KR101197107B1 - 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템 - Google Patents

석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화석연료를 연소시키는 보일러 연소실과; 화석연료를 연소시키기 위한 공기를 발생시키는 공기 발생장치와; 공기 발생장치로부터 발생되는 공기를 압입 통풍기를 통해 공급받아 공기를 가열하여 연소용 공기로 제공하거나, 보일러 연소실을 통해 연소되는 화석연료 가스를 가열하여 유인 통풍기에 제공하는 열교환부와; 보일러 연소실을 통해 화석연료가 연소될 때에, 이물질을 집진시키는 전기 집진기와; 열교환부를 통해 가열되고 전기 집진기를 통해 필터링된 화석연료 가스를 유인 통풍기로부터 공급받아 외부로 배출시키는 연돌과; 열교환부와 압입 통풍기의 사이에 제공되어 압입 통풍기를 통해 유입되는 공기를 개폐시키는 에어 개폐부와; 전기 집진기와 유인 통풍기의 사이에 제공되어 유인 통풍기를 통해 배출되려는 화석연료 가스를 개폐시키는 화석 연료 가스 개폐부; 및 보일러 연소실을 통해 화석연료가 연소될 때에, 보일러 연소실로부터 배출되는 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간범위를 벗어날 경우, 화석연료 가스의 배출 시간을 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위에 맞추도록 보정될 화석연료 가스의 배출 시간을 연산하고, 보정될 화석연료 가스의 배출 시간에 맞게 공기 발생장치로부터 발생되는 공기를 열교환부에 공급하도록 에어 개폐부를 개방시키는 연소상황 분석장치를 포함한다.

Description

석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템{fossil fuel gas control system for firing coal-fired boiler}
본 발명은 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 화력발전소는 화학 에너지를 갖고 있는 석탄, 석유, 천연 가스 등의 화석연료를 보일러 연소실에서 연소시켜 변한 열 에너지가 기계설비에 의해 기계 에너지로 변환된 후, 기계설비와 연결된 전기설비를 회전시킴으로써 전기 에너지를 생산하도록 설치되었다.
그러나, 종래 화력발전소는 보일러 연소실에 과잉 공기량이 공급되거나 부족 공기량이 공급될 경우, 보일러 연소실에서 수시로 변하는 연소 탄종 및 탄종 간의 혼탄에 의해 배기 가스가 손실되거나 연소 부산물중의 미연탄소가 손실될 수가 있었다.
따라서, 종래 화력발전소는 보일러의 연소효율을 향상시키는데에 한계가 있었고, 화력발전을 운영하기 위한 발전운영비용을 줄이는 데에 한계가 있었다.
본 발명의 목적은, 보일러 연소실로부터 배출되는 화석연료 가스를 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위로 지속적으로 유지시킬 수가 있으므로, 수시로 변하는 연소 탄종 및 탄종 간의 혼탄에도 과잉 공기량 공급에 의해 발생하는 배기 가스 손실을 방지하면서, 부족 공기량 공급에 의해 발생하는 연소 부산물중의 미연탄소 손실을 방지할 수 있는 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템을 제공하는데에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 보일러 연소효율을 향상시키면서, 화력발전을 운영하기 위한 발전운영비용을 줄일 수 있는 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템을 제공하는데에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 화석연료를 연소시키는 보일러 연소실과; 화석연료를 연소시키기 위한 공기를 발생시키는 공기 발생장치와; 공기 발생장치로부터 발생되는 공기를 적어도 하나의 압입 통풍기를 통해 공급받아 공기를 가열하여 연소용 공기로 제공하거나, 보일러 연소실을 통해 연소되는 화석연료 가스를 가열하여 적어도 하나의 유인 통풍기에 제공하는 적어도 하나의 열교환부와; 보일러 연소실을 통해 화석연료가 연소될 때에, 이물질을 집진시키는 적어도 하나의 전기 집진기와; 적어도 하나의 열교환부를 통해 가열되고 적어도 하나의 전기 집진기를 통해 필터링된 화석연료 가스를 적어도 하나의 유인 통풍기로부터 공급받아 외부로 배출시키는 연돌과; 적어도 하나의 열교환부와 적어도 하나의 압입 통풍기의 사이에 제공되어 적어도 하나의 압입 통풍기를 