KR20050094745A - 석탄 화재 예방 및 온도 감지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 야적장에 장시간 저장되는 석탄 더미의 표면 온도를 자동으로 감지하여 그 내부에서의 자연발화를 사전에 방지할 수 있는 석탄 온도 자동 감지 시스템에 관한 것이다.

Description

석탄 온도 자동 감지 시스템{coal temperature auto monitoring system}

본 발명은 야적장에 장시간 저장되는 석탄 더미의 표면 온도를 자동으로 감지하여 그 내부에서의 자연발화를 사전에 방지할 수 있는 석탄 온도 자동 감지 시스템에 관한 것이다.

화력발전소에서 사용되는 석탄은 여러 지역에서 수입되어 연소 조건에 맞게 혼탄하여 사용하고 있으며, 하역 후 바로 보일러실로 상탄하는 경우도 있으나, 제반 여건상 저탄장에 다수의 석탄더미로 해서 장시간 저장하여 사용하는 경우가 빈번하다. 하나의 석탄더미는 그 넓이가 100*50m이고 높이는 10 ~ 12m 정도이고, 이러한 석탄더미가 약 20개이며, 전체 면적은 약 600*500m이며, 그 무게는 수천 톤이다.

이와 같이 거대한 석탄더미를 오랜 기간 동안 저장하는 경우에 석탄더미의 중심에서 온도의 상승을 수반하여 자연발화로 인한 화재가 발생되는 위험에 처하게 된다. 이러한 위험은 특히 휘발성분이 높은 아역청탄을 장기 저장 시 내부 온도가 상승하여 주위 온도가 높은 여름철 또는 비가 온 후에 크다.

따라서, 석탄더미의 자연발화를 미연에 방지하기 위하여, 지속적인 석탄 내부의 온도 감시 및 온도 상승에 따른 살수(물을 뿌려 줌)나 산소공급을 차단하기 위한 석탄더미 다짐 등 적절한 조치가 필요하다.

석탄 내부의 온도 감시를 위하여, 종래에는 운전원이 휴대용 온도계로 1MR 정도의 내부 온도를 수동으로 측정하는 방식으로 점검하고 있는데, 이것은 다음과 같은 문제가 있다.

첫째, 운전원에 따라 측정 장소 및 깊이가 달라 지속적인 추적 관리가 미흡하고, 종합적인 관리가 불가능하며, 객관적이지 못하다.

둘째, 지역이 광범위하고 거대하여 인원 및 시간 손실이 크다.

셋째, 분진 및 가스 등 인체에 유해한 지역에 장시간 점검을 해야 함으로 운전원의 건강을 해칠 우려가 크다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 석탄더미의 표면 온도를 지속적이고 개관적으로 자동 감시하여 석탄더미의 내부에서 자연 발화하는 것을 사전에 방지할 수 있는 석탄 온도 자동 감시 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 석탄 온도 자동 감지 시스템은 저탄장의 석탄 더미를 촬영하는 적외선 카메라; 상기 적외선 카메라의 영상신호를 온도분포 신호로 변환하여 관리 제어하는 제어유닛을 포함하여 이루어진다.

이 구성에 의하면, 석탄더미의 표면 온도를 지속적이고 개관적으로 자동 감시하여 석탄더미의 내부에서 자연 발화하는 것을 사전에 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 석탄 온도 자동 감지 시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1의 카메라 위치를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이고, 도 3a 내지 도 3d는 각 카메라의 감시 가능 영역을 도시한 도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 석탄 온도 자동 감지 시스템은 크게 저탄장에 배치 설치되는 적외선 카메라(C1,C2,C3,C4)와 이 적외선 카메라를 구동 제어하는 제어유닛으로 구성되어 있다. 저탄장은 석탄더미가 복수로 배열되어 있고, 그 사이마다 보일러실로 운반되는 컨베이어가 설치되어 있다. 이 컨베이어에 석탄을 퍼 올리거나 내리는 것은 스테커(stacker)/리클레이머(reclaimer)에 의해 행해진다.

적외선 카메라는 복수의 석탄더미가 놓여있는 저탄장(storage yard) 주변에 설치되어 있다. 각 적외선 카메라는 저탄장의 넓이나 저장하는 석탄더미의 높이에 맞도록 철탑에 설치되게 된다. 예컨대, 도 3a 내지 도 3d에 도시한 바와 같이, 다수의 석탄더미 표면 전체가 촬영될 수 있도록 철탑의 높이와 촬영 위치를 설정하는 것이 바람직하다.

적외선 카메라는 FLIR SYSTEMS회사의 A40 모델 및 카메라 회전을 위해 서보 모터를 장착한다.

적외선 카메라로부터 촬영된 석탄표면의 영상신호는 광케이블(optical cable)을 통해 제어유닛으로 입력된다. 이 입력된 영상신호는 광 인터페이스(optical interface)와 중앙제어장치(CPU)를 통해 온도분포 신호로 변환하여 각 포인트별 온도 변화를 주기적이고 지속적으로 관리 제어하게 된다. 온도 측정 및 데이터 관리는 위치 지정 및 온도 감시 방법 설정용 비디오 매트릭스(VIDEO MATRIX)가 사용되는 것이 바람직하다. 각 포인트 변경 및 데이터 관리는 운영PC에 의해 행해진다.

또한, 제어유닛에는 각 적외선 카메라의 영상신호를 저장하는 디지털 비디오 레코더(Digital Video Recorder: DVR)가 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 제어유닛에는 각 적외선 카메라의 위치 제어를 위해 팬/틸트 드라이브(FAN/TILT DRIVE)가 구현되는 것이 바람직하다.

제어유닛의 운영소프트웨어는 위와 같은 구성을 통해 수집된 온도분포를 분석하여 화재 가능성 분석 및 예측을 수행하며, 또한 열원의 위치, 이동상태, 온도변화 등을 분석하여 이상 발생시 이상부위를 집중 관리하여 화재를 미연에 방지하는 프로그램으로 구성되어 있다. 시스템의 운영 소프트웨어를 통하여, 운전원은 석탄의 종류 및 환경에 맞도록 설정치를 변경하여 운영할 수 있다.

한편, 온도변화 추이가 설정치 이상의 온도변화가 지속될 때 또는 화재 예상 시 알람 유닛을 통해 경보를 발생시켜 빠른 조치를 취할 수 있도록 하는 바람직하다.

통상 저탄장에서의 화재는 짧은 시간에 발생하는 것이 아니라 약 일주일 전부터 화재의 조짐이 나타나기 시작함으로, 석탄 온도 자동 감지 시스템을 통해서 체계적이고 집중적인 관리에 의해 화재를 미연에 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 석탄 온도 감지 시스템은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상의 설명에서 명백하듯이, 본 발명의 석탄 온도 감지 시스템은 적외선 카메라를 통해 석탄더미의 표면온도를 주기적이고 지속적으로 감시하여 화재를 미연에 방지할 수 있다. 또한, 온도변화 감시 및 데이터 관리로 사전에 자동/수동으로 제반 조치를 취할 수 있어 저탄장 관리가 용이할 수 있다. 또한, 저탄장 및 주변온도 등을 종합적으로 관리할 수 있어 환경 친화적으로 운영이 가능하다. 또한, 운전원의 인원이나 시간의 손실을 줄이는 등의 근무 환경 개선으로, 취약설비에 더 많은 인원을 투입 점검할 수 있어 발전설비의 안정적 운영에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 석탄 온도 자동 감지 시스템을 도시한 구성도이다.

도 2는 도 1의 카메라 위치를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이다.

도 3a 내지 도 3d는 각 카메라의 감시 가능 영역을 도시한 도이다.

Claims (1)

1. 저탄장의 석탄 더미를 촬영하는 적외선 카메라;

   상기 적외선 카메라의 영상신호를 온도분포 신호로 변환하여 관리 제어하는 제어유닛을 포함하여 이루어진 석탄 온도 자동 감지 시스템.