KR20150066865A - 연료운영 통합 관리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실시간 운전정보와 연계한 연료운영 통합 관리 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 시스템은 미분기별 자동혼탄을 추천하고, 자동 추천된 혼탄에 대한 발전소 운영관련 주요 계통(미분기, 보일러, 통풍계통, 환경설비)별 연소예측값과 혼탄에 대한 연료특성(미분기별 착화점, 수분 등) 즉시 조회후 혼탄을 확정한다. 또한, 저탄장의 저탄 및 부두별 하역현황 그래픽화로 탄종별 위치, 재고 등을 시각적으로 쉽게 파악, 하역/혼탄 계획수립에 기여하며, 배선계획, 저탄현황 및 발전소 호기별 장기운영계획을 반영한 장기혼탄 알고리즘을 활용한 탄종별 장기재고예측프로그램을 구현하여 효율적 연료운영관리(총재고, 체선관리)를 한다. 실시간 운전정보시스템과 연계한 Coal Feeding System을 구현하여 차기 탄종의 연소시점 제공하여 안정적 발전운영에 기여하며, 각종 연소시험을 통한 연소예측지수(운영/정비비용 수식 포함) 및 혼탄 성상에 따른 운전/연소 기법 DB화하고, 실시간 보일러 효율 예측 등 주요계통 운전/예측 정보 실시간 비교기능과 예측값에 대한 운전/연소 팁 제공으로 안정적 설비 운영에 기여한다. 각종 연소시험을 통한 전력사용량 계량 및 연료 성상에 따른 운영비 계량화와 설비별 연료성상에 따른 설비수명저하와 GENi(발전설비관리시스템)의 실제정비비용을 결합하여 혼탄 성상에 따른 정비비용을 계량화하여 연료/연소 전계통의 경제성평가 시스템을 구현한다.
Description
본 발명은 연료운영 통합 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 실시간 운전정보와 연계하여 경제성, 설비안정성 및 환경성을 고려한 연료운영 통합 관리 시스템에 관한 것이다.
최근에 석탄 가격의 상승과 고품질탄의 고갈로 석탄 수급 여건이 악화되면서 기존 석탄화력발전설비의 설계탄 기준인 6080K㎈ 보다 낮은 4800K㎈ 이하의 저열량탄을 사용함으로서 보일러 튜브 손상, 탈황설비 및 탈질설비의 운전장애를 일으키고 있다.
저렴한 저열량탄 사용 확대는 원가저감 및 연료수급 안정화의 효과는 있지만 설비 및 환경영향 발생 즉, 정비비용증가, 효율감소, 소내동력 증가, 석탄회 재활용률 증가, 환경규제 준수 등의 문제가 있다.
또한, 요즈음과 같은 비상 전력수급 상황에서 저열량탄 사용으로 인한 설비고장은 더욱 전력수급상황을 악화시킬 수 있다.
따라서, 우리나라뿐만 아니라 일본, 미국 등 세계적으로 연료 운영 관련프로그램을 시행하고 있다.
우리나라의 경우에는, 엑셀기반에 경험식을 적용하여 연소성 및 환경성 위주로 혼탄 관리를 하고 있지만, 연소예측항목이 46개 정도로 적어 저열량탄 사용에 따른 연소예측 및 안정성 검증이 미흡하다. 또한, 재고관리기능이 없으며, 담당자 1인에 의한 주관적 혼탄으로 인적실수 가능성 상존 및 업무부하 과중의 문제점이 있고, 운전 및 정비비용 산출이 불가하다.
일본의 경우에는, 다양한 연소 예측지수 제공으로 혼소시 석탄성상 예측이 정확하고 총혼탄 비율에 따른 예측이 가능하지만, 혼탄 및 재고관리 기능이 없고 실시간 운전정보 연계 및 사용자 프로그램 수정이 불가하며 경제성 평가기능이 없다.
미국의 경우에는, 연료운영 관련 모든 설비를 분류하여 연료성상에 따른 비용 및 성능 영향 예측, 정비항목에 대한 정밀 평가가 가능하지만, 혼탄 및 혼소 예측기능이 없고 사용자 프로그램 수정이 불가하며 분류체계가 복잡하다.
따라서, 저열량탄 사용확대 및 탄종 다양화로 인한 품질 변동성 증가로 보일러 연소 환경의 변화 등 혼탄정교화 및 보일러 설비의 최적연소의 중요성이 대두되고 있으며, 발전소 운전비용 및 정비비용 증가를 고려한 경제적 유연탄 구매 및 혼탄으로 발전소 효율성 증대를 위한 프로그램 개발이 필요하였다.
