KR20170052573A - 보일러 열전달 면의 부착물 위치 측정을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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인터내셔널 페이퍼 컴퍼니
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Abstract

노즐이 열교환기 면에 가까워질 때, 보일러 열교환기의 부착물 탐지는, 그을음 블로어 부재의 노즐로부터의 가압 유체 분사 및, 열교환기 면에 가압 유체의 영향에 의해 형성되고 가압 유체 분사를 통해 그을음 블로어 부재로 다시 전달된 반작용 힘을 나타내는 값을 검출하는 것을 포함한다. 상기 방법은 또한, 반작용 힘을 나타내는 값을 기초로, 부착물을 나타내는 열교환기 면에 실질적인 증착물이 있을 때를 측정하는 것을 포함한다.

Description

보일러 열전달 면의 부착물 위치 측정을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING A LOCATION OF FOULING ON BOILER HEAT TRANSFER SURFACE}
본 발명은 일반적으로 회수 보일러의 부착물 또는 재 증착물(ash deposits)에 대한 것으로, 특히, 그을음 블로어를 통한 회수 보일러 열교환기에 부착된 재 증착물 탐지에 대한 것이다.
제지 공정에서, 화학적인 펄핑은, 증해 가마(digester)에서 펄프 처리되는 동안, 부산물로서, 나무로부터 분리되는 다른 유기물 및 리그닌(lignin)과 함께, 대부분의 모든 무기질 증해 화학 물질을 포함하는 흑액(Black liquor)를 산출한다. 흑액은 보일러에서 연소된다. 보일러의 두 가지 기능은, 펄프 공정에서 사용되는 무기질 증해 화학 물질을 회수하고, 제지 장치를 위해 증기를 발생시키기 위하여 흑액 중 일부의 유기물에서의 화학 에너지를 사용하는 것이다. 여기서 사용된 것처럼, 보일러라는 용어는, 열전달 면을 오염시키는 연료를 연소시키는 상단 지지 보일러 또는 하단 지지 보일러 모두를 포함할 수 있다.
예를 들어, 크래프트(Kraft) 보일러는 노(furnace) 내의 가스로부터 복사 및 대류에 의해 열을 추출하는 노 내에 과열기를 구비할 수 있다. 포화 증기는 과열기 구역으로 유입되고, 과열 증기는 제어 온도로 빠져나간다. 과열기는 열전달을 위해, 관으로 이루어진 플레이튼의 배열로 구성된다. 과열기 열전달 면에는 노 연소실fhurnace chamber)에서 나오는 재가 지속적으로 쌓이게 된다. 크래프트 보일러에서 연소 될 수 있는 흑액의 양은, 과열기 구역 면의 부착물의 정도 및 비율에 의해 종종 제한된다. 과열기 면에 부착된 재를 포함하는 부착물은, 흑액 연소로부터 흡수되는 열을 감소시키게 되어 과열기로부터 나가는 출구 증기 온도를 감소시킬 수 있다.
청소를 위해서는 보일러의 운전 정지가 가끔 필요하다. 예를 들어, 크래프트(Kraft) 보일러는 특히 과열기 부착물 문제가 발생하기 쉽다. 크래프트 보일러에서 과열기로부터의 재 증착물을 제거하는 종래의 한 방법은, 그을음 블로잉(sootblowing)을 구비하는 것이다. 그을음 블로잉은, 그을음 블로어(sootblower)의 노즐로부터 증기 분사로 인해, 과열기(또는 재 증착물로 부착된 열전달 면)에 증착된 재를 불어서 털어내는 공정이다. 그을음 블로어는 랜스(lance) 말단부에 노즐(nozzle)로 증기를 분사하기 위한 랜스를 갖춘다. 여러 대의 그을음 블로어가 다양한 시간대에 켜지면서, 보일러가 정상 작동되는 동안, 그을음 블로잉 작업이 기본적으로 계속 수행될 수 있다. 그을음 블로잉 작업은 대개 증기를 이용해 수행된다. 이 그을음 블로잉 공정은 보일러에 의해 생산되는 많은 양의 열 에너지를 소비한다.
회수 보일러의 과열기 구역의 증착물의 양을 측정하는 종래의 방법은, 통상 보일러를 빠져나가는 배기가스의 온도 증가, 또는 엔탈피, 열전달 및 증기의 온도 감소, 또는 보일러의 가스 측(물/증기 측이 아닌 연소 구역)에 압력 강하와 같은 간접 측정을 기초로 한다. 그러나 이러한 기술로는 회수 보일러 열교환기에 있는 재 증착물의 위치를 알아내거나, 측정할 수는 없다. 따라서, 이러한 기술은 열전달 면의 효율성을 개선하고 에너지 절감을 위해, 증기 소비를 감소시키는 신뢰 할만하고 효과적인 그을음 블로잉 방법을 제안하는 데 있어, 지침서를 제시하지 못한다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은, 그을음 블로어 부재의 제1 및 제2 노즐로부터 제1 및 제2의 가압 유체를 분사하는 단계; 열교환기에 있는 하나 이상의 실질적인 증착물 또는, 열교환기에 있는 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체 분사의 영향으로 생성되고, 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체 분사를 통해, 그을음 블로어 부재로 다시 전달된 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 값을 생성하는 단계; 및 이 값을 기초로 하는 부착물을 나타내는 열교환기에 실질적인 증착물이 있을 때를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
각각의 제1 및 제2의 가압 유체 분사는, 아음속인 증기 흐름을 포함할 수 있다.
