KR101393136B1 - 탈기기 검사 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탈기기 검사 시스템 및 방법에 관한 것으로, 실험수를 원하는 온도로 가열하기 위해 히터(111)와, 실험수를 설정된 압력 및 유량으로 탈기기(160)에 공급하는 급수펌프(120)와, 스팀을 발생시키기 위한 스팀보일러(130)와, 상기 급수펌프(120) 후단에 설치된 밸브(141)와, 상기 스팀보일러(130)의 후단에 설치된 밸브(142)와, 상기 탈기기(160)에서 탈기된 실험수를 저장탱크(210)로 방출하기 위한 밸브(143)와, 상기 탈기기(160)의 유입수 및 방출수의 온도, 압력, 유량을 측정하는 감지기(151)(154)와, 스팀의 온도, 압력, 유량을 측정하는 감지기(152)와, 상기 탈기기(160) 내의 온도, 압력, 수위를 측정하는 감지기(153)와, 상기 탈기기(160)의 유입수 및 방출수의 용존산소를 측정하는 용존산소 측정기(170)와, 상기 감지기(151~154)를 통해 유입수, 방출수, 스팀의 유량, 압력, 온도 및 상기 탈기기(160) 내부의 온도, 압력, 수위를 측정하여 상기 탈기기(160)의 유입수, 방출수, 스팀의 흐름을 제어하며 상기 용존산소 측정기(170)의 측정결과를 이용하여 상기 탈기기(160)의 성능을 판단하는 메인콘트롤 패널(180)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 보일러 시스템 기술에 관한 것으로, 특히, 탈기기 검사 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 보일러는 연료를 연소시켜 연소열을 물 등에 전달하여 온도와 압력이 높은 증기를 발생시키는 장치이다. 이러한 보일러는 화력발전소와 선박 등의 증기기관, 각종 공장의 작업용이나 난방용 등에 증기를 공급하는 데 사용한다.
특히, 공장 등의 산업분야에서는 보일러의 비중이 상당하며, 이러한 보일러의 수리, 교체횟수는 생산성, 제조원가 등의 요소에 큰 영향을 미치게 된다. 따라서, 보일러를 주기적으로 점검하여 오랫동안 고장없이 사용하는 것이 바람직하다.
보일러에는 정수, 공업 용수, 지하수등의 원수가 사용되며, 이러한 원수에는 현탁 고형물, 용해 고형물, 가스 성분 등의 이물질이 포함된다. 따라서, 원수를 그대로 사용하면, 이러한 이물질에 의하여 보일러 본체는 물론, 부속 설비 등에 심각한 장애를 일으킨다. 예를 들면, 이러한 원수에 의해서 발생하는 보일러 장애로서는, 배관의 내벽 및 관 내부에 이물질이 부착되는 스케일 부착, 부식 및 캐리 오버(carry over)등의 심각한 것들이 있다.
따라서, 일부의 보일러 설비에서는 이와 같은 장애를 제거하게 위하여, 경도 성분을 함유한 원수를 강산성 양이온 교환수지를 통과시켜 경도 성분을 수지 중의 성분과 치환시킨 연수를 사용하고 있다.
그렇지만, 보일러는 급수가 이루어지는 관계로 원수는 물론 연수를 사용하는 경우에도 소량의 스케일 성분의 유입은 피할 수 없다.
따라서, 부식에 큰 영향을 미치는 용존산소를 제거하기 위하여 탈기 장치를 통과시켜 사용하고 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 방식들은 수시로 급변하는 급수 상태 및 보일러 작업 조건에 따른 수질 변화에 적기에 대응하기 어려워서 효율적인 수질관리를 할 수 없는 것이며, 결과적으로 보일러 설비의 장애를 사전에 예방할 수 없고, 보일러의 효율저하를 초래하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 탈기기의 유입수, 방출수, 스팀의 온도, 압력, 유량을 측정하여 유입수, 방출수 및 스팀의 흐름을 제어하고 상기 유입수 및 방출수의 용존산소량을 측정하여 상기 탈기기의 성능을 판단하도록 창안한 탈기기 검사 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 스크러버 타입 용존산소 제거장치에 있어서, 실험수를 공급하는 공급수 탱크; 탈기를 위한 실험수를 원하는 온도로 가열하기 위해 히터가 설치된 유입수탱크; 탈기시키기 위한 실험수를 설정된 압력 및 유량으로 탈기기에 공급하는 급수펌프; 스팀을 발생시키기 위한 스팀보일러; 탈기기에 유입수 공급을 위한 제1 밸브; 상기 탈기기에 스팀 공급을 위한 제2 밸브; 상기 탈기기에서 탈기된 실험수를 저장탱크로 방출하기 위한 제3 밸브; 상기 탈기기의 유입수 및 방출수의 온도, 압력, 유량을 측정하기 위한 제1,제4 감지기; 스팀의 온도, 압력, 유량을 측정하기 위한 제2 감지기; 상기 탈기기 내부의 온도, 압력, 수위를 측정하기 위한 제3 감지기; 상기 탈기기의 유입수 및 방출수의 용존산소를 측정하기 위한 용존산소 측정기; 용존산소 측정을 위한 상기 탈기기의 유입수 및 방출수의 온도를 낮추는 열교환기; 및 상기 제1~제4 감지기를 통해 유입수, 방출수, 스팀의 유량, 압력, 온도 및 상기 탈기기 내부의 온도, 압력, 수위를 측정하여 상기 탈기기의 유입수, 방출수, 스팀의 흐름을 제어하며 상기 용존산소 측정기의 측정결과를 이용하여 상기 탈기기의 성능을 판단하는 제어부로서의 메인콘트롤 패널을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 스크러버 타입 용존산소 제거장치의 검사 방법에 있어서, 메인콘트롤 패널에 탈기기의 시험조건을 세팅하는 단계; 탈기기에 실험수와 스팀을 공급하면서 상기 탈기기에 공급되는 실험수 및 스팀의 온도, 압력, 유량을 측정하여 실험수와 스팀의 유입량을 조절하는 단계; 상기 탈기기 내부의 온도, 압력, 수위를 측정하여 상기 탈기기의 저장수위가 미리 설정된 수위에 도달되면 상기 탈기기에 저장된 실험수를 방출하는 단계; 상기 탈기기의 유입수 및 방출수의 용존산소량을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 용존산소량으로 상기 탈기기의 성능을 판단하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 하는 탈기기 검사 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
상기 구성의 본 발명은 탈기기의 유입수, 스팀 및 방출수의 온도, 압력, 유량 그리고 탈기기 내부의 온도, 압력, 수위를 측정하여 상기 유입수 및 방출수의 유량을 조절하면서 상기 유입수 및 방출수의 용존산소량을 측정하여 상기 탈기기의 성능을 검사함으로써 검사결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
즉, 본 발명은 탈기기의 유입수, 스팀 및 방출수의 유량을 탈기기의 크기에 알맞게 조절하면서 탈기기의 탈기 성능을 측정함으로써 탈기기의 탈기 성능을 정확히 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에서 탈기기 검사 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에서 탈기기 검사 과정을 보인 신호 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시 예에서 탈기기 검사 과정을 보인 신호 흐름도.
이하, 본 발명을 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예에서는 본 발명의 기술적 사상 및 본질적 특성을 명료히 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 공지된 기술에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 위한 탈기기 검사 시스템의 구성도로서 이에 도시한 바와 같이, 스크러버 타입 용존산소 제거장치에 있어서, 실험수를 공급하는 공급수 탱크(100)와, 탈기를 위한 실험수를 원하는 온도로 가열하기 위해 히터(111)가 설치된 유입수탱크(110)와, 탈기시키기 위한 실험수를 설정된 압력 및 유량으로 탈기기(160)에 공급하는 급수펌프(120)와, 스팀을 발생시키기 위한 스팀보일러(130)와, 상기 급수펌프(120) 후단에 설치된 밸브(141)와, 상기 스팀보일러(130)의 후단에 설치된 밸브(142)와, 상기 탈기기(160)에서 탈기된 실험수를 저장탱크(210)로 방출하기 위한 밸브(143)와, 상기 탈기기(160)의 유입수의 온도, 압력, 유량을 측정하기 위한 감지기(151)와, 스팀의 온도, 압력, 유량을 측정하기 위한 감지기(152)와, 상기 탈기기(160) 내의 온도, 압력, 수위를 측정하기 위한 감지기(153)와, 상기 탈기기(160)의 방출수의 온도, 압력, 유량을 측정하기 위한 감지기(154)와, 상기 탈기기(160)의 유입수 및 방출수의 용존산소를 측정하기 위한 용존산소 측정기(170)와, 용존산소 측정을 위한 상기 탈기기(160)의 유입수 및 방출수의 온도를 낮추는 열교환기(190)와, 상기 감지기(151~154)를 통해 유입수, 방출수, 스팀의 유량, 압력, 온도 및 상기 탈기기(160) 내부의 온도, 압력, 수위를 측정하여 상기 탈기기(160)의 유입수, 방출수, 스팀의 흐름을 제어하며 상기 용존산소 측정기(170)의 측정결과를 이용하여 상기 탈기기(160)의 성능을 판단하는 메인콘트롤 패널(180)을 포함하여 구성한다.
이와 같이 구성한 본 발명의 실시 예에 대한 동작 및 작용효과를 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시 예에서 탈기기 검사 과정의 신호 흐름도이다.
