KR101810968B1 - Power Plant Boiler Optimizer Having Boiler Model Based On Artificial Neuron Network, and Power Plant Boiler Having the Same - Google Patents

Power Plant Boiler Optimizer Having Boiler Model Based On Artificial Neuron Network, and Power Plant Boiler Having the Same Download PDF

Info

Publication number
KR101810968B1
KR101810968B1 KR1020160097372A KR20160097372A KR101810968B1 KR 101810968 B1 KR101810968 B1 KR 101810968B1 KR 1020160097372 A KR1020160097372 A KR 1020160097372A KR 20160097372 A KR20160097372 A KR 20160097372A KR 101810968 B1 KR101810968 B1 KR 101810968B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
boiler
data detection
detection sensor
power plant
data
Prior art date
Application number
KR1020160097372A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
나상건
정해원
Original Assignee
두산중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 두산중공업 주식회사 filed Critical 두산중공업 주식회사
Priority to KR1020160097372A priority Critical patent/KR101810968B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101810968B1 publication Critical patent/KR101810968B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00Control systems for steam boilers
    • F22B35/18Applications of computers to steam boiler control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/008Adaptations for flue gas purification in steam generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/06Flue or fire tubes; Accessories therefor, e.g. fire-tube inserts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

Disclosed are a boiler combustion optimizer for a power plant boiler having an artificial neural network-based boiler model, and a power plant boiler including the same. The boiler combustion optimizer (100) for a power plant according to an embodiment of the present invention, which is a boiler combustion optimizer installed in a boiler comprising a combustion chamber (10) a heat exchange part (20), and an exhaust gas discharge part (30) in a mutually communicating structure, comprises: a plurality of first data detecting sensors (111) arranged to be a predetermined distance away from the combustion chamber (10); a plurality of second data detecting sensors (112) disposed to be a predetermined distance away from the heat exchange part (20); a plurality of third data detecting sensors (113) disposed to be a predetermined distance away from the exhaust gas discharge part (30); and an arithmetic processing unit (130) deriving an optimal operation control value based on data acquired through the first data detecting sensors (111), the second data detecting sensors (112) and the third data detecting sensors (113). According to the boiler combustion optimizer for the power plant boiler, it is possible to derive the optimal operation control value based on the obtained data, so remarkably improved combustion efficiency of the power plant boiler may be achieved. In addition, it is possible to derive an optimal operation control value for reducing generation of contaminants by providing an optimal combustion state.

Description

인공신경망 기반 보일러 모델을 포함하는 발전소 보일러 연소 압터마이저, 및 이를 포함하는 발전소 보일러{Power Plant Boiler Optimizer Having Boiler Model Based On Artificial Neuron Network, and Power Plant Boiler Having the Same}Technical Field [0001] The present invention relates to a power plant boiler combustion heater including an artificial neural network based boiler model, and a power plant boiler including the artificial neural network based boiler model,

본 발명은 발전소 보일러 연소 압터마이저 및 발전소 보일러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인공신경망 기반 보일러 모델을 포함하는 발전소 보일러 연소 압터마이저 및 발전소 보일러에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power plant boiler combustion electrometer and a power plant boiler, and more particularly, to a power plant boiler combustion plummeter and a power plant boiler including an artificial neural network based boiler model.

종래 기술에 따른 석탄화력 발전소의 보일러의 경우, 석탄을 연소할 때 발생하는 발열반응을 이용하여 물을 가열하고 발전에 필요한 증기를 생산한다.In the case of a boiler of a coal-fired power plant according to the prior art, an exothermic reaction occurring when coal is burned is used to heat water and produce steam required for power generation.

이때, 보일러는 배출가스로서 질소산화물 내지 이산화탄소를 발생하게 되는데, 종래 기술에 따른 석탄화력 발전소의 보일러의 경우, 이러한 배출가스를 관리하는 비용이 추가로 소요된다.At this time, the boiler generates nitrogen oxides or carbon dioxide as exhaust gas. However, in the case of boilers of coal-fired power plants according to the prior art, the cost of managing such exhaust gases is further required.

따라서, 보일러의 연소 효율을 높이면서 배출가스의 발생량을 저감시킬 수 있는 보일러 연소 압터마이저(Optimizer)를 개발되어 운용되고 있다.Accordingly, a boiler combustion pressure optimizer capable of reducing the amount of generated gas while increasing the combustion efficiency of the boiler has been developed and operated.

그러나, 종래 기술에 따른 보일러 연소 압터마이저의 경우, 보일러 운용 관리자의 숙련도에 따라 운용되므로 최적의 연소 효율성을 만들어내기 어렵다.However, in the case of the boiler combustion pressure meter according to the prior art, it is difficult to produce optimal combustion efficiency because it operates according to the proficiency of the boiler operation manager.

또한, 종래 기술에 따른 보일러 연소 압터마이저의 경우, 실제 보일러와 동일한 거동을 보이는 가상의 모델을 생성하여 이를 활용해야 하나, 효과적으로 이를 활용할 수 있는 기술이 부재한 상태이다.In the case of the boiler combustion pressure meter according to the related art, a virtual model having the same behavior as that of the actual boiler is created and utilized, but there is no technology to effectively utilize the model.

따라서, 종래 기술에 따른 문제점을 해결하고, 현저히 향상된 발전소 보일러 연소 효율을 달성하고, 이와 동시에 최적의 연소 상태를 제공하여 공해 물질의 발생을 저감시키는 최적의 운용 제어값을 도출할 수 있는 발전소 보일러 연소 압터마이저 및 이를 포함하는 발전소 보일러에 대한 기술이 필요한 실정이다.Accordingly, it is an object of the present invention to solve the problems of the prior art, to achieve a combustion boiler combustion efficiency which is remarkably improved, and at the same time to provide an optimum combustion state, And a technology for a power plant boiler including the steam generator is required.

한국등록특허 제10-1484496호 (2015년 01월 14일 등록)Korean Registered Patent No. 10-1484496 (registered on Jan. 14, 2015)

본 발명의 목적은, 현저히 향상된 발전소 보일러 연소 효율을 달성하고, 이와 동시에 최적의 연소 상태를 제공하여 공해 물질의 발생을 저감시키는 최적의 운용 제어값을 도출할 수 있는 발전소 보일러 연소 압터마이저 및 이를 포함하는 발전소 보일러를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a power plant boiler combustion pressure gauge capable of achieving a significantly improved power plant boiler combustion efficiency and at the same time providing an optimum combustion condition to thereby obtain an optimum operation control value for reducing the generation of pollutants and the like To provide a power plant boiler.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 발전소 보일러 연소 압터마이저는, 서로 연통된 구조의 연소실, 열교환부 및 배기가스 토출부를 포함하는 보일러에 장착되는 보일러 연소 압터마이저로서, 상기 연소실에 기설정된 거리만큼 이격되어 배치되는 다수의 제 1 데이터 검출센서; 상기 열교환부에 기설정된 거리만큼 이격되어 배치되는 다수의 제 2 데이터 검출센서; 상기 배기가스 토출부에 기설정된 거리만큼 이격되어 배치되는 다수의 제 3 데이터 검출센서; 및 상기 제 1 데이터 검출센서, 제 2 데이터 검출센서 및 제 3 데이터 검출센서를 통해 획득한 데이터를 바탕으로 인공신경망 알고리즘에 의해 운용되어 최적의 운용 제어값을 도출하는 산술처리부;를 포함하는 구성일 수 있다.To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a boiler combustion microcomputer installed in a boiler including a combustion chamber, a heat exchange unit, and an exhaust gas discharge unit, A plurality of first data detection sensors arranged at a predetermined distance apart from each other; A plurality of second data detecting sensors disposed at a predetermined distance from the heat exchanging unit; A plurality of third data detection sensors disposed at predetermined intervals in the exhaust gas discharging portion; And an arithmetic processing unit that is operated by an artificial neural network algorithm based on data acquired through the first data detection sensor, the second data detection sensor, and the third data detection sensor to derive an optimal operation control value .