통해 유입되는 공기를 개폐시키는 적어도 하나의 에어 개폐부와; 적어도 하나의 전기 집진기와 적어도 하나의 유인 통풍기의 사이에 제공되어 적어도 하나의 유인 통풍기를 통해 배출되려는 화석연료 가스를 개폐시키는 적어도 하나의 화석 연료 가스 개폐부; 및 보일러 연소실을 통해 화석연료가 연소될 때에, 보일러 연소실로부터 배출되는 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간범위를 벗어날 경우, 화석연료 가스의 배출 시간을 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위에 맞추도록 보정될 화석연료 가스의 배출 시간을 연산하고, 보정될 화석연료 가스의 배출 시간에 맞게 공기 발생장치로부터 발생되는 공기를 적어도 하나의 열교환부에 공급하도록 적어도 하나의 에어 개폐부를 개방시키는 연소상황 분석장치를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 연소상황 분석장치는 보일러 연소실을 통해 화석연료가 연소될 때에, 보일러 연소실로부터 배출되는 화석연료 가스의 배출 시간을 시간적으로 감지하는 연소상황 감지부와; 연소상황 감지부를 통해 감지된 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위와 비교하여 보일러 연소실로부터 배출되는 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위 내에서 배출되면 화석연료가 기준 화석연료 가스으로 연소중인 것으로 판단하고, 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위보다 늦게 배출되면 화석연료가 연소된 것으로 판단하며, 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위보다 빠르게 배출되면 화석연료가 연소되지 않은 것으로 판단하는 비교기와; 비교기를 통해 화석연료가 정해진 시간에 연소된 것으로 판단되면, 기준 화석연료 가스의 배출시간의 범위보다 늦은 화석연료 가스의 배출시간 차이를 정해진 미분시간동안 미분하여 변화율에 비례하는 늦어진 화석연료 가스 배출시간의 편차값을 계산하는 제 1 미분기와; 제 1 미분기에 의해 계산된 늦어진 화석연료 가스 배출시간 편차값을 정해진 적분시간동안 적분시키는 제 1 적분기와; 제 1 적분기를 통해 계산된 늦어진 시간 편차값을 공급받아 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위가 되도록 적어도 하나의 에어 개폐부의 개방율을 낮추는 제 1 에어 개폐부용 개폐 조정부와; 상기 비교기를 통해 상기 화석연료가 연소되지 않은 것으로 판단되면, 기준 화석연료 가스의 배출시간의 범위보다 빠른 화석연료 가스의 배출시간 차이를 정해진 미분시간동안 미분하여 변화율에 비례하는 빨라진 화석연료 가스 배출시간의 편차값을 계산하는 제 2 미분기와; 제 2 미분기에 의해 계산된 빨라진 화석연료 가스 배출시간의 편차값을 정해진 적분시간동안 적분시키는 제 2 적분기; 및 제 2 적분기를 통해 계산된 빨라진 시간 편차값을 공급받아 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위가 되도록 적어도 하나의 에어 개폐부의 개방율을 높히는 제 2 에어 개폐부용 개폐 조정부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 화석연료를 연소시키는 보일러 연소실과; 화석연료를 연소시키기 위한 공기를 발생시키는 공기 발생장치와; 공기 발생장치로부터 발생되는 공기를 적어도 하나의 압입 통풍기를 통해 공급받아 공기를 가열하여 연소용 공기로 제공하거나, 보일러 연소실을 통해 연소되는 화석연료 가스를 가열하여 적어도 하나의 유인 통풍기에 제공하는 적어도 하나의 열교환부와; 보일러 연소실을 통해 화석연료가 연소될 때에, 이물질을 집진시키는 적어도 하나의 전기 집진기와; 적어도 하나의 열교환부를 통해 가열되고 적어도 하나의 전기 집진기를 통해 필터링된 화석연료 가스를 적어도 하나의 유인 통풍기로부터 공급받아 외부로 배출시키는 연돌과; 적어도 하나의 열교환부와 적어도 하나의 압입 통풍기의 사이에 제공되어 적어도 하나의 압입 통풍기를 통해 유입되는 공기를 개폐시키는 적어도 하나의 에어 개폐부와; 적어도 하나의 전기 집진기와 적어도 하나의 유인 통풍기의 사이에 제공되어 적어도 하나의 유인 통풍기를 통해 배출되려는 화석연료 가스를 개폐시키는 적어도 하나의 화석 연료 가스 개폐부; 및 보일러 연소실을 통해 화석연료가 연소될 때에, 보일러 연소실로부터 