KR101928540B1 - 보일러의 이상 진동 감지 알람 시스템 - Google Patents

Abstract

보일러 또는 그 주변의 진동을 자동 감지하여 보일러 연소 계통의 이상 여부 또는 지진 상태를 판단하여 연료를 자동으로 차단하고 관리자에게 해당 상황에 따른 메시지를 통보하는 보일러의 이상 진동 감지 알람 시스템이 제공된다. 상기 보일러의 이상 진동 감지 알람 시스템은 상기 보일러 동체 또는 상기 보일러 동체가 설치되는 받침대 중 어느 한 곳에 설치되고 상기 보일러 동체의 진동을 감지하여 해당 신호를 출력하는 진동 감지기 1과; 상기 보일러 동체 내의 유체의 온도, 압력 중 적어도 하나 이상을 체크하여 보일러 부하량을 감지하는 부하 감지기와; 상기 부하감지기에서 감지된 보일러 부하에 대응하는 공연비 정보를 운전 테이블로부터 액세스하여 보일러를 운전하고, 상기 진동 감지기 1에서 진동 감지 신호를 출력 시 상기 연료 댐퍼를 닫힘 구동하여 보일러 버너로 공급되는 연료를 차단하고 미리 설정된 관리자의 연락처로 이상 감지 메시지를 전송하는 제어부를 포함하여 구성된다.

Description

보일러의 이상 진동 감지 알람 시스템{System for Alarming of abnormal vibration of Boiler}

본 발명은 보일러 운전 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 보일러 또는 그 주변의 진동을 감지하여 보일러 연소 계통의 이상 유무 또는 지진 상태를 판단하여 그 결과에 따라 연료를 자동으로 차단하고 관리자에게 해당 상황에 따른 메시지를 자동 통보하여 보일러의 이상 유무를 점검 한 후 보일러를 재가동 할 수 있도록 보일러의 이상 진동 감지 알람 시스템에 관한 것이다.

통상적으로, 보일러는 기름 또는 가스와 같이 화석연료를 사용하는 것이 일반화되어 있고 화석연료는 인화성이 강한 물질로서, 보일러 버너 연소 중 외부 요인으로 인하여 연료(기름 또는 가스)가 외부로 누출 시 생명 및 재산 피해가 발행할 수 있다. 따라서 지진 등과 같은 자연 재해로 인한 보일러의 유동 및 진동 발생 시 연료 누출이나 과열로 인한 보일러의 안전사고에 대한 대처 방안이 요구되고 있는 형편이다.

또한, 우리나라의 포항 등의 영남지방에서는 대규모 지진이 빈번하게 발생되고, 이러한 지진 발생으로 인명 피해, 건축물 및 건축물의 붕괴는 물론 그로 인한 2차 피해가 발생하였다. 한반도도 지진의 지진 발생횟수가 지속적으로 증가하는 추세이며, 2016년에는 경주에서 5.8 규모의 지진이 발생되고, 2017년에는 포항에서 5.4 규모의 지진이 발생되어 한반도는 더 이상 지진의 안전지대가 아닌 것으로 평가받고 있다.

현재, 우리나라의 건축물은 서구화되어 대다수의 가정 또는 사무 빌딩에는 난방을 위해 보일러가 설치되고 있으며, 가스발전소 및 지역난방의 증가 추세로 그 용량 또한 매우 커지고 있다. 보일러가 운전 중인 상태에서 지진 또는 연소용 산소 공급 계통 또는 연료 계통에 문제[유격(遊擊) 등]가 발생하여 버너로 공급되는 연료량과 공기량의 적절한 비율인 공연비(air fuel ratio or mixing ratio)가 맞지 않아 보일러 본체 자체에 진동이 발생하는 경우 적기에 보일러 운전을 정지하지 않는 경우 화재, 폭발 등 위험한 상황이 발생할 수 있다.

