KR100257336B1 - 화력발전설비의 연료량보정장치 - Google Patents
화력발전설비의 연료량보정장치Info
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Abstract
화력발전설비는 석탄 또는 석유를 연료로 사용하는 열기관에 의하여 발전기를 회전시켜 전력을 발생시킨다. 본 발명의 화력발전설비의 연료량보정장치는 사용되는 연료의 발열량변화에 따라 연료제어기의 요구연료량을 보정하여 보일러로 공급함으로써 제어성능이 개선되어 과거의 수동동작에 비해 운전의 편의성, 발전소 효율의 향상 등과 같은 효과를 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 화력발전설비의 연료의 발열량에 따라 보일러에 공급되는 연료량을 보정하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 화력발전설비는 석탄 또는 석유를 연료로 사용하는 열기관에 의하여 발전기를 회전시켜 전력을 발생시킨다. 화력발전설비는 원하는 발전출력과 증기의 압력을 출력하기 위해 보일러마스터(Boiler Master)신호를 생성하고, 이 신호를 기준으로 총연료량 및 총연소량을 계산하고, 연료를 보일러로 공급하도록 각 연료제어계로 출력한다.
그러나, 연료의 열량이 어떤 원인에 의해 변화하여 보일러가 요구하는 입열량을 만족시키지 못하는 경우 즉, 발전소의 전력 생산을 위해 투입되는 연료의 발열량이 설계치에 비해 자주 바뀌게 되면 이에 따라 발전소의 제어대상이 되는 증기의 압력, 온도 및 발전기 출력이 변동되어 발전소의 운전 및 제어가 어렵게 되고, 효율도 떨어지게 되는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 위와같은 문제점을 해결하기 위해 연료의 발열량변화에 따라 보일러로 공급되는 연료량을 보정하는 화력발전설비의 연료량보정장치를 제공함에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 화력발전설비의 연료량보정장치를 나타낸 구성도.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
12 : CDG치환부 14, 25 : 곱셈기
16 : 가산부 18 : 크로스리미트회로
20 : 연료량보정부 21, 22, 24, 28 : 변환기
23 : 미분회로 26 : 비교기
27 : 적분제어기 29 : 신호발생기
위와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 서로 다른 두가지 종류의 연료를 사용하는 화력발전설비의 연료량보정장치에 있어서, 보일러에 공급하기 위한 총공급연료를 계산하기 위해 상기 서로 다른 두가지 종류의 연료중 하나를 다른 하나의 연료에 해당하는 값으로 치환하여 두 연료를 가산하는 총연료량계산부, 연료의 열량변화를 감지하여 상기 총연료량계산부에서 계산된 총연료량을 보정하는 연료량보정부 및 보일러마스터신호와 총공기량정보 및 상기 보정된 총연료량을 입력받아 보일러로 연료를 공급하기 위한 총연료량요구정보 및 총공기량요구정보를 산출하는 크로스리미트회로를 포함하는 화력발전설비의 연료량보정장치에 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하겠다.
도 1은 본 발명에 적용된 화력발전설비의 연료량보정장치를 나타낸 구성도이다.
본 발명의 실시예에서는 화력발전설비의 연료로 공공가스(CVG;civil gas)와 부생가스(CDG;corex gas)를 사용한다. 본 발명의 장치는 서로 다른 두가지의 연료의 총연료량을 계산하기 위해 공공가스(CVG)를 부생가스(CDG)로 치환하는 CDG치환부(12)를 구비한다. 부생가스(CDG)유량은 제 1곱셈기(14)로 인가된다. 곱셈부(14)는 부생가스(CDG)유량과 다음에 설명할 연료량보정부(20)에서 계산된 연료유량을 입력받는다. 제 1곱셈기(14)의 후단에는 가산부(16)가 연결된다. 또한, 제 1곱셈기(14)의 출력은 연료량보정부(20)로 인가된다. 가산부(16)는 제 1곱셈기(14)와 CDG치환부(12)의 후단에 연결된다. 크로스리미트회로(18)는 가산부(16)의 출력신호와 보일러마스터신호 및 총공기량정보를 입력받아 총연료량과 총공기량을 계산하여 출력한다.
연료량보정부(20)는 주증기유량(MSF;Main Steam Flow)신호 및 주증기온도(MST;Main Steam Temperature)신호를 입력받아 해당하는 연료량을 출력하는 제 1변환기(21) 및 제 2변환기(22)를 구비한다. 또한, 미분회로(23)를 통해 드럼압력(Drum Press)의 미분치를 보정계수로 변환하는 제 3변환기(24)를 구비한다. 본 발명의 실시예에서, 변환기들(21,22)은 입력받은 주증기유량(MSF) 및 주증기온도(MST)를 부생가스(CDG)연료량으로 변환하여 출력한다. 제 1변환스위치(SW1)는 제 1변환기(21) 및 제 2변환기(22)의 출력을 외부로부터 인가되는 스위치제어신호에 따라 선택하여 제 2곱셈기(25)로 출력한다. 연료량 보정부(20)는 제 1곱셈기(14)의 출력과 제 2곱셈기(25)의 출력을 비교하는 비교기(26)와 그 편차를 적분제어하는 적분제어기(27)를 구비한다. 적분제어기(27)의 후단에는 제 4변환기(28)가 연결되며, 제 2변환스위치(SW2)는 스위치제어신호에 따라 제 4변환기(28)의 출력단(a)과 신호발생기(29)의 출력단(b)중 하나를 선택하는 단자(c)를 구비한다. 제 2변환스위치(SW2)에서 선택된 신호는 제 1곱셈기(14)로 입력된다. 그리고, 제 1곱셈기(14)의 출력은 가산기(16)와 연료량보정부(20)의 비교기(26)로 입력된다.
먼저, 제 1변환스위치(SW1)는 스위치제어신호에 따라 제 1변환기(21)와 제 2변환기(22)의 출력을 선택한다. 제 2곱셈기(25)는 제 1변환스위치(SW1)에서 선택된 연료량에 제 3변환기(24)에서 계산된 보정계수를 곱한다. 여기서, 제 3변환기(24)는 부하변동이 있는 경우, 드럼압력에 미치는 영향을 감안하여 보정계수를 계산한다. 제 2곱셈기(25)는 제 1변환스위치(SW1)에서 선택된 출력신호에 제 3변환기(24)의 출력신호 즉, 보정계수를 곱한다. 비교기(26)는 제 1곱셈부(14)의 출력값 즉, 실제 CDG연료량과 곱셈기(25)에서 이론적으로 계산된 이론 연료값을 비교하여 그 차를 적분제어기(27)로 출력한다. 적분제어기(27)는 이 오차를 줄이기 위해 적분제어를 수행하여 제 4변환기(28)로 출력한다. 제 2변환스위치(SW2)는 제 4변환기(28)와 신호발생기(29)의 출력단에 연결되며, 외부로부터 인가되는 스위치제어신호에 따라 출력값을 선택한다. 제 2변환스위치(SW2)의 출력단자(c)가 스위치제어신호에 따라 제 4변환기(28)의 출력단자(a)에 연결되면, 곱셈부(14)는 제 4변환기(28)의 출력값과 부생가스(CDG)의 유량을 곱하여 가산부(16)로 출력한다. 그러나, 제 2변환스위치(SW2)의 출력단자(c)가 신호발생기(29)의 출력단자(b)에 연결되면, 신호발생기(29)의 출력에 의해 보정을 수행하지 않는다. 가산부(16)는 CDG치환부(12)로부터 공공가스(CVG)가 치환된 부생가스(CDG)유량과 곱셈부(14)의 출력을 가산하여 크로스리미트회로(18)로 출력한다. 크로스리미트회로(18)는 보일러마스터신호와 총공기량정보 및 가산부(16)에서 출력된 보정후 총연료량을 입력받아 보일러로 연료를 공급하기 위한 총연료량요구정보 및 총공기량요구정보를 산출하여 각 제어계로 출력한다.
상술한 바와같이, 본 발명의 장치는 발열량변화에 따라 연료제어기의 요구연료량을 보정하여 보일러로 공급함으로써 제어성능이 개선되어 과거의 수동동작에 비해 운전의 편의성, 발전소 효율의 향상등과 같은 효과를 얻을 수 있다.
Claims (3)
- 서로 다른 두가지 종류의 연료를 사용하는 화력발전설비의 연료량보정장치에 있어서,보일러에 공급하기 위한 총공급연료를 계산하기 위해 상기 서로 다른 두가지 종류의 연료중 하나를 다른 하나의 연료에 해당하는 값으로 치환하여 두 연료를 가산하는 총연료량계산부;연료의 열량변화를 감지하여 상기 총연료량계산부에서 계산된 총연료량을 보정하는 연료량보정부; 및보일러마스터신호와 총공기량정보 및 상기 보정된 총연료량을 입력받아 보일러로 연료를 공급하기 위한 총연료량요구정보 및 총공기량요구정보를 산출하는 크로스리미트회로를 포함하는 화력발전설비의 연료량보정장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 연료량보정부는주증기유량신호를 입력받아 연료량으로 변환하는 제 1변환기;주증기온도신호를 입력받아 연료량으로 변환하는 제 2변환기;부하변동에 따른 드럼압력의 변화에 따른 열량의 저장 및 방출에 대응하는 보정계수를 산출하는 제 3변환기;외부로부터 인가되는 스위치 제어신호에 따라 상기 제 1변환기와 상기 제 2변환기의 출력을 선택하는 제 1변환스위치;상기 제 1변환스위치의 출력신호에 상기 제 3변환기로부터의 보정계수를 곱셈연산하는 곱셈기; 및상기 곱셈기에서 이론적으로 계산된 연료량과 상기 총연료량계산부에서 계산된 실제 연료량을 비교하여 그 편차를 줄이기 위한 제어를 수행하는 비교제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화력발전설비의 연료량보정장치.
- 제 2항에 있어서, 상기 비교제어기의 출력을 상기 총연료량계산부에 선택적으로 인가하기 위한 제 2변환스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화력발전설비의 연료량보정장치.
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