배출되는 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간범위를 벗어날 경우, 화석연료 가스의 배출 시간을 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위에 맞추도록 보정될 화석연료 가스의 배출 시간을 연산하고, 보정될 화석연료 가스의 배출 시간에 맞게 공기 발생장치로부터 발생되는 공기를 적어도 하나의 열교환부에 공급하도록 적어도 하나의 에어 개폐부를 개방시키면서, 적어도 하나의 압입 통풍기에 장착된 모터를 빠르게 회전시켜 공기 발생장치로부터 발생되는 공기의 유입을 빠르게 유도하는 연소상황 분석장치를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 연소상황 분석장치는 보일러 연소실을 통해 화석연료가 연소될 때에, 보일러 연소실로부터 배출되는 화석연료 가스의 배출 시간을 시간적으로 감지하는 연소상황 감지부와; 연소상황 감지부를 통해 감지된 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위와 비교하여 보일러 연소실로부터 배출되는 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위내에서 배출되면 화석연료가 기준 화석연료 가스으로 연소중인 것으로 판단하고, 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위보다 늦게 배출되면 화석연료가 연소된 것으로 판단하며, 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위보다 빠르게 배출되면 화석연료가 연소되지 않은 것으로 판단하는 비교기와; 비교기를 통해 상기 화석연료가 정해진 시간에 연소된 것으로 판단되면, 기준 화석연료 가스의 배출시간의 범위보다 늦은 화석연료 가스의 배출시간 차이를 정해진 미분시간동안 미분하여 변화율에 비례하는 늦어진 화석연료 가스 배출시간의 편차값을 계산하는 제 1 미분기와; 제 1 미분기에 의해 계산된 상기 늦어진 화석연료 가스 배출시간 편차값을 정해진 적분시간동안 적분시키는 제 1 적분기와; 제 1 적분기를 통해 계산된 늦어진 시간 편차값을 공급받아 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위가 되도록 적어도 하나의 에어 개폐부의 개방율을 낮추는 제 1 에어 개폐부용 개폐 조정부와; 상기 비교기를 통해 상기 화석연료가 연소되지 않은 것으로 판단되면, 기준 화석연료 가스의 배출시간의 범위보다 빠른 화석연료 가스의 배출시간 차이를 정해진 미분시간동안 미분하여 변화율에 비례하는 빨라진 화석연료 가스 배출시간의 편차값을 계산하는 제 2 미분기와; 제 2 미분기에 의해 계산된 빨라진 화석연료 가스 배출시간의 편차값을 정해진 적분시간동안 적분시키는 제 2 적분기와; 제 2 적분기를 통해 계산된 빨라진 시간 편차값을 공급받아 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위가 되도록 적어도 하나의 에어 개폐부의 개방율을 높히는 제 2 에어 개폐부용 개폐 조정부; 및 제 2 적분기에 동기화되되, 제 2 에어 개폐부용 개폐 조정부가 적어도 하나의 에어 개폐부의 개방율을 조정할 때에, 적어도 하나의 압입 통풍기에 장착된 모터를 빠르게 회전시켜 공기 발생장치로부터 발생되는 공기의 유입을 빠르게 유도하는 적어도 하나의 압입 통풍기용 모터 회전수 조정부를 포함한다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 보일러 연소실로부터 배출되는 화석연료 가스를 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위로 지속적으로 유지시킬 수가 있으므로, 수시로 변하는 연소 탄종 및 탄종 간의 혼탄에도 과잉 공기량 공급에 의해 발생하는 배기 가스 손실을 방지하면서, 부족 공기량 공급에 의해 발생하는 연소 부산물중의 미연탄소 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 보일러 연소효율을 향상시키면서, 화력발전을 운영하기 위한 발전운영비용을 줄일 수 있는 다른 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 연소상황 분석장치를 더욱 자세하게 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시한 연소상황 분석장치를 더욱 자세하게 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세히 설명하기로 한다.
