KR101237995B1 - 보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법 - Google Patents

보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101237995B1
KR101237995B1 KR1020100107313A KR20100107313A KR101237995B1 KR 101237995 B1 KR101237995 B1 KR 101237995B1 KR 1020100107313 A KR1020100107313 A KR 1020100107313A KR 20100107313 A KR20100107313 A KR 20100107313A KR 101237995 B1 KR101237995 B1 KR 101237995B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
boiler
loss
fuel
oxygen concentration
volatile content
Prior art date
Application number
KR1020100107313A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120045653A (ko
Inventor
장석원
이인철
Original Assignee
한국전력공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020100107313A priority Critical patent/KR101237995B1/ko
Publication of KR20120045653A publication Critical patent/KR20120045653A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101237995B1 publication Critical patent/KR101237995B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/003Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00Control systems for steam boilers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/02Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2900/00Special features of, or arrangements for controlling combustion
    • F23N2900/05004Details of components, e.g. connecting adaptors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법을 개시한다. 보일러 최적 효율 유지 장치는 연료를 공기와 배합하여 연소시키는 보일러, 보일러에서 연료가 연소된 후 배출되는 가스를 이송하는 배기부, 배기부에 연결되어 가스를 통해 보일러의 미연소 손실을 측정하는 제1 손실 측정부, 배기부에 연결되어 가스를 통해 보일러의 건배기 가스 손실을 측정하는 제2 손실 측정부 및 제1 손실 측정부 및 제2 손실 측정부 각각으로부터 미연소 손실 및 건배기 가스 손실을 수신하고, 연료에 따라 미연소 손실 및 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 가스의 산소 농도를 검출하여 미연소 손실, 건배기 가스 손실, 산소 농도 및 공기의 공급량에 대한 보일러 운전 조건을 저장하며, 보일러 운전 조건에 따라 보일러를 운전하는 제어부를 포함한다.

Description

보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법{Apparatus and Method for maintaining Optimum efficiency of boiler}
본 발명은 보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법에 관한 것이다.
석탄 연소 보일러에 있어서 미연 탄소는 석탄 연료가 보일러에서 연소된 후 배출되는 배기 가스 중 완전히 연소되지 못한 미세한 탄소 성분을 말한다. 불완전 연소로 배출되는 미연 탄소는 전체 배기 가스 중 그 함량이 많을수록 보일러의 효율을 저하시키는 요인이 된다.
또한, 미연 탄소의 함량을 감소시키기 위해 공기 공급량을 증가시킬 경우 전체 배기 가스의 배출량이 증가하여 보일러의 효율을 저하시키는 요인이 된다.
따라서, 보일러의 열 효율 향상을 위해 미연 탄소 함량이 적게 배출되면서 전체 배기 가스의 배출량을 감소시키도록 최적의 연소 조건으로 석탄 연소 보일러를 가동시켜야 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보일러의 최적 연소 조건을 검출하여 저장하고 조건에 맞춰 보일러를 운전하는 보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 보일러 최적 효율 유지 장치를 제공한다.
보일러 최적 효율 유지 장치는 연료를 공기와 배합하여 연소시키는 보일러, 보일러에서 연료가 연소된 후 배출되는 가스를 이송하는 배기부, 배기부에 연결되어 가스를 통해 보일러의 미연소 손실을 측정하는 제1 손실 측정부, 배기부에 연결되어 가스를 통해 보일러의 건배기 가스 손실을 측정하는 제2 손실 측정부 및 제1 손실 측정부 및 제2 손실 측정부 각각으로부터 미연소 손실 및 건배기 가스 손실을 수신하고, 연료에 따라 미연소 손실 및 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 가스의 산소 농도를 검출하여 미연소 손실, 건배기 가스 손실, 산소 농도 및 공기의 공급량에 대한 보일러 운전 조건을 저장하며, 보일러 운전 조건에 따라 보일러를 운전하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어부의 제어에 따라 보일러에 공기를 공급하는 공기 공급부 및 연료의 휘발분 함량을 정보를 제어부에 제공하고 보일러에 연료를 공급하는 연료 공급부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어부는 연료 공급부로부터 연료의 휘발분 함량 정보를 수신하여 연료의 휘발분 함량을 기준으로 산소 농도를 검출하고, 산소 농도에 상응하는 공기의 공급량을 공기 공급부에 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어부는 연료의 휘발분 함량의 범위에 따라 연료의 등급을 분류할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어부는 연료의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합에 따른 산소 농도와 산소 농도에 상응하는 공기의 공급량을 데이터 베이스로 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어부는 연료의 휘발분 함량에 따라 저장부의 데이터 베이스에서 산소 농도에 따른 공기 공급량의 정보를 공기 공급부로 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 보일러 최적 효율 유지 방법을 제공한다.