지진이 발생 시 이를 감지하여 버너에 공급되는 연료를 자동 차단하여 위험으로부터 벗어나는 구성을 갖는 종래의 보일러는 등록특허 제10-1845856호(2018. 3. 30. 등록) "가스 감지 및 지진 감지 기능을 구비하는 보일러 및 그 제어 방법"에 기재되어 있다. 이 종래기술은 단순이 미리 설정된 일정 시간 내에 지진이 감지되면, 감지된 지진 강도(强度)가 미리 설정된 허용 강도를 초과하거나 미리 설정된 횟수를 초과하였을 때 버너로 공급되는 연료만을 자동으로 차단하도록 되어 있다.

그러나 위 종래기술은 단순히 지진감지기를 이용하여 지진상태를 감지하여 버너로 공급되는 연료만을 차단하도록 되어 있을 뿐이어서, 보일러 자체 진동에 의해 연료 공급 계통 또는 공기 공급 계통에 설치된 밸브 또는 댐퍼 등에 유격이 발생하여 연료 대 공기의 비율인 공연비가 시운전시 설정한 값에서 급격히 변동되는 경우 보일러 진동이 크게 증폭되기 때문에 적절한 조치를 적기에 취하지 않으면 보일러에 소손을 초래하거나 화재, 폭발 등이 발생하는 문제까지 해결할 수 없었다.

또한, 위 종래기술은 지진이 설정된 시간동안 지속되지 않으면 진진 감지횟수를 초기화함으로써 지진에 의해 보일러가 크게 진동된 후 관리자에 의한 점검이 이루어지지 않은 상태에서도 자동으로 재가동될 수 있어서 지진에 의해 보일러의 연소계통에 문제 발생하였음에도 불구하고 버너에 연료와 공기를 공급하여 점화시킴으로써 화재가 발생할 위험이 있었다.

보일러 본체의 진동은 연료 공급 계통에 있는 연료밸브 및 그 결합부위, 연료 댐퍼 또는 공기 공급 계통에 있는 송풍기, 공기댐퍼 등을 포함하는 공기 공급 통로에 문제[유격]가 발생하여 공연비(부하에 따른 연료 대 연소용 공기의 혼합 비율)가 크게 어긋날 때 발생되는 것으로 보고되고 있다.

10-1845856 B1(2018. 3. 30. 등록)

본 발명은 위와 같은 문제를 감안하여 안출된 것으로, 지진 또는 보일러 자체의 진동이 발생할 때 자동으로 버너로 공급되는 연료를 차단하여 보일러의 운전을 중지하고, 관리자에게 미리 설정된 이상 감지 메시지를 전송하여 점검토록 하는 보일러의 이상 진동 감지 알람 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 보일러 자체 진동이 미리 설정된 진동 크기를 초과할 때 배기가스 토출 계통로(系統路) 상에 설치된 산소 센서에 의해 감지된 산소량과 부하에 따른 연소 후의 최적 산소량의 비교를 통해 연료계통 또는 공기계통의 이상 상태 메시지를 관리자에게 통보하여 관리자가 점검 완료하였을 때 운전될 수 있도록 한 보일러의 이상 진동 감지 알람 시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 불꽃이 연소되는 연소실과, 입력되는 연료와 연소용 공기의 비율인 공연비에 대응하는 불꽃을 상기 연소실에 제공하는 버너 및 상기 연소실의 불꽃에 의해 내부에 채워진 물을 가열하여 가열된 유체를 토출하는 워터 쉘을 갖는 보일러 동체와; 블로어를 회전시켜 공기 유입구로 유입되는 연소용 공기를 버너의 연소공간으로 공급하는 송풍기와; 상기 송풍기의 출력단에 설치되며, 공기량 제어신호에 의해 상기 연소공간으로 공급되는 공기량을 제어하는 공기 댐퍼와; 상기 버너의 연료 투입 라인에 설치되어 연료를 공급 또는 차단하는 차단밸브의 연료량 제어신호에 의해 상기 버너로 공급되는 연료량을 제어하는 연료 댐퍼와; 상기 보일러 동체 또는 상기 보일러 동체가 설치되는 받침대 중 어느 한 곳에 설치되고 상기 보일러 동체의 진동을 감지하여 해당 신호를 출력하는 진동 감지기 1과; 상기 보일러 동체가 설치된 건축물의 지면 또는 벽체 중 어느 한 곳에 설치되어 상기 지면 또는 벽체의 진동을 감지하여 출력하는 진동 감지기 2; 상기 연소실로부터 배출되는 배기가스 배출통로에 설치된 산소센서와; 상기 보일러 동체 내의 유체의 온도, 압력 중 적어도 하나 이상을 체크하여 보일러 부하량을 감지하는 부하 감지기와; 상기 부하감지기에서 감지된 보일러 부하에 대응하는 공연비 정보를 운전 테이블로부터 액세스하여 상기 연료 댐퍼 및 공기 댐퍼의 개도량을 제어하며, 상기 진동 감지기 1에서 진동 감지 신호를 출력 시 상기 연료댐퍼를 닫힘 구동하여 상기 버너로 공급되는 연료를 차단하고 상기 운전 테이블에서 액세스된 현재 부하에 대응하여 미리 설정된 최적 배출 산소량 정보와 상기 감지된 산소량을 비교하여 그 결과에 따라 연료 계통 또는 공기 계통 이상 감지 신호 점검 요청 메시지를 미리 설정된 관리자의 연락처 전화번호로 진동 점검 메시지를 전송하고, 상기 진동 감지기 2로부터 진동감지신호가 출력 시 상기 연료 차단 밸브를 닫힘 구동하여 상기 버너로 공급되는 연료를 차단하고 미리 설정된 관리자의 휴대단말기로 지진 발생 메시지와 진동 점검 메시지를 전송하는 제어부와; 상기 제어부로부터 전송되는 메시지의 입력에 응답하여 상기 연락처 전화번호의 휴대단말기로 점검 요청 메시지를 푸시 전송하는 보일러의 이상 진동 감지 알람 시스템임을 특징으로 한다.

