KR101780752B1 - A control system of furnance through monitoring of slag layer - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a system for controlling a combustion furnace capable of controlling a combustion furnace by monitoring a slag layer generated in the combustion furnace to appropriately control the slag layer. The system for controlling a combustion furnace by monitoring a slag layer comprises: a combustion furnace which includes a burner and performs combustion on a supplied fuel; a laser measuring unit which is positioned at one side of the combustion furnace and measures the thickness of a slag layer in the combustion furnace by a solid layer and a liquid layer in real time using two types of lasers which have different projecting targets; a fuel supply unit which supplies the two types of fuels with different property values to the combustion furnace; a soot blower installed at an over-heater connected with the combustion furnace; and a controller, which controls operations of the soot blower and the burner, a rate and amount of each fuel, supplied to the combustion furnace from the fuel supply unit to correspond to the thickness of the slag layer in the combustion furnace measured by the laser measuring unit. According to the present invention, the system for controlling a combustion furnace can more actively use a low-rank coal as a fuel for the combustion furnace by integrally controlling a burner, a soot blower, and a fuel supplied to the combustion furnace by monitoring a slag layer in the combustion furnace in real time, thereby being economical. The system for controlling a combustion furnace can increase efficiency of the combustion furnace by more precisely controlling the thickness of the slag layer.

Description

슬래깅 층의 모니터링을 통한 연소로 제어 시스템{A control system of furnance through monitoring of slag layer}[0001] The present invention relates to a control system of a furnace for monitoring slag layers,

본 발명은, 연소로의 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소로 내 발생하는 슬래깅 층의 모니터링을 통하여, 이를 적절하게 조절함으로써 연소로의 제어를 행하는 연소로 제어 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control system for a combustion furnace, and more particularly, to a combustion control system for controlling a combustion furnace by appropriately controlling the slagging layer generated in the combustion furnace.

슬래깅은 연소과정에서 연소로의 온도가 연료에 포함된 회분의 용융점보다 높은 영역에서 회분 입자가 용융된 상태로 수냉벽이 설치된 연소로 벽면에 접촉하면서 급냉되어 응고되어 연소로 내벽에 부착되는 현상을 통칭한다. Slagging occurs when the temperature of the combustion furnace in the combustion process is higher than the melting point of the ash contained in the fuel, and the ash particles are melted and contacted with the wall surface of the combustion chamber provided with the water cooling wall, .

즉, 연소에 의해 용융된 회분이 굳어지게 되어 고체층의 슬래깅이 형성된다. That is, the ash melted by combustion hardens, and slagging of the solid layer is formed.

고체층의 슬래깅은 어느 정도 쌓이게 되면, 이에 의해 연소로 내벽과의 단열과로 인하여, 그 위에는 더 이상 굳어지지 않는 액체층이 형성된다. As the slagging of the solid layer is accumulated to some extent, a liquid layer is formed which is no longer hardened thereon due to the heat insulation from the inner wall of the furnace.

연소 시스템에서는 적절한 슬래깅의 형성이 연소로 내의 열을 외부로 방출시키는 것을 막아주어 열효율을 높여주는 역할을 한다. In the combustion system, the formation of proper slagging serves to increase the heat efficiency by preventing the heat in the furnace from being released to the outside.

하지만, 연소 시스템에서 연소로 내의 과도한 슬래깅의 퇴적은 열전달을 방해하므로 성능 저하 및 심하면 운전 정지까지 이루어진다. However, excessive accumulation of slagging in the combustion furnace in the combustion system interferes with heat transfer, so performance deterioration and even stoppage of operation are achieved.

생성된 슬래깅 층은 투입되는 연료의 양, 용융점과 연소로의 온도에 따라 퇴적되는 슬래깅 층의 두께 조절이 가능하다. The generated slagging layer can control the thickness of the slagging layer deposited according to the amount of fuel injected, the melting point, and the temperature of the combustion furnace.

슬래깅 층의 두께가 과도하게 얇아질 경우, 연소로 벽면으로 많은 열이 전달되어 손실 됨으로써 배가스의 온도가 낮아져 연소로 효율이 떨어지기 때문에 적정두께 조절이 필수적이다.When the thickness of the slagging layer is excessively thin, a large amount of heat is transferred to the wall of the combustion furnace, thereby reducing the temperature of the exhaust gas and reducing the efficiency of combustion. Therefore, proper thickness control is essential.

관련된 종래기술을 살펴본다.A related prior art will be described.

특허문헌 1에는 가스화기 내에서 발생하는 액체 슬래깅의 양에 따라 가스화기에 공급되는 연료와 산소량을 제어하고, 슬래깅 층이 얇을 경우, 추가로 실리카 첨가제를 투입함으로써 슬래깅 층의 두께를 조절한다.In Patent Document 1, the amount of fuel and oxygen supplied to the gasifier is controlled according to the amount of liquid slagging generated in the gasifier, and when the slagging layer is thin, the thickness of the slagging layer is adjusted do.

