KR101012484B1 - 보일러의 미연탄소 측정장치 - Google Patents

보일러의 미연탄소 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보일러의 연소시 발생되는 애쉬의 미연탄소를 측정하기 위한 보일러의 미연탄소 측정장치 및 미연탄소 측정방법에 관한 것으로, 보일러에서 연소된 후 배출되는 애쉬(ASH)를 보일러에서 채취하지 않고 애쉬에 함유된 미연탄소를 이용하게 측정 및 처리할 수 있으며, 측정이 완료된 애쉬를 완전하게 배출시킨 후 재차 보일러에서 발생되는 애쉬가 유입되어 측정되므로, 보일러가 가동되는 시점의 미연탄소를 정확하게 측정할 수 있다.

Description

보일러의 미연탄소 측정장치{MEASURING APPARATUS OF UNBURNED CARBON IN BOILER}
본 발명은 보일러의 미연탄소 측정장치 및 미연탄소 측정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보일러에서 연소된 후 배출되는 애쉬(ASH)에 함유된 미연탄소를 이용하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 측정이 완료된 애쉬를 용이하게 배출시킬 수 있는 보일러의 미연탄소 측정장치 및 미연탄소 측정방법 에 관한 것이다.
최근에 건설되는 화력 발전소에서 많이 채택되고 있는 순환 유동층(Fluidized Bed) 연소 기술은 석탄을 적당한 크기로 분쇄하여 만든 석탄 입자들과 석회석 및 모래와 같은 유동 매체에 적정속도의 공기를 불어넣어 부유 유동층(Suspended FluidIzed Bed)상태로 만들어 보일러로 공급하여 연소시키는 방법이다.
이러한, 순환 유동층 연소는 고체 입자에 의한 직접 열전달로 열전달 효율이 매우 높고 노 내의 연소온도는 미분탄 연소방식의 노내 온도보다 훨씬 적어 수관 및 과열기관 등의 고온부식, 스케일 등의 설비 파손이 적은 장점이 있다.
또한 순환 유동층 연소 기술은 그 독특한 연소 특성상 유동매체가 완전 연소될 때까지 순환시키기 때문에 미분탄 연소식과는 달리 낮은 발열량과 다량의 수분을 함유한 저질탄 연소가 가능하고, 비교적 낮은 온도(900℃ 이하)에서 연소가 일어나기 때문에 질소산화물의 발생이 현저하게 감소된다. 이로 인하여, 질소산화물 배출 규제치 준수를 위한 별도의 탈질설비(SCR or SNCR)를 필요로 하지 않는 이점도 있다.
예를 들어, 기존의 미분탄 연소방식의 경우 보일러 설계의 한계로 인하여, 현재의 대기환경 배출규제기준을 만족시키기 위해서는 필수적으로 촉매식 탈질설비(SCR-De NOx System) 및 탈황설비를 설치된다. 반면, 유동층 연소방식의 경우 탈질설비 및 탈황설비의 설치를 생략하거나 선택적으로 채용이 가능하게 된다.
한편, 순환 유동층 연소 기술에 사용되는 석탄 연소보일러는 비회(Fly Ash)등의 분진이 다량 발생하기 때문에 보일러 후단에 집진설비를 설치하게 되며, 집진설비로 전기 집진기가 많이 적용된다.
또한, 석탄의 연소 후 석탄 연소 보일러에서 배출되는 연소가스 중에는 미연 탄소가 포함되는데, 이 미연 탄소는 석탄의 연소시 완전하게 연소되지 못한 미세한 탄소 성분을 의미한다.
이와 같이 석탄의 불완전 연소로 인하여 배출되는 미연 탄소는 전체 배기가스 중 그 함량이 많을 수 록 보일러의 효율을 저하시키는 요인이 된다. 이에 따라, 보일러의 열효율 향상을 위해서는 미연 탄소 함량이 적게 배출되도록 최적의 연소 조건으로 보일러를 운전해야 한다.