하나 이상의 반작용 힘은, 그을음 블로어 부재에 가해진 하나 이상의 비틀림력을 포함할 수 있다.
생성된 값은, 검출된 값을 탐지하기 위해, 그을음 블로어 부재에 배치된 스트레인 게이지 측정 부재로부터 검출된 값을 기초로 할 수 있다.
상기 방법은, 기준 위치에 대한 노즐의 선형 위치를 정하는 단계; 기준 배향에 대한 적어도 하나의 노즐의 회전 배향을 정하는 단계; 노즐의 선형 위치 및 회전 배향, 그리고 해당 값을 기초로 하여 열교환기 면에 하나 이상의 실질적인 증착물이 있는지를 측정하는 단계; 및 하나 이상의 실질적인 증착물이 열교환기에 있을 때, 노즐의 선형 위치 및 회전 배향을 기초로, 열교환기에 하나 이상의 실질적인 증착물의 특정한 한 쌍의 가능한 위치를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
노즐의 선형 위치 및 회전 배향의 결정은, 시작 시간부터 완료 시간까지를 기초로 할 수 있다.
상기 방법은, 열교환기의 다수의 플레이튼에 실질적으로 수직 방향에서 제1 홈 위치부터 제2 최대 내부 위치까지 그을음 블로어 부재를 이동시키는 단계; 길이 방향의 축을 중심으로 그을음 블로어 부재를 회전시키는 단계; 그을음 블로어 부재의 제1 홈 및 제2 최대 내부 위치 사이의 선형 위치와 회전 배향에 상응하도록 보일러 내부에서, 다수의 다양한 그을음 블로어 정렬 위치를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
보일러가 작동되는 동안, 보일러 내부에서 각각 다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에서, 특정한 정렬 위치에 있을 경우, 그을음 블로어 부재에 의해서 분사된, 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체 분사를 통해, 그을음 블로어 부재로 다시 전달된 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 각각의 값이 생성될 수 있다.
상기 방법은, 그을음 블로어 부재에 대하여, 각각 다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에 상응하는, 적어도 하나의 열교환기 위치에, 적어도 하나의 실질적인 증착물이 위치해 있는지를 나타내는 표를 구성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에서, 특정한 정렬 위치에 부착물이 없다는 것을 나타내는 각각의 기준 값을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 각각의 기준 값을 측정하는 동안, 그을음 블로어의 이동 및 회전은, 보일러가 작동되는 동안, 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 각각의 값을 생성할 때처럼, 실질적으로 같은 속도 또는 비율로 발생할 수 있다.
상기 방법은, 각각 다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에서, 특정한 정렬 위치에 관련된, 각각의 기준 값 및 보일러가 작동되는 동안 생성된 각각의 값의 비교를 기초로, 특정한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에 상응하는, 열교환기의 가능한 위치 중에 적어도 하나의 위치에서, 적어도 하나의 실질적인 증착물이 있을 때를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 각각 다수의 다양한 시점에서, 그을음 블로어가 이동 및 회전할 때, 특정한 시점에 대해, 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체 분사를 통해 그을음 블로어 부재에 가해진 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 각각의 값을 생성하는 단계; 및 다수의 그을음 블로어 부재 정렬 위치 중 하나에 상응하는 각각 다수의 다양한 시점을 연관시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 각각 다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에서, 특정한 정렬 위치에 부착물이 없다는 것을 나타내는 각각의 기준 값을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 보일러가 작동되는 동안 생성된 여러 값 및 여러 기준 값을, 각각의 제1 및 제2 주파수 영역 데이터 세트로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 다수의 주파수 대역 중에서 특정한 주파수 대역을 식별하기 위한 제1 및/또는 제2 주파수 영역 데이터 세트 중, 다수의 주파수 대역의 검토 단계를 포함할 수 있으며, 여기서, 생성된 각각의 값에 상응하는 응답을 받기에는 나머지 다수의 주파수 대역보다는, 대개 상기 특정한 주파수 대역일 가능성이 높다.
상기 방법은, 제1 및 제2 주파수 영역 데이터 세트 모두에 대해, 식별된 주파수 대역의 주파수 영역 데이터를, 상응하는 제1 및 제2의 시간 영역 데이터 세트로 변환하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서, 상기 제1 및 제2 시간 영역 데이터 세트 각각의 요소는, 다수의 다양한 시점 중 해당하는 한 가지 및 해당하는 진폭 값에 의해 정의된다.
상기 제1 시간 영역 데이터 세트의 각각의 요소는, 상기 제2 시간 영역 데이터 세트에 각각 상응하는 요소와 관련될 수 있다.
