KR20130088557A

KR20130088557A - 보일러 튜브 감시장치

Info

Publication number: KR20130088557A
Application number: KR1020120009871A
Authority: KR
Inventors: 추기영; 김동환
Original assignee: 하나에버텍 주식회사
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2013-08-08
Also published as: KR101435416B1

Abstract

본 발명은 발전소 보일러 튜브의 각 위치별 실시간 온도 정보를 보일러 튜브의 형상과 매칭시켜 3차원 영상으로 제공할 수 있는 보일러 튜브 감시장치를 제공한다.
본 발명은 보일러 튜브 각 계통에 설치되어 위치별 온도를 검출하는 온도검출부; 온도검출부에서 제공되는 정보를 감시장치에 실시간 전송하는 게이트웨이; 상기 게이트웨이를 통해 제공되는 보일러 튜브의 각 위치별 온도를 보일러 튜브의 형상과 매칭시켜 3차원을 표시하는 감시장치를 포함한다.

Description

보일러 튜브 감시장치{BOILER TUBE MONITORING SYSTEM}

본 발명은 보일러 튜브 감시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발전소 보일러 튜브의 각 위치별 실시간 온도 정보를 보일러 튜브의 형상과 매칭시켜 3차원 영상으로 제공할 수 있는 보일러 튜브 감시장치에 관한 것이다.

가정과 산업현장에 안정된 전력 공급을 위해 수력발전소, 화력발전소, 원자력발전소, 풍력발전소, 태양열발전소, 조력발전소 등을 포함하는 다양한 형태의 발전소가 건설되어 전력을 생산하고 있으며, 이중에서 화력발전소가 전력 생산의 중추적인 역할을 담당하고 있다.

화력발전소는 통상적으로 석탄, 천연가스 등의 화석연료를 사용하고 있으며, 화석연료를 연소시켜 보일러 튜브를 가열함으로써 증기(Steam)를 생성하고, 생성된 증기의 압력으로 터빈을 회전시켜 전력을 생산한다.

도 1은 일반적인 화력발전소의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 저탄고(Coal Silo ; 1)에 저장된 석탄은 중앙제어장치의 급탄 명령에 따라 급탄기(미도시됨)를 통해 미분기(2)로 연속적으로 공급된다.

미분기(2)는 공급되는 석탄을 설정된 크기, 예를 들어 200메쉬(Mesh) 이하로 분쇄한 다음 보일러(10) 내부의 연소실(C)로 공급하면, 버너(3)는 공기 예열기(8)와 덕트(12)를 거친 고온의 공기와 혼합하여 석탄을 연소시킨다.

따라서, 보일러(10) 내부에 설치된 제1보일러 튜브인 예열기(4)는 고온의 연소가스에 의해 가열되어 보일러(10)로 유입되는 급수를 예열시키고, 예열된 급수를 보일러(10)의 후통로(15)와 공기 예열기(8)의 사이에 설치되는 제2보일러 튜브인 절탄기(5)로 공급한다.

절탄기(5)는 보일러(10)에서 배출되는 연소가스의 남은 열을 이용하여 제1보일러 튜브인 예열기(4)에서 예열되어 공급되는 급수를 재가열하여 보일러(10) 내부의 중앙 상측에 설치되는 제3보일러 튜브인 과열기(6)에 공급한다.

과열기(6)는 제2보일러 튜브인 절탄기(5)에서 공급되는 재가열된 급수를 고온의 연소가스로 다시 한번 더 가열하여 증기를 생성한 다음 제1터빈(20)에 공급하여 제1터빈(20)을 회전시킨다.

제1터빈(20)을 회전시킨 증기는 보일러(10) 내부에 설치되는 제4보일러 튜브인 재열기(7)로 유입되어 재가열된 다음 제2터빈(25)으로 공급되어 제2터빈(25)을 회전시킨다.

제2터빈(25)을 회전시킨 증기는 발전기(30)가 연결된 제3터빈(27)에 공급되어 제3터빈(27)을 회전시킴으로서 발전기(30)가 동작되어 전력을 생산하게 된다.

그리고, 보일러(10)의 후통로(15)를 통과한 연소가스는 집진기(40)에서 유해물질 및 분진등이 제거되어 대기로 배출된다.

상기한 바와 같이 발전소의 보일러 내부에는 예열기와 절탄기, 과열기 및 재열기를 포함하는 복수개의 보일러 튜브가 설치되며, 보일러 튜브는 도 2에 도시된 바와 같이 복수개의 강관이 소정의 형상으로 절곡되어 구성된다.