삭제

상기 보일러는 배기가스의 배출 통로 상에 설치되며, 상기 송풍기로부터 송풍되는 연소용 공기를 예열하여 상기 버너로 공급하는 예열기(pre-heater)를 구비하며, 상기 예열기의 배기가스 통로상에는 상기 산소 센서가 구비됨을 특징으로 한다.

상기 진동 감지기 1과 2는 자이로 각속도 센서 또는 볼(ball)과 스위치로 구성된 진동센서 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 실시예에 따른 보일러의 이상 진동 감지 알람 시스템은 보일러에 진동이 검출시 연료를 자동으로 차단하고, 보일러의 진동이 지진에 의한 것인지 또는 공기 계통로 또는 연료 계통로의 기구적 결합에 의한 공연비의 불안정에 기인한 것인지를 자동으로 검지하여 해당 상황에 따른 진동 상황 메시지와 이상 검출 점검 메시지를 관리자에게 자동 통보함으로써 지진 또는 보일러의 이상 운전에 따른 보일러의 폭발 등의 위험으로부터 벗어날 수 있어 재산과 생명을 보호할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이상 진동 감지 알람 장치가 적용된 보일러의 외관 사시도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이상 진동 감지 알람 장치가 적용된 보일러의 등가 구성 및 회로 전개도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이상 진동 감지 알람 장치가 적용된 보일러의 운전 제어 수순도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 아래 설명되는 본 발명의 실시예에 따른 도면은 노통 연관식 컨덴싱 보일러의 구조에 적용한 것을 나타내고 있으나, 노통 연관식 컨덴싱 보일러가 아닌 관류 보일러 및 절탄기(economizer)나 배기가스 재순환 경로가 구비되지 않은 일반 보일러에서도 적용 가능함을 이해하여야 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이상 진동 감지 알람 장치가 적용된 보일러(이하 '보일러'라 칭함)(1)는 원통형상으로 밀폐된 구조를 가지고 그 내부가 워터-셀(water-shell)(10)을 형성하는 보일러 동체(12)를 갖는다. 상기 보일러 동체(12)의 일부는 일측이 개구되어 버너(14)와 결합되며, 그 내부는 상기 버너(14)의 분사노즐(16)로부터 제공되는 연료를 연소하는 연소실(18)을 형성하는 노통(爐筒: furance)(20)을 구성한다. 상기 노통(20)의 상부에는 그 내부에 채워진 배기가스(연소완결가스)를 외부로 배출하기 위한 연관(Smoke tube)(22)이 설치되어 있다.