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 산술처리부(130)는, 입력값 데이터를 분석한 후 분석 결과를 저장하고, 정상 네트워크를 이용하여 최적루트제어부에 제어값을 송출하며, 제어값 송출 후 발생되는 또 다른 출력값을 입력받아 저장하고, 기 저장된 제어값 들 중 최적의 제어값을 최적루트제어부에 송신하는 어드바이저(advisor); 및 어드바이저로부터 수신한 최적의 제어값을 바탕으로 각 버너를 제어하는 제어값을 실시간으로 갱신하며, 각 입력값 데이터에 대한 최적 제어값을 결정하는 최적루트제어부(optimal route control part);를 포함하는 구성일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the arithmetic processing unit 130 analyzes the input value data, stores the analysis result, transmits the control value to the optimum route control unit using the normal network, An advisor for receiving and storing another output value to be transmitted to the optimum route control unit and transmitting an optimal control value among the previously stored control values to the optimum route control unit; And an optimal route control part for updating a control value for controlling each of the burners based on the optimal control value received from the adviser in real time and for determining an optimal control value for each input value data Lt; / RTI >

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 연소실에는 일정거리만큼 서로 이격된 구조의 격자 형상을 이루는 제 1 층상 구조가 하나 이상 형성되어 있고, 상기 제 1 층상 구조에 제 1 데이터 검출센서가 기설정된 패턴에 따라 장착될 수 있다.In one embodiment of the present invention, at least one first layered structure having a lattice structure spaced apart from each other by a predetermined distance is formed in the combustion chamber, and in the first layered structure, As shown in FIG.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 연소실 측부면에는, 광학적 방법을 이용하여 연소실 내부의 상태를 검출하는 제 1 데이터 검출센서가 일정 거리만큼 서로 이격되어 둘 이상 장착될 수 있다.In one embodiment of the present invention, at least two first data detecting sensors for detecting the state of the inside of the combustion chamber using optical methods may be mounted on the side surface of the combustion chamber so as to be separated from each other by a predetermined distance.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 열교환부에는 다수의 열교환 배관이 위치하고, 상기 열교환 배관과 대응되는 위치에 격자 형상을 이루는 제 2 층상 구조가 하나 이상 형성되어 있고, 상기 제 2 층상 구조에 제 2 데이터 검출센서가 기설정된 패턴에 따라 장착될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the heat exchange unit includes a plurality of heat exchange pipes, at least one second layered structure having a lattice shape at a position corresponding to the heat exchange pipe, 2 Data detection sensor can be mounted according to a predetermined pattern.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배기가스 토출부에는 일정거리만큼 서로 이격된 구조의 격자 형상을 이루는 제 3 층상 구조가 하나 이상 형성되어 있고, 상기 제 3 층상 구조에 제 3 데이터 검출센서가 기설정된 패턴에 따라 장착될 수 있다.In one embodiment of the present invention, at least one third layered structure is formed in the exhaust gas discharging portion, the third layered structure having a lattice-shaped structure spaced apart from the exhaust gas discharging portion by a predetermined distance, and the third data detection sensor And can be mounted according to a predetermined pattern.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 데이터 검출센서, 제 2 데이터 검출센서 및 제 3 데이터 검출센서는, 화염의 온도, 배기가스의 온도, 산소 농도, 일산화탄소 농도, 질소산화물 농도, 통과 유체의 속도 및 통과 유체의 유량을 검출할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first data detection sensor, the second data detection sensor, and the third data detection sensor detect the temperature of the flame, the temperature of the exhaust gas, the oxygen concentration, the carbon monoxide concentration, the nitrogen oxide concentration, And the flow rate of the passing fluid can be detected.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 산술처리부는 인공신경망 기반 시스템 일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the arithmetic processing unit may be an artificial neural network based system.

이 경우, 상기 산술처리부는, 제 1 데이터 검출센서, 제 2 데이터 검출센서 및 제 3 데이터 검출센서를 통해 획득한 데이터를 바탕으로 이와 동일한 거동을 나타내는 가상의 보일러 모델을 생성할 수 있다.In this case, the arithmetic processing unit can generate a virtual boiler model showing the same behavior based on the data obtained through the first data detecting sensor, the second data detecting sensor, and the third data detecting sensor.

또한, 상기 산술처리부는, 상기 가상의 보일러 모델에 다수의 서로 다른 입력값을 대입하여 이에 대응되는 출력값을 산술처리한 후, 입력값과 출력값의 상관관계를 도출할 수 있다.The arithmetic processing unit may derive a correlation between an input value and an output value after substituting a plurality of different input values into the virtual boiler model and arithmetically processing output values corresponding thereto.

또한, 상기 산술처리부는, 도출된 상관관계를 이용하여 최적의 운용 제어값을 도출할 수 있다.Further, the arithmetic processing unit can derive an optimal operation control value using the derived correlation.

본 발명의 또한, 상기 발전소 보일러 연소 압터마이저를 포함하는 발전소 보일러를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is also possible to provide a power plant boiler including the power plant boiler combustion heater.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 발전소 보일러 연소 압터마이저에 따르면, 특정 구성의 제 1 데이터 검출센서, 제 2 데이터 검출센서, 제 3 검출센서 및 산술처리부를 구비함으로써, 획득한 데이터를 바탕으로 최적의 운용 제어값을 도출할 수 있어, 현저히 향상된 발전소 보일러 연소 효율을 달성하고, 이와 동시에 최적의 연소 상태를 제공하여 공해 물질의 발생을 저감시키는 최적의 운용 제어값을 도출할 수 있는 발전소 보일러 연소 압터마이저 및 이를 포함하는 발전소 보일러를 제공할 수 있다.As described above, according to the power plant boiler combustion pressure meter of the present invention, by providing the first data detection sensor, the second data detection sensor, the third detection sensor and the arithmetic processing section of a specific configuration, Which can significantly improve the power plant boiler combustion efficiency and at the same time provide the optimal combustion state and thereby can provide an optimum operation control value for reducing the generation of pollutants, And a power plant boiler including the same.

또한, 본 발명의 발전소 보일러 연소 압터마이저에 따르면, 일정거리만큼 서로 이격된 구조의 격자 형상을 이루는 제 1 내지 제 3 층상 구조에 각각 제 1 내지 제 3 데이터 검출센서가 기설정된 패턴에 따라 장착됨으로써, 각 영역에 따른 각종 데이터를 정확하게 획득할 수 있으며, 이를 통해 더욱 구체적인 각 데이터들간의 상관관계를 도출할 수 있다.In addition, according to the power plant boiler combustion pressure meter of the present invention, the first to third data detection sensors are mounted on the first to third layered structures in a lattice-shaped structure spaced apart from each other by a predetermined distance, , It is possible to accurately acquire various data according to each area, and thereby it is possible to derive a more specific correlation between the respective data.

또한, 본 발명의 발전소 보일러 연소 압터마이저에 따르면, 획득한 데이터를 바탕으로 산술처리부는 인공신경만 기반 시스템에 의해 가상의 보일러 모델을 생성함으로써, 실제 발전소 보일러와 동일한 거동을 보이는 가상의 모델의 정확히 생성해낼 수 있다.Further, according to the power plant boiler combustion pressure meter of the present invention, based on the acquired data, the arithmetic processing unit generates a virtual boiler model by using only the artificial nerve based system, so that the virtual model exhibiting the same behavior as the actual power plant boiler Can be generated.

