자를 포집하는 집진부로 구성되어 있다.
하전부는 플러스 또는 마이너스 전위를 인가하는 하전 전극과, 이
하전 전극에 대향되는 대향 접지 전극으로 이루어져 있으며, 집진부는 플러스 또는 마이너스 전위를 인가하는 고압 전극과, 이 고압 전극에 대향되는 대향 접지 전극으로 이루어져 있다.
예를 들어, 하전 전극에 플러스 전위를 인가하고 고압 전극에 플러스 전위를 인가하면, 하전부를 통과하면서 플러스 전하로 대전된 미립자는 플러스 전위를 인가하는 고압 전극에 의해 밀려 마이너스 전하를 띠는 대향 접지 전극에 흡착된다.
하전부에서는 복수의 대향 접지 전극들이 절연체의 앵글에 의해 배열되고 이러한 대향 접지 전극들 사이에 와이어 형태의 복수의 하전 전극들이 별도의 고정 수단에 의해 배열되어 있으며, 집진부에
서도 복수의 대향 접지 전극들과 고압 전극들이 앵글에 의해 교대로 나란히 배열되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 전기 집진기는, 조립시 대향 접지 전극들과 대향 접지 전극들과 고압 전극들을 일일이 하나씩 앵글에 끼워야만 할 뿐만 아니라 하전 전극들을 대향 접지 전극들 사이에 위치하도록 별도의 고정 수단으로 고정하여야만 하므로 공정이 복잡하다는 문제점이 있다.
(2) 기술적 과제
종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수의 하전 전극들을 하나의 박판 내에 일체로 형성하여 하전 전극판을 형성하고, 복수의 고압 전극들을 다른 하나의 박판 내에 일체로 형성하고, 복수의 대향 접지 전극들을 또다른 하나의 박판 내에 일체로 형성하여 접지 전극판을 형성한 후, 상기 하전 전극판과 고압 전극판과 접지 전극판을 절연체의 스페이서에 의해 연결하여 적층하되 접지 전극판의 접지 전극이 하전 전극판의 하전 전극과 고압 전극판의 고압 전극에 대하여 직각으로 대면하도록 구성된 전기 집진기를 제공하는데 그 목적이 있다.
(3) 구성 및 작용
상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 전기 집진기는, 고압의 전기를 이용하여 코로나 방전으로 흡입된 미립자를 대전시킨 후 정전기력에 의해 상기 미립자의 전하와 반대 전하를 띤 대향 접지 전극에 상기 미립자가 흡착되어 집진되도록 구성된 전기 집진기에 있어서, 소정의 폭을 갖는 판체 형상의 복수의 하전 전극들이 하나의 박판 내에 종방향으로 일체로 형성되되 박판의 횡방향으로 소정의 간격으로 이격된 하전 전극판과, 상기 하전 전극의 폭보다 더
큰 폭을 갖는 복수의 고압 전극들이 다른 하나의 박판 내에 종방향으로 일체로 형성되되 그 각각의 중심이 상기 하전 전극들의 중심과 일치되도록 박판의 횡방향으로 이격된 고압 전극판과, 소정의 폭을 갖는 복수의 대향 접지 전극들이 또 다른 하나의 박판 내에 종방향으로 일체로 형성되되 박판에 대하여 수직으로 형성되고 상기 고압전극들 사이의 간격들 간의 거리 만큼 횡방향으로 이격된 접지 전극판을 포함하며, 상기 하전 전극판과 상기 고압 전극판과 상기 접지 전극판의 각각의 박판의 가장자리부를 절연체의 스페이서에 의해 연결하여 적층하되, 상기 하전 전극판의 하전 전극이 상기 고압 전극판의 고압 전극상에 중첩되게 배치되고, 상기 접지 전극판의 대향 접지 전극이, 상기 하전 전극판의 하전 전극 및 상기 고압 전극판의 고압 전극에 대하여 직각으로 대면하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
전기 집진기는, 복수의 하전 전극들이 하나의 장방형 박판 내에 일
체로 형성된 하전 전극판과, 복수의 고압 전극들이 다른 하나의 장방형 박판 내에 일체로 형성된 고압 전극판과, 복수의 대향 접지 전극들이 또 다른 하나의 장방형 박판 내에 일체로 형성된 접지 전극판으로 형성되어 있다.
하전 전극판의 복수의 하전 전극들은, 소정의 폭을 가지는 판체 형상이며, 장방형박판 내에 그 종방향으로 일체로 형성되어 있다.
또한, 복수의 하전 전극들은 장방형 박판의 횡방향으로 소정의 간격으로 이격되어 있다.
고압 전극판의 복수의 고압 전극들은, 하전 전극의 폭보다 더 큰 폭을 가지며, 다른 하나의 장방형 박판내에 그 종방향으로 일체로 형성되어 있다.
