KR20110001790A - Calcuation system of temperature for power boiler and method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Inner-temperature computing system and method of a boiler are provided to enable the steam temperatures of heating surfaces with no measuring instruments and of an immeasurable high-temperature boiler to be calculated. CONSTITUTION: An inner-temperature computing system of a boiler comprises a measuring instrument(10), a database(20), a computing module(30), a comparing unit(40) and a monitoring unit(50). The measuring instrument measures the gas inlet temperature, steam inlet temperature, gas rate and steam rate of the heating surface of a boiler. The database stores the data from the measuring instrument and the computed temperature from the computing module. The computing module compares absorbed amount of heat with transferred amount of heat to obtain a gas outlet temperature. The comparing unit compares the computed value with the measured value on the Eco heating surface of the outlet of the boiler to make the computing module compute again. The monitoring unit displays the computed temperature from the computing module.

Description

보일러의 내부 온도 계산 시스템 및 방법{Calcuation system of temperature for power boiler and method thereof}Calculation system of temperature for power boiler and method

이 발명은 보일러의 내부 온도 계산 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 보일러의 실제 내부 온도값을 구하기 위하여 보일러에서 첫번째 전열면에서의 스팀의 계측된 유량값과 온도값을 가지고 전열면 전후의 연소가스의 온도 및 증기의 온도를 구하는 방법을 제시하여 계측이 불가능한 고온의 보일러 내부와 계측기가 설치되지 않은 수많은 전열면의 스팀에 대한 온도를 계산으로 구할 수 있으며, 가스온도와 스팀온도 계측값 모두를 기준으로 사용하여 계산된 스팀온도와 계측된 스팀온도, 그리고 계산된 가스온도와 계측된 가스온도를 모두 비교하여 오차가 최소가 되도록 계산이 수행되도록 하여 정확성을 높일 수 있는, 보일러의 내부 온도 계산 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for calculating the internal temperature of a boiler, and more specifically, to obtain the actual internal temperature of the boiler, in order to obtain the actual internal temperature of the boiler, the measured flow rate and temperature value of the steam at the first heat transfer surface of the boiler, By calculating the temperature of the combustion gas and the steam temperature, we can calculate the temperature of the steam inside the high temperature boiler that cannot be measured and the heat of many heating surfaces without measuring instrument. Calculate the internal temperature of the boiler, which can improve accuracy by comparing the calculated steam temperature and measured steam temperature and the calculated gas temperature and measured gas temperature so that the calculation is performed to minimize the error. System and method.

국내외 전력산업 환경이 크게 변화되어 발전시장에 경쟁이 도입되면서 발전설비 운영측면에서 경제성과 효율성이 강조되고 있다. As the domestic and overseas power industry environment has changed significantly, competition has been introduced into the power generation market, and economic efficiency and efficiency are emphasized in terms of power plant operation.

발전설비중의 하나로서 이용되고 있는 보일러는 연료의 연소에 의한 고온의 가스 열이 전열면내를 흐르는 저온의 스팀(또는 물)으로 열전달되어 가스는 냉각되 고 스팀은 가열되어 사용자가 원하는 조건의 고온 스팀을 만들어 내는 스팀 생산장치이다. 상기한 보일러는 최소의 연료소비로 최대의 스팀을 얻을 수 있다면, 보일러의 효율성, 즉 보일러 성능은 좋다고 말할 수 있다. The boiler used as one of the power generation facilities is heat-transferred by low-temperature steam (or water) flowing in the heat transfer surface by the heat of high-temperature gas from the combustion of fuel, the gas is cooled and the steam is heated to It is a steam producing device that produces hot steam. If the boiler can obtain the maximum steam with the least fuel consumption, it can be said that the efficiency of the boiler, that is, the boiler performance is good.

보일러의 효율은 열전달의 결과로써 나타나는 것이다. 가스에서 스팀으로 열전달이 잘되면 효율이 올라가고 반대로 잘 안되어 고온의 가스가 그대로 보일러 외부로 빠져나가면 효율이 떨어진다. 따라서 보일러내에서의 열의 이동 즉 온도상태는 중요한 의미를 지닌다. The efficiency of the boiler appears as a result of heat transfer. If heat transfer from gas to steam goes well, the efficiency goes up. On the contrary, if the hot gas goes out of the boiler as it is, the efficiency goes down. Therefore, the heat transfer in the boiler, that is, the temperature state, has a significant meaning.

이에따라 발전설비중에서 보일러의 운전성능에 크게 영향을 미치는 주요부분에는 계측기를 설치하여 온도관리를 수행하고 있다. Accordingly, the temperature control is performed by installing a measuring instrument in the main part of the power generation facilities that greatly affect the operation performance of the boiler.

그러나 보일러의 운전성능에 중요한 영향을 미치는 필수 온도관리 부분일지라도 고온으로 인하여 계측기의 설치가 불가능할 경우에 운전원은 그 부분의 온도 정보를 제공받지 못하여 블라인드 동작(Blind Operation) 상태로 운전됨으로써 최적 온도를 유지할 수가 없는 문제점이 있다. 예를들면, 화로출구와 같은 1200℃ 고온 연소가스 영역에는 계측기 설치가 불가능하므로 최적 온도를 유지하지 못하는 사례가 빈번하다.However, even if it is an essential temperature control part that has an important effect on the boiler's operating performance, when the installation of the instrument is impossible due to the high temperature, the operator does not receive the temperature information of the part and operates in blind operation to maintain the optimum temperature. There is a problem that can not be. For example, it is not possible to maintain the optimum temperature because the instrument is not installed in the 1200 ℃ hot combustion gas region, such as the furnace outlet.

이와 같이 화로출구와 같은 고온 연소가스 영역에는 계측기를 설치하기가 어려워 다른 부분의 운전데이터를 사용하여 화로출구 운전온도를 간접적으로 유추하여 관리하는 수준에 머무르고 있으며, 경험이 풍부한 일부 운전원에 의하여 운전 온도값을 주관적으로 평가함으로써 정확한 관리가 이루어지지 못하고 있는 문제점이 있다. 또한, 화로출구 가스온도를 계산하는 절차가 정립되지 않아서 수시로 변 화하는 운전조건에 대응하는 신속한 온도 계산이 수행되지 않아 최적 보일러 운전상태를 유지하는데 어려움이 있다.As such, it is difficult to install an instrument in a high temperature combustion gas area such as a furnace exit, so it is in a level that indirectly infers and manages the operation temperature of the furnace exit using other parts of operation data. There is a problem that accurate management is not achieved by subjectively evaluating the value. In addition, since the procedure for calculating the furnace outlet gas temperature has not been established, it is difficult to maintain the optimum boiler operation state because the rapid temperature calculation corresponding to the operating condition that changes frequently is not performed.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 화로출구의 온도를 임의의 기본값으로 설정한 뒤에 이를 이용하여 보일러의 마지막 튜브군을 빠져 나가는 저온의 연소가스 온도를 수식적으로 계산한 후 이를 실제 측정한 저온의 연소가스 온도와 비교하는 과정을 수행하면서, 수식적 계산값과 실제 측정값이 일치하지 않는 경우에는 화로출구 온도의 기본값을 변화시켜가면서 위의 과정을 반복하면서 수식적 계산값과 실제 측정한 값이 일치하는 경우의 화로출구의 설정온도를 실제온도로서 확인하는 기술이 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0694430(공고일자 2007년 03월 12일)의 "보일러의 화로출구 연소가스 온도 계산 시스템 및 방법"에서 본 출원인에 의해 개시된 바 있다.In order to solve this problem, after setting the temperature of the furnace outlet to an arbitrary default value, it is used to calculate the low temperature combustion gas temperature exiting the last tube group of the boiler by using this formula and then measured the actual low temperature combustion gas If the calculated value and the actual measured value do not coincide with the temperature, the above process is repeated while changing the default value of the furnace outlet temperature. The technique for confirming the set temperature of the furnace exit as the actual temperature is described in "Boiler Furnace Outlet Combustion Gas Temperature Calculation System and Method" of Korean Patent Publication No. 10-0694430 (March 12, 2007). It has been disclosed by the applicant.