또한, 본 발명의 발전소 보일러 연소 압터마이저에 따르면, 인공신경만 기반 시스템에 의해 입력값과 출력값의 상관관계를 손쉽게 도출할 수 있으며, 최적의 운용 제어값을 도출할 수 있다.Also, according to the present invention, it is possible to easily derive the correlation between the input value and the output value by using the artificial neural based system, and to obtain the optimal operation control value.

또한, 본 발명의 발전소 보일러에 따르면, 본 발명에 따른 발전소 보일러 연소 압터마이저를 구비함으로써, 현저히 향상된 발전소 보일러 연소 효율을 달성하고, 이와 동시에 최적의 연소 상태를 제공하여 공해 물질의 발생을 저감시킬 수 있다.Further, according to the power plant boiler of the present invention, by providing the power plant boiler combustion pressure meter according to the present invention, it is possible to achieve a remarkably improved power plant boiler combustion efficiency and at the same time provide an optimum combustion state, have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산술처리부에 의해 도출된 최적의 운용 제어값에 따라 발전소 보일러가 운용될 때 변화되는 모습을 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산술처리부를 운용하는 인공신경망 알고리즘에 있어서, 최적 루트 제어 방법(MPC, optimal route control) 및 목표 제어 버너 선택 방법(Advisor, Destination and Control Burner Selection)을 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산술처리부에 의해 획득한 데이터가 처리되는 과정을 나타내는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 산술처리부에 입력되는 입력값과 출력값을 나타내는 표이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 산술처리부의 인공신경망 기반 시스템 구조를 나타낸 모식도이다.
1 is a schematic diagram showing a boiler according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a state where a power plant boiler is operated according to an optimal operation control value derived by an arithmetic processing unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an artificial neural network algorithm for operating an arithmetic processing unit according to an exemplary embodiment of the present invention. The algorithm includes an optimal route control method (MPC) and a destination control and burner selection method FIG.
4 is a schematic diagram illustrating a process of processing data acquired by the arithmetic processing unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a table showing an input value and an output value input to the arithmetic processing unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram illustrating a system structure of an artificial neural network based on an arithmetic processing unit according to an embodiment of the present invention.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Prior to the description, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and should be construed in accordance with the technical concept of the present invention.

본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a member is "on " another member, this includes not only when the member is in contact with another member, but also when there is another member between the two members. Throughout this specification, when an element is referred to as "including" an element, it is understood that it may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러를 나타내는 모식도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 산술처리부에 의해 도출된 최적의 운용 제어값에 따라 발전소 보일러가 운용될 때 변화되는 모습을 나타낸 그림이 도시되어 있다.FIG. 1 is a schematic diagram showing a boiler according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view of a boiler according to an embodiment of the present invention when the power plant boiler is operated according to an optimum operation control value derived by an arithmetic processing unit And a figure showing a change is shown.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산술처리부를 운용하는 인공신경망 알고리즘에 있어서, 최적 루트 제어 방법(MPC, optimal route control) 및 목표 제어 버너 선택 방법(Advisor, Destination and Control Burner Selection)을 나타내는 구성도이다.FIG. 3 is a block diagram illustrating an artificial neural network algorithm for operating an arithmetic processing unit according to an exemplary embodiment of the present invention. The algorithm includes an optimal route control method (MPC) and a destination control and burner selection method FIG.

또한, 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 산술처리부에 의해 획득한 데이터가 처리되는 과정을 나타내는 모식도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 산술처리부에 입력되는 입력값과 출력값을 나타내는 표가 도시되어 있다. 또한, 도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 산술처리부의 인공신경망 기반 시스템 구조를 나타낸 모식도가 도시되어 있다.FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a process of processing data acquired by the arithmetic processing unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 shows an input value And a table showing output values are shown. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a system structure of an artificial neural network based on an arithmetic processing unit according to an embodiment of the present invention.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 발전소 보일러 연소 압터마이저(100)는, 인공신경망(Artificial Neural Network)을 이용한 것으로서, 인간두뇌 세포구조를 공학적으로 모델링한 것이다.Referring to these drawings, the power plant boiler combustion meth- oder 100 according to the present embodiment uses an artificial neural network, which is an engineering model of a human brain cell structure.

인공신경망은 인공신경망은 인간이 가지고 있는 학습이라는 능력을 모방한 알고리즘을 사용한다. 이 알고리즘을 통하여 입력 패턴과 출력 패턴들 사이의 사상(Mapping)을 인공신경망이 생성해낼 수 있는데, 이를 인공신경망이 학습 능력이 있다고 표현한다. 또한, 인공신경망은 학습된 결과를 바탕으로 학습에 사용되지 않았던 입력 패턴에 대하여 비교적 올바른 출력을 생성할 수 있는 일반화 능력이 있다.Artificial Neural Networks Artificial Neural Networks use algorithms that mimic the ability of human beings to have learning. Through this algorithm, the artificial neural network can generate the mapping between the input pattern and the output pattern, which expresses that the artificial neural network has learning ability. In addition, the artificial neural network has a generalization ability to generate relatively correct output for input patterns that were not used for learning based on the learned results.

학습과 일반화라는 두 가지 대표적인 성능 때문에 인공신경망은 기존의 순차적 프로그래밍 방법에 의해서는 좀처럼 해결하기 힘든 문제에 적용되고 있다. 인공신경망은 그 사용범위가 넓어 패턴 분류 문제, 연속 사상, 비선형 시스템 식별, 비선형 제어 및 로봇 제어 분야 등에 활발히 응용되고 있다.Because of the two representative performances of learning and generalization, artificial neural networks are applied to problems that are hardly solved by conventional sequential programming methods. Artificial neural networks are widely applied to pattern classification problems, continuous mapping, nonlinear system identification, nonlinear control, and robot control.

본 실시예에 따른 발전소 보일러 연소 압터마이저(100)에 적용되는 인공신경망의 경우, 버너 및 OFA의 컨트롤에 따른 발생 가스 및 연소효율 간의 상관관계를 도출한 후, 최적의 운용 제어값을 도출할 수 있다.In the case of the artificial neural network applied to the combustion boiler of the power plant boiler according to the present embodiment, the correlation between the generated gas and the combustion efficiency due to the control of the burner and OFA can be derived, have.

인공신경망이란 연결선으로 연결된 많은 수의 인공 뉴런들을 이용하여 생물학적인 시스템의 계산 능력을 모방하는 소프트웨어나 하드웨어로 구현된 연산모델을 나타낸다.An artificial neural network represents a computational model implemented in software or hardware that mimics the computational capability of a biological system using a large number of artificial neurons connected by a link.

인공신경망에서는 생물학적인 뉴런의 기능을 단순화시킨 인공 뉴런을 사용하게 된다. 그리고 연결강도를 갖는 연결선을 통해 상호 연결시켜 인간의 인지작용이나 학습과정을 수행하게 된다. 연결강도는 연결선이 갖는 특정값으로, 연결가중치라고도 한다.Artificial neurons use artificial neurons that simplify the function of biological neurons. Then, they connect each other through a connection line having a connection strength to perform human cognitive function or learning process. The connection strength is a specific value of a connection line, also called a connection weight.

인공신경망은 지도학습과 비지도학습으로 나눌 수 있다.Artificial neural networks can be divided into instructional learning and non - instructional learning.

