KR20050007931A - Fitting pressure drop estimation method in thermal power plant - Google Patents

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KR20050007931A KR1020030047568A KR20030047568A KR20050007931A KR 20050007931 A KR20050007931 A KR 20050007931A KR 1020030047568 A KR1020030047568 A KR 1020030047568A KR 20030047568 A KR20030047568 A KR 20030047568A KR 20050007931 A KR20050007931 A KR 20050007931A
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Abstract

PURPOSE: A method for estimating a pressure drop of fittings on a boiler of a thermal power plant is provided to estimate the pressure drop generated from property or an outer shape related data of each fitting according to each component/operation condition for a pressured part of the boiler, when size or shape changes of the fitting is applied. CONSTITUTION: The component of the selected pressured part in the boiler and an operation condition of the component are inputted through a data input means(S21). The property and the shape of the fittings used in the component are inputted(S22). The pressure drop generated by the property and the shape of the fittings is estimated(S23).

Description

화력 발전소에서의 피팅류 압력손실 추정 방법{FITTING PRESSURE DROP ESTIMATION METHOD IN THERMAL POWER PLANT}FITTING PRESSURE DROP ESTIMATION METHOD IN THERMAL POWER PLANT}

본 발명은 화력 발전소에서의 보일러에 관한 것으로, 특히 화력 발전소 내 보일러를 설계할 시, 작업 현장에서 발생하는 각종 피팅류의 크기나 형상의 변경을 적용하여야 하는 경우, 보일러 압력부의 각 구성요소별 및 운전조건별로 구분하여 각 피팅류의 특성이나 외형에 의해 발생되는 압력손실값을 추정하는 화력 발전소에서의 피팅류 압력손실 추정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a boiler in a thermal power plant, in particular, when designing a boiler in a thermal power plant, it is necessary to apply a change in the size or shape of the various fittings generated at the work site, by each component and The present invention relates to a method of estimating the pressure loss of fittings in a thermal power plant, which estimates the pressure loss caused by the characteristics or appearance of each fitting by classifying the operating conditions.

일반적으로, 화력 발전소는 내부에 장착되는 증기발생기 즉, 발전용 혹은 산업용으로 필요한 증기를 생성하는 보일러는, 증기를 발생시키는 본체 및 순환계통, 연료의 공급 및 연소를 통해 보일러 내에 열원을 공급하는 연소장치, 연소에 필요한 공기의 공급 및 연소와 가스를 방출시키는 통풍장치, 기타 보일러를 빠져 나가는 연소가스로부터 열량을 회수하는 공기 예열기, 보일러 본체 내에 축적되는 회분을 제거하기 위한 제매기, 보일러 본체를 보호하기 위한 안전밸브 등으로 구성되며, 최근에는 별도로 보일러로부터 배출되는 먼지 및 회분을 회수하기 위한 고효율 전기 집진기와 질산화물 및 황산화물 저감장치가 추가되기도 한다.In general, a thermal power plant has a steam generator installed therein, that is, a boiler generating steam necessary for power generation or industrial use, a combustion body which supplies a heat source through the main body and circulation system that generates steam, and the supply and combustion of fuel. Device, supplying air for combustion and ventilator to release combustion and gas, air preheater to recover heat from combustion gas exiting boiler, refiner to remove ash accumulated in boiler body, protect boiler body It consists of a safety valve for the purpose, and recently, a high-efficiency electric dust collector and nitrogen oxide and sulfur oxide reduction device for recovering dust and ash discharged from the boiler is also added separately.

그리고, 상기 보일러의 용량 및 그 역할에 따라, 화력 발전소에는 자연순환 보일러 및 강제순환 보일러를 포함하는 드럼형 보일러(Drum Type Boiler), 관류형 보일러(Once Through Boiler), 유동층 보일러(Circulating Fluidized Bed), 폐열회수 보일러(Heat Recovery Steam Generator) 등의 타입으로 구분한다.And, according to the capacity of the boiler and its role, the thermal power plant has a drum type boiler, a through-through boiler, a circulating fluidized bed, including a natural circulation boiler and a forced circulation boiler. , Waste heat recovery boiler (Heat Recovery Steam Generator).