또한, 발전소 보일러 성능의 출발점이고 주요 운전지표인 화로출구 가스온도를 실시간으로 감시하여 운전조건 변화에 따른 화로출구 가스온도를 객관적이고 정량적으로 구하여 화로 운전상태를 최적으로 유지하는 기술이 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0725177(공고일자 2007년 06월 04일)의 "역계산 기법을 이용한 보일러 고온부 가스온도 계산방법 및 그 시스템"에서 개시된 바 있다.In addition, the technology to maintain the furnace operation status optimally by objectively and quantitatively obtaining the furnace outlet gas temperature according to the change of operating conditions by monitoring the furnace outlet gas temperature, which is the starting point of the boiler performance and the main operation indicator, in real time. A method and system for calculating a gas temperature of a boiler hot portion using a reverse calculation technique is disclosed in the registration number 10-0725177 (Jun. 04, 2007).

그러나, 가스는 고온 때문에, 그리고 스팀은 경제적인 이유로 수많은 전열면 전후에 계측기를 설치가 용이하지 않기 때문에 보일러 운용상 보일러 내부에서 가스와 스팀의 온도를 제대로 측정할 수가 없는 문제점이 있다.However, due to the high temperature of the gas and the economical reason for the steam, it is not easy to install the measuring instruments before and after a large number of heat transfer surfaces.

또한, 보일러 내부의 온도계산 결과를 검증하기 위하여 설치된 계측값과 비 교를 하기도 하는데, 비교방법으로 가스에 대한 계측값과 비교를 한다. 즉, 특정위치(주로 보일러 출구의 Eco 전열면)에서의 가스온도 계산값과 가스온도 계측값을 비교하여 그 차이를 비교하여 검증하였으나, 가스의 속성상 계측값이 정확하지 않아서 절대적인 기준으로 사용하기에는 무리가 있는 문제점이 있다. In addition, it is compared with the measured value installed in order to verify the result of the temperature calculation inside the boiler. In other words, the gas temperature calculated value and gas temperature measured value at the specific location (mainly Eco heating surface of the boiler outlet) were compared and verified.However, the measured value is not accurate due to the nature of the gas. There is an unreasonable problem.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보일러의 실제 내부 온도값을 구하기 위하여 보일러에서 첫번째 전열면에서의 스팀의 계측된 유량값과 온도값을 가지고 전열면 전후의 연소가스의 온도 및 증기의 온도를 구하는 방법을 제시하여 계측이 불가능한 고온의 보일러 내부와 계측기가 설치되지 않은 수많은 전열면의 스팀에 대한 온도를 계산으로 구하기 위한, 보일러의 내부 온도 계산 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, with the measured flow rate and temperature value of the steam in the first heat transfer surface in the boiler in order to obtain the actual internal temperature value of the boiler combustion before and after the heat transfer surface Provides a system and method for calculating the internal temperature of a boiler for calculating the temperature of the steam inside a high-temperature boiler that cannot be measured and a number of heating surfaces without a measuring instrument by presenting a method of calculating the temperature of a gas and a steam. It is.

본 발명의 다른 목적은, 가스온도와 스팀온도 계측값 모두를 기준으로 사용하여 계산된 스팀온도와 계측된 스팀온도, 그리고 계산된 가스온도와 계측된 가스온도를 모두 비교하여 오차가 최소가 되도록 계산이 수행되도록 하여 정확성을 높일 수 있는, 보일러의 내부 온도 계산 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to calculate the minimum error by comparing both the calculated steam temperature and the measured steam temperature, and the calculated gas temperature and the measured gas temperature using both the gas temperature and the steam temperature measurement value as a reference It is to provide a system and method for calculating the internal temperature of the boiler that can be performed to increase the accuracy.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 시스템의 구성은, 보일러의 전열면 가스입구온도(T1), 스팀입구온도(t1), 가스유량(Wg), 스팀유량(Ws)을 측정하기 위한 계측기부와, 계측기부로부터 입력되는 데이터와 계산모듈에 의해 수 행된 온도계산결과를 저장하기 위한 저장용 데이터 베이스와, 보일러 전열면에서 고온의 가스와 저온의 스팀이 열교환되는 4개의 포트, 즉 입구가 가스입구온도(T1), 가스출구온도(T2), 스팀입구온도(t1), 스팀출구온도(t2)를 구하는데 있어서 가스입구온도(T1)와 스팀입구온도(t1) 값은 주어진 상태에서 가스출구온도(T2) 및 스팀출구온도(t2)를 구하기 위하여 흡수열량과 열전달열량의 비교에 의하여 가스출구온도(T2)를 구하고, 스팀출구온도(t2)를 구하는 계산 모듈과, 보일러 출구 Eco 전열면에서 계산값과 계측값을 비교하여 허용오차를 벗어나면 계산모듈에 다시 계산을 시키는 비교부와, 계산모듈에 의해 수행된 온도계산결과를 디스플레이하기 위한 모니터링부를 포함하여 이루어진다.As a means for achieving the above object, the configuration of the system of the present invention is to measure the heat transfer surface gas inlet temperature (T1), steam inlet temperature (t1), gas flow rate (Wg), steam flow rate (Ws) of the boiler. A metering unit, a storage database for storing data input from the metering unit and a temperature calculation result performed by the calculation module, and four ports at which the hot gas and the low temperature steam exchange heat in the boiler heat transfer surface, that is, the inlet The gas inlet temperature (T1) and the steam inlet temperature (t1) values for obtaining the gas inlet temperature (T1), gas outlet temperature (T2), steam inlet temperature (t1), steam outlet temperature (t2) In order to calculate the gas outlet temperature (T2) and steam outlet temperature (t2), the calculation module calculates the gas outlet temperature (T2) and compares the steam outlet temperature (t2) by comparing the absorption heat and the heat transfer heat, and the boiler outlet Eco Compare calculated and measured values on the open side W is out of tolerance comprises the comparison unit for the re-calculation to the calculation module, a monitor for displaying the temperature calculation performed by the calculation module parts.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 방법의 구성은, 가스출구온도(T2)를 임의로 가정하고 가스 방출열량(Q = Wg * Cpg * (T1-T2))을 구하는 단계와, 스팀 흡수열량식(Q=Ws*Cps*(t2-t1))으로부터 스팀출구온도(t2)를 구하는 단계와, 열전달 방정식{Q=U*A*[(T1-t2)-(T2-t2)]/ln[(T1-t1)/(T2-t2)]}을 이용하여 흡수열량(Q)를 구하는 단계와, 산출된 열전달에 의한 흡수열량이 오차 이내인지를 판단하고, 가스 방출열량이 열전달에 의한 흡수열량과 동일한지를 판단하는 단계와, 첫번째 전열면에 대한 계산이 완료되면, 다음 전열 튜브군에 대해서 위에서와 동일한 과정을 수행하여 보일러의 마지막 전열면인 Eco 전열면의 스팀입구온도, 스팀출구온도, 가스입구온도, 가스출구온도까지 구하는 단계와, Eco 전열면의 스팀입구온도 및 가스출구온도가 계측된 Eco 전열면의 스팀입구온도(te), 가스출구온도(Te)와 오차범위 이내인지를 판단하여 오차 범위 이내이면 이제 보일러내 모든 전열면에서의 계산을 종료하는 단계를 포함하여 이루어진다.As a means for achieving the above object, the configuration of the method of the present invention comprises the steps of obtaining a gas discharge temperature Q = Wg * Cpg * (T1-T2), optionally assuming the gas outlet temperature T2, and steam absorption. Obtaining the steam outlet temperature t2 from the calorific formula (Q = Ws * Cps * (t2-t1)) and the heat transfer equation {Q = U * A * [(T1-t2)-(T2-t2)] / Obtaining absorbed heat quantity Q by using ln [(T1-t1) / (T2-t2)]}, and determining whether the absorbed heat amount due to the calculated heat transfer is within an error, and the amount of heat emitted from the gas is determined by the heat transfer. After the step of determining whether it is equal to the absorbed heat and the calculation of the first heat transfer surface is completed, the same process as described above is performed for the next heat transfer tube group, so that the steam inlet temperature and the steam outlet temperature of the eco-heat transfer surface, the last heat transfer surface of the boiler, are performed. To obtain the gas inlet temperature and gas outlet temperature, and the steam inlet temperature and gas outlet temperature of the eco-heating surface. If it is determined that the inlet temperature (te), the outlet gas temperature (Te) within the margin of error within the error range now comprises the step of calculating at the end all the boiler heat transfer surfaces.