지도학습이란 입력 데이터와 그에 대응하는 출력 데이터를 함께 신경망에 넣고, 입력 데이터에 대응하는 출력 데이터가 출력되도록 연결선들의 연결강도를 갱신시키는 방법이다. 대표적인 학습 알고리즘으로는 델타규칙(Delta Rule)과 오류 역전파 학습(Backpropagation Learning)이 있다.The map learning is a method in which input data and output data corresponding thereto are put together into a neural network and the connection strength of the connecting lines is updated so as to output output data corresponding to the input data. Representative learning algorithms include delta rules and backpropagation learning.

비지도 학습이란 목표값이 없이 입력 데이터만을 사용하여 인공신경망이 스스로 연결강도를 학습시키는 방법이다. 비지도 학습은 입력 패턴들 사이의 상관관계에 의해 연결가중치들을 갱신시켜 나가는 방법이다.Bidirectional learning is a method in which the artificial neural network learns its own connection strength using only input data without a target value. Unsupervised learning is a method of updating connection weights by correlation between input patterns.

본 실시예에 따른 발전소 보일러 연소 압터마이저(100)에 적용되는 인공신경망은 지도학습 또는 비지도학습으로 구성될 수 있다.The artificial neural network applied to the power plant boiler combustion presser 100 according to the present embodiment may be constituted by map learning or non-map learning.

상기 설명한 인공신경망 알고리즘은 본 실시예에 따른 산술처리부(130)에 프로그램 운용 가능하도록 저장되어 있다.The above-described artificial neural network algorithm is stored in a programmable manner in the arithmetic processing unit 130 according to the present embodiment.

이하에서는 본 실시예에 따른 발전소 보일러 연소 압터마이저(100)를 구성하고 있는 각 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, each constitution of the power plant boiler combustion meth- oder 100 according to the present embodiment will be described in detail.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 발전소 보일러 연소 압터마이저(100)는, 서로 연통된 구조의 연소실(10), 열교환부(20) 및 배기가스 토출부(30)를 포함하는 보일러에 장착되는 보일러 연소 압터마이저이다.1, the power plant boiler combustion press machine 100 according to the present embodiment is mounted on a boiler including a combustion chamber 10, a heat exchange section 20 and an exhaust gas discharge section 30 of a structure communicated with each other. Which is the boiler combustion pressure meter.

본 실시예에 따른 발전소 보일러 연소 압터마이저(100)는 다수의 데어터 검출센서를 통해 특정 데이터를 검출한 후, 획득한 데이터를 바탕으로 최적의 운용 제어값을 도출할 수 있다.The power plant boiler combustion meth- oder 100 according to the present embodiment can derive an optimum operation control value based on the acquired data after detecting specific data through a plurality of data detection sensors.

이를 위해 본 실시예에 따른 발전소 보일러 연소 압터마이저(100)는, 제 1 데이터 검출센서(111), 제 2 데이터 검출센서(112), 다수의 제 3 데이터 검출센서(113) 및 산술처리부(130)를 포함하는 구성일 수 있다.To this end, the power plant boiler combustion microcomputer 100 according to the present embodiment includes a first data detection sensor 111, a second data detection sensor 112, a plurality of third data detection sensors 113, and an arithmetic processing unit 130 ). ≪ / RTI >

제 1 데이터 검출센서(111)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 연소실(10)에 기설정된 거리만큼 이격되어 다수 배치될 수 있다.As shown in FIG. 1, the first data detection sensor 111 may be disposed in the combustion chamber 10 at a predetermined distance.

구체적으로, 연소실(10)에는 일정거리만큼 서로 이격된 구조의 격자 형상을 이루는 제 1 층상 구조(121)가 하나 이상 형성되어 있고, 제 1 층상 구조(121)에 제 1 데이터 검출센서(111)가 기설정된 패턴에 따라 장착될 수 있다.More specifically, at least one first layered structure 121 is formed in the combustion chamber 10 and has a lattice structure spaced apart from each other by a predetermined distance. The first layered structure 121 is provided with a first data detection sensor 111, Can be mounted according to a predetermined pattern.

경우에 따라서, 광학적 방법을 이용하여 연소실(10) 내부의 상태를 검출하는 제 1 데이터 검출센서(111)가 연소실(10) 측부면에 일정 거리만큼 서로 이격되어 둘 이상 장착될 수 있다.In some cases, more than two first data detecting sensors 111 for detecting the state of the inside of the combustion chamber 10 using an optical method may be spaced from each other by a predetermined distance on the side surface of the combustion chamber 10.

제 2 데이터 검출센서(112)는, 열교환부(20)에 기설정된 거리만큼 이격되어 다수 배치될 수 있다.The second data detection sensor 112 may be disposed in the heat exchange unit 20 at a predetermined distance.

구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 열교환부(20)에는 다수의 열교환 배관(21)이 위치하고, 상기 열교환 배관(21)과 대응되는 위치에 격자 형상을 이루는 제 2 층상 구조(122)가 하나 이상 형성되어 있고, 제 2 층상 구조(122)에 제 2 데이터 검출센서(112)가 기설정된 패턴에 따라 장착될 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 1, a plurality of heat exchange pipes 21 are disposed in the heat exchange unit 20, and a second layered structure 122 having a lattice shape at a position corresponding to the heat exchange pipe 21 And the second data detection sensor 112 may be mounted to the second layered structure 122 according to a predetermined pattern.

한편, 제 3 데이터 검출센서(113)는, 배기가스 토출부(30)에 기설정된 거리만큼 이격되어 다수 배치될 수 있다.On the other hand, the third data detection sensor 113 may be arranged in a plurality of positions spaced apart by a predetermined distance from the exhaust gas discharging portion 30. [

구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 배기가스 토출부(30)에는 일정거리만큼 서로 이격된 구조의 격자 형상을 이루는 제 3 층상 구조(123)가 하나 이상 형성되어 있고, 제 3 층상 구조(123)에 제 3 데이터 검출센서(113)가 기설정된 패턴에 따라 장착될 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 1, at least one third layered structure 123 is formed in the exhaust gas discharging portion 30 and has a lattice-like structure spaced apart from each other by a predetermined distance. The third layered structure The third data detection sensor 113 may be mounted in accordance with a predetermined pattern.

이상에서 언급한 제 1 데이터 검출센서(111), 제 2 데이터 검출센서(112) 및 제 3 데이터 검출센서(113)는, 각각의 위치에서 특정 데이터를 검출할 수 있는 바, 그 예로서, 화염의 온도, 배기가스의 온도, 산소 농도, 일산화탄소 농도, 질소산화물 농도, 통과 유체의 속도 및 통과 유체의 유량을 들 수 있다. 제 1 데이터 검출센서(111), 제 2 데이터 검출센서(112) 및 제 3 데이터 검출센서(113)가 검출할 수 있는 데이터는, 상기 언급한 예시에 한정되지 않음은 물론이다.The first data detection sensor 111, the second data detection sensor 112 and the third data detection sensor 113 described above can detect specific data at each position. For example, The temperature of the exhaust gas, the oxygen concentration, the carbon monoxide concentration, the nitrogen oxide concentration, the velocity of the passing fluid, and the flow rate of the passing fluid. The data that can be detected by the first data detection sensor 111, the second data detection sensor 112 and the third data detection sensor 113 is not limited to the above-mentioned example.