보일러 최적 효율 유지 방법은 (a) 보일러에서 연료를 공기와 배합하여 연소시키는 단계, (b) 보일러에서 배출되는 가스로부터 미연소 손실과 건배기 가스 손실을 측정하는 단계, (c) 연료의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 가스 중의 산소의 농도를 검출하는 단계, (d) 산소 농도에 상응하는 공기의 공급량을 검출하여 연료의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실, 건배기 가스 손실, 산소 농도 및 공기 공급량에 따른 보일러 운전 조건을 저장하는 단계 및 (e) 보일러에 투입되는 연료의 휘발분 함량에 따라 보일러 운전 조건을 적용하여 보일러를 운전하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, (c) 단계는 연료의 휘발분 함량에 따라 연료의 등급을 구분하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, (d) 단계는 연료의 휘발분 함량에 따라 (a) 단계 내지 (c) 단계를 반복 수행하여 보일러 운전 조건을 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 보일러 운전 조건은 연료의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도와 산소 농도에 상응하여 보일러에 공급되는 공기량을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법은 연료의 휘발분 함량에 따라 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 최소가 되는 산소 농도를 찾아 보일러의 효율이 최적이 되는 운전 조건을 검출하고, 검출된 운전 조건을 저장하여 석탄의 종류가 바뀔 때 마다 저장된 정보를 적용하여 보일러의 최적 효율을 유지시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 방법을 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 휘발분 함량에 따라 분류된 연료에 대한 보일러 운전 조건을 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 장치(100)는 연료를 공기와 배합하여 연소시키는 보일러(110), 보일러(110)에 석탄을 공급하는 연료 공급부(120), 보일러(110)에 공기를 공급하는 공기 공급부(130), 보일러(110)에서 석탄이 연소된 후 배출되는 가스를 이송하는 배기부(140), 배기부(140)에 연결되어 미연소 손실을 측정하는 제1 손실 측정부(150), 배기부(140)에 연결되어 건배기 가스의 손실을 측정하는 제2 손실 측정부(160), 제1 손실 측정부(150)와 제2 손실 측정부(160) 각각에서 측정된 미연소 손실과 건배기 가스 손실을 수신하여 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도를 검출하고 공기 공급부(130)를 제어하여 검출된 산소 농도에 상응하는 공기량을 보일러(110)에 공급하는 제어부(170) 및 가스를 대기 중으로 분출하는 굴뚝(190)을 포함한다.
보일러(110)는 석탄과 공기가 투입되면 석탄을 연소하여 가스를 분출한다. 보일러(110)로부터 분출되는 가스는 배기부(140)에 의해 굴뚝(190)으로 이송된다. 보일러(110)에서 배출되는 가스 중에는 석탄재가 포함되어 있다.
제1 손실 측정부(150)는 가스 중에 포함된 석탄재 등을 수집하여 석탄의 미연소 손실을 측정한다. 미연소 손실은 석탄의 탄소가 공기 중 산소와 완전히 반응하지 못하고 굴뚝(190)으로 빠져나가는 손실이다. 제1 손실 측정부(150)는 배기부(140)를 통해 굴뚝(190)으로 배출되는 가스에서 불완전 연소된 탄소(미연 탄소)를 수집하여 아래의 수학식 1에 적용하여 미연소 손실을 측정한다.