또한, 복수의 고압 전극들은 그 각각의 중심이 하전 전극들의 중
심과 일치되도록 박판의 횡방향으로 이격되어 있다.
접지 전극판의 대향 접지 전극들은 소정의 폭을 가지며, 또 다른 하나의 박판 내에 종방향으로 일체로 형성되어 있다.
또한, 대향 접지 전극들은 박판에 대하여 수직으로 형성되어 있으며, 고압 전극들 사이의 간격들 간의 거리 만큼 횡방향으로 이격되어 있다.
이러한 하전 전극판과 고압 전극판과 접지 전극판은 그 각각의 박판의 가장자리부가 절연체의 스페이서에 의해 연결되어 적층되어 있다.
하전 전극판의 박판의 가장자리부의 소정 개소에는 복수의 제1 끼움공이 형성되어 있다.
또한, 접지 전극판의 박판의 가장자리부의 소정 개소에는 복수의 제2 끼움공이 형성되어 있다.
또한, 고압 전극판의 박판의 가장자리부에는 하전 전극판의 제1 끼움공에 대응하는 복수의 제3 끼움공이 형성되어 있으며, 고압
전극판의 박판의 가장자리부에서 제3 끼움공의 외측에는 하전 전극판의 제1 끼움공에 대응하는 복수의 제4 끼움공이 형성되어 있다.
제1 끼움공과 상기 제3 끼움공에는 소정 길이의 제1 스페이서의 양단부가 각각 끼워져 하전 전극판과 고압 전극판을 상하방향으로 이격시킨다.
따라서, 하전 전극판의 하전 전극은 고압 전극판의 고
압 전극상에 중첩되는데, 제1 스페이서의 높이만큼 상하방향으로 이격되게 배치된다.
(4) 효과
전술한 본 고안의 전기 집진기에 의하면, 복수의 고압 전극 및 복수의 대향 접지 전극들을 각각 하나의 별도 박판 내에 일체화함으로써, 각각의 구성 부품들이 모듈화 되어 조립 공정이 단순화될 뿐만 아니라 구성 부품수도 감소되므로 금형비를 포함한 제조원가가 감소되는 효과가 있다.
8. 화력 발전소에서 사용 되는 전기 집진 장치에 대해
(1) 개요
미분탄 연소발전소에서는 석탄을 미분으로 만들어 부유상태에서 연소시키기 때문에 비회(Fly Ash)의 문제는 피할 수 없는 과제이다. 일반적으로 노저에 쌓이는 회량은 전회량의 약40[%]이며, 글뚝까지의 연도각부에서 잡히는 회량은 전회량의 18[%]이고, 굴뚝에서 배출하는 회량은 전회량의 약 42[%]에 달한다. 이것을 집진장치를 이용하여 85～95[%]를 회수하는 것이며 집진장치에는 효율 85～90[%]의 기계적인 것과 95～98[%]의 전기적인 것이 있다.
(2) 화력발전소 등에 사용되는 집진장치 의 구비조건
a. 미립자의 크기에 불구하고 분리작용을 수행하고 부하변동에 관계없이 효율이 높을 것
b. 구조 및 조작이 용이하며 고장이 없을 것
c. 설비비가 저렴하고 운전 및 보수비용이 적을 것
(3) 종류
기계적인 방법
① 수세식 : 분사수속에 연소가스를 통과시키던가 또는 연도중에 고정식 또는 회전식의 물로 적신 축축한 판을 설치하여 이것에 회진을 부착시키는 방법
② 원심력식 : 가스에 선회운동을 주어 회진의 원심력을 이용해서 집진하는 방법
전기적인 방법 : 코트렐 집진장치로서 회진을 잡는 방법. 이것은 고압변압기, 정류기, 집진전극, 방전극, 충격장치 등으로 구성되어 있다. 연도속에 정(正), 부(負)의 전극을 두고 이것에 직류고전압을 인가하여 회진을 대전시켜서 접진극에 흡인시켜 채취한다. 집진효율도 높고 기계식으로 집진할 수 없는 미분도 집진가능하며 원심력식은 가스의 유속이 빠를수록 집진효율이 놓고 반대로 전기식은 유속이 빠를수록 집진효율이 떨어진다. 그러므로 원심력식과 전기식(EP)을 병용하여 원심력식 집진장치로 가능한 많은 집진을 시키고, 미세한 입자는 전기식으로 잡아 집진효과를 높이는 방식을 많이 채택하고 있다
(4) 전기 집진 장치 (EP : Electrostatic Precipitator)
원리 : 코로나 방전을 이용하여 가스안의 분진에 전하를 주어 이것을 전계작용에 의하여 가스안에서 전기적으로 분리, 포집하는 것
특징
① 정전적인 응집작용에 의하여 미립자의 포집이 가능해지며 고효율이 얻어진다.