상기 방법은, 제1 및 제2 시간 영역 데이터 세트 중 각각 상응하는 요소의 각각의 쌍에 대하여, 제1 시간 영역 데이터 세트 요소의 관련된 진폭 값 및 제2 시간 영역 데이터 세트의 상응하는 요소 사이의 비교를 기초로, 하나 이상의 실질적인 증착물이 열교환기에 있는 경우를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은, 그을음 블로어 부재의 노즐로부터 가압 유체를 분사하는 단계; 열교환기 면에 실질적인 증착물 또는 열교환기 면에 가압 유체의 충격으로 발성되고, 가압 유체 분사를 통해, 그을음 블로어 부재로 다시 전달된 반작용 힘을 나타내는 값을 생성하는 단계; 및 실질적인 증착물을 나타내는 값을 기초로, 오염물의 부착을 표시하여, 열교환기 면에 상당한 부착물이 존재하는 때를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따르면, 제1 및 제2 노즐로부터 제1 및 제2 가압 유체를 분사하는 그을음 블로어 부재를 갖춘 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하기 위해, 임의의 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 그것들로 구성된 컴퓨터 판독 프로그램 코드를 갖춘 일시적 컴퓨터 판독 저장 매체를 구비할 수 있다. 특히, 컴퓨터 판독 프로그램 코드는 a)열교환기에 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체 분사 또는 열교환기에 하나 또는 둘의 실질적인 증착물의 충격으로 발성되고, 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체 분사를 통해 그을음 블로어로 다시 전달된 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 값을 생성하는 컴퓨터 판독 프로그램 코드; 및 b)실질적인 증착물이 생성된 상기 값을 기초로, 오염물의 부착을 나타내어 열교환기에 부착물이 있을 때를 결정하기 위한 컴퓨터 판독 프로그램 코드를 포함할 수 있다.
본 발명의 제4 실시예에 따르면, 제1 및 제2의 노즐로부터 제1 및 제2의 가압 유체를 분사하는 그을음 블로어를 갖춘 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하기 위한 본 시스템이 제공된다. 열교환기에 하나 이상의 실질적인 증착물 또는 열교환기에 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체 분사의 영향으로 발생 되며, 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체 분사를 통해 그을음 블로어 부재로 다시 전달된, 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 값을 생성하기 위해, 본 시스템은 데이터 수집 시스템을 구비할 수 있다. 데이터 수집 시스템은, 생성된 값을 기초로, 부착물을 나타내는 열교환기에 실질적인 증착물이 있을 때를 또한 결정할 수 있다.
상기에 설명된 것처럼, 데이터 수집 시스템 및 제어 시스템은, 데이터 입력을 수신하고, 컴퓨터 명령을 통해 데이터를 처리하며, 출력 데이터를 생성하는 어떠한 종류의 컴퓨터든 포함될 수 있다. 상기 컴퓨터는, 소형 기기장치, 노트북, 데스크톱 컴퓨터, 마이크로컴퓨터, 디지털 신호 처리기(DSP), 중앙 컴퓨터, 서버, 휴대전화, PDA, 다른 프로그램 작동이 가능한 컴퓨터 기기장치 또는 어떠한 조합이든 가능하다. 상기 컴퓨터는 또한, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA)와 같은 프로그램 가능 논리 소자를 이용하여 실행될 수 있으며, 또는, 그렇지 않으면, 주문형 집적회로(ASIC) 또는 비슷한 기기장치처럼 인식될 수 있다. "컴퓨터"라는 용어는, 상기 언급된 두 가지 이상의 장치, 즉, 두 가지 이상의 마이크로컴퓨터의 조합을 아우른다. 컴퓨터는 또 다른 기기장치의 하드에 내장된 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는, 하드웨어, 소프트웨어(펌웨어, 레지던트 소프트웨어(resident software), 마이크로 코드 등)와 같이 전방위적으로, 또는, "회로", "모바일", "컴포넌트" 또는 "시스템"과 같이, 통상 언급될 수 있는 통합된 소프트웨어 및 하드웨어 실행이 될 수 있다. 추가로, 본 발명의 실시예는, 상기 실시예로 든 컴퓨터 판독 프로그램 코드를 갖춘 하나 이상의 컴퓨터 판독 매체에서, 실시예로 든 컴퓨터 프로그램 제품을 구체화할 수 있다.