이 발명은, 보일러의 실제 내부 온도값을 구하기 위하여 보일러에서 첫번째 전열면에서의 스팀의 계측된 유량값과 온도값을 가지고 전열면 전후의 연소가스의 온도 및 증기의 온도를 구하는 방법을 제시하여 계측이 불가능한 고온의 보일러 내부와 계측기가 설치되지 않은 수많은 전열면의 스팀에 대한 온도를 계산으로 구할 수 있으며, 가스온도와 스팀온도 계측값 모두를 기준으로 사용하여 계산된 스팀온도와 계측된 스팀온도, 그리고 계산된 가스온도와 계측된 가스온도를 모두 비교하여 오차가 최소가 되도록 계산이 수행되도록 하여 정확성을 높일 수 있는, 효과를 갖는다.The present invention proposes a method for calculating the temperature of the combustion gas and the temperature of steam before and after the heat transfer surface with the measured flow rate and temperature value of the steam on the first heat transfer surface in the boiler to obtain the actual internal temperature value of the boiler. It is possible to calculate the temperature of the steam inside this impossible hot boiler and on many heating surfaces without instruments, and calculate the calculated steam and measured steam temperature using both the gas and steam temperature measurements. In addition, by comparing both the calculated gas temperature and the measured gas temperature, the calculation is performed to minimize the error, thereby increasing the accuracy.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to describe in detail enough to enable those skilled in the art to easily carry out the present invention. . Other objects, features, and operational advantages, including the purpose, operation, and effect of the present invention will become more apparent from the description of the preferred embodiments.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.For reference, the embodiments disclosed herein are only presented by selecting the most preferred embodiment in order to help those skilled in the art from the various possible examples, the technical spirit of the present invention is not necessarily limited or limited only by this embodiment Rather, various changes, additions, and changes are possible within the scope without departing from the spirit of the present invention, as well as other equivalent embodiments.

도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 보일러의 내부 온도 계산 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of an internal temperature calculation system of a boiler according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 보일러의 내부 온도 계산 시스템의 구성은, 보일러의 전열면 가스입구온도(T1), 스팀입구온도(t1), 가스유량(Wg), 스팀유량(Ws)을 측정하기 위한 계측기부(10)와, 계측기(10)로부터 입력되는 데이터와 계산모듈(30)에 의해 수행된 온도계산결과를 저장하기 위한 저장용 데이터 베이스(20)와, 보일러 전열면에서 고온의 가스와 저온의 스팀이 열교환되는 4개의 포트, 즉 입구가 가스입구온도(T1), 가스출구온도(T2), 스팀입구온도(t1), 스팀출구온도(t2)를 구하는데 있어서 가스입구온도(T1)와 스팀입구온도(t1) 값은 주어진 상태에서 가스출구온도(T2) 및 스팀출구온도(t2)를 구하기 위하여 흡수열량과 열전달열량의 비교에 의하여 가스출구온도(T2)를 구하고, 스팀출구온도(t2)를 구하는 계산 모듈(30)과, 보일러 출구 Eco 전열면에서 계산값과 계측값을 비교하여 허용오차를 벗어나면 계산모듈(30)에 다시 계산을 시키는 비교부(40)와, 계산모듈(30)에 의해 수행된 온도계산결과를 디스플레이하기 위한 모니터링부(50)를 포함하여 이루어진다.As shown in Figure 1, the configuration of the internal temperature calculation system of the boiler according to an embodiment of the present invention, the heat transfer surface gas inlet temperature (T1), steam inlet temperature (t1), gas flow rate (Wg) of the boiler And, the measuring unit 10 for measuring the steam flow rate (Ws), and the storage database 20 for storing the data input from the measuring device 10 and the temperature calculation results performed by the calculation module 30 and The four ports where hot gas and low temperature steam are exchanged on the boiler's heat transfer surface, that is, the inlet has a gas inlet temperature (T1), a gas outlet temperature (T2), a steam inlet temperature (t1), and a steam outlet temperature (t2). The gas inlet temperature (T1) and the steam inlet temperature (t1) are calculated by comparing the gas outlet temperature (T2) and the heat outlet heat (T2) to obtain the gas outlet temperature (T2) and steam outlet temperature (t2). A calculation module 30 for obtaining T2) and a steam outlet temperature t2, and a boiler Comparing the calculated value and the measured value on the exit Eco heating surface and if the tolerance is out of the comparator 40 for calculating the calculation module 30 again, and displays the result of the temperature calculation performed by the calculation module 30 It comprises a monitoring unit 50 for.

상기한 계산모듈(30)은, 다음에 위치한 전열면에 대해서는 앞에서 구한 가스출구온도(T2)를 가스입구온도(T1)로 하고, 스팀출구온도(t2)는 스팀입구온도(t1)로 하여 순차적으로 전체 전열튜브군에 대해서 성능계산을 수행하되 계산으로 구한 마지막 전열면의 가스출구온도(T2)가 이 곳에 설치된 계측된 가스출구온도(Te)와 오 차범위 이내이고, 스팀입구온도(t1) 또한 계측된 스팀입구온도(te)와 비교하여 오차범위이내에 들 때까지 최초의 가스입구온도(T1)를 바꾸어가며 반복 계산하여 보일러 내부 가스와 스팀의 온도를 측정에 의존하지 않고 계산으로 구하는 구성으로 이루어진다.The calculation module 30 sequentially sets the gas outlet temperature T2 obtained as the gas inlet temperature T1 for the next heat transfer surface, and the steam outlet temperature t2 is the steam inlet temperature t1. Perform the performance calculation for the entire heat transfer tube group, but the gas outlet temperature (T2) of the last heat transfer surface calculated by the calculation is within the error range and the measured gas outlet temperature (Te) installed here, and the steam inlet temperature (t1). In addition, it compares the measured steam inlet temperature (te) and repeatedly calculates the initial gas inlet temperature (T1) until it is within the error range. Is done.

상기한 계산모듈(30)은, 가스출구온도(T2)를 가정하여 흡수열량과 열전달열량을 비교하여 두 열량이 오차범위 이내일 때 가스출구온도(T2)를 확정하는 구성으로 이루어진다.The calculation module 30 has a configuration in which the gas outlet temperature T2 is determined when the two heat quantities are within an error range by comparing the absorption heat amount and the heat transfer heat value on the assumption of the gas outlet temperature T2.