② 가스속도는 0.5～1.5[m/s]이며 압력손실이 10～20[mmHg]로 적고, 운전경비가 절약된다.
③ 분진의 입자경, 가스의 온도, 습도 등의 가스․분진성상의 광범위하게 사용되어진다.
기본구조
① 코로나 방전을 하는 방전극
② 코로나 방전에 의해 대전한 분진을 포집하는 집진극
③ 전극표면에 포집, 부착된 분진을 박리시키기 위해 진동을 주는 추타장치 (Hammering)
④ 방전극과 집진극간에 고전압을 인가하기 위한 하전장치
⑤ 효과적인 전기집진이 되도록 코로나 전류를 저장하는 자동제어장치를 내장한 제어반
하전방식
① DC하전방식
․ DC하전방식은 단상교류의 전원으로부터 스위칭소자를 사용하여 위상제어 방식을 통해 전압을 트랜 스포머의 2차측으로 전달한 후, 고압 다이오드를 이용하여 DC가변전압을 얻어서 EP에 하전하는 방식
․ 35～45(kV],정도의 DC전압이 전구간을 통하여 일정하게 된다.
․ 고저항탄의 경우 분진이 집진판에 두껍게 누적되면 역전리 및 분진의 재 비산현상이 발생되므로 고전압공급이 불가능하게 되어 집진률이 급격히 감소하게 됨
② Semipulse 하전방식 : 국내 일부 화력발전소에 이 펄스하전방식에 의한 집진방식이 부분적으로 채용되고 있는데 이 방식은 어떤 기간을 주기로 하여 고전압펄스가 인가되는 부분과 전압이 인가되지 않는 부분으로 구분되어 제어하는 방식으로 탄종이나 여타의 조건에 따라서 전압이 인가되지 않는 부분의 주기를 가변적으로 조절할 수 있도록 되어 있다. 이 방식은 DC하전방식과 같이 전 구간에 걸쳐 인가전압을 일정하게 유지함으로 에너지 소비를 줄일 수 있으며 집진효율의 향상을 꾀한 방식이다.
③ Micro-Pulse 하전방식
․ 원리
– 펄스전원과 기본전원이 별개인 2전원방식과 펄스전원에서 1기본전원을 겸용하는 1전원방식이 있다.
– 부의 직류전압을 기본 DC전압으로 집진기에 인가하기 위한 전원장치와 LC 공진회로로 부터 Micro-Pulse를 발생하도록 하는 또 다른 전원장치로 구성된다.
– 펄스폭은 2∏√LC에 의해 결정되고, 여기서 L은 공진코일의 인덕턱스이고, C는 EP의 정전전압과 결합콘덴서의 직렬합성용량이다.
– 상기 회로는 SCR을 사용한 무접점방식으로 고압공진루프를 구성하여 펄스를 발생하는 것으로 펄스인가시에 EP충전에 사용한 에너지가 펄스인가 후 회수되어 결합콘덴서에 축적에너지로 보존되기 때문에 소비전력이 적어 에너지절약효과가 뛰어나다.
․ 특징
– 균일한 코로나방전 : 펄스폭이 수십 ㎲～수백 ㎲의 짧은 시간이기 때문에, 코로나 방전에 의한 부의 이온이 집진공간에 증가됨에도 불구하고 부이온의 공간전하에 의한 코로나 억제작용이 작아져 펄스인가 中에 전극전체에서 균일한 코로나방전이 발생한다.
– 분진의 대전률 증가 : 공간전하에 의한 코로나 억제작용이 작아져 전극 전체에서 균일한 코로나 방전이 발생한 분진의 대전률이 종래의 EP에 비해 증가한다.
– 역전리의 억제 : 높은 전기저항의 분진의 경우 집진극 분진측(+)의 표면전위를 상승시켜 집진극판과 분진층 표면에서 절연파괴를 일으킨다. 이때, 절연파괴돈 부분은 가스가 전리되어 +이온이 집진공간에 방출되어 방진극의 코로나 방전에 의해 발생한 부이온과 중화되기 때문에 EP성능이 저하되어 집진작용을 현저히 떨어뜨리게 되는데 이것을 역전리라 하며, 종래의 하전방식에서는 코로나 전류를 적게 하기 위해 인가전압을 낮추어야만 하였으나 마이크로-펄스하전방식에서는 펄스빈도의 조정으로 인가전압이 떨어지지 않게 코로나 전류를 광범위하게 조정가능하고 분진의 전기저항률에 따른 역전리가 일어나지 않는 최고의 코로나 전류값으로 운전가능하다. 코로나 분포가 균일함으로 인해 코로나 전류의 국소적인 집중이 발생하지 않으며 종래의 하전방식보다 높은 전류에서도 역전리가 발생치 않는다.