도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 산술처리부에 의해 획득한 데이터가 처리되는 과정을 나타내는 모식도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 산술처리부에 입력되는 입력값과 출력값을 나타내는 표가 도시되어 있다. 또한, 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 산술처리부의 인공신경망 기반 시스템 구조를 나타낸 모식도가 도시되어 있다.FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a process of processing data acquired by the arithmetic processing unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 illustrates an input value and an output value input to the arithmetic processing unit according to an embodiment of the present invention. ≪ / RTI > FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an artificial neural network-based system structure of an arithmetic processing unit according to an embodiment of the present invention.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 산술처리부(130)는, 제 1 데이터 검출센서(111), 제 2 데이터 검출센서(112) 및 제 3 데이터 검출센서(113)를 통해 획득한 데이터를 바탕으로 최적의 운용 제어값을 도출할 수 있다.Referring to these figures, the arithmetic processing unit 130 according to the present embodiment calculates data obtained through the first data detection sensor 111, the second data detection sensor 112, and the third data detection sensor 113 It is possible to derive the optimum operation control value.

본 실시예에 따른 산술처리부(130)는, 인공신경망 기반 시스템을 적용한 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 데이터 검출센서(111), 제 2 데이터 검출센서(112) 및 제 3 데이터 검출센서(113)를 통해 획득한 데이터를 바탕으로 이와 동일한 거동을 나타내는 가상의 보일러 모델을 생성할 수 있다.3, the arithmetic processing unit 130 according to the present embodiment includes a first data detection sensor 111, a second data detection sensor 112, and a third data detection Based on the data obtained through the sensor 113, a virtual boiler model showing the same behavior can be generated.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 산술처리부(130)는, 가상의 보일러 모델에 다수의 서로 다른 입력값을 대입하여 이에 대응되는 출력값을 산술처리한 후, 입력값과 출력값의 상관관계를 도출할 수 있다.4 and 5, the arithmetic processing unit 130 of the present embodiment substitutes a plurality of different input values into a virtual boiler model, performs arithmetic processing on the corresponding output values, The correlation of the output values can be derived.

더 나아가, 본 실시예에 따른 산술처리부(130)는, 도출된 상관관계를 이용하여 최적의 운용 제어값을 도출할 수 있다.Furthermore, the arithmetic processing unit 130 according to the present embodiment can derive an optimal operation control value using the derived correlation.

상기 언급한 입력값은, 각각의 버너로 보일러에 들어가는 석탄유량, 이차공기 유량, OFA(Over Firing Air)를 통해 들어가는 이차공기유량, 이차공기의 온도 값이다. 또한, 상기 언급한 출력값은, 화로출구온도(FEGT; FURNACE EXIT GAS TEMPERATURE), 보일러 Economizer 출구 쪽의 가스온도, 잔존 산소, 질소산화물, 일산화탄소 량이다.The input values mentioned above are the coal flow rate, the secondary air flow rate, the secondary air flow entering through the overfiring air (OFA), and the temperature value of the secondary air entering the boiler as respective burners. In addition, the above-mentioned output values are FEGT (FURNACE EXIT GAS TEMPERATURE), gas temperature on the exit of the boiler economizer, residual oxygen, nitrogen oxide, and carbon monoxide amount.

한편, 본 실시예에 따른 산술처리부(130)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 인공신경망 기반 시스템으로서, n개의 입력노드를 갖는 입력노드층(x)과, 상기 입력노드층(x)으로부터 각각의 서로 다른 가중치를 갖도록 학습 알고리즘을 통하여 k개의 은닉노드를 갖는 은닉노드층(h)과, 산술처리부(130)의 각 출력단에 대응하는 h개의 출력 노드층(y)으로 이루어진다.6, the arithmetic processing unit 130 according to the present embodiment includes an input node layer x having n input nodes and an input node layer x from the input node layer x, A hidden node layer h having k hidden nodes through learning algorithms having different weights and h output node layers y corresponding to the output terminals of the arithmetic processing unit 130. [

이와 같이 이루어진 본 실시예에 따른 산술처리부(130)는, 실제 발전소 보일러(10)의 연소실(10) 내부 또는 측부에 설치된 제 1 데이터 검출센서(111), 열교환부(20) 내부에 설치된 제 2 데이터 검출센서(112) 및 배기가스 토출부(30)에 설치된 제 3 데이터 검출센서(113)를 통해 획득한 데이터를 바탕으로 입력값과 출력값의 상호 연관도가 높은 각각의 특정 데이터를 선별하게 된다.The arithmetic processing unit 130 according to this embodiment has the first data detection sensor 111 installed inside or on the side of the combustion chamber 10 of the actual power plant boiler 10 and the second data detection sensor 111 installed inside the heat exchange unit 20. [ Based on the data acquired through the data detection sensor 112 and the third data detection sensor 113 provided in the exhaust gas discharge unit 30, each specific data having a high degree of correlation between the input value and the output value is selected .

상호 연관도가 높은 각각의 특정 데이터를 선별한 후, 이를 바탕으로 입력노드층(x)을 이루는 각각의 노드들은 서로 다른 가중치를 가지는 연결선을 통해서 은닉층의 각 노드들과 연결된다. 이때, 각 연결선의 가중치는 학스 알고리즘을 통해 변화된다. 은닉노드층(h)의 각 노드의 개수는 학습 알고리즘에 따라 임의의 개수로 변화될 수 있다. 출력 노드층(y)은 h개의 출력 노드를 가지며 각각은, 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 출력으로 나타난다.After selecting each specific data with high correlation, each node constituting the input node layer (x) is connected to each node of the hidden layer through a connection line having different weights. At this time, the weights of the respective connection lines are changed through the horses algorithm. The number of nodes of the hidden node layer h may be changed to an arbitrary number according to the learning algorithm. The output node layer y has h output nodes and each appears as a plurality of outputs, as shown in Fig.

즉, 인공 신경망 기반 시스템에 의한 연산의 과정을 거쳐 특정 입력값과 출력값의 입력으로 각 데이터들 간의 상관관계를 도출한 후, 최적의 발전소 보일러 연소 운용 제어값을 도출해낼 수 있다.That is, it is possible to derive a correlation between each data by inputting a specific input value and an output value through an operation of an artificial neural network-based system, and then to derive the optimum control value of the boiler combustion operation of the power plant.

구체적으로, 본 실시예에 따른 산술처리부(130)는 앞서 설명한 바와 같이 인공신경망 알고리즘에 의해 운용되는 바, 지도학습 또는 비지도학습에 의해 운용될 수 있다.Specifically, the arithmetic processing unit 130 according to the present embodiment is operated by an artificial neural network algorithm as described above, and can be operated by map learning or non-map learning.

본 실시예에 따른 발전소 보일러 연소 압터마이저(110)는, 각각의 버너로 보일러에 들어가는 석탄유량, 이차공기 유량, OFA(Over Firing Air)를 통해 들어가는 이차공기유량, 이차공기의 온도 값에 따라 제 1 데이터 검출센서(111), 제 2 데이터 검출센서(112) 및 제 3 데이터 검출센서(113)로부터 검출되는 출력값을 검출한다.The power plant boiler combustion microcomputer 110 according to the present embodiment calculates the amount of secondary air flowing into the boiler according to the coal flow rate, the secondary air flow rate, the secondary air flow rate through OFA (Over Firing Air) 1 data detection sensor 111, the second data detection sensor 112, and the third data detection sensor 113, as shown in FIG.

검출된 출력값은 화로출구온도(FEGT; FURNACE EXIT GAS TEMPERATURE), 보일러 Economizer 출구 쪽의 가스온도, 잔존 산소, 질소산화물, 일산화탄소 량이다.The detected output values are FEGT (FURNACE EXIT GAS TEMPERATURE), gas temperature at the exit of the boiler economizer, residual oxygen, nitrogen oxide, and carbon monoxide.