<제 1 실시예>
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시한 연소상황 분석장치를 더욱 자세하게 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템(100)은 보일러 연소실(102), 공기 발생장치(104), 적어도 하나의 열교환부(106), 적어도 하나의 전기 집진기(108), 연돌(110), 적어도 하나의 에어 개폐부(112), 적어도 하나의 화석 연료 가스 개폐부(114), 연소상황 분석장치(116)등을 포함한다.
보일러 연소실(102)은 화석연료를 연소시키도록 제공되고, 공기 발생장치(106)는 화석연료를 연소시키기 위한 공기를 발생시키도록 제공된다.
적어도 하나의 열교환부(106)는 공기 발생장치(104)로부터 발생되는 공기를 적어도 하나의 압입 통풍기(105)를 통해 공급받아 공기를 가열하여 연소용 공기로 제공하거나, 보일러 연소실(102)을 통해 연소되는 화석연료 가스를 가열하여 적어도 하나의 유인 통풍기(107)에 공급하도록 제공된다.
적어도 하나의 전기 집진기(108)는 보일러 연소실(102)을 통해 화석연료가 연소될 때에, 이물질을 집진시키도록 제공된다.
연돌(110)은 적어도 하나의 열교환부(106)를 통해 가열되고 적어도 하나의 전기 집진기(108)를 통해 필터링된 화석연료 가스를 적어도 하나의 유인 통풍기(107)로부터 공급받아 외부로 배출시키도록 제공된다.
적어도 하나의 에어 개폐부(112)는 적어도 하나의 열교환부(106)와 적어도 하나의 압입 통풍기(105)의 사이에 제공되어 적어도 하나의 압입 통풍기(105)를 통해 유입되는 공기를 개폐시키도록 제공된다.
적어도 하나의 화석 연료 가스 개폐부(114)는 적어도 하나의 전기 집진기(108)와 적어도 하나의 유인 통풍기(107)의 사이에 제공되어 적어도 하나의 유인 통풍기(107)를 통해 배출되려는 화석연료 가스를 개폐시키도록 제공된다.
연소상황 분석장치(116)는 보일러 연소실(102)을 통해 화석연료가 연소될 때에, 보일러 연소실(102)로부터 배출되는 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간범위를 벗어날 경우, 화석연료 가스의 배출 시간을 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위에 맞추도록 보정될 화석연료 가스의 배출 시간을 연산하도록 제공된다.
또한, 연소상황 분석장치(116)는 보정될 화석연료 가스의 배출 시간에 맞게 공기 발생장치(104)로부터 발생되는 공기를 적어도 하나의 열교환부(106)에 공급하도록 적어도 하나의 에어 개폐부(112)를 개방시킨다.
더욱 자세하게 말하면, 연소상황 분석장치(116)는 연소상황 감지부(116a), 비교기(116b), 제 1 미분기(116c), 제 1 적분기(116d), 제 1 에어 개폐부용 개폐 조정부(116e), 제 2 미분기(116f), 제 2 적분기(116g), 제 2 에어 개폐부용 개폐 조정부(116h)등을 포함할 수가 있다.
연소상황 감지부(116a)는 보일러 연소실(102)을 통해 화석연료가 연소될 때에, 보일러 연소실(102)로부터 배출되는 화석연료 가스의 배출 시간을 시간적으로 감지하도록 제공된다.
비교기(116b)는 연소상황 감지부(116a)를 통해 감지된 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위와 비교하여 보일러 연소실(102)로부터 배출되는 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위내에서 배출되면, 화석연료가 기준 화석연료 가스으로 연소중인 것으로 판단하도록 제공된다.
반면에, 비교기(116b)는 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위보다 늦게 배출되면, 화석연료가 연소된 것으로 판단하도록 제공된다.
또한, 비교기(116b)는 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위보다 빠르게 배출되면 화석연료가 연소되지 않은 것으로 판단하도록 제공된다.
제 1 미분기(116c)는 비교기(116b)를 통해 화석연료가 정해진 시간에 연소된 것으로 판단되면, 기준 화석연료 가스의 배출시간의 범위보다 늦은 화석연료 가스의 배출시간 차이를 정해진 미분시간동안 미분하여 변화율에 비례하는 늦어진 화석연료 가스 배출시간의 편차값을 계산한다.