또한, 경제적인 석탄구매를 위해서는 석탄의 연료비용, 석탄공급계통 및 배기계통 설비의 운전시간 및 부하 증가에 의한 운전비용, 그리고 설비의 운전수명에 따른 교체, 운전장애 발생에 따른 정비비용을 고려해야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 점들을 감안하여 안출된 것으로, 연료 운영과 관련하여 운전제약과 유연탄별 성상을 반영한 자동 혼탄 추천, 실시간 운전정보와 연계한 예측값 및 운전팁 제공, 장기 재고관리 모델링으로 연료재고추이 및 연료성상추이 제공, 사용연료에 대한 비용평가를 할 수 있는 연료운영 통합관리 시스템을 제공함에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료운영 통합관리 시스템은, 발전설비에 대해 실시간으로 운전정보를 수집하여 제공하는 PIS 서버, 및 상기 PIS 서버와 네트워크로 연결되며, 실시간 운전정보와 연계하여 연료운영을 통합 관리하기 위한 연료운영 통합 관리 시스템을 포함하며, 상기 연료운영 통합 관리 시스템은, 재고현황, 장기재고추이, 연료성상 및 혼탄연료성상, 배선 및 하역계획을 포함하는 석탄수급 현황을 관리하기 위한 석탄수급관리부와, 저탄장 재고, 하역현황, 현재고 성상, 호기별 운전 제약조건을 고려하여 단기 혼탄계획을 수립하고, 저탄장 재고, 배선계획, 항차별 성상을 고려하여 장기 혼탄계획을 수립하여 혼탄을 관리하기 위한 혼탄관리부와, 실시간 운전정보와 연계하여 차기 탄종의 연소시점 및 발전설비 주요계통의 연소예측하기 위한 연소예측부와, 일자 및 호기별 비용정보, 연료비용, 운영비용, 정비비용을 분석하기 위한 비용분석부와, 물질흐름원가분석(MFCA)을 통해 관리하기 위한 물질흐름원가관리부, 및 선택한 날짜의 일일 보고서 및 재고추이 보고서, 혼탄계획 보고서, 연소예측 보고서, 비용분석 보고서를 제공하기 위한 종합보고서부를 구비함을 특징으로 한다.
본 발명의 연료운영 통합관리 시스템은, 경제성, 안정성, 환경성을 고려하여 자동 혼탄을 추천하며, 탄종별 재고관리 모델링에 의한 경제적 연료수급관리가 가능하다.
또한, 실시간 운전정보와 연계하여 운전값과 예측값을 비교하여 예측성상에 대한 운전팁을 제공하고, 연료연소 전과정의 경제성을 평가하여 예측수식 및 운전팁을 수정할 수 있으며, 사용자 그룹별 요구사항을 충족할 수 있다.
따라서, 본 발명은 저품질판 안정적 혼탄운영으로 연료비용 절감과, 최적 혼탄/실시간 연소 예측을 통한 안정적/경제적 설비운영의 효과를 갖는다.
또한, 장·단기 재고관리로 안정적 연료운영 및 체선료 절감과 시스템화를 통한 업무효율성 증대의 효과를 갖는다.
그리고, 전력수급 비상상황 및 저예비율 시대 국가기간산업인 발전소 운영 신뢰성 확보를 통해 국민생활 안정화와 함께 회사 이미지 제고에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 연료운영 통합 관리시스템을 나타내는 전체 구성도,
도 2는 도 1 시스템의 세부 구성도,
도 3은 자동혼탄/상탄 계획 수립 과정을 보여주는 도면,
도 4는 탄종별 장기재고(유황분, 열량 등) 예측 과정을 보여주는 도면,
도 5는 탄종 변경 시점, 실시간 연소예측 제공(운전값/예측값) 과정을 보여주는 도면,
도 6은 연료/연소 전계통에 대한 경제성 평가정보 제공 과정을 보여주는 도면.
도 2는 도 1 시스템의 세부 구성도,
도 3은 자동혼탄/상탄 계획 수립 과정을 보여주는 도면,
도 4는 탄종별 장기재고(유황분, 열량 등) 예측 과정을 보여주는 도면,
도 5는 탄종 변경 시점, 실시간 연소예측 제공(운전값/예측값) 과정을 보여주는 도면,
도 6은 연료/연소 전계통에 대한 경제성 평가정보 제공 과정을 보여주는 도면.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 운전정보와 연계한 연료운영 통합관리 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1 시스템의 세부 구성도를 각각 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하여 보면, 본 발명의 연료운영 통합관리 시스템(100)은 PIS(Plant Information System) 서버(200)와 네트워크 연결되어 실시간으로 입력되는 운전정보와 연계하여 자동혼탄/상탄 계획 수립, 탄종별 장기재고 예측, 탄종 변경 시점 및 실시간 연소예측, 연료/연소 전계통에 대한 경제성 평가 등 연료운영을 통합 관리하게 된다.