명세서는 본 발명의 권리 범위를 명확하게 주장하고, 특별히 나타내는 청구항으로 마무리하고 있는데, 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 나타내는 첨부 도면과 함께, 다음의 설명으로부터 본 발명이 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은, 본 발명의 원리에 따라, 회수 보일러 열교환기 면에 부착물을 탐지하기 위한 하나 이상의 그을음 블로어를 갖춘 통상의 회수 보일러 시스템의 개략도이다;
도 2는, 본 발명의 원리에 따라, 다수의 과열기 플레이튼 내에 위치된 다수의 그을음 블로어를 나타낸 도 1에 도시되어 있는, 회수 보일러 시스템의 일부를 확대하여 나타낸 상부 사시도이다;
도 3a는, 본 발명의 원리에 따라, 토오크(torque)를 발생시키는 열교환기 면에 쌓인 증착물에, 랜스(lance)의 증기 제트 패턴의 상대 위치를 도시한 것이다;
도 3b는, 본 발명의 원리에 따라, 부착물이 존재하는 인접한 네 개의 플레이튼의 평면도이다;
도 4는, 본 발명의 원리에 따라, 그을음 블로어 랜스(86)의 노즐에서 어떻게 반작용 힘이 발생 되는지를 도시화한 것이다;
도 5는, 도 3b와 비슷하지만, 각각의 플레이튼이 다수의 관으로 도시되었다;
도 6은, 본 발명의 원리에 따라, 설치된 데이터 수집 시스템을 구비한 토오크 관련 측정 장치를 갖춘 그을음 블로어 랜스의 일부를 도시한 것이다;
도 7은, 본 발명의 원리에 따라, 그을음 블로어가 이동하는 동안, 도 6의 토오크 관련 측정 장치에 의해 탐지된 반작용 힘을 나타내는 값을, 시간 영역 표시로 나타낸 것이다;
도 8은, 본 발명의 원리에 따라, 도 7의 시간 영역 데이터의 주파수 영역 표시를 나타낸 것이다;
도 9는, 본 발명의 원리에 따라, 도 7의 시간 영역 데이터로부터 선택된 재한된 주파수 대역의 시간 영역 표시를 나타낸 것이다;
도 10, 11a, 11b는 본 발명의 원리에 따라, 열교환기 면의 부착물을 탐지하기 위한 예시 방법을, 각각의 흐름도로 나타낸 것이다;
도 12a-12c는, 본 발명의 원리에 따라, 탐지된 토오크 관련 값을, 특정한 그을음 블로어 부재 정렬 위치와 관련시키는 다양한 표를 나타낸 것이다;
바람직한 실시예에 대하여 다음의 상세한 설명에서는, 첨부도면을 참조하고 있는데, 이러한 도면은 명세서의 일부를 이루고 발명의 한정이 아니라, 예시를 위하여 도시한 것이며, 본 발명이 실현되는 구체적인 바람직한 실시예를 나타낸다. 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서, 변경이나 변형이 가능하고 예시하지 않은 다른 실시예도 활용될 수 있음을 이해할 수 있다.
도 1은 하나 이상의 그을음 블로어("그을음 블로어 부재(sootblower element)"로 여기에 언급됨)를 갖춘 그을음 블로어 시스템(2)을 구비한 크래프트 흑액(Kraft black liquor) 회수 보일러 시스템(10)의 개략도이다. 그러나 다양한 그을음 블로어 시스템과, 그을음 블로어 시스템의 보조장치를 갖춘 다른 보일러 시스템도 본 발명의 범위 내에 속한다. 다수의 그을음 블로어를 구비한 크래프트 흑액 회수 보일러 시스템은, "각각의 그을음 블로어에 대한 효율 측정 방법(Method of Determining Individual Sootblower Effectiveness)"이라는 제목의 미국특허출원공개번호 제2006/0065291 A1호(2006.03.30)에 공개되어 있다. 열교환기 면에 증착물을 줄이기 위한 임의의 메커니즘(mechanism)을 채택한 임의의 단면의 그을음 블로어를 포함하여, 본 발명의 실시예에는 임의의 적합한 그을음 블로어가 사용될 수 있다.
흑액(black liquor)은 제지 공정에서 화학 펄프의 부산물로서, 회수 보일러 시스템(10)에서 연소 된다. "묽은 농도인 흑액"의 초기 농도는 약 15% 정도이다. 흑액은 증발기(12)에서 연소 조건(건조 고체 함유량 65~85%)로 농축되고, 회수 보일러 시스템(10)에서 연소 된다. 증발기(12)는 증해 가마(cooking digester, 미도시)의 하류에 있는 세척기(미도시)로부터 묽은 흑액을 받는다.
도 1에 보인 바와 같이, 회수 보일러 시스템(10)은, 고온 작동 가스를 생성하기 위해 흑액이 연소 되는 노를 형성하는 밀봉 하우징과, 열전달 구역(18), 및 노(16, furnace)와 열전달 구역(18) 사이 내에 불노우즈(20, bullnose)를 통합하는 회수 보일러(14)를 포함하여 이루어진다. 보일러 시스템(10)은 이코노마이저(50, economizer), 보일러 뱅크(52, boiler bank) 및 과열기 구역(60)을 추가로 포함하는데, 도 1에 보인 바와 같이, 이들 모두는 열전달 구역(18)에 있다. 도 1에서, 노(16) 내에서 연료의 연소로부터 생성된 재를 포함하는 고온 작동 가스는, 불노우즈(20) 주변을 지나가고, 열전달 구역(18)을 통과한 뒤, 전기집진기(26)를 통해 걸러지고, 굴뚝(28)을 통해 빠져나간다.
수직으로 정렬된 벽 관(32, wall tube)은 노의 수직 벽(30) 내부에서 통합된다. 아래에 추가로 설명하겠지만, 주로 물인 유체는 벽 관(32)을 통과하는데, 노(16) 내에서 생성된 고온 작동 가스로부터 열 형태의 에너지가, 벽 관(32)을 통해 흐르는 유체로 전달된다. 노(16)는 세 가지 단계의 높이에서 연소를 위한 공기를 주입하기 위하여, 제1차 레벨 에어 포트(34, air ports), 제2차 레벨 에어 포트(36) 및 제3차 레벨 에어 포트(38)로 구성된다. 흑액은, 분사기(40, spray guns)를 통해 노(16) 내로 분사된다. 흑액은 증발기(12)로부터 분사기(40)로 공급된다.