상기한 보일러 튜브는 연소가스의 온도에 지배를 받기 때문에 보일러 튜브의 설치 위치와 연소가스가 지나가는 부분의 영향에 따라 서로 다른 온도 분포를 갖게 된다.

또한, 보일러 튜브는 고온, 고압의 환경에서 장시간 과열된 증기와 접촉하여 운전되므로 보일러 튜브의 내면이 산화되어 스케일이 생성되어 누적되므로로 증기 발생에 대하여 열 효율을 저하시킨다.

화력발전소의 발전설비 대용량화 및 호기(unit)수의 증가에 따라 체계적인 운전 관리를 위해 500MW 보일러 호기당 대략 390개 내지 450개 정도의 온도측정수단을 설치하여 온도 감시와 그에 따른 연소가스의 온도 관리를 실행하고 있다.

이중에서 스파이럴(Spiral) 수냉벽 및 수퍼 히터(Super Heater) 등의 보일러 튜브에 대략 370개 내지 420개 정도의 온도측정수단이 설치된다.

보일러 튜브의 각 위치에 설치되는 온도측정수단은 각 위치별 온도를 검출하여 중앙제어장치에 제공함으로써, 운전 조작 화면을 통해 온도 상태의 감시와 그에 따른 연소가스의 온도 관리가 제공될 있도록 한다.

그러나, 연료의 연소 특성, 보일러의 구조, 보일러 튜브 위치, 보일러 튜브 내면의 스케일 등에 따라 보일러 튜브의 온도 분포가 상이하게 되므로, 종래의 감시방법으로는 보일러 튜브 전체의 온도 분포를 정확하게 감시할 수 없어 최적의 효율을 갖는 운전 관리 및 제어가 실행되지 못하는 문제점이 있다.

보일러 튜브의 위치별 온도를 검출하기 위해 각각의 온도센서에 식별자인 태그를 부착하여 사용하고 있으므로, 중앙제어장치에서 태크의 정보를 이용하여 보일러 튜브의 온도에 대하여 추이를 식별할 수 있다.

그러나, 태그로부터 보일러 내 실제 위치 파악은 경험이 풍부한 운전원이라 해도 구분하기 어려운 문제점이 있다.

특히, 화점(Fire Ball)의 치우침이나 연소가스의 편류에 따른 보일러 튜브의 위치별 정확한 온도분포의 확인이 불가능한 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로, 그 목적은 발전소 보일러 튜브의 각 위치별 실시간 온도정보를 보일러 튜브의 형상과 매칭시켜 3차원 영상으로 출력하여 보일러 튜브의 각 위치별 정확한 온도분포를 감시하고, 각 위치별 온도분포를 기반으로 최적의 효율을 갖는 보일러 운전관리를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 목적은 보일러 튜브의 리크(Leakage)를 감시하는 장치와 연계하여 보일러 튜브의 각 위치별 온도분포를 기반으로 리크 여부와 리크 위치를 신속하고 정확하게 판단하여 신속한 수리 복구를 제공될 수 있도록 하고자 한다.

또한, 본 발명의 목적은 보일러 튜브의 실시간 온도 분포를 제공하는 3차원 영상을 X,Y,Z축으로 자유로이 이동 및 회전할 수 있도록 함으로써, 각 위치별 온도분포의 정확한 감시 및 분석을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 목적은 보일러 튜브의 메탈 온도, 연소가스의 온도, 증기의 온도에 대하여 온도별 색상으로 표시하여 각 위치별 온도분포의 판별에 편리성을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 목적은 보일러 튜브의 온도를 설정된 소정의 단계로 구부하여 이상 과열을 조기 식별하여 경고 메시지를 출력하고, 운전 이력을 관리하여 열화 가능성이 있는 보일러 튜브의 조기 식별을 통해 발전소 보일러의 운전에 안정성 및 신뢰성을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 특징은 보일러 튜브 각 계통에 설치되어 위치별 온도를 검출하는 온도검출부; 온도검출부에서 제공되는 정보를 감시장치에 실시간 전송하는 게이트웨이; 게이트웨이를 통해 제공되는 보일러 튜브의 각 위치별 온도를 보일러 튜브의 형상과 매칭시켜 3차원을 표시하는 감시장치를 포함하는 보일러 튜브 감시장치가 제공된다.