본 발명의 연료운영 통합관리 시스템(100)은 석탄수급관리부(110), 혼탄관리부(120), 연소예측부(130), 비용분석부(140), 물질흐름원가관리부(150) 및 종합보고서부(160)로 구성된다.
혼탄관리시스템(300)은 연료운영 통합관리 시스템(100)과 네트워크 연결되어 혼탄관리하게 된다.
도 3은 자동혼탄/상탄 계획 수립 과정을 보여주는 도면이다.
도 3을 보면, 제약/목표 설정단계(S1), 탄종선택단계(S2), 혼탄자동추천단계 (S3)및 혼탄계획확정단계(S4)로 이루어진다.
제약/목표 설정단계(S1)에서는 계획시간, 호기별 운전여부, 예비미분기, 혼탄탄종수, 혼탄목표값(발열량, 유황분, 수분 등 다양한 설정 가능) 설정한다.
탄종선택단계(S2)에서는 사용가능한 유연탄 설정한다.
혼탄자동추천단계(S3)에서는 총비/지속가능시간 기준으로 혼탄계획 자동추천(미분기별 배치포함)한다.
혼탄계획확정단계(S4)에서는 최적혼탄수립한다.
도 4는 탄종별 장기재고 예측 과정을 보여주는 도면이다.
도 4를 보면, 24시 기준으로 저탄현황 조회하는 저탄현황단계(S11), 본사 배선계획 등록하는 배선계획 단계(S12), 저탄현황/배선계획, 연료성상기준 장기 혼탄계획 자동수립하는 장기혼탄자동추천단계(S13), 그리고 탄종별 고갈시점, 체선발생시점, 성상제약시점 예상/조치 가능한 탄종별 장기재고 예측단계(S14)로 이루어진다.
도 5는 탄종 변경 시점, 실시간 연소예측 제공(운전값/예측값) 과정을 보여주는 도면이다.
도 5를 보면, 현재 시간의 저탄장(silo) 석탄 변화 정보 제공하는 석탄추적(Coal Tracking)단계(S21), 유연탄성상 및 운전조건에 따른 예측값 및 실시간 운전값 제공하는 연소예측단계(S22), 그리고 불량범위, 문제발생원인, 예상문제점, 점검 및 조치사항, 팬의 실속곡선(Stall Curve) 등 제공하는 운전 팁(Tip) 제공단계(S23)로 이루어진다.
도 6은 연료/연소 전계통에 대한 경제성 평가정보 제공 과정을 보여주는 도면이다.
도 6을 보면, 일자/호기/설비별 연료/운영/정비비용 분석하는 저탄현황단계(S31)와, 일자별/호기별 비용정보(연료비, 운영비, 정비비, 매출액, 한계이익)를 리스트와 차트로 제공하는 비용/이익 분석단계(S32)로 이루어진다.
본 발명의 연료운영 통합관리 시스템(100)에서, 석탄수급관리부(110)는 재고현황, 장기재고추이, 연료성상 및 혼탄연료성상, 배선 및 하역계획을 포함하는 석탄수급 현황을 관리하게 된다. 이는 하기 표 1과 같이 구성된 기능을 수행한다.
| 대분류 | 중분류 | 설명 |
| 석탄수급 (Coal Supply) 관리 |
재고현황차트 | 탄종별 과거 재고추이를 각종 그래프 차트로 제공함 |
| 재고현황리스트 | 일일재고와 하역현황, 탄종별 소비량을 리스트로 제공함 | |
| 장기재고 추이 차트 |
장기혼탄계획 수립에서 저장된 정보를 바탕으로 탄종별 재고, 혼소발열량, 혼소유황분의 장기 예측값을 각종 그래프 차트로 제공함 | |
| 장기재고 추이 리스트 |
장기혼탄계획 수립에서 저장된 정보를 바탕으로 탄종별 재고, 혼소발열량, 혼소유황분의 장기 예측값을 리스트로 제공함 | |
| 연료성상 |
현재재고 평균성상과 금일 이후의 입하예정 평균성상을 리스트로 제공함 현재재고 평균성상은 하역계획과 재고현황리스트를 통해 입력된 정보로 계산하고, 입하예정 평균성상은 배선계획을 통해 입력된 정보를 바탕으로 계산함 |
|
| 혼탄연료 성상 |
혼탄을 위한 항차별 성상정보를 리스트로 제공하며 각 항차에 대한 성상의 수정 및 조회가 가능함 | |
| 배선계획 조회 | 배선계획을 달력과 리스트로 제공하며 배선계획 수정이 가능함 | |
| 배선계획 등록 |
기존 배선계획과 새로운 배선계획을 리스트로 제공하며 배선계획 조회와 장기혼탄계획수립에서 보여질 배선계획의 수정이 가능함 | |
| 하역계획 | 하역계획 및 결과를 리스트로 제공하며 조출일수, 체선일수를 자동으로 계산해 줌 | |
| 재고추이 보고서 |
선택한 날짜의 현재고와 석탄성장(현재고 및 배선계획)의 주요정보, 장기재고추이 정보를 보고서로 제공함 |
상기 표 1에 기재된 바와 같이, 석탄수급관리부(110)는 도 4와 같이 탄종별 장기재고를 예측하여 차트나 리스트로 제공하게 된다. 도 7에는 장기재고추이 차트의 일예를 도시하였다.
