KR101623201B1 - Coal supply pipeline flow measurement method for call flow equal distribution of thermal power plants - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 화력발전소의 미분탄 공급 관로 유량측정 방법에 관한 것으로, 미분기와 공급관로가 접하는 미분기 출구정압과 공급관로와 연소실이 접하는 연소실 입구정압을 측정하고, 상기 미분기 출구정압을 기초로하여 상기 연소실 입구정압의 차압을 측정하여 차압의 보정과 밀도를 계산하여 해당 수식을 통해 공급관로의 미분탄 유량의 측정값의 신뢰성을 향상시킴으로써, 연소 공기 운전 계통의 건전성을 확보할 수 있으며, 탄의 종류가 변경되어 연소 효율을 예측해야 하는 경우에도 활용할 수 있는 장점이 있고, 실제 투입되는 탄량의 정확한 산출에 따라 연소실로 공급되는 콜 유량의 균등분배에 대한 신뢰성확보와 이를 통해 발전효율의 산정과 예측 및 환경오염원의 최소화에도 활용할 수 있으며, 다양한 종류의 탄을 공급하여도 계통의 운전에 가해질 수 있는 부담을 제거할 수 있는 화력발전소의 미분탄 공급 관로 유량측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring a flow rate of a pulverized coal supply pipe in a thermal power plant, comprising the steps of: measuring a static pressure of an outlet of a differentiator at which a differentiator and a supply pipe are in contact with each other and a static pressure at the inlet of the combustion chamber, It is possible to secure the soundness of the combustion air driving system by improving the reliability of the measured value of the pulverized coal flow to the supply pipe by calculating the correction pressure and the density of the differential pressure by measuring the differential pressure of the inlet static pressure, In addition, it can be used even when the combustion efficiency needs to be predicted. The reliability of the uniform distribution of the call flow supplied to the combustion chamber is secured according to the accurate calculation of the actual amount of the introduced carbon, It is also possible to utilize it to minimize the number of The present invention relates to a method for measuring a flow rate of a pulverized coal supply pipe of a thermal power plant capable of eliminating the burden that can be incurred beforehand.
Description
본 발명은 화력발전소의 콜유량 균등분배를 위한 미분탄 공급 관로 유량측정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화력발전소의 콜유량을 균등하게 분배하여 연소실에 미분탄이 균등하게 공급되어 발전을 하도록 미분탄과 공기의 혼합체인 콜(Coal)을 연소실에 공급하는 량을 측정할 수 있도록 미분탄 공급 관로에서의 미분탄 유량을 측정하고, 그 측정된 유량값을 통해 화력 발전소에서 전기 생산량과 미분탄 공급량과의 효율적 산출 및 데이터의 산출이 용이하도록 하기 위한 화력발전소의 콜유량 균등분배를 위한 미분탄 공급 관로 유량측정 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of measuring the flow rate of a pulverized coal supply pipe for uniform distribution of a coal flow rate in a thermal power plant, and more particularly, to a method of measuring a pulverized coal supply flow rate uniformly distributed in a thermal power plant, The amount of pulverized coal in the pulverized coal supply line is measured so that the amount of coal supplied to the combustion chamber can be measured and the efficiency of the production of pulverized coal and data The present invention relates to a method for measuring a flow rate of a pulverized coal supply pipe for uniformly distributing a call flow rate of a thermal power plant.
화력발전을 위하여 석탄이 분쇄되어 보일러로 이송이 되고 공기와 혼합이 되어 연소실로 이송이 되어야 한다. 연소실에서 연소에 의하여 발생되는 열로 증기가 발생되고 증기의 압력에 의한 터빈의 회전으로 전기가 발생될 수 있다. 화력 발전 과정에서 연료에 해당되는 석탄(coal)의 공급량 제어는 급탄기(coal feeder)에서 이루어질 수 있다. 급탄기를 통과한 석탄은 미분기(pulverizer)에서 분쇄되어 미분탄 이송용 공기에 해당되는 일차 공기에 의해 각각의 급탄관을 통하여 연소실의 버너로 이송이 될 수 있다. 급탄관(공급관로;파이프)은 예를 들어 4개와 같이 다수 개가 될 수 있고 연소실에서 연소 효율의 향상을 위하여 각각의 급탄관을 통하여 공급되는 석탄의 양이 일정하도록 조절되는 것이 유리하다. 이를 위하여 미분기 출구의 각각의 급탄관(공급관로;파이프)에 가변 오리피스 밸브 및 미분탄의 유량을 측정할 수 있는 콜 유속 측정 장치가 설치된다.
For the thermal power generation, the coal is crushed and transported to the boiler, mixed with the air and transferred to the combustion chamber. The heat generated by the combustion in the combustion chamber generates steam and electricity can be generated by the rotation of the turbine due to the pressure of the steam. In the thermal power generation process, the amount of coal supplied to the fuel can be controlled in a coal feeder. The coal that has passed through the charcoal is pulverized by the pulverizer and can be transferred to the burner of the combustion chamber through each of the coal feed pipes by the primary air corresponding to the pulverized coal transfer air. It is advantageous that the amount of coal supplied through each of the straight supply pipes is adjusted to be constant in order to improve the combustion efficiency in the combustion chamber. To this end, a calorie flow rate measuring device capable of measuring the flow rate of the variable orifice valve and the pulverized coal is installed in each discharge pipe (pipe) of the outlet of the differentiator.
