KR20120045653A - Apparatus and method for maintaining optimum efficiency of boiler - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for maintaining an optimum boiler efficiency.
석탄 연소 보일러에 있어서 미연 탄소는 석탄 연료가 보일러에서 연소된 후 배출되는 배기 가스 중 완전히 연소되지 못한 미세한 탄소 성분을 말한다. 불완전 연소로 배출되는 미연 탄소는 전체 배기 가스 중 그 함량이 많을수록 보일러의 효율을 저하시키는 요인이 된다.In coal-fired boilers, unburned carbon refers to a fine carbon component that is not completely burned in the exhaust gas emitted after coal fuel is burned in the boiler. Unburned carbon emitted from incomplete combustion is a factor that lowers the efficiency of the boiler as the content of the total exhaust gas.
또한, 미연 탄소의 함량을 감소시키기 위해 공기 공급량을 증가시킬 경우 전체 배기 가스의 배출량이 증가하여 보일러의 효율을 저하시키는 요인이 된다.In addition, when the air supply is increased to reduce the content of unburned carbon, the emission of the entire exhaust gas increases, which causes a decrease in the efficiency of the boiler.
따라서, 보일러의 열 효율 향상을 위해 미연 탄소 함량이 적게 배출되면서 전체 배기 가스의 배출량을 감소시키도록 최적의 연소 조건으로 석탄 연소 보일러를 가동시켜야 한다.
Therefore, in order to improve the thermal efficiency of the boiler, it is necessary to operate the coal-fired boiler in an optimal combustion condition so as to reduce the amount of unburned carbon while reducing the emissions of the entire exhaust gas.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보일러의 최적 연소 조건을 검출하여 저장하고 조건에 맞춰 보일러를 운전하는 보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
The problem to be solved by the present invention is to provide a boiler optimum efficiency maintaining apparatus and method for detecting and storing the optimum combustion conditions of the boiler and operating the boiler according to the conditions.
본 발명의 일 측면에 따르면, 보일러 최적 효율 유지 장치를 제공한다.According to one aspect of the present invention, a boiler optimum efficiency maintaining apparatus is provided.
보일러 최적 효율 유지 장치는 연료를 공기와 배합하여 연소시키는 보일러, 보일러에서 연료가 연소된 후 배출되는 가스를 이송하는 배기부, 배기부에 연결되어 가스를 통해 보일러의 미연소 손실을 측정하는 제1 손실 측정부, 배기부에 연결되어 가스를 통해 보일러의 건배기 가스 손실을 측정하는 제2 손실 측정부 및 제1 손실 측정부 및 제2 손실 측정부 각각으로부터 미연소 손실 및 건배기 가스 손실을 수신하고, 연료에 따라 미연소 손실 및 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 가스의 산소 농도를 검출하여 미연소 손실, 건배기 가스 손실, 산소 농도 및 공기의 공급량에 대한 보일러 운전 조건을 저장하며, 보일러 운전 조건에 따라 보일러를 운전하는 제어부를 포함한다.Boiler optimum efficiency maintenance device is a boiler that mixes fuel with air to burn, an exhaust unit for transferring the gas discharged after the fuel is burned in the boiler, the first connected to the exhaust unit for measuring the unburned loss of the boiler through the gas Loss measuring unit, the second loss measuring unit connected to the exhaust unit for measuring the dry gas loss of the boiler through the gas and receives unburned loss and dry gas loss from the first loss measuring unit and the second loss measuring unit, respectively. It detects the oxygen concentration of the gas that the sum of the unburned loss and the dry gas loss according to the fuel is minimized, and stores the boiler operating conditions for the unburned loss, the dry gas loss, the oxygen concentration and the air supply amount, It includes a control unit for operating the boiler in accordance with the boiler operating conditions.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어부의 제어에 따라 보일러에 공기를 공급하는 공기 공급부 및 연료의 휘발분 함량을 정보를 제어부에 제공하고 보일러에 연료를 공급하는 연료 공급부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the control unit may further include an air supply unit supplying air to the boiler and a fuel supply unit supplying information to the controller about the volatile content of the fuel and supplying fuel to the boiler.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어부는 연료 공급부로부터 연료의 휘발분 함량 정보를 수신하여 연료의 휘발분 함량을 기준으로 산소 농도를 검출하고, 산소 농도에 상응하는 공기의 공급량을 공기 공급부에 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the control unit may receive the volatile content of the fuel from the fuel supply unit, detect the oxygen concentration based on the volatile content of the fuel, and provide the supply amount of air corresponding to the oxygen concentration to the air supply unit. have.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어부는 연료의 휘발분 함량의 범위에 따라 연료의 등급을 분류할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the controller may classify the fuel grade according to the range of the volatile content of the fuel.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어부는 연료의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합에 따른 산소 농도와 산소 농도에 상응하는 공기의 공급량을 데이터 베이스로 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the control unit may further include a storage unit storing an oxygen concentration and an air supply amount corresponding to the oxygen concentration according to the sum of unburned loss and dry gas loss based on the volatile content of the fuel as a database. It may include.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어부는 연료의 휘발분 함량에 따라 저장부의 데이터 베이스에서 산소 농도에 따른 공기 공급량의 정보를 공기 공급부로 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the control unit may provide the air supply unit with information on the air supply amount according to the oxygen concentration in the database of the storage unit according to the volatile content of the fuel.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 보일러 최적 효율 유지 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, a method for maintaining a boiler optimum efficiency is provided.