이코노마이저(50)는 공급기(supply)로부터 급수를 받는다. 도시된 실시예에서, 급수는 약 120℃(250℉)의 온도에서 이코노마이저(50)로 공급될 수 있다. 이코노마이저(50)는 약 230℃(450℉)의 온도로 물을 가열할 수 있다. 열전달 구역(18)을 지나 이동하는 고온 작동 가스는, 급수 가열을 위해 열 형태의 에너지를 이코노마이저(50)로 공급한다. 도 1을 참조하면, 이때, 가열된 물은 이코노마이저(50)에서 보일러 뱅크(52, boiler bank)의 상부 드럼(52A, 증기 드럼(steam drum))으로 공급된다. 상부 드럼(52A)은 일반적으로 기수분리기(steam-water separator) 역할을 한다. 도 1에 도시된 실시예에서는, 물이 상부 드럼(52A)에서 하부 드럼(56, 머드 드럼(mud drum))까지 연장되어있는 제1 세트의 관(54) 아래로 흘러내린다. 물은 관(54)을 흘러내려 가면서, 약 200~320℃의 온도로 가열될 수 있다. 하부 드럼(56)에서 가열된 물의 일부는 보일러 뱅크(52)의 제2 세트의 관(58)을 통해 상부 드럼(52A)으로 흐른다. 하부 드럼(56)에서 가열된 물 중 남은 일부는 노(16) 내에 있는 벽 관(32)으로 공급된다. 노(16) 내에 벽 관(32)과 보일러 뱅크(52) 내에 제2 세트의 관(58)을 따라 흐르는 물은, 포화상태로 가열될 수 있다. 포화상태에서 유체는 주로 액체 상태이지만, 일부 증기도 공급될 수 있다. 벽 관(32) 내의 유체는 상부 드럼(52A)에서 보일러 뱅크(52)로 돌아간다. 증기는 상부 드럼(52A)에서 액체로부터 분리된다. 물이 제1 세트의 관(54)을 통해 하부 드럼(56)으로 돌아가는 한편, 상부 드럼(52A) 내의 증기는 과열기 구역(60)으로 공급된다.
도 2에 도시된 실시예에서, 과열기 구역(60)은 제1 과열기(61), 제2 과열기(62) 및 제3 과열기(63)로 구성되고, 각각의 과열기는 열전달 부재(64)가 약 20~50개 정도인 플레이튼(61A, 62A, 63A)으로 구성될 수 있다. 여기서 사용되었듯, "열 교환기"는 과열기(61, 62, 63)뿐만 아니라, 고온 가스에서 발생하는 열이 물과 같은 유체로 전달되도록 하는 타 장치들도 포함한다. 플레이튼(61A, 62A, 63A)은 관으로 구성되어 있으나, 직사각형 구조물로 도 2에 간략하게 도시되었다. 증기는 주입구 헤더(inlet header, 미도시)라 칭하는 상응하는 매니폴드(manifold) 관을 통해, 플레이튼(61A, 62A, 63A)으로 들어가, 플레이튼(61A, 62A, 63A) 내에서 과열되어, 배출구 헤더(outlet header, 미도시)라 칭하는 또 하나의 매니폴드(manifold) 관을 통해 과열된 증기로 플레이튼(61A, 62A, 63A)을 빠져나간다. 예를 들어, 플레이튼(61A, 62A, 63A)은 헤더(미도시)로부터 매달릴 수 있다. 열전달 구역(18)을 통해 이동하는 고온 작동 가스는, 증기를 과열시키기 위해 과열기 구역(60)으로 열 형태의 에너지를 공급한다. 도 2에 도시된 실시예에서, 고온 작동 가스는 화살표(101) 방향으로 이동한다. 과열기 구역(60)은 세 개 미만, 또는 그 이상의 과열기로 구성될 수 있다.
각각의 열전달 부재(64)의 바깥 면, 또는 열전달 면(67)은 노(16) 내부에 노출되어 있다. 각각의 열전달 면(67)은 편평한 면으로 도 2에 도시되었지만, 각각의 열전달 부재(64)는 관으로 구성되어 있으므로, 이 열전달 면(67)은 열전달 부재(64)를 구성하는 관의 바깥 면으로 간주한다. 각각의 열전달 부재(64)의 열전달 면(67) 중 많은 부분 또는 전부에는 노(16)가 정상 작동되는 동안, 재로 덮일 수 있다. 열전달 부재(64)의 작동 효율 개선을 위해, 열전달 부재(64) 중 열전달 면(67)의 많은 부분이, 그 위에 덮여 있는 재를 제거하기 위한 그을음 블로어 시스템(2)에 의해 깨끗해질 수 있다.
고온 작동 가스는 도 2에 도시된 화살표(101) 방향으로, 과열기 구역(60)을 통해 이동하므로, 전면부 모서리(61B, 62B, 63B)는 반대편의 후면 모서리(61C, 62C, 63C)보다 많은 양의 재에 노출되어, 이 재들로 덮이게 된다. 하기에 더 자세히 설명된 것처럼, 고온 작동 가스는 화살표(101) 방향으로 흐르므로, 이는 플레이튼(61A, 62A, 63A)의 전, 후면(61D-63D, 61E-63E)에 얼마의 증착물이 쌓이는지에 대한 영향을 미친다. 각각의 플레이튼(61A-63A)의 두께는 도 2에서 "T"라고 표기되었다. 각각의 열전달 부재(64)의 열전달 면(67), 즉, 각각의 플레이튼(61A-63A)은 각각의 전, 후면 모서리(61B-63B, 61C-63C) 및 각각의 전, 후면(61D-63D, 61E-63E)으로 구성된다.