한편, 화력 발전소 내 보일러 압력부는 판넬, 헤더 및 노즐, 과열기, 재열기, 절탄기로 구성되며, 상기 판넬은 화로의 사방벽에 물이 통과할 수 있도록 수냉벽을 구성한 것으로 화로 내에서 연료가 연소될 때 발생하는 열을 흡수하여 물을 가열 증발시킴과 동시에 화염을 차단하고 화로 벽을 냉각 보호하며, 상기 헤더 및 노즐은 튜브(Tube)나 링크(Link)를 통해 물과 증기를 모으거나 재분배하는 장치로서 열교환을 하지 않기 때문에 연소가스와 접촉되지 않도록 하기 위하여 대부분 화로 외부에 설치한다.Meanwhile, a boiler pressure part in a thermal power plant is composed of a panel, a header and a nozzle, a superheater, a reheater, and a coal cutter, and the panel is configured of a water cooling wall to allow water to pass through all four sides of the furnace. A device that absorbs the heat generated by heating and evaporating water, at the same time blocking the flame and cooling and protecting the furnace wall, and the header and nozzles collect or redistribute water and steam through a tube or a link. Since it does not exchange heat, most of them are installed outside the furnace to avoid contact with combustion gases.

그리고, 상기 과열기는 드럼에서 분리된 포화증기를 열교환을 통하여 과포화증기로 전환하고, 상기 재열기는 고압터빈에서 배출되는 증기를 보일러에서 재가열하여 중,저압 터빈용 증기로 재활용하며, 상기 절탄기는 보일러에서 배출되는 연소가스의 대류열을 이용하여 보일러 내로 들어가는 급수를 예열한다.The superheater converts saturated steam separated from the drum into supersaturated steam through heat exchange, and the reheater reheats the steam discharged from the high pressure turbine in a boiler and recycles the steam for medium and low pressure turbines. Preheat the feed water into the boiler using the convective heat of the combustion gas discharged from.

그리고, 화력 발전소 내 보일러를 설치할 시, 튜브(Tube), 링크(Link), 파이프(Pipe) 등의 피팅류(Fitting)를 사용하여 보일러 압력부의 전열면을 배치하게 되며, 상기 전열면을 배치하는데 사용되는 각종 피팅류는 표준 규격의 제품을 사용하더라도, 보일러가 설치되는 환경 및 작업자의 숙련도 등의 차이에 의해 각종 피팅류의 크기나 형상이 달라지게 된다.And, when installing the boiler in the thermal power plant, using the fittings (Tube), Link (Pipe), such as pipe (Pipe) to arrange the heat transfer surface of the boiler pressure portion, to arrange the heat transfer surface The various fittings used may vary in size or shape depending on the environment in which the boiler is installed and the skill of the operator, even if the products of standard specifications are used.

이에, 상기 보일러에 적용되는 각종 피팅류의 크기나 형상이 달라짐에 따라, 해당 피팅류에서 발생하는 유체의 압력 손실을 계산할 필요가 있다.Accordingly, as the size or shape of the various fittings applied to the boiler is changed, it is necessary to calculate the pressure loss of the fluid generated in the fittings.