상기 온도검출부는 370 내지 450개의 온도센서로 구성되어 보일러 튜브 계통의 각 위치에 설치되고, 위치를 인식할 수 있도록 식별자 정보가 설정될 수 있다.

상기 게이트웨이는 온도검출부와 감시장치를 이더넷을 통해 TCP/IP로 물리적으로 연결할 수 있다.

상기 감시장치는 보일러 튜브의 계통별 온도 분포를 특정된 색상으로 구분하여 3차원 영상으로 표시할 수 있다.

상기 감시장치는 특정된 온도검출부에 대하여 지정된 기간동안 개별적인 모니터링을 제공할 수 있다.

상기 감시장치는 보일러 튜브 계통의 각 위치별 감시 결과를 보고서 형식의 문서로 출력할 수 있다.

상기 감시장치는 리크감시장치와 연동하여 보일러 튜브의 각 위치별 음압정보를 표시하고, 음압정보의 분석으로 리크 발생위치 및 리크 발생 가능성의 정보를 제공할 수 있다.

상기 감시장치는 보일러 튜브 계통의 3차원 영상을 확대/축소, 이동, 회전시켜 보일러 튜브 계통의 온도정보를 정확하게 파악하고, 실시간 분석되는 보일러 튜브별 온도 추이를 색상으로 구분하여 표시할 수 있다.

상기 감시장치는 저장된 운전정보를 이용하여 과거 보일러 튜브 계통의 온도 변화를 3차원 영상을 유지한 상태에서 시간의 흐름에 따라 재현하는 표시할 수 있다.

상기 감시장치는 터치 스크린으로 구성되어 화면의 소정위치에 GUI를 제공하고, 제어부의 제어에 따라 보일러 튜브의 각 위치별 온도 및 온도 분포를 보일러 튜브의 형상에 매칭시켜 3차원 영상으로 출력하는 표시부; 게이트웨이를 통해 제공되는 보일러 튜브의 각 위치별 온도정보를 분석하고, 표시부에 구성되는 GUI로 설정 및 선택되는 조건에 따라 보일러 튜브의 형상과 매칭시켜 3차원 영상으로의 출력을 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 보일러 튜브의 각 위치별 온도, 보일러 운전과정에서 발생되는 알림 및 이벤트를 저장하는 데이터베이스; 상기 제어부의 제어에 따라 보일러 튜브의 각 위치별 온도 감시결과를 지정된 형식의 문서로 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 특징은 보일러 튜브에 설치되어 위치별 온도를 검출하고, 위치 인식을 위한 식별자 정보가 설정되는 복수개의 온도센서; 상기 온도센서와 물리적으로 연결되어 보일러 튜브의 각 위치별 온도를 실시간 전송하는 게이트웨이; 게이트웨이를 통해 제공되는 보일러 튜브의 각 위치별 온도정보를 분석하고, 보일러 튜브의 형상과 매칭시켜 각 위치별 온도를 3차원 영상으로 출력되도록 제어하는 제어부; 제어부의 제어에 따라 보일러 튜브의 각 위치별 온도 및 온도 분포를 보일러 튜브의 형상에 매칭시켜 3차원 영상으로 표시하는 표시부; 제어부의 제어에 따라 보일러 튜브의 각 위치별 온도, 보일러 운전과정에서 발생되는 알림 및 이벤트를 저장하는 데이터베이스; 제어부의 제어에 따라 보일러 튜브의 각 위치별 온도 감시결과를 지정된 형식의 문서로 출력하는 출력부를 포함하는 보일러 튜브 감시장치가 제공된다.

상기 표시부는 터치 스크린으로 구성되어 화면의 소정위치에 GUI가 제공될 수 있다.

상기 제어부는 GUI로 운전화면의 표시가 선택되면 표시부의 화면 좌측에 보일러 튜브의 온도센서들에 대한 계통도를 3차원으로 표시하고, 화면 중앙에 보일러 튜브의 3차원 영상을 표시하며, 화면의 우측 상단에 주시 대상을 표시하고, 화면 우측 하단에 선택된 온도센서들의 온도를 표시하며, 이전의 상태와 비교하여 가장 온도 변화가 많은 온도센서 리스트를 표시할 수 있다.

상기 제어부는 GUI로 센서상태가 선택되면 표시부의 화면 우측 상단에 감시를 위한 보일러 튜브를 선택하는 검색창이 표시되고, 화면 중앙에 보일러 튜브의 온도센서 계통도를 3차원 영상으로 표시하며, 화면 우측 하단에 보일러 튜브의 온도센서들에 대하여 식별자 정보, 실시간 온도, 온도별 색상을 표시할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 보일러 튜브의 실시간 온도감시를 통해 보일러 화점의 치우침, 연소가스의 편류여부를 판단하여 코너(Corner)별 석탄량 및 공기량을 조절에 활용할 수 있어 최적의 열효율이 유지되는 보일러 운전관리를 제공할 수 있다.

본 발명은 저열량탄 연소 등 보일러 운전변수 변화에 따른 연소상태의 감시 및 분석으로 보일러 튜브의 층별 열부하 조정에 활용할 수 있어 최적의 보일러 운전관리를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 보일러 튜브의 허용 온도 범위에 대한 운전관리와 허용온도 초과 운전시간을 누적 관리할 수 있어 계획적인 예방정비와 점검 대상 튜브 및 교체시점을 파악할 수 있어 보일러 튜브의 유지 관리에 안전성 및 신뢰성을 제공할 수 있다.

또한, 보일러 튜브 리크감시장치와 연계하여 화면에 표현함으로서, 보일러 튜브의 리크발생 여부를 조기에 경보할 수 있으며, 리크위치를 정확하게 파악할 수 있어 고장확대의 예방 및 복구시간를 단축시켜 운전손실을 최소화 할 수 있다.

또한, 본 발명은 3차원 영상으로 보일러 튜브별 온도와 위치에 따른 보일러 튜브들 간의 온도 상관관계를 손쉽게 파악할 수 있다.

그리고, 보일러 튜브별 온도 이력 관리를 통해 정상 운전 시간과 기준 온도 외 운전 시간의 이력을 관리하여 문제의 소지가 있는 튜브를 조기 파악할 수 있다.

또한, 발전소 운전에 대하여 비숙련자인 경우라도 보일러 순환 계통을 3차원 영상으로 한눈에 알아 볼 수 있어 운전원 간의 기술격차를 줄이고, 교육 자료로 활용할 수 있다.

도 1은 일반적인 화력발전소의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 일반적인 화력발전소에서 보일러 튜브의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보일러 튜브 감시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 보일러 튜브 감시절차를 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 보일러 튜브 감시장치에서 운전상태를 3차원 영상으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 보일러 튜브 감시장치에서 온도센서의 상태를 3차원 영상으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 보일러 튜브 감시장치에서 각 위치별 온도 추이를 영상으로 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 보일러 튜브 감시장치에서 알람 및 이벤트 영상을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 보일러 튜브 감시장치에서 출력된 보고서를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보일러 튜브 감시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 온도검출부(100)와 게이트웨이(200) 및 감시장치(300)를 포함한다.

온도검출부(100)는 대략적으로 370 내지 450개 정도의 온도센서(열전대)로 구성되어 보일러 튜브에 각각 설치되며, 발전소의 운전에 따라 보일러 튜브의 각 위치별 온도정보를 검출하여 게이트웨이(200)를 통해 실시간으로 감시장치(300)에 제공한다.

상기 온도검출부(100)에 구성되는 각각의 온도센서(열전대)는 설치된 위치를 인식할 수 있도록 하는 식별자 정보가 설정된다.

게이트 웨이(200)는 이더넷(Ethernet)을 통해 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)로 온도검출부(100)와 감시장치(300)를 물리적으로 연결하여 온도검출부(100)에서 제공되는 보일러 튜브의 각 위치별 온도정보를 감시장치(300)에 실시간으로 전송한다.

감시장치(300)는 게이트웨이(200)를 통해 제공되는 온도검출부(100)의 정보를 보일러 튜브의 형상과 매칭시켜 전체의 온도 분포를 3차원 영상으로 실시간 출력한다.

상기 감시장치(300)는 보일러 튜브별 온도 상태를 표시하고, 보일러 튜브의 계통별 온도 분포를 특정된 색상으로 구분하여 3차원 영상으로 출력할 수 있다.

상기 감시장치(300)는 실시간 검출되는 온도정보를 반영하기 위해 10초 내지 15초 간격으로 출력되는 정보를 갱신하며, 대략 50초 내지 70초 간격으로 검출되는 온도정보를 저장한다.

상기의 시간 값은 감시장치의 설계 및 운전자의 설정에 따라 가변되므로, 상기의 지정 시간으로 한정되는 않는다.