상기 버너(14)의 외부 일측에는 구동신호, 예들 들면 버너의 연소를 돕는 연소용 공기를 제어하는 공기댐퍼(24), 배기가스 재순환(Flue Gas Recirculation : 이하 "FGR"이라 칭함)통로(FGR-P)에 연결된 FGR댐퍼(26)를 통한 재순환 배기가스와 외부의 신선한 공기를 상기 버너(14)로 공급하기 위한 송풍기(28)가 설치된다. 위와 같은 송풍기(28)의 출력단에 결합된 공기댐퍼(24)는 외부의 신선한 공기와 배기가스 재순환 공기를 믹싱하여 제어한다.

상기 보일러 동체(12)의 노통(20)의 상부에 형성된 연관(22)의 배출측 상부에는 예열기(pre heater)(30)가 설치되어 있다. 상기 예열기(30)는 상기 연관(22)으로부터 배출되는 연소완결가스(배기가스)의 열로서 상기 송풍기(28)에 의하여 에어 덕트(32)로 공급되는 연소용 공기를 예열하여 히트 에어 덕트(heated air duct)(34)를 통해 상기 버너(14)로 공급한다. 이러한 예열기(30)는 배기가스의 온도를 낮추고 연소용 공기를 예열하는 히트 파이프 에어 예열기(Heat pipe Air pre-heater)를 이용할 수 있다.

상기 예열기(30)의 배기가스 배출통로(36)는 절탄기(economizer)(38)를 통하여 연도(flue)(40)에 연결되어있다. 상기 연도(40)는 주지된 바와 같이 버너(14)에서 제공되는 화염이 연소실(18)에서 연소되어 발생된 연소완결 가스, 즉, 배기가스를 연통(stack)(42)을 통해 외부로 배출하는 통로이다.

상기 예열기(30)의 배기가스 배출통로(36)와 상기 송풍기(28)의 FGR댐퍼(26) 사이에는 배기가스를 재순환시키기 위한 FGR통로(FGR-P)가 연결되어 있다. 상기 FGR댐퍼(26)는 개폐량(damper open/close)을 결정하는 재순환개도값에 대응하여 열림/닫힘량이 조절되어 연소실(18)로 재순환되는 배기가스의 양을 조절한다.

연소용 산소 유입구(28a)로 입력되는 연소용 공기와 FGR댐퍼(26)를 통한 배기가스 재순환 공기를 블로어에 의해 송풍하는 송풍기(28)의 출구(출력단)에는 산소투입개도값에 대응하여 열림/닫힘량이 조절되는 공기댐퍼(24)가 결합되어 있고, 상기 버너(14)의 노즐(16)에는 외부로부터 공급되는 가스를 가스공급개도값에 따라 개폐량을 제어하여 그에 알맞은 가스를 버너(14)로 공급하는 가스댐퍼(44)가 설치되어 있다.

위에서, 재순환개도값, 산소투입개도값 및 가스공급개도값은 각 댐퍼의 개도량 값을 나타내는 전기신호로서 디지털 신호 또는 아날로그 신호일 수 있다.

한편, 상기 보일러 동체(12)의 일 측, 예를 들면, 상부측에는 워터-쉘(10)내부에 채워진 유체, 즉, 보일러 작동수의 온도 또는 보일러 동체(12)로부터 배출되는 증기의 압력을 감지하는 보일러 부하감지센서(46)가 설치되고, 예열기(30)의 연소용 공기 가열 공간 후단에는 버너(14)로 공급되는 배기가스에 함유된 산소량을 감지하는 산소센서(48)가 설치된다.