그런데, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 화력 발전소 내 보일러를 설계할시, 작업 현장에서 발생하는 각종 피팅류의 크기나 형상의 변경을 적용하여야 하는 경우, 상기 변경된 튜브, 링크, 파이프 등에 의해 발생되는 압력손실을 계산할 수 없어, 보일러의 운행 중 고온고압의 유체가 누설되어 사고 발생의 가능성이 있는 것은 물론, 각종 피팅류에 의해 발생된 압력손실로 인하여 보일러의 운전 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.By the way, in the prior art as described above, when designing a boiler in a thermal power plant, it is necessary to apply a change in the size or shape of the various fittings generated at the work site, it is generated by the changed tube, link, pipe, etc. Since the pressure loss cannot be calculated, there is a possibility that an accident occurs due to the leakage of the high temperature and high pressure fluid during the operation of the boiler, as well as the operation efficiency of the boiler due to the pressure loss caused by various fittings.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 화력 발전소 내 보일러를 설계할 시, 작업 현장에서 발생하는 각종 피팅류의 크기나 형상의 변경을 적용하여야 하는 경우, 보일러 압력부의 각 구성요소별 및 운전조건별로 구분하여 각 피팅류의 특성이나 외형 관련 데이터에 의해 발생되는 압력손실값을 추정하도록 하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the conventional problems as described above, when designing a boiler in a thermal power plant, when it is necessary to apply a change in the size or shape of the various fittings generated at the work site, boiler pressure unit The purpose is to provide a method for estimating the pressure loss generated by the characteristics of each fitting or by the appearance-related data by classifying each component and each operating condition.

도1은 본 발명 화력 발전소에서의 피팅류 압력손실 추정 방법을 구현한 장치의 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of a device implementing the fittings pressure loss estimation method in the thermal power plant of the present invention.

도2는 본 발명 화력 발전소에서의 피팅류 압력손실 추정 방법의 동작과정을 보인 순서도.Figure 2 is a flow chart showing the operation of the fittings pressure loss estimation method in the thermal power plant of the present invention.

도3은 본 발명 화력 발전소에서의 피팅류 압력손실 추정 방법에서, 입력화면의 예를 보인 예시도.Figure 3 is an exemplary view showing an example of the input screen in the fittings pressure loss estimation method in the thermal power plant of the present invention.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***

10 : 데이터 입력수단 11 : 데이터베이스10: data input means 11: database

12 : 중앙처리장치 13 : 데이터 출력수단12: central processing unit 13: data output means

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 데이터 입력수단을 통해 선택된 보일러 압력부의 구성요소 및 그 구성요소가 가동되는 운전조건을 입력하는 단계와; 상기 선택된 보일러 압력부의 구성요소에 사용되는 피팅류의 특성 및 외형을 입력하는 단계와; 상기 입력된 피팅류의 특성 및 외형에 의해 발생되는 압력손실값을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object comprises the steps of inputting a component of the selected boiler pressure portion and the operating conditions that the component is operated through the data input means; Inputting characteristics and appearance of fittings used in the selected boiler pressure component; And estimating a pressure loss value generated by the characteristics and appearance of the input fittings.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면다음과 같다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명 화력 발전소에서의 피팅류 압력손실 추정 방법을 구현한 장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이, 보일러 압력부의 각 구성요소 및 그에 사용되는 튜브(Tube), 링크(Link), 파이프(Pipe) 등의 피팅류(Fitting)의 특성 및 외형과 제어명령을 수신하는 데이터 입력수단(10)과; 보일러 압력부의 구성요소 및 운전조건에 따른 압력손실값 산출공식을 저장하는 데이터베이스(11)와; 상기 데이터 입력수단(10)으로부터 수신된 보일러 압력부의 구성요소 및 그에 사용되는 피팅류의 특성 및 외형에 따른 압력손실값 산출공식을 상기 데이터베이스(11)로부터 로딩하여, 상기 튜브, 링크, 파이프 등의 피팅류에 의한 압력손실값을 추정하는 중앙처리장치(12)와; 상기 중앙처리장치(12)에서 추정된 압력손실값을 처리하여 디스플레이하는 데이터 출력수단(13)으로 구성한다.1 is a block diagram showing the configuration of a device implementing the method for estimating fitting pressure loss in a thermal power plant of the present invention. As shown in FIG. 1, each component of a boiler pressure unit and a tube, a link ( Data input means (10) for receiving characteristics of the fittings such as a link, a pipe, an appearance, and a control command; A database 11 for storing a formula for calculating a pressure loss value according to a component of a boiler pressure unit and an operating condition; The pressure loss value calculation formula according to the characteristics and appearance of the components of the boiler pressure portion received from the data input means 10 and the fittings used therein is loaded from the database 11, and thus the tube, link, pipe, etc. A central processing unit (12) for estimating a pressure loss value due to fittings; The data processing means 13 processes and displays the pressure loss value estimated by the central processing unit 12.