제 1 적분기(116d)는 제 1 미분기(116c)에 의해 계산된 늦어진 화석연료 가스 배출시간 편차값을 정해진 적분시간동안 적분시킨다.
제 1 에어 개폐부용 개폐 조정부(116e)는 제 1 적분기(116d)를 통해 계산된 늦어진 시간 편차값을 공급받아 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위가 되도록 적어도 하나의 에어 개폐부(112)의 개방율을 낮춘다.
제 2 미분기(116f)는 비교기(116b)를 통해 화석연료가 연소되지 않은 것으로 판단되면, 기준 화석연료 가스의 배출시간의 범위보다 빠른 화석연료 가스의 배출시간 차이를 정해진 미분시간동안 미분하여 변화율에 비례하는 빨라진 화석연료 가스 배출시간의 편차값을 계산한다.
제 2 적분기(116g)는 제 2 미분기(116f)에 의해 계산된 빨라진 화석연료 가스 배출시간의 편차값을 정해진 적분시간동안 적분시킨다.
제 2 에어 개폐부용 개폐 조정부(116h)는 제 2 적분기(116d)를 통해 계산된 빨라진 시간 편차값을 공급받아 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위가 되도록 적어도 하나의 에어 개폐부(112)의 개방율을 높힌다.
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템(100)은 보일러 연소실(102), 공기 발생장치(106), 적어도 하나의 열교환부(106), 적어도 하나의 전기 집진기(108), 연돌(110), 적어도 하나의 에어 개폐부(112), 적어도 하나의 화석 연료 가스 개폐부(114), 연소상황 분석장치(116)등을 포함한다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템(100)은 연소상황 분석장치(116)의 비교기(116b)를 통해 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위내에 있는 것인지, 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위보다 늦게 배출되는 것인지, 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위보다 빠르게 배출되는 것인지를 판단할 수가 있게 된다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템(100)은 연소상황 분석장치(116)의 제 1, 2 미분기(116c, 116f)와 제 1, 2 적분기(116d, 116g)를 통해 화석연료 가스의 배출 시간을 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위로 보상하면서, 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위가 되도록 연소상황 분석장치(116)의 제1, 2 에어 개폐부용 개폐조정부(116e, 116h)로 적어도 하나의 에어 개폐부(112)의 개방율을 조정할 수가 있게 된다.
이에 따라, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템(100)은 보일러 연소실(102)에 적정 공기량을 공급하여 보일러 연소실(102)로부터 배출되는 화석연료 가스를 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위로 지속적으로 유지시킬 수가 있으므로, 수시로 변하는 연소 탄종 및 탄종 간의 혼탄에도 과잉 공기량 공급에 의해 발생하는 배기 가스 손실을 방지하면서, 부족 공기량 공급에 의해 발생하는 연소 부산물중의 미연탄소 손실을 방지할 수가 있게 된다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템(100)은 보일러 연소효율을 향상시키면서, 화력발전을 운영하기 위한 발전운영비용을 줄일 수가 있게 된다.
<제 2 실시예>
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 도시한 연소상황 분석장치를 더욱 자세하게 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템(300)은 제 1 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템(100)과 동일하게 보일러 연소실(102), 공기 발생장치(106), 적어도 하나의 열교환부(106), 적어도 하나의 전기 집진기(108), 연돌(110), 적어도 하나의 에어 개폐부(112), 적어도 하나의 화석 연료 가스 개폐부(114), 연소상황 분석장치(316)등을 포함한다.
이러한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템(300)에 해당하는 각각의 구성요소들에 대한 기능 및 그것들 간의 유기적인 관계는 제 1 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템(100)에 해당하는 각각의 구성요소들에 대한 기능 및 그것들 간의 유기적인 관계와 동일하므로, 이것에 대한 각각의 부연설명들은 이하 생략하기로 한다.
