KR101812374B1 - 석탄 분석 장치 및 이를 포함하는 발전 시스템 - Google Patents
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Abstract
석탄 분석 장치가 제공된다. 상기 석탄 분석 장치는, 석탄을 운반하는 운반 테이블(transport table), 상기 운반 테이블 상의 상기 석탄의 높이를 측정하는 높이 측정부, 상기 석탄에 레이저를 조사하는 레이저 조사부, 상기 레이저에 의해 상기 석탄에서 발생되는 광을 수신하는 광 수집부, 및 상기 석탄의 높이에 대한 데이터를 수신하고, 상기 석탄의 높이에 대응하여, 상기 석탄과 상기 레이저 조사부의 거리를 조절하는 제어부를 포함한다.
Description
본 발명은 석탄 분석 장치 및 이를 포함하는 발전 시스템에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 운반되는 석탄의 높이에 따라 레이저 조사부의 높이를 조절하여 상기 석탄에 레이저를 조사하는 석탄 분석 장치 및 이를 포함하는 발전 시스템에 관련된 것이다.
석탄은 지질 시대의 식물이 퇴적, 매몰된 후 열과 압력의 작용을 받아, 식물의 섬유소가 탈수 작용을 통해 부식화되어 형성되는 것으로, 흑갈색의 가연성 광물을 의미한다. 석탄은 그 특성에 따라, 갈탄, 역청탄, 무연탄으로 분류되며, 갈탄, 역청탄, 무연탄의 순으로 부식화의 정도가 증가된다.
석탄은 주요한 전력 생산원으로, 석탄을 이용한 전력 생산 효율을 높이기 위해, 석탄을 분석하는 다양한 연구들이 진행되고 있다.
예를 들어, 미분탄과 같은 시료를 직접 채집한 후, 용매에 녹여 원소 분석을 할 수 있는 최적의 상태를 만들고, 시료를 화학적으로 처리하여 CHN-Analyzer와 같은 성분 분석기를 통해, 석탄을 분석할 수 있다.
다른 예를 들어, 대한민국 등록특허공보 10-0983676(출원번호 10-2008-0085054)에 개시된 것과 같이, 2종류 이상의 석탄이 혼합되어 있는 혼합 석탄을 분석할 경우에, 석탄이 충분히 혼합되도록 함과 동시에 석탄의 입도 및 투입량을 고르게 함으로써 근적외선 센서의 분석 성능의 정밀도를 높일 수 있는, 유동층 혼합기를 이용한 석탄 성상 분석장치가 개시되어 있다.
하지만, 상술된 석탄 분석 방법 및 장치들은 실시간으로 석탄을 분석하는 데 용이하지 않고, 석탄을 분석하기 위해 석탄에 전처리를 수행해야 하는 문제가 있다. 이에 따라, 실시간 석탄 분석이 가능한 고신뢰성의 석탄 분석 장치 및 이를 포함하는 발전 시스템에 대한 연구개발이 필요한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 실시간 석탄 분석이 가능한 석탄 분석 장치 및 이를 포함하는 발전 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 고신뢰성의 석탄 분석 장치 및 이를 포함하는 발전 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 신속한 석탄 분석이 가능한 석탄 분석 장치 및 이를 포함하는 발전 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 석탄 발전 효율이 향상된 발전 시스템을 제공하는 데 있다.