특허문헌 1의 경우 액체층의 점도만을 트랜스듀서 등의 장치를 통하여 측정하기에 고체층의 두께를 파악할 수 없고, 단순히 공급되는 단일 연료량 및 산소비를 제어함에 따라 연료 종류에 따른 슬래깅 층의 제어가 어렵고, 또한 추가적인 첨가제의 공급에 따른 비용 문제를 야기한다. In the case of Patent Document 1, only the viscosity of the liquid layer is measured through a device such as a transducer, so that the thickness of the solid layer can not be grasped, and the control of the slagging layer depending on the type of fuel And also causes cost problems due to the supply of additional additives.

특허문헌 2에는 용융로 내에 CCD 카메라를 설치하여 액체 슬래깅의 유동속도로부터 슬래깅의 점도를 파악한다.In Patent Document 2, a CCD camera is installed in the melting furnace to determine the viscosity of the slagging from the flow rate of the liquid slagging.

특허문헌 2의 경우 특허문헌 1과 마찬가지로 고체층의 두께를 파악할 수 없고, 슬래깅의 측정을 통한 용융로의 최적제어가 아닌, 슬래깅에 의한 용융로 하구 막힘 현상을 방지하기 위한 것으로 용융로 자체의 효율을 높이기는 어렵다는 단점이 있다. In the case of Patent Document 2, as in Patent Document 1, the thickness of the solid layer can not be grasped and the efficiency of the melting furnace itself is improved by preventing the clogging of the melting furnace outlet by slagging rather than the optimum control of the melting furnace through measurement of slagging It is difficult to raise it.

특허문헌 3에는 가스화기에서 생성되는 고체 슬래깅의 두께를 측정하고, 액체 슬래깅을 별도로 샘플링하여 그 점도를 측정하고 이에 따라 가스화기에 추가적인 석회석의 유량을 제어하고 있다.Patent Literature 3 measures the thickness of the solid slagging generated in the gasifier, separately samples the liquid slagging to measure its viscosity and thereby controls the flow rate of the additional limestone in the gasifier.

특허문헌 3의 경우 고체층 및 액체층 슬래깅의 두께 및 점도를 측정하나, 별도의 두께 측정장치와 점도 측정장치를 이용하여 엄밀한 의미의 실시간 측정이 이루어지기 어렵고, 이에 따라 단순히 공급되는 석회석의 양을 제어하는 데에 불과하다.In Patent Document 3, the thickness and viscosity of the solid layer and liquid layer slagging are measured, but it is difficult to perform real-time measurement in a strict sense by using a separate thickness measuring device and a viscosity measuring device, As shown in FIG.

특허문헌 1: KR 2015-0083527 APatent Document 1: KR 2015-0083527 A 특허문헌 2: JP 2002-130639 APatent Document 2: JP 2002-130639 A 특허문헌 3: KR 2011-0046900 APatent Document 3: KR 2011-0046900 A

이에, 본 발명은 실시간으로 고체층 및 액체층의 슬래깅 두께 및 점도를 실시간으로 측정하여, 연소로 내 슬래깅 층의 두께, 연소로의 온도 및 과열기의 파울링 현상을 통합적으로 제어할 수 있는 슬래깅 층의 모니터링을 통한 연소로 제어 시스템을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention provides a method and apparatus for measuring slagging thickness and viscosity of a solid layer and a liquid layer in real time in real time, thereby controlling the thickness of the slagging layer in the combustion furnace, the temperature of the furnace and the fouling phenomenon of the superheater And to provide a combustion furnace control system through monitoring of the slagging layer.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 버너가 구비되어, 공급되는 연료의 연소가 이루어지는 연소로; 상기 연소로 일측에 위치하며, 투과대상이 다른 2종의 레이저를 이용하여 실시간으로 상기 연소로 내 슬래깅 층의 두께를 고체층 및 액체층 별로 측정하는 레이저 측정부; 물성치가 상이한 2종 이상의 연료를 상기 연소로로 공급되도록 하는 연료공급부; 상기 연소로와 연결되는 과열기에 설치되는 수트 블로워(soot blower); 및 상기 레이저 측정부로부터 측정된 상기 연소로 내 각 슬래깅 층의 두께에 상응하여 상기 연료공급부로부터 상기 연소로로 공급되는 상기 각 연료의 양 및 비율, 상기 버너 및 상기 수트 블로워의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 슬래깅층의 모니터링을 통한 연소로 제어 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a combustion apparatus comprising: a combustion furnace having a burner for burning supplied fuel; A laser measuring unit located at one side of the combustion furnace and measuring the thickness of the slagging layer in the combustion furnace on a real-time basis and on a liquid-phase basis in real time using two kinds of laser beams having different transmission targets; A fuel supply unit for supplying two or more kinds of fuel having different physical properties to the combustion furnace; A soot blower installed in a superheater connected to the combustion furnace; And an amount and a ratio of each fuel supplied from the fuel supply unit to the combustion furnace in correspondence with the thickness of each slagging layer in the combustion furnace measured by the laser measuring unit, the operation of the burner and the soot blower A control system for a combustion furnace is provided through monitoring of a slagging layer including a control unit.

상기 제어부는, 상기 연소로의 설정된 운전온도와 상기 연료공급부에서 공급되는 상기 2종 이상의 연료의 각각의 물성치로부터, 설정된 상기 운전온도에 적합한 슬래깅 층의 두께를 설정하고, 상기 레이저 측정부로부터 측정된 상기 연소로 내의 각 슬래깅 층의 두께와 설정된 상기 슬래깅 층의 두께를 비교하여, 상기 연료공급부로부터 상기 연소로에 공급되는 상기 각 연료의 양 및 비율을 제어하는 것이 바람직하다.Wherein the control unit sets the thickness of the slagging layer suitable for the set operating temperature from the set operating temperature of the combustion furnace and the respective physical properties of the two or more kinds of fuel supplied from the fuel supply unit, It is preferable to compare the thickness of each slagging layer in the combustion furnace with the thickness of the slagging layer to control the amount and the ratio of each fuel supplied to the combustion furnace from the fuel supply portion.

상기 연소로 내 온도를 측정하는 온도측정센서를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 온도측정센서에서 측정되는 상기 연소로 내의 온도와 설정된 상기 운전온도를 비교하고, 이에 상응하여 상기 버너의 화염 길이를 제어하는 것이 바람직하다.Wherein the control unit compares the temperature in the furnace measured by the temperature sensor with the set operating temperature and adjusts the flame length of the burner to a value corresponding to the operating temperature, .

상기 제어부는, 상기 레이저 측정부로부터 측정된 상기 연소로 내 슬래깅 액체층의 두께로부터 상기 슬래깅 액체층의 점도를 연산하고, 연산된 상기 슬래깅 액체층의 점도에 따른 파울링의 응집특성에 상응하여 상기 수트 블로워의 동작을 제어하는 것이 바람직하다.Wherein the control unit calculates a viscosity of the slagging liquid layer from the thickness of the slagging liquid layer measured in the combustion furnace measured by the laser measuring unit and determines the coagulation characteristic of the foulring according to the calculated viscosity of the slagging liquid layer It is preferable to control the operation of the sootblower accordingly.

상기 레이저 측정부는 다수개가 설치되며, 각 설치된 위치에서의 슬래깅 층의 두께를 측정하는 것이 바람직하다.It is preferable that a plurality of laser measurement units are provided and the thickness of the slagging layer at each installed position is measured.

상기와 같이 본 발명에 따른 슬래깅 층의 모니터링을 통한 연소로 제어 시스템에 의하면, 연소로 내의 슬래깅 층의 실시간 모니터링을 통하여 연소로에 공급되는 연료, 버너 및 수트 블로워를 통합적으로 제어함으로써, 저등급탄을 보다 적극적으로 연소로의 연료로 활용할 수 있게 되어 경제적이면서도, 보다 정밀한 슬래깅 층의 두께 조절을 통하여 연소로의 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the combustion furnace control system through the monitoring of the slagging layer according to the present invention, the fuel, the burner and the soot blower supplied to the combustion furnace are integrally controlled through the real-time monitoring of the slagging layer in the combustion furnace, The graded carbon can be used more actively as the fuel for the combustion furnace, so that the efficiency of the furnace can be improved through economical and more accurate control of the thickness of the slagging layer.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래깅 층의 모니터링을 통한 연소로 제어 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래깅 층의 모니터링을 통한 연소로 제어 시스템에서의 레이저 측정부를 이용한 슬래깅 층의 두께를 측정하는 상태를 개략적으로 나타낸다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 schematically shows the construction of a combustion furnace control system through monitoring of a slagging layer according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2 schematically shows a state in which a thickness of a slagging layer is measured using a laser measuring unit in a combustion furnace control system through monitoring of a slagging layer according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 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 기술되어야 할 것이다.These and other objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, the definitions of these terms should be described based on the contents throughout this specification.

또한, 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.In addition, the described embodiments are provided for illustrative purposes and do not limit the technical scope of the present invention.

본 발명에 따른 슬래깅층의 모니터링을 통한 연소로(100) 제어 시스템을 이루는 각 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용이 가능하다.The components constituting the combustion furnace 100 control system through the monitoring of the slagging layer according to the present invention can be integrally used or separately used as needed. In addition, some components may be omitted depending on the usage pattern.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래깅층의 모니터링을 통한 연소로(100) 제어 시스템을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a control system for a combustion furnace 100 through monitoring of a slagging layer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래깅층의 모니터링을 통한 연소로(100) 제어 시스템은, 연소로(100), 레이저 측정부(500), 연료공급부(300), 수트 블로워(soot blower, 400) 및 제어부(600)를 포함한다.1, a combustion furnace 100 control system through monitoring of a slagging layer according to an embodiment of the present invention includes a combustion furnace 100, a laser measuring unit 500, a fuel supply unit 300, A soot blower 400 and a control unit 600. [

연소로(100)는 내부에서 연소가 이루어질 수 있는 공간이 마련되며, 일측에 구비되는 버너(200)를 통하여 연소로(100)로 공급되는 연료의 연소가 이루어지며, 또한, 연소로(100) 내부 온도를 측정하는 온도측정센서(미도시)가 구비될 수 있다.The combustion furnace 100 is provided with a space in which combustion can be performed inside and the fuel supplied to the combustion furnace 100 is burned through the burner 200 provided at one side, A temperature measuring sensor (not shown) for measuring an internal temperature may be provided.

연소로(100)에는 고온의 연소로(100)를 보호하기 위한 수냉벽(미도시)가 설치된다. The combustion furnace 100 is provided with a water cooling wall (not shown) for protecting the combustion furnace 100 at a high temperature.

따라서, 연소로(100) 내의 연소시에, 연소로(100)에서 연소되는 연료에 포함된 회분입자가 용융되어 연소로(100) 내를 유동하다가 연소로(100)의 벽면(110) 내측에 접촉하게 되면, 급격히 냉각되어 보일러 벽면(110) 내측에 슬래깅을 생성하게 되며, 이러한 슬래깅은 상기한 바와 같이 연소로(100) 벽면(110) 내측과의 거리에 따라 고체층 및 액체층을 형성하며 보일러 벽면(110) 내측에 적층되며, 과도하게 적층되는 경우 전술한 문제를 일으킨다.Therefore, during the combustion in the combustion furnace 100, the ash contained in the fuel burned in the combustion furnace 100 is melted and flows in the combustion furnace 100, The slagging of the boiler wall 110 causes the slagging of the solid layer and the liquid layer in accordance with the distance from the inside of the furnace 100 wall surface 110 as described above And is deposited inside the boiler wall surface 110, which causes the above-mentioned problems if it is excessively stacked.

레이저 측정부(500)는 연소로(100) 일측에 구비되어, 연료의 연소에 의해 연소로(100) 벽면(110) 내측에 적층되는 슬래깅 층의 두께를 측정한다.The laser measuring unit 500 is provided at one side of the furnace 100 and measures the thickness of the slagging layer stacked inside the combustion furnace 100 wall surface 110 by the combustion of the fuel.

레이저 측정부(500)는 연소로(100) 벽면(110) 내측에 적층되는 슬래깅 층의 두께를 고체층 및 액체층 별로 실시간 측정이 가능하며, 이와 같은 슬래깅의 층별 두께 측정은, 투과대상이 다른 2종의 레이저를 투사하여 이루어질 수 있다.The laser measuring unit 500 can measure the thickness of the slagging layer laminated inside the combustion furnace 100 wall surface 110 in real time for each of the solid layer and the liquid layer. Can be achieved by projecting two different types of lasers.

구체적으로, 레이저 측정부(500)에는 가스상의 대상물질만 투과가 가능한 레이저를 투사하는 레이저 투사수단과, 가스상 및 액체상의 대상물질을 모두 투과 가능한 레이저를 투사하는 레이저 투사수단으로 구성됨으로써 연소로(100) 내 슬래깅 층의 두께를 고체층 및 액체층 별로 실시간 측정이 가능하다.Specifically, the laser measuring unit 500 includes laser projection means for projecting a laser beam capable of transmitting only a target substance in a gaseous phase, and laser projection means for projecting a laser beam capable of transmitting both gas phase and liquid phase object materials, 100) can be measured in real time for each solid layer and liquid layer.

또한, 레이저 측정부(500)는 연소로(100) 위치별로 다수개가 설치되어, 설치된 연소로(100) 내의 각 위치별로 슬래깅 층 두께의 측정이 이루어지도록 할 수 있다. A plurality of laser measurement units 500 may be provided for each position of the combustion furnace 100, and the thickness of the slagging layer may be measured for each position in the furnace 100 installed.

연료공급부(300)는 연소로(100)와 연결되어, 연소로(100)로 연료를 공급하여 연소가 이루어지도록 한다.The fuel supply unit 300 is connected to the combustion furnace 100 to supply fuel to the combustion furnace 100 so as to perform combustion.

연료공급부(300)는 단일 종류의 연료의 양을 조절하여 연소로(100)로 공급하거나, 물성치가 서로 다른 2종 이상의 연료의 비율을 달리하여 연소로(100)로 공급되도록 할 수 있다.The fuel supply unit 300 may control the amount of the single kind of fuel to be supplied to the combustion furnace 100 or may be supplied to the combustion furnace 100 at different ratios of two or more kinds of fuel having different property values.

구체적으로, 연료공급부(300) 또는 연료공급부(300)와 연소로(100)를 연결하는 라인에는, 단일 종류의 연료의 양을 조절하여 연소로(100)로 공급하거나, 물성치가 서로 다른 2종 이상의 연료의 비율을 달리하여 연소로(100)로 공급되도록 할 수 있도록 하는 연료조절수단(미도시)이 구비될 수 있다.Specifically, the fuel supply unit 300 or the line connecting the fuel supply unit 300 and the combustion furnace 100 may be supplied with a single kind of fuel by adjusting the amount of the fuel to the combustion furnace 100, (Not shown) for supplying the fuel to the combustion furnace 100 with different ratios of the above-mentioned fuel.

수트 블로워(soot blower, 400)는 연소시 발생하는 그을음에 의한 파울링을 처리하는 장치로서, 그을음이 연소로(100) 내부나 배기가스 연도(煙道)에 배치된 전열면에 적층되면 열의 전도가 나빠지므로 간헐적으로 증기 또는 공기의 분류(噴流)를 내뿜어 이를 제거한다.A soot blower (400) is an apparatus for treating fouling caused by soot generated during combustion. When soot is deposited on a heat transfer surface disposed in a combustion furnace (100) or an exhaust gas flue (flue), heat conduction It is intermittently blowing off steam or air (jet flow) to remove it.

수트 블로워(400)는, 연소로(100) 일측에 위치하여 연소로(100)에서 배출되는 배가스와의 열교환을 통하여 열에너지를 얻는 과열기(미도시)측에 설치되어 이에 부착되는 파울링을 제거한다.The soot blower 400 is installed on a side of a superheater (not shown) which is located at one side of the combustion furnace 100 and obtains heat energy through heat exchange with the exhaust gas discharged from the combustion furnace 100, thereby removing the fouling attached thereto .

제어부(600)는, 레이저 측정부(500), 연료공급부(300)(또는 상기 연료조절수단), 수트 블로워(400) 및 연소로(100)에 구비되는 버너(200)와 연결되어 이들을 각각 제어하며, 이에 대하여는 후술한다.The control unit 600 is connected to the burner 200 provided in the laser measuring unit 500, the fuel supply unit 300 (or the fuel adjusting unit), the soot blower 400 and the combustion furnace 100, This will be described later.

제어부(600)에는 연료공급부(300)에서 공급되는 연료의 물성치가 입력되며, 이러한 물성치는 연료가 갖는 여러 특성으로서 한정되지 않으나, 기실험에 의해 얻어진 연료의 탄소함량, 발열량 및 연료에서 발생하는 회분의 용융점(AFT, Ash Fusion Temperature) 등의 물성치 및, 각 연료의 연소시 발생하는 슬래깅 액체층의 두께에 따른 슬래깅 액체의 점도의 실험값 또는 이의 연산식이 입력된다.The physical properties of the fuel supplied from the fuel supplier 300 are input to the controller 600. The physical properties of the fuel are not limited to various characteristics of the fuel. However, the carbon content of the fuel, the calorific value, (AFT, Ash Fusion Temperature), and the experimental value of the viscosity of the slagging liquid depending on the thickness of the slagging liquid layer generated upon combustion of each fuel, or an equation for calculating the viscosity of the slagging liquid.

또한, 제어부(600)에는 연소로(100) 벽면(110) 내측의 적층되는 슬래깅층의 두께 및 점도에 따라 발생하는 열손실량이 입력된다.In addition, the amount of heat loss generated in accordance with the thickness and viscosity of the slagging layer stacked inside the combustion furnace 100 wall surface 110 is input to the controller 600.

이하, 첨부된 도 2를 더 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래깅층의 모니터링을 통한 연소로(100) 제어 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the combustion furnace 100 control system through monitoring of the slagging layer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

먼저, 제어부(600)에서는 연소로(100)가 운전될 온도 및 목표열량이 설정된다.First, in the control unit 600, the temperature at which the combustion furnace 100 is operated and the target heat amount are set.

그리고, 설정된 연소로(100)의 운전온도에 따라, 상기와 같이 미리 입력된 각 연료의 물성치로부터 연소로(100)에 공급될 연료의 양, 비율 및 이의 연소에 효율적인 적정 슬래깅 층의 두께가 설정되며, 이러한 슬래깅 층의 두께는 기 운전된 연소로(100)에서의 데이터 등에 의해 설정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The amount of the fuel to be supplied to the combustion furnace 100 from the physical property values of the respective fuels inputted in advance as described above and the ratio and the thickness of the optimum slagging layer effective for combustion thereof And the thickness of the slagging layer may be set by data or the like in the combustion furnace 100, but is not limited thereto.

제어부(600)에 의해, 연료공급부(300)로부터 상기 설정된 양 및 비율로 연소로(100)에 연료가 공급되고, 버너(200)에 의하여 연소로(100) 내부에서 공급된 연료의 연소가 이루어진다.Fuel is supplied from the fuel supply unit 300 to the combustion furnace 100 at the set amount and ratio by the control unit 600 and the fuel supplied from the combustion furnace 100 is burned by the burner 200 .

연소로(100) 내에서의 연소과정에서 연료에 포함된 회분이 용융된 상태로 연소로(100) 내를 유동하다가 연소로(100) 벽면(110) 내측에 접촉하게 되면서 굳어지며 연소로(100) 슬래깅 층이 형성되게 된다.The ash contained in the fuel in the combustion process in the combustion furnace 100 flows in the combustion furnace 100 in a molten state and contacts the inside of the combustion furnace 100 wall surface 110 to be hardened, ) Slagging layer is formed.

먼저, 연소로(100) 벽면(110) 내측에 고체층(120)의 슬래깅이 적층되며, 먼저 적층된 고체층의 슬래깅의 단열효과로 인하여 고체층(120)의 슬래깅 위에는 액체층(130)의 슬래깅이 적층된다.First, the slagging of the solid layer 120 is laminated inside the combustion furnace 100 wall surface 110 and the liquid layer (not shown) is formed on the slagging of the solid layer 120 due to the adiabatic effect of the slagging of the previously- 130 are stacked.

레이저 측정부(500)는 레이저를 투사하여 연소로(100) 벽면(110) 내측에 적층된 슬래깅 층의 두께를 측정한다.The laser measuring unit 500 measures the thickness of the slagging layer stacked on the inner side of the wall surface 110 of the furnace 100 by projecting a laser beam.

도 2에 나타낸 바와 같이, 레이저 측정부(500)는 가스만 투과 가능한 레이저(도 2의 실선 화살표 참조)와 가스 및 액체를 모두 투과하는 레이저(도 2의 파선 화살표 참조)를 투사하여 슬래깅 층의 두께를 고체층(120) 및 액체층(130) 별로 측정한다.2, the laser measuring unit 500 projects a laser (see a solid line arrow in FIG. 2) that can transmit only gas and a laser (see a broken line arrow in FIG. 2) that transmits both gas and liquid, The thickness of the solid layer 120 and the liquid layer 130 are measured.

제어부(600)는 레이저 측정부(500)에서 측정된 슬래깅 층의 두께와, 상기와 같이 미리 입력된 연료의 물성치, 슬래깅 액체층(130)의 두께에 따른 점도 및 열손실량을 통하여 버너(200)의 동작, 연료공급부(300)에서 연소로(100)로 공급되는 연료의 양 또는 비율 및, 수트 블로워(400)의 동작을 제어한다.The control unit 600 controls the burner (not shown) through the thickness of the slagging layer measured by the laser measuring unit 500, the viscosity and the heat loss according to the physical property of the fuel, the thickness of the slagging liquid layer 130, 200, the amount or ratio of the fuel supplied to the combustion furnace 100 from the fuel supply unit 300, and the operation of the soot blower 400.

구체적으로, 제어부(600)는 연소로(100) 내 슬래깅 층의 두께에 따라 연료공급부(300)로부터 연소로(100)로 공급되는 각 연료의 양 및 비율을 제어한다. 연소 초기에는 비교적 회분량이 많고 회분의 용융점이 낮으며, 발열량이 작은 저등급탄을 연소로(100)로 공급하여 연소가 이루어지도록 한다.Specifically, the control unit 600 controls the amount and the ratio of each fuel supplied from the fuel supply unit 300 to the combustion furnace 100 according to the thickness of the slagging layer in the furnace 100. At the initial stage of combustion, a low-grade coal having a relatively large amount of recycle, a low melting point of ash, and a small calorific value is supplied to the combustion furnace (100) for combustion.

이후, 측정되는 슬래깅 층의 두께가 상기 설정된 두께보다 두꺼워지면, 회분량이 적고 회분의 용융점이 높으며 발열량이 높은 고등급탄의 비율을 높여 연소로(100)로 공급하며, 이에 따라 공급되는 연료의 총량은 줄어들게 된다.Thereafter, when the thickness of the slagging layer to be measured is thicker than the set thickness, the proportion of the high-temperature mercury containing a small amount of recycle, a high melting point of the ash and a high calorific value is increased to supply it to the combustion furnace 100, The total amount is reduced.

연소로(100)로 공급되는 고등급탄의 비율이 높아짐에 따라 생성되는 슬래깅 액체층(130)의 온도가 높아지게 되고, 따라서 이미 생성된 고체층(120)의 슬래그가 용융되어 액체층(130)으로 변하면서 전체적인 슬래깅 층의 두께가 얇아지게 된다.The temperature of the generated slagging liquid layer 130 becomes higher as the ratio of the higher flue gas supplied to the furnace 100 becomes higher and thus the slag of the already generated solid layer 120 is melted, The thickness of the entire slagging layer becomes thinner.

측정되는 슬래깅 층의 두께가 상기 설정된 두께보다 얇은 경우, 반대로 제어부(600)는 저등급탄의 공급비율을 높여 연소로(100) 공급되게 하며, 따라서 공급되는 연료의 총량은 늘어난다.When the thickness of the slagging layer to be measured is thinner than the set thickness, the control portion 600 increases the supply rate of the low-grade coal to be supplied to the furnace 100, thereby increasing the total amount of fuel to be supplied.

이로써, 고체층(120)의 슬래깅이 생성되기 쉬워지므로 슬래깅 층의 전체적인 두께가 두꺼워진다.As a result, the slagging of the solid layer 120 is apt to be generated, and the overall thickness of the slagging layer becomes thick.

상기와 같이 공급되는 연료의 총량 및 비율의 제어는 상기 미리 설정된 보일러의 목표열량을 맞추기 위한 범위에서 이루어지게 된다. 따라서 슬래깅 층의 두꼐를 조절하면서도 보일러의 운전조건 즉 목표열량을 유지하며 효율을 감소시키지 않고 제어가 가능하다.The control of the total amount and the ratio of the fuel supplied as described above is performed within a range for matching the target calorie of the boiler. Therefore, it is possible to control the temperature of the slagging layer while maintaining the operating condition of the boiler, that is, the target heat amount, without decreasing the efficiency.

제어부(600)는 레이저 측정부(500)에서 측정된 슬래깅 층의 두께에 따라 버너(200)의 화염길이를 제어한다.The control unit 600 controls the flame length of the burner 200 according to the thickness of the slagging layer measured by the laser measuring unit 500.

연소로(100)의 장기 운전시 상기한 연료의 공급량 및 비율의 제어만으로는 슬래깅 두께의 제어가 어려울 수 있다. 이런 경우 제어부(600)는 버너(200)의 화염길이를 조절하여 연료의 연소량 및 속도를 제어함으로써 연소로(100) 내 온도를 직접 변화시킴으로써 슬래깅 층의 두께를 조절한다.It may be difficult to control the slagging thickness only by controlling the supply amount and the ratio of the fuel at the time of the long-term operation of the combustion furnace 100. In this case, the control unit 600 adjusts the flame length of the burner 200 to control the combustion amount and speed of the fuel, thereby directly controlling the temperature in the furnace 100, thereby adjusting the thickness of the slagging layer.

또한, 제어부(600)는 레이저 측정부(500)에서 측정된 슬래깅 액체층의 두께에 따라 슬래깅 액체층의 점도를 연산하고 이에 따른 응집 특성에 따라 수트 블로워(400)의 동작을 제어하여 과열기에 부착되는 파울링을 제거한다.The control unit 600 calculates the viscosity of the slagging liquid layer according to the thickness of the slagging liquid layer measured by the laser measuring unit 500 and controls the operation of the soot blower 400 according to the coagulation characteristic, Thereby removing the fouling.

상기와 같이 본 발명에 따른 슬래깅 층의 모니터링을 통한 연소로 제어 시스템에 의하면, 연소로 내의 슬래깅 층의 실시간 모니터링을 통하여 연소로에 공급되는 연료, 버너 및 수트 블로워를 통합적으로 제어함으로써, 저등급탄을 보다 적극적으로 연소로의 연료로 활용할 수 있게 되어 경제적이면서도, 보다 정밀한 슬래깅 층의 두께 조절을 통하여 연소로의 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the combustion furnace control system through the monitoring of the slagging layer according to the present invention, the fuel, the burner and the soot blower supplied to the combustion furnace are integrally controlled through the real-time monitoring of the slagging layer in the combustion furnace, The graded carbon can be used more actively as the fuel for the combustion furnace, so that the efficiency of the furnace can be improved through economical and more accurate control of the thickness of the slagging layer.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the specific embodiments described above. It will be apparent to those skilled in the art that numerous modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the appended claims. And equivalents should also be considered to be within the scope of the present invention.