이처럼, 석탄을 연료로 사용하는 화력 발전 보일러에서 불완전 연소되어 배출되는 미연 탄소분의 실시간 측정은 화력 발전 보일러의 효율 및 성능 관리에 있어서 매우 중요한 요소이다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
상기와 같이 구성되는 종래의 화력 발전 보일러는 미연탄소를 측정하기 위하여 연소가스가 배출되는 덕트에 별도의 배출장치를 설치하고 이 배출장치를 통해 애쉬를 직접 채취하여 미연탄소를 측정하였다.
이로 인하여, 애쉬를 채취하는 과정에서 애쉬가 외부로 비산되는 문제가 발생될 뿐만 아니라, 배출장치에 애쉬가 항상 잔존하고 있어 현재 발생된 애쉬와 기준에 발생된 애쉬가 섞이게 되어 현재 발생된 미연탄소만을 정확하게 측정할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 보일러에서 연소된 후 배출되는 애쉬(ASH)에 함유된 미연탄소를 이용하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 측정이 완료된 애쉬를 완전하게 배출시켜 미연탄소의 측정을 정확하게 할 수 있는 보일러의 미연탄소 측정장치 및 미연탄소 측정방법 에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보일러의 미연탄소 측정장치는, 보일러의 집진기에서 집진되는 연소가스의 애쉬가 수거되는 호퍼와, 상기 호퍼와 연통되도록 상기 호퍼에 설치되며, 상기 호퍼에 수거된 애쉬를 내부로 유입시키는 애쉬 유입부와, 상기 애쉬 유입부의 애쉬가 투입되도록 상기 애쉬 유입부와 연결되며, 상기 애쉬 유입부에서 유입되는 애쉬의 미연탄소를 측정하는 미연탄소 측정부와, 상기 호퍼 및 상기 미연탄소 측정부에 연결되며, 상기 미연탄소 측정부의 애쉬를 상기 호퍼로 배출시키는 애쉬 배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 미연탄소 측정장치는 상기 호퍼는 상기 애쉬 유입부가 상기 애쉬 배출부보다 높은 위치에 위치되도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 애쉬 유입부는, 상기 애쉬 배출부보다 높게 위치되도록 상기 호퍼에 결합되며, 상기 미연탄소 측정부와 연통되는 유입부재와, 상기 유입부재의 내부에 회전가능하게 결합되며, 상기 호퍼의 내부에서 상기 유입부재의 내부로 애쉬를 유입시키는 유입 스크루와, 상기 유입 스크루를 회전시킬 수 있도록 상기 유입부재에 결합되는 제1 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미연탄소 측정부는, 상기 애쉬 유입부와 상기 애쉬 배출부에 연통되도록 설치되며, 상기 애쉬 유입부로 유입되는 애쉬가 투입되는 애쉬 저장부재와, 상기 애쉬 저장부재에 설치되며, 상기 애쉬 저장부재의 내부로 고주파를 발생시키는 고주파 발생부와, 상기 고주파 발생부와 대응되도록 상기 애쉬 저장부에 설치되며, 상기 애쉬의 내부를 투과한 상기 고주파 발생부의 고주파가 수신되는 고주파 수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 애쉬 배출부는, 상기 애쉬 유입부보다 낮게 위치되도록 상기 호퍼 및 상기 미연탄소 측정부와 연통되는 배출부재와, 상기 배출부재의 내부에 회전가능하게 결합되며, 상기 미연탄소 측정부의 내부 애쉬가 상기 호퍼로 다시 유입되도록 상기 미연탄소 측정부의 내부 애쉬를 상기 호퍼의 내부로 배출시키는 배출 스크루와, 상기 배출 스크루를 회전시킬 수 있도록 상기 배출부재에 결합되는 제2 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미연탄소 측정장치는, 상기 애쉬 유입부의 내부에 잔존하는 애쉬를 제거할 수 있도록 상기 애쉬 유입부에 설치되며, 상기 애쉬 유입부의 내부로 공기를 토출시키는 에어 토출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에어 토출부는, 외부로부터 압축공기가 유입되도록 상기 유입 스크루의 내부에 형성되는 에어공급구멍과, 상기 에어공급구멍으로 공급되는 에어가 상기 유입부재로 토출되도록 상기 유입 스크루에 결합되는 에어노즐과, 상기 에어공급구멍으로 압축공기를 공급할 수 있도록 상기 애쉬 배출부에 마련되는 컴프레서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보일러의 미연탄소 측정방법은, 애쉬의 양이 일정량 이상이면 호퍼의 