상술된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 석탄 분석 장치를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 석탄 분석 장치는, 석탄을 운반하는 운반 테이블(transport table), 상기 운반 테이블 상의 상기 석탄의 높이를 측정하는 높이 측정부, 상기 석탄에 레이저를 조사하는 레이저 조사부, 상기 레이저에 의해 상기 석탄에서 발생되는 광을 수신하는 광 수집부, 및 상기 석탄의 높이에 대한 데이터를 수신하고, 상기 석탄의 높이에 대응하여, 상기 석탄과 상기 레이저 조사부의 거리를 조절하는 제어부를 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 석탄은 레이저 유도 붕괴 분광법(Laser-induced breakdown spectroscopy)으로 분석되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 레이저에 의해 상기 석탄에서 발생되는 광을 이용하여, 상기 석탄의 탄소량을 측정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 레이저 조사부는, 상기 운반 테이블의 일측에 위치하고, 위로 연장되는 제1 부재(member), 상기 제1 부재로부터 상기 운반 테이블을 향하여 연장되는 제2 부재, 및 상기 제2 부재에 설치되고 상기 운반 테이블 상에 위치하는 레이저 발생부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 부재는 상기 제1 부재에 고정되고, 상기 제어부는, 상기 레이저 발생부를 움직여, 상기 레이저 발생부와 상기 석탄 사이의 거리를 조절하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 레이저 발생부는 상기 제2 부재에 고정되고, 상기 제어부는, 상기 제2 부재를 움직여, 상기 레이저 발생부와 상기 석탄 사이의 거리를 조절하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 석탄과 상기 레이저 발생부 사이의 거리를 일정하게 유지시키는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 석탄의 높이가 상대적으로 낮은 경우 상기 레이저 발생부와 상기 운반 테이블 사이의 거리가 감소되도록, 상기 레이저 발생부를 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 석탄의 높이가 상대적으로 높은 경우 상기 레이저 발생부와 상기 운반 테이블 사이의 거리가 증가되도록, 상기 레이저 발생부를 제어하는 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 석탄 분석 장치를 포함하는 발전 시스템을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 발전 시스템은, 석탄을 공급하는 석탄 공급부, 상기 석탄 공급부에서 공급되는 석탄을 분석하여, 상기 석탄의 탄소량 및/또는 열량을 측정하는 석탄 분석부, 상기 석탄의 탄소량 및/또는 열량을 이용하여 산소 투입량을 결정하는 산소투입 결정부, 및 상기 산소 투입량 결정부에서 결정된 산소량을 투입하여, 상기 석탄을 연소시키는 발전부를 포함하는 석탄 분석 장치를 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 석탄 분석부는, 레이저 유도 붕괴 분광법(Laser-induced breakdown spectroscopy)을 이용하여, 상기 석탄의 탄소량 및/또는 열량을 측정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 석탄 분석부는, 석탄의 높이를 측정하는 높이 측정부, 상기 석탄에 레이저를 조사하는 레이저 조사부, 상기 레이저에 의해 상기 석탄에서 발생되는 광을 수신하는 광 수집부, 및 상기 석탄의 높이에 대한 데이터를 수신하고, 상기 석탄의 높이에 대응하여, 상기 석탄과 상기 레이저 조사부의 거리를 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 석탄 분석부에 의해, 상기 석탄의 탄소량 및/또는 열량은 실시간으로 측정되는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치는, 운반되는 석탄의 높이를 측정하는 높이 측정부, 상기 석탄에 레이저를 조사하는 레이저 조사부, 및 상기 석탄의 높이에 대응하여 상기 석탄과 상기 레이저 조사부의 거리를 조절하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 상기 석탄이 실시간으로 분석될 수 있고, 상기 레이저 조사부에서 조사되는 레이저가 상기 석탄에 용이하게 포커싱(focusing)되어 상기 석탄 분석의 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 석탄의 분석 결과에 따라서, 상기 석탄을 연소시키기 위한 산소 투입량이 결정되어, 상기 석탄 분석 장치를 포함하는 발전 시스템의 발전 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치를 포함하는 발전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치를 포함하는 발전 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치에 포함된 레이저 조사부의 일 실시 예를 설명하기 위한 것이다.
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치에 포함된 레이저 조사부의 다른 실시 예를 설명하기 위한 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치를 이용하여 탄소 함유량을 분석한 그래프들이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치를 포함하는 발전 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치에 포함된 레이저 조사부의 일 실시 예를 설명하기 위한 것이다.
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치에 포함된 레이저 조사부의 다른 실시 예를 설명하기 위한 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치를 이용하여 탄소 함유량을 분석한 그래프들이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다. 또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치를 포함하는 발전 시스템을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치를 포함하는 발전 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 발전 시스템(100)은 석탄 공급부(110), 석탄 분석부(120), 산소 투입량 결정부(130), 및 발전부(140)를 포함할 수 있다.
상기 석탄 공급부(110)는 석탄을 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 석탄 공급부(110)는 무연탄, 역청탄, 아역청단, 또는 갈탄 등 다양한 종류의 석탄을 공급할 수 있다.
상기 석탄 분석부(120)는 상기 석탄 공급부(110)에서 공급되는 상기 석탄을 분석하여, 상기 석탄의 탄소량 및/또는 열량을 측정할 수 있다.(S110) 상기 석탄 분석부(120)는 상기 석탄 공급부(110)에서 공급되는 상기 석탄의 일부를 샘플링하고, 상기 샘플링된 석탄의 탄소량 및/또는 열량을 측정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 석탄 분석부(120)는, 레이저 유도 붕괴 분광법(Laser-induced breakdown spectroscopy)을 이용하여, 상기 석탄의 탄소량 및/또는 열량을 측정할 수 있다.