도 7에 도시한 장기재고추이 차트에는 탄종별로 일자별 재고량이 그래프 형태로 제공되어 재고현황을 한눈에 파악이 될 수 있다.
석탄수급관리부(110)는 또한, 등록된 배선계획을 조회하도록 도 8에 도시한 바와 같이 배선계획 조회 화면을 제공한다. 도 8의 배선계획 조회 화면에는 배선계획이 달력과 리스트 형태로 제공되는데, 달력에는 요일별로 탄명과 선적량이 표기되고, 리스트에는 하역(배선)일, 탄명, 탄종, 선적량이 포함되는 일반정보와 발열량, 유황분, 총수분이 포함되는 성상정보가 표기된다. 여기서, 화면 우측 최상단에는 정보수정 항목이 있어 등록한 배선계획을 수정할 수 있다.
혼탄관리부(120)는 저탄장 재고, 하역현황, 현재고 성상, 호기별 운전 제약조건을 고려하여 단기 혼탄계획을 수립하여 혼탄을 관리한다. 혼탄관리부(120)는 또한, 저탄장 재고, 배선계획, 항차별 성상을 고려하여 장기 혼탄계획을 수립하여 혼탄을 관리한다. 이는 하기 표 2와 같이 구성된 기능을 수행한다.
| 대분류 | 중분류 | 설명 |
| 혼탄 (Coal Blending) 관리 |
저탄장 재고 | 일자별 06시 기준 저탄장 현황 및 하역현황을 그림으로 제공함 |
| 입하탄 하역시료 |
항차별 하역시료 정보(5,000톤단위 총수분, 발열량, 유황분 분석결과)와 발열량과 유황분의 변동계수(표준편차)를 리스트로 제공함 | |
| 입하탄 송장자료 | 항차별 송장자료 정보를 리스트로 제공함 | |
| 입하탄 검수결과 | 항차별 검수분석 결과를 리스트로 제공함 | |
| 소비탄 미연탄소 | 시프트(Shift)별 미연탄소 및 매연(Soot) 분석결과를 리스트로 제공함 | |
| 소비탄 열량 | 일자별 소비탄 분석결과(발열량, 총수분)를 리스트로 제공함 | |
| 소비탄 상탄결과 | 시프트별 소비탄 상탄결과(호기별 상탄량 및 혼소비율)를 리스트로 제공함 | |
| 단기혼탄 계획수립 |
저탄장 재고, 하역현황, 현재고 성상, 호기별 운전 제약조건 등을 고려하여 단기 혼탄계획을 자동으로 추전해줌 총3단계로 구성되며 1단계에서 시작시간, 최소사용시간, 정렬방법, 호기별 운전여부/미분기 운전대수/혼소 탄종수/혼탄 목표값(발열량, 유황분, 총수분, 회융점 등)을 설정해주고 2단계에서 사용가능 탄종을 선택한 후 3단계로 넘어가면 총비용 또는 지속가능시간을 기준으로 단기혼탄계획을 자동으로 추천해줌 |
|
| 장기혼탄 계획수립 |
저탄장 재고, 배선계획, 항차별 성상을 고려하여 장기 혼탄계획을 자동으로 추천해줌 총2단계로 구성되며 1단계에서 계획수립기간, O/H 정보, 혼탄 목표값(발열량, 유황분, 총수분)을 설정해주고 2단계에서 추천실행 명령을 내리면 역청탄, 아역청탄, 저열량탄 탄종별 비율을 계산하여 장기 혼탄계획을 자동으로 수립함 장지재고, 혼소발열량, 혼소 유황분을 리스트와 차트로 제공함 |
|
| 혼탄계획/결과 조회 | 단기혼탄계회 수립에서 저장한 혼탄계획의 추가, 수정, 삭제 및 조회 기능을 제공함 | |
| 혼탄계획/결과보고서 |
혼탄계획/결과 조회에서 확정한 혼탄계획을 보고서로 보여줌 현재 사용되고 혼탄계획과 앞으로 변경 예정인 혼탄계획의 탄종 및 비율, 주요 성상정보를 보여주는 화면과 혼탄계획의 주요 연소특성 예측값 정보를 보여주는 화면, 특기사항을 보여주는 화면으로 구성됨 |
상기 표 2에 기재된 바와 같이, 혼탄관리부(120)는 도 9에 도시된 바와 같이 저탄장 재고 현황을 제공한다.
