KR101419015B1 - Apparatus and method for removing scale - Google Patents
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Abstract
본 발명은 해수담수화 플랜트의 배관 내에 생기는 스케일을 배관을 지나는 해수의 유속 측정을 통해 확인하고, 배관 내에 분출되는 플라즈마 빔으로 제거하는 배관의 스케일 제거 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 장치는 배관을 통과하는 유체의 유속을 측정하는 유속 측정부와, 상기 배관의 내부에 생긴 스케일의 제거를 위한 플라즈마 빔을 발생하는 적어도 하나 이상의 플라즈마 발생부와, 상기 유속 측정부에서 측정된 유속을 설정된 유속과 비교하여 상기 플라즈마 발생부를 구동 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 유속 측정부에서 측정된 유속이 상기 제어부를 통해 설정된 유속보다 크거나 같은 경우, 상기 플라즈마 발생부에서 발생된 플라즈마 빔을 상기 배관의 내부로 분출한다.The present invention provides an apparatus and a method for removing scales of a pipeline which are confirmed by measuring the flow rate of seawater passing through a pipeline and removed by a plasma beam ejected into the pipeline. The apparatus for removing scale according to an embodiment of the present invention includes a flow rate measuring unit for measuring a flow rate of a fluid passing through a pipe, at least one plasma generating unit for generating a plasma beam for removing a scale generated in the pipe, And a control unit for controlling the plasma generator by comparing the flow rate measured by the flow rate measuring unit with the set flow rate, wherein the controller controls the flow rate of the plasma generated by the plasma generator when the flow rate measured by the flow rate measuring unit is equal to or greater than a flow rate set through the controller , And a plasma beam generated from the plasma generating unit is ejected into the inside of the pipe.
Description
본 발명은 스케일 제거 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해수담수화 플랜트의 배관 내에 생기는 스케일을 플라즈마를 이용하여 제거하는 스케일 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a scale removal apparatus and method, and more particularly, to a scale removal apparatus and method for removing a scale generated in a piping of a seawater desalination plant using a plasma.
해수담수화(Desalination)는, 생활용수나 공업용수로 직접 사용하기 힘든 해수로부터 염분을 포함한 용해 물질을 제거하여 순도 높은 음용수, 생활용수 또는 공업용수 등을 얻는 일련의 수처리 과정을 의미한다. 또, 해수를 담수로 생산하는데 사용되는 설비를 해수담수화 플랜트라고 한다.Desalination means a series of water treatment processes in which high-purity drinking water, domestic water, industrial water, etc. are obtained by removing dissolved substances including salts from seawater which is difficult to be directly used for living water or industrial water. In addition, facilities used to produce seawater in fresh water are called seawater desalination plants.
해수담수화 방식은 증발법과 역삼투법으로 크게 구분된다. 증발법은 열원을 이용하여 해수를 가열하고 발생한 증기를 응축하여 담수를 얻는 방식으로, 유체의 흐름 양상에 따라 다단증발법(Multi-Stage Flash; MSF)과 다중효용법(Multi-Effect Distillation; MED)으로 구분된다. 또, 역삼투법(Reverse Osmosis: RO)은 삼투현상(osmosis)을 역으로 이용하여 해수를 반투막(Semi-permeable Membrane)에 통과시켜 담수를 얻는 방식이다.The seawater desalination method is broadly divided into evaporation method and reverse osmosis method. The evaporation method is a method of heating seawater using a heat source and condensing the generated steam to obtain fresh water. Multi-stage flash (MSF) and multi-effect distillation (MED ). Reverse osmosis (RO) is a method of obtaining fresh water by passing seawater through semi-permeable membranes using reverse osmosis.
해수담수화 플랜트에는 해수의 이송을 위한 복수의 이송 라인이 구비되며, 이러한 이송 라인은 통상 배관으로 구성된다. 해수담수화 공정 중 해수의 탈염 공정 등을 통해 염분을 포함하는 화합물, 즉 스케일(scale)이 생성되며, 이러한 스케일은 배관을 통해 외부로 이송되지 못하고 그 일부가 배관의 내부에 고착된다. 배관의 내부에 고착되는 스케일의 양이 증가됨에 따라 배관의 내부가 점차 좁아지고, 이로 인해 해수의 이송이 방해되고, 담수 생산 공정의 효율이 저하된다.The seawater desalination plant is provided with a plurality of transfer lines for transferring seawater, and these transfer lines are usually composed of piping. A salt-containing compound, that is, a scale, is generated through the desalination process of seawater during the desalination process, and such scale can not be transferred to the outside through the pipe, but a part thereof is fixed to the inside of the pipe. As the amount of scale secured to the interior of the piping increases, the interior of the piping gradually becomes narrower, thereby impeding the transfer of seawater and reducing the efficiency of the fresh water production process.