상기에 언급된 것처럼, 그을음 블로어 시스템(2)은 하나 이상의 그을음 블로어(84)로 구성되어 있다. 그을음 블로어(84)는 또한, 여기서 "그을음 블로어 부재(element)"라고도 언급된다. 그을음 블로어(84)는, 열전달 부재(64)의 열전달 면(67)을 청소, 즉, 재와 그에 준하는 것을 제거하는 기능을 한다. 각각의 그을음 블로어는 적어도 하나의 노즐을 갖춘 기다란 관 또는 랜스(86)를 구비하는데, 도 2에 도시된 것처럼, 통상 말단부에서 180° 가량 떨어져 있는 한 쌍의 방사상 노즐(radial nozzle)을 구비한다. 노즐(88)은 그을음 블로어 노즐을 의미한다. 랜스(86)는 증기(또는 물) 공급원과의 유동을 위해 연결된다. 바람직하게는, 증기가 약 100~400psi의 압력으로 공급된다.
그을음 블로어(84)가 보일러(14) 외부에 있을 수 있는 제1의 홈(home) 위치부터, 그을음 블로어(84)가 과열기 구역(60) 내에 있는 제2의 최대 내부 위치까지 이동하도록, 각각의 그을음 블로어(84)에 선형 구동 장치(184)가 연결될 수 있다. 홈 위치와 같은 기준 위치에 대하여, 그을음 블로어(84)의 선형 위치 측정을 위해, 선형 인코더(186)가 선형 구동 장치(184)의 일부로 형성될 수 있으며, 또는 선형 구동 장치(184)에 연결되거나, 또는 그을음 블로어(84)에 직접 연결된다. 그을음 블로어(84)가 제1의 홈 위치부터 제2의 최대 내부 위치까지 이동할 때, 0°의 홈 위치와 같은 기준 방향이나 각도(angular) 위치에 대하여 회전시키기 위하여, 각각의 그을음 블로어(84)에 회전 구동 장치(188)가 연결될 수 있다. 홈 또는 기준 각도 위치에 대해, 그을음 블로어(84)의 각도 위치 또는 회전 배향(orientation)을 측정하기 위해, 회전 인코더(190, rotary encoder)가 회전 구동 장치(188)의 일부분으로 형성되거나, 회전 구동 장치(188)에 연결되거나, 그을음 블로어(84)에 직접 연결될 수 있다. 선형 구동 장치(184)와 회전 구동 장치(188)는 작동 장치(184, 188)를 제어하기 위해, 제어 시스템(6)에 연결된다. 선형 인코더(186)와 회전 인코더(190)는 제어 시스템(6)과 연결되며, 이 제어 시스템(6)은 그을음 블로어(84)의 검출된 선형 위치와 각도 위치에 상응하는 인코더(186, 190)로 생성되는 데이터를 받는다. 제1 위치에서 제2 위치 사이의 각각의 그을음 블로어(84)의 내부로의 이동은, 제1 스트로크(stroke)라고 칭하며, 제2 위치에서 제1 위치 사이의 외부로의 이동은 제2 스트로크라고 칭한다.
도 2에 도시된 것처럼, 그을음 블로어(84)는 일반적으로 열전달 부재(64)의 높이 "H" 및 너비 "W"에 수직으로, 그리고 열전달 부재(64)의 높이 "H" 및 너비 "W" 사이에서 이동할 수 있다. 그을음 블로어(84)가 제1 및 제2 위치 사이에서 이동할 때, 증기가 노즐(88)을 통해 분사된다. 증기는 열전달 면(67)에 쌓인 재와 부딪힐 때, 재의 일부가 제거된다. 일정 시간이 지나면, 쌓여 있는 잔재는 탄성이 너무 커지게 되어, 그을음 블로어(84)로 제거가 어려워지고, 청소 방법에 대한 대안이 사용될 수 있다. 상기 서술된 그을음 블로어(84)는 증기 및/또는 물을 사용한다; 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않지만, 그을음 블로어는 또한, 보일러(14)가 사용되는 동안, 음파를 이용한 그을음 블로잉이나 재를 제거할 수 있게 하는 다른 원리와 같이, 그을음 블로잉을 가능케 하는 다른 원리에 기초할 수도 있다.
도 3a는 열전달 부재(64)의 열전달 면(67)에 쌓인 재 증착물에, 그을음 블로어(84)가 증기 분사하는 위치를 나타낸 것이다. 특히, 도 3a는 주위의 플레이튼(61A)의 후면 모서리(61C) 및 후면(61E), 플레이튼(62A)의 전면 모서리(62B) 및 후면(62E)을 나타낸 것이다. 재 및 다른 물질을 지닌 가스의 유입 방향으로 인해, 가스는 전면 모서리(62B)를 타격하여, 이 모서리에 증착물(302)이 형성되기 쉽다. 가스는 플레이튼(61A)의 전면과 후면(61D, 61E)을 가로질러 흐르는 경향이 있어, 후면 모서리(61C)에는 조금도 부딪히지 않거나, 후면 모서리(61C)에 증착물이 쌓이지도 않는다. 도 3a에 나타낸 것처럼, 증착물(302)은 전면 모서리(62B)의 상부 영역과 비교하여, 전면 모서리(62B)의 아래쪽에 더 많이 쌓여 있다. 도 3a에서 작은 입자(301, speckling)는 증착물(302)이 플레이튼 면(62D, 62E)을 따라 전면 모서리(62B)로부터의 거리에 따라, 증착물(302)이 얇아지거나 적어지는 경향이 있다는 것을 나타내기 위한 것이다.