본 발명은, 화력 발전소 내 보일러 압력부의 전열면 배치가 완료된 후, 튜브, 링크, 파이프 등의 각 피팅류에 의해 발생하는 압력손실값을 계산하는 것으로 가정한다.It is assumed that the present invention calculates the pressure loss value generated by each fitting such as a tube, a link, a pipe, etc. after the arrangement of the heat transfer surface of the boiler pressure part in the thermal power plant is completed.

본 발명에서, 데이터베이스(11)는 보일러 압력부의 구성요소 및 운전조건에 따른 압력손실값 산출공식을 기저장하고 있으며, 사용자가 입력화면 상에서 해당 세분화된 선택사항에 데이터를 입력하면 중앙처리장치(12)에서 상기 기저장된 해당 압력손실값 산출공식을 로딩하여 자동으로 압력손실값을 산출하여 출력한다.In the present invention, the database 11 is pre-stored the formula for calculating the pressure loss value according to the components of the boiler pressure unit and the operating conditions, the central processing unit 12 when the user enters the data in the subdivided options on the input screen In the above), the previously stored pressure loss value calculation formula is loaded and automatically calculates and outputs the pressure loss value.

이하, 본 발명의 동작과정을 도2의 순서도를 참조하여 설명하면, 먼저 중앙처리장치(12)는 데이터 입력수단(10)을 통해 제어명령을 수신하여, 보일러 압력부의 구성요소 및 그 선택된 구성요소가 가동되는 운전조건을 선택한다(S20,S21).Hereinafter, the operation process of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. 2. First, the central processing unit 12 receives a control command through the data input unit 10, and thus, the components of the boiler pressure unit and the selected components thereof. Select the operating condition is operated (S20, S21).

즉, 초기화 상태에서, 도3과 같은 입력화면이 디스플레이 되는데, 여기서 섹션이름 선택블록(30)은 압력손실값을 구하고자 하는 섹션의 이름을 지정하기 위한 블록이고, 구성요소 선택블록(40)은 과열기 및 제열기 항목 또는 절탄기 항목으로 구분되어 보일러 압력부의 구성요소를 선택하기 위한 블록이며, 운전조건 선택블록(50)은 보일러 내의 증기가 기화되는 상태의 압력조건의 정도를 초임계압(SUPERCRITICAL) 또는 부임계압(SUBCRITICAL)으로 구분한 보일러의 운전조건을 선택하는 블록이다.That is, in the initialization state, an input screen as shown in FIG. 3 is displayed, wherein the section name selection block 30 is a block for specifying the name of the section for which the pressure loss value is to be obtained, and the component selection block 40 is It is divided into superheater and desuperheater item, or coal cutter, and it is a block for selecting a component of the boiler pressure part. The operation condition selection block 50 is a supercritical pressure indicating the degree of pressure condition in which steam in the boiler is vaporized. ) Or a subcritical pressure block to select the operating conditions of the boiler.

그 다음, 중앙처리장치(12)는 데이터 입력수단(10)을 통해 해당 보일러 압력부의 구성요소에 사용되는 튜브, 링크, 파이프 등의 피팅류의 특성 및 외형을 입력받고(S22), 그 입력된 피팅류의 특성 및 외형에 따른 압력손실값 산출공식을 데이터베이스(11)로부터 로딩하여, 상기 튜브, 링크, 파이프 등의 피팅류에 의해 발생되는 압력손실값을 추정하며, 이에 따라 상기 추정된 압력손실값을 데이터 출력수단(13)에서 처리하여 디스플레이하게 된다(S23).Next, the central processing unit 12 receives the characteristics and the appearance of fittings such as tubes, links, pipes, etc. used for the components of the boiler pressure unit through the data input unit 10 (S22). The pressure loss value calculation formula according to the characteristics and the shape of the fittings is loaded from the database 11 to estimate the pressure loss generated by the fittings such as the tube, the link, the pipe, and the like. The value is processed by the data output means 13 and displayed (S23).