향후 전망 : 날로 강화되는 배출 분진 규제치에 대해 단기간에 최소의 투자로 해결할 수 있는
방법은 전원장치 부분에 대한 개선이 최선책 중의 하나가 될 수 있으며 집진기의
전원장치는 DC 하전, Semipulse 하전, Micro-Pulse 하전의 3가지로 그중
Micro-Pulse 하전방식(MPC)이 가장 우수한 효과를 나타냄을 알 수 있다. MPC
방식의 가장 큰 특징은
(1) 펄스폭이 좁고 높은 펄스 피크전압까지 스파크가 발생하지 않으므로 집진기의 운전상태
다른 전원 방식보다 안정하다.
(2) 펄스 피크전압이 높고 폭이 좁기 때문에 대단히 균일한 코로나 분포가 된다. 이 결과 코로
나 전류가 흐르지 않는 전류 공백구역이 EP내에서 생기지 않아 EP전체가 유효한 집진기
간으로 활용되어 보다 낮은 피크전압에서 더욱 높은 집진성능과 효율을 얻을 수 있다.
(3) 역전리를 억제시킬 수 있다.
최신 집진 설비 제안서 예
제안배경: 산업현장을 방문 하다보면 지금도 과거의 릴레이와 푸쉬버튼 등으로 구성된 시퀀스패널을 찾거나, 그러한 사양으로 작성된 제안서를 내는 업체를 가끔 보게된다. 현장 기술자들의 새로운 것에 대한 거부반응 이랄까. 이미 십여년전에 종식된 릴레이시퀀스 이고 이제는 PLC조차도 그 한계성 때문에 자리를 잃어가고 있는 이시대에 !! 여기에 제안하는 시스템은 첨단시대에 걸맞는 고성능 MPU기반의 DCS(분산처리시스템)와 현장을 연상케 하는 입체적 멀티미디어형 MMI(맨/머쉰 인터패이스) 시스템, 여기에 인터넷 및 인트라넷을 기반으로 실시간 광대역 통합감시 등의 서비스를 제공하는 네트웍으로 21세기에 걸맞는 산업환경을 제시한다. 혹자는 초기투자비용을 문제삼아 이견을 보이지만 릴레이시퀀스나 PLC와 비교해 볼 때 투자비용은 그 차이가 근소한 반면 운전효율, 관리비용, 첨단기능 등 부가가치는 훨씬 크다. 뿐만 아니라 차후에 증설하거나, 수정할 때 시간과 비용이 대폭 절감되고 효과적이며 고장 요소가 적어 운전효율을 높이고 인력, 관리비등의 절감은 장기적 안목에서 월등하다
KR20020069864A – 전기집진기의 집진판의 구조 – Google Patents
B03
SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
전기집진장치(Dust Catcher)의 원리 및 특징
· 방전극과 집진극으로 구성되며 방전극에는 애자를 통하여 부(-)의 직류 고전압이 인가된다.
전압을 올려보면 어느 전압치를 넘어선 곳에서 방전극상의 부의 코로나 휘점이 나타나 코로나 방전이 일어나게 된다.
· 코로나 방전공간에 분진이 도입되면 분진은 곧 부에 대전되어 강력한 쿨 동력의 작용을 받고 집진극 상에 층상으로 집진 축적된다.
전기집진기 원리 및 특성
1. 전기집진기의 원리
전 기집진기는 직류고압전압에 의하여 방전극에 (-)전압을 인가시키면 코로나 방전이 발생하는데 이때 발생되는 음(-)이온은 가스중의 더스트 입자와 대전되어 전기력에 의하여 (+)전압이 인가되고 있는 집진극으로 이동되어 포집되는 정전기적인 원리를 이용한다.
그림 1) 전기집진기의 원리
가. 전리와 방전
전기집진기의 정전기적 집진원리를 이용하기 위해서는 전리(Ionization)와 방전(discharge)의 기본개념을 이해하여야 한다.
(1) 전리(Ionization)
원 자핵으로부터 멀리있는 전자는 외부에서 열, 빛 등의 에너지를 받아 에너지가 증가(여기)하며, 곧 원자핵으로부터 탈출할 수 있다. 이렇게 전자가 원자핵으로부터 이탈된 것을 전리(이온화)라 하며 자유전자로서 전도전자의 역할을 하게 된다. 전도전자는 금속내부에서 자유롭게 원자사이를 이동한다.
(2) 방전(Discharge)
방 전이란 절연체가 강한 전기장하에서 절연성을 상실하고 전류가 그 속을 흐르는 현상을 말한다. 방전은 전리를 시키는 외부작용이 없어지면 전극사이의 전류가 “0”이 되는 비 지속방전과 그렇지 않은 지속방전으로 나눠지며, 지속방전은 부분파괴로 양 코로나와 음 코로나가 얻어지는 코로나방전과 스파크가 일어나는 불꽃방전과 그리고 전로파괴가 일어나는 글로우방전과 아크방전으로 구분된다.
나. 코로나 방전
금속도체와는 달리 기체중에는 자유로이 움직일 수 있는 전자가 매우 작으므로 보통은 전기가 거의 통하지 않는 절연상태를 유지하고 있다.
그러나 집진극과 방전극에 고전압을 인가시키면 두 극 사이에서는 전위차가 발생하여 전리(Ioniztion)가 이루어지며, 이때 자유전자가 발생하여 미세한 전기가 흐르게 된다.
계 속적인 전압인가로 전계가 점점 강해지면 절연상태가 파괴될 수 있는 절연파괴강도에 도달하게 되고 침상 등 뾰족한 형상을 통하여 전기장의 강한 일부만이 발광 및 소리를 내면 절연상태가 부분적으로 파괴되는데, 이를 코로나 방전이라 한다.
그림 2) 코로나 방전
(1) 역전리(back Corona)
역전리(back Corona) 현상이란 집진극 표면에 부착된 분진의 비저항이 1012 Ω-cm이상으로 극도로 높은 경우, 먼지층에 흐르는 전류에 의해 집진극 전계가 강화되고 방전극 전계가 약화되어 분진층내에서 절연파괴점으로부터 분진의 얇은 틈을 통한 대량의 이온이 발생하여 음이온을 중화시켜 집진효율을 저하시키는 현상을 말한다.
(2) 재비산(re-entrainment)
재비산(re-entrainment)이란 이와는 반대로 분진의 비저항이 104 Ω-cm 이하로 너무 낮으면 집진판에 전기적인 힘으로 포집되었더라도 쉽게 전자가 방전되어 입자와 집진판 사이에 결합력이 소실되어 분진입자가 극 공간으로 회귀하는 재 비산(re-entrainment) 현상이 발생하며, 이 또한 집진효율을 저하시킨다.
다. 석탄화력발전소의 전기집진기 집진특성
(1) 석탄연소 분진의 집진특성
석 탄연소 분진은 중유연소 분진과 달리 입구 분진량이 많고 분진 입자경이 크다. 또한 전기저항치가 높아서 역전리의 발생 가능성이 많으므로 실사용시 저품위탄과 고품위탄을 혼합하여 성분을 개질하는 것이 보편적이며, 이러한 방법으로도 개질하기 어려울 때는 SO 3 , TEA등을 주입하여 사용하기도 한다.
<표 1)> 중유연소와 석탄연소의 집진특성 비교
항 목 단 위 중유연소 석탄 연소 비 고 입구분진농도 g/Sm3 0.1～0.5 10～20 전기저항치 Ω-cm 102～104 1010～1013 분진 평균입자경 ㎛ 0.1～5 10～30 미연 탄소함량 %wt 50～60 0.5～5 분진전기저항특성 – 재비산 역전리 가스개질방법 – NH 3 dosing TEA, SO 3 dosing
<표 2)> 석탄연소가스 성분별 집진효율 영향 연소가스 주요성분 전기저항치 변화 집진효율 영향 gas 온도 0-150℃ : 전기저항치 증가 100℃이하 혹은 300℃ 이상에서 효율 향상 150-300℃ : 전기저항치 감소 수분 전기저항치 감소 효율향상 유황(SO 3 ) 전기저항치 감소 효율향상 dust SiO 2 , Al 2 O 3 전기저항치 증가 효율저하 Na 2 O 전기저항치 감소 효율향상 알카리금속 (CaO, K 2 O) 전기저항치 증가 효율저하 미연탄소 전기저항치 감소 이론적으로 효율 향상되나 재비산도 일어남
(2) 탄성분별 집진효율 영향
석탄연소시 집진효율에 영향을 미치는 가장 큰 인자는 분진의 전기저항치이다. 이 전기저항은 저항성이 높은 SiO 2 나 Al 2 O 3 등이 석탄연소성분중 대부분을 차지함으로 인하여 기본적으로 정해지며, 기타 여러 가지 성분의 함량 비율에 의하여 효율이 조절된다.
석탄화력발전소의 배가스 운전온도는 90-170℃이다. 분진의 전기저항치는 150 ℃ 에서 최대치를 보이므로 가급적 낮은 온도로 운전하는■것이 집진효율 향상에 도움이 된다. 이러한 측면에서 저온 EP의 사용이 시도되고 있다.
가스중 수분은 SO 3 와 함께 분진의 표면전도효과를 좌우하는 주요인자이며, 가스중 수분의 양이 많아질수록 전기저항치는 상당히 저하하게 된다.
아울러 유황(S)이 산화하여 발생하는 SO 3 는 저온영역에서 가스중 수분과 결합하여 그 양이 많을수록 표면전도를 증가시켜 전기저항치를 낮추는 역할을 하며, Na 2 O는 분진중 미량이기는 하나 많을수록 체적전도 효과를 증가시켜 저항치를 낮추는 역할을 한다.
(3) 결 론
석탄연소시 발생되는 배기가스의 성상은 탄종별로 다양하며, 보일러의 형식 및 운전조건에 따라 달라지므로, 전기집진기의 집진효율은 여러 종류의 인자에 의해서 영향을 받고 있다.
따라서 전기집진기의 최적설계와 운전을 위해서는 연소가스의 정확한 분석이 선행되어야 하며, 아울러 이에 따른 전기집진기의 입자이동속도, 유속, 하전량과 하전전압 등이 전기집진기 설계와 최적운전을 위하여 함께 검토되어야 한다.
2. 집진성능에 영향을 주는 인자
가. 개 요
석 탄화력 발전소에서 발생되는 회는 보일러 하부의 호퍼에서 처리하는 저회 (Bottom ash)와 절탄기 회호퍼(Economiser ash hopper), 공기예열기 회호퍼(Air Heater ash hopper)와 전기집진기 호퍼(Precipitator hoper)에서 처리되는 비회 (Fly ash)로 나뉘어 진다. 회처리설비는 저회계통, 비회계통, 회처리 재순환수계통, 미분기 이물질계통, 공기예열기 회계통 및 절탄기 회계통으로 분류되어 각각 주기적으로 회처리가 실시된다. 이와 같이 발전소에서 발생되는 회의 종류를 [그림 3]에 나타내었다.
[그림 3)] Ash collection power plant나. 집진성능에 영향을 주는 인자
(1) 회분의 전기저항
전기집진기에서 정상적인 집진을 위해서는 분진입자의 전기저항이 104~1010 Ω-cm 의 범위에 들어야 한다. 분진 입자의 전기저항이 1010 Ω-cm 이상의 전기저항이면 역방전 현상(Back corona)이 발생되며, 반대로 분진의 전기저항이 지나치게 낮으면 대전된 분진입자의 전하가 집진극으로 쉽게 방전되어 분진입자는 가스입자에 의해 재비산되었다가 재대전되어 집진극에 다시 부착되는 재비산 현상(Jumping)이 발생된다. 이는 분진입자의 전기저항이 약 104 Ω-cm 이하에서 발생된다.
석탄 회의 집진효율에 영향을 미치는 가장 큰 인자는 분진의 전기저항치로서 저항성이 높은 SiO 2 나 Al 2 O 3 등이 회성분의 대부분을 차지함으로 인하여 그 값이 기본적으로 정해지며, 기타 여러 가지 성분의 함량에 의하여 그 크기가 결정된다. 일반적으로 회성분중의 Al 2 O 3 , SiO 2 CaO, MgO 등은 전기저항 값을 높이며 Na 2 O, K 2 O, Fe 2 O 3 , 미연탄소분 및 유황분, 수분은 전기저항을 낮춘다. Na 2 O의 경우 함유량이 소량이어도 전기저항이 상당히 낮아지는 것으로 알려져 있다. 또한 분진의 전기 저항치를 낮추기 위하여 조질제 (NH 3 , SO 3, TEA)를 사용하기도 한다.
– A 범위 : 전기저항치 104Ω-cm 이하
ㆍ 쉽게 대전되어 집진극으로 유인되나 저항치가 낮기 때문에
집진극에 도달하기 전에 전하를 잃게 되어 再비산
ㆍ 비산된 Dust는 다시 대전, 집진극으로 유인되다가 다시 전하를
방출
ㆍ 이 과정을 되풀이하면서 Dust가 EP 출구쪽으로 빠져나가 집진율
저하
– B 범위 : 전기저항치 104~5*1010Ω-cm(안정적인 EP 운용 범위)
– C 범위 : 전기저항치 1011~1012Ω-cm
ㆍ 집진극에 모여진 Dust의 표면전위가 높아지기 때문에 집진작용에
기여하는 전계 강도가 약해져 공간전하가 늘어남
ㆍ Corona 방전전류는 감소하며 포집상태가 불완전하여 집진성능
저하
ㆍ 역전계 1단계로서 Spark 빈도가 심하고 안정된 하전 곤란
– D 범위 : 전기저항치 1012Ω-cm 이상
ㆍ 역전계(Back corona) 발생
ㆍ 전류는 안정하게 흐르나 Back corona 현상으로 발생된 + 이온은 방전극 주
위의 – 이온과 대전 입자를 중화
ㆍ 공간전하는 감소, Corona 전류는 급격히 증가
ㆍ 이 결과 전하 강하가 크게 되고 전계 강도도 저하되어 집진율 저하
(2) 배기가스중의 산노점(酸露點) 온도
SO 3 는 저온영역에서 가스중 수분과 결합하여 그 양이 많을수록 표면전도를 증가시켜 전기저항치를 낮추는 역할을 하므로 산노점온도는 전기집진기의 효율에 큰 영향을 미친다.
태안화력 5,6호기의 예로서, O 2 = 3.5 vol%, H 2 O = 7.5 vol%, SOx = 300ppm 일때 배기가스의 산노점은 아래와 같이 계산된다. 아래식은 SOx의 측정치가 있어야만 계산이 가능하다.
V=0.4<(3.5*0.03)/100>=0.00042
T=20log0.00042+189=121 ℃
***의 경우 산노점 온도는 탄종 및 보일러 운전조건에 따라 다르겠으나 대략적으로 120℃의 근처에 있을 것으로 판단된다.
그림 4) Effect of SO3 and H2O levels on Sulfuric Acid Dew point temperature (EPRI)
(3) 가스온도/가스중 수분량
일반적으로 가스온도가 150~160℃정도에서 분진입자의 전기저항이 최고치에 도달하므로 이 보다 낮은 온도에서 운전되는 것이 유리하다. 또한 가스중 수분의 함량이 증가할수록 분진입자의 전기저항이 낮아져 집진효율이 증가한다.
[그림 5)] 회의 전기저항, 온도 수분의관계(4) 처리가스량
처 리가스량이 증가하면 집진효율은 감소한다. 이는 전기집진기내 처리가스량이 증가하면 가스유속이 증가되고 가스유속이 어느 한도이상 증가되면 분진입자의 재비산으로 인하여 집진효율은 현저히 감소하게 된다. 또한 전기집진기내 가스유속의 분포가 균일하게 되지 않을 경우 효율이 감소하게 된다.
(5) 분진의 입자직경
분 진의 입자직경이 작을 수록 집진극으로 향하는 입자의 이동속도가 느려져 집진효율이 감소한다. 또한 집진극에서의 기계적인 부착력과 전기적인 부착력이 강해져서 분진이 쉽게 격리지 않으므로 추타를 하여도 분진이 그대로 부착되어 있어 집진효율이 저하한다.
(6) 분진농도
가스중의 분진농도가 크면 분진입자들의 비표면적이 크게 되고 분진의 대전 효과가 감소되어 집진효율이 저하되는 것으로 알려져 있다.
(7) 전기집진기의 집진 효율
전기집진기의 집진 효율(η)은 아래 Deutsch-Anderson의 식으로 나타낼 수 있다.
(1)
여기서, η : 집진효율 (%)
A : 집진 전극의 유효 총면적 (m2)
Q : 통과 처리 가스량 (m3/sec)
V : 분진 입자의 이동속도 (m/sec)
또한, 전기집진기의 집진극 사이에 분진 입자가 부착되면 분진층의 전기저항으로 인하여 방전극과 집진극상의 전계 상태에 영향을 주게 된다. 집진극에 부착된 분진층의 두께를 a (cm), 분진 입자의 전기저항을 R (Ω-cm), 집진극의 단위 면적당 방전전류를 i (A/cm2)라 하면, 분진층에서의 전압강하 ΔE (volt)는 다음과 같다.
ΔE = aRi (2)
그 러므로 전기집진기를 일정한 인가전압으로 운전하는 경우, 분진층의 전압강하가 크면 그 만큼의 유효전압(방전극과 집진극 사이의)이 작아져서 방전전류가 감소하고 집진효율이 떨어진다. 이상에서 보듯이 집진효율은 아래와 같은 경우에 높아짐을 알 수 있다.
1) 입자경이 클수록 (입자의 이동속도가 빠르다.)
2) 집진기의 집진 면적이 클수록
3) 처리가스량이 작을수록
4) 인가전압이 높을수록
이와 같이 전기집진기의 집진효율은 회분의 전기저항치에 의하여 가장 큰 영향을 받으므로 탄종, 혹은 혼탄 사용시의 영향에 대한 적절한 평가가 필요하다.
3. 태안 #1-4 및 #5-6 전기집진기 비교
가. 5, 6호기 집진기 문제점
○ #5,6 EP의 집진면적이 #1~4(타 발전소 포함)보다 25% 부족
– 인입 Dust농도 증가시 최대출력으로 운용하여도 대응 못함
– 전 탄종에 대해 집진율 향상을 위한 하전량 등의 조정폭 작음
○ #5,6 EP 유속이 #1~4보다 빠르며 EP내 가스흐름이 편류상태임
– Hopper Ash의 편중 포집현상 발생
○ 집진 양호탄종과 EP 집진 이론과 상이
○ EP 입구 가스온도가 높다.
– 회분의 전기저항치가 최대인 150℃ 근처에서 운전된다.
– 산노점(약 120℃)보다 높은 온도에서 운전되어 회분의 전기저항치가 높다
○ EP 하전불량이 발생한다.
– EP 입구 분진중 2㎛이하의 미세분진이 많아 부착력이 강하다.
– 집진극 분진 추타설비 용량이 충분치 못한 것으로 판단된다.
나. 집진성능 개선방안
○ 석탄회의 전기저항치를 낮추는 방안
– 조질제(TEA, SO 3 ) 주입 방안
– EP 입구 배가스 온도 강하 방안
․ 음향방출에 의한 보일러내 전열면 청소/음향방출에 의한 Eco 전열면 청소
․ Eco 전열면 증설에 의한 배가스 온도 강하
○ EP 하전불량을 완화하는 방안
– 집진극 추타설비 보완
– 전기집진기내 음향방출기 설치에 의한 분진 제거
– 회분의 전기저항치가 낮아지면 이 문제도 함께 해결될 가능성
○ EP 입구 유량분포 균등화 방안
– 덕트 출구 2개소에 아래 가이드 베인을 설치
– 가이드 베인은 회전이 가능한 형태로 제작-설치하여 분진 상태에 따라 적 정한 각도로 조정할 수 있는 구조로 설치
○ 전기집진기의 추가 증설은 현 설비상태에서 효과가 충분치 않을 것으로 판단
다. 전기집진기 사양 비교
구 분 ** #1 ― 4 ** #5,6 ** #3 ― 6 추타 방식 (Rapper) Motor Driver Mechanical Hammer 64대/Unit Electro-Magnetic Drop Hammer 452/Unit Electro-Magnetic Drop Hammer 452/Unit 방전극 형상 Square Wire Type Duratrode Type Duratrode Type 집진판 면적(m²) 48,040 35,358 38,681 집진판 간격 (mm) 300 400 400 정류형 변압기 전압 및 전류 65kv 1,200mA 72kv 1,000mA(1,2열) 1,200mA(3,4,5열) 72kv 1,500mA 평균 Gas 유속 (m/sed,Max) 1.09 1.09 0.92 EP와 FlyAsh Silo간 이송거리(m) 120 120 110 입구분진 농도 17.4 17.4 17.4 출구분진 농도 100 100 100 집진효율 99.43 99.43 99.43 가스량/Unit Am³/min 45,930 46,420 44,317 설계가스 온도(℃) 145 160 135 제작사 두산 중공업 한국 코트렐 한국 코트렐
궁금한 점이나 함께 토론하고 싶은 주제가 있으면 댓글 또는 방명록에 남겨 주세요 ^^
전기집진기의 집진판의 구조
Corpus ID: 188750902
전기집진기의 집진판의 구조
@inproceedings{2001, title={전기집진기의 집진판의 구조}, author={김용진 and 홍원석 and 함병훈 and 문상철}, year={2001} }
본 발명은 화력발전소나 산업용보일러 등에서 사용되는 전기집진장치에 있어서, 배기가스 중의 입자상의 분진을 효과적으로 처리하여 집전효율을 향상시키기 위한 전기집진기의 집진판의 구조에 관한 것으로, 미세분진 또는 고점착성 분진의 부착으로 인한 전기집진기의 집진성능 저하 시에도 지속적으로 집진효율을 유지시킬 수 있도록, 집진판의 표면에 방전극 방향으로 일정거리 돌출 형성되는 침상형의 전극돌기가 소정의 간격으로 다수개 배열 설치되는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구조의 본 발명에 따르면 집진판에 미세분진 또는 점착성 분진이 부착되어 전류의 흐름이 차단되어도 상기 집진판에 형성된 다수의 전극돌기에 의해 코로나 방전을 발생시킬 수 있기 때문에 전기집진기의 집진효율을 지속시킬 수 있다.
고객으로부터, 설비의 문제나 환경규제 강화 또는 생산 증대에 따른 EP 설비의 개선 의뢰 시, EPiT는 근본적인 보수나 개선을 위해, 설비의 현장 검증 및 설계 데이터의 검토를 통해 최적화되고 경제적인 관점에서의 해결 방법을 제시합니다.
1. 전기집진기 → Hybrid집진기로 개조 (전기집진기 + EPiT주름백을 적용한 여과집진기)
전기집진기의 단점은 추타(rapping) 시, 마지막 field에서의 집진판의 분진이 가스흐름에 의해 비산이 되어 stack으로 배출된다는 것입니다. 이에 따라 전기집진기로서는 최근 강화된 배출규제를 만족시키기 어려워, 최근 신설의 경우, 전기집진기 대신 여과집진설비로 가는 것이 추세입니다. 그리고 기존의 EP의 경우, Hybrid 집진기(EP+Bag Filter)로 개조/제안이 되고 있습니다. 여기에는 문제가 있는데, 기존의 집진기 개선의 경우 면적이 제한되어서 기존의 원형백을 적용하기에는 어려움이 많습니다. 당사에서는 이러한 단점을 보완하여 Hybrid집진기에 당사 고유 모델인 EPiT주름백을 적용함으로써 Hybrid집진기 설계를 한 단계 더 발전시켰습니다.
키워드에 대한 정보 전기 집진기 구조
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