다만, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템(300)의 연소상황 분석장치(316)는 제 2 적분기(116g)에 동기화되되, 제 2 에어 개폐부용 개폐 조정부(116h)가 적어도 하나의 에어 개폐부(112)의 개방율을 조정할 때에, 적어도 하나의 압입 통풍기(105)에 장착된 모터(미도시)를 빠르게 회전시켜 공기 발생장치(104)로부터 발생되는 공기의 유입을 빠르게 유도하는 적어도 하나의 압입 통풍기용 모터 회전수 조정부(316i)를 더 포함한다.
이러한, 적어도 하나의 압입 통풍기용 모터 회전수 조정부(316i)는 보일러 연소실(102)로부터 배출되는 화석연료 가스를 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위로 빠른 시간내에 지속적으로 유지시킬 수가 있게 된다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템(300)은 제 1 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템(100)보다 보일러 연소실(102)로부터 배출되는 화석연료 가스를 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위로 빠른 시간내에 지속적으로 유지시킬 수가 있으므로, 수시로 변하는 연소 탄종 및 탄종 간의 혼탄에도 과잉 공기량 공급에 의해 발생하는 배기 가스 손실을 더욱 방지하면서, 부족 공기량 공급에 의해 발생하는 연소 부산물중의 미연탄소 손실을 더욱 방지할 수가 있게 된다.
이에 따라, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템(100)은 제 1 실시예에 따른 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템(100)보다 보일러 연소효율을 더욱 향상시키면서, 화력발전을 운영하기 위한 발전운영비용을 더욱 줄일 수가 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100, 300 : 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템
102 : 보일러 연소실 104 : 공기 발생장치
105 : 압입 통풍기 106 : 열교환부
107 : 유인 통풍기 108 : 전기 집진기
110 : 연돌 112 : 에어 개폐부
114 : 화석 연료 가스 개폐부 116, 316 : 연소상황 분석장치
116a : 연소상황 감지부 116b : 비교기
116c : 제 1 미분기 116d : 제 1 적분기
116e : 제 1 에어 개폐부용 개폐조정부
116f : 제 2 미분기 116g : 제 2 적분기
116h : 제 2 에어 개폐부용 개폐조정부
316i : 압입 통풍기용 모터 회전수 조정부

Claims (4)

  1. 화석연료를 연소시키는 보일러 연소실과;
    상기 화석연료를 연소시키기 위한 공기를 발생시키는 공기 발생장치와;
    상기 공기 발생장치로부터 발생되는 상기 공기를 적어도 하나의 압입 통풍기를 통해 공급받아 상기 공기를 가열하여 연소용 공기로 제공하거나, 상기 보일러 연소실을 통해 연소되는 화석연료 가스를 가열하여 적어도 하나의 유인 통풍기에 제공하는 적어도 하나의 열교환부와;
    상기 보일러 연소실을 통해 상기 화석연료가 연소될 때에, 이물질을 집진시키는 적어도 하나의 전기 집진기와;
    상기 적어도 하나의 열교환부를 통해 가열되고 상기 적어도 하나의 전기 집진기를 통해 필터링된 상기 화석연료 가스를 상기 적어도 하나의 유인 통풍기로부터 공급받아 외부로 배출시키는 연돌과;
    상기 적어도 하나의 열교환부와 상기 적어도 하나의 압입 통풍기의 사이에 제공되어 상기 적어도 하나의 압입 통풍기를 통해 유입되는 상기 공기를 개폐시키는 적어도 하나의 에어 개폐부와;
    상기 적어도 하나의 전기 집진기와 상기 적어도 하나의 유인 통풍기의 사이에 제공되어 상기 적어도 하나의 유인 통풍기를 통해 배출되려는 상기 화석연료 가스를 개폐시키는 적어도 하나의 화석 연료 가스 개폐부; 및