여기서, 피팅류의 특성 및 외형은 도3과 같이 피팅류의 특성 선택블록(60) 및 피팅류의 외형 선택블록(70)으로 입력되며, 피팅류의 특성 선택블록(60)은 각 피팅류의 외경, 평균두께, 유속, 튜브 번호 및 갯수, 총 길이, 압력손실계수, 비체적, 마찰계수 등 피팅류의 고유 특성에 의해 발생되는 압력손실 요인 인자를 입력받고, 피팅류의 외형 선택블록(70)은 각 피팅류의 입구 및 출구 갯수, 스퀴즈 리턴벤드(Squeezed return bend), 180°벤드, 90°벤드, 45°벤드, 짧은 90°엘보우, 긴 90°벤드, 갈래 갯수 등의 피팅류의 외형에 의해 발생되는 압력손실 요인 인자를 입력받는다.Here, the characteristics and the appearance of the fittings are input to the characteristic selection block 60 of the fittings and the appearance selection block 70 of the fittings as shown in Figure 3, the characteristic selection block 60 of the fittings is the Pressure selection factor factors generated by the inherent characteristics of fittings such as outer diameter, average thickness, flow rate, tube number and number, total length, pressure loss coefficient, specific volume, and friction coefficient are inputted. ) Shows the number of fittings such as the number of inlets and outlets of each fitting, squeezed return bend, 180 ° bend, 90 ° bend, 45 ° bend, short 90 ° elbow, long 90 ° bend, and branch number. The pressure loss factor generated by.

따라서, 각종 피팅류의 크기나 형상이 변경하더라도, 상기 피팅류의 특성 선택블록(60)이나 피팅류의 외형 선택블록(70)으로 그 변경된 값을 입력받아, 압력손실값을 추정할 수 있게 된다.Therefore, even if the size or shape of the various fittings are changed, the changed value can be input to the characteristic selection block 60 of the fittings or the external shape selection block 70 of the fittings, and the pressure loss value can be estimated. .

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 화력 발전소 내 보일러를 설계할 시, 작업 현장에서 발생하는 각종 피팅류의 크기나 형상의 변경을 적용하여야 하는 경우, 보일러 압력부의 각 구성요소별 및 운전조건별로 구분하여 각 피팅류의 특성이나 외형 관련 데이터를 입력받아 압력손실값을 추정함으로써, 변경된 보일러 압력부의 각종 피팅류에 의해 발생되는 압력손실값의 추정이 가능하여, 보일러의 안전운전에 대한 신뢰성을 향상하는 효과가 있다.As described above, in the present invention, when designing a boiler in a thermal power plant, when a change in the size or shape of various fittings generated at the work site should be applied, the present invention is classified by each component and operating condition of the boiler pressure unit. By estimating the pressure loss value by inputting the characteristics of the fittings and the shape-related data, it is possible to estimate the pressure loss value generated by the various fittings of the changed boiler pressure, thereby improving the reliability of the safe operation of the boiler. It works.

Claims (1)

데이터 입력수단을 통해 선택된 보일러 압력부의 구성요소 및 그 구성요소가 가동되는 운전조건을 입력하는 단계와; 상기 선택된 보일러 압력부의 구성요소에 사용되는 피팅류의 특성 및 외형을 입력하는 단계와; 상기 입력된 피팅류의 특성 및 외형에 의해 발생되는 압력손실값을 추정하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 화력 발전소에서의 피팅류 압력손실 추정 방법.Inputting a component of the selected boiler pressure portion and operating conditions under which the component is operated through data input means; Inputting characteristics and appearance of fittings used in the selected boiler pressure component; And estimating a pressure loss value generated by the characteristics and the shape of the input fittings.
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