KR101562440B1 - 미분기의 화재 감시장치 및 방법 - Google Patents

미분기의 화재 감시장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

이 발명은, 미분기 석탄이동 공기량, 미분기 출구온도, 미분기 보울 차압, 급탄기 급탄량등을 이용하여 화재발생 가능성을 판단함으로써 화재의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 하는, 미분기의 화재 감시장치 및 방법에 관한 것으로서,
미분기 석탄이동 공기량을 감지하기 위한 공기량 센서부와, 미분기 출구온도를 감지하기 위한 온도 센서부와, 미분기 보울 차압을 감지하기 위한 압력 센서부와, 급탄기 급탄량을 감지하기 위한 급탄량 센서부와, 상기한 공기량 센서부와 온도 센서부와 압력 센서부와 급탄량 센서부에 연결되어 있으며 미분기 석탄이동 공기량과 미분기 출구온도와 미분기 보울 차압과 급탄기 급탄량에 대한 정보를 수신하여, 급탄기의 급탄량이 기준치 이상인 경우에 미분시 석탄이동 공기 운전요구량 대비 측정값의 편차가 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상인 경우에 미분기 석탄이동공기 편차가 높음을 경보하고, 미분기 보울 차압 측정값이 기준치 이하인지를 판단하여 기준치 이하인 경우에 미분기 보울 차압이 낮음을 경보하고 미분기 화재발생 위험을 경보하고, 미분기 출구 온도가 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상인 경우에 미분기의 출구온도가 높음을 경보하고 화재진압용 스팀을 자동으로 분사하는 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기한 제어부에 연결되어 있는 경보부와, 스팀부를 포함하여 이루어진다.

Description

미분기의 화재 감시장치 및 방법{Device and method for monitoring fire of pulverizer}
이 발명은 미분기의 화재 감시장치 및 방법에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 미분기 석탄이동 공기량, 미분기 출구온도, 미분기 보울(bowl) 차압, 급탄기 급탄량등을 이용하여 화재발생 가능성을 판단함으로써 화재의 발생을 미연에 방지하고, 화재의 종류에 따라 대응할 수 있도록 하는, 미분기의 화재 감시장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 화력발전소는 석유나 석탄 또는 가스 등의 화석연료를 버너에서 연소시켜 증기를 발생시키고, 이렇게 발생된 증기를 이용하여 터빈을 회전시킴으로써 전기를 생산한다. 석유나 가스의 경우에는 기화시키기만 하면 바로 버너로 공급할 수 있으나, 석탄은 비정형의 석탄 덩어리를 미분기를 이용하여 미세한 분말형태로 만들어서 버너로 공급하게 된다.
상기한 미분기는 출구온도에 비하여 입구온도가 과도하게 상승됨에 따른 화재가 빈번하게 발생되는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 각 미분기 출구 온도센서, CCD 센서, 적외선 및 자외선 센서로부터 입력된 각 감지값을 네트워크를 통해 전송받아 중앙제어실의 HMI 화면에 실시간으로 표시해주므로 각 미분기내의 현재상태를 중앙제어실에서 화면을 통해 모니터링할 수 있는 기술이 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2011-0125014(공개일자 2011년 11월 18일)의 "석탄 분쇄용 미분기의 화재 감시 시스템"에서 개시된 바 있다.
그러나, 상기한 공개번호 10-2011-0125014에서 개시되어 있는 기술은, 단순히 미분기내의 온도와 CCD 영상만을 이용하여 화재발생 여부를 판단하는 것으로서 화재가 발생되기 이전에 화재발생가능성에 대한 예측을 하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 미분기 석탄이동 공기량, 미분기 출구온도, 미분기 보울 차압, 급탄기 급탄량등을 이용하여 화재발생 가능성을 판단함으로써 화재의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 하고 화재의 종류에 따라 대응할 수 있도록 하는, 미분기의 화재 감시장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 장치의 구성은, 미분기 석탄이동 공기량을 감지하기 위한 공기량 센서부와, 미분기 출구온도를 감지하기 위한 온도 센서부와, 미분기 보울 차압을 감지하기 위한 압력 센서부와, 급탄기 급탄량을 감지하기 위한 급탄량 센서부와, 상기한 공기량 센서부와 온도 센서부와 압력 센서부와 급탄량 센서부에 연결되어 있으며 미분기 석탄이동 공기량과 미분기 출구온도와 미분기 보울 차압과 급탄기 급탄량에 대한 정보를 수신하여, 급탄기의 급탄량이 기준치 이상인 경우에 미분시 석탄이동 공기 운전요구량 대비 측정값의 편차가 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상인 경우에 미분기 석탄이동공기 편차가 높음을 경보하고, 미분기 보울 차압 측정값이 기준치 이하인지를 판단하여 기준치 이하인 경우에 미분기 보울 차압이 낮음을 경보하고 미분기 화재발생 위험을 경보하고, 미분기 출구 온도가 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상인 경우에 미분기의 출구온도가 높음을 경보하고 화재진압용 스팀을 자동으로 분사하는 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기한 제어부의 제어신호에 따라 경보신호를 출력하는경보부와, 상기한 제어신호부의 제어신호에 따라 스팀을 분사하는 스팀부와, 상기한 제어신호부의 제어신호에 따라 경유를 공급하는 경유 공급부를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 방법의 구성은, 미분기 석탄이동 공기량과 미분기 출구온도와 미분기 보울 차압과 급탄기 급탄량에 대한 정보를 수신하는 단계와, 미분기의 운전 요구량을 읽어들여서 급탄기의 급탄량이 기준치 이상인지를 판단하는 단계와, 급탄기의 급탄량이 기준치 이상인 경우에 미분시 석탄이동 공기 운전요구량 대비 측정값의 편차가 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상인 경우에 미분기 석탄이동공기 편차가 높음을 경보하는 단계와, 미분기 보울 차압 측정값이 기준치 이하인지를 판단하여 기준치 이하인 경우에 미분기 보울 차압이 낮음을 경보하고 미분기 화재발생 위험을 경보하는 단계와, 미분기 출구 온도가 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상인 경우에 미분기의 출구온도가 높음을 경보하고 화재진압용 스팀을 자동으로 분사하는 단계를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 방법의 구성은, 미분기 석탄이동 공기 측정값이 기준치보다 작은지를 판단하여 기준치보다 작은 경우에 급탄기를 정지하고 경유를 자동으로 공급하는 단계를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 방법의 구성은, 스팀 분사후 경보의 발생을 이벤트로서 기록 저장하는 단계를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명은, 미분기 석탄이동 공기량, 미분기 출구온도, 미분기 보울 차압, 급탄기 급탄량등을 이용하여 화재발생 가능성을 판단함으로써 화재의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 하고 화재의 종류에 따라 대응할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 미분기의 화재 감시장치의 블럭 구성도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 미분기의 화재 감시방법의 동작 흐름도이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 미분기의 화재 감시장치의 동작 상태를 보여주는 그래프이다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 방향에 관한 용어는 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하기로 한다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 미분기의 화재 감시장치의 블럭 구성도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일 실시예에 따른 미분기의 화재 감시장치의 구성은, 미분기 석탄이동 공기량을 감지하기 위한 공기량 센서부(10)와, 미분기 출구온도를 감지하기 위한 온도 센서부(20)와, 미분기 보울 차압을 감지하기 위한 압력 센서부(30)와, 급탄기 급탄량을 감지하기 위한 급탄량 센서부(40)와, 상기한 공기량 센서부(10)와 온도 센서부(20)와 압력 센서부(30)와 급탄량 센서부(40)에 연결되어 있는 제어부(50)와, 상기한 제어부(50)에 연결되어 있으며 경보신호를 발생시키는 경보부(60)와, 상기한 제어부(50)에 연결되어 있으며 스팀을 분사시키는 스팀부(70)와, 상기한 제어부(50)에 연결되어 있으며 경유를 공급하는 경유 공급부(80)를 포함하여 이루어진다.
상기한 경보부(60)는 디스플레이나 램프를 이용하여 시각적으로 경보신호를 발생시키거나, 부저를 이용하여 청각적으로 경보신호를 발생시키는 구조로 이루어진다.
상기한 스팀부(70)는 제어부(50)의 제어신호에 의하여 미분기의 내부로 화재진압용 스팀이 공급 또는 차단될 수 있도록 하는 밸브를 포함하여 이루어진다.
상기한 경유 공급부(80)는 제어부(50)의 제어신호에 의하여 보일러로 경유가 공급 또는 차단될 수 있도록 하는 밸브를 포함하여 이루어진다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 미분기의 화재 감시방법의 동작 흐름도이다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일 실시예에 따른 미분기의 화재 감시방법의 구성은, 동작이 시작되는 단계(S10)와, 미분기 석탄이동 공기량과 미분기 출구온도와 미분기 보울 차압과 급탄기 급탄량에 대한 정보를 수신하는 단계(S20)와, 미분기의 운전 요구량을 읽어들이는 단계(S30)와, 급탄기의 급탄량이 기준치 이상인지를 판단하는 단계(S40)와, 급탄기의 급탄량이 기준치 이상인 경우에 미분시 석탄이동 공기 운전요구량 대비 측정값의 편차가 기준치 이상인지를 판단하는 단계(S50)와, 미분시 석탄이동 공기 운전요구량 대비 측정값의 편차가 기준치 이상인 경우에 미분기 석탄이동공기 편차가 높음을 경보하는 단계(S60)와, 미분기 보울 차압 측정값이 기준치 이하인지를 판단하는 단계(S70)와, 미분기 보울 차압 측정값이 기준치 이하인 경우에 미분기 보울 차압이 낮음을 경보하는 단계(S80)와, 미분기 화재발생 위험을 경보하는 단계(S90)와, 미분기 출구 온도가 기준치 이상인지를 판단하는 단계(S100)와, 미분기 출구 온도가 기준치 이상인 경우에 미분기의 출구온도가 높음을 경보하는 단계(S110)와, 화재진압용 스팀을 자동으로 분사하는 단계(S120)와, 미분기 석탄이동 공기 측정값이 기준치보다 작은지를 판단하는 단계(S130)와, 미분기 석탄이동 공기 측정값이 기준치보다 작은 경우에 급탄기를 정지하고 경유를 자동으로 공급하는 단계(S140)와, 경보의 발생을 이벤트로서 기록 저장하는 단계(S150)와, 동작을 종료하는 단계(S160)를 포함하여 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일 실시예에 따른 미분기의 화재 감시장치 및 방법의 작용은 다음과 같다.
동작이 시작되면(S10), 제어부(50)는 공기량 센서부(10)로부터 미분기 석탄이동 공기량을 수신하고, 온도 센서부(20)로부터 미분기 출구온도를 수신하고, 압력 센서부(30)로부터 미분기 보울의 상단과 하단의 압력을 수신하여 그 차압을 산출하고, 급탄량 센서부(40)로부터 급탄기 급탄량에 대한 정보를 수신한다(S20).
다음에 제어부(50)는 메모리에 저장되어 있는 미분기의 운전 요구량을 읽어들인다(S30).
이어서, 제어부(50)는 급탄기의 급탄량이 기준치(20 t/h) 이상인지를 판단하여(S40), 급탄기의 급탄량이 기준치 이상인 경우에, 미분시 석탄이동 공기량에서 미분기 석탄이동 공기 운전요구량을 뺀 편차가 기준치(1.5 Nm/s) 이상인지를 판단한다(S50).
다음에, 제어부(50)는 미분시 석탄이동 공기 운전요구량 대비 석탄이동 공기 측정값(L1)의 편차가 기준치 이상인 경우에 미분기 석탄이동공기 편차가 높음을 경보한다(S60). 도 3은 석탄이동 공기 측정값(L1)의 저하되었을 때 석탄이동 공기 운전요구량과의 편차가 커지게 되어 경보(A1)가 울리는 시점을 보여주고 있다.
이어서, 제어부(50)는 미분기 보울 차압 측정값(L2)이 기준치(120mmH2O) 이하인지를 판단하여(S70), 미분기 보울 차압 측정값(L2)이 기준치 이하인 경우에 미분기 보울 차압이 낮음을 경보함(S80)과 동시에, 미분기 화재발생 위험을 경보한다(S90).
다음에, 제어부(50)는 미분기 출구 온도(L3)가 기준치(93℃) 이상인지를 판단하여(S100), 미분기 출구 온도(L3)가 기준치 이상인 경우에 경보부(60)를 구동하여 미분기의 출구온도가 높음을 경보하고(S110), 화재가 발생한 것으로 판단하여 스팀부(70)를 구동하여 화재진압용 스팀이 미분기 내부로 자동으로 분사되도록 한다(S120). 도 3은 미분기 출구 온도(L3)가 기준치 이상인 경우에 경보(A2)가 울리는 시점을 보여주고 있다.
이어서, 제어부(50)는 미분기 석탄이동 공기 측정값이 기준치보다 작은지를 판단하여(S130), 미분기 석탄이동 공기 측정값이 기준치(10.8N㎡/S)보다 작지 않은 경우에는 작은 화재가 발생한 것으로 판단하지만, 미분기 석탄이동 공기 측정값이 기준치(10.8N㎡/S)보다 작은 경우에는 큰 화재가 발생한 것으로 판단하여 급탄기를 정지시킨다. 제어부(50)는 이와 같이 급탄기를 정지시킨 경우에 발전출력은 계속 유지되도록 하기 위하여 경유 공급부(80)를 구동하여 경유는 자동으로 공급함으로써 보일러가 계속 가열되도록 한다(S140).
다음에, 제어부(50)는 경보의 발생을 이벤트로서 기록 저장한 후에(S150), 동작을 종료한다(S160).
10 : 공기량 센세부 20 : 와이퍼
30 : 압력 센서부 40 : 급탄량 센서부
50 : 제어부 60 : 경보부
70 : 스팀부 80 : 경유 공급부

Claims (5)

  1. 미분기 석탄이동 공기량을 감지하기 위한 공기량 센서부와,
    미분기 출구온도를 감지하기 위한 온도 센서부와,
    미분기 보울(bowl) 차압을 감지하기 위한 압력 센서부와,
    급탄기 급탄량을 감지하기 위한 급탄량 센서부와,
    상기한 공기량 센서부와 온도 센서부와 압력 센서부와 급탄량 센서부에 연결되어 있으며 미분기 석탄이동 공기량과 미분기 출구온도와 미분기 보울 차압과 급탄기 급탄량에 대한 정보를 수신하여, 급탄기의 급탄량이 기준치 이상인 경우에 미분시 석탄이동 공기 운전요구량 대비 측정값의 편차가 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상인 경우에 미분기 석탄이동공기 편차가 높음을 경보하고, 미분기 보울 차압 측정값이 기준치 이하인지를 판단하여 기준치 이하인 경우에 미분기 보울 차압이 낮음을 경보하고 미분기 화재발생 위험을 경보하고, 미분기 출구 온도가 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상인 경우에 미분기의 출구온도가 높음을 경보하고 화재진압용 스팀을 자동으로 분사하는 제어신호를 출력하는 제어부와,
    상기한 제어부의 제어신호에 따라 경보신호를 출력하는경보부와,
    상기한 제어신호부의 제어신호에 따라 스팀을 분사하는 스팀부와,
    상기한 제어신호부의 제어신호에 따라 경유를 공급하는 경유 공급부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미분기의 화재 감시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기한 제어부는, 미분기 석탄이동 공기 측정값이 기준치보다 작은지를 판단하여 기준치보다 작은 경우에 급탄기를 정지하고 경유를 자동으로 공급하는 것을 특징으로 하는 미분기의 화재 감시장치.
  3. 미분기 석탄이동 공기량과 미분기 출구온도와 미분기 보울 차압과 급탄기 급탄량에 대한 정보를 수신하는 단계와,
    미분기의 운전 요구량을 읽어들여서 급탄기의 급탄량이 기준치 이상인지를 판단하는 단계와,
    급탄기의 급탄량이 기준치 이상인 경우에 미분시 석탄이동 공기 운전요구량 대비 측정값의 편차가 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상인 경우에 미분기 석탄이동공기 편차가 높음을 경보하는 단계와,
    미분기 보울 차압 측정값이 기준치 이하인지를 판단하여 기준치 이하인 경우에 미분기 보울 차압이 낮음을 경보하고 미분기 화재발생 위험을 경보하는 단계와,
    미분기 출구 온도가 기준치 이상인지를 판단하여 기준치 이상인 경우에 미분기의 출구온도가 높음을 경보하고 화재진압용 스팀을 자동으로 분사하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미분기의 화재 감시방법.
  4. 제3항에 있어서,
    미분기 석탄이동 공기 측정값이 기준치보다 작은지를 판단하여 기준치보다 작은 경우에 급탄기를 정지하고 경유를 자동으로 공급하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미분기의 화재 감시방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    스팀 분사후 경보의 발생을 이벤트로서 기록 저장하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미분기의 화재 감시방법.
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