상기 석탄 분석부(120)에 의해, 상기 석탄 공급부(110)에서 공급되는 상기 석탄의 탄소량 및/또는 열량은, 실시간으로 분석될 수 있다. 측정된 상기 석탄의 탄소량 및/또는 열량은 산소 투입량 결정부(130)로 전달될 수 있다.
상기 산소 투입량 결정부(130)는, 상기 석탄 분석부(120)에서 측정된 상기 석탄의 탄소량 및/또는 열량을 이용하여, 상기 석탄의 연소에 필요한 산소 투입량을 결정할 수 있다.(S120)
상기 발전부(140)는, 상기 산소 투입량 결정부(130)에서 결정된 산소량을 투입하여, 상기 석탄을 연소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 석탄의 연소 효율이 향상되어, 상기 석탄을 이용한 발전 효율이 개선될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 석탄 분석부(120)에 의해 상기 석탄이 분석되고, 상기 석탄 분석 결과를 이용하여 결정된 산소량이 상기 석탄의 연소에 투입되어, 상기 석탄의 연소 효율이 향상될 수 있다.
상기 석탄 분석부(120)는 상기 석탄 분석의 신뢰성 및 효율성을 높이기 위해, 상기 석탄의 높이를 측정하는 높이 측정부, 상기 석탄에 레이저를 조사하는 레이저 조사부, 상기 레이저에 의해 상기 석탄에서 발생되는 광을 수신하는 광 수집부, 및 상기 레이저 조사부의 높이를 조절하는 제어부를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제어부는, 상기 높이 측정부로부터 상기 석탄의 높이에 대한 데이터를 수신하고, 상기 석탄의 높이에 대응하여 상기 석탄과 상기 레이저 조사부의 거리를 조절할 수 있다. 이하, 상기 석탄 분석부(120)의 구성이 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명된다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치(120)는 운반 테이블(210, transport table), 높이 측정부(220), 레이저 조사부(230), 광 수집부(240), 및 제어부(250)를 포함할 수 있다.
상기 운반 테이블(210)은, 도 1을 참조하여 설명된 석탄 공급부(110)로부터 공급된 석탄(C)을 운반할 수 있다.(S210) 예를 들어, 상기 운반 테이블(210)은 컨베이어 벨트(conveyer belt)일 수 있다. 상기 석탄(C)은 상기 운반 테이블(210) 상에 위치한 상태로 운반될 수 있다.
상기 높이 측정부(220)는 상기 운반 테이블(210) 상의 상기 석탄(C)의 높이를 측정할 수 있다.(S220) 상기 높이 측정부(220)는 상기 운반 테이블(210)에 의해 운반되는 상기 석탄(C)의 일부를 샘플링하여 높이를 측정할 수 있다. 예를 들어, 상기 높이 측정부(220)는 상기 석탄(C)에 광을 조사한 후, 반사된 광을 검출하여 광점(spot)을 판독하는 적외선 측정법 삼각 측량법(광 삼각법)으로, 상기 높이 측정부(220)와 상기 석탄(C) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 높이 측정부(220)는 광 삼각법 3차원 TOF(Time-of-flight) 방식 스캐너일 수 있다. 이 경우, 상기 높이 측정부(220)는 레이저 수신부에 CCD 카메라 소자를 사용하여 얼마나 멀리 있는 물체에 광이 부딪혔는지에 따라 높이를 측정하거나, 또는 상대적으로 가까운 거리의 물체를 측정하는 경우 펄스의 위상차로 거리를 계산할 수 있고, 선형의 레이저 빔에 대해 2차원 CCD 센서의 각 화소에 대한 원리를 적용하여 bulk 상태의 상기 석탄(C)의 높이 정보와 배율을 구하여 3차원 정보를 획득할 수 있다. 상기 높이 측정부(220)는, 상기 높이 측정부(220)와 상기 석탄(C) 사이의 거리를 이용하여 상기 석탄(C)의 실질적인 높이를 측정할 수 있다. 상술된 레이저를 이용한 방법 외에, 상기 높이 측정부(220)는, 다양한 방법으로 상기 석탄(C)의 높이를 측정할 수 있다.