    상기 보일러 연소실을 통해 상기 화석연료가 연소될 때에, 상기 보일러 연소실로부터 배출되는 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간범위를 벗어날 경우, 상기 화석연료 가스의 배출 시간을 상기 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위에 맞추도록 보정될 화석연료 가스의 배출 시간을 연산하고, 상기 보정될 화석연료 가스의 배출 시간에 맞게 상기 공기 발생장치로부터 발생되는 상기 공기를 상기 적어도 하나의 열교환부에 공급하도록 상기 적어도 하나의 에어 개폐부를 개방시키는 연소상황 분석장치를 포함하는 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 연소상황 분석장치는,
    상기 보일러 연소실을 통해 상기 화석연료가 연소될 때에, 상기 보일러 연소실로부터 배출되는 상기 화석연료 가스의 배출 시간을 시간적으로 감지하는 연소상황 감지부와;
    상기 연소상황 감지부를 통해 감지된 상기 화석연료 가스의 배출 시간이 상기 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위와 비교하여 상기 보일러 연소실로부터 배출되는 상기 화석연료 가스의 배출 시간이 상기 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위내에서 배출되면 상기 화석연료가 상기 기준 화석연료 가스으로 연소중인 것으로 판단하고, 상기 화석연료 가스의 배출 시간이 상기 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위보다 늦게 배출되면 상기 화석연료가 연소된 것으로 판단하며, 상기 화석연료 가스의 배출 시간이 상기 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위보다 빠르게 배출되면 상기 화석연료가 연소되지 않은 것으로 판단하는 비교기와;
    상기 비교기를 통해 상기 화석연료가 정해진 시간에 연소된 것으로 판단되면, 기준 화석연료 가스의 배출시간의 범위보다 늦은 화석연료 가스의 배출시간 차이를 정해진 미분시간동안 미분하여 변화율에 비례하는 늦어진 화석연료 가스 배출시간의 편차값을 계산하는 제 1 미분기와;
    상기 제 1 미분기에 의해 계산된 상기 늦어진 화석연료 가스 배출시간 편차값을 정해진 적분시간동안 적분시키는 제 1 적분기와;
    상기 제 1 적분기를 통해 계산된 늦어진 시간 편차값을 공급받아 상기 화석연료 가스의 배출 시간이 상기 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위가 되도록 상기 적어도 하나의 에어 개폐부의 개방율을 낮추는 제 1 에어 개폐부용 개폐 조정부와;
    상기 비교기를 통해 상기 화석연료가 연소되지 않은 것으로 판단되면, 기준 화석연료 가스의 배출시간의 범위보다 빠른 화석연료 가스의 배출시간 차이를 정해진 미분시간동안 미분하여 변화율에 비례하는 빨라진 화석연료 가스 배출시간의 편차값을 계산하는 제 2 미분기와;
    상기 제 2 미분기에 의해 계산된 상기 빨라진 화석연료 가스 배출시간의 편차값을 정해진 적분시간동안 적분시키는 제 2 적분기; 및
    상기 제 2 적분기를 통해 계산된 빨라진 시간 편차값을 공급받아 상기 화석연료 가스의 배출 시간이 상기 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위가 되도록 상기 적어도 하나의 에어 개폐부의 개방율을 높히는 제 2 에어 개폐부용 개폐 조정부를 포함하는 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템.
  3. 화석연료를 연소시키는 보일러 연소실과;
    상기 화석연료를 연소시키기 위한 공기를 발생시키는 공기 발생장치와;
    상기 공기 발생장치로부터 발생되는 상기 공기를 적어도 하나의 압입 통풍기를 통해 공급받아 상기 공기를 가열하여 연소용 공기로 제공하거나, 상기 보일러 연소실을 통해 연소되는 화석연료 가스를 가열하여 적어도 하나의 유인 통풍기에 제공하는 적어도 하나의 열교환부와;
    상기 보일러 연소실을 통해 상기 화석연료가 연소될 때에, 이물질을 집진시키는 적어도 하나의 전기 집진기와;
    상기 적어도 하나의 열교환부를 통해 가열되고 상기 적어도 하나의 전기 집진기를 통해 필터링된 상기 화석연료 가스를 상기 적어도 하나의 유인 통풍기로부터 공급받아 외부로 배출시키는 연돌과;
    상기 적어도 하나의 열교환부와 상기 적어도 하나의 압입 통풍기의 사이에 제공되어 상기 적어도 하나의 압입 통풍기를 통해 유입되는 상기 공기를 개폐시키는 적어도 하나의 에어 개폐부와;