Figure 112010070738482-pat00001
수학식 1에서 Lub는 미연소 손실이고, 단위는 %이다. 또한, 수학식 1에서 8056은 미연 탄소의 발열량을 나타내는 상수이다. 수학식 1에 따르면 미연소 손실은 미연 탄소량이 많을수록 커진다. 이때, 보일러(110)에 공기를 많이 공급하면 산소와 반응이 많이 되어 미연소 손실이 감소한다. 미연소 손실을 측정하기 위한 수학식 1은 이미 널리 공지된 부분이므로 상세한 설명은 생략한다.
제2 손실 측정부(160)는 보일러(110)의 건배기 가스 손실을 측정한다. 건배기 가스 손실은 보일러(110)에서 일을 하지 못하고 굴뚝(190)으로 빠져나가는 가스의 에너지 손실이다. 예를 들면, 건배기 가스 손실은 보일러(110)에서 연소시 뜨거운 가스가 물에 열을 주고 냉각되면서 배기부(140)를 통해 고온으로 배출되는 가스의 에너지 손실이다. 제2 손실 측정부(160)는 아래의 수학식 2에 적용하여 건배기 가스 손실을 측정한다.
Figure 112010070738482-pat00002
수학식 2에서 Ldg는 건배기 가스 손실이고, 단위는 %이다. 또한, 수학식 2에서 가스정압비열은 일정한 압력하에서 측정한 가스의 비열이고, 보일러출구 가스온도는 배기부(140)에서 측정된 가스의 온도이며, 외기온도는 대기온도이다. 보일러 출구의 가스 온도와 외기 온도 사이의 차이가 클수록 건배기 가스 손실을 증가한다. 건배기 가스 손실을 측정하기 위한 수학식 2는 이미 널리 공지된 부분이므로 상세한 설명은 생략한다.
제어부(170)는 제1 손실 측정부(150) 및 제2 손실 측정부(160) 각각으로부터 미연소 손실과 건배기 가스 손실을 수신하고, 공기 공급부(130)에 연결되어 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도 또는 과잉 공기율을 검출한다. 여기서 산소 농도는 보일러(110)에 연료를 투입하여 연소시킬 때 배출되는 가스 중의 산소의 농도이다. 또한, 과잉 공기율은 보일러(110)에서 연소에 사용한 공기량과 완전 연소시키는데 필요한 이론적 공기량과의 비율이다. 보일러(110)에서 석탄을 연소시킬 때 공기를 과잉으로 공급하면 산소 농도와 과잉 공기율이 증가한다. 여기서 제어부(170)는 배기부(140)에 설치된 가스 측정부(미도시)를 통해 검출된 산소 농도를 수신할 수 있다.
제어부(170)는 보일러 운전 조건을 저장하는 저장부(180)를 포함한다. 구체적으로 제어부(170)는 산소 농도의 변화에 따른 미연 손실과 건배기 가스 손실의 상호 관계를 설정하여 두 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도를 검출한다.
제어부(170)는 공기 공급부(130)로부터 보일러(110)로 공급되는 공기 중의 산소량을 수신하고, 가스 측정부로부터 보일러(110)에서 배출되는 가스 중의 산소량을 수신하여 보일러(110)에서 연소된 산소의 양을 검출할 수 있다. 이를 통해 제어부(170)는 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 상태에서 산소 농도를 검출할 수 있다.
제어부(170)는 미리 설정된 실험 기준에 맞춰 석탄의 휘발분 함량에 따른 산소 농도의 값을 검출하고, 산소 농도에 상응하여 보일러(110)에 공급되는 공기량에 대한 보일러 운전 조건을 데이터 베이스화하여 저장부(180)에 저장한다. 실험 기준은 석탄의 휘발분 함량에 따라 3회로 설정될 수 있다. 또한, 석탄의 휘발분 함량은 연료 공급부(120)에 저장된 정보를 제공받아 확인할 수 있다.
예를 들면, 제어부(170)는 석탄의 휘발분 함량의 범위를 설정하고 이에 연계되는 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 값 및 두 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도 값을 같이 저장한다.
여기서, 제어부(170)는 미리 설정된 석탄의 휘발분 함량에 따라 석탄 등급을 분류하여 저장한다. 예를 들어, 제어부(170)는 석탄의 등급을 휘발분 함량이 39% 이상의 범위인 제1 등급, 휘발분 함량이 35%~ 39%의 범위인 제2 등급, 휘발분 함량이 32% ~ 35%의 범위인 제3 등급 및 휘발분 함량이 28% ~ 35%의 범위인 제4 등급으로 분류한다.
제어부(170)는 보일러(110) 운전시 연료 공급부(120)로부터 공급되는 석탄의 휘발분 함량에 따라 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도로 조정하도록 공기 공급부(130)를 제어할 수 있다.
따라서, 제어부(170)는 보일러(110)의 사용자에게 보일러(110) 운전시 석탄의 휘발분 함량에 따른 최적 운전 조건을 제시할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 장치는 연료의 휘발분 함량에 따라 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 최소가 되는 산소 농도를 찾아 보일러의 효율이 최적이 되는 운전 조건을 검출하고, 검출된 운전 조건을 저장하여 석탄의 종류가 바뀔 때 마다 저장된 정보를 적용하여 보일러의 최적 효율을 유지시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 방법을 나타내는 도면이다. 여기서는 도 1에 도시된 보일러 최적 효율 유지 장치를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 방법을 설명한다. 보일러 최적 효율 유지 장치의 참조 번호는 생략한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 방법은 보일러에서 연료를 공기와 배합하여 연소시키는 단계(S10), 보일러에서 배출되는 가스로부터 미연소 손실과 건배기 가스 손실을 측정하는 단계(S20), 연료의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 가스 중의 산소의 농도를 검출하는 단계(S30), 산소 농도에 상응하는 공기의 공급량을 검출하여 연료의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실, 건배기 가스 손실, 산소 농도 및 공기 공급량에 따른 보일러 운전 조건을 저장하는 단계(S40) 및 보일러에 투입되는 연료의 휘발분 함량에 따라 보일러 운전 조건을 적용하여 보일러를 운전하는 단계(S50)를 포함한다.
단계 S10에서는 공기 공급부와 연료 공급부 각각이 보일러에 공기와 연료인 석탄을 공급한다. 보일러에서는 석탄에 공기를 배합하여 연소시킨다.
단계 S20에서는 보일러와 연결된 배기부를 통해 보일러에서 배출되는 가스를 굴뚝으로 이송하고, 미연소 손실을 측정하는 제1 손실 측정부와 건배기 가스 손실을 측정하는 제2 손실 측정부 각각에서 이송되는 가스를 이용하여 미연소 손실과 건배기 가스 손실을 측정한다. 여기서 미연소 손실은 상술된 수학식 1을 이용하여 측정할 수 있다. 또한, 건배기 가스 손실은 상술된 수학식 2를 이용하여 측정할 수 있다.
단계 S30에서는 제어부가 연료 공급부로부터 석탄의 휘발분 함량 정보를 수신하고, 제1 손실 측정부 및 제2 손실 측정부 각각으로부터 미연소 손실과 건배기 가스 손실을 수신한다. 제어부는 석탄의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 가스 중의 산소의 농도를 검출한다.
단계 S30에서는 연료의 휘발분 함량에 따라 연료의 등급을 구분하는 단계를 더 포함한다.
제어부는 연료 공급부로부터 수신한 석탄의 휘발분 함량 범위에 따라 석탄의 등급을 분류한다. 예를 들어, 제어부는 석탄의 등급을 휘발분 함량이 39% 이상의 범위인 제1 등급, 휘발분 함량이 35%~ 39%의 범위인 제2 등급, 휘발분 함량이 32% ~ 35%의 범위인 제3 등급 및 휘발분 함량이 28% ~ 35%의 범위인 제4 등급으로 분류한다.
단계 S40에서는 제어부가 검출된 산소 농도에 맞춰 보일러가 최적의 효율을 유지하도록 보일러로 공급할 과잉 공기의 양을 검출하고, 연료의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실, 건배기 가스 손실, 산소 농도 및 공기 공급량에 따른 보일러 운전 조건을 저장부에 저장한다.
제어부는 단계 S30에서 분류된 석탄의 등급에 따라 단계 S10 내지 단계 S30을 반복하여 보일러 운전 조건을 저장할 수 있다.
여기서 도 3 내지 도 5를 더 참조하여 단계 S40을 설명한다.
도 3 내지 도 5는 휘발분 함량에 따라 분류된 연료에 대한 보일러 운전 조건을 설명하기 위한 도면들이다. 여기서는 휘발분의 함량 따라 분류된 제2 등급, 제3 등급 및 제4 등급의 석탄들을 연소시켜 얻어진 미연소 손실과 건배기 가스 손실 및 보일러의 최적 효율(미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합의 역수)을 그래프로 나타내었다.
제어부는 도 3에 도시된 바와 같이 제2 등급의 석탄을 연소시켜 검출된 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 보일러의 최적 효율을 검출하고, 보일러의 최적 효율에 따른 산소 농도를 검출한다. 예를 들면, 제어부는 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도가 2.5%인 것을 검출하고, 검출된 산소 농도를 석탄의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실 및 건배기 가스 손실과 함께 저장한다. 보일러는 배출되는 가스 중의 산소 농도가 2.5%를 유지하면 90.67% 내외의 효율을 유지할 수 있다. 이때, 제어부는 산소 농도에 상응하여 보일러의 최적 효율을 유지시키기 위해 공급될 공기의 양을 검출하고, 검출된 공기 공급량을 산소 농도와 함께 저장한다.
또한, 제어부는 도 4에 도시된 바와 같이 제3 등급의 석탄을 연소시켜 검출된 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 보일러의 최적 효율을 검출하고, 보일러의 최적 효율에 따른 산소 농도를 검출한다. 예를 들면, 제어부는 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도가 2.0%인 것을 검출하고, 검출된 산소 농도를 석탄의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실, 건배기 가스 손실 및 공기 공급량과 함께 저장한다.
또한, 제어부는 도 5에 도시된 바와 같이 제4 등급의 석탄을 연소시켜 검출된 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 보일러의 최적 효율을 검출하고, 보일러의 최적 효율에 따른 산소 농도를 검출한다. 예를 들면, 제어부는 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도가 2.5%인 것을 검출하고, 검출된 산소 농도를 석탄의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실, 건배기 가스 손실 및 공기 공급량과 함께 저장한다.
이를 통해 제어부는 미연소 손실, 건배기 가스 손실, 산소 농도 및 공기 공급량에 따라 보일러의 최적 요율을 유지시키는 보일러 운전 조건을 저장할 수 있다.
단계 S50에서는 단계 S40에서 구해진 보일러 운전 조건을 이용하여 보일러를 운전한다. 제어부는 보일러에 공급되는 석탄의 휘발분 함량을 연료 공급부로부터 수신하고, 수신된 석탄의 휘발분 함량에 따라 저장된 보일러 운전 조건을 검색한다. 제어부는 검색된 보일어 운전 조건에 따라 보일러가 최적 효율을 유지하도록 공기 공급부와 보일러를 제어한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 방법은 연료의 휘발분 함량에 따라 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 최소가 되는 산소 농도를 찾아 보일러의 효율이 최적이 되는 운전 조건을 검출하고, 검출된 운전 조건을 저장하여 석탄의 종류가 바뀔 때 마다 저장된 정보를 적용하여 보일러의 최적 효율을 유지시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 보일러 최적 효율 유지 장치 110: 보일러
120: 연료 공급부 130: 공기 공급부
140: 배기부 150: 제1 손실 측정부
160: 제2 손실 측정부 170: 제어부
180: 저장부 190: 굴뚝

Claims (10)

  1. 보일러의 최적 효율을 유지시키는 장치에 있어서,
    연료를 공기와 배합하여 연소시키는 보일러;
    상기 보일러에서 상기 연료가 연소된 후 배출되는 가스를 이송하는 배기부;
    상기 배기부에 연결되어 상기 가스를 통해 상기 보일러의 미연소 손실을 측정하는 제1 손실 측정부;
    상기 배기부에 연결되어 상기 가스를 통해 상기 보일러의 건배기 가스 손실을 측정하는 제2 손실 측정부;
    상기 제1 손실 측정부 및 상기 제2 손실 측정부 각각으로부터 상기 미연소 손실 및 상기 건배기 가스 손실을 수신하고, 상기 연료에 따라 상기 미연소 손실 및 상기 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 상기 가스의 산소 농도를 검출하여 상기 미연소 손실, 상기 건배기 가스 손실, 상기 산소 농도 및 상기 공기의 공급량에 대한 상기 보일러 운전 조건을 저장하며, 상기 보일러 운전 조건에 따라 상기 보일러를 운전하는 제어부;
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 보일러에 상기 공기를 공급하는 공기 공급부; 및
    상기 연료의 휘발분 함량을 정보를 상기 제어부에 제공하고 상기 보일러에 상기 연료를 공급하는 연료 공급부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 연료 공급부로부터 상기 연료의 휘발분 함량 정보를 수신하여 상기 연료의 휘발분 함량을 기준으로 상기 산소 농도를 검출하고, 상기 산소 농도에 상응하는 상기 공기의 공급량을 상기 공기 공급부에 제공하는 것을 특징으로 하는 보일러 최적 효율 유지 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 연료의 휘발분 함량의 범위에 따라 상기 연료의 등급을 분류하는 것을 특징으로 하는 보일러 최적 효율 유지 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 연료의 휘발분 함량을 기준으로 상기 미연소 손실과 상기 건배기 가스 손실의 합에 따른 상기 산소 농도와 상기 산소 농도에 상응하는 상기 공기의 공급량을 데이터 베이스로 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 최적 효율 유지 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 연료의 휘발분 함량에 따라 상기 저장부의 데이터 베이스에서 상기 산소 농도에 따른 공기 공급량의 정보를 상기 공기 공급부로 제공하는 것을 특징으로 하는 보일러 최적 효율 유지 장치.
  7. 보일러의 최적 효율을 유지시키는 방법에 있어서,
    (a) 보일러에서 연료를 공기와 배합하여 연소시키는 단계;
    (b) 상기 보일러에서 배출되는 가스로부터 미연소 손실과 건배기 가스 손실을 측정하는 단계;
    (c) 상기 연료의 휘발분 함량을 기준으로 상기 미연소 손실과 상기 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 상기 가스 중의 산소의 농도를 검출하는 단계;
    (d) 상기 산소 농도에 상응하는 상기 공기의 공급량을 검출하여 상기 연료의 휘발분 함량을 기준으로 상기 미연소 손실, 상기 건배기 가스 손실, 상기 산소 농도 및 상기 공기 공급량에 따른 보일러 운전 조건을 저장하는 단계; 및
    (e) 상기 보일러에 투입되는 상기 연료의 휘발분 함량에 따라 상기 보일러 운전 조건을 적용하여 상기 보일러를 운전하는 단계를 포함하는 보일러 최적 효율 유지 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 상기 연료의 휘발분 함량에 따라 상기 연료의 등급을 구분하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 최적 효율 유지 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는 상기 연료의 휘발분 함량에 따라 상기 (a) 단계 내지 상기 (c) 단계를 반복 수행하여 상기 보일러 운전 조건을 저장하는 것을 특징으로 하는 보일러 최적 효율 유지 방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 보일러 운전 조건은 상기 연료의 휘발분 함량을 기준으로 상기 미연소 손실과 상기 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 상기 산소 농도와 상기 산소 농도에 상응하여 상기 보일러에 공급되는 공기량을 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 최적 효율 유지 방법.
KR1020100107313A 2010-10-29 2010-10-29 보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법 KR101237995B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100107313A KR101237995B1 (ko) 2010-10-29 2010-10-29 보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100107313A KR101237995B1 (ko) 2010-10-29 2010-10-29 보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120045653A KR20120045653A (ko) 2012-05-09
KR101237995B1 true KR101237995B1 (ko) 2013-02-27

Family

ID=46265082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100107313A KR101237995B1 (ko) 2010-10-29 2010-10-29 보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101237995B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101727257B1 (ko) * 2016-09-09 2017-04-14 주식회사 지스코 보일러 설비 및 이의 운전 방법
KR102475161B1 (ko) * 2021-07-28 2022-12-07 린나이코리아 주식회사 가스보일러 안정 점화 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102071080B1 (ko) 2013-09-11 2020-01-29 한국전력공사 석탄 보일러 미연손실 실시간 감시장치 및 감시방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR880001507B1 (ko) * 1982-11-01 1988-08-16 더 뱁콕 앤드 윌콕스 캄패니 연소공정에서 손실을 최소화하기 위한 연소 제어장치 및 방법
JPH07139728A (ja) * 1993-11-15 1995-05-30 Kobe Steel Ltd ボイラの空気燃料制御装置
JPH10176829A (ja) 1996-12-16 1998-06-30 Kawasaki Steel Corp ボイラ排ガス酸素濃度制御設定値の自動調整方法
KR20040056883A (ko) * 2002-12-24 2004-07-01 재단법인 포항산업과학연구원 연소로의 공기유량 제어장치 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR880001507B1 (ko) * 1982-11-01 1988-08-16 더 뱁콕 앤드 윌콕스 캄패니 연소공정에서 손실을 최소화하기 위한 연소 제어장치 및 방법
JPH07139728A (ja) * 1993-11-15 1995-05-30 Kobe Steel Ltd ボイラの空気燃料制御装置
JPH10176829A (ja) 1996-12-16 1998-06-30 Kawasaki Steel Corp ボイラ排ガス酸素濃度制御設定値の自動調整方法
KR20040056883A (ko) * 2002-12-24 2004-07-01 재단법인 포항산업과학연구원 연소로의 공기유량 제어장치 및 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101727257B1 (ko) * 2016-09-09 2017-04-14 주식회사 지스코 보일러 설비 및 이의 운전 방법
WO2018048096A1 (ko) * 2016-09-09 2018-03-15 주식회사 지스코 보일러 설비 및 이의 운전 방법
US10731846B2 (en) 2016-09-09 2020-08-04 Geesco Co., Ltd. Boiler facility and operating method thereof
KR102475161B1 (ko) * 2021-07-28 2022-12-07 린나이코리아 주식회사 가스보일러 안정 점화 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120045653A (ko) 2012-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9429315B2 (en) Method and apparatus of controlling oxygen supply in oxyfuel combustion boiler
US20110132243A1 (en) Method and apparatus of controlling exhaust gas in oxyfuel combustion boiler
BG106652A (en) Solid fuel burner and combustion method using solid fuel burner
KR101237995B1 (ko) 보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법
US20160209029A1 (en) Oxygen enhanced combustion of biomass
Lundgren et al. Experimental studies of a biomass boiler suitable for small district heating systems
KR101406567B1 (ko) 배가스 순환을 이용한 질소산화물 저감방법
KR20110052985A (ko) 펠렛 보일러
KR101072578B1 (ko) 유동층 연소 보일러의 기동 연소제어장치
CN101943396B (zh) 煤粉锅炉的燃烧控制方法和燃烧控制系统
KR100941573B1 (ko) 연소 장치
KR101160025B1 (ko) 가열로의 연료가스 연소성 변동에 따른 공연비 제어방법
KR101385851B1 (ko) 유동층 보일러 및 이를 이용한 연소 제어방법
Kumar et al. Co-firing of coal with pine needles in a 20kw oxy-fired bubbling fluidized bed: experimental investigation
JP2006226674A (ja) ボイラ設備を持たないごみ焼却炉の燃焼制御方式
JP2005264730A (ja) バイオマスガス燃焼ガスエンジン装置
Hsieh et al. Reduction of greenhouse gas emission on a medium-pressure boiler using hydrogen-rich fuel control
Burchhardt et al. Overview of burner tests in vattenfall’s oxyfuel pilot plant
JP2854297B1 (ja) 燃焼装置
JP3936884B2 (ja) ストーカ式焼却炉の制御方法
JP3921169B2 (ja) コークス乾式消火方法
EP2955353A1 (en) Method for operating a gas turbine with flue gas recirculation
KR101860838B1 (ko) 합성가스 연소 제어 장치 및 방법
Bieranowski et al. Comparison of combustion gas emission by low power boilers fired by biomass obtained from wood-pellets
JP2005257121A (ja) 木質燃料暖房装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180220

Year of fee payment: 6