혼탄관리부(120)는 또한, 도 10a 내지 10c에 도시한 바와 같이 3단계에 걸쳐 단기혼탄계획을 수립하게 된다.
1단계에서는 도 10a에 도시한 바와 같이 목표값 설정을 하게 되는 데, 이때 계획시작시간, 최소사용시간, 정렬방법 등을 설정하며, 호기별로 운전여부, 미분기 운전대수, 혼소탄종수를 설정하고, 호기별 발열량, 유황분, 총수분 등의 혼탄 목표값을 설정하게 된다.
2단계에서는 도 10b에 도시한 바와 같이 사용 가능 탄종을 선택하게 된다.
3단계에서는 도 10c에 도시한 바와 같이 결과보기를 통해 앞서 1, 2단계에서 설정 및 선택한 내용을 고려하여 총비용 또는 지속가능시간을 기준으로 단기혼탄계획을 자동으로 추천한다.
혼탄관리시스템(300)에서는 본 발명의 연료운영 통합관리 시스템(100)에서 자동 추천한 혼탄계획에 따라 혼탄관리를 효율적으로 수행하게 된다.
연소예측부(130)는 PIS 서버(200)로부터 입력되는 실시간 운전정보와 연계하여 차기 탄종의 연소시점 및 발전설비 주요계통의 연소예측을 한다. 이는 하기 표 3과 같이 구성된 기능을 수행한다.
| 대분류 | 중분류 | 설명 |
| 연소예측 (Combustion Prediction) |
Coal Feeding System |
현재 시간의 저장고(Silo) 석탄 변화 정보를 제공함 상탄결과 입력 기능에서 입력된 데이터를 참고하여 저장고 정보와 상탄정보를 보여주며 저장고 정보는 저장고별로 석탄량 및 레벨 정보, 석탄이 전부 소모되는 시간이며 상탄 정보는 새로 상탄되는 석탄명과 비율을 제공함 |
| 미분기 |
현재 시간의 미분기 주요 항목의 연소예측값과 운전값을 제공함 단기혼탄계획에서 입력된 혼탄 계획을 통한 연소예측 정보와 실시간 PI값을 비교해주며, 항목별 판정 기준을 통해 판정 결과를 제공하며 판정은 양호, 불량으로 구성됨 운전 팁 보기를 누르면 항목별 불량범위, 발생원인, 예상문제점, 점검 및 조치사항을 제공함 |
|
| 보일러 |
현재 시간의 보일러 주요 항목의 연소예측값과 운전값을 제공함 단기혼탄계획에서 입력된 혼탄 계획을 통한 연소예측 정보와 실시간 PI값을 비교해주며, 항목별 판정 기준을 통해 판정 결과를 제공하며 판정은 양호, 불량으로 구성됨 운전 팁 보기를 누르면 항목별 불량범위, 발생원인, 예상문제점, 점검 및 조치사항을 제공함 |
|
| 통풍설비 |
현재 시간의 통풍설비 주요 항목의 연소예측값과 운전값을 제공함 단기혼탄계획에서 입력된 혼탄 계획을 통한 연소예측 정보와 실시간 PI값을 비교해주며, 항목별 판정 기준을 통해 판정 결과를 제공하며 판정은 양호, 불량으로 구성됨 운전 팁 보기를 누르면 항목별 불량범위, 발생원인, 예상문제점, 점검 및 조치사항을 제공함 IDF, FDF, BUF의 실속곡선(Stall Curve)를 제공하며, 판정 정보의 실속곡선을 선택하면 해당 팬의 실속곡선 정보를 보여줌 |
|
| 환경설비 |
현재 시간의 환경설비 주요 항목의 연소예측값과 운전값을 제공함 단기혼탄계획에서 입력된 혼탄 계획을 통한 연소예측 정보와 실시간 PI값을 비교해주며, 항목별 판정 기준을 통해 판정 결과를 제공하며 판정은 양호, 불량으로 구성됨 운전 팁 보기를 누르면 항목별 불량범위, 발생원인, 예상문제점, 점검 및 조치사항을 제공함 |
|
| 연소예측 보고서 |
설비별 주요 항목 연소특성 예측값을 보고서로 제공함 설비는 미분기, 보일러, 통풍계통, 환경계통 설비로 구분되며, 설비별 주요 항목의 호기별로 연소예측 값을 제공함 주요항목 중 연소예측 계산이 없는 항목은 실시간 운전 값으로 제공함 |
상기 표 3에 기재된 바와 같이, 연소예측부(130)는 석탄공급장치(Coal Feeding System)에 대해 도 11에 도시한 바와 같이, 사일로(Silo)별로 현재 석탄량, 석탄이 전부 소모되는 시간, 다음 상탄되는 탄명과 비율 등을 제공한다.