상기 감시장치(300)는 보일러 튜브의 지정되는 특정 온도센서에 대하여 식별자 정보를 이용하여 개별적인 확인 및 감시를 제공할 수 있고, 지정된 기간(1일, 1주일, 1개월) 동안 특정 온도센서에 대하여 개별적인 모니터링을 제공할 수 있다.

상기 감시장치(300)는 지정되는 기간(1일, 1주일, 1개월) 동안의 보일러 튜브별 온도 상태 감시 결과를 보고서 형식으로 출력할 수 있다.

상기 감시장치(300)는 보일러 튜브별 온도 상태 및 온도 분포를 출력하는 3차원 영상을 확대/축소하거나 상하좌우로의 이동 혹은 X,Y,Z축으로 회전할 수 있어 보일러 튜브의 각 위치별 온도상태를 보다 구체적으로 감시할 수 있다.

상기 감시장치(300)는 보일러 튜브 리크감시장치와 연동하여 보일러 튜브의 각 위치별 음압정보를 표시할 수 있으며, 리크가 발생된 보일러 튜브의 위치, 리크 발생 가능성이 있는 보일러 튜브의 위치를 보다 정확하게 분석할 수 있다.

상기 감시장치(300)는 3차원 영상의 확대/축소, 이동, 회전시켜 보일러 튜브별 온도센서의 위치를 신속하고 정확하게 파악할 수 있도록 한다.

상기 감시장치(300)는 실시간으로 분석되는 보일러 튜브별 온도 추이를 색상으로 구분하여 출력할 수 있으며, 일정 기간을 구분하여 출력할 수 있다.

상기 감시장치(300)는 저장된 운전정보를 이용하여 과거 보일러 내부의 온도가 어떻게 변화되었는지를 3차원 영상을 유지한 상태에서 시간의 흐름에 따라 재현하여 이전의 온도 변화를 쉽게 확인할 수 있다.

상기 감시장치(300)는 보일러 운전 과정에서 발생되는 알람(Alarm) 및 이벤트를 저장하고, 그 이력을 설정된 소정의 형식으로 출력할 수 있다.

상기 감시장치(300)는 표시부(310)와 제어부(320), 데이터베이스(330) 및 출력부(340)를 포함한다.

표시부(310)는 터치 스크린으로 구성되어 화면의 소정위치에 GUI(Graphical User Interface)를 제공하고, 제어부(320)의 제어에 따라 각 위치별 온도상태 및 온도 분포를 보일러 튜브의 형상에 매칭시켜 3차원 영상으로 실시간 출력한다.

상기 표시부(310)는 화면의 아래측 가로 방향에 보일러 튜브의 감시 및 감시된 정보의 분석을 위한 다양한 형태의 GUI가 제공되고, 화면의 중앙 우측에 3차원 영상을 확대/축소, 이동, 회전, 기준화면, 온도분포의 출력 등을 선택하는 GUI가 제공된다.

상기 표시부(310)의 화면 아래측 가로 방향에 제공되는 GUI는 운전화면, 센서상태(Sensor Status), 일일보고서(Daily Report), 온도추이(Trend), 재현(Replay), 알람/이벤트(Alarm/Event), 보고서출력(Print), 환경설정, 종료, 정보창, 도움말 등을 포함할 수 있다.

상기 표시부(310)는 화면의 좌측에 보일러 튜브의 계통 맵을 3차원으로 표시하여 보일러 튜브에서 원하는 계통을 선택하여 볼 수 있도록 한다.

또한, 표시부(310)는 제어부(320)의 제어에 따라 화면의 중앙에 보일러 튜브의 3차원 영상을 표시하고, 3차원 영상의 우측에는 표시되는 영상을 확대/축소, 이동, 회전, 기준화면 복귀, 온도분포 확인 등을 선택할 수 있는 GUI가 제공된다.

그리고, 표시부(310)는 제어부(320)의 제어에 따라 화면의 우측 상단에 주시 대상(Waterwall HDR)를 표시하여 운전 상황에 따른 화점의 치우침 현상을 직관적으로 관찰할 수 있도록 하며, 누수가 잦은 수냉벽의 리크 판단이 용이하도록 한다.

또한, 상기 표시부(310)는 제어부(320)의 제어에 따라 화면의 우측 하단에 선택된 계통의 온도센서들의 온도를 표시하고, 화면 우측 하단에 일정시간 이전의 상태와 비교하여 가장 온도 변화가 많은 설정개수(예를 들어 20개)의 온도센서 리스트를 나열하여 리크 위험이 높은 곳을 표시한다.

따라서, 보일러 튜브의 리크가 감지되는 경우 나열된 설정개수(예를 들어 20개)의 온도센서 리스트를 확인하고 온도추이(Trend)을 화면으로 연계함으로써, 설정개수(예를 들어 20개)의 온도센서에 대하여 일정기간(예를 들어 1일 혹은 1주일)간의 온도추이를 확인하여 좀 더 빠른 리크 위치 판단을 제공할 수 있도록 한다.

제어부(320)는 게이트웨이(200)를 통해 제공되는 보일러 튜브의 각 위치별 온도정보를 분석하고, 표시부(310)에 구성되는 GUI로 설정 및 선택되는 조건에 따라 보일러 튜브의 형상과 매칭시켜 3차원 영상으로의 출력을 제어한다.

상기 제어부(320)는 일일 감시 결과를 표시부(310)를 통해 출력하여 각 교대 근무자가 보일러 튜브의 온도별 운전시간을 확인할 수 있도록 한다.

데이터베이스(330)는 상기 제어부(320)의 제어에 따라 보일러 튜브의 각 위치별 온도정보, 보일러 운전과정에서 발생되는 온도관련 알람 및 이벤트를 저장하여 과거의 분석자료로 활용될 수 있도록 한다.

출력부(340)는 표시부(310)에 구성되는 GUI로 감시 보고서의 출력이 선택되면 지정된 기간 동안의 보일러 튜브 각 위치별 온도 감시 결과를 설정된 형식의 문서을 제공한다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 보일러 튜브 감시장치의 동작은 다음과 같이 실행된다.

화력발전소의 운전이 개시되면 보일러 튜브의 각 위치에 설치되어 온도검출부(100)를 구성하는 각각의 온도센서(열전대)는 설치된 위치의 온도를 검출하여 식별자 정보와 함께 게이트 웨이(200)를 통해 감시장치(300)에 실시간으로 제공한다(S101).

감시장치(300)의 제어부(320)는 게이트웨이(200)를 통해 인가되는 보일러 튜브의 각 위치별 온도정보를 식별자에 따라 정리 및 분석한 다음(S102) 보일러 튜브의 형상과 매칭시켜 표시부(310)를 통해 3차원 영상으로 출력한다(S103).

그리고, 상기 제어부(320)는 식별자에 따라 정리 및 분석된 보일러 튜브의 각 위치별 온도정보를 데이터베이스(330)에 저장하여 추후 운전정보의 분석 및 보고서로 출력에 활용될 수 있도록 한다(S104).

또한, 상기 제어부(320)는 표시부(310)에 구성되는 GUI로부터 선택되는 조건에 따라 보일러 튜브의 각 위치별, 상태별 정보를 설정된 다양한 형식으로 표시부(310)를 통해 출력한다(S105).

예를 들어, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 상기 제어부(320)는 표시부(310)에 구성되는 GUI(A)로 운전화면의 표시가 선택되면 표시부(310)의 화면 좌측에 보일러 튜브의 온도센서들에 대한 계통도(B)를 3차원으로 표시하여 보일러 튜브에서 원하는 계통을 선택하여 볼 수 있도록 한다.

그리고, 상기 제어부(320)는 표시부(310)의 화면 중앙에 보일러 튜브의 3차원 영상(C)을 표시하고, 화면의 우측 상단에 주시 대상(D)을 표시하여 운전 상황에 따른 화점 및 온도의 치우침 현상을 직관적으로 관찰할 수 있도록 하며, 리크가 잦은 수냉벽의 누설 판단이 용이하도록 한다.

또한, 상기 제어부(320)는 표시부(310)의 화면 우측 하단에 선택된 계통의 온도센서들의 온도(E)를 표시하고, 화면 우측 하단에 일정시간 이전의 상태와 비교하여 가장 온도 변화가 많은 설정개수(예를 들어 20개)의 온도센서 리스트를 나열하여 리크 위험이 높은 곳을 표시한다.

따라서, 나열된 설정개수(예를 들어 20개)의 온도센서 리스트를 확인하고 온도 추이(Trend)을 화면으로 연계함으로써, 설정개수(예를 들어 20개)의 온도센서에 대하여 일정기간(예를 들어 1일 혹은 1주일)간의 온도 추이를 확인하여 좀 더 빠른 리크 위치 판단을 제공할 수 있도록 한다.

또한, 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 상기 제어부(320)는 표시부(310)에 구성되는 GUI(A)로 센서상태(Sensor State)가 선택되면 화면의 우측 상단에 감시 및 분석하고자 하는 보일러 튜브를 선택할 수 있는 검색창(F)이 표시되고, 화면의 중앙에 검색창(F)으로 선택되는 보일러 튜브의 온도센서 계통도(H)를 3차원 영상으로 표시한다.

그리고, 화면의 우측 하단에 검색창(F)으로 선택된 보일러 튜브의 온도센서들에 대하여 식별자 정보, 온도, 온도별 색상으로 구체적인 정보(G)를 출력한다.

또한, 도 7에서 알 수 있는 바와 같이 상기 제어부(320)는 표시부(310)에 구성되는 GUI(A)로 온도추이(Trend)의 분석이 선택되면 화면의 우측 상단에 분석하고자 하는 보일러 튜브를 선택할 수 있는 검색창(I)이 표시된다.

상기 검색창(I)에는 분석하고자 하는 보일러 튜브의 계통, 온도센서별(Tag), 기간 등을 선택할 수 있는 검색창을 포함한다.

그리고, 화면의 중앙에 검색창(I)으로 선택되는 보일러 튜브의 온도센서들에 대한 지정된 기간(시간, 1일) 동안의 온도추이를 온도별 색상으로 구분하여 표시한다.

그리고, 화면의 우측 하단에 검색창(F)으로 선택된 보일러 튜브의 온도센서들에 대하여 식별자 정보, 온도, 온도별 색상으로 구체적인 정보(J)를 출력한다.

또한, 도 8 및 도 9에서 알 수 있는 바와 같이 상기 제어부(320)는 표시부(310)에 구성되는 GUI(A)로 알람 & 이벤트의 검색이 선택되면 화면의 우측 상단에 검색창(L)이 표시된다.

상기 검색창(L)에는 분석하고자 하는 보일러 튜브의 계통, 온도센서별(Tag), 기간별, 알람의 종류별 등을 선택할 수 있는 검색창을 포함한다.

그리고, 화면의 중앙에 알람 & 이벤트의 모니터링 결과를 표시하며, 이상온도에서 운전된 시간이 높은 순서를 기준으로 설정된 방식으로 표시하여 시인성을 제공한다.

그리고, 이벤트 화면에 어플리케이션의 구동 및 종료와 환경설정 변화 등의 정보를 모두 기록함으로써, 운영 및 유지보수에 도움이 될 수 있도록 한다.

또한, 상기 제어부(320)는 표시부(310)에 구성되는 GUI로 보고서 출력이 선택되면 출력부(340)를 통해 도 10과 같이 보일러 튜브의 각 위치별, 상태별 정보를 문서로 출력하여 준다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 3차원 영상으로 보일러 튜브별 온도와 위치에 따른 보일러 튜브들 간의 온도 상관관계를 손쉽게 파악할 수 있다.

또한, 발전소 운전에 대하여 비숙련자인 경우라도 보일러 순환 계통을 3차원 영상으로 한눈에 알아 볼 수 있어 운전원 간 기술격차를 줄이고, 교육 자료로 활용할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 온도검출부 200 : 게이트웨이
300 : 감시장치

Claims

보일러 튜브 각 계통에 설치되어 위치별 온도를 검출하는 온도검출부;
온도검출부에서 제공되는 정보를 감시장치에 실시간 전송하는 게이트웨이;
상기 게이트웨이를 통해 제공되는 보일러 튜브의 각 위치별 온도를 보일러 튜브의 형상과 매칭시켜 3차원을 표시하는 감시장치;
를 포함하는 보일러 튜브 감시장치.
제1항에 있어서,
상기 온도검출부는 370 내지 450개의 온도센서로 구성되어 보일러 튜브 계통의 각 위치에 설치되고, 위치를 인식할 수 있도록 식별자 정보가 설정되는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브 감시장치.
제1항에 있어서,
상기 게이트웨이는 온도검출부와 감시장치를 이더넷을 통해 TCP/IP로 물리적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브 감시장치.
제1항에 있어서,
상기 감시장치는 보일러 튜브의 계통별 온도 분포를 특정된 색상으로 구분하여 3차원 영상으로 표시하는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브 감시장치.
제1항에 있어서,
상기 감시장치는 특정된 온도검출부에 대하여 지정된 기간동안 개별적인 모니터링을 제공하는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브 감시장치.
제1항에 있어서,
상기 감시장치는 보일러 튜브 계통의 각 위치별 감시 결과를 보고서 형식의 문서로 출력하는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브 감시장치.
제1항에 있어서,
상기 감시장치는 리크감시장치와 연동하여 보일러 튜브의 각 위치별 음압정보를 표시하고, 음압정보의 분석으로 리크 발생위치 및 리크 발생 가능성의 정보를 제공하는 보일러 튜브 감시장치.
제1항에 있어서,
상기 감시장치는 보일러 튜브 계통의 3차원 영상을 확대/축소, 이동, 회전시켜 보일러 튜브 계통의 온도정보를 정확하게 파악하고, 실시간 분석되는 보일러 튜브별 온도 추이를 색상으로 구분하여 표시하는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브 감시장치.
제1항에 있어서,
상기 감시장치는 저장된 운전정보를 이용하여 과거 보일러 튜브 계통의 온도 변화를 3차원 영상을 유지한 상태에서 시간의 흐름에 따라 재현하는 표시하는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브 감시장치.
제1항에 있어서,
상기 감시장치는 터치 스크린으로 구성되어 화면의 소정위치에 GUI를 제공하고, 제어부의 제어에 따라 보일러 튜브의 각 위치별 온도 및 온도 분포를 보일러 튜브의 형상에 매칭시켜 3차원 영상으로 출력하는 표시부;
게이트웨이를 통해 제공되는 보일러 튜브의 각 위치별 온도정보를 분석하고, 표시부에 구성되는 GUI로 설정 및 선택되는 조건에 따라 보일러 튜브의 형상과 매칭시켜 3차원 영상으로의 출력을 제어하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 따라 보일러 튜브의 각 위치별 온도, 보일러 운전과정에서 발생되는 알림 및 이벤트를 저장하는 데이터베이스;
상기 제어부의 제어에 따라 보일러 튜브의 각 위치별 온도 감시결과를 지정된 형식의 문서로 출력하는 출력부;
를 포함하는 보일러 튜브 감시장치.
보일러 튜브에 설치되어 위치별 온도를 검출하고, 위치 인식을 위한 식별자 정보가 설정되는 복수개의 온도센서;
상기 온도센서와 물리적으로 연결되어 보일러 튜브의 각 위치별 온도를 실시간 전송하는 게이트웨이;
게이트웨이를 통해 제공되는 보일러 튜브의 각 위치별 온도정보를 분석하고, 보일러 튜브의 형상과 매칭시켜 각 위치별 온도를 3차원 영상으로 출력되도록 제어하는 제어부;
제어부의 제어에 따라 보일러 튜브의 각 위치별 온도 및 온도 분포를 보일러 튜브의 형상에 매칭시켜 3차원 영상으로 표시하는 표시부;
제어부의 제어에 따라 보일러 튜브의 각 위치별 온도, 보일러 운전과정에서 발생되는 알림 및 이벤트를 저장하는 데이터베이스;
제어부의 제어에 따라 보일러 튜브의 각 위치별 온도 감시결과를 지정된 형식의 문서로 출력하는 출력부;
를 포함하는 보일러 튜브 감시장치.
제11항에 있어서,
상기 표시부는 터치 스크린으로 구성되어 화면의 소정위치에 GUI가 제공되는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브 감시장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는 GUI로 운전화면의 표시가 선택되면 표시부의 화면 좌측에 보일러 튜브의 온도센서들에 대한 계통도를 3차원으로 표시하고, 화면 중앙에 보일러 튜브의 3차원 영상을 표시하며, 화면의 우측 상단에 주시 대상을 표시하고, 화면 우측 하단에 선택된 온도센서들의 온도를 표시하며, 이전의 상태와 비교하여 가장 온도 변화가 많은 온도센서 리스트를 표시하는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브 감시장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는 GUI로 센서상태가 선택되면 표시부의 화면 우측 상단에 감시를 위한 보일러 튜브를 선택하는 검색창이 표시되고, 화면 중앙에 보일러 튜브의 온도센서 계통도를 3차원 영상으로 표시하며, 화면 우측 하단에 보일러 튜브의 온도센서들에 대하여 식별자 정보, 실시간 온도, 온도별 색상을 표시하는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브 감시장치.