도 3a에서, 그을음 블로어(84)의 노즐(88)은 종이 평면 내부 및 외부로 이동한다. 종이 평면 외부 방향으로 이동하는 동안, 노즐(88) 및 분사된 증기가 시계 방향(308)으로 회전하도록, 그을음 블로어 랜스(86)가 회전될 수 있다. 만일 재 증착물(302)과 같은 부착물이 열전달 부재(64)의 열전달 면(67)에 있다면, 도 3에 있는 플레이튼(62A)의 전면 및 후면(62D)과 전면 모서리(62B)에 나타낸 바와 같이, 하나의 노즐(88)로부터 분사된 증기(304)는 증착물(302)에 영향을 미칠 것이다. 도 4에 대해, 하기에 더 자세히 설명하였듯이, 증착물(302)에 증기 분사(304)를 포함하는 가압 유체의 증착물(302)에 대한 충격으로 반작용 힘(306)이 발생되는데, 그을음 블로어 랜스(86)로 다시 전달된 반작용 힘은, 회전 배향과 반대인 반작용 토오크와 같이, 증기 분사(304)를 통해 그을음 블로어 랜스(86)의 노즐로 다시 전달되는 것을 나타낸다. 그을음 블로어 랜스(86)로 되돌아가는 반작용 힘(306)은, 회전 배향(308)의 반대인 반작용 토오크(torque)로서, 그을음 블로어 랜스(86)에 작용될 수 있다. 일부의 실시예에서 증기 속도는, 반작용 힘이 얼마나 효율적으로 그을음 블로어 랜스(86)로 다시 전달되는가에 대하여 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 아음속인 증기의 흐름은 초음속인 증기의 흐름보다 큰 진폭을 가진 반작용 힘으로 다시 전달할 수 있다.
도 3b는 잔존하는 부착물을 가진 네 개의 인접한 플레이튼(61A, 62A)의 평면도를 나타낸 것이다. 보이는 것처럼, 증착물(302)은 통상, 플레이튼(64)의 트레일링 에지(trailing edge)(예를 들면, 후면 모서리(61C, 62C)와 같은)에 더 가까이에 남아 있는 증착물은 거의 없고 플레이튼의 리딩 에지(leading edge)(예를 들면, 전면 모서리(61B, 62B)와 같은)에 쌓일 수 있다. 각각의 증착물(302)은 플레이튼(64)의 전면(61D, 62D) 및 후면(61E, 62E) 모두에 쌓일 수 있다. 따라서, 증착물(302)은 인접한 플레이튼(64)의 인접한 후면 및 전면 모서리(61C, 61B) 사이의 갭(G1)에서 외곽으로 증가하며, 또한, 인접한 플레이튼(64)의 인접한 전면(61E, 61D) 및 후면(62E, 62D) 사이의 갭(G2)에서 외곽으로 증가할 수 있다.
도 3b에서, 예시로 든 증기 분사 패턴(402)은 두 개의 열전달 부재 사이의 구역에서 어떻게 증기 분사 패턴(402)이 생성될 수 있는지를 나타내기 위한 것이다. 열전달 부재(64)는 인접한 열전달 부재들(64)과의 중심 사이가 약 30cm 거리의 간격으로 떨어져 있을 수 있다. 그을음 블로어(84)가 홈 위치에서 최대 내부 위치까지 이동하는 동안, 20~50개의 열전달 부재(64)가 그을음 블로어(84)와 부딪힐 수도 있다. 각각의 열전달 부재(64)는 약 50~65mm의 두께 T를 가질 수 있다. 전체 제1 및 제2 스트로크를 통한 그을음 블로어(86)의 이동은 약 90~120초가 소요될 수 있다. 예를 들어, 20개의 열전달 부재(64)는 약 6m의 스팬(span)을 커버(cover)할 것이다. 만일 그을음 블로어(86)가 120초로 약 6m의 스팬을 커버하기 위한 속도로 이동하려면, 그을음 블로어(86)의 노즐(88)은 약 50mm/sec의 속도로 이동할 것이며, 두 개의 인접한 열전달 부재(64) 사이에 약 250mm를 이동하는데 약 5초가 걸릴 것이다. 만일 그을음 블로어(84)의 노즐이 0.5~1.0Hz의 속도로 회전된다면, 노즐이 두 개의 인접한 열전달 부재(64) 사이에 있을 때, 360°로 완전히 회전할 수 있다. 어떻게 증기 분사 패턴(402)이 열전달 부재(64)의 열전달 면(67)의 여러 부분과 상호작용하는지에 대하여 측정 및 제어를 하기 위해, 그을음 블로어(84)의 선형 속도, 그을음 블로어 노즐(88)의 회전 속도 및 인접한 열전달 부재(64) 사이의 간격이 선택될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 양지할 것이다.