인공신경망 알고리즘에 의해 운용되는 산술처리부(130)는, 각 입력값에 의해 변화되는 출력값을 학습한 후, 이들과의 연관관계를 학습 및 저장하게 된다.The arithmetic processing unit 130, which is operated by the artificial neural network algorithm, learns output values changed by each input value, and then learns and stores the association with the output values.

도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 산술처리부를 운용하는 인공신경망 알고리즘에 있어서, 최적 루트 제어 방법(MPC, optimal route control) 및 목표 제어 버너 선택 방법(Advisor, Destination and Control Burner Selection)을 나타내는 구성도가 도시되어 있다.FIG. 3 is a block diagram illustrating an artificial neural network algorithm for operating an arithmetic processing unit according to an embodiment of the present invention. The algorithm includes an optimal route control (MPC) and a destination control and burner selection method A configuration diagram is shown.

경우에 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 산술처리부를 운용하는 인경신경망은, 최적 제어값을 손쉽게 찾아갈 수 있도록 도와주는 어드바이저 부(advisor part)를 더 포함할 수 있다.In some cases, as shown in FIG. 3, the neural network for operating the arithmetic processing unit according to the present embodiment may further include an adviser part for facilitating an optimal control value search.

도 3에 도시된 바와 같이, 어드바이저 부(advisor part)는 입력값 데이터를 분석(CFD)한 후 분석 결과를 저장(DB)한 후, 정상 네트워크(NN, Neural Network)를 이용하여 각 버너에 제어값을 송출하여 제어하게 된다. 이와 동시에, 각 버너에 송출된 제어값은 어드바이저부에 재입력되어 저장된다.As shown in FIG. 3, the advisor part analyzes the input value data (CFD), stores the analysis results (DB), and controls the burners by using a normal network (NN, Neural Network) Value is transmitted and controlled. At the same time, the control value sent to each burner is re-entered into the advisor unit and stored.

이후, 각 버너에 의해 운용된 또 다른 결과값들은 또 다른 분석부(analyzer)에 의해 분석된 후, 이 결과값은 또 다시 어드바이저 부(advisor part)에 저장되고, 기 저장된 결과값들과 비교하여 최적의 제어값을 찾아가게 된다.Thereafter, the other result values operated by each burner are analyzed by another analyzer, the result is again stored in the advisor part, and compared with the previously stored results The optimum control value is found.

인공신경망 알고리즘에 의해 학습된 여러 상관관계들은, 상기 언급한 어드바이저 부를 이용하여 더욱 손쉽게 도출해낼 수 있다.The various correlations learned by the artificial neural network algorithm can be more easily derived using the above-mentioned adviser part.

이러한 일련의 과정과 방법들을 이용하여, 각각의 버너로 보일러에 들어가는 최적의 석탄유량, 이차공기 유량, OFA(Over Firing Air)를 통해 들어가는 이차공기유량, 이차공기의 온도 값을 도출해 낼 수 있다.Using these series of processes and methods, each burner can derive optimal coal flow rate, secondary air flow rate, secondary air flow through OFA (Over Firing Air), and temperature value of the secondary air entering the boiler.

본 발명은 또한, 상기 언급한 본 발명에 따른 발전소 보일러 연소 압터마이저(100)를 포함하는 발전소 보일러를 제공할 수 있다.The present invention can also provide a power plant boiler including the power plant boiler combustion meth- od 100 according to the present invention mentioned above.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 발전소 보일러 연소 압터마이저에 따르면, 특정 구성의 제 1 데이터 검출센서, 제 2 데이터 검출센서, 제 3 검출센서 및 산술처리부를 구비함으로써, 획득한 데이터를 바탕으로 최적의 운용 제어값을 도출할 수 있어, 현저히 향상된 발전소 보일러 연소 효율을 달성하고, 이와 동시에 최적의 연소 상태를 제공하여 공해 물질의 발생을 저감시키는 최적의 운용 제어값을 도출할 수 있는 발전소 보일러 연소 압터마이저 및 이를 포함하는 발전소 보일러를 제공할 수 있다.As described above, according to the power plant boiler combustion pressure meter of the present invention, by providing the first data detection sensor, the second data detection sensor, the third detection sensor and the arithmetic processing section of a specific configuration, Which can significantly improve the power plant boiler combustion efficiency and at the same time provide the optimal combustion state and thereby can provide an optimum operation control value for reducing the generation of pollutants, And a power plant boiler including the same.

또한, 본 발명의 발전소 보일러 연소 압터마이저에 따르면, 일정거리만큼 서로 이격된 구조의 격자 형상을 이루는 제 1 내지 제 3 층상 구조에 각각 제 1 내지 제 3 데이터 검출센서가 기설정된 패턴에 따라 장착됨으로써, 각 영역에 따른 각종 데이터를 정확하게 획득할 수 있으며, 이를 통해 더욱 구체적인 각 데이터들간의 상관관계를 도출할 수 있다.In addition, according to the power plant boiler combustion pressure meter of the present invention, the first to third data detection sensors are mounted on the first to third layered structures in a lattice-shaped structure spaced apart from each other by a predetermined distance, , It is possible to accurately acquire various data according to each area, and thereby it is possible to derive a more specific correlation between the respective data.

또한, 본 발명의 발전소 보일러 연소 압터마이저에 따르면, 획득한 데이터를 바탕으로 산술처리부는 인공신경만 기반 시스템에 의해 가상의 보일러 모델을 생성함으로써, 실제 발전소 보일러와 동일한 거동을 보이는 가상의 모델의 정확히 생성해낼 수 있다.Further, according to the power plant boiler combustion pressure meter of the present invention, based on the acquired data, the arithmetic processing unit generates a virtual boiler model by using only the artificial nerve based system, so that the virtual model exhibiting the same behavior as the actual power plant boiler Can be generated.

또한, 본 발명의 발전소 보일러 연소 압터마이저에 따르면, 인공신경만 기반 시스템에 의해 입력값과 출력값의 상관관계를 손쉽게 도출할 수 있으며, 최적의 운용 제어값을 도출할 수 있다.Also, according to the present invention, it is possible to easily derive the correlation between the input value and the output value by using the artificial neural based system, and to obtain the optimal operation control value.

또한, 본 발명의 발전소 보일러에 따르면, 본 발명에 따른 발전소 보일러 연소 압터마이저를 구비함으로써, 현저히 향상된 발전소 보일러 연소 효율을 달성하고, 이와 동시에 최적의 연소 상태를 제공하여 공해 물질의 발생을 저감시킬 수 있다.Further, according to the power plant boiler of the present invention, by providing the power plant boiler combustion pressure meter according to the present invention, it is possible to achieve a remarkably improved power plant boiler combustion efficiency and at the same time provide an optimum combustion state, have.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the foregoing detailed description of the present invention, only specific embodiments thereof have been described. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific forms thereof, which are to be considered as being limited to the specific embodiments, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .

즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.That is, the present invention is not limited to the above-described specific embodiment and description, and various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. And such variations are within the scope of protection of the present invention.