이러한 보일러 부하감지센서(46)는 보일러의 종류에 따라 온도센서, 압력센서 중 어느 하나 또는 이들 둘을 혼용한 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 보일러(1)의 최종 부하의 출력이 중온수인 경우에는 온도센서가 적용되며, 최종 부하의 출력이 증기로 출력되는 경우에는 압력센서가 적용된다. 필요에 따라서는 온도센서와 압력센서를 혼용하여 사용할 수 있다.

위와 같은 구성을 갖는 보일러(1)는 부하에 따라 투입 연료량과 연소공기의 혼합량을 제어하는 운전프로그램과, 보일러의 부하 단위 구간별에 대응하여 각종 댐퍼의 열림/닫힘 상태인 개도량을 제어하는 재순환개도정보, 산소투입개도정보 및 가스개도정보와 부하에 대응한 최적 배출 산소량 정보 등이 저장된 운전 테이블을 가지고 보일러의 제반 동작을 제어하는 제어유닛(50)을 포함한다. 이때, 상기 운전 테이블에는 현재의 부하량에 따라 각종 댐퍼를 제어하는 정보 이외에도 현재 부하량에 대응하여 미리 설정된 최적 배출 산소량 정보가 저장되어 있다. 최적 배출 산소량 정보라 함은 배기가스의 산소농도가 약 3% 내외로 배출되도록 설정된 값으로, 대략 그 값은 3%±0.5내외로 설정되어 있다.

상기 제어유닛(50)은 보일러 동체(12) 또는 상기 보일러 동체(12)가 설치되는 받침대(mounted or base)에 설치되어 보일러 동체(12)의 진동을 감지하는 진동 감지기 1(52)과, 상기 보일러 동체(12)가 설치된 건축물의 지면 또는 벽체 중 어느 한 곳에 설치되어 지면의 진동을 감지하여 출력하는 진동 감지기 2(54)와, 내부에 보일러 운전 프로그램과 운전 테이블을 가지고 상기 보일러 부하센서(46)에서 감지된 보일러의 부하에 대응하여 보일러의 운전을 제어하는 제어부(56)를 포함한다.

상기 제어부(56)는 예열기(30)의 연소용 공기 가열 공간 후단에 설치된 산소센서(48)로부터 출력되는 산소량감지신호(O2Sens), 상기 진동 감지기 1(52) 및 진동 감지기 2(54)의 출력에 의해 보일러의 이상 진동을 파악하여 보일러의 운전 가부를 결정하고, 그에 따른 이상 진동메시지를 메시지 전송기(58)를 통해 미리 설정된 관리자의 휴대단말기로 이상감지메시지를 전송하는 기능을 포함한다. 상기 제어부는 보일러(1)의 버너(14)와 그 주변 구성을 제어하는 버너 매니지먼트 프로세서를 사용할 수 있으며, 대표적인 예로서는 지멘스사의 버너 매니지먼트 시스템(Burner Management System) LMV5가 있다.

도 1 및 2에서 미 설명된 참조부호 60은 조작패널로서, 보일러를 수동 또는 자동으로 운전하기 위한 각종 제어스위치와, 운전모드의 설정 및 수동으로 FGR댐퍼(27) 및 연소용 공기댐퍼(21)의 개도량을 제어하는 조절 스위치가 구비된다. 그리고 참조부호 62는 보일러 동체(12)의 내부 워터-쉘(10)의 수위를 알기 위한 수면계이고, 63은 연실문(smoke box door)이다.