먼저, 탈기기 시험을 시작하기 전에 공급수 탱크(100)에서 유입수 탱크(110)와 스팀보일러(130)로 물이 공급되면 상기 유입수 탱크(110)에 설치된 유입수탱크 히터(111)가 시험조건으로 설정된 온도 예로, 20℃로 가열하게 되며, 동시에 스팀보일러(130)에서 시험조건으로 설정된 온도 예로, 137℃로 가열하게 된다. 상기 히터(111) 및 스팀보일러(130)의 가열온도는 메인콘트롤 패널(180)에서의 세팅조건에 의해 자동으로 제어되거나 관리자(또는 시험자)에 의해 수동으로 설정될 수 있다.
또한, 메일콘트롤 패널(180)에서의 시험조건 세팅은 급수펌프(120)의 동작시기, 밸브(141~143)의 개폐시기, 감지기(151~154) 및 용존산소 측정기(170)의 동작시기 등을 포함하게 되는데, 설정조건은 시험조건에 따라 변경이 가능하다. 상기 감지기(151~154)는 유입수탱크(110) 및 보일러(130)에서 공급되는 유량을 조절/확인 및 그로부터 발생되는 데이터의 확인/검증용으로서, 이는 탈기기(160)의 크기에 따라 물속에 용존산소를 처리할 수 있는 유량이 다르기 때문이다.
이후 유입수탱크 히터(111) 및 스팀보일러(130)에서 유입수가 설정온도로 가열되면 탈기기 시험을 시작하게 되는데, 시험시작과 동시에 메일콘트롤 패널(180)에 의해 밸브(141)(142)가 동시에 개방된다. 상기 밸브(141~143)의 설치 이유는 유지보수 및 단일 구동(보일러만 동작 또는 펌프만 동작)을 위한 것이다.
우선 밸브(141)의 개방에 의해 히터(111)가 설치된 유입수탱크(110 : condensate tank)에서 설정된 온도로 가열된 유입수가 급수펌프(120)에 의해서 미리 설정된 압력으로 탈기기(160)로 보내지는데, 압력 : 4barg, 온도 : 20℃, 유량 : 2900kg/hr의 유입수가 탈기기(160)에 유입된다.
이때, 급수펌프(120)에 의해 탈기기(160)에 유입수가 공급될 때 메인콘트롤 패널(180)는 감지기(151)를 통해 유입수의 유량, 압력, 온도를 확인하며, 그 확인된 데이터를 기록한다.
동시에 밸브(142)의 개방에 의해 스팀보일러(130)에서 압력 : 1.5barg, 온도 : 137℃, 유량 : 600kg/hr의 스팀이 탈기기(160)에 유입된다. 상기 스팀보일러(130)는 온도, 압력, 유량이 조절되는 기기로서, 시험에 알맞는 유량, 압력, 온도 조건으로 설정되어 구동된 후 시험이 시작되면 메인콘트롤 패널(180)는 감지기(152)를 통해 스팀의 온도, 압력, 유량을 확인하고 그 확인된 데이터를 기록한다.
이에 따라, 급수펌프(120)에 의해서 미리 설정된 압력으로 탈기기(160)로 보내진 유입수는 탈기기 내부에 설치된 스프레이에 의해 분사되는 동시에 스팀보일러(130)에서 설정된 온도와 압력으로 탈기기(160) 내부로 유입된 스팀에 의해 첫 번째 탈기가 이루어지고, 이어서 스팀이 유체와 교반되는 것에 의해 두 번째 탈기가 실행된다. 즉, 탈기기(160)에서의 탈기는 헨리(Henry) 법칙과 달튼(Dalton) 법칙에 의해 이루어진다.
또한, 탈기기(160) 내의 물 온도는 동작압력 하에서 포화증기 온도 이상으로 상승하도록 함으로써 용존가스 체적이 최소화되도록 하며, 상기 탈기기(160) 내의 물온도를 끓는점까지 상승시키기 위해 유입수탱크(110)에서 불응축 가스의 분압을 반드시 낮게 유지시켜야 함은 물론 초기 탈기를 수행한다.
이때, 메인콘트롤 패널(180)은 감지기(153)를 통해 탈기기(160) 내부의 온도, 압력, 수위를 확인하여 그 확인된 데이터를 기록한다.
따라서, 탈기를 거친 유체가 탈기기 하부의 저장조에 저장되다가 미리 설정한 수위에 도달하면 메인콘트롤 패널(180)은 밸브(143)의 열림을 제어하여 저장탱크(210 : storage tank)로 물을 방출된다. 즉, 감지기(153)로 검출한 수위에 따라 밸브(143)의 개폐)를 결정하게 된다.
한편, 상기 과정에서 탈기기(160)로 유입되는 유입수는 스프레이에 의해 분사되기 전에 시료측정라인으로 거쳐 용존산소 측정기(170)에서 분석되며, 탈기된 유체는 저장탱크(210)로 방출되기 전에 시료측정라인을 거쳐서 상기 용존산소 측정기(170)에 의해 분석된다.
이때, 탈기기(160)로 유입수가 들어가는 배관과 배출되는 배관에 샘플링포트를 설치하여 시료를 채취한 후 용존산소 측정기(170)에서 용존산소를 확인한다.
또한, 용존산소를 측정하기 위한 유체를 열교환기(190)를 통해 온도를 낮춘 다음 용존산소를 확인하는 과정을 수행하는데, 특히 탈기되어 배출되는 배출수의 온도는 고온이기 때문에 열교환기(190)를 통해 시료의 온도를 낮춘 다음 용존산소를 확인하는 과정을 수행한다. 상기 열교환기(190)는 열판을 이용하여 열교환이 이루어지게 만든 구조의 판형열교환기타입을 사용할 수 있는데, 작동원리는 상기 근접한 열판 사이로 한쪽 면은 뜨거운 매체를 다른 면은 차가운(덜 뜨거운) 매체를 통과시켜 뜨거운 매체의 열이 차가운 매체로 전달되도록 설계되는 것은 물론 차가운 매체의 냉기가 뜨거운(덜 차가운) 매체로 전달되도록 설계된다.
즉, 용존산소를 측정하는 방법은 실험수가 탈기기(160) 내부로 들어가기 전에 샘플링되어 열교환기(190)를 거쳐 온도가 낮추어진 다음 용존산소 측정기(170)를 통해 측정이 실시되며, 탈기기(160)를 거친 탈기가 된 실험수는 열교환기(190)를 거쳐 온도가 낮추어진 다음 용존산소 측정기(170)를 통해 측정이 실시된다.
따라서, 상기 용존산소 측정기(170)에서 측정한 용존산소량은 5~7ppb에 도달하는지 확인하여 탈기기의 성능을 확인하게 되며, 그 데이터는 메인콘트롤 패널(180)에 전달되어 기록된다. 즉, 탈기기(160)의 출구온도가 포화온도에 도달하였을 때 용존산소량이 5~7ppb 이하가 되면 상기 탈기기(160)의 성능이 설계조건을 만족하는 것으로 판단한다.
상기에서 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하였으나, 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상 및 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 형태로 구현할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 유입수탱크 111 : 유입수탱크히터
120 : 급수탱크 130 : 스팀보일러
141~143 : 밸브 151~154 : 감지기
160 : 탈기기 170 : 용존산소 측정기
180 : 메인콘트롤 패널
120 : 급수탱크 130 : 스팀보일러
141~143 : 밸브 151~154 : 감지기
160 : 탈기기 170 : 용존산소 측정기
180 : 메인콘트롤 패널
Claims (7)
- 실험수를 원하는 온도로 가열하기 위해 히터;
실험수를 설정된 압력 및 유량으로 탈기기에 공급하는 급수펌프;
스팀을 발생시켜 상기 탈기기에 공급하는 스팀보일러;
상기 탈기기의 유입수 및 방출수의 온도, 압력, 유량을 측정하는 제1,제4 감지기;
스팀의 온도, 압력, 유량을 측정하는 제2 감지기;
상기 탈기기 내의 온도, 압력, 수위를 측정하는 제3 감지기;
상기 탈기기의 유입수 및 방출수의 용존산소를 측정하는 용존산소 측정기; 및
상기 제1~제4 감지기의 검출데이터를 확인하여 상기 탈기기의 유입수, 방출수, 스팀의 흐름을 제어하며, 상기 용존산소 측정기의 측정결과를 이용하여 상기 탈기기의 성능을 판단하는 메인콘트롤 패널;을 포함하는 탈기기 검사 시스템. - 삭제
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- 메인콘트롤 패널에 탈기기의 시험조건을 세팅하는 단계;
상기 탈기기에 실험수와 스팀을 공급하는 단계;
상기 탈기기 내부의 온도, 압력, 수위를 측정하여 미리 설정된 온도, 압력, 수위에 도달되면 상기 탈기기에 저장된 실험수를 방출하는 단계;
상기 탈기기의 유입수 및 방출수의 용존산소량을 측정하는 단계; 및
상기 측정된 용존산소량으로 상기 탈기기의 성능을 판단하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 하는 탈기기 검사 방법. - 제5항에 있어서, 탈기기에 실험수와 스팀을 공급할 때 실험수 및 스팀의 온도, 압력, 유량을 측정하여 실험수와 스팀의 유입량을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈기기 검사 방법.
- 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020130072848A KR101393136B1 (ko) | 2013-06-25 | 2013-06-25 | 탈기기 검사 시스템 및 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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