1: 실제 발전소 보일러
10: 연소실
11: 연소 노즐
20: 열교환부
21: 열교환 배관
30: 배기가스 토출부
100: 발전소 보일러 연소 압터마이저
111: 제 1 데이터 검출센서
112: 제 2 데이터 검출센서
113: 제 3 데이터 검출센서
114: 레이저 센서
121: 제 1 층상구조
122: 제 2 층상구조
123: 제 3 층상구조
130: 산술처리부
1: actual power plant boiler
10: Combustion chamber
11: Combustion nozzle
20: Heat exchanger
21: Heat exchange piping
30: exhaust gas discharging portion
100: Power plant boiler Combustion steamer
111: first data detection sensor
112: second data detection sensor
113: third data detection sensor
114: Laser sensor
121: first layer structure
122: second layer structure
123: Layer 3 structure
130: arithmetic processing unit

Claims (12)

서로 연통된 구조의 연소실(10), 열교환부(20) 및 배기가스 토출부(30)를 포함하는 보일러에 장착되는 보일러 연소 압터마이저(100)로서,
상기 연소실(10)에 기설정된 거리만큼 이격되어 배치되는 다수의 제 1 데이터 검출센서(111);
상기 열교환부(20)에 기설정된 거리만큼 이격되어 배치되는 다수의 제 2 데이터 검출센서(112);
상기 배기가스 토출부(30)에 기설정된 거리만큼 이격되어 배치되는 다수의 제 3 데이터 검출센서(113); 및
인공신경망 알고리즘에 의해 운용되어 최적의 운용 제어값을 도출하도록, 인공신경망 기반 시스템으로 구성되며, 제 1 데이터 검출센서(111), 제 2 데이터 검출센서(112) 및 제 3 데이터 검출센서(113)를 통해 획득한 데이터를 바탕으로, 이와 동일한 거동을 나타내는 가상의 보일러 모델을 생성하고, 가상의 보일러 모델에 다수의 서로 다른 입력값을 대입하여 이에 대응되는 출력값을 산술처리한 후, 입력값과 출력값의 상관관계를 도출하는 산술처리부(130);
를 포함하고,
상기 산술처리부(130)는,
입력값 데이터를 분석한 후 분석 결과를 저장하고, 정상 네트워크를 이용하여 최적루트제어부에 제어값을 송출하며, 제어값 송출 후 발생되는 또 다른 출력값을 입력받아 저장하고, 기 저장된 제어값 들 중 최적의 제어값을 최적루트제어부에 송신하는 어드바이저(advisor); 및
어드바이저로부터 수신한 최적의 제어값을 바탕으로 각 버너를 제어하는 제어값을 실시간으로 갱신하며, 각 입력값 데이터에 대한 최적 제어값을 결정하는 최적루트제어부(optimal route control part);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 보일러 연소 압터마이저.
1. A boiler combustion potentiometer (100) mounted on a boiler including a combustion chamber (10), a heat exchange section (20) and an exhaust gas discharge section (30)
A plurality of first data detection sensors (111) arranged at predetermined distances from the combustion chamber (10);
A plurality of second data detecting sensors 112 disposed at a predetermined distance from the heat exchanging unit 20;
A plurality of third data detection sensors 113 disposed at a predetermined distance from the exhaust gas discharging unit 30; And
A first data detection sensor 111, a second data detection sensor 112, and a third data detection sensor 113. The first data detection sensor 111, the second data detection sensor 112, and the third data detection sensor 113 are implemented by an artificial neural network- A virtual boiler model representing the same behavior is generated based on the data obtained through the calculation, and a plurality of different input values are substituted into a virtual boiler model, and the corresponding output values are arithmetically processed. Then, An arithmetic processing unit (130) for deriving a correlation of the input signal;
Lt; / RTI >
The arithmetic processing unit (130)
The control unit transmits the control value to the optimum route control unit using the normal network, inputs and stores another output value generated after the control value is transmitted, An advisor for transmitting the control value of the optimum route control unit to the optimum route control unit; And
An optimal route control part for updating a control value for controlling each burner on the basis of an optimum control value received from an advisor in real time and determining an optimum control value for each input value data;
Wherein the power generator boiler is a boiler.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 연소실(10)에는 일정거리만큼 서로 이격된 구조의 격자 형상을 이루는 제 1 층상 구조(121)가 하나 이상 형성되어 있고,
상기 제 1 층상 구조(121)에 제 1 데이터 검출센서(111)가 기설정된 패턴에 따라 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 발전소 보일러 연소 압터마이저.
The method according to claim 1,
At least one first layered structure 121 is formed in the combustion chamber 10 and has a lattice-like structure spaced apart from each other by a predetermined distance.
Wherein a first data detection sensor (111) is mounted on the first layered structure (121) in accordance with a predetermined pattern.
제 1 항에 있어서,
상기 연소실(10) 측부면에는,
광학적 방법을 이용하여 연소실(10) 내부의 상태를 검출하는 제 1 데이터 검출센서(111)가 일정 거리만큼 서로 이격되어 둘 이상 장착되는 것을 특징으로 하는 발전소 보일러 연소 압터마이저.
The method according to claim 1,
On the side surface of the combustion chamber (10)
Wherein at least two first data detection sensors (111) for detecting a state inside the combustion chamber (10) using optical methods are spaced apart from each other by a predetermined distance.
제 1 항에 있어서,
상기 열교환부(20)에는 다수의 열교환 배관(21)이 위치하고,
상기 열교환 배관(21)과 대응되는 위치에 격자 형상을 이루는 제 2 층상 구조(122)가 하나 이상 형성되어 있고,
상기 제 2 층상 구조(122)에 제 2 데이터 검출센서(112)가 기설정된 패턴에 따라 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 발전소 보일러 연소 압터마이저.
The method according to claim 1,
A plurality of heat exchange pipes 21 are disposed in the heat exchange unit 20,
At least one second layered structure 122 is formed at a position corresponding to the heat exchange pipe 21,
And a second data detection sensor (112) is mounted to the second layered structure (122) according to a predetermined pattern.
제 1 항에 있어서,
상기 배기가스 토출부(30)에는 일정거리만큼 서로 이격된 구조의 격자 형상을 이루는 제 3 층상 구조(123)가 하나 이상 형성되어 있고,
상기 제 3 층상 구조(123)에 제 3 데이터 검출센서(113)가 기설정된 패턴에 따라 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 발전소 보일러 연소 압터마이저.
The method according to claim 1,
At least one third layered structure 123 is formed in the exhaust gas discharging part 30 and has a lattice-like structure spaced apart from each other by a predetermined distance.
And a third data detection sensor (113) is attached to the third layered structure (123) in accordance with a predetermined pattern.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 데이터 검출센서(111), 제 2 데이터 검출센서(112) 및 제 3 데이터 검출센서(113)는, 화염의 온도, 배기가스의 온도, 산소 농도, 일산화탄소 농도, 질소산화물 농도, 통과 유체의 속도 및 통과 유체의 유량을 검출하는 것을 특징으로 하는 발전소 보일러 연소 압터마이저.
The method according to claim 1,
The first data detection sensor 111, the second data detection sensor 112 and the third data detection sensor 113 are provided for detecting the temperature of the flame, the temperature of the exhaust gas, the oxygen concentration, the carbon monoxide concentration, the nitrogen oxide concentration, And the flow rate of the passing fluid is detected.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 산술처리부(130)는,
도출된 상관관계를 이용하여 최적의 운용 제어값을 도출하는 것을 특징으로 하는 발전소 보일러 연소 압터마이저.
The method according to claim 1,
The arithmetic processing unit (130)
And derives an optimal operating control value using the derived correlation.
제 1 항, 제 3 항 내지 제 7 항, 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 발전소 보일러 연소 압터마이저(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 보일러.
11. A power plant boiler, comprising a power plant boiler combustion pressurizer (100) according to any one of claims 1, 3, 7, and 11.
KR1020160097372A 2016-07-29 2016-07-29 Power Plant Boiler Optimizer Having Boiler Model Based On Artificial Neuron Network, and Power Plant Boiler Having the Same KR101810968B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160097372A KR101810968B1 (en) 2016-07-29 2016-07-29 Power Plant Boiler Optimizer Having Boiler Model Based On Artificial Neuron Network, and Power Plant Boiler Having the Same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160097372A KR101810968B1 (en) 2016-07-29 2016-07-29 Power Plant Boiler Optimizer Having Boiler Model Based On Artificial Neuron Network, and Power Plant Boiler Having the Same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101810968B1 true KR101810968B1 (en) 2017-12-20