상기한 계산모듈(30)은, 특정위치(일반적으로 마지막 전열면)에서 가스출구온도 계산값(T2)과 가스출구온도 계측값(Te)이 허용오차 이내이고, 스팀입구온도 계산값(t1)과 스팀입구온도 계측값(te)도 허용오차 이내에 들 때까지 가스입구온도(T1)를 바꾸어 가면서 온도 계산 수행하여 계산 정확성을 검증하는 구성으로 이루어진다.The calculation module 30 has a gas outlet temperature calculated value T2 and a gas outlet temperature measured value Te within a tolerance at a specific position (usually the last heat transfer surface), and the steam inlet temperature calculated value t1. And steam inlet temperature measured value (te) is also configured to verify the calculation accuracy by performing the temperature calculation while changing the gas inlet temperature (T1) until within the tolerance.

상기한 계산모듈(30)은, 4개의 온도값이 구해지면 가스방출열량 또는 스팀흡수열량식을 사용하여 보일러 내부의 흡수열량을 계산하는 구성으로 이루어진다.The calculation module 30, when four temperature values are obtained, is configured to calculate the heat of absorption in the boiler using the gas discharge heat or steam absorption calorie equation.

상기한 계산모듈(30)은, 가스출구온도 계산값(T2)과 가스출구온도 계측값(Te)이 허용오차 이내이고, 스팀입구온도 계산값(t1)과 스팀입구온도 계측값(te)도 허용오차 이내에 들 때까지 가스입구온도(T1)를 바꾸어 가면서 성능계산 수행한 결과를 사용자에게 제공하는 구성으로 이루어진다. In the calculation module 30, the gas outlet temperature calculated value T2 and the gas outlet temperature measured value Te are within the tolerance, and the steam inlet temperature calculated value t1 and the steam inlet temperature measured value te are also included. It is configured to provide the user with the result of performing the performance calculation while changing the gas inlet temperature T1 until it is within the tolerance.

도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 보일러의 내부 온도 계산 방법의 동작 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of calculating an internal temperature of a boiler according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 보일러의 내부 온도 계산 방법의 구성은, 가스출구온도(T2)를 임의로 가정하는 단계(S10)와, 가스 방출열량(Q = Wg * Cpg * (T1-T2))을 구하는 단계(S11)와, 스팀 흡수열량식(Q=Ws*Cps*(t2-t1))으로부터 스팀출구온도(t2)를 구하는 단계(S12)와, 열전달 방정식{Q=U*A*[(T1-t2)-(T2-t2)]/ln[(T1-t1)/(T2-t2)]}을 이용하여 흡수열량(Q)를 구하는 단계(S13)와, 산출된 열전달에 의한 흡수열량이 오차 이내인지를 판단하는 단계(S14)와, 가스 방출열량이 열전달에 의한 흡수열량과 동일한지를 판단하는 단계(S15)와, 첫번째 전열면에 대한 계산이 완료되면, 다음 전열 튜브군에 대해서 위에서와 동일한 과정을 수행하는 단계(S16)와, 보일러의 마지막 전열면인 Eco 전열면의 스팀입구온도, 스팀출구온도, 가스입구온도, 가스출구온도까지 구하는 단계(S17)와, Eco 전열면의 스팀입구온도 및 가스출구온도가 계측된 Eco 전열면의 스팀입구온도(te), 가스출구온도(Te)와 오차범위 이내인지를 판단하는 단계(S18)와, 오차 범위 이내이면 이제 보일러내 모든 전열면에서의 계산을 종료하는 단계(S19)를 포함하여 이루어진다.As shown in Figure 2, the configuration of the internal temperature calculation method of the boiler according to an embodiment of the present invention, the step (S10) to arbitrarily assume the gas outlet temperature (T2) and the amount of heat emitted gas (Q = Wg * Cpg * (T1-T2)) to obtain (S11), the steam outlet temperature t2 from the steam absorption calorie equation (Q = Ws * Cps * (t2-t1)) (S12), and heat transfer Obtaining absorbed heat quantity Q using equation {Q = U * A * [(T1-t2)-(T2-t2)] / ln [(T1-t1) / (T2-t2)]} (S13) ), And determining whether the calculated amount of heat absorbed by heat transfer is within the error (S14), and determining whether the amount of heat emitted from the gas is equal to the amount of heat absorbed by heat transfer (S15), and the calculation of the first heat transfer surface is performed. When it is completed, performing the same process as above for the next heat transfer tube group (S16), and the steam inlet temperature, steam outlet temperature, gas inlet temperature, gas outlet temperature of the eco-heating surface, which is the last heating surface of the boiler (S17) and determining whether the steam inlet temperature and the gas outlet temperature of the Eco heating surface are within the measured steam inlet temperature (te), the gas outlet temperature (Te) and the error range of the Eco heating surface (S18). And, if within the error range is now made including the step (S19) to end the calculation on all the heat transfer surface in the boiler.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 보일러의 내부 온도 계산 시스템 및 방법의 작용은 다음과 같다.With the above configuration, the operation of the internal temperature calculation system and method of the boiler according to the embodiment of the present invention is as follows.

보일러는 가스와 스팀의 열교환을 통하여 필요한 조건의 스팀을 생산하는 장치이다. A boiler is a device that produces steam in the necessary conditions through heat exchange between gas and steam.

연료와 공기의 연소반응으로 인하여 생성된 고온의 연소가스는 전열면내를 흐르는 저온의 스팀으로 열을 방출하여 고온의 스팀을 생산하고, 연소가스는 열교 환의 결과로 냉각되어 보일러를 빠져나가 대기로 확산된다. The hot combustion gas produced by the combustion reaction of fuel and air releases heat to the low temperature steam flowing in the heat transfer surface to produce high temperature steam, and the combustion gas is cooled as a result of heat exchange and exits the boiler to the atmosphere. Spreads.

이 경우에, 연소반응후의 가스의 열은 보일러내의 스팀이 흐르는 전열면을 거치면서 열교환이 이루어지는데, 고온의 가스는 냉각되고, 전열면 내를 흐르는 저온의 스팀은 가열되어 열적인 평형을 이룬다. In this case, the heat of the gas after the combustion reaction passes through the heat transfer surface on which the steam in the boiler flows, whereby the hot gas is cooled, and the low temperature steam flowing in the heat transfer surface is heated to achieve thermal equilibrium.

이렇게 열적인 평형을 이룰때 까지의 열교환 현상을 설명하는 열흡수 관련 계산식을 수립하고, 순차적으로 각 전열튜브군에서의 열교환 용량 계산을 수행한다. The heat absorption-related calculation formula is described to explain the heat exchange phenomenon until the thermal equilibrium, and the heat exchange capacity in each heat transfer tube group is sequentially performed.

보일러의 전열면 가스입구온도(T1), 스팀유량(Ws), 스팀입구온도(t1)를 측정하는 계측기(10)로부터 얻어진 데이터는 저장용 데이터 베이스(20)로 보내지는데, 저장용 데이터 베이스(20)는 계측기부(10)로부터 실측 데이터를 전송받아 이를 디지털 신호로 변환하고, 이와 같이 디지털 신호로 변환된 데이터를 계산모듈(30)에 제공하는 기능을 수행한다. The data obtained from the measuring instrument 10 measuring the heat transfer surface gas inlet temperature (T1), steam flow rate (Ws), and steam inlet temperature (t1) of the boiler is sent to the storage database 20. 20 receives the measured data from the measuring unit 10 and converts the measured data into a digital signal, and provides the data converted into the digital signal to the calculation module 30.

계산모듈(30)에서는 전송된 데이터를 이용하여 성능계산을 하여 모르는 가스온도 및 스팀온도를 계산으로 구해낸다. The calculation module 30 calculates the performance by using the transmitted data to obtain an unknown gas temperature and steam temperature by calculation.

