Design and Performance Estimation of Heat Regenerator for Small-scale Regenerative Radiant Tube Burner

열처리로용 소형 축열식 복사관 버너의 축열기 설계 기술평가

  • 조한창 (포항산업과학연구원 에너지연구팀) ;
  • 조길원 (포항산업과학연구원 에너지연구팀) ;
  • 이용국 (포항산업과학연구원 에너지연구팀)
  • Published : 2004.11.01

Abstract

Heat regenerator attached in small-scale regenerative radiant tube burner was designed using the theoretical computation code and was confirmed the performance of waste heat recovery ratio. From the computation, when ceramic ball of 4-5kg was used, temperature efficiency and available waste heat recovery ratio were predicted 80% and 70%, respectively. Similar efficiencies were obtained from the experiments using LPG. However, since exhaust gas temperature entered into regenerator was below 850$^{\circ}C$ which was moth lower than that we expected. air preheating temperature was lowered below 800$^{\circ}C$.

열처리로에 적용되는 소형 축열식 복사관 버너시스템에 사용될 축열기를 설계, 제작하고 그 성능을 실제 축열식 복사관 버너시스템에서 평가하였다. 좁은 튜브간 간격을 갖는 U형 복사관에 축열기를 적용하기 위하여 상하단 단면적이 다른 축열기를 설계, 적용하였다. 구형축열체를 사용하는 2만 ㎉/hr급 축열기를 기존에 개발된 축열기 해석코드를 이용하여 설계, 제작하였으며, 축열기 전후단의 온도 및 압력을 실시간으로 측정하였다. 실험결과를 축열기 해석코드로부터 얻은 배가스의 배출온도와 공기의 예열온도를 비교하여 해석코드의 정확도를 검증하였다. 이론적으로 예상된 성능은 80%의 온도효율과 70%의 배열회수율이 얻어졌으나, 실험적 결과로부터는 온도효율이 80%, 배열회수율이 69%가 얻어졌다. 가장 큰 성능차이는 배가스의 배출온도였는데, 이는 실제 시스템에서 열손실에 의한 축열기로의 배가스 유입온도 하락과 실제 운전에서의 공기/배가스 유량의 증가에 의해 기인된다고 판단된다.

Keywords

References

  1. Duprat, F. and Lopez, G.L.: 'Comparison of performance of heat regenerators: Relation between heat transfer efficiency and pressure drop', International Journal of Energy Reseaeh, 25, 319 (2001) https://doi.org/10.1002/er.681
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