위와 같은 구성된 보일러(1)의 일반적인 동작은 등록특허 제10-1751188호(2017. 6. 20. 등록)에 기재된 내용을 참조 바란다. 본 발명의 실시 예의 기재는 보일러(1)가 운전되는 상태에서 보일러(1)의 자체진동 또는 보일러(1)가 설치된 지면 또는 벽체의 진동이 검출 시 보일러(1)의 연료를 차단하고, 해당 진동 상태에 따른 이상 감지 메시지를 관리자에게 통보하는 내용이 상세하게 설명된다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이상 진동 감지 알람 장치가 적용된 보일러의 운전 제어 수순도로서, 도 3에 도시된 제어부(56) 내 메모리에 마스크 된 프로그램이다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 보일러(1)의 동작을 첨부한 도 1 내지 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 1 및 도 3에 도시된 보일러 동체(12)의 워터 쉘(10)에 보일러 작동에 필요한 유체, 바람직하기론 물(water)이 적절한 레벨로 채워진 상태에서, 보일러(1)가 운전(시험운전 또는 정상운전 모두를 포함)되면 점화장치(점화장치는 보일러 시스템에서 주지관용의 기술임)가 작동되어 버너(14)가 점화된다. 이때, 송풍기(28)는 초기 설정된 속도로 회전되고, 점화장치의 작동에 의하여 버너(14)의 노즐(16)로부터는 불꽃이 제공된다. 상기 버너(14)로부터 발생되는 불꽃이 연소실(18)에서 연소되면 보일러 동체(12)의 노통(20)에 채워진 연소완결가스, 즉, 배기가스는 연관(22), 예열기(30), 절탄기(38) 및 연도(40)의 경로를 통하여 외부로 배출된다.

위와 같이, 보일러(1)의 운전이 시작되면, 제어부(56)는 진동 감지기 1, 2(52, 54)를 출력을 읽어 보일러(1) 본체 또는 보일러(1)가 설치된 지면 또는 벽체로부터 진동이 검출되는지를 판단한다(S1 과정). 이 과정에서 진동이 검출되지 않는다고 판단되면, 상기 제어부(56)는 보일러(1)를 정상운전모드로 운전한다(S2 과정). 여기서 보일러의 정상운전모드라 함은 앞서 기재된 등록특허의 운전과정을 참조 바란다.

상기 판단과정에서 진동이 검출되는 것이라고 판단되면, 제어부(56)는 가스댐퍼(또는 연료 차단 밸브)(44)가 완전히 닫히도록 제어하여 버너(14)로 공급되는 연료를 차단하고 보일러의 운전을 정지한다(S3 과정). 그리고 진동상태를 검색한다(S4 과정). 즉, 보일러(1)의 자체 진동인지 또는 지진에 의한 진동인지를 판단한다. 이와 같이 보일러(1)의 자체 또는 지진에 의한 진동이 감지되면 보일러(1)의 버너(14)로 공급되는 연료를 자동으로 차단함으로써 보일러(1)의 폭발에 의한 인명 및 재산을 보호할 수 있다.

이때 진동 감지기 1(52)은 상기 보일러 동체(12) 또는 상기 보일러 동체(12)가 설치되는 받침대 중 어느 한 곳에 설치된 것이므로, 상기 진동 감지기 1(52)만이 진동을 검출한 경우라면 보일러 동체(12)의 진동이라고 판단될 수 있다. 진동 감지기 2(54)는 상기 보일러 동체(12)가 설치된 건축물의 지면 또는 벽체 중 어느 한 곳에 설치된 것이므로, 지진에 의한 진동을 예상할 수 있다. 이와 같은 진동 감지기들은 자이로 각속도 센서를 이용하거나 볼(ball)과 스위치로 구성된 진동센서를 이용할 수 있다. 진동센서를 사용하는 경우, 일본 OMRON사의 모델명 "D7H-B1" 감진장치(感震裝置)를 사용할 수 있다.

상기에서 보일러 동체(12)에 진동이 발생하는 원인은 버너(14)로 공급되는 연료와 연소용 공기의 혼합비가 크게 어긋나거나 불완전 연소에가 일어날 때 발생한다. 즉, 보일러(1)의 부하량에 따라 미리 설정된 공연비가 맞지 않을 때 발생하며, 공연비가 크게 틀려질수록 진동은 더욱 크게 된다. 보일러(1)의 공연비가 설정된 값과 달리지는 이유는 지속 반복적인 보일러(1)의 운전으로 연료공급계통에 있는 연료차단밸브(댐퍼) 또는 주변의 결합부의 유격과 공기공급계통에 있는 공기댐퍼, 송풍기 또는 그 주변 결합부의 유격에 의해 연료량과 공기량의 공급이 설정된 양보다 많아지기 때문이다. 불완전 연소가 발생하면 배출가스에 함유된 산소량이 변화한다.

상기 검색(S4 과정)에서 진동 감지기 2(54)로부터 진동이 감지된 것이라고 판단되면, 제어부(56)는 현재의 지진에 의한 진동이라고 판단하고 메시지 전송기(58)를 통하여 미리 예정된 관리자의 연락처인 휴대단말기로 지진이 발생하였음을 나타내는 메시지를 통보한다(S5 과정). 따라서 관리자는 지진이 발생하였음을 감지하였을 때 해당 메시지를 신속하게 통보 받음으로써 지진 재난 구조를 신속하게 할 수 있다.

상기 S5과정을 수행한 제어부(56)는 보일러(1)의 상태를 보일러 점검 상태로 전환하고(S6 과정), 점검이 완료된 상태인지를 검색한다(S7 과정). 여기서 보일러 점검 상태라 함은, 관리자가 보일러(1)의 모든 상태를 점검하여 운전에 이상이 없을 확인하고 수동으로 재기동하지 않으면 자동으로 재 운전되는 일이 없도록 하는 모드이다.

만약, 상기한 S4과정에서 현재 진동이 진동 감지기 1(52)에 의해 검출된 것이라면, 제어부(56)는 보일러 부하감지기(46)의 출력을 읽어 현재 부하를 검출하고(S9 과정), 상기 검출된 보일러 부하에 대응한 최적 배출 산소량 값(LO_O2)을 내부 메모리에 저장된 운전 테이블로부터 취득한다(S10 과정). 그리고 상기 제어부(56)는 예열기(30) 후단에 설치된 산소센서(48)에 의해 감지된 산소량 감지 신호(O2Sens)를 취득한다(S11 과정).

그리고 상기 제어부(56)는 현재 감지된 산소량 값(current O2Sene : C_O2Sene)와 부하량에 대응하여 최적 배출 산소량의 값(Load O2 : LO_O2)을 비교하여 그 값이 근사한 값인지를 판단한다(S12 과정).

위 판단과정에서 상기 두 산소량이 허용오차의 범위 내에 있는 경우라면 제어부(26)는 설정된 연료와 산소의 혼합비에 따른 산소량과 현재 송풍기(28)에 의해 버너(14)로 공급되는 산소량이 거의 같은 경우이므로, 공기공급계통에는 문제가 없다할 것이어 연료공급계통에 문제가 있다고 할 수 있다.

따라서 현재 감지된 산소량 감지신호(current O2Sene : C_O2Sene)와 부하량에 대응하여 설정된 산소량(Load O2 : LO_O2)의 값이 같다고 판단되면, 제어부(56)는 연료계통 이상감지 메시지를 메시지 전송기(58)를 통해 관리자에게 알람하고(S13 과정), 전술한 S6 과정을 수행한다.

상기와는 반대로, 현재 감지된 산소량 감지신호(current O2Sene : C_O2Sene)와 부하량에 대응하여 최적 배출 산소량(Load O2 : LO_O2)이 다르다고 판단되면, 제어부(56)는 공기계통 이상감지 메시지를 메시지 전송기(58)를 통해 관리자에게 알람하고(S14 과정), 전술한 S6 과정을 수행한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 보일러의 이상 진동 감지 알람 시스템은 지진에 의한 진동이 검출되었을 때문만이 아니라, 부하에 따른 공연비의 잘못으로 인한 버너의 진동에 의하여 보일러(1)에 소음 진동이 발생하는 경우 연료의 공급을 차단한 후 연료공급계통 또는 공기공급계통의 이상여부인지를 판단하여 관리자에게 자동으로 통보함으로써 보일러의 고장과 진단을 신속하게 할 수 있다.

또한, 보일러에 진동이 발생하는 경우, 연료를 자동으로 차단함으로써 보일러 진동에 의해 발생하는 가스 누출 사고로부터 생명과 재산을 보호할 수 있다.