콜 유량의 측정 및 제어와 관련된 선행기술로 특허공개번호 제1985-0004801호 ‘미분탄의 상대분배방법 및 그 장치’가 있다. 상기 선행기술은 대전된 미분탄의 통과에 의한 유도 신호를 발생시키기 위해 분쇄기에 연결된 관의 유사한 위치에 설치된 다수 개의 전기 전하 감응기와 유도 신호의 2차 적분에 비례하는 값과 전하 플럭스의 값을 얻기 위해 각 유도 신호의 전송을 위한 감응기에 연결된 회로 장치 및 각 관 내의 상대 유량인 유도 신호에 대해 전하 플럭스의 값을 비교하기 위한 비교기로 구성되어 한 개의 분쇄기와 다수 개의 버너 사이에 설치된 관 내부에서의 미분탄의 상대 유량을 측정하기 위한 미분탄의 분배 장치에 대하여 개시한다.
Prior art relating to the measurement and control of the call flow rate is disclosed in Patent Publication No. 1985-0004801 " Relative distribution method of pulverized coal and its apparatus ". This prior art has been used to obtain a value proportional to a quadratic integral of a plurality of electrical charge detectors and a charge flux at a similar location in a tube connected to a mill connected to the pulverizer to generate an induction signal through the passage of the pulverized pulverized coal, A circuit device connected to an induction device for the transmission of each induction signal, and a comparator for comparing the value of the electric charge flux with respect to an induction signal at a relative flow rate in each pipe, To the pulverized coal distribution device for measuring the relative flow rate of the pulverized coal.
미분탄의 배분과 관련된 다른 선행기술로 특허공개번호 제2005-0076347호 ‘미분탄 배분의 균등화를 통한 발전소 보일러 최적 연소 제어 시스템’이 있다. 상기 선행기술은 마이크로파에 의하여 측정된 미분탄의 밀도와 서로 다른 위치에 설치된 센서에 의하여 측정된 유량 속도를 이용하여 미분탄의 유량을 측정하는 방법에 대하여 개시한다.
Another prior art related to the distribution of pulverized coal is disclosed in Korean Patent Publication No. 2005-0076347, " Optimization of pulverized coal distribution system for power plant boiler optimum combustion. &Quot; The prior art discloses a method for measuring the flow rate of pulverized coal using a flow velocity measured by a sensor installed at a position different from the density of pulverized coal measured by a microwave.
선행기술에서 개시된 미분탄 유량 측정 방법은 동일 종류의 석탄에 적용되는 경우 오차가 크지 않지만 다른 종류의 석탄에 적용되는 경우 편차 또는 오차가 커질 수 있다는 문제점을 가진다. 그러므로 화력 발전을 위하여 다양한 산지로부터 생산된 석탄이 사용될 수 있고 석탄의 종류에 관계없이 측정 신뢰성이 보장될 수 있는 콜 유량 측정 방법이 요구되고 있는 실정이다.
The pulverized coal flow measurement method disclosed in the prior art has a problem that when applied to coal of the same kind, the error is not large, but when applied to other types of coal, the deviation or error may become large. Therefore, a coal flow measurement method capable of using coal produced from a variety of mountains for thermal power generation and ensuring measurement reliability regardless of the type of coal is required.
이에 콜 유량 측정 방법으로 공급관로(파이프)를 흐르는 유체의 유동을 통한 파이프의 거리나 배관 요소 등에 따라 압력강하가 발생하며 발생된 압력강하량이 유량과 일정한 관계를 갖고 있는 것을 통해 측정한 것이 최근 개시되고 있는 종래기술이다. 즉, 압력강하량을 측정하여 유량을 산출하는 상기와 같은 종래 방법은 유체의 밀도가 상수가 아닐 경우 압력강하량이 동일하여도 유량이 달라지는데 압력강하량으로부터 유량에 접근하고자 하는 방법을 사용하기 위해서는 밀도의 정확한 산정이 필요하다.
The measurement of the flow rate by the method of measuring the flow rate by the method of measuring the flow rate of the generated pressure due to the pressure drop caused by the distance of the pipe or the pipe element through the flow of the fluid flowing through the pipe (pipe) . That is, in the conventional method of calculating the flow rate by measuring the pressure drop amount, if the density of the fluid is not constant, the flow rate is different even if the pressure drop amount is the same. In order to use the method of approaching the flow rate from the pressure drop amount, A calculation is required.
특히 화력발전소의 연소실에 공급되는 미분탄과 공기의 혼합유체의 경우 200메쉬 이하의 미분탄이 혼합된 다상 유체임을 고려하면 밀도의 결정이 용이하지 않다. 본 발명의 핵심은 석탄을 미분탄으로 갈아서 공기와 혼합하는 장치 내부에 조성되는 압력을 추출하고, 이로부터 미분탄과 공기가 혼합된 유체의 밀도를 산정함으로서 유량에 접근하기 위해 필요한 밀도 수치의 제공이 가능한 방법이 요구되고 있다.
Particularly, in the case of a mixed fluid of pulverized coal and air supplied to a combustion chamber of a thermal power plant, it is not easy to determine the density considering that it is a polyphase fluid mixed with pulverized coal of 200 mesh or less. The core of the present invention is to obtain the density values necessary for approaching the flow rate by extracting the pressure formed inside the apparatus for grinding coal into pulverized coal and mixing with air and calculating the density of the pulverized coal and air mixed fluid therefrom A method is required.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로, 화력발전소의 미분탄 공급 관로에서의 공기와 미분탄의 혼합유체에 대한 유량 측정의 불확실성을 개선하여 유량측정 신뢰성을 확보하고, 정확한 유량으로 공급되는 순수 공기에 혼합되어 연소실에 공급되는 미분탄과의 혼합유량을 정확히 인지할 수 있어 화력발전소의 미분탄 공급관로 계통 운전의 건전성 확보가 가능하도록 함으로써, 연소실로 공급되는 콜유량을 균등하게 분배가 가능하여 연소실 내 화염의 안정화가 가능하고, 화염의 균등에 의한 연소실 내부 국부과열 방지 및 연소효율을 증대됨은 물론 투입 연료량 대비 연소효율이 증가되어 연료소비 최소화에 따른 효율증대가 가능한 화력발전소의 콜유량 균등분배를 위한 미분탄 공급 관로 유량측정 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in an effort to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to improve the uncertainty of flow measurement for a mixed fluid of air and pulverized coal in a pulverized coal supply line of a thermal power plant, It is possible to accurately recognize the mixed flow rate with the pulverized coal supplied to the combustion chamber, thereby ensuring the soundness of the system operation by the pulverized coal supply pipe of the thermal power plant. Thus, the flow of the coal supplied to the combustion chamber is uniformly distributed It is possible to stabilize the flame in the combustion chamber, to prevent the local overheating of the combustion chamber due to flame uniformity, to increase the combustion efficiency, and to increase the combustion efficiency relative to the input fuel amount, Provides a method for measuring the flow rate of pulverized coal for uniform distribution The goal is to have.
또한, 본 발명은 최적 연소로 질산화물 등의 유해 연소가스 발생이 현저히 감소되어 환경오염원의 발생이 최소화될 수 있는 화력발전소의 콜유량 균등분배를 위한 미분탄 공급 관로 유량측정 방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
The present invention also provides a pulverized coal supply pipe flow measurement method for uniformly distributing the call flow rate of a thermal power plant in which generation of harmful combustion gases such as oxides of nitrogen and the like is remarkably reduced due to optimum combustion, .
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 화력발전소의 미분탄 공급 관로 유량측정 방법은 석탄이 투하되어 로드셀을 통해 중량을 측정한 후, 상기 로드셀에 의해 측정된 석탄을 미분기로 공급하고, 상기 미분기내에 공급된 석탄이 회전분쇄되며, 분쇄된 석탄측으로 260~290℃의 공기를 미분기 내에 분쇄되는 석탄으로 송풍하고, 200메쉬 이하의 미분된 석탄(이하, 미분탄)이 공기와 혼합되어 동일한 직경의 복수의 콜파이프(이하, 공급관로)를 통해 연소실로 공급되는 미분탄의 유량측정방법에 있어서, a) 상기 미분기와 공급관로가 접하는 미분기 출구정압과 공급관로와 연소실이 접하는 연소실 입구정압을 측정하고, 상기 미분기 출구정압을 기초로하여 상기 연소실 입구정압의 차압을 측정하는 단계와; b) 공급되는 석탄량과 순수공기의 유량을 통해 측정된 차압을 보정하여 산출하고, 각각의 공급관로의 손실계수를 산출하며, 유동해석에서 도출된 손실계수와 비교하고, 공급되는 석탄량과 순수공기의 질량유량으로부터 혼합공기의 밀도를 계산하며, 손실계수와 유동해석으로부터 산출된 손실계수의 차이로부터 혼합공기의 밀도 기여분 및 마스터와의 연동함수 추출과 마스터 기준밀도 방정식 추출 및 밀도와 밸브 개도에 기반한 각 공급관로의 손실계수 방정식 추출하는 기초데이터 획득단계와; c) a)단계에서 측정된 차압 측정값과 b)기초데이터 획득단계에서 획득된 기초데이터를 통해 수식에 의해 공급관로의 유량을 산출하는 유량산출단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for measuring the flow rate of pulverized coal in a pulverized coal power plant, comprising the steps of: discharging coal to measure weight through a load cell, supplying coal measured by the load cell to a pulverizer, The supplied coal is rotary pulverized, air at 260 to 290 ° C is blown to the pulverized coal side with coal pulverized in the pulverizer, finely pulverized coal having a size of 200 mesh or less (hereinafter referred to as pulverized coal) is mixed with air, A method for measuring the flow rate of pulverized coal supplied to a combustion chamber through a call pipe (hereinafter referred to as a supply pipe path), comprising the steps of: a) measuring the static pressure of the outlet of the differentiator at which the differentiator and the supply pipe are in contact with each other and the inlet static pressure of the combustion chamber, Measuring a differential pressure of the combustion chamber inlet static pressure on the basis of the outlet static pressure; b) Calculation of the amount of coal supplied and the differential pressure measured through the flow rate of pure air, calculating the loss factor for each supply line, comparing the loss factor derived from the flow analysis, From the difference between the loss factor and the loss factor calculated from the loss factor and the flow analysis, the density contribution of the mixed air and the interlocking function extraction with the master and the master reference density equation are extracted from the mass flow rate of the air and the density and the valve opening A basic data obtaining step of extracting a loss coefficient equation to each of the supply pipes based on the equation; and c) calculating a flow rate to the supply pipe by using the differential pressure measurement value measured in step a) and b) the basic data acquired in the basic data acquisition step.
한편, 상기 공급관로가 서로 다른 길이로 형성될 경우 각각의 공급관로마다 발생되는 차압에 따른 조정을 위해 공급관로상에 오리피스 밸브가 설치되어 차압을 조정한다. 여기서, 상기 오리피스 밸브가 설치된 공급관로의 총손실계수는 공급관로의 손실계수와 오리피스 밸브의 손실계수를 합한 것을 특징으로 하고, 상기 오리피스 밸브의 손실계수 KV 의 손실계수 방정식은 Kv=-4.07499E-7x4+1.06987E-4x3-8.64872E-3x2+0.135274x+6.83321 인 것을 특징으로 한다.
When the supply lines are formed to have different lengths, an orifice valve is provided on the supply line to adjust the differential pressure for adjusting the differential pressure generated for each supply line. Herein, the total loss coefficient of the supply pipe provided with the orifice valve is calculated by summing the loss coefficient of the supply pipe and the loss coefficient of the orifice valve, and the loss coefficient equation of the loss coefficient K v of the orifice valve is Kv = -4.07499E -7x characterized in that the 4 + 1.06987E-4x 3 -8.64872E- 3x 2 + 0.135274x + 6.83321.
본 발명에 따른 화력발전소의 콜유량 균등분배를 위한 미분탄 공급 관로 유량측정 방법은 화력발전소의 미분탄 공급 관로에서의 공기와 미분탄의 혼합유체에 대한 유량 측정의 불확실성을 개선하여 유량측정 신뢰성을 확보하고, 정확한 유량으로 공급되는 순수 공기에 혼합되어 연소실에 공급되는 미분탄과의 혼합유량을 정확히 인지할 수 있어 화력발전소의 미분탄 공급관로 계통 운전의 건전성 확보가 가능하도록 함으로써, 연소실로 공급되는 콜유량을 균등하게 분배가 가능하여 연소실 내 화염의 안정화가 가능하고, 화염의 균등에 의한 연소실 내부 국부과열 방지 및 연소효율을 증대됨은 물론 투입 연료량 대비 연소효율이 증가되어 연료소비 최소화에 따른 효율증대가 가능한 효과가 있다.
The method of measuring the pulverized coal supply channel flow rate for the uniform distribution of the coal flow rate of the thermal power plant according to the present invention improves the uncertainty of the flow measurement for the mixed fluid of the air and the pulverized coal in the pulverized coal supply channel of the thermal power plant, It is possible to accurately recognize the mixed flow rate with the pulverized coal supplied to the combustion chamber by mixing with the pure air supplied at the correct flow rate, thereby ensuring the soundness of the system operation by the pulverized coal supply pipe of the thermal power plant, It is possible to stabilize the flame in the combustion chamber, to prevent local overheating of the combustion chamber due to flame uniformity, to increase the combustion efficiency, and to increase the combustion efficiency relative to the input fuel amount, thereby increasing the efficiency by minimizing the fuel consumption .
또한, 본 발명은 최적 연소로 질산화물 등의 유해 연소가스 발생이 현저히 감소되어 환경오염원의 발생이 최소화될 수 있는 장점이 있다.
In addition, the present invention has the advantage that the generation of harmful combustion gases such as oxides of nitrogen by optimum combustion is significantly reduced, and the occurrence of environmental pollution sources can be minimized.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various forms.
본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.In the present specification, the present embodiment is provided to complete the disclosure of the present invention and to fully disclose the scope of the invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. And the present invention is only defined by the scope of the claims. Thus, in some embodiments, well known components, well known operations, and well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 결코 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. And, the terms used (hereafter) used herein are intended to illustrate the embodiments and are not intended to limit the invention in any way. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. Also, components and acts referred to as " comprising (or comprising) " do not exclude the presence or addition of one or more other components and operations.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless they are defined.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 화력발전소의 미분탄 공급 관로 유량측정 방법의 실시예에 따른 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.
Hereinafter, technical features according to an embodiment of a pulverized coal supply pipe flow measurement method of a thermal power plant according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 화력발전소의 미분탄 공급관로 유량측정방법은 석탄이 투하되어 로드셀을 통해 중량을 측정한 후, 상기 로드셀에 의해 측정된 석탄을 미분기로 공급하고, 상기 미분기내에 공급된 석탄이 회전분쇄되며, 분쇄된 석탄측으로 260~290℃의 공기를 미분기 내에 분쇄되는 석탄으로 송풍하고, 200메쉬 이하의 미분된 석탄(이하, 미분탄)이 공기와 혼합되어 동일한 직경의 복수의 콜파이프(이하, 공급관로)를 통해 연소실로 공급되는 미분탄의 유량을 측정함으로써, 연소 공기 운전 계통의 건전성을 확보할 수 있으며, 탄의 종류가 변경되어 연소 효율을 예측해야 하는 경우에도 활용할 수 있는 장점이 있고, 실제 투입되는 탄량의 정확한 산출에 따라 발전효율의 산정과 예측에도 활용할 수 있으며, 다양한 종류의 탄을 공급하여도 계통의 운전에 가해질 수 있는 부담을 제거할 수 있다. The method for measuring the flow rate of a pulverized coal feed pipe of a thermal power plant according to the present invention is characterized in that the coal is discharged and the weight is measured through the load cell and then the coal measured by the load cell is supplied to the pulverizer, , Air of 260 to 290 ° C is blown into the pulverized coal side by the pulverized coal in the pulverizer, finely pulverized coal of not more than 200 mesh (hereinafter referred to as pulverized coal) is mixed with the air and a plurality of call pipes ), It is possible to ensure the soundness of the combustion air driving system by measuring the flow rate of the pulverized coal supplied to the combustion chamber, and there is an advantage that it can be utilized even when the type of coal is changed to predict the combustion efficiency. It can be utilized for estimation and prediction of power generation efficiency according to the accurate calculation of the amount of carbon, and even if supplying various types of coal, You can eliminate the burden that may be.
이와 같은 본 발명에 따른 화력발전소의 미분탄 공급관로 유량측정방법은 a) 상기 미분기와 공급관로가 접하는 미분기 출구정압과 공급관로와 연소실이 접하는 연소실 입구정압을 측정하고, 상기 미분기 출구정압을 기초로하여 상기 연소실 입구정압의 차압을 측정한다.
The method for measuring the flow rate of the pulverized coal feed pipe of the thermal power plant according to the present invention comprises the steps of: a) measuring the static pressure of the outlet of the differentiator at which the pulverizer and the feed pipe are in contact with each other and the inlet static pressure at the combustion chamber contacting with the feed pipe, The differential pressure of the inlet static pressure of the combustion chamber is measured.