이러한 문제점을 해결하기 위한 다양한 스케일 제거 장치나 방법이 제안되어 있다. 종래의 일 예에 따르면, 다단증발법 혹은 다중효용법을 사용하는 해수담수화 플랜트에서는, 배관 내 스케일의 제거를 위해 기계적 제거 방식, 즉 볼 클리닝(Ball Cleaning)법이 사용된다(특허문헌 1 참조). 볼 클리닝법은 배관 내부에 복수의 세척 볼을 통과시켜 배관 내에 고착된 스케일을 물리적으로 제거하는 방식이다. 하지만, 볼 클리닝법은 해수의 유입량에 따라 달라지는 세척 볼의 유입량을 제대로 감지하기 어렵고, 해수의 유입량에 따라 세척 볼의 회수율이 현저히 저하되는 문제점이 있다. 또, 세척 볼이 배관에 충격을 주어 배관이 손상될 수 있으며, 배관 내부 전체에 걸쳐 스케일을 균일하게 제거하기 어렵다.Various scale removal apparatuses and methods have been proposed to solve these problems. According to a conventional example, in a seawater desalination plant using a multi-stage evaporation method or a multi-effusion method, a mechanical removal method, that is, a ball cleaning method is used to remove scales in a pipe (see Patent Document 1) . The ball cleaning method is a method in which a plurality of cleaning balls are passed through a pipe to physically remove scales fixed in the pipe. However, the ball cleaning method is difficult to accurately detect the inflow amount of the cleaning ball depending on the inflow amount of the seawater, and the recovery rate of the cleaning ball is remarkably deteriorated depending on the inflow amount of the seawater. In addition, the cleaning ball impacts the pipe to damage the pipe, and it is difficult to uniformly remove the scale throughout the pipe.
또한, 역삼투법을 사용하는 해수담수화 플랜트에서는, 반투막의 세정을 위해 세정 약품을 이용한 화학적 스케일 제거 방식이 사용된다(특허문헌 2 참조). 하지만, 화학적 스케일 제거 방식은 세정 약품에 의해 배관 내부가 부식에 의해 손상될 수 있으며, 생성되는 담수가 세정 약품에 의해 오염되지 않도록 엄격한 전처리를 수행해야 하는 공정 상의 어려움이 있다.In a seawater desalination plant using a reverse osmosis method, a chemical descaling method using a cleaning agent is used for washing the semipermeable membrane (see Patent Document 2). However, in the chemical scale removal method, the inside of the pipe may be damaged by corrosion by the cleaning agent, and there is a difficulty in the process of performing a strict pretreatment so that the generated fresh water is not contaminated by the cleaning agent.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 해수담수화 플랜트의 배관 내에 생기는 스케일을 배관을 지나는 해수의 유속 측정을 통해 확인하고, 배관 내에 분출되는 플라즈마 빔으로 제거하는 배관의 스케일 제거 장치 및 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a scale removal device for a pipeline which confirms a scale occurring in a piping of a seawater desalination plant by measuring the flow rate of seawater passing through the pipeline, ≪ / RTI >
본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 장치는 배관을 통과하는 유체의 유속을 측정하는 유속 측정부와, 상기 배관의 내부에 생긴 스케일의 제거를 위한 플라즈마 빔을 발생하는 적어도 하나 이상의 플라즈마 발생부와, 상기 유속 측정부에서 측정된 유속을 설정된 유속과 비교하여 상기 플라즈마 발생부를 구동 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 유속 측정부에서 측정된 유속이 상기 제어부를 통해 설정된 유속보다 크거나 같은 경우, 상기 플라즈마 발생부에서 발생된 플라즈마 빔을 상기 배관의 내부로 분출한다.The apparatus for removing scale according to an embodiment of the present invention includes a flow rate measuring unit for measuring a flow rate of a fluid passing through a pipe, at least one plasma generating unit for generating a plasma beam for removing a scale generated in the pipe, And a control unit for controlling the plasma generator by comparing the flow rate measured by the flow rate measuring unit with the set flow rate, wherein the controller controls the flow rate of the plasma generated by the plasma generator when the flow rate measured by the flow rate measuring unit is equal to or greater than a flow rate set through the controller , And a plasma beam generated from the plasma generating unit is ejected into the inside of the pipe.