연소예측부(130)는 또한, 주요계통 연소예측을 통해 운전팁을 제공하는 데, 도 12에는 실시간 보일러 효율 예측을 하고, 우측 상단에 있는 운전 팁 보기를 선택하면 연소예측 운전팁 화면이 팝업으로 표시되게 된다.
비용분석부(140)는 일자 및 호기별 비용정보, 연료비용, 운영비용, 정비비용을 분석하고, 물질흐름원가관리부(150)는 물질흐름원가분석(MFCA)을 통해 비용을 계량화하여 연료/연소 전계통의 경제성 평가를 한다. 이는 하기 표 4와 같이 구성된 기능을 수행한다.
| 대분류 | 중분류 | 설명 |
| 비용분석 (Cost Analysis) |
비용/이익 | 일자/호기별 비용정보(연료비, 운영비, 정비비, 매출액, 한계이익)를 리스트와 차트로 제공함 |
| 연료비용 | 일자/호기별 연료비용 정보와 발전원단위 정보를 리스트로 제공함 연료비용 정보에는 설계탄, 소비탄의 석탄별 연료비용, 그리고 비용 차이 정보 리스트 화면을 제공하며 비용차이는 설계탄-소비탄 비용으로 계산됨 발전원단위 화면은 날짜, 호기별로 석탄, 전력, 용수, 염산, 가성소다, 암모니아, 석회석 원단위 비용 정보를 제공함 |
|
| 운영비용 | 일자/호기/설비별 운영비용 정보를 리스트로 제공함 설계탄, 소비탄의 설비별 운영 비용, 비용 차이 정보 리스트 화면을 제공하며 비용차이는 발전설비, 환경설비의 경우 설계탄-소비탄 비용으로 부대수익의 경우 소비탄-설계탄 비용으로 계산됨 |
|
| 정비비용 | 일자/호기/설비별 정비비용 정보를 리스트로 제공함 설계탄, 소비탄의 설비별 정비 비용, 그리고 비용 차이 정보 리스트를 전체호기 정비비용 화면과 호기별 정비비용 화면으로 제공하며 비용차이는 설계탄-소비탄 비용으로 계산됨 |
|
| 비용분석보고서 | 선택한 날짜의 총비용, 연료비용, 운영비용, 정비비용 정보를 보고서로 제공함 선택된 날짜의 설계탄, 소비탄 비용, 그리고 비용차이 정보 리스트를 호기별로 제공하며 운영비용, 정비비용은 설비별로 비용을 상세 출력하며 비용차이는 각 기능별 비용 차이와 동일함 |
|
| 물질흐름원가관리 (MFCA) |
Material Flow Cost | MFCA(Material Flow Cost Analysis)에 대한 정보를 공정 별로 투입, Loss, Loss 비율정보를 그래프로 제공함 |
| Main Flow | MFCA의 주요 공정에 대한 투입, Loss 정보를 월별로 제공함 | |
| Detail Flow | MFCA의 전체 공정에 대한 투입, Loss 정보를 월별로 제공함 | |
| 정비비용 | 각 일자별/호기별/설비별 정비비용 정보를 리스트로 제공함 | |
| MFCA보고서 | 선택한 날짜의 MFCA 비용 정보, 입력된 MFCA 분석, 특기사항 정보를 보고서로 제공함 |
상기 표 4에 기재된 바와 같이, 비용분석부(140)는 도 12에 도시된 바와 같이 날짜별로 연료비, 운영비, 정비비가 포함된 비용정보와, 날짜별 매출액, 연료비, 합계이익이 포함된 이익정보를 그래프 차트와 리스트로 제공한다.