비교부(40)에서는 보일러 출구 Eco 전열면에서 계산값과 계측값을 비교하여 허용오차를 벗어나면 계산모듈(30)에 다시 계산을 시킨다. 이때 계산모듈(30)에서는 반복계산을 수행하고, 완료되면 계산된 스팀입구온도(t1)와 계측된 스팀입구온도(te)를 비교부(40)에서 다시 비교하여 오차범위내에 들어올 때까지 계산과 검증을 수행하여 완료되도록 한다. The comparison unit 40 compares the calculated value and the measured value in the boiler exit Eco heat transfer surface, and calculates the calculation module 30 again when it is out of the tolerance. At this time, the calculation module 30 performs an iterative calculation, and when it is completed, compares the calculated steam inlet temperature t1 and the measured steam inlet temperature te again in the comparator 40 until it falls within an error range. Perform verification to complete.

계산모듈(30)에서는 온도계산결과를 이용하여 열흡수량 계산도 수행한다. 계 산모듈(30)에 의해 수행된 온도계산결과는 저장용 데이터 베이스(20)에 저장되고, 모니터링부(50)로 제공되어 사용자에 의해 모니터링된다. The calculation module 30 also performs heat absorption calculation using the temperature calculation result. Thermometer calculation results performed by the calculation module 30 is stored in the storage database 20, provided to the monitoring unit 50 is monitored by the user.

계산모듈(30)에서 모르는 가스온도 및 스팀온도를 계산으로 구해내는 과정을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. The process of obtaining the unknown gas temperature and steam temperature by the calculation module 30 will be described in more detail as follows.

먼저, 계산모듈(30)은 연소가스로부터 전열면내 스팀으로 방출되는 열량(Q)을 다음의 수식에 의해 구한다. First, the calculation module 30 calculates the amount of heat Q emitted from the combustion gas to the steam in the heat transfer surface by the following equation.

Q = Wg * Cpg * (T1-T2)Q = Wg * Cpg * (T1-T2)

이를 구하기 위해서는 가스의 유량(Wg), 연소가스의 정압비열(Cpg) 및 연소가스의 온도감소차이(T1-T2)를 알아야 한다. 보일러내에서 소비되는 연료의 연료성상, 연료유량, 발열량 등의 제공되는 정보를 사용하여 연료의 반응에 의하여 생성되는 가스의 유량(Wg)은 구할 수가 있고, 또한 연소가스의 정압비열(Cpg)도 이러한 반응식과 가스테이블로부터 구할 수가 있다. 따라서 전열면에서의 연소가스의 입출구 온도감소 차이(T1-T2)만 알면 가스로부터 스팀으로 방출되는 열량을 구할 수 있다. In order to obtain this, it is necessary to know the flow rate of the gas (Wg), the constant pressure specific heat (Cpg) of the combustion gas and the temperature decrease difference (T1-T2) of the combustion gas. The flow rate (Wg) of the gas generated by the reaction of the fuel can be obtained by using information provided such as fuel property, fuel flow rate, and calorific value of the fuel consumed in the boiler, and the constant pressure specific heat (Cpg) of the combustion gas is also obtained. It can be obtained from such a reaction equation and a gas table. Therefore, knowing only the difference between the inlet and outlet temperature reduction (T1-T2) of the combustion gas on the heat transfer surface, it is possible to obtain the amount of heat released from the gas to steam.

다음으로, 스팀이 연소가스로부터 흡수하는 열량(Q)을 다음의 수식에 의해 구한다. Next, the heat quantity Q which steam absorbs from combustion gas is calculated | required by the following formula.

Q=Ws*Cps*(t2-t1)Q = Ws * Cps * (t2-t1)

여기에서, 스팀의 유량(Ws)은 계측되고, 스팀의 정압비열(Cps)도 스팀테이블에서 구할 수 있다. 따라서 전열면에서의 스팀의 입출구 온도증가 차이(t2-t1)만 알면 스팀의 흡수열량을 구할 수 있다. Here, the flow rate Ws of steam is measured, and the static pressure specific heat Cps of steam can also be obtained from the steam table. Therefore, it is possible to obtain the amount of heat of absorption of steam only by knowing the difference between the inlet and outlet temperature increase (t2-t1) of the steam on the heat transfer surface.

도 3은 보일러에서 첫번째 전열면에 대한 열교환 관계를 나타내는 도면이다. 도 3에서 열교환되는 4개의 온도값 중 가스입구온도(T1)는 임의로 주어진 값이고, 스팀입구온도(t1)도 계측되어 알고 있는 값이다. 즉, 가스입구온도(T1)은 고온이어서 현장에 계측기(10)가 설치되지 않고 임의로 설정한 값이기는 하지만 알고 있는 값이고, 스팀입구온도(t1)는 현장에 계측기(10)가 설치되어 있어서 알 수 있는 값이다. 따라서 모르는 값은 가스출구온도(T2), 스팀출구온도(t2)이다. 즉 2개는 알고 2개는 모르는 부정연립방정식을 풀면 된다. 3 is a view showing a heat exchange relationship for the first heat transfer surface in the boiler. The gas inlet temperature T1 is the value given arbitrarily among the four temperature values heat-exchanged in FIG. 3, and the steam inlet temperature t1 is also the value which it knows and is known. That is, although the gas inlet temperature T1 is a high temperature and is a value set arbitrarily without installing the measuring instrument 10 in the field, the steam inlet temperature t1 is a known value because the measuring instrument 10 is installed in the field. Possible values Therefore, unknown values are the gas outlet temperature T2 and the steam outlet temperature t2. In other words, you can solve the system of inequalities that two know and two don't know.

본 발명의 실시예에서는 트라이앤에러(try & error) 방식으로 2개의 미지수인 가스출구온도(T2), 스팀출구온도(t2)를 다음과 같은 절차로 구한다. In an embodiment of the present invention, two unknown gas outlet temperatures (T2) and steam outlet temperatures (t2) are obtained by the following procedure in a try & error manner.

우선, 계산 모듈(30)은 가스가 전열면으로 방출한 열량식에서 가스출구온도(T2)를 임의로 가정한다(S10).First, the calculation module 30 arbitrarily assumes the gas outlet temperature T2 in the calorie expression emitted from the gas to the heat transfer surface (S10).

다음에 계산 모듈(30)은 가스 방출열량(Q = Wg * Cpg * (T1-T2))을 구한다(S11). 가스가 방출한 열량만큼 스팀이 흡수하여 열교환되므로 (가스 방출열량 = 스팀 흡수열량)이다. Next, the calculation module 30 calculates the amount of heat emitted from the gas (Q = Wg * Cpg * (T1-T2)) (S11). Steam is absorbed and heat-exchanged by the amount of heat released by the gas (gas discharged heat = steam absorbed heat).

이어서 계산 모듈(30)은 스팀 흡수열량식(Q=Ws*Cps*(t2-t1))을 적용하여(S12), 다음과 같은 스팀 흡수열량식의 변형식으로부터 남은 미지수인 스팀출구온도(t2)도 구한다. Subsequently, the calculation module 30 applies the steam absorption calorific value (Q = Ws * Cps * (t2-t1) (S12), and the steam outlet temperature t2, which is an unknown figure remaining from the following variation of the steam absorption calorie equation, is obtained. )

t2 = t1 + Q/Ws*Cps t2 = t1 + Q / Ws * Cps

다음으로 계산 모듈(30)은 다음과 같은 열전달 방정식을 이용하여 흡수열량(Q)를 구하고(S13), 산출된 열전달에 의한 흡수열량이 오차 이내인지를 판단한 다(S14). Next, the calculation module 30 obtains the absorbed heat amount Q using the following heat transfer equation (S13), and determines whether the absorbed heat amount due to the calculated heat transfer is within an error (S14).