1 보일러, 10 워터쉘, 12 보일러 동체, 14 버너, 16 분사노즐, 18 연소실, 20 노통, 22 연관, 24 공기댐퍼, 26 FGR댐퍼, 28 송풍기, 30 예열기, 32 : 에어 덕트, 34 히트 에어 덕트, 36 배출통로, 38 절탄기, 40 연도, 42 연통, 44 가스댐퍼, 46 부하센서, 48 산소 센서, 50 제어유닛, 52 진동 감지기1, 54 진동감지기2, 56 제어부, 58 메시지 전송기, FGR-P 배기가스 재순환 통로

Claims (4)

1. 불꽃이 연소되는 연소실과, 입력되는 연료와 연소용 공기의 비율인 공연비에 대응하는 불꽃을 상기 연소실에 제공하는 버너 및 상기 연소실의 불꽃에 의해 내부에 채워진 물을 가열하여 가열된 유체를 토출하는 워터 쉘을 갖는 보일러 동체와; 블로어를 회전시켜 공기 유입구로 유입되는 연소용 공기를 버너의 연소공간으로 공급하는 송풍기와; 상기 송풍기의 출력단에 설치되며, 공기량 제어신호에 의해 상기 연소공간으로 공급되는 공기량을 제어하는 공기 댐퍼와; 상기 버너의 연료 투입 라인에 설치되어 연료를 공급 또는 차단하는 차단밸브의 연료량 제어신호에 의해 상기 버너로 공급되는 연료량을 제어하는 연료 댐퍼와; 상기 보일러 동체 또는 상기 보일러 동체가 설치되는 받침대 중 어느 한 곳에 설치되고 상기 보일러 동체의 진동을 감지하여 해당 신호를 출력하는 진동 감지기 1과; 상기 보일러 동체가 설치된 건축물의 지면 또는 벽체 중 어느 한 곳에 설치되어 상기 지면 또는 벽체의 진동을 감지하여 출력하는 진동 감지기 2; 상기 연소실로부터 배출되는 배기가스 배출통로에 설치된 산소센서와; 상기 보일러 동체 내의 유체의 온도, 압력 중 적어도 하나 이상을 체크하여 보일러 부하량을 감지하는 부하 감지기와; 상기 부하감지기에서 감지된 보일러 부하에 대응하는 공연비 정보를 운전 테이블로부터 액세스하여 상기 연료 댐퍼 및 공기 댐퍼의 개도량을 제어하여 보일러를 가동하며, 상기 진동 감지기 1에서 진동 감지 신호가 출력 시 상기 연료 댐퍼를 닫힘 구동하여 상기 버너로 공급되는 연료를 차단하고 상기 운전 테이블에서 액세스된 현재 부하에 대응하여 미리 설정된 최적 배출 산소량 정보와 상기 산소센서에서 감지된 산소량을 비교하여 그 결과에 따라 연료 계통 또는 공기 계통 이상 감지 신호 점검 요청 메시지를 미리 설정된 관리자의 연락처 전화번호로 진동 점검 메시지를 전송하며, 상기 진동 감지기 2로부터 진동감지신호가 출력 시 상기 연료 댐퍼를 닫힘 구동하여 상기 버너로 공급되는 연료를 차단하고 미리 설정된 관리자의 휴대단말기로 지진 발생 메시지와 진동 점검 메시지를 전송하는 제어부와; 상기 제어부로부터 전송되는 메시지의 입력에 응답하여 상기 연락처 전화번호의 휴대단말기로 점검 요청 메시지를 푸시 전송함을 특징으로 하는 보일러의 이상 진동 감지 알람 시스템.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 보일러는 배기가스의 배출 통로 상에 설치되며, 상기 송풍기로부터 송풍되는 연소용 공기를 예열하여 상기 버너로 공급하는 예열기를 구비하며, 상기 예열기의 배기가스 통로상에는 상기 산소 센서가 구비됨을 특징으로 하는 보일러의 이상 진동 감지 알람 시스템.
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 진동 감지기 1과 2는 자이로 각속도 센서 또는 볼과 스위치로 구성된 진동센서 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 보일러의 이상 진동 감지 알람 시스템.

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