100: 연소로
200: 버너
300: 연료공급부
400: 수트 블로워(soot blower)
500: 레이저 측정부
600: 제어부100: combustion furnace
200: Burner
300: fuel supply unit
400: soot blower
500: laser measuring unit
600:

Claims (5)

버너(200)가 구비되어, 공급되는 연료의 연소가 이루어지는 연소로(100);
상기 연소로(100) 일측에 위치하며, 투과대상이 다른 2종의 레이저를 이용하여 실시간으로 상기 연소로(100) 내 슬래깅 층의 두께를 고체층 및 액체층 별로 측정하는 레이저 측정부(500);
물성치가 상이한 2종 이상의 연료를 상기 연소로(100)로 공급되도록 하는 연료공급부(300);
상기 연소로(100)와 연결되는 과열기에 설치되며, 상기 과열기로 공기를 분사하여, 상기 연소로(100)의 연소에 의해 발생하여 상기 과열기에 적층되는 파울링을 제거하는 수트 블로워(soot blower, 400); 및
상기 연소로(100)로 공급되는 상기 각 연료의 양 및 비율, 상기 버너(200) 및 상기 수트 블로워(400)의 동작을 제어하는 제어부(600);를 포함하며,
상기 제어부(600)는, 상기 연소로(100)의 설정된 운전온도와 상기 연료공급부(300)에서 공급되는 상기 2종 이상의 연료의 각각의 물성치로부터 기설정된 방법에 의해 상기 운전온도에 적합하도록 설정된 슬래깅 층의 두께를 설정하고,
상기 레이저 측정부(500)로부터 측정된 상기 연소로(100) 내의 고체층 및 액체층의 두께와 설정된 상기 슬래깅 층의 두께를 비교하여, 상기 연료공급부(300)로부터 상기 연소로(100)에 공급되는 상기 각 연료의 양 및 비율을 제어하는,
슬래깅 층의 모니터링을 통한 연소로 제어 시스템.
A combustion furnace (100) provided with a burner (200) for burning supplied fuel;
A laser measuring unit 500 for measuring the thickness of the slagging layer in the combustion furnace 100 for each of the solid layer and the liquid layer in real time using two kinds of lasers having different transmission targets, );
A fuel supply unit 300 for supplying two or more types of fuel having different physical properties to the combustion furnace 100;
A soot blower installed in a superheater connected to the combustion furnace 100 for removing fouling caused by combustion of the combustion furnace 100 by injecting air into the superheater and stacked on the superheater, 400); And
A control unit 600 for controlling the operation of the burner 200 and the soot blower 400, the amount and the ratio of each fuel supplied to the combustion furnace 100,
The control unit 600 controls the slaves 60a and 60b that are set in accordance with a predetermined method from the set operating temperature of the combustion furnace 100 and the respective physical properties of the two or more kinds of fuel supplied from the fuel supply unit 300, The thickness of the ging layer is set,
The thickness of the solid layer and the liquid layer in the combustion furnace 100 measured by the laser measuring unit 500 is compared with the thickness of the slagging layer to determine the thickness of the slagging layer from the fuel supply unit 300 to the combustion furnace 100 And controlling the amount and the ratio of each fuel to be supplied,
Combustion control system through monitoring of slagging layer.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 연소로(100) 내 온도를 측정하는 온도측정센서를 더 포함하며,
상기 제어부(600)는,
상기 온도측정센서에서 측정되는 상기 연소로(100) 내의 온도와 설정된 상기 운전온도를 비교하고, 이에 상응하여 상기 버너(200)의 화염 길이를 제어하는,
슬래깅 층의 모니터링을 통한 연소로 제어 시스템.
The method according to claim 1,
And a temperature measuring sensor for measuring the temperature in the combustion furnace (100)
The control unit (600)
And a control unit for controlling the flame length of the burner 200 by comparing the temperature in the combustion furnace 100 measured by the temperature measuring sensor with the set operating temperature,
Combustion control system through monitoring of slagging layer.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부(600)는,
상기 레이저 측정부(500)로부터 측정된 상기 연소로(100) 내 슬래깅 액체층의 두께로부터 상기 슬래깅 액체층의 점도를 연산하고, 연산된 상기 슬래깅 액체층의 점도에 따른 파울링의 응집특성에 상응하여 상기 수트 블로워(400)의 동작을 제어하는,
슬래깅 층의 모니터링을 통한 연소로 제어 시스템.
The method according to claim 1,
The control unit (600)
Calculating the viscosity of the slagging liquid layer from the thickness of the slagging liquid layer in the combustion furnace (100) measured by the laser measuring unit (500), and calculating the aggregation of the foulring according to the calculated viscosity of the slagging liquid layer Which controls the operation of the sootblower 400 in accordance with the characteristics of the soot blower 400,
Combustion control system through monitoring of slagging layer.
제 1 항에 있어서,
상기 레이저 측정부(500)는 다수개가 설치되며, 각 설치된 위치에서의 슬래깅 층의 두께를 측정하는,
슬래깅 층의 모니터링을 통한 연소로 제어 시스템.

The method according to claim 1,
A plurality of laser measuring units 500 are installed, and the thickness of the slagging layer at each installed position is measured.
Combustion control system through monitoring of slagging layer.

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