Q=U*A*[(T1-t2)-(T2-t2)]/ln[(T1-t1)/(T2-t2)]Q = U * A * [(T1-t2)-(T2-t2)] / ln [(T1-t1) / (T2-t2)]

여기서 가스가 방출한 열량, 스팀이 흡수한 열량, 열전달에 의한 흡수열량 이 3개의 열량은 계산식이 다를 뿐, 그 값은 모두 동일해야 한다. In this case, the calories emitted by the gas, the heat absorbed by the steam, and the heat absorbed by the heat transfer are different from each other in terms of calculation formulas, and the values must be the same.

따라서 위에서 구한 가스 방출열량(또는 스팀 흡수열량)이 열전달에 의한 흡수열량과 동일한지를 판단하여(S15), 가스방출열량(또는 스팀흡수열량)이 열전달에 의한 흡수열량과 동일하게 되어 두개의 열량이 일치하게 되면, 계산은 종료되고 가스출구온도(T2), 스팀출구온도(t2)가 확정된다. Therefore, it is determined whether the amount of heat emitted from the gas (or the heat of steam absorption) obtained above is the same as the amount of heat absorbed by the heat transfer (S15), so that the amount of heat emitted from the gas (or the heat absorbed by the steam) becomes the same as the heat of heat absorbed by the heat transfer. If they match, the calculation ends and the gas outlet temperature T2 and the steam outlet temperature t2 are determined.

만약, 두개의 열량이 일치하지 않으면 두개의 열량이 일치할 때까지 가스출구온도(T2)값을 다시 바꿔가면서 반복계산을 수행하게 되고, 가스방출 열량(또는 스팀흡수열량)과 열전달에 의한 흡수열량이 원하는 오차범위 이내가 되면 계산은 종료되고 가스출구온도(T2), 스팀출구온도(t2)가 확정된다. If the two calories do not coincide, the gas outlet temperature (T2) is changed again until the two calories coincide, and the calculation is repeated, and the calorific value of gas discharge (or steam absorption heat) and the heat of absorption by heat transfer. When it falls within this desired error range, calculation is complete | finished and gas outlet temperature T2 and steam outlet temperature t2 are determined.

이렇게 하여 전열면을 둘러싼 4개의 온도, 즉 가스입구온도(T1), 가스출구온도(T2), 스팀입구온도(t1), 스팀출구온도(t2)가 구해진다. In this way, four temperatures surrounding the heat transfer surface, that is, the gas inlet temperature T1, the gas outlet temperature T2, the steam inlet temperature t1, and the steam outlet temperature t2 are obtained.

첫번째 전열면에 대한 계산이 완료되면, 계산 모듈(30)은 다음 전열 튜브군인 2번째 전열면에 대해서 위에서와 동일한 과정을 수행한다(S16). 이 경우에, 첫번째 전열면에서 계산된 가스출구온도(T2)는 2번째 전열면에서는 가스입구온도(T1)가 되고, 스팀출구온도(t2)는 스팀입구온도(t1)가 된다.When the calculation for the first heat transfer surface is completed, the calculation module 30 performs the same process as above with respect to the second heat transfer surface that is the next heat transfer tube group (S16). In this case, the gas outlet temperature T2 calculated on the first heat transfer surface becomes the gas inlet temperature T1 on the second heat transfer surface, and the steam outlet temperature t2 becomes the steam inlet temperature t1.

이렇게 하여, 보일러의 마지막 전열면인 Eco 전열면의 스팀입구온도, 스팀출구온도, 가스입구온도, 가스출구온도까지 구한다(S17). In this way, the steam inlet temperature, the steam outlet temperature, the gas inlet temperature, and the gas outlet temperature of the Eco heating surface, which is the last heating surface of the boiler, are obtained (S17).

Eco 전열면에는 스팀입구온도 계측기, 가스출구온도 계측기를 설치하여 상기 절차로 계산된 Eco 전열면의 스팀입구온도(t1) 및 가스출구온도(T2)가 계측된 Eco 전열면의 스팀입구온도(te), 가스출구온도(Te)와 오차범위 이내인지를 판단하여(S18), 오차 범위 이내이면 이제 보일러내 모든 전열면에서의 계산은 종료된다(S19).The steam inlet temperature (t1) and the gas outlet temperature (T2) of the eco-heating surface calculated by the above procedure are installed on the eco-heating surface by measuring the steam inlet temperature gauge and the gas outlet temperature meter (te). ), It is determined whether the gas outlet temperature (Te) and within the error range (S18), if within the error range, the calculation is now completed on all heat transfer surfaces in the boiler (S19).

그러나, 오차범위 밖이면 첫 번째 전열면의 가스입구온도(T1)를 다른 값으로 바꿔서 다시 처음부터 계산절차를 진행하여, Eco 전열면의 스팀입구온도 계산값(t1)과 스팀입구온도 계측값(te), 가스출구온도 계산값(T2)과 가스출구온도 계측값(Te)이 오차범위에 들 때까지 계산 수행하여(S10~S16), 오차범위내에서 일치하면 완료된다(S17). However, if it is outside the error range, change the gas inlet temperature (T1) of the first heating surface to another value and proceed with the calculation procedure from the beginning again, and calculate the steam inlet temperature (t1) and steam inlet temperature measurement value ( te), the gas outlet temperature calculated value T2 and the gas outlet temperature measured value Te are calculated until they fall within the error range (S10 to S16), and are completed if they match within the error range (S17).

또한 4개의 온도값이 구해지면 가스방출열량 또는 스팀흡수열량식을 사용하여 전열면의 흡수열량(Q)도 구할 수 있으므로 보일러 전체 전열면의 흡수열량도 알 수 있다. In addition, when the four temperature values are obtained, the absorption heat amount (Q) of the heat transfer surface can also be obtained by using a gas emission calorific value or a steam absorption calorie equation.

계산이 완료되면 보일러 내부 모든 전열면을 지나는 가스와 스팀의 입구 및 출구 온도가 계산되고, 이상의 계산된 결과를 샘플로 도시하면 도 4와 같다.When the calculation is completed, the inlet and outlet temperatures of the gas and steam passing through all the heat transfer surfaces inside the boiler are calculated, and the above calculated results are shown in FIG. 4 as a sample.

도 4에서 빨간색은 가스온도, 파란색은 스팀의 온도이다. 첫 번째 전열튜브군의 스팀입구온도(t1)는 423℃로 계측하여 알고 있는 값이고, 스팀유량(Ws)도 계측값이다. 가스입구온도(T1)는 일단은 임의의 값으로 주어져 있다. In Figure 4, red is the gas temperature, blue is the temperature of steam. The steam inlet temperature (t1) of the first heat transfer tube group is a known value measured at 423 ° C, and the steam flow rate (Ws) is also a measured value. The gas inlet temperature T1 is given one end at an arbitrary value.

위에서 언급한 바와 같은 반복계산을 거쳐 도 4에서 보는 바와 같이 가스입구온도(T1)는 1,175℃ 이때 가스출구온도(T2)는 1,089℃, 스팀출구온도(t2)는 464 ℃로 첫 번째 전열면에 대해서 수렴하여 계산 완료되었다. As shown in FIG. 4 through the repeated calculation as mentioned above, the gas inlet temperature T1 is 1,175 ° C. At this time, the gas outlet temperature T2 is 1,089 ° C and the steam outlet temperature t2 is 464 ° C. The calculation was completed by converging.

다음에 위치한 두 번째 전열면에서는 첫 번째 전열면의 가스출구온도인 1,089℃가 가스입구온도로 되고, 스팀출구온도인 464℃가 스팀입구온도가 되어 순차적으로 계산절차를 거쳐 마지막 전열면인 Eco 전열면에서 오차범위내에서 수렴하게 되고, 스팀입구온도 계측값(te) 260℃, 가스출구온도 계측값(Te) 346℃과 큰 오차가 없어서 전체 온도계산이 완료되어 각 전열면에서 연소가스와 스팀의 온도상태를 알 수 있게 된다.In the second heating surface located next, the gas inlet temperature of 1,089 ℃ becomes the gas inlet temperature of the first heating surface and the steam outlet temperature of 464 ℃ becomes the steam inlet temperature. In the heat plane, it converges within the error range, and there is no big error between the steam inlet temperature measurement value (te) 260 ° C and the gas outlet temperature measurement value (Te) 346 ° C. The temperature state of can be known.

도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 보일러의 내부 온도 계산 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of an internal temperature calculation system of a boiler according to an embodiment of the present invention.

도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 보일러의 내부 온도 계산 방법의 동작 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of calculating an internal temperature of a boiler according to an embodiment of the present invention.

도 3은 보일러에서 첫번째 전열면에 대한 열교환 관계를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a heat exchange relationship for the first heat transfer surface in the boiler.

도 4는 이 발명의 일실시예에 따른 보일러의 내부 온도 계산 시스템에 의해 계산된 결과를 샘플로 도시한 도면이다.4 is a view showing a sample of the results calculated by the internal temperature calculation system of the boiler according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 계측기부 20 : 저장용 데이터 베이스10: measuring instrument 20: database for storage

30 : 계산 모듈 40 : 비교부30: calculation module 40: comparison unit

50 : 모리터링부50: monitoring part

Claims (12)

보일러의 전열면 가스입구온도(T1), 스팀입구온도(t1), 가스유량(Wg), 스팀유량(Ws)을 측정하기 위한 계측기부와, Measurement unit for measuring the gas inlet temperature (T1), steam inlet temperature (t1), gas flow rate (Wg), steam flow rate (Ws) of the boiler, 계측기부로부터 입력되는 데이터와 계산모듈에 의해 수행된 온도계산결과를 저장하기 위한 저장용 데이터 베이스와, A storage database for storing data input from the measuring unit and a temperature calculation result performed by the calculation module; 보일러 전열면에서 고온의 가스와 저온의 스팀이 열교환되는 4개의 포트, 즉 입구가 가스입구온도(T1), 가스출구온도(T2), 스팀입구온도(t1), 스팀출구온도(t2)를 구하는데 있어서 가스입구온도(T1)와 스팀입구온도(t1) 값은 주어진 상태에서 가스출구온도(T2) 및 스팀출구온도(t2)를 구하기 위하여 흡수열량과 열전달열량의 비교에 의하여 가스출구온도(T2)를 구하고, 스팀출구온도(t2)를 구하는 계산 모듈과, Four ports where hot gas and low temperature steam are exchanged on the heat transfer surface of the boiler, i.e., the gas inlet temperature (T1), gas outlet temperature (T2), steam inlet temperature (t1) and steam outlet temperature (t2) In the gas inlet temperature T1 and steam inlet temperature t1, the gas outlet temperature T2 is determined by comparing absorption heat and heat transfer calories in order to obtain the gas outlet temperature T2 and the steam outlet temperature t2 in a given state. ), And a calculation module for obtaining the steam outlet temperature (t2), 보일러 출구 Eco 전열면에서 계산값과 계측값을 비교하여 허용오차를 벗어나면 계산모듈에 다시 계산을 시키는 비교부와, 계산모듈에 의해 수행된 온도계산결과를 디스플레이하기 위한 모니터링부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러의 내부 온도 계산 시스템.Comprising a comparison unit for comparing the calculated value and the measured value at the boiler outlet Eco heat transfer surface and the calculation unit again to calculate the calculation module, and a monitoring unit for displaying the result of the temperature calculation performed by the calculation module System for calculating the internal temperature of a boiler. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 계산모듈(30)은, 다음에 위치한 전열면에 대해서는 앞에서 구한 가스출구온도(T2)를 가스입구온도(T1)로 하고, 스팀출구온도(t2)는 스팀입구온도(t1)로 하여 순차적으로 전체 전열튜브군에 대해서 성능계산을 수행하되 계산으로 구한 마지막 전열면의 가스출구온도(T2)가 이 곳에 설치된 계측된 가스출구온도(Te)와 오차범위 이내이고, 스팀입구온도(t1) 또한 계측된 스팀입구온도(te)와 비교하여 오차범위이내에 들 때까지 최초의 가스입구온도(T1)를 바꾸어가며 반복 계산하여 보일러 내부 가스와 스팀의 온도를 측정에 의존하지 않고 계산으로 구하는 구성으로이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러의 내부 온도 계산 시스템.The calculation module 30 sequentially sets the gas outlet temperature T2 obtained as the gas inlet temperature T1 for the next heat transfer surface, and the steam outlet temperature t2 is the steam inlet temperature t1. Perform the performance calculation for all the heat transfer tube groups, but the gas outlet temperature (T2) of the last heat transfer surface calculated by the calculation is within the error range and the measured gas outlet temperature (Te) installed here, and the steam inlet temperature (t1) Compared to the measured steam inlet temperature (te), the initial gas inlet temperature (T1) is changed repeatedly until it is within the error range, and it is configured to calculate the temperature of the gas and steam in the boiler without calculation. Internal temperature calculation system of the boiler, characterized in that. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 계산모듈(30)은, 가스출구온도(T2)를 가정하여 흡수열량과 열전달열량을 비교하여 두 열량이 오차범위 이내일 때 가스출구온도(T2)를 확정하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러의 내부 온도 계산 시스템.The calculation module 30 is configured to compare the absorption heat and the heat transfer heat assuming the gas outlet temperature (T2) is configured to determine the gas outlet temperature (T2) when the two heat values are within the error range. Internal temperature calculation system of the boiler. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 계산모듈(30)은, 특정위치(일반적으로 마지막 전열면)에서 가스출구온도 계산값(T2)과 가스출구온도 계측값(Te)이 허용오차 이내이고, 스팀입구온도 계산값(t1)과 스팀입구온도 계측값(te)도 허용오차 이내에 들 때까지 가스입구온도(T1)를 바꾸어 가면서 온도 계산 수행하여 계산 정확성을 검증하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러의 내부 온도 계산 시스템.The calculation module 30 has a gas outlet temperature calculated value T2 and a gas outlet temperature measured value Te within a tolerance at a specific position (usually the last heat transfer surface), and the steam inlet temperature calculated value t1. And the steam inlet temperature measured value (te) is also configured to verify the calculation accuracy by performing the temperature calculation while changing the gas inlet temperature (T1) until within the tolerance. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 계산모듈(30)은, 4개의 온도값이 구해지면 가스방출열량 또는 스팀흡수열량식을 사용하여 보일러 내부의 흡수열량을 계산하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러의 내부 온도 계산 시스템.The calculation module (30), the internal temperature calculation system of the boiler, characterized in that configured to calculate the heat of absorption in the boiler by using the gas emission calorie or steam absorption calorie formula when four temperature values are obtained. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 계산모듈(30)은, 가스출구온도 계산값(T2)과 가스출구온도 계측값(Te)이 허용오차 이내이고, 스팀입구온도 계산값(t1)과 스팀입구온도 계측값(te)도 허용오차 이내에 들 때까지 가스입구온도(T1)를 바꾸어 가면서 성능계산 수행한 결과를 사용자에게 제공하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러의 내부 온도 계산 시스템.In the calculation module 30, the gas outlet temperature calculated value T2 and the gas outlet temperature measured value Te are within the tolerance, and the steam inlet temperature calculated value t1 and the steam inlet temperature measured value te are also included. Internal temperature calculation system of the boiler, characterized in that the configuration to provide the user with the result of performing the performance calculation while changing the gas inlet temperature (T1) until within the tolerance. 가스출구온도(T2)를 임의로 가정하고 가스 방출열량(Q = Wg * Cpg * (T1-T2))을 구하는 단계와, Calculating gas discharge heat (Q = Wg * Cpg * (T1-T2)) by assuming gas outlet temperature (T2) arbitrarily; 스팀 흡수열량식(Q=Ws*Cps*(t2-t1))으로부터 스팀출구온도(t2)를 구하는 단계와, Obtaining a steam outlet temperature t2 from the steam absorption calorie equation (Q = Ws * Cps * (t2-t1); 열전달 방정식{Q=U*A*[(T1-t2)-(T2-t2)]/ln[(T1-t1)/(T2-t2)]}을 이용하여 흡수열량(Q)를 구하는 단계와, Calculating the absorbed heat quantity Q using the heat transfer equation {Q = U * A * [(T1-t2)-(T2-t2)] / ln [(T1-t1) / (T2-t2)]} , 산출된 열전달에 의한 흡수열량이 오차 이내인지를 판단하고, 가스 방출열량이 열전달에 의한 흡수열량과 동일한지를 판단하는 단계와, Determining whether the amount of heat absorbed by the calculated heat transfer is within an error, and determining whether the amount of heat emitted from the gas is equal to the amount of heat absorbed by the heat transfer; 첫번째 전열면에 대한 계산이 완료되면, 다음 전열 튜브군에 대해서 위에서 와 동일한 과정을 수행하여 보일러의 마지막 전열면인 Eco 전열면의 스팀입구온도, 스팀출구온도, 가스입구온도, 가스출구온도까지 구하는 단계와, After the calculation of the first heat transfer surface is completed, perform the same process as above for the next heat transfer tube group to obtain the steam inlet temperature, steam outlet temperature, gas inlet temperature, and gas outlet temperature of the eco-heating surface, the last heating surface of the boiler. Steps, Eco 전열면의 스팀입구온도 및 가스출구온도가 계측된 Eco 전열면의 스팀입구온도(te), 가스출구온도(Te)와 오차범위 이내인지를 판단하여 오차 범위 이내이면 이제 보일러내 모든 전열면에서의 계산을 종료하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러의 내부 온도 계산 방법.If the steam inlet temperature and the gas outlet temperature of the eco heating surface are within the measured steam inlet temperature (te), the gas outlet temperature (Te) of the eco heating surface, and within the error range, it is now possible to Method for calculating the internal temperature of the boiler comprising the step of terminating the calculation. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 다음에 위치한 전열면에 대해서는 앞에서 구한 가스출구온도(T2)를 가스입구온도(T1)로 하고, 스팀출구온도(t2)는 스팀입구온도(t1)로 하여 순차적으로 전체 전열튜브군에 대해서 성능계산을 수행하되 계산으로 구한 마지막 전열면의 가스출구온도(T2)가 이 곳에 설치된 계측된 가스출구온도(Te)와 오차범위 이내이고, 스팀입구온도(t1) 또한 계측된 스팀입구온도(te)와 비교하여 오차범위이내에 들 때까지 최초의 가스입구온도(T1)를 바꾸어가며 반복 계산하여 보일러 내부 가스와 스팀의 온도를 측정에 의존하지 않고 계산으로 구하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러의 내부 온도 계산 방법.For the next heat transfer surface, the gas outlet temperature (T2) obtained above is the gas inlet temperature (T1), and the steam outlet temperature (t2) is the steam inlet temperature (t1). The gas outlet temperature (T2) of the last heat transfer surface calculated by calculation is within the error range of the measured gas outlet temperature (Te) installed here, and the steam inlet temperature (t1) is also measured with the measured steam inlet temperature (te). Comparing repeatedly calculating the initial gas inlet temperature (T1) until it is within the error range by comparing and calculating the temperature of the gas and steam in the boiler by calculation without depending on the measurement How to calculate the temperature. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 가스출구온도(T2)를 가정하여 흡수열량과 열전달열량을 비교하여 두 열량이 오차범위 이내일 때 가스출구온도(T2)를 확정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것 을 특징으로 하는 보일러의 내부 온도 계산 방법.A method for calculating the internal temperature of a boiler comprising the step of determining the gas outlet temperature (T2) when the two heat values are within an error range by comparing the absorbed heat and the heat transfer heat on the assumption of the gas outlet temperature (T2). . 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 특정위치(일반적으로 마지막 전열면)에서 가스출구온도 계산값(T2)과 가스출구온도 계측값(Te)이 허용오차 이내이고, 스팀입구온도 계산값(t1)과 스팀입구온도 계측값(te)도 허용오차 이내에 들 때까지 가스입구온도(T1)를 바꾸어 가면서 온도 계산 수행하여 계산 정확성을 검증하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러의 내부 온도 계산 방법.The gas outlet temperature calculated value (T2) and the gas outlet temperature measured value (Te) are within tolerances at a specific position (usually the last heating surface), and the steam inlet temperature calculated value (t1) and steam inlet temperature measured value (te) The method of calculating the internal temperature of a boiler comprising the step of verifying the calculation accuracy by performing a temperature calculation while changing the gas inlet temperature (T1) until it falls within the tolerance. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 4개의 온도값이 구해지면 가스방출열량 또는 스팀흡수열량식을 사용하여 보일러 내부의 흡수열량을 계산하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러의 내부 온도 계산 방법.The method of calculating the internal temperature of the boiler comprising the step of calculating the absorbed heat in the boiler using the gas emission calorie or the steam absorption calorie equation when four temperature values are obtained. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 가스출구온도 계산값(T2)과 가스출구온도 계측값(Te)이 허용오차 이내이고, 스팀입구온도 계산값(t1)과 스팀입구온도 계측값(te)도 허용오차 이내에 들 때까지 가스입구온도(T1)를 바꾸어 가면서 성능계산 수행한 결과를 사용자에게 제공하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러의 내부 온도 계산 방법.The gas inlet temperature until the gas outlet temperature calculated value (T2) and the gas outlet temperature measured value (Te) are within tolerance, and the steam inlet temperature calculated value (t1) and steam inlet temperature measured value (te) are within tolerance. The method of calculating the internal temperature of the boiler comprising the step of providing the user with the result of performing the performance calculation while changing (T1).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101630164B1 (en) * 2015-01-30 2016-06-14 두산중공업 주식회사 Apparatus and method for boiler temperature calculation
CN114252475A (en) * 2020-09-22 2022-03-29 宝山钢铁股份有限公司 Method for checking efficiency of heat exchanger

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101520759B1 (en) * 2013-09-27 2015-05-19 한국전력공사 System and method for measuring temperature distribution of boiler tube
KR101687643B1 (en) * 2015-01-23 2016-12-20 두산중공업 주식회사 Apparatus for analyzing material property of steam in the boiler and method thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3712329B2 (en) 1999-02-03 2005-11-02 株式会社日立製作所 Process control unit
KR100694430B1 (en) * 2005-07-14 2007-03-12 한국전력공사 Furnace Exit Gas Temperature Calculation System and Method for Power Boiler
KR100815032B1 (en) * 2006-09-05 2008-03-18 한국전력공사 A On-line, Real-time Thermal Performance Monitoring System for Fossil Power Plant

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101630164B1 (en) * 2015-01-30 2016-06-14 두산중공업 주식회사 Apparatus and method for boiler temperature calculation
CN114252475A (en) * 2020-09-22 2022-03-29 宝山钢铁股份有限公司 Method for checking efficiency of heat exchanger
CN114252475B (en) * 2020-09-22 2023-10-17 宝山钢铁股份有限公司 Method for verifying efficiency of heat exchanger

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