상기 석탄(C)은, 상기 레이저 조사부(230) 및 상기 광 수집부(240)에 의해, 레이저 유도 붕괴 분광법(Laser-induced breakdown spectroscopy)으로 분석될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 레이저 조사부(230)는, 상기 제어부(250)에 의해 상기 석탄(C)의 높이에 대응하여 상기 석탄(C)과의 거리가 조절되고, 상기 석탄(C)에 레이저를 조사할 수 있다.(S230) 상기 레이저 조사부(230)에 의해 상기 석탄(C)에 조사된 레이저에 의해, 상기 석탄(C)의 표면에 마이크로 플라즈마(micro plasma)가 생성되고, 상기 석탄(C)에서 광이 방출될 수 있다.
상기 석탄(C)에서 방출된 광은 상기 광 수집부(240)로 전달될 수 있다. 상기 광 수집부(240)는 상기 석탄(C)에서 방출된 광의 분석 결과를 상기 제어부(250)로 전달할 수 있다. 상기 제어부(250)는, 상기 석탄(C)에서 방출된 광의 분석 결과를 이용하여, 실시간으로 상기 석탄(C)의 열량 및/또는 탄소량을 측정할 수 있다.
상기 제어부(250)는, 상기 높이 측정부(220)로부터 상기 석탄(C)의 높이에 대한 데이터를 수신할 수 있다. 상술된 바와 같이, 상기 제어부(250)는, 상기 석탄(C)의 높이에 대응하여, 상기 석탄(C)과 상기 레이저 조사부(230)의 거리를 조절할 수 있다. 상기 제어부(250)는, 상기 석탄(C)의 표면과 상기 레이저 조사부(230)의 거리가 실질적으로 일정해지도록, 상기 레이저 조사부(230)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 레이저 조사부(230)에서 조사되는 상기 레이저가 상기 석탄(C)의 상기 표면에 용이하게 포커싱(focusing)될 수 있고, 이로 인해, 상기 석탄(C) 분석의 신뢰성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 레이저 조사부(230)는, 레이저를 상기 석탄(C)의 상기 표면에 용이하게 포커싱(focusing)하여 조사하기 위해, 제1 부재(232, first member), 상기 제1 부재(232)에서 연장되는 제2 부재(2345), 및 상기 제2 부재(234)에 설치된 레이저 발생부(236)를 포함할 수 있다.
상기 제1 부재(232)는 상기 운반 테이블(210)의 일측에 위치하고, 위로 연장될 수 있다. 상기 제2 부재(234)는 상기 제1 부재(232)로부터 상기 운반 테이블(210)을 향하여 연장될 수 있다. 상기 제2 부재(234)는 상기 제1 부재(232)의 일단 또는 상기 일단에 인접한 위치에서 상기 운반 테이블(210)을 향하여 연장될 수 있다.
상기 레이저 발생부(236)는, 상기 제2 부재(234)의 일단 또는 상기 일단에 인접한 위치에 설치되고, 상기 운반 테이블(210) 상에 위치할 수 있다. 상기 운반 테이블(210)이 상기 석탄(C)을 운반하는 방향으로, 상기 높이 측정부(220) 및 상기 레이저 발생부(236) 순서로, 상기 레이저 발생부(236)가 위치할 수 있다.
상기 제어부(250)는, 상기 레이저 발생부(236)와 상기 석탄(C)의 상기 표면 사이의 거리가 실질적으로(substantially) 일정해지도록, 상기 레이저 발생부(236)와 상기 운반 테이블(210) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 높이 측정부(220)에서 측정된 상기 석탄(C)의 높이가 상대적으로 높은 경우, 상기 제어부(250)는, 상기 운반 테이블(210)과 상기 레이저 발생부(236)의 거리가 증가하도록 상기 레이저 발생부(236)를 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 높이 측정부(220)에서 측정된 상기 석탄(C)의 높이가 상대적으로 낮은 경우, 상기 제어부(250)는 상기 운반 테이블(210)과 상기 레이저 발생부(236)의 거리가 감소되도록 상기 레이저 조사부(230)를 제어할 수 있다. 상기 제어부(250)에 의해 상기 석탄(C)과 상기 레이저 발생부(236)의 거리가 실질적으로 일정하게 유지되어, 상기 레이저 발생부(236)에서 조사되는 상기 레이저가 상기 석탄(C)에 용이하게 포커싱(focusing)될 수 있다.
상기 제어부(250)는, 상기 레이저 발생부(236)를 상하로 움직이거나, 및/또는 상기 제2 부재(234)를 상하로 움직여, 상기 레이저 발생부(236)와 상기 석탄(C) 사이의 거리를 실질적으로 일정하게 유지시킬 수 있다. 이를, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 상세히 설명한다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치에 포함된 레이저 조사부의 일 실시 예를 설명하기 위한 것이고, 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치에 포함된 레이저 조사부의 다른 실시 예를 설명하기 위한 것이다.