실시예에 있어서, 상기 배관은 해수담수화 플랜트에 설치되고, 상기 배관에 생기는 상기 스케일인 염화물을 포함한다.In an embodiment, the piping is installed in a seawater desalination plant and comprises chloride as the scale that occurs in the piping.
실시예에 있어서, 상기 플라즈마 빔은 슈퍼옥시드 라디칼과 히드록실 라디칼 중 적어도 어느 하나를 포함한다.In an embodiment, the plasma beam comprises at least one of a superoxide radical and a hydroxyl radical.
실시예에 있어서, 상기 배관은 상기 플라즈마 발생부가 설치되는 관통구를 가지며, 상기 관통구에는 한 쌍의 도어로 개폐되는 도어부가 구비된다.In an embodiment, the piping has a through-hole in which the plasma generating unit is provided, and the through-hole is provided with a door portion that is opened and closed by a pair of doors.
실시예에 있어서, 상기 유속 측정부는 상기 배관의 중심에 유속측정센서를 위치시키는 측정봉을 포함한다.In an embodiment, the flow rate measuring section includes a measuring rod for positioning a flow rate measuring sensor at the center of the pipe.
본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법은 배관을 통과하는 유체의 유속을 측정하는 단계와, 상기 유체의 측정 유속값을 설정 유속값과 비교하는 단계와, 상기 측정 유속값이 설정 유속값보다 크거나 같은 경우, 플라즈마 빔을 발생시켜 상기 배관의 내부로 분출시키는 단계와, 상기 유체의 유속을 다시 측정하는 단계와, 다시 측정된 상기 측정 유속값을 설정 유속값과 비교하는 단계와, 상기 측정 유속값이 상기 설정 유속값보다 크거나 같은 경우 상기 플라즈마 빔을 상기 배관의 내부로 계속 분출시키고, 상기 측정 유속값이 상기 설정 유속값보다 작은 경우 상기 배관 내부로의 상기 플라즈마 빔의 분출을 중지시키는 단계를 포함한다.A method for removing scale in accordance with an embodiment of the present invention includes the steps of measuring a flow rate of a fluid passing through a pipe, comparing a measured flow rate value of the fluid with a set flow rate value, Generating a plasma beam and ejecting the plasma beam into the interior of the pipeline, measuring the flow rate of the fluid again, comparing the measured flow rate value again with a set flow rate value, If the flow velocity value is greater than or equal to the set flow velocity value, continues to eject the plasma beam into the interior of the pipe, and stops the ejection of the plasma beam into the pipe when the measured flow velocity value is less than the preset flow velocity value .
실시예에 있어서, 상기 스케일은 해수담수화 공정에서 생성된 염화물을 포함한다.In an embodiment, the scale comprises chloride produced in a seawater desalination process.
실시예에 있어서, 상기 플라즈마 빔은 상기 스케일과 화학 반응하는 슈퍼옥시드 라디칼과 히드록실 라디칼 중 적어도 어느 하나를 포함한다.In an embodiment, the plasma beam comprises at least one of a superoxide radical and a hydroxyl radical that chemically reacts with the scale.
본 발명의 배관의 스케일 제거 장치 및 방법에 의하면, 해수담수화 플랜트의 배관 내에 생기는 스케일의 고착 정도를 배관을 지나는 해수의 유속을 측정하여 확인할 수 있다. 따라서, 배관의 스케일 제거 작업이 불필요하게 실시되지 않도록 하여 스케일 제거 작업에 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있다. 해수의 유속 측정을 통해 배관 내 스케일의 제거가 필요한 경우, 플라즈마 빔을 배관 내에 분출하여 스케일을 제거할 수 있다. 즉, 플라즈마 빔을 통해 화학적으로 반응하기 쉬운 높은 에너지를 가진 유리기(radical)을 생성하고, 염분을 포함하는 화합물인 스케일과 반응시켜 균일하게 제거할 수 있다. 또한, 스케일의 제거 시, 배관의 손상을 방지하고 배관의 내부식성을 향상시킬 수 있다. 또한, 플라즈마 빔은 배관 내에 해수가 채워지지 않은 상태에서도 분출될 수 있어 해수담수화 플랜트의 운용 효율을 향상시킬 수 있다.According to the scale removal apparatus and method of the present invention, it is possible to confirm the degree of adhesion of the scale in the piping of the seawater desalination plant by measuring the flow rate of the seawater passing through the piping. Therefore, it is possible to reduce the cost and time required for the scale removal work by preventing the scale removal work of the piping from being unnecessarily performed. If the scale in the piping needs to be removed by measuring the flow velocity of the seawater, the scale beam can be removed by ejecting the plasma beam into the piping. That is, it is possible to generate a radical having a high energy which is easy to chemically react through a plasma beam, and to react with a scale, which is a salt-containing compound, to remove uniformly. Further, when the scale is removed, damage to the piping can be prevented and corrosion resistance of the piping can be improved. In addition, the plasma beam can be ejected even when the seawater is not filled in the piping, thereby improving the operating efficiency of the desalination plant.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 장치를 보인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 장치에 채용되는 플라즈마 발생부를 개략적으로 보인 도면이다.
도 3은 일 실시형태에 따라 배관에 적용된 플라즈마 발생부를 보인 사시도이다.
도 4는 다른 실시형태에 따라 배관에 적용된 플라즈마 발생부를 보인 사시도이다.
도 5는 도 3에 배관의 중단면도이다.
도 6은 배관의 내측에서 바라본 도어부를 보인 도면이다.
도 7은 플라즈마 발생부를 통해 배관의 내부에 분출되는 플라즈마 빔을 보인 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법을 보인 순서도이다.1 is a block diagram showing a descale apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view illustrating a plasma generator used in a descale apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a plasma generating part applied to a pipe according to an embodiment.
4 is a perspective view showing a plasma generating part applied to a pipe according to another embodiment.
Fig. 5 is an end view of the piping in Fig. 3; Fig.
6 is a view showing the door portion viewed from the inside of the pipe.
7 is a view showing a plasma beam ejected into a pipe through a plasma generator.
8 is a flowchart illustrating a scale removal method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 스케일 제거 장치 및 방법에 대한 실시예를 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a descale apparatus and method of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 장치(100)를 설명한다. 스케일 제거 장치(100)는 해수담수화 플랜트의 배관(10) 내에 생성되어 고착되는 스케일(1)을 제거하는 장치이다. 하지만, 스케일 제거 장치(100)는 해수담수화 플랜트의 배관(10)에 한정되지 않고 다양한 플랜트의 배관에 적용되어 스케일(1)을 제거하는데 사용될 수 있다.1 to 7, a
실시예에서, 스케일(1)은 Mg2 +, Ca2 +이 주성분인 염분을 포함하는 화합물, 즉 염화물로 이루어진다. 이러한 스케일(1)은 해수의 온도에 따라 탄산칼슘(CaCO3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2)의 염으로 생성되어 배관(10)의 내부 표면에 고착된다(하기의 화학식 1 참조).In the embodiment, the
[화학식 1][Chemical Formula 1]
2HCO3 - → (Heat 66℃) → CO32 - + H2O + CO2 2HCO 3 - → (Heat 66 ° C) - > CO 3 2 - + H 2 O + CO 2
해수의 온도 66℃ 이하, CO3 2 - + H2O + CO2 + Ca2 + → (Heat 66℃↓) → CaCO3 The temperature of seawater is 66 ° C or less, CO 3 2 - + H 2 O + CO 2 + Ca 2 + → (Heat 66 ° C ↓) → CaCO 3
해수의 온도 77℃ 이상, CO3 2 - + 2H2O + CO2 → (Heat 77℃ ↑) ? 2OH- + Mg2 + → Mg(OH)2 The temperature of seawater is above 77 ℃, CO 3 2 - + 2H 2 O + CO 2 → (Heat 77 ° C ↑)? 2OH - + Mg 2 + - & gt ; Mg (OH) 2
스케일 제거 장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 빔을 발생하는 플라즈마 발생부(110)와, 배관(10)을 지나는 유체, 즉 해수의 유속을 측정하는 유속 측정부(120)와, 유속 측정부(120)에서 측정된 유속에 따라 플라즈마 발생부(110)를 구동 제어하는 제어부(130)를 포함한다.1, the
플라즈마 발생부(110)는 상압에서 플라즈마 빔을 발생시키는 수단을 포함하며, 공지되어 있는 다양한 방식의 표면 처리용 상압 플라즈마 장치가 채용될 수 있다. 실시예에서 플라즈마 발생부(110)는, 도 2에 도시된 바와 같은, 상압 플라즈마 분출 수단(Atmospheric Pressure Plasma Jet: AAPJ)를 가진다. 이러한 플라즈마 발생부(110)에는, 진공 상태의 내부에 코일이 내장된 용기(111)와, 용기(111)에 내장된 코일에 RF전원(radio frequency source)을 인가하는 전원 공급기(112)와, 용기(111)의 내부로 아르곤(Ar)이나 네온(Ne) 등의 중립 가스(neutral gas) 또는 산소(O2) 가스를 공급하는 가스 공급기(113)가 구비된다. 가스 공급기(113)에서 용기(111)로 공급된 가스(G)는 코일 주변에 형성되는 자계에 의해 가속되고 용기(111) 내부에서 전계에 의해 이온화되어 용기(111)의 일단부를 통해 플라즈마 제트(plasma jet)의 형태로 분출된다. 즉, 플라즈마 발생부(110)로부터 외부로 이온화된 가스를 플라즈마 빔(plasma beam; P)의 형태로 분출시킬 수 있다. 상기 용기(111)의 일단부에는 방향 전환이 가능한 노즐(111a)이 구비되어 플라즈마 빔(P)의 분출 방향을 변경시킬 수 있다. 노즐(111a)과 용기(111)의 연결 부분에는 용기(111)에 대해 노즐(111a)을 회전시키고, 노즐(111a)을 길이방향으로 늘리거나 줄을 수 있는 방향 전환 수단(111b)이 구비된다. 또, 이러한 방향 전환 수단(111b)은 제어부(130)에 연결되어 구동 제어를 받는다.The
플라즈마 발생부(110)는 배관(10)의 외측에 배치되며, 플라즈마 빔(P)이 분출되는 노즐(111a)은 배관(10)을 관통하도록 설치된다. 즉, 노즐(111a)은 배관(10)에 형성된 관통구(11)에 삽입되며, 방향 전환 수단(111b)에 의해 배관(10)의 내측으로 늘어난 후 회전하면서 관통구(11) 주변의 배관(10)의 내주면에 플라즈마 빔(P)을 분출할 수 있다.The
도 3 및 도 4를 참조하면, 플라즈마 발생부(110)는 배관(10)의 내경, 배관(10)을 통과하는 해수의 유입량 등에 따라 복수개가 설치될 수 있다. 플라즈마 발생부(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 배관(10)의 길이방향으로 상부 및 하부에 등간격 또는 소정 간격으로 복수개가 설치될 수 있다. 특히, 복수개의 플라즈마 발생부(110)는, 상부의 플라즈마 발생부와 하부의 플라즈마 발생부가 배관(10)의 길이방향을 따라 번갈아 위치되는 지그재그 형태로 설치될 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 배관(10)보다 상대적으로 내경이 큰 배관(10')의 경우, 플라즈마 발생부(110)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 배관(10)의 길이방향으로 상부, 하부 및 양 측부에 등간격 또는 소정 간격으로 복수개가 설치될 수 있다. 특히, 복수개의 플라즈마 발생부(110)는 배관(10')의 길이방향을 따라 나선 형태로 설치될 수 있다. 또한, 다른 실시예에서 3개 이상의 플라즈마 발생부(110)가 환형의 띠 형상으로 배치된 후, 배관(10)의 길이방향으로 복수의 띠를 갖도록 설치될 수 있다. 이와 같이, 배관(10)에 복수개의 플라즈마 발생부(110)를 설치하여, 배관(10)의 내주면에 플라즈마 빔(P)이 고르게 분출되도록 함으로써, 배관(10)의 내주면 전체에 걸쳐 스케일(1)를 균일하게 제거할 수 있다.3 and 4, a plurality of
도 5을 참조하면, 플라즈마 발생부(110)의 미 구동시, 배관(10)의 관통구(11)에 삽입된 노즐(111a)이 해수에 의해 손상되지 않도록 관통구(11)를 개폐하는 도어부(114)가 구비된다. 도어부(114)는 양측으로 슬라이딩되어 상호 맞물리는 한 쌍의 도어(114a)와, 한 쌍의 도어(114a)를 구동시키는 모터 등의 구동 수단을 포함한다. 구동 수단은 제어부(130)의 제어를 받아 구동 제어된다. 실시예에서, 한 쌍의 도어(114a)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 배관(10)의 내주면과 같은 곡률로 굽어진 판으로서, 대향하는 부분이 나선형으로 맞물리는 형상을 가진다(도 6의 (a)는 한 쌍의 도어(114a)가 맞물린 상태를 나타내고, 도 6의 (b)는 한 쌍의 도어(114a)가 열리는 상태를 나타낸다). 배관(10)의 내측으로 노출되는 도어(114a)의 표면은 해수에 의한 부식 방지를 위해 CuNi(Cu 70w%, Ni 30w%), CuNi(Cu 90w%, Ni 10w%), Al-Brass, Ti(titanium) 등의 부식 방지 부재가 코팅된다.5, when the
즉, 한 쌍의 도어(114a)가 정확하게 맞물리도록 하여 해수의 압력 등에 의해 한 쌍의 도어(114a)의 맞물림이 임의로 해제되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 관통구(11) 내로 해수가 유입되는 것을 차단하여 플라즈마 발생부(110)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 하지만, 한 쌍의 도어(114a)는 실시예에 한정되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있으며, 다양하게 맞물릴 수 있다.That is, the pair of
유속 측정부(120)는 배관(10)의 외측에 설치된다. 유속 측정부(120)는 배관(10)의 길이가 긴 경우, 배관(10)의 연장되는 길이방향으로 복수개가 등간격 혹은 소정 간격으로 설치될 수 있다. 유속 측정부(120)는 배관(10)을 통과하는 해수의 유속을 측정할 수 있도록 배관(10)의 내측에 설치되는 측정봉(122)을 가진다. 측정봉(122)의 단부에는 유속측정센서가 구비되며, 측정봉(122)은 유속측정센서가 배관(10)의 중앙에 위치되도록 연장된다. 유속측정센서가 배관(10)의 내주면에 가깝게 위치되는 경우, 스케일(1)의 영향으로 해수의 유속을 정확하게 측정할 수 없으며, 배관(10)의 내주면과 해수와의 마찰로 인해 배관(10)의 중심에서의 유속과 다른 크기의 유속 측정값을 얻을 수 있다. 따라서, 유속측정센서가 배관(10)의 중앙에 위치되도록 함으로써, 배관(10)을 통과하는 해수의 유속을 정확하게 감지할 수 있다.The flow
제어부(130)는 키보드, 포인팅 장치, 마이크로폰, 조이스틱, 스캐너 등의 입력 수단과, 모니터 디스플레이, 스피커, 프린터 등의 출력 수단을 포함한다. 또한, 입력 수단을 통해 입력된 정보, 예컨대 유속 기준값 등을 입력받아 저장하는 저장 수단과, 유속 기준값과 유속 측정부(120)에서 측정된 유속 측정값을 비교하는 연산 수단 등을 포함한다.The
도 7을 참조하면, 해수담수화를 통한 담수의 생산 과정에서, 배관(10)의 내부에는 스케일(1)이 생성되어 고착된다. 배관(10)에 고착되는 스케일(1)에 의해 배관(10)을 통과하는 해수의 유속이 스케일(1)이 고착되지 않았을 때보다 빨라진다. 해수담수화 플랜트의 가동 시, 배관(10)에 설치된 유속 측정부(120)는 주기적으로 배관(10) 내 해수의 유속을 측정한다. 유속 측정부(120)의 측정 주기는 제어부(130)를 통해 설정 가능하다. 유속 측정부(120)를 통한 유속 측정값과 제어부(130)를 통해 설정된 유속 기준값을 비교하여 유속 측정값이 유속 기준값 이상인 경우, 스케일(1)이 제거가 필요할 정도로 고착되었다고 판단하고 플라즈마 발생부(110)의 구동이 개시된다. 도어부(114)의 한 쌍의 도어(114a)가 관통구(11)에 열린 후, 관통구(11)를 통해 플라즈마 발생부(110)의 노즐(111a)이 늘어나 배관(10)의 내측으로 노출된다. 또, 노즐(11a)을 회전시키면서 배관(10)의 내측으로 플라즈마 빔(P)을 분출시킨다. 이온화된 산소 가스로 이루어진 플라즈마 빔(P)은 화합물의 결합이 절단되어 짝을 짓지 못한 전자를 가진 원자단, 즉 유리기(radical)을 가진다. 유리기는 남은 전자를 가져 어느 물질에나 쉽게 반응할 수 있는 반응기이다. 실시예에서, 플라즈마 빔(P)은 반응성이 높은 활성 산소인 슈퍼옥시드 라디칼(superoxide radical)와 히드록실 라디칼(hydroxyl radical) 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 이러한 플라즈마 빔(P)은 배관(10)의 내부면에 고착되어 있는 스케일(1)과 반응하여 스케일(1)의 고착 상태를 해제시킨다. 따라서, 플라즈마 빔(P)을 배관(10)의 내측에 분출시켜 해수담수화 과정에서 생성된 스케일(1)을 제거할 수 있다.Referring to FIG. 7, in the process of producing fresh water through seawater desalination, a
이하, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 장치를 이용한 스케일 제거 방법을 설명한다.Hereinafter, a scale removal method using the scale removal apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법은 배관 내 해수의 유속을 측정하는 단계(S10)와, 해수의 유속 측정값과 설정된 유속 기준값을 비교하는 단계(S20)와, 유속 측정값이 유속 기준값보다 큰 경우 배관의 관통구에 설치된 도어부를 개방하는 단계(S30)와, 개방된 관통구를 통해 노즐을 전진시키고 플라즈마 빔을 발생시켜 배관의 내측으로 분출시키는 단계(S40)를 포함한다. 또한, 스케일의 제거 정도를 확인하기 위해 플라즈마 빔을 분출하는 과정에서 배관 내 해수의 유속을 다시 측정하는 단계(S50)와, 유속 측정값과 유속 기준값을 다시 비교하는 단계(S60)와, 유속 측정값이 유속 측정값보다 작은 경우 플라즈마 빔의 발생을 중지하고, 노즐을 관통구로 후퇴시키는 단계(S70)와, 도어부를 닫는 단계(S80)를 더 포함한다. 유속 측정값과 유속 기준값을 재차 비교하는 단계(S60)에서, 유속 측정값이 유속 측정값 이상인 경우에는, 스케일이 설정 정도로 제거되지 않았다고 판단하여 플라즈마 빔을 계속 발생시킨다. 이와 같이, 해수담수화 공정이 진행되는 동안 지속적으로 배관 내 스케일의 생성 정도를 확인하고, 기준값 이상이 되면 자동으로 제거해 줌으로써 배관의 내부가 스케일에 의해 좁아지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 배관 내 해수의 흐름을 원활하게 하여 해수담수화 공정의 생산성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 8, a scale removal method according to an embodiment of the present invention includes steps of measuring a flow rate of seawater in a pipeline (S10), comparing a measured flow rate of the seawater to a set flow rate reference value, (S30) of opening a door portion provided in a through hole of the pipe when the flow velocity measurement value is larger than the flow velocity reference value, advancing the nozzle through the opened through hole to generate a plasma beam and injecting the plasma beam into the inside of the pipe (S40) . In addition, a step S50 of measuring the flow rate of the in-pipe water in the process of spraying the plasma beam to check the degree of scale removal, a step S60 of comparing the flow velocity measurement value and the flow velocity reference value again, Stopping the generation of the plasma beam when the value is smaller than the flow velocity measurement value, retracting the nozzle to the through hole (S70), and closing the door portion (S80). In the step S60 of comparing the flow velocity measurement value and the flow velocity reference value again, if the flow velocity measurement value is equal to or greater than the flow velocity measurement value, the controller determines that the scale has not been removed to the set degree and continues to generate the plasma beam. As described above, the degree of generation of scale in the piping is continuously checked during the desalination process, and when it exceeds the reference value, the inside of the piping can be prevented from being narrowed by the scale. That is, it is possible to prevent the deterioration of the productivity of the seawater desalination process by smoothly flowing the seawater in the piping.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 변경 및 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. It will be obvious to those with knowledge.