종합보고서부(160)는 선택할 날짜의 일일 보고서 및 재고추이 보고서, 혼탄계획 보고서, 연소예측 보고서, 비용분석 보고서를 제공한다. 한편, 본 발명의 연료운영 통합 관리시스템(100)에서는 사용자에게 프로그램 수정이 가능하도록 사용자 설정기능을 갖는다. 이는 하기 표 5와 같이 구성된 기능을 수행한다.
| 대분류 | 중분류 | 설명 |
| 종합보고서 (Report) |
종합보고서 |
선택한 날짜의 일일 보고서 및 재고추이 보고서, 혼탄계획 보고서, 연소예측 보고서, 비용분석 보고서를 출력함 일일 보고서는 석탄재고, 혼탄계획, 연소예측, 비용/이익정보의 주요정보를 간추려서 제공함 |
| 사용자 설정 (Option) |
수식수정 | 예측값을 계산하는 수식의 수정 기능을 제공함 |
| 운전팁 수정 | 운전팁 정보를 수정하는 기능을 제공함 | |
| 정비비용 입력 |
정비단가를 계산하기 위한 설비별 실제비용 및 석탄사용량 입력과 평균 석탄성상정보 입력, 입력된 정보에 대한 정비단가를 계산하는 기능을 제공함 | |
| OH 설정 | O/H 정보를 수정하는 기능을 제공함 | |
| 발전원단위 설정 | 호기별 용수, 염산, 가성소다 값을 입력하는 기능을 제공함 | |
| 상탄비용 업데이트 | 비용분석(Cost analysis)의 비용 정보를 다시 업데이트하는 기능을 제공함 | |
| 매출액 입력 | 매출액을 입력하는 기능을 제공함 | |
| 상탄결과 입력 | 호기별로 석탄의 미분기 비율을 입력하는 기능을 제공함 | |
| 사용자 권한 | 사용자의 추가, 수정, 삭제를 관리하는 기능을 제공함 | |
| 사용자관리정보 로그 |
사용자의 로그인, 로그아웃 및 사용자 추가, 수정, 삭제를 수행한 기록을 열람하는 기능을 제공함 시스템 관리자만이 사용 가능함 |
본 발명의 연료운영 통합관리 시스템(100)에서는 혼탄 알고리즘을 구현하여 미분기별 자동혼탄 추천하고, 자동 추천된 혼탄에 대한 발전소 운영관련 주요 계통별 연소예측값과 혼탄안에 대한 연료특성을 즉시 조회후 혼탄 확정한다.
또한, 저탄장의 저탄 및 부두별 하역현황 그래픽화로 탄종별 위치, 재고 등을 시각적으로 쉽게 파악하여 하역/혼탄 계획수립에 기여하며, 배선계획, 저탄현황 및 발전소 호기별 장기운영계획을 반영한 장기혼탄 알고리즘을 활용한 탄종별 장기재고예측프로그램을 구현하여 효율적 연료운영관리가 가능하다.
실시간 운전정보와 연계한 석탄공급시스템을 구현하여 차기 탄종의 연소시점을 제공하여 안정적 발전운영에 기여하며, 각종 연소시험을 통한 연소예측지수를 늘리고 혼탄 성상에 따른 운전/연소기법을 데이터베이스화하고, 실시간 보일러 효율 예측 등 주요계통 운전/예측 정보 실시간 비교기능과 예측값에 대한 운전/연소 팁을 제공하여 안정적 설비 운영에 기여하게 된다.
그리고, 각종 연소시험을 통한 전력사용량 계량 및 연료 성상에 따른 운영비 계량화와 설비별 연료성상에 따른 설비수명저하와 발전설비관리시스템의 실제정보비용을 결합하여 혼탄 성상에 따른 정비비용을 계량화하여 연료/연소 전계통의 경제성평가 시스템을 구현할 수 있다.