보일러 최적 효율 유지 방법은 (a) 보일러에서 연료를 공기와 배합하여 연소시키는 단계, (b) 보일러에서 배출되는 가스로부터 미연소 손실과 건배기 가스 손실을 측정하는 단계, (c) 연료의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 가스 중의 산소의 농도를 검출하는 단계, (d) 산소 농도에 상응하는 공기의 공급량을 검출하여 연료의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실, 건배기 가스 손실, 산소 농도 및 공기 공급량에 따른 보일러 운전 조건을 저장하는 단계 및 (e) 보일러에 투입되는 연료의 휘발분 함량에 따라 보일러 운전 조건을 적용하여 보일러를 운전하는 단계를 포함한다.The method of maintaining the optimum efficiency of the boiler includes (a) mixing the fuel with air in the boiler, (b) measuring the unburned and dry gas loss from the gas discharged from the boiler, and (c) the volatile content of the fuel. Detecting the concentration of oxygen in the gas at which the sum of the unburned loss and the dry gas loss is minimized, and (d) detecting the supply of air corresponding to the oxygen concentration to determine the unburned fuel based on the volatile content of the fuel. Storing the boiler operating conditions according to the loss, the dry gas loss, the oxygen concentration and the air supply amount, and (e) operating the boiler by applying the boiler operating conditions according to the volatile content of the fuel injected into the boiler.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, (c) 단계는 연료의 휘발분 함량에 따라 연료의 등급을 구분하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, step (c) may further include classifying the fuel grade according to the volatile content of the fuel.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, (d) 단계는 연료의 휘발분 함량에 따라 (a) 단계 내지 (c) 단계를 반복 수행하여 보일러 운전 조건을 저장할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, step (d) may repeat the steps (a) to (c) according to the volatile content of the fuel to store the boiler operating conditions.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 보일러 운전 조건은 연료의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도와 산소 농도에 상응하여 보일러에 공급되는 공기량을 포함할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the boiler operating conditions may include the amount of air supplied to the boiler corresponding to the oxygen concentration and the oxygen concentration at which the sum of the unburned loss and the dry gas loss is minimum based on the volatile content of the fuel. Can be.
본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법은 연료의 휘발분 함량에 따라 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 최소가 되는 산소 농도를 찾아 보일러의 효율이 최적이 되는 운전 조건을 검출하고, 검출된 운전 조건을 저장하여 석탄의 종류가 바뀔 때 마다 저장된 정보를 적용하여 보일러의 최적 효율을 유지시킬 수 있다.
An apparatus and method for maintaining an optimum boiler efficiency according to an embodiment of the present invention detects an oxygen concentration that is a minimum of unburned loss and a dry gas loss according to a volatile content of a fuel and detects an operating condition at which the efficiency of a boiler is optimized. In addition, the optimum operating efficiency of the boiler can be maintained by storing the detected operating conditions and applying the stored information whenever the type of coal is changed.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 방법을 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 휘발분 함량에 따라 분류된 연료에 대한 보일러 운전 조건을 설명하기 위한 도면들이다.1 is a view showing a boiler optimum efficiency maintaining apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a method for maintaining an optimum boiler efficiency according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 are views for explaining the boiler operating conditions for the fuel classified according to the volatile content.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention may be variously modified and have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, numerals (eg, first, second, etc.) used in the description process of the present specification are merely identification symbols for distinguishing one component from another component.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in the present specification, when one component is referred to as "connected" or "connected" with another component, the one component may be directly connected or directly connected to the other component, but in particular It is to be understood that, unless there is an opposite substrate, it may be connected or connected via another component in the middle.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 보일러 최적 효율 유지 장치 및 방법에 관하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the boiler optimum efficiency maintaining apparatus and method according to embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a boiler optimum efficiency maintaining apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 장치(100)는 연료를 공기와 배합하여 연소시키는 보일러(110), 보일러(110)에 석탄을 공급하는 연료 공급부(120), 보일러(110)에 공기를 공급하는 공기 공급부(130), 보일러(110)에서 석탄이 연소된 후 배출되는 가스를 이송하는 배기부(140), 배기부(140)에 연결되어 미연소 손실을 측정하는 제1 손실 측정부(150), 배기부(140)에 연결되어 건배기 가스의 손실을 측정하는 제2 손실 측정부(160), 제1 손실 측정부(150)와 제2 손실 측정부(160) 각각에서 측정된 미연소 손실과 건배기 가스 손실을 수신하여 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도를 검출하고 공기 공급부(130)를 제어하여 검출된 산소 농도에 상응하는 공기량을 보일러(110)에 공급하는 제어부(170) 및 가스를 대기 중으로 분출하는 굴뚝(190)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the boiler optimum
보일러(110)는 석탄과 공기가 투입되면 석탄을 연소하여 가스를 분출한다. 보일러(110)로부터 분출되는 가스는 배기부(140)에 의해 굴뚝(190)으로 이송된다. 보일러(110)에서 배출되는 가스 중에는 석탄재가 포함되어 있다.The
제1 손실 측정부(150)는 가스 중에 포함된 석탄재 등을 수집하여 석탄의 미연소 손실을 측정한다. 미연소 손실은 석탄의 탄소가 공기 중 산소와 완전히 반응하지 못하고 굴뚝(190)으로 빠져나가는 손실이다. 제1 손실 측정부(150)는 배기부(140)를 통해 굴뚝(190)으로 배출되는 가스에서 불완전 연소된 탄소(미연 탄소)를 수집하여 아래의 수학식 1에 적용하여 미연소 손실을 측정한다.The first
수학식 1에서 Lub는 미연소 손실이고, 단위는 %이다. 또한, 수학식 1에서 8056은 미연 탄소의 발열량을 나타내는 상수이다. 수학식 1에 따르면 미연소 손실은 미연 탄소량이 많을수록 커진다. 이때, 보일러(110)에 공기를 많이 공급하면 산소와 반응이 많이 되어 미연소 손실이 감소한다. 미연소 손실을 측정하기 위한 수학식 1은 이미 널리 공지된 부분이므로 상세한 설명은 생략한다.In Equation 1, L ub is unburned loss, and the unit is%. In formula (1), 8056 is a constant representing the calorific value of unburned carbon. According to Equation 1, the unburned loss increases as the amount of unburned carbon increases. At this time, when a lot of air is supplied to the
제2 손실 측정부(160)는 보일러(110)의 건배기 가스 손실을 측정한다. 건배기 가스 손실은 보일러(110)에서 일을 하지 못하고 굴뚝(190)으로 빠져나가는 가스의 에너지 손실이다. 예를 들면, 건배기 가스 손실은 보일러(110)에서 연소시 뜨거운 가스가 물에 열을 주고 냉각되면서 배기부(140)를 통해 고온으로 배출되는 가스의 에너지 손실이다. 제2 손실 측정부(160)는 아래의 수학식 2에 적용하여 건배기 가스 손실을 측정한다.The second
수학식 2에서 Ldg는 건배기 가스 손실이고, 단위는 %이다. 또한, 수학식 2에서 가스정압비열은 일정한 압력하에서 측정한 가스의 비열이고, 보일러출구 가스온도는 배기부(140)에서 측정된 가스의 온도이며, 외기온도는 대기온도이다. 보일러 출구의 가스 온도와 외기 온도 사이의 차이가 클수록 건배기 가스 손실을 증가한다. 건배기 가스 손실을 측정하기 위한 수학식 2는 이미 널리 공지된 부분이므로 상세한 설명은 생략한다.In Equation 2 L dg is the dry gas loss, the unit is%. In addition, the gas constant pressure specific heat in Equation 2 is the specific heat of the gas measured under a constant pressure, the boiler outlet gas temperature is the temperature of the gas measured in the
제어부(170)는 제1 손실 측정부(150) 및 제2 손실 측정부(160) 각각으로부터 미연소 손실과 건배기 가스 손실을 수신하고, 공기 공급부(130)에 연결되어 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도 또는 과잉 공기율을 검출한다. 여기서 산소 농도는 보일러(110)에 연료를 투입하여 연소시킬 때 배출되는 가스 중의 산소의 농도이다. 또한, 과잉 공기율은 보일러(110)에서 연소에 사용한 공기량과 완전 연소시키는데 필요한 이론적 공기량과의 비율이다. 보일러(110)에서 석탄을 연소시킬 때 공기를 과잉으로 공급하면 산소 농도와 과잉 공기율이 증가한다. 여기서 제어부(170)는 배기부(140)에 설치된 가스 측정부(미도시)를 통해 검출된 산소 농도를 수신할 수 있다.The
제어부(170)는 보일러 운전 조건을 저장하는 저장부(180)를 포함한다. 구체적으로 제어부(170)는 산소 농도의 변화에 따른 미연 손실과 건배기 가스 손실의 상호 관계를 설정하여 두 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도를 검출한다. The
제어부(170)는 공기 공급부(130)로부터 보일러(110)로 공급되는 공기 중의 산소량을 수신하고, 가스 측정부로부터 보일러(110)에서 배출되는 가스 중의 산소량을 수신하여 보일러(110)에서 연소된 산소의 양을 검출할 수 있다. 이를 통해 제어부(170)는 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 상태에서 산소 농도를 검출할 수 있다.The
제어부(170)는 미리 설정된 실험 기준에 맞춰 석탄의 휘발분 함량에 따른 산소 농도의 값을 검출하고, 산소 농도에 상응하여 보일러(110)에 공급되는 공기량에 대한 보일러 운전 조건을 데이터 베이스화하여 저장부(180)에 저장한다. 실험 기준은 석탄의 휘발분 함량에 따라 3회로 설정될 수 있다. 또한, 석탄의 휘발분 함량은 연료 공급부(120)에 저장된 정보를 제공받아 확인할 수 있다.The
예를 들면, 제어부(170)는 석탄의 휘발분 함량의 범위를 설정하고 이에 연계되는 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 값 및 두 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도 값을 같이 저장한다. For example, the
여기서, 제어부(170)는 미리 설정된 석탄의 휘발분 함량에 따라 석탄 등급을 분류하여 저장한다. 예를 들어, 제어부(170)는 석탄의 등급을 휘발분 함량이 39% 이상의 범위인 제1 등급, 휘발분 함량이 35%~ 39%의 범위인 제2 등급, 휘발분 함량이 32% ~ 35%의 범위인 제3 등급 및 휘발분 함량이 28% ~ 35%의 범위인 제4 등급으로 분류한다.Here, the
제어부(170)는 보일러(110) 운전시 연료 공급부(120)로부터 공급되는 석탄의 휘발분 함량에 따라 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도로 조정하도록 공기 공급부(130)를 제어할 수 있다.The
따라서, 제어부(170)는 보일러(110)의 사용자에게 보일러(110) 운전시 석탄의 휘발분 함량에 따른 최적 운전 조건을 제시할 수 있다.Accordingly, the
본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 장치는 연료의 휘발분 함량에 따라 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 최소가 되는 산소 농도를 찾아 보일러의 효율이 최적이 되는 운전 조건을 검출하고, 검출된 운전 조건을 저장하여 석탄의 종류가 바뀔 때 마다 저장된 정보를 적용하여 보일러의 최적 효율을 유지시킬 수 있다.
The boiler optimum efficiency maintenance apparatus according to an embodiment of the present invention detects the oxygen concentration that is the minimum of the unburned loss and the dry gas loss according to the volatile content of the fuel to detect the operating conditions to optimize the efficiency of the boiler, the detection It is possible to maintain the optimum efficiency of the boiler by saving the operating conditions and applying the stored information whenever the type of coal is changed.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 방법을 나타내는 도면이다. 여기서는 도 1에 도시된 보일러 최적 효율 유지 장치를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 방법을 설명한다. 보일러 최적 효율 유지 장치의 참조 번호는 생략한다.2 is a view showing a method for maintaining an optimum boiler efficiency according to an embodiment of the present invention. Here, the boiler optimum efficiency maintaining method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the boiler optimum efficiency maintaining apparatus shown in FIG. 1. The reference number of the boiler optimum efficiency maintaining apparatus is omitted.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 방법은 보일러에서 연료를 공기와 배합하여 연소시키는 단계(S10), 보일러에서 배출되는 가스로부터 미연소 손실과 건배기 가스 손실을 측정하는 단계(S20), 연료의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 가스 중의 산소의 농도를 검출하는 단계(S30), 산소 농도에 상응하는 공기의 공급량을 검출하여 연료의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실, 건배기 가스 손실, 산소 농도 및 공기 공급량에 따른 보일러 운전 조건을 저장하는 단계(S40) 및 보일러에 투입되는 연료의 휘발분 함량에 따라 보일러 운전 조건을 적용하여 보일러를 운전하는 단계(S50)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the method of maintaining an optimum efficiency of a boiler according to an embodiment of the present invention comprises the steps of burning fuel by mixing it with air in a boiler (S10), and losing unburned gas and dry gas from a gas discharged from the boiler. Measuring step (S20), Detecting the concentration of oxygen in the gas is the sum of the unburned loss and dry gas loss on the basis of the volatile content of the fuel (S30), Supply of air corresponding to the oxygen concentration Detecting and storing boiler operating conditions according to unburned loss, dry gas loss, oxygen concentration and air supply amount based on the volatile content of the fuel (S40) and boiler operating conditions according to the volatile content of fuel input to the boiler. Applying to operate the boiler (S50).
단계 S10에서는 공기 공급부와 연료 공급부 각각이 보일러에 공기와 연료인 석탄을 공급한다. 보일러에서는 석탄에 공기를 배합하여 연소시킨다.In step S10, each of the air supply unit and the fuel supply unit supplies air and coal, which is fuel, to the boiler. In boilers, air is mixed with coal to combust.
단계 S20에서는 보일러와 연결된 배기부를 통해 보일러에서 배출되는 가스를 굴뚝으로 이송하고, 미연소 손실을 측정하는 제1 손실 측정부와 건배기 가스 손실을 측정하는 제2 손실 측정부 각각에서 이송되는 가스를 이용하여 미연소 손실과 건배기 가스 손실을 측정한다. 여기서 미연소 손실은 상술된 수학식 1을 이용하여 측정할 수 있다. 또한, 건배기 가스 손실은 상술된 수학식 2를 이용하여 측정할 수 있다.In step S20, the gas discharged from the boiler is transferred to the chimney through the exhaust part connected to the boiler, and the gas transferred from each of the first loss measuring unit measuring unburned loss and the second loss measuring unit measuring dry gas loss. To measure unburned losses and dry gas losses. The unburned loss may be measured using Equation 1 described above. In addition, the dry gas loss can be measured using Equation 2 described above.
단계 S30에서는 제어부가 연료 공급부로부터 석탄의 휘발분 함량 정보를 수신하고, 제1 손실 측정부 및 제2 손실 측정부 각각으로부터 미연소 손실과 건배기 가스 손실을 수신한다. 제어부는 석탄의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 가스 중의 산소의 농도를 검출한다.In step S30, the control unit receives the volatile matter content information of the coal from the fuel supply unit, and receives the unburned loss and the dry gas loss from each of the first loss measuring unit and the second loss measuring unit. The controller detects the concentration of oxygen in the gas at which the sum of unburned loss and dry gas loss is minimum based on the volatile content of coal.
단계 S30에서는 연료의 휘발분 함량에 따라 연료의 등급을 구분하는 단계를 더 포함한다.In step S30 further includes classifying the fuel according to the volatile content of the fuel.
제어부는 연료 공급부로부터 수신한 석탄의 휘발분 함량 범위에 따라 석탄의 등급을 분류한다. 예를 들어, 제어부는 석탄의 등급을 휘발분 함량이 39% 이상의 범위인 제1 등급, 휘발분 함량이 35%~ 39%의 범위인 제2 등급, 휘발분 함량이 32% ~ 35%의 범위인 제3 등급 및 휘발분 함량이 28% ~ 35%의 범위인 제4 등급으로 분류한다.The controller classifies the grade of coal according to the volatile content range of the coal received from the fuel supply. For example, the control unit may determine the grade of coal as the first grade having a volatile content of 39% or more, the second grade having a volatile content of 35% to 39%, and the third grade having a volatile content of 32% to 35% Class 4 and class 4 volatiles range from 28% to 35%.
단계 S40에서는 제어부가 검출된 산소 농도에 맞춰 보일러가 최적의 효율을 유지하도록 보일러로 공급할 과잉 공기의 양을 검출하고, 연료의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실, 건배기 가스 손실, 산소 농도 및 공기 공급량에 따른 보일러 운전 조건을 저장부에 저장한다.In step S40, the control unit detects the amount of excess air to be supplied to the boiler to maintain the optimum efficiency according to the detected oxygen concentration, and based on the volatile content of the fuel, unburned loss, dry gas loss, oxygen concentration and air Store the boiler operating conditions according to the quantity supplied in the storage unit.
제어부는 단계 S30에서 분류된 석탄의 등급에 따라 단계 S10 내지 단계 S30을 반복하여 보일러 운전 조건을 저장할 수 있다.The controller may repeat the steps S10 to S30 according to the grade of coal classified in step S30 to store the boiler operating conditions.
여기서 도 3 내지 도 5를 더 참조하여 단계 S40을 설명한다.Herein, step S40 will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
도 3 내지 도 5는 휘발분 함량에 따라 분류된 연료에 대한 보일러 운전 조건을 설명하기 위한 도면들이다. 여기서는 휘발분의 함량 따라 분류된 제2 등급, 제3 등급 및 제4 등급의 석탄들을 연소시켜 얻어진 미연소 손실과 건배기 가스 손실 및 보일러의 최적 효율(미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합의 역수)을 그래프로 나타내었다.3 to 5 are views for explaining the boiler operating conditions for the fuel classified according to the volatile content. Here, unburned and dry gas losses and optimum efficiency (inverse of sum of unburned and dry gas losses) obtained by burning coals of grades 2, 3 and 4 classified according to the volatile content. Is shown graphically.
제어부는 도 3에 도시된 바와 같이 제2 등급의 석탄을 연소시켜 검출된 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 보일러의 최적 효율을 검출하고, 보일러의 최적 효율에 따른 산소 농도를 검출한다. 예를 들면, 제어부는 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도가 2.5%인 것을 검출하고, 검출된 산소 농도를 석탄의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실 및 건배기 가스 손실과 함께 저장한다. 보일러는 배출되는 가스 중의 산소 농도가 2.5%를 유지하면 90.67% 내외의 효율을 유지할 수 있다. 이때, 제어부는 산소 농도에 상응하여 보일러의 최적 효율을 유지시키기 위해 공급될 공기의 양을 검출하고, 검출된 공기 공급량을 산소 농도와 함께 저장한다.As shown in FIG. 3, the control unit detects an optimum efficiency of the boiler in which the sum of unburned loss and dry gas loss detected by burning the second grade coal is minimized, and determines the oxygen concentration according to the optimum efficiency of the boiler. Detect. For example, the control unit detects that the oxygen concentration at which the sum of the unburned loss and the dry gas loss is minimum is 2.5%, and the detected oxygen concentration is based on the volatile content of coal, and the unburned loss and dry gas loss are made. Save with. The boiler can maintain an efficiency of around 90.67% if the oxygen concentration in the exhaust gas is maintained at 2.5%. At this time, the control unit detects the amount of air to be supplied in order to maintain the optimum efficiency of the boiler corresponding to the oxygen concentration, and stores the detected air supply with the oxygen concentration.
또한, 제어부는 도 4에 도시된 바와 같이 제3 등급의 석탄을 연소시켜 검출된 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 보일러의 최적 효율을 검출하고, 보일러의 최적 효율에 따른 산소 농도를 검출한다. 예를 들면, 제어부는 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도가 2.0%인 것을 검출하고, 검출된 산소 농도를 석탄의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실, 건배기 가스 손실 및 공기 공급량과 함께 저장한다.In addition, as shown in FIG. 4, the controller detects an optimum efficiency of the boiler in which the sum of unburned loss and dry gas loss detected by burning the third grade coal is minimized, and the oxygen according to the optimum efficiency of the boiler. Detect concentration. For example, the control unit detects that the oxygen concentration at which the sum of the unburned loss and the dry gas loss is the minimum is 2.0%, and the detected oxygen concentration is based on the volatile content of coal. And air supply.
또한, 제어부는 도 5에 도시된 바와 같이 제4 등급의 석탄을 연소시켜 검출된 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 보일러의 최적 효율을 검출하고, 보일러의 최적 효율에 따른 산소 농도를 검출한다. 예를 들면, 제어부는 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 산소 농도가 2.5%인 것을 검출하고, 검출된 산소 농도를 석탄의 휘발분 함량을 기준으로 미연소 손실, 건배기 가스 손실 및 공기 공급량과 함께 저장한다.In addition, as shown in FIG. 5, the controller detects an optimum efficiency of the boiler in which the sum of unburned loss and dry gas loss detected by burning the fourth grade coal is minimized, and the oxygen according to the optimum efficiency of the boiler. Detect concentration. For example, the control unit detects that the oxygen concentration at which the sum of the unburned loss and the dry gas loss is the minimum is 2.5%, and the detected oxygen concentration is based on the volatile content of coal, and the unburned loss and dry gas loss are made. And air supply.
이를 통해 제어부는 미연소 손실, 건배기 가스 손실, 산소 농도 및 공기 공급량에 따라 보일러의 최적 요율을 유지시키는 보일러 운전 조건을 저장할 수 있다.This allows the control unit to store the boiler operating conditions to maintain the optimum rate of the boiler according to the unburned loss, dry gas loss, oxygen concentration and air supply.
단계 S50에서는 단계 S40에서 구해진 보일러 운전 조건을 이용하여 보일러를 운전한다. 제어부는 보일러에 공급되는 석탄의 휘발분 함량을 연료 공급부로부터 수신하고, 수신된 석탄의 휘발분 함량에 따라 저장된 보일러 운전 조건을 검색한다. 제어부는 검색된 보일어 운전 조건에 따라 보일러가 최적 효율을 유지하도록 공기 공급부와 보일러를 제어한다.In step S50, the boiler is operated using the boiler operating conditions obtained in step S40. The control unit receives the volatile content of coal supplied to the boiler from the fuel supply unit, and retrieves the stored boiler operating conditions according to the received volatile content of the coal. The control unit controls the air supply unit and the boiler so that the boiler maintains the optimum efficiency according to the detected boiler operating conditions.
본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 최적 효율 유지 방법은 연료의 휘발분 함량에 따라 미연소 손실과 건배기 가스 손실의 최소가 되는 산소 농도를 찾아 보일러의 효율이 최적이 되는 운전 조건을 검출하고, 검출된 운전 조건을 저장하여 석탄의 종류가 바뀔 때 마다 저장된 정보를 적용하여 보일러의 최적 효율을 유지시킬 수 있다.
The method of maintaining the optimum efficiency of the boiler according to an embodiment of the present invention detects an oxygen concentration that is the minimum of the unburned loss and the dry gas loss according to the volatile content of the fuel and detects an operating condition at which the efficiency of the boiler is optimized and detected. It is possible to maintain the optimum efficiency of the boiler by saving the operating conditions and applying the stored information whenever the type of coal is changed.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the same shall be construed as falling within the scope of the present invention.
100: 보일러 최적 효율 유지 장치 110: 보일러
120: 연료 공급부 130: 공기 공급부
140: 배기부 150: 제1 손실 측정부
160: 제2 손실 측정부 170: 제어부
180: 저장부 190: 굴뚝100: optimum efficiency of the boiler 110: boiler
120: fuel supply unit 130: air supply unit
140: exhaust unit 150: first loss measuring unit
160: second loss measuring unit 170: control unit
180: storage 190: chimney
Claims (10)
연료를 공기와 배합하여 연소시키는 보일러;
상기 보일러에서 상기 연료가 연소된 후 배출되는 가스를 이송하는 배기부;
상기 배기부에 연결되어 상기 가스를 통해 상기 보일러의 미연소 손실을 측정하는 제1 손실 측정부;
상기 배기부에 연결되어 상기 가스를 통해 상기 보일러의 건배기 가스 손실을 측정하는 제2 손실 측정부; 및
상기 제1 손실 측정부 및 상기 제2 손실 측정부 각각으로부터 상기 미연소 손실 및 상기 건배기 가스 손실을 수신하고, 상기 연료에 따라 상기 미연소 손실 및 상기 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 상기 가스의 산소 농도를 검출하여 상기 미연소 손실, 상기 건배기 가스 손실, 상기 산소 농도 및 상기 공기의 공급량에 대한 상기 보일러 운전 조건을 저장하며, 상기 보일러 운전 조건에 따라 상기 보일러를 운전하는 제어부를 포함하는 보일러 최적 효율 유지 장치.
In the apparatus for maintaining the optimum efficiency of the boiler,
A boiler which combines fuel with air to combust it;
An exhaust unit for transferring a gas discharged after the fuel is burned in the boiler;
A first loss measuring unit connected to the exhaust unit to measure unburned loss of the boiler through the gas;
A second loss measuring unit connected to the exhaust unit and measuring a dry gas loss of the boiler through the gas; And
Receiving the unburned loss and the dry gas loss from each of the first loss measuring unit and the second loss measuring unit, wherein the sum of the unburned loss and the dry gas loss is minimized according to the fuel; A control unit for detecting the oxygen concentration of a gas to store the boiler operating conditions for the unburned loss, the dry gas loss, the oxygen concentration, and the air supply amount, and to operate the boiler according to the boiler operating conditions To maintain the optimum efficiency of the boiler.
상기 제어부의 제어에 따라 상기 보일러에 상기 공기를 공급하는 공기 공급부 및 상기 연료의 휘발분 함량을 정보를 상기 제어부에 제공하고 상기 보일러에 상기 연료를 공급하는 연료 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 최적 효율 유지 장치.
The method according to claim 1,
The boiler optimum further comprises an air supply unit for supplying the air to the boiler and the fuel supply unit for supplying the fuel volatile content of the fuel under the control of the control unit and supplying the fuel to the boiler. Efficiency maintaining device.
상기 제어부는 상기 연료 공급부로부터 상기 연료의 휘발분 함량 정보를 수신하여 상기 연료의 휘발분 함량을 기준으로 상기 산소 농도를 검출하고, 상기 산소 농도에 상응하는 상기 공기의 공급량을 상기 공기 공급부에 제공하는 것을 특징으로 하는 보일러 최적 효율 유지 장치.
The method of claim 2,
The control unit receives the volatile content information of the fuel from the fuel supply unit detects the oxygen concentration based on the volatile content of the fuel, and provides the air supply to the air supply unit corresponding to the oxygen concentration Boiler optimum efficiency maintenance device.
상기 제어부는 상기 연료의 휘발분 함량의 범위에 따라 상기 연료의 등급을 분류하는 것을 특징으로 하는 보일러 최적 효율 유지 장치.
The method of claim 2,
Wherein the control unit is characterized in that the boiler classify the efficiency of the boiler according to the range of the volatile content of the fuel.
상기 제어부는 상기 연료의 휘발분 함량을 기준으로 상기 미연소 손실과 상기 건배기 가스 손실의 합에 따른 상기 산소 농도와 상기 산소 농도에 상응하는 상기 공기의 공급량을 데이터 베이스로 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 최적 효율 유지 장치.
The method of claim 4, wherein
The control unit may further include a storage unit configured to store, in a database, a supply amount of the air corresponding to the oxygen concentration and the oxygen concentration according to the sum of the unburned loss and the dry gas loss based on the volatile content of the fuel. Boiler optimal efficiency maintenance device, characterized in that.
상기 제어부는 상기 연료의 휘발분 함량에 따라 상기 저장부의 데이터 베이스에서 상기 산소 농도에 따른 공기 공급량의 정보를 상기 공기 공급부로 제공하는 것을 특징으로 하는 보일러 최적 효율 유지 장치.
The method of claim 5,
The control unit maintains the optimum efficiency of the boiler, characterized in that for providing the information of the air supply amount according to the oxygen concentration in the database of the storage unit in accordance with the volatile content of the fuel.
(a) 보일러에서 연료를 공기와 배합하여 연소시키는 단계;
(b) 상기 보일러에서 배출되는 가스로부터 미연소 손실과 건배기 가스 손실을 측정하는 단계;
(c) 상기 연료의 휘발분 함량을 기준으로 상기 미연소 손실과 상기 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 상기 가스 중의 산소의 농도를 검출하는 단계;
(d) 상기 산소 농도에 상응하는 상기 공기의 공급량을 검출하여 상기 연료의 휘발분 함량을 기준으로 상기 미연소 손실, 상기 건배기 가스 손실, 상기 산소 농도 및 상기 공기 공급량에 따른 상기 보일러 운전 조건을 저장하는 단계; 및
(e) 상기 보일러에 투입되는 상기 연료의 휘발분 함량에 따라 상기 보일러 운전 조건을 적용하여 상기 보일러를 운전하는 단계를 포함하는 보일러 최적 효율 유지 방법.
In the method of maintaining the optimum efficiency of the boiler,
(a) combining fuel with air in a boiler to combust it;
(b) measuring unburned loss and dry gas loss from the gas discharged from the boiler;
(c) detecting a concentration of oxygen in the gas in which the sum of the unburned loss and the dry gas loss is minimized based on the volatile content of the fuel;
(d) detecting the supply amount of air corresponding to the oxygen concentration and storing the unburned loss, the dry gas loss, the oxygen concentration and the air supply condition according to the air supply amount based on the volatile content of the fuel Doing; And
(e) operating the boiler by applying the boiler operating conditions according to the volatile content of the fuel injected into the boiler.
상기 (c) 단계는 상기 연료의 휘발분 함량에 따라 상기 연료의 등급을 구분하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 최적 효율 유지 방법.
The method of claim 7, wherein
The step (c) further comprises the step of classifying the fuel grade according to the volatile content of the fuel.
상기 (d) 단계는 상기 연료의 휘발분 함량에 따라 상기 (a) 단계 내지 상기 (c) 단계를 반복 수행하여 상기 보일러 운전 조건을 저장하는 것을 특징으로 하는 보일러 최적 효율 유지 방법.
The method of claim 7, wherein
The step (d) is to maintain the boiler operating efficiency, characterized in that for repeating the steps (a) to (c) according to the volatile content of the fuel to store the boiler operating conditions.
상기 보일러 운전 조건은 상기 연료의 휘발분 함량을 기준으로 상기 미연소 손실과 상기 건배기 가스 손실의 합이 최소가 되는 상기 산소 농도와 상기 산소 농도에 상응하여 상기 보일러에 공급되는 공기량을 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 최적 효율 유지 방법.The method of claim 7, wherein
The boiler operating condition includes the oxygen concentration at which the sum of the unburned loss and the dry gas loss is minimized based on the volatile content of the fuel and the amount of air supplied to the boiler corresponding to the oxygen concentration. How to maintain the optimum efficiency of the boiler.
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