여기서, 통상 미분기에는 4개의 공급관로가 형성되어 있고, 각 공급관로는 미분기와 연소실을 연결하여 형성됨에 따라 앞서 상술한 바와 같이 석탄이 미분기로 투입되면 미분되어 공기와 함께 상기 공급관로를 통해 연소실로 이송된다. 이때, 통상 순수공기만이 이동될 경우에는 공급관로 직경과 순수공기 밀도를 알고 있기 때문에 유속 및 유량의 측정이 일정하고, 공급관로와 접하는 미분기의 출구정압도 항상 일정하다. 하지만, 석탄이 투입되어 분쇄되면서 공기와 미분된 탄이 혼합되어 혼합유체가 되면 공급관로와 접하는 미분기의 출구정압에 변화가 생기고 통상 정압이 높게 조정된다. 이때, 조정되어지는 정압의 크기는 공급되는 탄의 양과 비례하므로 조성되는 정압의 크기를 순수 공기의 정압과 비교함으로써 공급된 탄량의 산출이 가능하다. 따라서, 이러한 산출량을 기반으로 공기와 미분탄이 혼합된 유체의 밀도를 산출할 수 있으며, 산출된 밀도를 파이프에 조성된 압력강하량에 적용하여 유량을 산출할 수 있다.
As described above, when the coal is introduced into the differentiator, the coal is finely divided and is supplied to the combustion chamber through the supply line to the combustion chamber. Lt; / RTI > At this time, when only the pure air is normally moved, since the diameter of the supply pipe and the density of the pure air are known, the measurement of the flow rate and the flow rate is constant and the outlet static pressure of the differentiator in contact with the supply pipe is always constant. However, when the coal is mixed with the pulverized coal and the air is mixed with the pulverized coal, the outlet static pressure of the differentiator which is in contact with the supply pipe is changed, and the static pressure is usually adjusted to be high. At this time, since the magnitude of the static pressure to be adjusted is proportional to the amount of the supplied coal, it is possible to calculate the supplied carbon amount by comparing the magnitude of the generated positive pressure with the static pressure of pure air. Therefore, it is possible to calculate the density of the fluid in which air and pulverized coal are mixed based on this output, and the calculated density can be applied to the pressure drop amount formed in the pipe to calculate the flow rate.
따라서, 이러한 유량의 산출을 위해서는 아래의 b) 단계를 통해 얻어지는 기초데이터를 통한 수식을 통해 보다 신뢰성이 확보되게 된다.
Therefore, in order to calculate such a flow rate, more reliability can be secured through the formula based on the basic data obtained in the step b).
한편, 상기 a)단계에서 차압은 공급관로 4개의 차압을 측정하게 되는데 2가지 방법을 통해 데이터를 확보한다. 첫째로는 차압을 일정조건으로 둔 상태에서 데이터를 취득하고, 두 번째로는 연소실 입구정압을 일정조건으로 둔 상태에서 데이터를 취득한다.
Meanwhile, in step a), the differential pressure measures four differential pressures to the supply pipe, and data is secured through two methods. First, the data is acquired while the differential pressure is kept constant. Second, the data is acquired while the constant pressure of the combustion chamber inlet is kept constant.
상기 두 가지 방법 모두 탄량과 PA유량(공기)에 대하여 4개의 공급관로를 1번, 2번, 3번, 4번으로 두고, 미분기 출구정압과 연소실 입구정압을 측정하여 차압을 측정한다.
In both of the above methods, the differential pressure is measured by measuring the static pressure of the outlet of the differentiator and the static pressure of the inlet of the combustion chamber by setting the four pipe lines to 1, 2, 3 and 4 for the carbon and PA flow (air).
여기서, 전자의 방법을 통한 데이터는 각 파이프의 유량이 균등 분배된다는 가정 하에 데이터를 분석한다. 하지만, 미분기 출구정압의 불확실성으로 인하여 조성된 차압으로 보정이 불가하고, 차압으로부터 산출한 각 공급관로의 유량 산포가 크게 산출되어 측정값의 신뢰도에서 다소 떨어진다.
Here, the data through the former method analyzes the data on the assumption that the flow rate of each pipe is evenly distributed. However, due to the uncertainty of the static pressure at the outlet of the differentiator, it can not be compensated by the differential pressure, and the scattering of the flow rate to each supply pipe calculated from the differential pressure is calculated to some extent from the reliability of the measured value.
이에 반해 후자의 방법인 연소실 입구정압을 일정조건으로 취득한 데이터는 각 공급관로의 유량이 균등 분배된다는 가정은 동일하지만 연소실 입구정압이 일정하여 미분기 출구정압에 기초하여 차압보정이 가능하고, 보정 차압으로부터 산출한 각 공급관로의 유량 산포가 작게 산출되어 공급관로의 유량분석 기반 데이터의 신뢰성이 높다.
On the other hand, the data obtained by the latter method, which is obtained under a certain condition of the inlet pressure of the combustion chamber, is the same as that assuming that the flow rate to each supply pipe is evenly distributed, but the correction of the differential pressure is possible based on the static pressure at the exit of the differentiator, The calculated flow rate distribution to each of the supply pipes is small and the reliability of the data based on the flow rate analysis of the supply pipe is high.
이에 연소실 입구정압이 일정 조건으로 취득된 데이터를 근거로 b)단계의 공급되는 석탄량과 순수공기의 유량을 통해 측정된 차압을 보정하여 산출하고, 각각의 공급관로의 손실계수를 산출하며, 유동해석에서 도출된 손실계수와 비교하고, 공급되는 석탄량과 순수공기의 질량유량으로부터 혼합공기의 밀도를 계산하며, 손실계수와 유동해석으로부터 산출된 손실계수의 차이로부터 혼합공기의 밀도 기여분 및 마스터와의 연동함수 추출과 마스터 기준밀도 방정식 추출 및 밀도와 밸브 개도에 기반한 각 공급관로의 손실계수 방정식을 추출하는 기초데이터 획득단계를 거치고,
Based on the data obtained under the constant condition of the inlet pressure of the combustion chamber, it is calculated by correcting the differential pressure measured through the amount of coal supplied in step b) and the flow rate of pure air, calculating the loss coefficient to each supply pipe, The density of mixed air is calculated from the amount of coal supplied and the mass flow rate of pure air, and the difference between the loss factor and the loss factor calculated from the flow analysis is compared with the loss factor derived from the analysis. , The master reference density equation and the basic data acquisition step to extract the loss factor equations for each supply pipe based on the density and the valve opening,
c) 상기 측정값과 획득된 기초데이터를 통해 수식에 의해 공급관로의 유량을 산출하는 유량산출단계를 거쳐 공급관로의 미분탄 유량을 신뢰성이 확보된 측정이 가능하다.
c) It is possible to measure the pulverized coal flow rate of the supply pipe through the flow rate calculating step of calculating the flow rate to the supply pipe by the formula through the measured value and the obtained basic data.
우선 b) 기초데이터 획득단계에서는 미분기에서 연소실로 미분탄을 공급하기 위한 4개의 공급관로에서 2번 공급관로를 마스터(공급관로의 압력계수로 설정)로 한다.
First, in the basic data acquisition step, the master pipe (set as the pressure meter to the supply pipe) is used as the second to fourth supply pipes for supplying the pulverized coal from the differentiator to the combustion chamber.
<실시예><Examples>
1. 모든 공급관로의 연소실 입구정압이 일정하도록 밸브의 개도를 50~100% 내에서 조절하여 미분기 출구정압과 연소실 입구정압을 측정하여 아래의 도표와 같이 측정한다. 여기서, 표 1은 차압 일정조건의 측정값이고, 표 2는 연소실 입구정압 일정조건의 측정값이다.
1. Adjust the opening of the valve within the range of 50 ~ 100% so that the static pressure at the inlet of the combustion chamber to all the supply lines is constant. Measure the static pressure of the differentiator outlet and the static pressure at the inlet of the combustion chamber. Table 1 shows measured values under constant differential pressure conditions, and Table 2 shows measured values under constant constant inlet pressure at the combustion chamber.
상기의 측정결과에 따라 앞서 상술한 바와 같이 차압을 보정을 위해서는 [표 2]의 연소실 입구정압 일정조건을 기준으로 진행한다.
According to the above measurement result, as described above, the correction of the pressure difference is performed based on the constant condition of the inlet pressure of the combustion chamber shown in [Table 2].
2. 공급관로에서 측정된 차압을 아래와 같이 보정하며, 이후의 연산과정에서는 보정 차압을 사용하여 계산한다.2. Calibrate the differential pressure measured in the supply line as follows, and calculate using the corrected differential pressure in the following calculation procedure.
상기와 같은 수식을 통해 상기 측정된 연소실 입구정압 일정 조건을 기준으로 보정 차압을 아래의 [표 3]과 같이 산출한다.The corrected differential pressure is calculated as shown in the following Table 3 based on the measured constant value of the inlet static pressure of the combustion chamber through the above equation.
3. 2번 공급관로인 마스터의 압력계수를 계산한다.3. Calculate the pressure coefficient of the master as the second feed line.
CP : 마스터의 압력계수C P : the pressure coefficient of the master
4. 마스터의 압력계수를 통한 혼합공기의 밀도의 계산한다. 4. Calculate the density of the mixed air through the pressure gauge of the master.
상기와 같은 계산수식을 통해 [표 4]와 같이 탄량과 PA 공기량으로부터 혼합공기의 밀도 계산이 가능하다.Through the above calculation equation, it is possible to calculate the density of mixed air from the amount of carbon and PA air as in [Table 4].
상기 도표에 따른 마스터 기준 혼합공기 밀도의 거동 그래프A graph of the behavior of the master reference mixed air density according to the above graph
상기 도표를 기준으로 마스터(공급관로 2번) 압력계수가 상승하면 혼합공기의 밀도는 낮아지는 역비례형식의 그래프를 확인할 수 있다. 이는 미분탄이 포함된 혼합유체는 압력상승에 따른 유속증가로 밀도가 떨어지는 것에 대한 밀도거동을 나타내고 있다. 즉, 마스터의 개도에 따른 밀도의 기준이 된다.
Based on the above chart, it can be seen that the density of the mixed air becomes lower when the master (the No. 2 supply line) pressure gauge increases. This indicates that the density of the mixed fluid containing pulverized coal decreases with increasing pressure due to the pressure rise. That is, it becomes a standard of the density according to the opening degree of the master.
5. 각각의 공급관로(파이프)의 손실계수를 계산한다.5. Calculate the loss factor for each pipe (pipe).
상기 수식을 통해 실험에서 산출된 손실계수와 유동해석으로부터 산출된 손실계수의 차이로부터 혼합 공기의 밀도 기여분 분석 및 마스터(2번 공급관로와의 연동 함수 추출한다. 여기서, [표 5]는 각 파이프의 손실계수 산출도표이고, [표 6]은 유동해석에서 도출된 손실계수의 비교표이다.From the difference between the loss coefficient calculated in the experiment and the loss coefficient calculated from the experiment, the density contribution of the mixed air is analyzed and the interlocking function with the master pipe (2) is extracted. , And Table 6 is a comparison chart of the loss factor derived from the flow analysis.
마스터(공급관로 2번; 2번파이프)는 개도 변화가 없으므로 혼합공기의 밀도에 대한 손실계수 함수로 설정하고, 상기 표 5, 6에 나타난 바와 같이, 마스터의 손실계수를 아래의 그래프를 통해 확인한다.Since the master (pipeline No. 2; Pipe No. 2) has no opening change, it is set as a loss coefficient function for the density of the mixed air, and as shown in Tables 5 and 6, the loss coefficient of the master is confirmed through the following graph do.
상기 그래프에서 보면 2번 공급관로(파이프)의 밀도에 대한 변화에 손실계수의 변화가 적어 함수기준이된다.
In the graph, there is little change in the loss coefficient with respect to the change in the density of the second feed pipe (pipe).
이와 같은 마스터(공급관로 2번; 2번파이프)의 손실계수 함수를 통해 아래의 그래프에 확인하는 바와 같이, 공급관로 1, 3, 4는 개도가 변화하고, 이에 따라 손실계수가 변화가 크다.As shown in the graph below through the loss coefficient function of the master (the feed pipe No. 2 and No. 2 pipe), the feed pipe lines 1, 3 and 4 change the opening degree, and the loss coefficient changes accordingly.
즉, 도표에 도시된 바와 같이, 1, 2, 4 공급관로(파이프)의 손실계수를 확인할 수 있다.
That is, as shown in the chart, the loss coefficient of 1, 2, and 4 pipe lines can be confirmed.
6. 유속을 계산한다.6. Calculate the flow rate.
상기 식을 통해 상술한 상기 도표들의 데이터를 기준으로 유속을 계산한다.
The flow rate is calculated on the basis of the data of the above-described charts through the above equation.
7. 유량을 계산한다.7. Calculate the flow rate.
상기 실시예에 따른 과정을 통해 미분기의 출구정압과 연소기 입구정압의 측정값에 따른 혼합유체인 미분탄의 공급관로 유량의 신뢰성이 확보된 측정값을 획득할 수 있다.
It is possible to obtain a reliable measurement value of the flow rate of the pulverized coal as the mixed fluid according to the measured values of the outlet static pressure of the pulverizer and the inlet static pressure of the pulverizer through the process according to the embodiment.
한편, 상기 공급관로가 서로 다른 길이로 형성될 경우 각각의 공급관로마다 발생되는 차압에 따른 조정을 위해 공급관로상에 오리피스 밸브가 설치되어 차압을 조정한다. 여기서, 상기 오리피스 밸브가 설치된 공급관로의 총손실계수는 공급관로의 손실계수와 오리피스 밸브의 손실계수를 합한 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 오리피스 밸브의 손실계수 KV는 Kv=-4.07499E-7x4+1.06987E-4x3-8.64872E-3x2+0.135274x+6.83321의 손실계수 방정식을 통해 해결이 가능하여 보다 정확한 미분탄의 공급관로 유량측정이 가능하고, 다양한 종류의 석탄에 대하여도 즉각적으로 대응이 가능하여 빠른 작업이 가능하다.
When the supply lines are formed to have different lengths, an orifice valve is provided on the supply line to adjust the differential pressure for adjusting the differential pressure generated for each supply line. Here, the total loss coefficient of the supply pipe provided with the orifice valve is characterized by summing the loss coefficient of the supply pipe and the loss coefficient of the orifice valve. Here, the loss coefficient K of the orifice valve V is Kv = -4.07499E-7x 4 + 1.06987E -4x 3 -8.64872E-3x 2 + via the loss coefficient of the equation 0.135274x + 6.83321 of pulverized coal to a more accurate resolution is possible It is possible to measure the flow rate to the supply pipe, and it is possible to respond to various types of coal instantly, thus enabling quick work.
상기와 같은 유량측정의 신뢰성확보를 통해 연소실로 공급되는 콜 유량의 균등분배가 가능하여 전기를 생산하는 발전효율의 증대면에서 연소실 내 화염의 안정화가 가능하고, 화염의 균등에 의한 연소실 내부 국부과열 방지 및 연소효율을 증대됨은 물론 투입 연료량 대비 연소효율이 증가되어 연료소비 최소화에 따른 효율증대가 가능하고, 환경적 측면에서 최적 연소로 질산화물 등의 유해 연소가스 발생이 현저히 감소되어 환경오염원의 발생이 최소화될 수 있는 것은 자명한 것이다.
By ensuring the reliability of the flow rate measurement as described above, it is possible to uniformly distribute the call flow supplied to the combustion chamber, thereby stabilizing the flame in the combustion chamber from the viewpoint of increasing the power generation efficiency for generating electricity, In addition, it is possible to increase the efficiency by minimizing fuel consumption, and it is possible to reduce the generation of harmful combustion gases such as oxides and the like due to optimal combustion in the environmental aspect, It is self-evident that it can be minimized.
이상에서는 본 발명을 하나의 실시예로서 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않고, 기술사상 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 수정이 가능함은 명백한 것이며, 본 발명의 실시예와 실질적 균등범위까지 포함된다 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Various changes and modifications may be made by those skilled in the art, The present invention is not limited thereto.
Claims (4)
a) 상기 미분기와 공급관로가 접하는 미분기 출구정압과 공급관로와 연소실이 접하는 연소실 입구정압을 측정하고, 상기 미분기 출구정압을 기초로하여 상기 연소실 입구정압의 차압을 측정하는 단계와;
b) 공급되는 석탄량과 순수공기의 유량을 통해 측정된 차압을 보정하여 산출하고, 각각의 공급관로의 손실계수를 산출하며, 유동해석에서 도출된 손실계수와 비교하고, 공급되는 석탄량과 순수공기의 질량유량으로부터 혼합공기의 밀도를 계산하며, 손실계수와 유동해석으로부터 산출된 손실계수의 차이로부터 혼합공기의 밀도 기여분 및 마스터와의 연동함수 추출과 마스터 기준밀도 방정식 추출 및 밀도와 밸브 개도에 기반한 각 공급관로의 손실계수 방정식 추출하는 기초데이터 획득단계와;
c) a)단계에서 측정된 차압 측정값과 b)기초데이터 획득단계에서 획득된 기초데이터를 통해 수식에 의해 공급관로의 유량을 산출하는 유량산출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화력발전소의 미분탄 공급 관로 유량측정 방법.
After the coal is dropped and the weight is measured by the load cell, the coal measured by the load cell is supplied to the differentiator, the coal supplied into the differentiator is rotated and pulverized, and the air of 260 to 290 ° C is discharged into the pulverized coal side (Hereinafter referred to as pulverized coal) of 200 mesh or less is mixed with air and supplied to a combustion chamber through a plurality of call pipes (hereinafter, referred to as supply pipes) having the same diameter, ,
a) measuring the differential pressure of the differentiator at which the differentiator and the supply pipe are in contact with each other, measuring the inlet static pressure of the combustion chamber in contact with the supply duct and the combustion chamber, and measuring the differential pressure of the inlet static pressure of the combustion chamber based on the outlet static pressure;
b) Calculation of the amount of coal supplied and the differential pressure measured through the flow rate of pure air, calculating the loss factor for each supply line, comparing the loss factor derived from the flow analysis, From the difference between the loss factor and the loss factor calculated from the loss factor and the flow analysis, the density contribution of the mixed air and the interlocking function extraction with the master and the master reference density equation are extracted from the mass flow rate of the air and the density and the valve opening A basic data obtaining step of extracting a loss coefficient equation to each of the supply pipes based on the equation;
and c) calculating a flow rate to the supply pipe by a formula through the differential pressure measurement value measured in step a) and b) the basic data acquired in the basic data acquisition step. Method for measuring flow rate of supply duct.
공급관로의 연소실 입구정압이 일정하도록 밸브의 개도를 조절하고, 미분기 출구정압을 기초로하여 상기 연소실 입구정압의 차압을 측정하는 a)단계에서 측정된 차압을 아래 수식과 같이 보정하며,
(P1 = 공급관로 1 정압, P2 = 공급관로 2 정압, P3 = 공급관로 3 정압, P4 = 공급관로 4 정압, P11 = 공급관로 1의 미분기 출구정압, P21 = 공급관로 2의 미분기 출구정압, P31 = 공급관로 3의 미분기 출구정압, P41 = 공급관로 4의 미분기 출구정압) 이후의 연산 과정에서는 보정 차압을 사용하고,
마스터의 압력계수를 통한 혼합공기의 밀도의 계산은 아래 수식을 통해 계산되며,
아래 수식을 통해 손실계수를 계산하고,
(K1 = 공급관로 1의 손실계수, K2 = 공급관로 2의 손실계수, K3 = 공급관로 3의 손실계수, K4 = 공급관로 4의 손실계수)
아래 수식을 통해 유속을 계산하며,
(i = 공급관로(파이프) 번호)
아래 수식을 통해 유량을 계산하는 것을
특징으로 하는 화력발전소의 미분탄 공급 관로 유량측정 방법.
The method according to claim 1,
The differential pressure measured in the step a), which measures the differential pressure of the inlet static pressure of the combustion chamber on the basis of the static pressure at the outlet of the differentiator, is corrected as shown in the following equation,
(P 1 = 1 static pressure to the supply line, P 2 = 2 static pressure to the supply line, P 3 = 3 static pressure to the supply line, P 4 = 4 static pressure to the supply line, P 11 = differentiator outlet static pressure to the supply line 1, P 21 = P 31 = differential pressure at the outlet of the differentiator of the supply line 3, P 41 = differential pressure at the outlet of the differentiator of the supply line 4) In the following calculation process, the correction differential pressure is used,
The calculation of the density of the mixed air through the master's pressure coefficient is calculated by the following equation,
The loss factor is calculated by the following equation,
(K 1 = loss coefficient of the feed line 1, K 2 = loss coefficient of the feed line 2, K 3 = loss coefficient of the feed line 3, K 4 = loss coefficient of the feed line 4)
The flow rate is calculated by the following equation,
(i = feed pipe number)
Calculating the flow through the formula
A method for measuring flow rate of a pulverized coal supply pipe of a thermal power plant.
상기 공급관로가 서로 다른 길이로 형성됨에 따른 차압의 조정을 위해 오리피스 밸브가 설치되되, 공급관로의 총손실계수는 공급관로의 손실계수와 오리피스 밸브의 손실계수를 합한 것을 특징으로 하는 화력발전소의 미분탄 공급 관로 유량측정 방법.
The method according to claim 1,
Wherein an orifice valve is provided for adjusting a pressure difference between the supply pipe and the discharge pipe, wherein a total loss coefficient of the supply pipe is a sum of a loss coefficient of the supply pipe and a loss coefficient of the orifice valve, Method for measuring flow rate of supply duct.
상기 오리피스 밸브의 손실계수 KV 의 손실계수 방정식은
Kv=-4.07499E-7x4+1.06987E-4x3-8.64872E-3x2+0.135274x+6.83321 인 것을 특징으로 하는 화력발전소의 미분탄 공급 관로 유량측정 방법.
The method of claim 3,
The loss coefficient equation of the loss coefficient K V of the orifice valve
Kv = -4.07499E-7x 4 + 1.06987E -4x 3 -8.64872E-3x 2 + 0.135274x + 6.83321 a pulverized coal supply pipe flow rate measurement method of the thermal power plant, characterized in that.
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- 2015-11-18 KR KR1020150161569A patent/KR101623201B1/en active IP Right Grant
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