    상기 적어도 하나의 전기 집진기와 상기 적어도 하나의 유인 통풍기의 사이에 제공되어 상기 적어도 하나의 유인 통풍기를 통해 배출되려는 상기 화석연료 가스를 개폐시키는 적어도 하나의 화석 연료 가스 개폐부; 및
    상기 보일러 연소실을 통해 상기 화석연료가 연소될 때에, 상기 보일러 연소실로부터 배출되는 화석연료 가스의 배출 시간이 기준 화석연료 가스의 배출 시간범위를 벗어날 경우, 상기 화석연료 가스의 배출 시간을 상기 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위에 맞추도록 보정될 화석연료 가스의 배출 시간을 연산하고, 상기 보정될 화석연료 가스의 배출 시간에 맞게 상기 공기 발생장치로부터 발생되는 상기 공기를 상기 적어도 하나의 열교환부에 공급하도록 상기 적어도 하나의 에어 개폐부를 개방시키면서, 상기 적어도 하나의 압입 통풍기에 장착된 모터를 빠르게 회전시켜 상기 공기 발생장치로부터 발생되는 상기 공기의 유입을 빠르게 유도하는 연소상황 분석장치를 포함하는 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 연소상황 분석장치는,
    상기 보일러 연소실을 통해 상기 화석연료가 연소될 때에, 상기 보일러 연소실로부터 배출되는 상기 화석연료 가스의 배출 시간을 시간적으로 감지하는 연소상황 감지부와;
    상기 연소상황 감지부를 통해 감지된 상기 화석연료 가스의 배출 시간이 상기 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위와 비교하여 상기 보일러 연소실로부터 배출되는 상기 화석연료 가스의 배출 시간이 상기 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위내에서 배출되면 상기 화석연료가 상기 기준 화석연료 가스으로 연소중인 것으로 판단하고, 상기 화석연료 가스의 배출 시간이 상기 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위보다 늦게 배출되면 상기 화석연료가 연소된 것으로 판단하며, 상기 화석연료 가스의 배출 시간이 상기 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위보다 빠르게 배출되면 상기 화석연료가 연소되지 않은 것으로 판단하는 비교기와;
    상기 비교기를 통해 상기 화석연료가 정해진 시간에 연소된 것으로 판단되면, 기준 화석연료 가스의 배출시간의 범위보다 늦은 화석연료 가스의 배출시간 차이를 정해진 미분시간동안 미분하여 변화율에 비례하는 늦어진 화석연료 가스 배출시간의 편차값을 계산하는 제 1 미분기와;
    상기 제 1 미분기에 의해 계산된 상기 늦어진 화석연료 가스 배출시간 편차값을 정해진 적분시간동안 적분시키는 제 1 적분기와;
    상기 제 1 적분기를 통해 계산된 늦어진 시간 편차값을 공급받아 상기 화석연료 가스의 배출 시간이 상기 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위가 되도록 상기 적어도 하나의 에어 개폐부의 개방율을 낮추는 제 1 에어 개폐부용 개폐 조정부와;
    상기 비교기를 통해 상기 화석연료가 연소되지 않은 것으로 판단되면, 기준 화석연료 가스의 배출시간의 범위보다 빠른 화석연료 가스의 배출시간 차이를 정해진 미분시간동안 미분하여 변화율에 비례하는 빨라진 화석연료 가스 배출시간의 편차값을 계산하는 제 2 미분기와;
    상기 제 2 미분기에 의해 계산된 상기 빨라진 화석연료 가스 배출시간의 편차값을 정해진 적분시간동안 적분시키는 제 2 적분기와;
    상기 제 2 적분기를 통해 계산된 빨라진 시간 편차값을 공급받아 상기 화석연료 가스의 배출 시간이 상기 기준 화석연료 가스의 배출 시간 범위가 되도록 상기 적어도 하나의 에어 개폐부의 개방율을 높히는 제 2 에어 개폐부용 개폐 조정부; 및
    상기 제 2 적분기에 동기화되되, 상기 제 2 에어 개폐부용 개폐 조정부가 상기 적어도 하나의 에어 개폐부의 개방율을 조정할 때에, 상기 적어도 하나의 압입 통풍기에 장착된 모터를 빠르게 회전시켜 상기 공기 발생장치로부터 발생되는 상기 공기의 유입을 빠르게 유도하는 적어도 하나의 압입 통풍기용 모터 회전수 조정부를 포함하는 석탄연소 보일러 화석연료 가스 제어 시스템.
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