Family

ID=60931364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160097372A KR101810968B1 (en) 2016-07-29 2016-07-29 Power Plant Boiler Optimizer Having Boiler Model Based On Artificial Neuron Network, and Power Plant Boiler Having the Same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101810968B1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110705881A (en) * 2019-10-08 2020-01-17 武汉市政工程设计研究院有限责任公司 Boiler efficiency online calculation method and system based on artificial neural network
KR102096558B1 (en) 2018-11-26 2020-04-02 두산중공업 주식회사 Apparatus for combustion optimization and method therefor
KR102107586B1 (en) 2018-11-26 2020-05-07 두산중공업 주식회사 Apparatus for managing combustion optimization and method thereof
KR20200061931A (en) 2018-11-26 2020-06-03 두산중공업 주식회사 Apparatus for generating learning data for combustion optimization and method thereof
KR20200074639A (en) * 2018-12-17 2020-06-25 두산중공업 주식회사 Apparatus and method for constructing a boiler combustion model
KR20200118685A (en) * 2019-04-08 2020-10-16 두산중공업 주식회사 Apparatus and method for deriving boiler combustion model
KR20210007495A (en) * 2019-07-11 2021-01-20 인천대학교 산학협력단 Gas turbine combustion instability diagnosis system based on machine learning and method thereof
US11262065B2 (en) 2018-11-30 2022-03-01 DOOSAN Heavy Industries Construction Co., LTD System and method for optimizing combustion of boiler
US11287126B2 (en) 2018-11-30 2022-03-29 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd System and method for controlling operation of boiler
KR102679268B1 (en) 2022-12-21 2024-06-26 국립강릉원주대학교산학협력단 Control method of electronic device performing combustion instability determination through customized artificial intelligence model for each gas turbine combustor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101545335B1 (en) * 2014-08-01 2015-08-19 주식회사 코비 Pump control system and method for rainfall water discharge of reservoir using artificial neural network and fuzzy logic

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101545335B1 (en) * 2014-08-01 2015-08-19 주식회사 코비 Pump control system and method for rainfall water discharge of reservoir using artificial neural network and fuzzy logic

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102096558B1 (en) 2018-11-26 2020-04-02 두산중공업 주식회사 Apparatus for combustion optimization and method therefor
KR102107586B1 (en) 2018-11-26 2020-05-07 두산중공업 주식회사 Apparatus for managing combustion optimization and method thereof
KR20200061931A (en) 2018-11-26 2020-06-03 두산중공업 주식회사 Apparatus for generating learning data for combustion optimization and method thereof
US11761623B2 (en) 2018-11-26 2023-09-19 Doosan Enerbility Co., Ltd. Apparatus for combustion optimization and method therefor
US11629856B2 (en) 2018-11-26 2023-04-18 Dosan Enerbility Co., Ltd. Apparatus for managing combustion optimization and method therefor
US11526687B2 (en) 2018-11-26 2022-12-13 Doosan Enerbilityty Co., Ltd. Apparatus for generating learning data for combustion optimization and method therefor
US11262065B2 (en) 2018-11-30 2022-03-01 DOOSAN Heavy Industries Construction Co., LTD System and method for optimizing combustion of boiler
US11287126B2 (en) 2018-11-30 2022-03-29 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd System and method for controlling operation of boiler
US11371696B2 (en) 2018-12-17 2022-06-28 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd System and method for configuring boiler combustion model
KR102130838B1 (en) 2018-12-17 2020-07-07 두산중공업 주식회사 Apparatus and method for constructing a boiler combustion model
KR20200074639A (en) * 2018-12-17 2020-06-25 두산중공업 주식회사 Apparatus and method for constructing a boiler combustion model
KR102291800B1 (en) * 2019-04-08 2021-08-23 두산중공업 주식회사 Apparatus and method for deriving boiler combustion model
US11475186B2 (en) 2019-04-08 2022-10-18 Doosan Enerbility Co., Ltd. Apparatus and method for deriving boiler combustion model
KR20200118685A (en) * 2019-04-08 2020-10-16 두산중공업 주식회사 Apparatus and method for deriving boiler combustion model
KR102256980B1 (en) * 2019-07-11 2021-05-26 인천대학교 산학협력단 Gas turbine combustion instability diagnosis system based on machine learning and method thereof
KR20210007495A (en) * 2019-07-11 2021-01-20 인천대학교 산학협력단 Gas turbine combustion instability diagnosis system based on machine learning and method thereof
CN110705881A (en) * 2019-10-08 2020-01-17 武汉市政工程设计研究院有限责任公司 Boiler efficiency online calculation method and system based on artificial neural network
KR102679268B1 (en) 2022-12-21 2024-06-26 국립강릉원주대학교산학협력단 Control method of electronic device performing combustion instability determination through customized artificial intelligence model for each gas turbine combustor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101810968B1 (en) Power Plant Boiler Optimizer Having Boiler Model Based On Artificial Neuron Network, and Power Plant Boiler Having the Same
CN103064289B (en) Multiple-target operation optimizing and coordinating control method and device of garbage power generator
ES2304446T3 (en) METHOD OF CONTROL OF A THERMODYNAMIC PROCESS, IN PARTICULAR A COMBUSTION PROCESS.
CN108549792A (en) A kind of solid waste burning process dioxin emission concentration flexible measurement method based on latent structure mapping algorithm
Krzywanski et al. Fuzzy logic and bed-to-wall heat transfer in a large-scale CFBC
CN104763999A (en) Power plant pulverized coal boiler combustion performance online optimizing method and system
CN109670629A (en) Coal-burning boiler thermal efficiency forecast method based on shot and long term Memory Neural Networks
CN113361192A (en) Boiler internal heating surface wall temperature safety monitoring and evaluating system
Śladewski et al. Optimization of combustion process in coal-fired power plant with utilization of acoustic system for in-furnace temperature measurement
KR100422962B1 (en) Process and device for regulating the combustion in a steam generation facility
CN101476734B (en) Intelligent ash blowing control system based on sound wave gas temperature field measuring technique
TW202231337A (en) Method for treating flue gas of thermal power plant by using artificial intelligence and device for treating flue gas of thermal power plant by using artificial intelligence
CN110017470A (en) Boiler combustion multiobjective optimization control method based on differential evolution algorithm
Bae et al. Flame detection for the steam boiler using neural networks and image information in the Ulsan steam power generation plant
Nemitallah et al. Artificial intelligence for control and optimization of boilers’ performance and emissions: A review
US7266460B2 (en) NOx software sensor
Kurniawan et al. Soft sensor for the prediction of oxygen content in boiler flue gas using neural networks and extreme gradient boosting
JP5411779B2 (en) Temperature control device for sludge incinerator and temperature control method for sludge incinerator
Li et al. Neural networks and genetic algorithms can support human supervisory control to reduce fossil fuel power plant emissions
Sai et al. Neural Network Applications in a Power Station
Tang et al. Artificial neural networks model for predicting oxygen content in flue gas of power plant
Gromaszek Pulverized coal combustion advanced control techniques
JP5203763B2 (en) Coal-fired boiler type identification device and coal-fired boiler type identification method
Jannesari et al. Application of the neuro-fuzzy modeling for simulation of pollutant emissions
Sharma et al. Data Ensemble Model for Prediction of Oxygen Content in Gas fired Boiler for Efficient Combustion

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant