KR102126445B1 - Apparatus and method for calculating calorific value of fuel - Google Patents
Apparatus and method for calculating calorific value of fuel Download PDFInfo
- Publication number
- KR102126445B1 KR102126445B1 KR1020190081339A KR20190081339A KR102126445B1 KR 102126445 B1 KR102126445 B1 KR 102126445B1 KR 1020190081339 A KR1020190081339 A KR 1020190081339A KR 20190081339 A KR20190081339 A KR 20190081339A KR 102126445 B1 KR102126445 B1 KR 102126445B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- flow rate
- current
- calculating
- calorific value
- design
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/22—Fuel supply systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2221/00—Pretreatment or prehandling
- F23N2221/10—Analysing fuel properties, e.g. density, calorific
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 연료의 발열량 산출 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 '현재탄의 현재출력에서의 현재유량'과 '현재탄의 현재출력과 동일한 설계출력에서의 설계유량'을 확인하고, 현재유량과 설계유량 간의 유량편차를 무차원 스케일로 나타낸 유량편차스케일을 산출한 후, 유량편차스케일을 이용하여 현재탄 발열량을 산출함으로써, 실시간으로 변하는 현재출력에 대응되는 현재탄의 발열량을 추정하기 위한, 연료의 발열량 산출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for calculating a calorific value of a fuel and a method thereof, and more specifically, to check the'current flow rate at the current output of the current coal' and'design flow rate at the same design output as the current output of the current coal', Calculating the flow deviation scale showing the flow rate deviation between the current flow rate and the design flow rate in a dimensionless scale, and then calculating the current calorific value using the flow rate deviation scale to estimate the calorific value of the current coal corresponding to the current output changing in real time The present invention relates to an apparatus for calculating a calorific value of fuel and a method therefor.
발전소에서 소비되는 연료는 발전소의 성능을 산출하거나 발전소의 경제성을 평가하기 위한 중요한 인자이다. 즉, 발전소에서는 소비되는 연료의 에너지(열량) 변화를 이용하여 시시각각 변하는 발전소 성능을 산출하거나, 연료의 단가를 적용하여 발전소 경제성을 평가하기도 한다.Fuel consumed by a power plant is an important factor for calculating the performance of a power plant or evaluating the economics of a power plant. That is, in a power plant, the performance of a power plant that changes from time to time is calculated using a change in energy (heat value) of fuel consumed, or the cost of a fuel is applied to evaluate the power plant economics.
효율적인 발전소는 최소의 에너지로 최대의 전력을 생산하는 경우로 정의될 수 있는데, 이러한 발전소로 운영하기 위해서는 연료관리가 중요하다. Efficient power plants can be defined as generating maximum power with minimum energy, and fuel management is important to operate with such power plants.
연료 관리에서 유량(연료의 단위시간당 소비되는 연료의 질량)과 발열량(연료의 단위질량당 열량)은 기본적으로 알아야 할 정보이다.In fuel management, flow rate (mass of fuel consumed per unit time of fuel) and calorific value (heat amount per unit mass of fuel) are basically information to be known.
유량은 계측을 통해 어느 정도 실시간으로 반영이 가능하다.The flow rate can be reflected to some extent in real time through measurement.
하지만, 발전소에서 현재 운전중에 소비되는 탄(즉, 현재탄)의 발열량은 실시간으로 산출하는 것이 쉽지 않다. 그래서, 기존에는 수입면장에 표시된 데이터를 그대로 사용하거나, 실험실에서 연료 샘플에 대한 발열량 측정실험을 통해 산출하여 사용하였다. 이 경우, 수입면장에 표시된 데이터는 신뢰성이 떨어지고, 실험값은 소요되는 시간이 있기 때문에 현재 발전소 운전상태를 실시간으로 반영하는 것이 불가능하다.However, it is not easy to calculate in real time the calorific value of coal (ie, current coal) consumed during operation in a power plant. So, in the past, the data displayed on the imported cotton sheet was used as it is, or it was calculated and used through a calorific value measurement experiment on a fuel sample in a laboratory. In this case, it is impossible to reflect the current operating conditions of the power plant in real time because the data displayed on the imported cotton sheet is unreliable and the experimental values have time.
이처럼, 기존에는 현재 발전소 운전상태를 실시간으로 반영하고 있지 않은 발열량을 이용하여 발전소를 운영하고 있는 실정이다.As described above, the existing power plant is currently operating in a power plant using heat generation that does not reflect the operating state in real time.
도 1은 석탄연료 공급 시스템을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a coal fuel supply system.
도 1을 참조하면, 석탄연료를 사용하는 발전소에서 야적된 석탄은 다수의 석탄조(coal bunker)(1)에 상탄된 후, 발전소 출력 생산에 필요한 스팀을 만들기 위해 필요한 석탄을 석탄 공급기(coal feeder)(2)를 통해 보일러(3)로 투입된다. Referring to FIG. 1, coal accumulated in a coal-fired power plant is burned in a plurality of
보일러(3)를 가열하여 증기를 생산하기 위한 열원은 연료의 연소이다. 연소 에너지량을 구하기 위해서는 연료의 열량을 알아야 하는데 연료 정보중 가장 중요한 것인 유량과 발열량이다. The heat source for heating the
유량은 단위시간당 소비되는 연료의 질량이고, 발열량은 연료의 단위질량당 열량이다. 연료의 소비열량은 유량과 발열량의 곱[즉, 소비열량(kcal/hr)＝유량(kg/hr)×발열량(kcal/kg)]으로 나타낼 수 있다. The flow rate is the mass of fuel consumed per unit time, and the calorific value is the heat amount per unit mass of fuel. The amount of heat consumed by a fuel can be expressed as the product of the flow rate and the amount of heat generated (that is, the amount of heat consumed (kcal/hr) = flow rate (kg/hr) x heat value (kcal/kg)).
발전소 보일러에서 소비되는 유량은 계측이 가능하지만, 탄종 마다 다른 발열량은 원천(수입회사)으로부터 제공되어야 하나 정보제공이 원활하지 않고, 발전소에 저장후 H2O의 변화 등으로 성분비가 변하거나 다른 탄과 혼탄되면서 달라질 수 있다.Flow rate consumed by the power station boiler is measured this is possible, but one must be provided from a different heating value source (import, Ltd.) per Ammo did not well provide information, after storing the power station component ratio is changed to such as change in H 2 O or other carbon And it can be different as it is mixed.
석탄의 소비열량은 석탄의 발열량이 정확하지 않으면 정확하게 파악할 수 없다. 그러면, 발전소의 성능 산출과 경제성 평가는 제대로 이루어질 수 없다.Coal consumption cannot be accurately determined unless the calorific value of coal is correct. Then, the performance calculation and economic evaluation of the power plant cannot be properly performed.
발열량은 실험을 통해 구할 수 있으나 실시간으로 반영하고 있지 않다. 이로 인해, 연료의 소비열량은 유량을 실시간으로 계측하더라도 발열량을 실시간으로 확인하기 어렵기 때문에 실시간으로 파악하기 곤란하게 된다.The calorific value can be obtained through experiments, but is not reflected in real time. For this reason, even if the flow rate of fuel consumption is measured in real time, it is difficult to determine the heat generation amount in real time, making it difficult to grasp in real time.
따라서, 연료의 소비열량을 실시간으로 파악하기 위해 발열량을 실시간으로 추정할 수 있는 방안이 마련될 필요가 있으며, 이를 발전소의 성능 산출과 경제성 평가에 실시간으로 반영하는 방안이 필요한 실정이다.Therefore, in order to grasp the heat consumption of fuel in real time, it is necessary to provide a method for estimating heat generation in real time, and a method for reflecting this in real time for calculating power plant performance and evaluating economic efficiency is needed.
본 발명의 목적은 '현재탄의 현재출력에서의 현재유량'과 '현재탄의 현재출력과 동일한 설계출력에서의 설계유량'을 확인하고, 현재유량과 설계유량 간의 유량편차를 무차원 스케일로 나타낸 유량편차스케일을 산출한 후, 유량편차스케일을 이용하여 현재탄 발열량을 산출함으로써, 실시간으로 변하는 현재출력에 대응되는 현재탄의 발열량을 추정하기 위한, 연료의 발열량 산출 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.The object of the present invention is to check the'current flow rate at the current output of the current coal' and the'design flow rate at the same design output as the current output of the current coal', and express the flow deviation between the current flow rate and the design flow on a dimensionless scale. It is to provide an apparatus for calculating a calorific value of a fuel and a method for estimating the calorific value of a current coal corresponding to a current output that changes in real time by calculating a current deviation of the current coal by using the flow rate deviation scale and calculating the current quantity .
본 발명의 실시예에 따른 연료의 발열량 산출 장치는, 발전소의 현재출력에서의 현재유량을 측정하기 위한 측정부; 상기 현재출력과 동일한 설계출력에서의 설계유량을 산출하기 위한 설계유량 산출부; 상기 현재유량과 설계유량 간의 유량편차를 무차원 스케일로 나타낸 유량편차스케일을 산출하기 위한 유량편차스케일 산출부; 및 상기 유량편차스케일을 이용하여 발전소에서 현재 운전중에 소비되는 현재탄의 발열량을 산출하기 위한 발열량 산출부;를 포함할 수 있다.An apparatus for calculating the calorific value of fuel according to an embodiment of the present invention includes a measuring unit for measuring a current flow rate at a current output of a power plant; A design flow rate calculation unit for calculating a design flow rate at the same design output as the current output; A flow rate deviation scale calculating unit for calculating a flow rate deviation scale representing a flow rate deviation between the current flow rate and the design flow rate in a dimensionless scale; And a calorific value calculating unit for calculating the calorific value of the current coal consumed during the current operation in the power plant using the flow rate deviation scale.
상기 측정부는, 다수 개의 석탄조와 석탄 공급기를 통해 보일러로 공급되는 현재탄을 모두 합친 전체유량을 상기 현재유량으로 측정하는 것일 수 있다.The measuring unit may be to measure the total flow rate of all the current coal supplied to the boiler through a plurality of coal tanks and a coal feeder as the current flow rate.
실시예에 따르면, 상기 설계유량 산출부가 상기 설계유량을 산출하기 위한 제1 상관관계식, 상기 유량편차스케일 산출부가 상기 유량편차스케일을 산출하기 위한 제2 상관관계식, 상기 발열량 산출부가 상기 현재탄의 발열량을 산출하기 위한 제3 상관관계식을 저장하기 위한 저장부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the design flow calculator calculates the design flow rate, the first correlation equation, the flow rate deviation scale calculation part calculates the flow rate deviation scale, the second correlation equation, and the calorific value calculation part generates heat of the current coal. It may further include a storage unit for storing a third correlation equation for calculating.
상기 제1 상관관계식은 발전소 설계데이터 분석을 통해 도출된 설계탄의 유량과 출력 변화에 대한 상관관계식이고, 상기 설계유량 산출부는, 상기 제1 상관관계식에 상기 현재출력과 동일한 설계출력을 대입하여 상기 설계유량을 산출하는 것일 수 있다.The first correlation equation is a correlation equation for the flow rate and output change of the design coal derived through analysis of power plant design data, and the design flow calculator calculates the first correlation equation by substituting the same design output as the current output. It may be to calculate the design flow rate.
상기 제1 상관관계식은, 
상기 현재출력과 동일한 설계출력은, 정격출력 또는 부분출력일 수 있다.The design output equal to the current output may be a rated output or a partial output.
상기 제2 상관관계식은 상기 유량편차를 0부터 100까지 무차원 스케일로 표현하는 상관관계식이고, 상기 유량편차스케일 산출부는, 상기 제2 상관관계식에 상기 현재유량과 설계유량을 대입하여 상기 유량편차스케일을 산출하는 것일 수 있다.The second correlation equation is a correlation equation for expressing the flow deviation in a dimensionless scale from 0 to 100, and the flow deviation scale calculation unit substitutes the current flow rate and the design flow rate into the second correlation equation to calculate the flow rate deviation scale. It may be to calculate.
상기 제2 상관관계식은, 
상기 유량편차스케일은, 상기 유량편차가 0일 때, 50일 수 있다.The flow rate deviation scale may be 50 when the flow rate deviation is 0.
상기 제3 상관관계식은 상기 유량편차스케일에 따른 발열량 변화에 대한 상관관계식이고, 상기 발열량 산출부는, 상기 제3 상관관계식에 상기 유량편차스케일을 대입하여 상기 현재탄의 발열량을 산출하는 것일 수 있다.The third correlation equation is a correlation equation for a change in the amount of heat generated according to the flow rate deviation scale, and the calorific value calculator may calculate the calorific value of the current coal by substituting the flow rate deviation scale in the third correlation equation.
상기 제3 상관관계식은, 
또한, 본 발명의 실시예에 따른 연료의 발열량 산출 방법은, 발전소의 현재출력에서의 현재유량을 측정하는 단계; 상기 현재출력과 동일한 설계출력에서의 설계유량을 산출하는 단계; 상기 현재유량과 설계유량 간의 유량편차를 무차원 스케일로 나타낸 유량편차스케일을 산출하는 단계; 및 상기 유량편차스케일을 이용하여 발전소에서 현재 운전중에 소비되는 현재탄의 발열량을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the method for calculating the calorific value of fuel according to an embodiment of the present invention includes: measuring a current flow rate at a current output of a power plant; Calculating a design flow rate at the same design output as the current output; Calculating a flow deviation scale representing a flow rate deviation between the current flow rate and the design flow rate on a dimensionless scale; And calculating the calorific value of the current coal consumed during the current operation in the power plant using the flow rate deviation scale.
상기 현재유량을 측정하는 단계는, 다수 개의 석탄조와 석탄 공급기를 통해 보일러로 공급되는 현재탄을 모두 합친 전체유량을 상기 현재유량으로 측정하는 것일 수 있다.The step of measuring the current flow rate may be to measure the total flow rate of all the coals supplied to the boiler through a plurality of coal tanks and a coal feeder as the current flow rate.
실시예에 따르면, 상기 현재유량을 측정하는 단계 이전에, 상기 설계유량을 산출하기 위한 제1 상관관계식, 상기 유량편차스케일을 산출하기 위한 제2 상관관계식, 상기 현재탄의 발열량을 산출하기 위한 제3 상관관계식을 미리 도출하여 저장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, prior to the step of measuring the current flow rate, a first correlation equation for calculating the design flow rate, a second correlation equation for calculating the flow rate deviation scale, and a first for calculating the calorific value of the
상기 제1 상관관계식은 발전소 설계데이터 분석을 통해 도출된 설계탄의 유량과 출력 변화에 대한 상관관계식이고, 상기 설계유량을 산출하는 단계는, 상기 제1 상관관계식에 상기 현재출력과 동일한 설계출력을 대입하여 상기 설계유량을 산출하는 것일 수 있다.The first correlation equation is a correlation equation for the flow rate and output change of the design coal derived through the analysis of power plant design data, and the step of calculating the design flow rate may include design output equal to the current output in the first correlation equation. Substituting may be to calculate the design flow.
상기 제2 상관관계식은 상기 유량편차를 0부터 100까지 무차원 스케일로 표현하는 상관관계식이고, 상기 유량편차스케일을 산출하는 단계는, 상기 제2 상관관계식에 상기 현재유량과 설계유량을 대입하여 상기 유량편차스케일을 산출하는 것일 수 있다.The second correlation equation is a correlation equation representing the flow deviation from 0 to 100 on a dimensionless scale, and calculating the flow deviation scale includes substituting the current flow rate and the design flow rate into the second correlation equation to obtain the It may be to calculate the flow deviation scale.
상기 제3 상관관계식은 상기 유량편차스케일에 따른 발열량 변화에 대한 상관관계식이고, 상기 발열량을 산출하는 단계는, 상기 제3 상관관계식에 상기 유량편차스케일을 대입하여 상기 현재탄의 발열량을 산출하는 것일 수 있다.The third correlation equation is a correlation equation for the change in the amount of heat generated according to the flow rate deviation scale, and the step of calculating the heat generation amount is to calculate the calorific value of the current coal by substituting the flow rate deviation scale in the third correlation equation. Can.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 프로그램 코드가 기록된 컴퓨터 판독 가능한 저장매체로서, 발전소의 현재출력에서의 현재유량을 측정하는 동작; 상기 현재출력과 동일한 설계출력에서의 설계유량을 산출하는 동작; 상기 현재유량과 설계유량 간의 유량편차를 무차원 스케일로 나타낸 유량편차스케일을 산출하는 동작; 및 상기 유량편차스케일을 이용하여 발전소에서 현재 운전중에 소비되는 현재탄의 발열량을 산출하는 동작;을 포함하는 연료의 발열량 산출 방법을 실행하는 프로그램 코드가 기록된 컴퓨터 판독 가능한 저장매체일 수 있다.In addition, a computer-readable storage medium in which program codes are recorded according to an embodiment of the present invention, comprising: measuring a current flow rate at a current output of a power plant; Calculating a design flow rate at the same design output as the current output; Calculating a flow deviation scale representing a flow rate deviation between the current flow rate and the design flow rate on a dimensionless scale; And calculating the calorific value of the current coal consumed during the current operation in the power plant using the flow rate deviation scale. It may be a computer-readable storage medium having a program code for executing a method for calculating a calorific value of fuel.
본 발명은 '현재탄의 현재출력에서의 현재유량'과 '현재탄의 현재출력과 동일한 설계출력에서의 설계유량'을 확인하고, 현재유량과 설계유량 간의 유량편차를 무차원 스케일로 나타낸 유량편차스케일을 산출한 후, 유량편차스케일을 이용하여 현재탄 발열량을 산출함으로써, 실시간으로 변하는 현재출력에 대응되는 현재탄의 발열량을 추정할 수 있다.The present invention confirms the'current flow rate at the current output of the current coal' and the'design flow rate at the same design output as the current output of the current coal', and the flow rate deviation between the current flow rate and the design flow rate on a dimensionless scale. After calculating the scale, by calculating the current amount of heat generated by using the flow deviation scale, it is possible to estimate the amount of heat generated by the current coal corresponding to the current output changing in real time.
또한, 본 발명은 설계데이터와 현재 운전데이터를 비교하여 편차만큼을 보정하여 설계 대비 현재 공급 연료의 발열량을 실시간으로 추정할 수 있다. 즉, 본 발명은 석탄유량과 발열량간의 패턴을 분석하여 유량변화에 따른 발열량을 추정할 수 있다.In addition, the present invention can compare the design data and the current operation data and correct the amount of deviation to estimate the heat value of the current fuel supply compared to the design in real time. That is, the present invention can estimate the calorific value according to the flow rate change by analyzing the pattern between the coal flow rate and the calorific value.
또한, 본 발명은 소비되는 석탄연료의 발열량을 실시간으로 추정할 수 있다.In addition, the present invention can estimate the calorific value of the consumed coal fuel in real time.
또한, 본 발명은 발전소 연료중 석탄이 가스나 오일연료와 달리 탄종별로 발열량의 변화가 심하고 실험실에서 별도 실험을 통하여 구할 수 밖에 없었지만, 석탄 발열량을 실시간으로 추정가능하므로 발전소 성능계산 및 발전소 경제운영 등에 다양하게 활용할 수 있다. 즉, 석탄 발열량은 실험적인 방법 이외에 실시간으로 산출할 수 있다. 그리고, 본 발명의 연료 산출 방법은 설계 데이터와 비교한 유량편차를 산출하여 방법적인 타당성을 확보할 수 있다.In addition, the present invention, unlike the gas or oil fuel in the power plant fuel, the change in calorific value for each type of coal is severe and it has to be obtained through a separate experiment in the laboratory. It can be used in various ways. That is, the calorific value can be calculated in real time in addition to the experimental method. In addition, the fuel calculation method of the present invention can secure a methodical validity by calculating a flow rate deviation compared to design data.
또한, 본 발명은 원가절감과 수익에 관련되는 발전소 성능을 실시간으로 확인하여 발전소 현상파악과 열손실정도를 확인할 수 있게 한다.In addition, the present invention allows the power plant performance related to cost reduction and profit to be checked in real time to check the power plant phenomenon and the degree of heat loss.
도 1은 석탄연료 공급 시스템을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료의 발열량 산출 장치를 나타낸 도면,
도 3은 현재탄 공급시 현재유량 측정을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료의 발열량 산출 방법을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a coal fuel supply system,
2 is a view showing a fuel calorific value calculating device according to an embodiment of the present invention,
3 is a view showing the current flow measurement when the current coal is supplied,
4 is a view showing a method for calculating the calorific value of a fuel according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in the following description and accompanying drawings, detailed descriptions of well-known functions or configurations that may obscure the subject matter of the present invention are omitted. In addition, it should be noted that the same components throughout the drawings are denoted by the same reference numerals as much as possible.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present specification and claims described below should not be interpreted as being limited to ordinary or lexical meanings, and the inventor appropriately defines terms as terms for explaining his or her invention in the best way. Based on the principle that it can be done, it should be interpreted as a meaning and a concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the configuration shown in the embodiments and drawings described in this specification is only one of the most preferred embodiments of the present invention, and does not represent all of the technical spirit of the present invention, and can replace them at the time of this application. It should be understood that there may be equivalents and variations.
첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.In the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated, and the size of each component does not entirely reflect the actual size. The present invention is not limited by the relative size or spacing drawn in the accompanying drawings.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.When a certain part of the specification "includes" a certain component, it means that the component may be further included other than excluding other components, unless otherwise specified. Also, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with other elements in between.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. The terms "include" or "have" are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof described in the specification, one or more other features or numbers or steps. It should be understood that it does not preclude the existence or addition possibility of the operation, components, parts or combinations thereof.
또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.Also, the term "unit" used in the specification means a hardware component such as software, FPGA, or ASIC, and "unit" performs certain roles. However, "part" is not meant to be limited to software or hardware. The "unit" may be configured to be in an addressable storage medium or may be configured to reproduce one or more processors. Thus, as an example, "part" refers to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, attributes, procedures, Includes subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, database, data structures, tables, arrays and variables. The functionality provided within components and "parts" may be combined into a smaller number of components and "parts" or further separated into additional components and "parts".
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료의 발열량 산출 장치를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a fuel calorific value calculation device according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료의 발열량 산출 장치(이하 '발열량 산출 장치'라 함, 100)는, 발전소(예, 유동층발전소, 석탄화력발전소 등)의 설계데이터와 현재 운전데이터를 비교하여 편차 만큼 보정을 통해 설계연료 대비 현재 공급되고 있는 현재연료의 발열량을 실시간으로 추정할 수 있게 한다. As shown in FIG. 2, the fuel calorific value calculating device (hereinafter referred to as'heating calorific device', 100) according to an embodiment of the present invention includes design data of a power plant (eg, fluidized bed power plant, coal-fired power plant, etc.) and By comparing the current operation data and correcting for the deviation, it is possible to estimate in real time the calorific value of the currently supplied fuel compared to the design fuel.
여기서, 발전소 연료는 석탄, 오일, 천연가스, 바이오매스 등일 수 있으나, 석탄인 경우를 적용하여 설명하기로 한다. 발전소 연료 중 석탄은 가스나 오일과 달리 탄종별로 발열량의 변화가 심하고 실험실에서 별도 실험을 통하여 구하는 특성상 실시간 측정이 어려웠다.Here, the power plant fuel may be coal, oil, natural gas, biomass, etc., but will be described by applying the case of coal. Unlike the gas or oil, coal among the fuels of the power plant has a large change in calorific value for each type of carbon, and real-time measurement was difficult due to the characteristics obtained through separate experiments in the laboratory.
그런데, 발열량 산출 장치(100)는 이러한 특성이 있는 석탄에 대한 실시간 발열량 산출을 가능하게 한다. 연료의 발열량은 발전소 성능 계산과 경제성 평가에 영향을 미치는 중요한 인자이다. 이에 따라, 발열량 산출 장치(100)에 의해 실시간으로 추정 가능한 석탄의 발열량은, 석탄을 연료로 사용하는 발전소의 성능 계산 및 경제성 평가를 위한 자료로 다양하게 활용될 수 있다.However, the calorific
이러한 발열량 산출 장치(100)는 '현재탄의 현재출력에서의 현재유량'과 '현재탄의 현재출력과 동일한 설계출력에서의 설계유량'을 확인하고, 현재유량과 설계유량 간의 유량편차를 무차원 스케일로 나타낸 유량편차스케일을 산출한 후, 유량편차스케일을 이용하여 현재탄 발열량을 산출함으로써, 실시간으로 변하는 현재출력에 대응되는 현재탄의 발열량을 추정할 수 있다.The calorific
이를 위해, 발열량 산출 장치(100)는 저장부(110), 측정부(120), 설계유량 산출부(130), 유량편차스케일 산출부(140), 발열량 산출부(150)를 포함한다.To this end, the calorific
발열량 산출 장치(100)의 구성에 대해 살펴보기 앞서, 데이터 상관관계 분석을 통해 현재탄 발열량을 산출하기 위한 상관관계식을 도출하는 과정에 대해 설명하기로 한다. Before looking at the configuration of the calorific
이때, 상관관계식은 발전소 설계데이터 분석을 통해 도출된 설계탄의 설계유량과 설계출력 변화에 대한 상관관계식(이하 '제1 상관관계식'이라 함), 설계유량과 현재유량 간의 유량편차를 무차원 스케일로 표현하는 유량편차스케일을 산출하는 상관관계식(이하 '제2 상관관계식'이라 함), 유량편차스케일에 따른 발열량 변화에 대한 상관관계식(이하 '제3 상관관계식'이라 함)이 적용된다.At this time, the correlation equation is a correlation equation for the design flow and design output change of the design coal derived through the analysis of the power plant design data (hereinafter referred to as the'first correlation equation'), a dimensionless scale of the flow deviation between the design flow rate and the current flow rate The correlation formula for calculating the flow rate deviation scale (hereinafter referred to as the'second correlation equation') and the correlation equation for the change in heat generation according to the flow rate deviation scale (hereinafter referred to as the'third correlation equation') are applied.
이러한 제1 내지 제3 상관관계식은 저장부(110)에 저장된다. 그러면, 제1 상관관계식은 설계유량 산출부(130)에 의해 이용되고, 제2 상관관계식은 유량편차스케일 산출부(140)에 의해 이용되며, 제3 상관관계식은 발열량 산출부(150)에 의해 이용된다.The first to third correlation equations are stored in the
이하, 제1 내지 제3 상관관계식에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, the first to third correlation equations will be described in detail.
먼저, 제1 상관관계식은 다음과 같이 도출된다.First, the first correlation equation is derived as follows.
여기서는 제1 상관관계식을 도출하기 위해, 설계 정격출력 103.4㎿, 설계 발열량 4,500kcal/kg의 유동층 발전소를 대상으로 설계데이터에 대한 분석을 수행하였다.Here, in order to derive the first correlation, analysis of the design data was performed for a fluidized bed power plant with a design rated power of 103.4 kW and a design heat generation of 4,500 kcal/kg.
아래 [표 1]은 유동층 발전소 설계출력에서의 설계유량을 나타낸다. 즉, 유동층 발전소의 설계조건에 의하면, 설계 발열량이 4,500kcal/kg인 설계탄은 설계유량 52.3t/h가 연료로 공급되면 설계출력 103.4㎿가 생산되는 경우를 나타낸다. 이 경우는 정격출력에 해당된다.[Table 1] below shows the design flow at the design output of a fluidized bed power plant. That is, according to the design conditions of the fluidized bed power plant, the design coal having a design heat generation of 4,500 kcal/kg represents a case where a design output of 103.4 kW is produced when the design flow rate of 52.3 t/h is supplied as fuel. This case corresponds to the rated output.
상기 [표 1]을 이용하여 설계출력과 설계유량 간의 제1 상관관계식은 아래와 같이 도출된다.Using [Table 1], the first correlation equation between design output and design flow is derived as follows.
[제1 상관관계식][First correlation]
여기서, x는 설계출력이고, y는 설계유량이다. Here, x is the design output and y is the design flow rate.
제1 상관관계식에 의해 설계출력과 설계유량 간의 관계가 수식화됨에 따라, 설계유량은 정격출력(즉, 103.4㎿) 뿐만 아니라, 부분출력(예, 90㎿)이 적용되는 경우에도 산출될 수 있다. 즉, 설계출력은 정격출력 또는 부분출력일 수 있다.As the relationship between the design output and the design flow rate is formulated by the first correlation equation, the design flow rate can be calculated when not only the rated output (that is, 103.4 ㎿) but also a partial output (eg, 90 ㎿) is applied. That is, the design output may be a rated output or a partial output.
다음, 제2 상관관계식 및 제3 상관관계식은 다음과 같이 도출된다.Next, the second correlation equation and the third correlation equation are derived as follows.
여기서는 제2 상관관계식 및 제3 상관관계식을 도출하기 위해, 제1 상관관계식을 통해 계산된 설계유량과 직접 측정된 현재유량 간의 유량편차를 계산한 후, 유량편차와 발열량 상관관계 테스트를 수행하였다.Here, in order to derive the second correlation equation and the third correlation equation, the flow rate deviation and the calorific value correlation test were performed after calculating the flow rate deviation between the design flow rate calculated through the first correlation equation and the directly measured current flow rate.
여기서, 유량편차는 0부터 100까지 무차원 스케일로 나타낸 유량편차스케일로 표현된다. 아래 [표 2]는 유량편차스케일에 따른 발열량 변화를 나타낸다. Here, the flow deviation is expressed as a flow deviation scale expressed in a dimensionless scale from 0 to 100. [Table 2] below shows the change in calorific value according to the flow deviation scale.
(k)Flow deviation scale
(k)
(kcal/kg)Current coal heating value
(kcal/kg)
상기 [표 2]에서, 유량편차스케일 50은 설계유량과 현재유량 간의 유량편차가 0인 경우를 의미한다. 이는 설계출력과 현재출력에서 유량편차가 없는 상태를 나타내고, 4,500kcal/kg의 발열량을 나타내는 현재탄을 사용한 경우에 해당된다.In [Table 2], the flow rate deviation scale 50 means a case where the flow rate deviation between the design flow rate and the current flow rate is zero. This indicates that there is no flow deviation in the design output and the current output, and this is the case when the current coal is used, which represents the heating value of 4,500 kcal/kg.
유량편차스케일(k)에 대한 제2 상관관계식은 아래와 같이 도출된다.The second correlation equation for the flow deviation scale k is derived as follows.
[제2 상관관계식][Second correlation formula]
유량편차스케일이 50 이하인 경우는 설계유량에 비해 현재유량이 더 공급되는 상태를 나타내고, 이는 설계탄보다 발열량이 낮은 연료(현재탄)를 사용한 경우를 나타낸다.When the flow deviation scale is 50 or less, it indicates a state in which the current flow rate is supplied more than the design flow rate, and this represents a case in which fuel (current coal) having a lower calorific value than the design coal is used.
반면에, 유량편차스케일이 50 이상인 경우는 설계유량에 비해 현재유량이 적게 공급되는 상태를 나타내고, 이는 설계탄보다 발열량이 높은 연료(현재탄)를 사용한 경우를 나타낸다.On the other hand, when the flow rate deviation scale is 50 or more, it indicates a state in which the current flow rate is less than the design flow rate, and this represents a case in which fuel (current coal) having a higher calorific value than the design coal is used.
상기 [표 2]를 이용하여 유량편차스케일에 따른 발열량 변화에 대한 제3 상관관계식은 아래와 같이 도출된다.Using the above [Table 2], the third correlation equation for the change in heat generation according to the flow rate deviation scale is derived as follows.
[제3 상관관계식][Third Correlation Formula]
여기서, k는 유량편차스케일이고, C는 현재탄 발열량이다. Here, k is the flow rate deviation scale, and C is the current coal heating value.
이하, 전술한 바와 같이 도출된 제1 내지 제3 상관관계식을 이용하여 발열량 산출 장치(100)의 각 구성이 현재탄의 발열량을 산출하는 과정에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, a process of calculating the calorific value of the current coal by each component of the calorific
먼저, 측정부(120)는 발전소의 현재출력에서의 현재유량을 측정한다. 이때, 측정부(120)는 다수 개의 석탄조(coal bunker)와 석탄 공급기(coal feeder)를 통해 보일러로 공급되는 현재탄을 모두 합친 전체유량을 현재탄의 현재유량으로 측정한다.First, the
도 3을 참조하면, 현재탄의 현재유량은 석탄조A의 현재유량A, 석탄조B의 현재유량B, 석탄조C의 현재유량C 및 석탄조D의 현재유량D을 모두 합친 전체유량(Total)에 해당된다. 도 3은 현재탄 공급시 현재유량 측정을 나타낸 도면이다.Referring to FIG. 3, the current flow rate of the current coal is the total flow rate of the sum of the current flow rate A of the coal tank A, the current flow rate B of the coal tank B, the current flow rate C of the coal tank C, and the current flow rate D of the coal tank C (Total). ). 3 is a view showing the current flow measurement when the current coal is supplied.
다음으로, 설계유량 산출부(130)는 저장부(110)에 저장된 제1 상관관계식을 이용하여 발전소의 현재출력과 동일한 설계출력에서의 설계유량을 산출한다.Next, the
예를 들어, 발전소의 현재출력이 103.4㎿이면, 설계출력은 현재출력과 동일한 103.4㎿가 된다. 그러면, 제1 상관관계식에 의해, 설계출력(x)이 103.4㎿이므로, 설계유량(y)이 52.3t/hr이 된다.For example, if the current output of the power plant is 103.4 kW, the design output is 103.4 kW which is the same as the current output. Then, according to the first correlation equation, since the design output (x) is 103.4 kHz, the design flow rate (y) is 52.3 t/hr.
한편, 현재출력에서의 현재유량과 설계출력에서의 설계유량은 유량편차(즉, 유량편차＝설계유량―현재유량)를 나타낼 수 있다. 이때, 현재출력과 설계출력은 서로 동일하다. Meanwhile, the current flow rate at the current output and the design flow rate at the design output may indicate a flow rate deviation (ie, flow rate deviation = design flow rate-current flow rate). At this time, the current output and the design output are the same.
유량편차는 현재출력과 설계출력이 동일할 때 산출된다.The flow deviation is calculated when the current output and the design output are the same.
이와 같이 유량편차가 존재하는 이유는 발전소에서 소비되는 석탄의 유량이 시시각각 변하기 때문이다. 즉 발전소에서는 설계출력과 설계유량에 따라 운전되지 않는다.The reason for the variation in the flow rate is that the flow rate of coal consumed in the power plant varies from time to time. In other words, the power plant does not operate according to the design output and flow rate.
예를 들어, 발전소에서 운전중인 현재출력이 103.4㎿이더라도 보일러에서 소비되는 현재유량은 52.3t/hr이 아닐 수 있다. 이는 원하는 출력을 생산하기 위해 보일러 투입 발열량(열량)이 정해지는데, 이때 연료의 발열량이 달라지면 달라진 발열량을 맞추기 위해 연료의 유량도 달라지기 때문이다.For example, even if the current output operating in a power plant is 103.4 kW, the current flow rate consumed by the boiler may not be 52.3 t/hr. This is because the amount of heat generated by the boiler input (calorific value) is determined in order to produce a desired output, because if the calorific value of the fuel is changed, the flow rate of the fuel is also changed to match the changed calorific value.
이러한 유량편차는 보일러에 투입(공급)되는 현재탄의 발열량과 설계탄의 발열량에 대한 상대적인 비교를 가능하게 한다.This flow deviation enables a relative comparison of the calorific value of the current coal that is input (supplied) to the boiler and the calorific value of the design coal.
즉, 유량편차가 '＋'인 경우는 현재출력과 설계출력이 동일한 상태에서 설계유량에 비해 현재유량이 적게 들어오는 경우를 나타낸다. 이는 동일 출력을 생산하는데 보일러에 투입되는 석탄의 유량이 적게 들어오는 경우에 해당하므로 발열량이 큰 현재탄이 공급되는 것으로 추정할 수 있다. 따라서, 이 경우는 현재탄의 발열량이 설계탄의 발열량보다 높다는 것을 알 수 있다.That is, when the flow rate deviation is'+', it indicates that the current flow rate is less than the design flow rate when the current output and the design output are the same. This corresponds to a case in which the flow rate of coal inputted to the boiler is low to produce the same output, so it can be estimated that current coal having a large calorific value is supplied. Therefore, it can be seen that in this case, the calorific value of the present coal is higher than that of the design coal.
예를 들어, 현재출력이 103.4㎿이고, 현재유량이 50t/h이면, 상기 [표 1]에서 유량편차가 ＋2.3이 된다. 이는 동일한 출력을 내는데 유량이 적게 소비되므로 그 만큼 발열량이 높은 탄이 보일러에 공급되는 것을 알려준다.For example, if the current output is 103.4 kPa and the current flow rate is 50 t/h, the flow rate deviation in [Table 1] becomes +2.3. This indicates that the boiler is supplied with coal having a high calorific value because the flow rate is consumed to produce the same output.
반면에, 유량편차가 '－'인 경우는 현재출력과 설계출력이 동일한 상태에서 설계유량에 비해 현재유량이 많이 들어오는 경우를 나타낸다. 이는 동일 출력을 생산하는데 보일러에 투입되는 석탄의 유량이 많이 들어오는 경우에 해당하므로 발열량이 적은 현재탄이 공급되는 것으로 추정할 수 있다. 따라서, 이 경우는 현재탄의 발열량이 설계탄의 발열량보다 낮다는 것을 알 수 있다.On the other hand, when the flow rate deviation is'-', it indicates that the current flow rate is larger than the design flow rate when the current output and design output are the same. This corresponds to a case in which a large amount of coal inputted into a boiler enters to produce the same output, so it can be estimated that current coal with a small amount of heat is supplied. Therefore, it can be seen that in this case, the calorific value of the present coal is lower than that of the design coal.
예를 들어, 현재출력이 103.4㎿이고, 현재유량이 54.6t/h이면, 상기 [표 1]에서 유량편차가 －2.3이 된다. 이는 동일한 출력을 내는데 유량이 많이 소비되므로 그 만큼 발열량이 낮은 탄이 보일러에 공급되는 것을 알려준다.For example, if the current output is 103.4 kPa and the current flow rate is 54.6 t/h, the flow rate deviation in [Table 1] becomes -2.3. This indicates that the boiler is supplied with a coal having a low calorific value because a large amount of flow is consumed to generate the same output.
그런데, 본 발명의 실시예에서는 유량편차 자체를 이용하여 현재탄 발열량을 산출하는 방식이 아닌, 유량편차를 0∼100까지 무차원 스케일로 표현한 유량편차스케일로 변환하여 현재탄 발열량을 산출하는 방식을 제공한다. 이는 정량화된 유량편차스케일을 이용하여 현재탄 발열량을 산출하는 타당성이 있고 계산의 편의성을 줄 수 있는 방법을 제공하기 위함이다.However, in the embodiment of the present invention, the method for calculating the current coal heating value by converting the flow deviation into a flow deviation scale expressed in a dimensionless scale from 0 to 100 is not used to calculate the current coal heating value using the flow deviation itself. to provide. This is to provide a feasible and convenient method of calculating the current calorific value using a quantified flow deviation scale.
이에 따라, 유량편차스케일 산출부(140)는 저장부(110)에 저장된 제2 상관관계식을 이용하여 유량편차스케일을 산출한다. 이때, 유량편차스케일 산출부(140)는 현재출력과 설계출력이 동일한 상태에서 설계탄의 설계유량과 현재탄의 현재유량을 확인한 후 제2 상관관계식에 대입하여 유량편차스케일을 산출하게 된다.Accordingly, the flow rate deviation
그리고, 발열량 산출부(150)는 저장부(110)에 저장된 제3 상관관계식을 이용하여 현재탄 발열량을 산출한다. 이때, 발열량 산출부(150)는 유량편차스케일 산출부(140)에 의해 산출된 유량편차스케일을 제3 상관관계식에 대입하여 현재탄 발열량을 산출하게 된다.Then, the calorific
여기서, 유량편차스케일 및 현재탄 발열량을 산출하는 과정에 대한 이해를 돕기 위해 예를 들어 설명하면 다음과 같다.Here, to help understand the process of calculating the flow deviation scale and the current calorific value, for example, as follows.
상기 [표 1]을 참조하면, 현재출력 103.4㎿에서 현재유량이 52.3t/h이면, 설계출력이 현재출력과 동일한 상태에서 설계유량이 52.3t/h이므로 유량편차가 '0'이된다. 이 경우에, 유량편차스케일은 제2 상관관계식을 통해 50으로 산출되므로, 현재탄 발열량은 제3 상관관계식을 통해 4,500kcal/kg으로 추정된다.Referring to [Table 1] above, if the current flow rate is 52.3t/h at the current output of 103.4 ,, the design flow rate is 52.3t/h at the same state as the current output, so the flow rate deviation is '0'. In this case, since the flow deviation scale is calculated as 50 through the second correlation equation, the current calorific value is estimated to be 4,500 kcal/kg through the third correlation equation.
또한, 현재출력 103.4㎿에서 현재유량이 60t/h이면, 유량편차스케일은 제2 상관관계식을 통해 17.92[={(52.3-60)/60}*250+50]가 되고, 현재탄 발열량은 제3 상관관계식을 통해 3,922.6kcal/kg[=18*17.92+3600]으로 추정된다.Also, if the current flow rate is 60t/h at the current output of 103.4㎿, the flow deviation scale becomes 17.92[={(52.3-60)/60}*250+50] through the second correlation equation, and the current heating value is It is estimated as 3,922.6kcal/kg[=18*17.92+3600] through 3 correlations.
그리고, 현재출력이 90㎿이면 제1 상관관계식에서 90㎿에서의 설계유량이 46.83t/h로 산출된다. 만약, 측정된 현재유량이 42t/h이면, 유량편차스케일은 제2 상관관계식을 통해 78.75[={(46.83-42)/42}*250+50]로 산출되고, 현재탄 발열량은 제3 상관관계식을 통해 5,017.5kcal/kg[=18*78.75+3600]으로 추정된다.Then, if the current output is 90 mV, the design flow rate at 90 mV is calculated as 46.83 t/h in the first correlation equation. If the measured current flow rate is 42t/h, the flow deviation scale is calculated as 78.75[={(46.83-42)/42}*250+50] through the second correlation equation, and the current calorific value is the third correlation The relationship is estimated to be 5,017.5 kcal/kg [=18*78.75+3600].
이처럼 현재출력이 90㎿인 경우는 정격출력이 아닌 부분출력에 해당되는 경우로서, 부분출력인 경우에도 유량편차스케일을 산출한 후 현재탄 발열량을 산출할 수 있다.As described above, when the current output is 90㎿, it corresponds to the partial output rather than the rated output. Even in the case of the partial output, after calculating the flow deviation scale, the current calorific value can be calculated.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료의 발열량 산출 방법을 나타낸 도면이다.4 is a view showing a method for calculating the calorific value of a fuel according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 발열량 산출 장치(100)는 데이터 상관관계 분석을 통해 현재탄 발열량을 산출하기 위한 제1 내지 제3 상관관계식을 미리 도출하여 저장한다(S210).Referring to FIG. 4, the calorific
여기서, 제1 상관관계식은 발전소 설계데이터 분석을 통해 도출된 설계탄의 설계유량과 설계출력 변화에 대한 상관관계식이고, 제2 상관관계식은 설계유량과 현재유량 간의 유량편차를 무차원 스케일로 표현하는 유량편차스케일을 산출하는 상관관계식이며, 제3 상관관계식은 유량편차스케일에 따른 발열량 변화에 대한 상관관계식이다.Here, the first correlation equation is a correlation equation for design flow and design output changes of design coal derived through analysis of power plant design data. It is a correlation equation for calculating the flow rate deviation scale, and the third correlation equation is a correlation equation for the change in heat generation according to the flow rate deviation scale.
이후, 발열량 산출 장치(100)는 현재탄 발열량을 다음과 같이 산출한다.Thereafter, the calorific
먼저, 발열량 산출 장치(100)는 발전소의 현재출력에서의 현재유량을 측정한다(S220). 이때, 현재탄의 현재유량은 보일러로 투입되는 현재탄의 전체유량에 해당된다.First, the calorific
다음으로, 발열량 산출 장치(100)는 제1 상관관계식을 이용하여 설계유량을 산출한다(S230). 이때, 설계출력은 발전소의 현재출력과 동일한 상태이다. Next, the calorific
이에 따라, 발열량 산출 장치(100)는 발전소의 현재출력과 동일한 설계출력을 제1 상관관계식에 대입하여 설계유량을 산출한다.Accordingly, the calorific
다음으로, 발열량 산출 장치(100)는 제2 상관관계식을 이용하여 유량편차스케일을 산출한다(S240). 이때, 발열량 산출 장치(100)는 S220 단계에서 측정된 현재유량과 S230 단계에서 산출된 설계유량을 제2 상관관계식에 대입하여 유량편차스케일을 산출한다.Next, the calorific
다음으로, 발열량 산출 장치(100)는 제3 상관관계식을 이용하여 현재탄 발열량을 산출한다(S250). 이때, 발열량 산출 장치(100)는 S240 단계에서 산출된 유량편차스케일을 제3 상관관계식에 대입하여 현재탄 발열량을 산출한다.Next, the calorific
이러한 발열량 산출 장치(100)는 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)와 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 저장하기 위한 메모리(memory)를 포함할 수 있다.The calorific
발열량 산출 장치(100)는 적어도 하나 이상의 프로세서에 의해 메모리에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 명령들이 실행될 때, 본 발명의 실시예에 따른 연료의 발열량 산출 방법을 실행한다.The calorific
이때, 적어도 하나 이상의 프로세서는 메모리에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 명령들이 실행될 때 적어도 하나 이상의 기능 또는 동작을 수행하되, 측정부(120), 설계유량 산출부(130), 유량편차스케일 산출부(140) 및 발열량 산출부(150)로 기능 또는 동작하게 된다. 아울러, 메모리는 저장부(110)로 기능 또는 동작하게 된다.At this time, the at least one processor performs at least one function or operation when computer-readable instructions stored in the memory are executed. The
일부 실시 예에 의한 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.The method according to some embodiments is implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and can be recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable by those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CDROMs, DVDs, and magneto-opticals such as floptical disks. And hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler.
비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.Although the above description has been described with a focus on the novel features of the present invention applied to various embodiments, a person skilled in the art may have the apparatus and method described above without departing from the scope of the present invention. It will be understood that various deletions, substitutions, and modifications are possible in the form and details of the. Accordingly, the scope of the present invention is defined by the appended claims rather than in the above description. All modifications within the equivalent scope of the claims are covered by the scope of the present invention.
1 ; 석탄조(coal bunker) 2 ; 석탄 공급기(coal feeder)
3 ; 보일러 110 ; 저장부
120 ; 측정부 130 ; 설계유량 산출부
140 ; 유량편차스케일 산출부 150 ; 발열량 산출부One ;
3;
120;
140; Flow deviation
Claims (23)
상기 현재출력과 동일한 설계출력에서의 설계유량을 산출하기 위한 설계유량 산출부(130);
상기 현재유량과 설계유량 간의 유량편차를 무차원 스케일로 나타낸 유량편차스케일을 산출하기 위한 유량편차스케일 산출부(140); 및
상기 유량편차스케일을 이용하여 발전소에서 현재 운전중에 소비되는 현재탄의 발열량을 산출하기 위한 발열량 산출부(150);
를 포함하는 연료의 발열량 산출 장치.
A measuring unit 120 for measuring the current flow rate at the current output of the power plant;
A design flow rate calculation unit 130 for calculating a design flow rate at the same design output as the current output;
A flow rate deviation scale calculating unit 140 for calculating a flow rate deviation scale representing a flow rate deviation between the current flow rate and the design flow rate in a dimensionless scale; And
A calorific value calculating unit 150 for calculating the calorific value of the current coal consumed during the current operation in the power plant using the flow deviation scale;
The calorific value calculation device of the fuel containing.
상기 측정부는,
다수 개의 석탄조와 석탄 공급기를 통해 보일러로 공급되는 현재탄을 모두 합친 전체유량을 상기 현재유량으로 측정하는 것인 연료의 발열량 산출 장치.
According to claim 1,
The measuring unit,
An apparatus for calculating the calorific value of fuel, which measures the total flow rate of all current coal supplied to a boiler through a plurality of coal tanks and a coal feeder as the current flow rate.
상기 설계유량 산출부가 상기 설계유량을 산출하기 위한 제1 상관관계식, 상기 유량편차스케일 산출부가 상기 유량편차스케일을 산출하기 위한 제2 상관관계식, 상기 발열량 산출부가 상기 현재탄의 발열량을 산출하기 위한 제3 상관관계식을 저장하기 위한 저장부
를 더 포함하는 연료의 발열량 산출 장치.
According to claim 1,
A first correlation equation for the design flow rate calculation unit to calculate the design flow rate, a second correlation equation for the flow rate deviation scale calculation unit to calculate the flow rate deviation scale, and a heating rate calculation unit for calculating the heating value of the current coal. 3 Storage unit for storing correlations
The calorific value calculating device of the fuel further comprising.
상기 제1 상관관계식은 발전소 설계데이터 분석을 통해 도출된 설계탄의 유량과 출력 변화에 대한 상관관계식이고,
상기 설계유량 산출부는,
상기 제1 상관관계식에 상기 현재출력과 동일한 설계출력을 대입하여 상기 설계유량을 산출하는 것인 연료의 발열량 산출 장치.
The method of claim 3,
The first correlation equation is a correlation equation for the change in the flow rate and output of the design coal derived through analysis of power plant design data,
The design flow calculation unit,
An apparatus for calculating a calorific value of fuel that calculates the design flow rate by substituting the same design output as the current output in the first correlation equation.
상기 제1 상관관계식은,
The method of claim 4,
The first correlation equation,
상기 현재출력과 동일한 설계출력은,
정격출력 또는 부분출력인 연료의 발열량 산출 장치.
The method of claim 4,
The same design output as the current output,
A device for calculating the calorific value of fuel that is rated or partial output
상기 제2 상관관계식은 상기 유량편차를 0부터 100까지 무차원 스케일로 표현하는 상관관계식이고,
상기 유량편차스케일 산출부는,
상기 제2 상관관계식에 상기 현재유량과 설계유량을 대입하여 상기 유량편차스케일을 산출하는 것인 연료의 발열량 산출 장치.
The method of claim 3,
The second correlation equation is a correlation equation representing the flow deviation from 0 to 100 on a dimensionless scale,
The flow rate deviation scale calculation unit,
An apparatus for calculating a calorific value of fuel that calculates the flow rate deviation scale by substituting the current flow rate and the design flow rate in the second correlation equation.
상기 제2 상관관계식은,
The method of claim 7,
The second correlation equation,
상기 유량편차스케일은, 상기 유량편차가 0일 때, 50인 연료의 발열량 산출 장치.
The method of claim 7,
The flow rate deviation scale, when the flow rate deviation is 0, a device for calculating the calorific value of 50 fuel.
상기 제3 상관관계식은 상기 유량편차스케일에 따른 발열량 변화에 대한 상관관계식이고,
상기 발열량 산출부는,
상기 제3 상관관계식에 상기 유량편차스케일을 대입하여 상기 현재탄의 발열량을 산출하는 것인 연료의 발열량 산출 장치.
The method of claim 3,
The third correlation equation is a correlation equation for the change in heat generation according to the flow deviation scale,
The calorific value calculation unit,
An apparatus for calculating a calorific value of fuel that calculates the calorific value of the current coal by substituting the flow deviation scale in the third correlation equation.
상기 제3 상관관계식은,
The method of claim 10,
The third correlation equation,
상기 현재출력과 동일한 설계출력에서의 설계유량을 산출하는 단계;
상기 현재유량과 설계유량 간의 유량편차를 무차원 스케일로 나타낸 유량편차스케일을 산출하는 단계; 및
상기 유량편차스케일을 이용하여 발전소에서 현재 운전중에 소비되는 현재탄의 발열량을 산출하는 단계;
를 포함하는 연료의 발열량 산출 방법.
Measuring the current flow rate at the current output of the power plant;
Calculating a design flow rate at the same design output as the current output;
Calculating a flow deviation scale representing a flow rate deviation between the current flow rate and the design flow rate on a dimensionless scale; And
Calculating the calorific value of the current coal consumed during the current operation in the power plant using the flow deviation scale;
Method for calculating the calorific value of the fuel comprising a.
상기 현재유량을 측정하는 단계는,
다수 개의 석탄조와 석탄 공급기를 통해 보일러로 공급되는 현재탄을 모두 합친 전체유량을 상기 현재유량으로 측정하는 것인 연료의 발열량 산출 방법.
The method of claim 12,
The step of measuring the current flow rate,
A method for calculating the calorific value of fuel, which measures the total flow rate of all the current coal supplied to the boiler through a plurality of coal tanks and a coal feeder as the current flow rate.
상기 현재유량을 측정하는 단계 이전에, 상기 설계유량을 산출하기 위한 제1 상관관계식, 상기 유량편차스케일을 산출하기 위한 제2 상관관계식, 상기 현재탄의 발열량을 산출하기 위한 제3 상관관계식을 미리 도출하여 저장하는 단계;
를 더 포함하는 연료의 발열량 산출 방법.
The method of claim 12,
Before the step of measuring the current flow rate, a first correlation equation for calculating the design flow rate, a second correlation equation for calculating the flow deviation scale, and a third correlation equation for calculating the heating value of the current coal in advance Deriving and storing;
Method for calculating the calorific value of the fuel further comprising a.
상기 제1 상관관계식은 발전소 설계데이터 분석을 통해 도출된 설계탄의 유량과 출력 변화에 대한 상관관계식이고,
상기 설계유량을 산출하는 단계는,
상기 제1 상관관계식에 상기 현재출력과 동일한 설계출력을 대입하여 상기 설계유량을 산출하는 것인 연료의 발열량 산출 방법.
The method of claim 14,
The first correlation equation is a correlation equation for the change in the flow rate and output of the design coal derived through analysis of power plant design data,
The step of calculating the design flow rate,
A method for calculating the calorific value of fuel, wherein the design flow rate is calculated by substituting the same design output as the current output in the first correlation equation.
상기 제1 상관관계식은,
The method of claim 15,
The first correlation equation,
상기 현재출력과 동일한 설계출력은,
정격출력 또는 부분출력인 연료의 발열량 산출 방법.
The method of claim 15,
The same design output as the current output,
How to calculate the calorific value of fuel that is rated or partial output.
상기 제2 상관관계식은 상기 유량편차를 0부터 100까지 무차원 스케일로 표현하는 상관관계식이고,
상기 유량편차스케일을 산출하는 단계는,
상기 제2 상관관계식에 상기 현재유량과 설계유량을 대입하여 상기 유량편차스케일을 산출하는 것인 연료의 발열량 산출 방법.
The method of claim 14,
The second correlation equation is a correlation equation representing the flow deviation from 0 to 100 on a dimensionless scale,
The step of calculating the flow deviation scale,
A method of calculating the calorific value of fuel, wherein the flow rate deviation scale is calculated by substituting the current flow rate and the design flow rate in the second correlation equation.
상기 제2 상관관계식은,
The method of claim 18,
The second correlation equation,
상기 유량편차스케일은, 상기 유량편차가 0일 때, 50인 연료의 발열량 산출 방법.
The method of claim 18,
The flow rate deviation scale, when the flow rate deviation is 0, a method for calculating the calorific value of fuel of 50.
상기 제3 상관관계식은 상기 유량편차스케일에 따른 발열량 변화에 대한 상관관계식이고,
상기 발열량을 산출하는 단계는,
상기 제3 상관관계식에 상기 유량편차스케일을 대입하여 상기 현재탄의 발열량을 산출하는 것인 연료의 발열량 산출 방법.
The method of claim 14,
The third correlation equation is a correlation equation for the change in heat generation according to the flow deviation scale,
The step of calculating the calorific value,
The method for calculating the calorific value of fuel is to calculate the calorific value of the current coal by substituting the flow deviation scale in the third correlation equation.
상기 제3 상관관계식은,
The method of claim 21,
The third correlation equation,
발전소의 현재출력에서의 현재유량을 측정하는 동작;
상기 현재출력과 동일한 설계출력에서의 설계유량을 산출하는 동작;
상기 현재유량과 설계유량 간의 유량편차를 무차원 스케일로 나타낸 유량편차스케일을 산출하는 동작; 및
상기 유량편차스케일을 이용하여 발전소에서 현재 운전중에 소비되는 현재탄의 발열량을 산출하는 동작;
을 포함하는 연료의 발열량 산출 방법을 실행하는 프로그램 코드가 기록된 컴퓨터 판독 가능한 저장매체.
A computer-readable storage medium having program code recorded thereon,
Measuring the current flow rate at the current output of the power plant;
Calculating a design flow rate at the same design output as the current output;
Calculating a flow deviation scale representing a flow rate deviation between the current flow rate and the design flow rate on a dimensionless scale; And
Calculating the calorific value of the current coal consumed during the current operation in the power plant using the flow deviation scale;
A computer-readable storage medium in which program code for executing a method for calculating a calorific value of fuel is recorded.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190081339A KR102126445B1 (en) | 2019-07-05 | 2019-07-05 | Apparatus and method for calculating calorific value of fuel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190081339A KR102126445B1 (en) | 2019-07-05 | 2019-07-05 | Apparatus and method for calculating calorific value of fuel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102126445B1 true KR102126445B1 (en) | 2020-06-24 |
Family
ID=71407700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190081339A KR102126445B1 (en) | 2019-07-05 | 2019-07-05 | Apparatus and method for calculating calorific value of fuel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102126445B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3905829B2 (en) * | 2002-12-13 | 2007-04-18 | 三菱重工業株式会社 | Gas turbine fuel gas calorie estimation apparatus and gas turbine |
| JP2012007539A (en) * | 2010-06-24 | 2012-01-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Device and method for calculation of fuel calorie |
| KR101704326B1 (en) | 2013-02-15 | 2017-02-07 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | Fuel gas calorie estimation device, fuel gas calorie estimation method, and computer readable storage medium |
-
2019
- 2019-07-05 KR KR1020190081339A patent/KR102126445B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3905829B2 (en) * | 2002-12-13 | 2007-04-18 | 三菱重工業株式会社 | Gas turbine fuel gas calorie estimation apparatus and gas turbine |
| JP2012007539A (en) * | 2010-06-24 | 2012-01-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Device and method for calculation of fuel calorie |
| KR101704326B1 (en) | 2013-02-15 | 2017-02-07 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | Fuel gas calorie estimation device, fuel gas calorie estimation method, and computer readable storage medium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101689050B (en) | Use of statistical analysis in power plant performance monitoring | |
| CN103115356B (en) | The monitoring method of Supercritical CFB Boiler burning signal and optimal control method | |
| Murer et al. | High efficient waste-to-energy in Amsterdam: Getting ready for the next steps | |
| JP5251938B2 (en) | Plant control device and thermal power plant control device | |
| Raimi et al. | Global energy outlook 2022: turning points and tension in the energy transition | |
| CN112330179B (en) | Fuzzy comprehensive evaluation method for coal blending combustion based on improved entropy weight method | |
| Tock et al. | Process design optimization strategy to develop energy and cost correlations of CO2 capture processes | |
| Rohlfs et al. | Assessment of clean-coal strategies: The questionable merits of carbon capture-readiness | |
| US10436124B2 (en) | Signal processing for auto-tuning a gas turbine engine | |
| KR102126445B1 (en) | Apparatus and method for calculating calorific value of fuel | |
| Laude et al. | Biomass and CCS: The influence of technical change | |
| CN112147276A (en) | Accounting method and device for greenhouse gas emission of paper making and paper product production enterprises | |
| De Meulenaere et al. | Quantifying the impact of furnace heat transfer parameter uncertainties on the thermodynamic simulations of a biomass retrofit | |
| Elwardany et al. | Energy and exergy assessment of 750 MW combined cycle power plant: A case study | |
| Borthwick et al. | Examination of United States carbon dioxide emission databases | |
| CN110866697A (en) | Economical evaluation method for gas-steam combined cycle unit | |
| JP2006132902A (en) | Combustion condition estimating device and method | |
| JP2017228102A (en) | Raw material selection support device, and raw material selection support method | |
| CN114267418A (en) | Real-time measurement method and device for boiler operation data | |
| Costa et al. | Maximum profit cogeneration plant-MPCP: system modeling, optimization problem formulation, and solution | |
| Plis et al. | Identification of mathematical models of thermal processes with reconciled measurement results | |
| Šulc et al. | Control for ecological improvement of small biomass boilers | |
| KR101131149B1 (en) | The thermal performance analysing device and method | |
| KR102071080B1 (en) | Apparatus for real time calculating unburned carbon loss in coal firing boiler and Method for the same | |
| Bruzzone et al. | Performance evaluation of a supercritical circulating fluidized bed boiler for power generation under flexible operation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |