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에너지관리기사 연소설비 · 고체연료 연소장치

Solid Fuel Combustion Equipment

고체연료는 덩어리째 화격자에 쌓아 태우는 화격자 연소, 곱게 갈아 버너로 불어 넣는 미분탄 연소, 모래층을 공기로 띄워 낮은 온도로 태우는 유동층 연소로 나뉜다. 방식에 따라 연소온도 · 용량 · 부하 응답 · 탈황 방법이 달라 연료 성상과 환경 규제를 보고 고른다. 그림은 고른 방식의 노 단면 모식도와 아래쪽 대표 연소온도 막대예요. 화격자 연소 · 미분탄 연소 · 유동층 연소 버튼을 누르면 모식도와 온도 막대가 그 방식으로 바뀌어요.

덩어리로 태울까, 가루로 날릴까, 띄워서 태울까

고체연료는 형태와 공급 방식에 따라 연소장치가 갈린다. 화격자에 쌓아 태우거나, 가루로 분사해 날리며 태우거나, 모래층에 띄워 낮은 온도로 태운다.

🔥 세 가지 연소 방식
①화격자(스토커)는 덩어리 연료를 층으로 쌓아 태우며 중소형에 쓴다
②미분탄은 곱게 갈아 버너로 불어 넣고 떠 있는 채로 태우며 대형 발전에 쓴다
③유동층은 모래층을 공기로 띄워 낮은 온도로 태우며, 저질 연료와 탈황에 강해요
④용량 · 연료 성상 · 환경 규제(탈황 · NOx)를 보고 방식을 고른다

연소 방식별 구조와 연소온도

👀 화격자 연소(스토커)
①공급 형태: 괴상(덩어리) 석탄
②특징: 화격자 위에 층으로 쌓아 태움 · 구조가 간단하고 용량이 작음
③대표 연소온도 ≈ 1250℃
④주 용도: 중소형 보일러 · 폐기물 소각

한눈에 견주기

고체연료 연소 방식 비교

화격자 · 미분탄 · 유동층 비교
구분화격자미분탄유동층
연료 형태덩어리미분(200 mesh)저질탄 · 바이오매스
연소온도1200~1300℃1400~1600℃750~900℃
용량중소형대형(발전)중대형
탈황노 안 탈황 없음배연 탈황 설비로노 안에서(석회석)
부하 응답느림빠름보통
💡 유동층의 강점
①낮은 온도(750 ~ 900℃)로 태워 NOx가 적게 생긴다
②노 안에 석회석을 넣어 SOx를 바로 흡수한다(탈황)
③저질탄 · 폐기물 · 바이오매스처럼 까다로운 연료도 태울 수 있어요
④단점은 마모와 분진이고, 층을 띄워 두려면 송풍 동력이 든다

요점 공식과 기준

연소온도 크기
미분탄 > 화격자 > 유동층
유동층이 가장 낮은 저온 연소
미분탄 미분도
200 mesh 통과 70 ~ 80%
곱게 갈수록 표면적이 커져 더 완전히 탐
유동층 탈황
CaCO3 + SO2 + ½O2 → CaSO4 + CO2
석회석이 노 안에서 황산화물을 황산칼슘(석고)으로 붙잡음

정리와 시험에서 묻는 것

🎯 시험에서 묻는 것
①화격자(스토커)는 덩어리 연료를 층으로 태우고, 중소형 보일러와 폐기물 소각에 쓴다
②미분탄은 200 mesh 미분을 분사해 떠 있는 채로 태우며, 대형 발전에 쓰고 부하 응답이 빨라요
③유동층은 750 ~ 900℃ 저온 연소로 노 안에서 석회석으로 탈황하고 NOx가 적으며 저질 연료에 맞는다
④연소온도는 미분탄 > 화격자 > 유동층 순이다
⑤미분탄은 재 · 비산재 처리가, 유동층은 마모와 송풍 동력이 단점이에요
📝 대표 기출유형
①[기출유형] 노 안에서 탈황할 수 있는 연소 방식은? (답: 유동층 연소)
②[기출유형] 대형 발전용으로 부하 응답이 빠른 방식은? (답: 미분탄 연소)
③[기출유형] 연소온도가 가장 낮은 방식은? (답: 유동층 연소)
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