100 : 연료운영 통합관리 시스템 110 : 석탄수급관리부
120 : 혼탄관리부 130 : 연소예측부
140 : 비용분석부 150 : 물질흐름원가관리부
160 : 종합보고서부
120 : 혼탄관리부 130 : 연소예측부
140 : 비용분석부 150 : 물질흐름원가관리부
160 : 종합보고서부
Claims (10)
- 발전설비에 대해 실시간으로 운전정보를 수집하여 제공하는 PIS 서버; 및
상기 PIS 서버와 네트워크로 연결되며, 실시간 운전정보와 연계하여 연료운영을 통합 관리하기 위한 연료운영 통합 관리 시스템을 포함하며,
상기 연료운영 통합 관리 시스템은,
재고현황, 장기재고추이, 연료성상 및 혼탄연료성상, 배선 및 하역계획을 포함하는 석탄수급 현황을 관리하기 위한 석탄수급관리부;
저탄장 재고, 하역현황, 현재고 성상, 호기별 운전 제약조건을 고려하여 단기 혼탄계획을 수립하고, 저탄장 재고, 배선계획, 항차별 성상을 고려하여 장기 혼탄계획을 수립하여 혼탄을 관리하기 위한 혼탄관리부;
실시간 운전정보와 연계하여 차기 탄종의 연소시점 및 발전설비 주요계통의 연소예측하기 위한 연소예측부;
일자 및 호기별 비용정보, 연료비용, 운영비용, 정비비용을 분석하기 위한 비용분석부;
물질흐름원가분석(MFCA)을 통해 관리하기 위한 물질흐름원가관리부; 및
선택한 날짜의 일일 보고서 및 재고추이 보고서, 혼탄계획 보고서, 연소예측 보고서, 비용분석 보고서를 제공하기 위한 종합보고서부를 구비함을 특징으로 하는 연료운영 통합관리 시스템. - 제 1항에 있어서, 상기 석탄수급관리부는
탄종별 과거 재고추이 및 장기혼탄계획 수립에서 저장되는 정보를 바탕으로 탄종별 재고, 혼소발열량, 혼소유황분의 장기 예측값을 그래프 차트로 제공하며,
일일재고와 하역현황, 탄종별 소비량, 장기혼탄계획 수립에서 저장되는 정보를 바탕으로 탄종별 재고, 혼소발열량, 혼소유황분의 장기 예측값, 현재재고 평균성상과 금일 이후의 입하예정 평균성상, 혼탄을 위한 항차별 성상정보, 하역계획 및 결과를 리스트로 제공하고,
배선계획을 달력과 리스트로 제공함을 특징으로 하는 연료운영 통합관리 시스템. - 제 2항에 있어서, 상기 석탄수급관리부는
하역계획과 재고현황리스트를 통해 입력된 정보를 바탕으로 현재재고 평균성상을 계산하며, 배선계획을 통해 입력된 정보를 바탕으로 입하예정 평균성상을 계산함을 특징으로 하는 연료운영 통합관리 시스템. - 제 2항에 있어서, 상기 석탄수급관리부는
혼탄연료성상 리스트에서 각 항차에 대한 성상의 수정 및 조회가 가능하며,
배선계획조회 및 등록 리스트에서 배선계획의 수정이 가능함을 특징으로 하는 연료운영 통합관리 시스템. - 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한항에 있어서, 상기 석탄수급관리부는 선택한 날짜의 현재고와 석탄성장 정보, 장기재고추이 정보를 보고서로 제공함을 특징으로 하는 연료운영 통합관리 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 혼탄관리부는
일자별 저탄장 현황 및 하역현황을 그림으로 제공하며,
항차별 하역시료 정보와 발열량과 유황분의 변동계수, 항차별 송장자료 정보 및 검수분석 결과, 시프트별 미연탄소 및 매연분석결과, 일자별 소비탄 분석결과, 시프트별 소비탄 상탄결과를 리스트로 제공하고,
장기재고, 혼소발열량, 혼소 유황분을 리스트와 차트로 제공함을 특징으로 하는 연료운영 통합관리 시스템. - 제 1항에 있어서, 상기 혼탄관리부는
시작시간, 최소사용시간, 정렬방법, 호기별 운전여부, 미분기 운전대수, 혼소 탄종수, 혼탄 목표값을 설정해 주고, 사용가능 탄종을 선택한 후 총비용이나 지속가능시간을 기준으로 단기혼탄계획을 수립하고,
저탄장 재고, 하역현황, 현재고 성상, 호기별 운전 제약조건을 고려하여 단기혼탄계획을 자동으로 추천해주며,
단기혼탄계획의 추가, 수정, 삭제 및 조회가 가능함을 특징으로 하는 연료운영 통합관리 시스템. - 제 1항에 있어서, 상기 혼탄관리부는
계획수립기간, 혼탄목표값을 설정해주고, 추천실행 명령에 따라 탄종별 비율을 계산하여 장기 혼탄계획을 수립하며, 저탄장 재고, 배선계획, 항차별 성상을 고려하여 장기혼탄계획을 자동으로 추천해줌을 특징으로 하는 연료운영 통합관리 시스템. - 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한항에 있어서, 상기 혼탄관리부는
현재 사용되고 있는 혼탄계획과 변경 예정인 혼탄계획의 탄종 및 비율, 성상정보, 혼탄계획의 연소특성 예측값 정보를 포함하여 확정한 혼탄계획을 보고서로 보여줌을 특징으로 하는 연료운영 통합관리 시스템. - 제 1항에 있어서, 상기 연소예측부는
미분기, 보일러, 통풍설비, 환경설비의 연소예측값과 운전값을 제공하며, 단기혼탄계획에서 입력된 혼탄계획을 통한 연소예측 정보와 실시간 운전정보를 비교하여 운전팁을 제공함을 특징으로 하는 연료운영 통합관리 시스템.
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