애쉬를 미연탄소 측정부로 유입하는 애쉬 유입단계와, 상기 미연탄소 측정부로 유입된 애쉬가 일정량 이상이면 애쉬의 미연탄소량을 측정하는 미연탄소 측정단계와, 미연탄소 측정이 완료된 상기 미연탄소 측정부의 애쉬를 상기 호퍼로 다시 유입시하는 애쉬 배출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 애쉬 유입단계에서는 상기 호퍼에 수거되는 애쉬의 양을 감지하여 상기 호퍼에 수거된 애쉬의 양이 일정량 이상이면 상기 호퍼와 연결된 유입 스크루의 회전을 통해 상기 호퍼로부터 애쉬를 유입시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미연탄소 측정단계에서는 고주파 발생부 및 고주파 수신부를 이용하여 상기 미연탄소 측정부의 내부로 고주파를 투과시켜 상기 미연탄소 측정부 내부의 애쉬에 함유된 미연탄소를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 애쉬 배출단계에서는 상기 미연탄소 측정부의 애쉬가 일정량 이하이면 배출을 중지하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 보일러의 미연탄소 측정장치 및 미연탄소 측정방법에 의하면, 보일러에서 연소된 후 배출되는 애쉬(ASH)에 함유된 미연탄소를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 보일러의 미연탄소 측정장치 및 미연탄소 측정방법은, 측정이 완료된 애쉬를 완전하게 배출시킨 후, 재차 보일러에서 발생되는 애쉬가 유입되어 측정되므로, 보일러가 가동되는 시점의 미연탄소를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 보일러의 미연탄소 측정장치 및 미연탄소 측정방법은, 측정이 완료된 애쉬가 호퍼로 다시 배출되므로, 미연탄소의 측정이 완료된 애쉬를 간편하게 처리할 수 있을 뿐만 아니라, 보일러에서 애쉬를 추출하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 보일러의 미연탄소 측정장치가 적용된 보일러의 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 보일러의 미연탄소 측정장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 보일러의 미연탄소 측정장치의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 미연탄소 측정장치의 애쉬 유입부의 변형된 예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 보일러의 미연탄소 측정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 본 발명의 실시 예에 따른 보일러의 미연탄소 측정장치 및 미연탄소 측정방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 미연탄소 측정장치(100)가 적용되는 미분탄 연소방식의 보일러 설비는 원료가 투입되어 연소되는 연소로(10)와, 이 연소로(10)에서 배출되는 연소가스에 포함된 오염물질을 제거하기 위한 전기집진기(EP; Electrostatic Precipitator)(20) 및 탈황장치(30)를 포함한다.
연소로(10)는 원료인 석탄의 연소율이 향상될 수 있도록 석탄이 잘게 분쇄되어 미분탄 형태로 석회석 등과 함께 공기에 의해 내부로 공급되며, 연소를 통해 발생되는 연소가스가 전기집진기(20)로 배출된다. 이때, 연소로(10)에서 배출되는 연소가스에는 분진과 수은 및 황산화물 등 공기오염물질이 포함되어 있다.
유동층 노는 미분탄과 석회석을 공급받는 포트(port)를 구비함이 바람직하고, 이 포트는 개폐 단속됨이 바람직하다.
그리고 연소로(10)에서 배출되는 연소가스는 전기집진기(20) 및 탈황장치(30)를 거치면서 정화된다.
전기집진기(20)는 연소로(10)에서 발생된 큰 유량의 연소가스에서 발생되는 비교적 큰 입경(2.5㎛ 이상)의 애쉬가 다량으로 1차 제거하게 된다. 이때, 전기집진기(20)는 내부에 마련되는 집진판(도시생략)에서 발생되는 전자기장을 통해 연소가스에 포함된 애쉬(분진)가 상기 집진판에 부착된다. 즉, 전기집진기(20)는 상기 집진판에 생성되는 정전기력에 의해 연소가스에 포함된 분진이 집진판에 부착된다.
전기집진기(20)에서 1차 여과과정을 거친 연소가스는 탈황장치(30)에서 2차적으로 탈황 처리된다.
한편, 전기집진기(20)에 의해 제거되는 애쉬에서 미연탄소를 측정하기 위한 미연탄소 측정장치(100)는 전기집진기(20)의 하측에서 마련되며, 전기집진기(20)에서 집진된 애쉬의 미연탄소를 측정할 수 있도록 전기집진기(20)에 집진된 애쉬가 수거된다.
이러한, 본 발명의 실시 예에 따른 미연탄소 측정장치(100)를 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 미연탄소 측정장치(100)는, 전기집진기(20)에 집진된 애쉬가 수거되는 호퍼(110)와, 이 호퍼(110)의 애쉬를 내부로 유입시키는 애쉬 유입부(120)와, 내부로 유입된 애쉬의 미연탄소를 측정하는 미연탄소 측정부(130)와, 내부로 유입된 애쉬를 외부로 배출시키는 애쉬 배출부(140)를 포함한다.
호퍼(110)는 전기집진기(20)의 하측에 마련되며, 전기집진기(20)에서 제거되는 애쉬가 내부에 쌓이게 된다. 또한, 호퍼(110)는 내부에 수거된 애쉬의 미연탄소 측정이 완료되면 내부에 수거되었던 애쉬가 제거관(111)을 통해 제거된다.
이러한, 호퍼(110)는 내부에 수거되는 애쉬의 양을 감지하기 위한 제1 감지센서(113)가 구비되고, 이 제1 감지센서(113)에 의해 애쉬가 감지되면 애쉬 유입부(120)가 작동되면서 내부의 애쉬가 애쉬 유입부(120)로 유입된다.
애쉬 유입부(120)는 호퍼(110) 내부의 애쉬가 원활하게 유입될 수 있도록 호퍼(110)에 결합되는 유입부재(121)와, 호퍼(110)의 애쉬를 유입부재(121)로 유입시키기 위한 유입 스크루(123)와, 이 유입 스크루(123)를 회전시키는 제1 구동모터(125)를 포함한다.
유입부재(121)는 애쉬 배출부(140) 및 미연탄소 측정부(130)보다 높은 위치에 위치되도록 호퍼(110)에 결합되며, 내부에 유입 스크루(123)가 설치되는 설치공간부(121a)가 형성된다. 또한, 유입부재(121)는 호퍼(110) 및 미연탄소 측정부(130)와 용이하게 결합될 수 있도록 일단에 플랜지(121b)가 형성되고 중앙 하부에 배출관(121c)이 형성된다. 이때, 배출관(121c)에도 미연탄소 측정부(130)를 용이하게 결합할 수 있도록 플랜지가 형성된다.
이러한, 유입주배(121)는 플랜지(121b)에 의해 호퍼(110)에 결합되고, 배출관(121c)에 미연탄소 측정부(130)가 결합되며, 유입 스크루(123)에 의해 내부로 유입되는 애쉬가 배출관(121c)을 통해 미연탄소 측정부(130)의 내부로 자유낙하된다.
유입 스크루(123)는 유입부재(121)의 설치공간부(121a)에 회전가능하게 결합되며, 그 일단부가 호퍼(110)의 내부로 노출된다. 이는 호퍼(110) 내부의 애쉬가 원활하게 유입되도록 하기 위함이다.
유입 스크루(123)를 회전시키는 제1 구동모터(125)는 유입부재(121)에 결합되며, 감속기(도시생략)를 통해 유입 스크루(123)에 연결된다.
이와 같은 애쉬 유입부(120)는 제1 구동모터(125)의 작동에 의해 유입 스크루(123)가 회전되면 호퍼(110) 내부의 애쉬가 유입부재(121)의 내부로 유입되면서 상기 배출구멍을 통해 미연탄소 측정부(130)로 투입된다.
미연탄소 측정부(130)는 애쉬 유입부(120)와 애쉬 배출부(140)에 연통되도록 설치되는 애쉬 저장부재(131)와, 고주파를 이용하여 애쉬 저장부재(131)에 저장된 애쉬의 미연탄소를 측정하기 위한 고주파 발생부(133) 및 고주파 수신부(135)를 포함한다.
애쉬 저장부재(131)는 그 상단이 유입부재(121)의 배출구멍에 연통되도록 유입부재(121)에 결합되며, 유입부재(121)로 유입되는 애쉬가 자유낙하되어 저장된다. 이때, 애쉬 저장부재(131)의 상단부 및 하단부에는 애쉬 유입부(120)와 애쉬 배출부(140)에 용이하게 결합되도록 플랜지(131a)가 각각 형성된다.
애쉬의 미연탄소를 측정하는 고주파 발생부(133) 및 고주파 수신부(135)는 애쉬 저장부재(131)의 중앙부에 각각 설치된다. 이때, 고주파 발생부(133)는 애쉬 저장부재(131)에 저장된 애쉬로 고주파가 투과될 수 있도록 애쉬 저장부재(131)의 내부로 고주파를 발생시키고, 고주파 수신부(135)는 고주파 발생부(133)에서 송신되는 고주파가 수신된다.
이러한, 고주파 발생부(133) 및 고주파 수신부(135)는 애쉬의 미연탄소 측정이 보다 정확하게 할 수 있도록 애쉬 저장부재(131)의 중심을 기준으로 대응되도록 설치된다.
또한, 미연탄소 측정부(130)는 고주파 발생부(133) 및 고주파 수신부(135)의 고주파 송수신율을 계측하기 위한 계측기(137)와, 애쉬 저장부재(131)에 저장되는 애쉬의 양을 감지할 수 있는 제2 감지센서(131b) 및 제3 감지센서(131c)가 더 마련된다. 이때, 제2 감지센서(131b) 및 제3 감지센서(131c)는 고주파 발생부(133)와 고주파 수신부(135)의 상부 및 하부에 각각 위치된다.
즉, 제2 감지센서(131b)는 고주파 발생부(133)와 고주파 수신부(135)보다 높은 위치에 설치되며, 애쉬 저장부재(131)의 내부로 투입되는 애쉬의 양에 따라 고주파 발생부(133) 및 고주파 수신부(135)가 작동될 수 있도록 애쉬 저장부재(131)의 애쉬 양을 감지하여 감지신호를 발생한다.
그리고 제3 감지센서(131c)는 고주파 발생부(133)와 고주파 수신부(135)보다 낮은 위치에 설치되며, 애쉬 저장부재(131)의 애쉬 양을 감지하여 일정량 이하이면 애쉬 배출부(140)의 작동이 정지되도록 감지신호를 발생한다.
이와 같은 미연탄소 측정부(130)는 애쉬 유입부(120)로부터 애쉬가 공급되어 애쉬 저장부재(131)에 일정량 이상 저장되면 제2 감지센서(131b)가 이를 감지하게 되고 고주파 발생부(133), 고주파 수신부(135) 및 계측기(137)가 작동되면서 애쉬의 미연탄소를 측정하게 된다. 그리고 애쉬의 미연탄소 측정이 완료되면 애쉬 저장부재(131)에 저장된 애쉬가 애쉬 배출부(140)에 의해 호퍼(110)로 다시 배출되어 처리된다.
애쉬 배출부(140)는 측정이 완료된 애쉬 저장부재(131) 내부의 애쉬가 호퍼(110)로 재유입되어 처리될 수 있도록 애쉬 저장부재(131) 및 호퍼(110)와 연통되는 배출부재(141)와, 이 배출부재(141)의 내부에 설치되는 배출 스크루(143)와, 이 배출 스크루(143)를 회전시키는 제2 구동모터(145)를 포함한다.
배출부재(141)는 배출 스크루(143)가 설치될 수 있도록 내부에 설치공간부(141a)가 형성되며, 호퍼(110) 및 애쉬 저장부재(131)와 용이하게 결합되도록 플랜지(141b) 및 유입관(141c)이 각각 형성된다. 이때, 배출부재(140)는 플랜지(141b)가 일단에 형성되어 호퍼(110)에 결합되고, 유입관(141c)이 중앙부 상측에 형성되어 애쉬 저장부재(131)와 결합된다.
이러한, 배출부재(141)는 애쉬 저장부재(131)에서 유입관(141c)을 통해 내부로 유입되는 애쉬가 배출 스크루(143)의 회전을 통해 호퍼(110)로 배출된다.