1: 스케일 10: 배관
11: 관통구 100: 스케일 제거 장치
110: 플라즈마 발생부 111: 용기
111a: 노즐 111b: 방향 전환 수단
112: 전원 공급기 113: 가스 공급기
114: 도어부 114a: 도어
120: 유속 측정부 122: 측정봉
130: 제어부1: scale 10: piping
11: Through-hole 100: Scale removal device
110: plasma generating part 111: container
111a:
112: power supply 113: gas supply
114:
120: flow rate measuring unit 122: measuring rod
130:
Claims (8)
상기 배관의 내부에 생긴 염화물을 포함하는 스케일의 제거를 위한 플라즈마 빔을 발생하는 적어도 하나 이상의 플라즈마 발생부와,
상기 유속 측정부에서 측정된 유속을 설정된 유속과 비교하여 상기 플라즈마 발생부를 구동 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 배관은 상기 플라즈마 발생부가 설치되는 관통구를 가지며, 상기 관통구에는 한 쌍의 도어로 개폐되는 도어부가 구비되고,
상기 제어부는 상기 유속 측정부에서 측정된 유속이 상기 제어부를 통해 설정된 유속보다 크거나 같은 경우, 상기 플라즈마 발생부에서 발생된 플라즈마 빔을 상기 배관의 내부로 분출하는
스케일 제거 장치.A flow velocity measuring unit for measuring a flow velocity of the seawater passing through the piping installed in the seawater desalination plant,
At least one plasma generating unit for generating a plasma beam for removing a scale including chloride formed in the pipe,
And a controller for controlling the plasma generator by comparing the flow velocity measured by the flow velocity measuring unit with the set flow velocity,
Wherein the pipe has a through-hole through which the plasma generating unit is installed, and the through-hole is provided with a door portion opened and closed by a pair of doors,
Wherein the controller is configured to discharge the plasma beam generated by the plasma generator to the inside of the pipe when the flow velocity measured by the flow velocity measuring unit is greater than or equal to the flow velocity set through the controller
Descaling device.
상기 해수의 측정 유속값을 설정 유속값과 비교하는 단계와,
상기 측정 유속값이 설정 유속값보다 크거나 같은 경우, 상기 배관의 관통구에 설치된 도어부를 개방하는 단계와,
개방된 상기 관통구를 통해 플라즈마 발생부의 노즐을 상기 배관 내부로 전지시키고 플라즈마 빔을 발생시켜 상기 배관의 내부로 분출시키는 단계와,
상기 해수의 유속을 다시 측정하는 단계와,
다시 측정된 상기 측정 유속값을 설정 유속값과 비교하는 단계와,
다시 측정된 상기 측정 유속값이 상기 설정 유속값보다 크거나 같은 경우 상기 플라즈마 빔을 상기 배관의 내부로 계속 분출시키고, 상기 측정 유속값이 상기 설정 유속값보다 작은 경우 상기 배관 내부로의 상기 플라즈마 빔의 분출을 중지시키고 상기 노즐을 상기 관통구로 후퇴시키는 단계와,
상기 도어부를 닫는 단계를 포함하는
스케일 제거 방법.Measuring the flow rate of seawater passing through the piping installed in the seawater desalination plant,
Comparing the measured flow rate value of the seawater to a set flow rate value;
Opening the door portion provided in the through-hole of the pipe when the measured flow rate value is equal to or greater than the set flow rate value;
Discharging a nozzle of the plasma generating unit into the pipe through the opened through-hole to generate a plasma beam and injecting the plasma beam into the pipe;
Measuring the flow rate of the seawater again,
Comparing the measured flow velocity value again with a set flow velocity value,
If the measured flow velocity value is greater than or equal to the set flow velocity value, continuously discharges the plasma beam into the interior of the pipe, and if the measured flow velocity value is less than the preset flow velocity value, Stopping the ejection of the nozzle and retracting the nozzle into the through-hole,
And closing the door portion
Scale removal method.
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