도 5a를 참조하면, 상기 제2 부재(234)는 상기 제1 부재(232)에 고정될 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(250)는, 상기 레이저 발생부(236)를 상하로 움직이도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 운반 테이블(210)에서 운반되는 상기 석탄(C)의 높이가 변화하더라도, 상기 레이저 발생부(236)와 상기 석탄(C) 사이의 거리가 실질적으로 일정하도록 유지될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 상기 레이저 발생부(236)는 상기 제2 부재(234)에 고정될 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(250)는, 상기 제2 부재(234)를 상하로 움직이도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 운반 테이블(210)에서 운반되는 상기 석탄(C)의 높이가 변화하더라도, 상기 레이저 발생부(236)와 상기 석탄(C) 사이의 거리가 실질적으로 일정하도록 유지될 수 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명된 것과 달리, 상기 제어부(250)는 상기 레이저 발생부(236) 및 상기 제2 부재(234)가 동시에 상하로 움직이도록 제어할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치를 이용하여 탄소 함유량을 분석한 그래프들이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 석탄 분석 장치를 이용하여, 레이저 유도 붕괴 분광법(Laser-induced breakdown spectroscopy)으로 석탄의 탄소 함유량을 측정하였다. 도 6은 247.856nm 영역의 파장에서의 평균 intensity를 도시한 것이고, 도 7은 193nm 파장에서 평균 intensity를 도시한 것이다.
도 6 및 도 7에서 알 수 있듯이, 레이저 유도 붕괴 분광법을 이용하여, 석탄의 탄소 함유량이 실시간으로 분석될 수 있음을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 발전 시스템
110: 석탄 공급부
120: 석탄 분석부
130: 산소 투입량 결정부
140: 발전부
210: 운반 테이블
220: 높이 측정부
230: 레이저 조사부
232: 제1 부재
234: 제2 부재
236: 레이저 발생부
240: 광 수신부
250: 제어부
110: 석탄 공급부
120: 석탄 분석부
130: 산소 투입량 결정부
140: 발전부
210: 운반 테이블
220: 높이 측정부
230: 레이저 조사부
232: 제1 부재
234: 제2 부재
236: 레이저 발생부
240: 광 수신부
250: 제어부
Claims (13)
- 삭제
- 삭제
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- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 석탄을 공급하는 석탄 공급부;
상기 석탄 공급부에서 공급되는 석탄을 분석하여, 상기 석탄의 탄소량 또는 열량을 측정하는 석탄 분석부;
상기 석탄의 탄소량 또는 열량을 이용하여 산소 투입량을 결정하는 산소투입 결정부; 및
상기 산소 투입량 결정부에서 결정된 산소량을 투입하여, 상기 석탄을 연소시키는 발전부를 포함하는 석탄 분석 장치를 포함하고
상기 석탄 분석부는,
석탄의 높이를 측정하는 높이 측정부;
상기 석탄에 레이저를 조사하는 레이저 조사부;
상기 레이저에 의해 상기 석탄에서 발생되는 광을 수신하는 광 수집부; 및
상기 석탄의 높이에 대한 데이터를 수신하고, 상기 석탄의 높이에 대응하여, 상기 석탄과 상기 레이저 조사부의 거리를 조절하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는 상기 석탄의 높이가 상대적으로 낮은 경우 상기 레이저 조사부에 포함된 레이저 발생부와 석탄을 운반하는 운반 테이블 사이의 거리를 감소시키고, 상기 석탄의 높이가 상대적으로 높은 경우 상기 레이저 발생부와 상기 운반 테이블 사이의 거리를 증가시켜 상기 석탄의 탄소량 또는 열량을 측정하는 석탄 분석 장치를 포함하는 발전 시스템.
- 제10 항에 있어서,
상기 석탄 분석부는, 레이저 유도 붕괴 분광법(Laser-induced breakdown spectroscopy)을 이용하여, 상기 석탄의 탄소량 또는 열량을 측정하는 것을 포함하는 석탄 분석 장치를 포함하는 발전 시스템.
- 삭제
- 제10 항에 있어서,
상기 석탄 분석부에 의해, 상기 석탄의 탄소량 또는 열량은 실시간으로 측정되는 것을 포함하는 석탄 분석 장치를 포함하는 발전 시스템.
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