가열(요로) 시스템

시스템 개요

가열(요로) 시스템

요(窯)나 로(爐)는 물체에 물리적, 화학적 변화를 일으키기 위한 가열장치를 총칭함. 요(窯)는 요업업종에 주로 사용하는 공업로로서 킬른(Kiln)으로 호칭되며, 로(爐)는 금속업종에 사용하는 공업로로서 훠니스(Furnace)로 부르기도 함. 이와 같이 다양한 요ㆍ로 설비는 일반적으로 업종별, 사용목적, 조업방식, 열원별, 가열(전열)방식, 화염진행 방식, 재료이송 방식, 폐열회수 방식, 형상, 연소장치의 설치위치 등에 따라 분류할 수 있음

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시스템 구성도
가열(요로) 시스템 시스템 구성도
운전관리 합리화

요로시스템에서 운전관리 합리화는 매우 중요한 절감기법으로 적은 투자비로도 높은 절감효과를 얻을 수 있음. 운전관리 합리화의 방법에는 공기비 제어 및 불완전연소 방지와 같은 연소제어를 통하여 배가스 손실을 절감하는 방법과 개구부 면적축소 및 로내압 제어를 통한 외기유입차단과 같은 개구부 손실을 차단하는 방안과 용해로의 저부하 운전시 잔탕조업 방식을 채택하여 장시간의 대기로 인한 열손실을 차단하는 조업방식을 변경하는 방법이 있음.

  • 연소로 공기비 제어
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  • 연소로 불완전 연소 방지
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  • 개구부 면적축소를 통한 손실열 차단
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  • 로내압 제어를 통한 외기공기 유입 차단
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  • 용해로 저부하 운전시 잔탕조업방식 채택
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폐열활용

요로시스템은 사용목적상 대부분 고온으로 운전되며, 배기가스 온도 또한 높게 형성됨. 특히, 연소로에서 배출되는 배기열 손실은 전체의 30~60%를 차지할만큼 가장 큰 손실열로서 요로시스템에서는 폐열활용 여부에 따라 설비의 효율에 지대한 영향을 끼침. 폐열을 이용하는 방안은 크게 두 가지가 있으며, 첫째는 폐열을 활용하여 요로시스템에 재사용하는 방법과 둘째는 타 공정에 이용하는 방안이 있음. 폐열활용에서 가장 효과적인 방법은 공기예열기(Recuperaor)를 설치하여 연소장치에 공급되는 연소용 공기를 승온하는 방법과 장입물을 예열하는 방법이 있으며 타 공정에 이용하는 방법으로는 난방이나 급탕용으로 이용하는 방안과 타 공정의 열원으로 이용하는 방법이 있음. 그러나 타 공정에 이용하는 방안은 폐열활용의 연속적인 측면에서 보면 효과적이지 못할 수 있어 타 공정에 이용할 경우에는 난방이나 급탕 등 한시적인 이용처보다는 폐열활용의 연속적인 측면을 고려하여 상시 가동되는 사용처에 이용하여야 폐열활용 효과를 극대화 할 수 있음

  • 공기예열기(Recuperator) 설치로 연소용 공기 승온
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  • 공기예열기(Recuperator) 폐열회수 증대
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  • 배기가스 열회수로 장입물 예열
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  • 냉각수열 회수이용
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  • 열처리로 배기열 회수로 세척조 히터 전력절감
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  • 폐열보일러 설치
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고효율 설비 교체

요로시스템에서 고효율 설비 교체는 절감효과가 가장 우수한 절감방법이나 절감효과가 높은 만큼 투자비 또한 높게 형성됨. 따라서, 고효율 설비 도입은 설비 노후화로 인한 교체나 최초 설비 도입시에 가장 중점적으로 고려해야 할 사항임. 요로시스템에서 고효율 설비 교체로는 산소부화 연소시스템, 축열식 버너시스템, 축열식 연소장치(R.T.O), 폐열회수형 촉매연소장치, 에너지 절약형 유리용해로와 같은 폐열회수형 고효율 설비와 전기 유도용해로, 고주파 유도가열장치, 고온 도가니 전기로와 같은 고효율 열원설비와 진기 침전식 보온로, 직접 통전식 유리용해로와 같은 고효율 가열방식과 진공이온 열처리로, 유리 화학강화로와 같은 공법개선형 고효율 설비 등이 있음.

  • 산소부화 연소시스템 도입
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  • 축열식 버너 시스템 도입
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  • 축열식 연소장치(R.T.O)로 도입
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  • 폐열회수형 촉매연소장치 도입
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  • 유리 화학강화로 도입
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  • 에너지 절약형 유리용해로 도입
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  • 직접통전식 유리용해로도입
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  • 전기 유도용해로 도입
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  • 고주파 유도가열장치 도입
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  • 원적외선 열처리로 도입
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  • 진공 이온질화 열처리로 도입
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  • 전기 침전식 보온로 도입
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  • 고온 도가니 전기로 도입
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기타 절감기술

요로시스템에서의 기타 절감기술에는 유도로 가열코일 적정화 방안, 대차 내화물 축열량 개선방안, 로체 단열강화 방안 등이 있음. 유도로 가열코일 적정화 방안은 고효율 설비인 유도가열로 사용시 피가열물 소재와 동일한 규격의 코일경을 사용함으로서 가열효율 향상에 따른 전력을 절감하는 방안으로 이론적으로 고주파 유도가열기는 소재경과 동일한 구경의 코일을 사용할 때 가열능력(성능)이 가장 좋으며, 코일경과 소재경의 차이가 클수록 가열능력은 저하됨. 대차 축열량 개선방안은 장입물의 이송에 사용되는 대차의 재질 선정시 축열량이 적은 재질로 선정하고 경량화 함으로서 대차 손실열을 감소시키는 절감방안임. 로체 단열강화 방안은 단열재의 노후화, 재질의 비적합, 시공불량 등으로 단열효과가 저하된 로체의 단열성능을 강화함으로서 방열손실 저하에 따른 에너지(연료,전력)를 절감하는 방안임.

  • 유도로 가열코일 적정화
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  • 대차 내화물 축열량 개선
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  • 로체 단열강화
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