배출 스크루(143)는 배출부재(141)의 설치공간부(141a)에 회전가능하게 설치되며 그 회전을 통해 배출부재(141)의 애쉬를 호퍼(110)로 이동시켜 배출시킬 수 있도록 제2 구동모터(145)에 연결된다.
제2 구동모터(145)는 배출부재(141)의 단부에 설치되어 감속기(도시생략)를 통해 배출 스크루(143)와 연결되어 배출 스크루(143)를 회전시킨다.
이와 같은 애쉬 배출부(140)는 애쉬의 미연탄소 측정이 완료되면 제2 구동모터(145)의 작동에 의해 배출 스크루(143)가 회전되면서 애쉬 저장부재(131)의 애쉬가 호퍼(110)측으로 재 유입되도록 애쉬를 배출시킨다.
한편, 도 4를 참조하면, 본 실시 예에 따른 미연탄소 측정장치(100)는 미연탄소 측정이 완료된 애쉬가 애쉬 유입부(120)에서 완전하게 제거할 수 있도록 애쉬 유입부(120)에 에어 토출부(150)가 더 마련된다. 이는 측정이 완료된 애쉬가 애쉬 유입부(120)에 잔존하는 것을 방지하여 측정이 완료된 애쉬와 다음에 측정할 애쉬가 혼합되는 것을 방지하게 위함이다.
에어 토출부(150)는 유입부재(121)의 내부 및 유입 스크루(123)로 압축공기를 분사할 수 있도록 에어공급구멍(151)과, 에어노즐(153) 및 컴프레서(155)를 포함한다.
에어공급구멍(151)은 유입부재(121)의 설치공간부(121a) 및 유입 스크루(123)의 모든 부위로 압축공기가 원활하게 분사될 수 있도록 유입 스크루(123)의 회전축(123a)에 길이방향으로 형성된다.
그리고 에어노즐(153)은 유입 스크루(123)의 회전축(123a) 외면에 일정간격으로 복수개 설치되며, 에어공급구멍(151)으로 공급되는 압축공기를 설치공간부(121a)의 내부로 분사시킨다.
컴프레서(155)는 배출부재(141)에 회전가능하게 결합되는 중공축(157)을 통해 에어공급구멍(151)에 연결되도록 배출부재(141)의 상측에 설치되며, 압축공기를 생성한다.
다음으로, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 보일러의 미연탄소 측정장치의 작동 및 작용을 설명한다.
먼저, 전기집진기(20)에서 포집된 연소가스의 애쉬가 호퍼(110)로 수거되어 제1 감지센서(113)에서 신호가 발생되면 호퍼(110)에 수거된 애쉬의 미연탄소가 측정될 수 있도록 애쉬 유입부(120)를 통해 호퍼(110)의 애쉬가 유입되면서 미연탄소 측정부(130)로 공급된다.
구체적으로, 제1 감지센서(113)에 의해 제1 구동모터(125)가 작동되면 애쉬 유입부(120)의 유입 스크루(123)가 회전되면서 호퍼(110) 내부의 애쉬가 유입부재(121)로 유입되어 미연탄소 측정부(130)로 투입된다. 그리고 미연탄소 측정부(130)의 애쉬 저장부재(131)에 애쉬가 일정량 이상 저장되면 제2 감지센서(131b)에 의해 제1 구동모터(125)의 작동이 정지되고, 고주파 발생부(133) 및 고주파 수신부(135)가 작동되면서 애쉬에 고주파가 투과된다. 이때, 계측기(137)에서 고주파 발생부(133) 및 고주파 수신부(135)의 주파수 송수신율을 계측하여 애쉬의 미연탄소를 측정하게 된다.
이후, 애쉬의 미연탄소 측정이 완료되면 미연탄소 측정부(130)의 애쉬가 호퍼(110)로 재유입될 수 있도록 애쉬 배출부(140)에 의해 호퍼(110)로 배출된다.
구체적으로, 애쉬의 미연탄소 측정이 완료되면 제2 구동모터(145)가 작동되면서 배출 스크루(143)가 회전되고, 이 회전에 따라 배출부재(141)의 애쉬가 호퍼(110)로 배출되면서 미연탄소 측정부(130)의 애쉬가 배출된다. 그리고 미연탄소 측정부(130)의 애쉬가 배출되어 제3 감지센서(131c)에서 신호가 발생되면 제2 구동모터(145)가 정지된다.
이와 같은 본 실시 예에 따른 미연탄소 측정장치(100)는 측정이 완료된 애쉬가 호퍼(110)로 다시 배출되므로, 미연탄소의 측정이 완료된 애쉬를 간편하게 처리할 수 있다. 또한, 애쉬의 미연탄소 측정이 완료되면 측정이 완료된 애쉬를 배출시키고 다음 측정할 애쉬가 공급되므로, 애쉬의 미연탄소를 실시간으로 측정할 수 있다.
더하여, 호퍼(110)의 애쉬가 제거된 상태에서 유입 스크루(123)를 회전시키면서 에어 토출부(150)를 구동시키면 애쉬 유입부(120)의 내부 및 유입 스크루(123)로 압축공기가 분사되면서 잔존하는 애쉬가 완전하게 제거되므로, 측정이 완료된 애쉬가 애쉬 유입부(120)에 잔존하는 것을 방지하여 측정이 완료된 애쉬와 다음에 측정할 애쉬가 혼합되는 것이 방지되어 현재 발생되는 애쉬의 미연탄소를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
한편, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 미연탄소 측정장치를 이용한 보일러의 미연탄소 측정방법을 상세하게 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 보일러의 미연탄소 측정방법은, 미연탄소 측정부(130)로 애쉬를 유입시키는 애쉬 유입단계(S110)와, 미연탄소 측정부(130)에 저장된 애쉬의 미연탄소를 측정하는 미연탄소 측정단계(S120) 및 측정이 완료된 애쉬를 호퍼(110)로 배출하는 애쉬 배출단계(S130)를 포함한다.
구체적으로, 애쉬 유입단계(110)는 전기집진기(20)에 집진된 애쉬가 호퍼(110)로 수거되고(S111), 호퍼(110)로 수거되는 애쉬가 일정량 이상이면 호퍼(110)의 상측에 마련된 제1 감지센서(113)가 감지신호를 발생한다(113). 이때, 애쉬의 수거양이 일정량 이하이면 계속해서 애쉬를 수거하게 된다.
그리고 호퍼(110)에 수거된 애쉬가 일정양 이상이면 애쉬 유입부(120)가 작동되면서 유입 스크루(123)가 회전하고, 이에 의해 호퍼(110)의 애쉬가 애쉬 유입부(120)의 내부로 유입되면서 미연탄소 측정부(130)로 공급된다(S115).
이후, 애쉬 유입단계(S110)가 완료되면 미연탄소 측정단계(S120)를 수행한다.
미연탄소 측정단계(S120)는 미연탄소 측정부(130)로 유입되는 애쉬가 일정량 이상 유입되면 제2 감지센서(131b)에서 감지신호를 발생한다(S121). 이때, 애쉬의 유입량이 일정량 이하이면 애쉬 유입부(120)가 계속 작동되면서 애쉬를 유입시킨다.
그리고 제2 감지센서(131b)에서 발생되는 감지신호에 따라 애쉬 유입부(120)의 구동이 정지되고, 고주파 발생부(133) 및 고주파 수신부(135)가 작동에 따라 애쉬 저장부재(131)에 저장된 애쉬로 고주파를 투과시켜 애쉬의 미연탄소를 측정한다(S123).
이후, 미연탄소의 측정이 완료되면(S120), 미연탄소 측정부(130)의 애쉬를 호퍼(110)로 재 유입시키는 애쉬 배출단계(S130)가 수행된다.
애쉬 배출단계(S130)는 애쉬 배출부(140)의 배출 스크루(143)가 회전되면서 미연탄소 측정부(130)의 애쉬를 호퍼(110)로 강재 배출시킨다(S131). 그리고 애쉬의 배출에 따라 미연탄소 측정부(130)의 애쉬양이 일정량 이하이면 제3 감지센서(131c)에서 감지신호를 발생한다(S133). 그러면, 애쉬 배출부(140)가 정지되면서 애쉬의 배출이 정지된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100 : 미연탄소 측정장치 110 : 호퍼
120 : 애쉬 유입부 121 : 유입부재
123 : 유입 스크루 125 : 제1 구동모터
130 : 미연탄소 측정부 131 : 애쉬 저장부재
133 : 고주파 발생부 135 : 고주파 수신부
140 : 애쉬 배출부 141 : 배출부재
143 : 배출 스크루 145 : 제2 구동모터

Claims (11)

  1. 보일러의 집진기에서 집진되는 연소가스의 애쉬가 수거되는 호퍼; 상기 호퍼와 연통되도록 상기 호퍼에 설치되며, 상기 호퍼에 수거된 애쉬를 스크루를 통해 내부로 유입시키는 애쉬 유입부; 상기 애쉬 유입부의 애쉬가 투입되도록 상기 애쉬 유입부와 연결되며, 상기 애쉬 유입부에서 유입되는 애쉬의 미연탄소를 측정하는 미연탄소 측정부; 및 상기 호퍼 및 상기 미연탄소 측정부에 연결되며, 상기 미연탄소 측정부의 애쉬를 스크루를 통해 상기 호퍼로 배출시키는 애쉬 배출부;를 포함하며,
    상기 호퍼는 애쉬의 양을 감지하는 제1 감지센서가 구비되고,
    상기 애쉬 유입부는 상기 애쉬 배출부보다 높은 위치에 위치되도록 상기 호퍼에 결합되며, 상기 제1 감지센서에 애쉬가 감지되면 상기 호퍼의 애쉬를 유입하는 것을 특징으로 하는 보일러의 미연탄소 측정장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 애쉬 유입부는,
    상기 애쉬 배출부보다 높게 위치되도록 상기 호퍼에 결합되며, 상기 미연탄소 측정부와 연통되는 유입부재;
    상기 유입부재의 내부에 회전가능하게 결합되며, 상기 호퍼의 내부에서 상기 유입부재의 내부로 애쉬를 유입시키는 유입 스크루; 및
    상기 유입 스크루를 회전시킬 수 있도록 상기 유입부재에 결합되는 제1 구동모터;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러의 미연탄소 측정장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 미연탄소 측정부는,
    상기 애쉬 유입부와 상기 애쉬 배출부에 연통되도록 설치되며, 상기 애쉬 유입부로 유입되는 애쉬가 투입되는 애쉬 저장부재;
    상기 애쉬 저장부재에 설치되며, 상기 애쉬 저장부재의 내부로 고주파를 발생시키는 고주파 발생부; 및
    상기 고주파 발생부와 대응되도록 상기 애쉬 저장부에 설치되며, 상기 애쉬의 내부를 투과한 상기 고주파 발생부의 고주파가 수신되는 고주파 수신부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러의 미연탄소 측정장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 애쉬 배출부는,
    상기 애쉬 유입부보다 낮게 위치되도록 상기 호퍼 및 상기 미연탄소 측정부와 연통되는 배출부재;
    상기 배출부재의 내부에 회전가능하게 결합되며, 상기 미연탄소 측정부의 내부 애쉬가 상기 호퍼로 다시 유입되도록 상기 미연탄소 측정부의 내부 애쉬를 상기 호퍼의 내부로 배출시키는 배출 스크루; 및
    상기 배출 스크루를 회전시킬 수 있도록 상기 배출부재에 결합되는 제2 구동모터;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러의 미연탄소 측정장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 애쉬 유입부의 내부에 잔존하는 애쉬를 제거할 수 있도록 상기 애쉬 유입부에 설치되며, 상기 애쉬 유입부의 내부로 공기를 토출시키는 에어 토출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러의 미연탄소 측정장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 에어 토출부는,
    외부로부터 압축공기가 유입되도록 상기 유입 스크루의 내부에 형성되는 에어공급구멍;
    상기 에어공급구멍으로 공급되는 에어가 상기 유입부재로 토출되도록 상기 유입 스크루에 결합되는 에어노즐; 및
    상기 에어공급구멍으로 압축공기를 공급할 수 있도록 상기 애쉬 배출부에 마련되는 컴프레서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 미연탄소 측정장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
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