도 4는 도 3a와 3b에서 나타냈듯이, 노즐(88)이 위치해 있을 때, 어떻게 반작용 힘이 노즐(88)에서 발생되는가를 도시한 것이다. 둘 중 하나의 노즐(88)로부터 분사되는 증기(304)는 증착물(302)을 타격하게 된다. 그러나 증기의 흐름(304)이 개별의 증기 흐름 요소로 구성된다고 간주한다면, 더 낮은 위치의 개별 증기 요소(322)가 동일한 증착물(302)에 부딪혔을 때, 상부의 개별 증기 요소(320)보다 짧은 거리를 이동한다. 거리의 차이로 인해, 증착물(302)을 타격하는 개별의 증기 요소(322)에 반작용으로 생성된 힘은, 증착물(302)을 타격하는 개별의 흐름 요소(320)에 반작용으로 생성된 힘보다 클 것이다. 개별 흐름 요소(322)로부터의 부담(contribution)은 개별 흐름 요소(320)의 부담보다 더 클 것이다. 따라서, 증기 흐름(304)을 따라 노즐로 다시 전달된 반작용 힘(306)은 랜스(86)의 외곽 곡면과 수직을 이루지 않고, 랜스(86)의 중심축을 통과하지 않으며, 그을음 블로어 랜스(86)에 비틀림력을 가한다.
도 4의 좌측은 증기(305)가 주위의 플레이튼(61A)의 후면 모서리(61C) 중 임의의 부분 또는 부착물을 타격하지 않기 때문에, 반작용 힘이 가해지지 않는 것을 나타낸다.
증기 흐름이 플레이튼 면 또는 많은 양의 증착물(302)을 타격하는 경우, 랜스(86)의 중심을 통과하여 연결되고, 랜스(86)의 면과 수직인 반작용 힘이 발생할 수 있고, 증기는 타격하는 면에 수직에 가깝게 작용한다는 것을 나타낸다.
도 5는 도 3b와 유사하지만, 각각의 열전달 부재(64)가 다수의 관(502)으로 도시되었다. 도 5에서, 각각의 열전달 부재(64)가 종이의 외부 및 내부 평면을 연결하는 다수의 관(502)으로 구성된 것처럼 보여진다. 열전달 부재(64)를 형성하는 관 외부 면(502)은, 이 열전달 부재(64)에 대한 열전달 면(67)을 구성한다.
도 5는 또한 그을음 블로어(84)의 랜스(86)에 설치된 스트레인 게이지 측정 부재(8, strain gauge sensing element)를 형성하는 하나 이상의 스트레인 게이지를 나타낸다. 도시된 실시예에서, 스트레인 게이지 측정 부재(8)는 각각의 그을음 블로어(84)에 바람직하게 설치된 상태이지만, 스트레인 게이지 측정 부재(8)가 전체의 그을음 블로어(84) 수보다 적게 설치될 수도 있다. 스트레인 게이지 측정 부재(8)는 데이터 수집 시스템(9, data acquisition system, DAS)으로 연결되고 데이터를 교신할 수 있으며, 결과적으로, 제어 시스템(6)과 교신할 수 있다. 스트레인 게이지 측정 부재(8)와 DAS(9)는 그을음 블로어(84)에 적용되는 비틀림 반작용 힘 또는 반작용 토오크(torque)를 측정하고 모니터링 한다. 그러나 당업자라면 이해할 수 있듯이, 반작용 힘은 다음 중 어느 것이든 적용 가능하다: 굽힘력, 전단력, 접선력이나 방사상의 힘.
도 5에서, 열전달 부재(64)의 어느 곳에도 부착물 또는 증착물은 없다. 그러나 심지어 이러한 환경에서도, 그을음 블로어(84)가 노 벽(30, furnace wall)에 대해 안팎으로 이동되기 때문에, 증기 분사(304, 305)가 여러 관(502)의 면을 타격하면서, 그 반응으로 유도된 힘으로 발생된 스트레인 값을 스트레인 게이지 측정 부재(8)가 검출한 것으로 간주 된다. 하기에 더 자세히 설명했듯이, 그을음 블로어(84)의 하나 이상의 완전한 제1 및 제2 스트로크(예컨대, 10회의 통행)는 스트레인 게이지 측정 부재(8)로 검출된 데이터를 수집하는 동안 수행될 수 있으며, DAS(9)에 교신 될 수도 있다. 이 데이터는, 기준 조건으로 간주될 수 있으며, 열전달 부재(64)의 열전달 면(67)에 어떤 부착물 또는 재 증착물이 없더라도, 그을음 블로어(84)가 작동되는 동안 그을음 블로어(84)가 접할 수 있는 어떤 반작용 힘을 나타낼 수 있다.
일정 시간의 기간 동안 보일러가 작동된 후, 많은 재 증착물 또는 부착물이 관(502)의 표면에 쌓일 수 있다(도 3b를 참고). 그래서, 만일 도 5의 관(502) 또한, 부착물을 포함하고 있다면, 재 증착물은 그을음 블로어(84)가 선형으로 그리고 회전하여 이동할 때, 증기 분사(304, 305)에 의해 타격을 받을 수 있다. 그러므로 상응하는 노즐이 하나 이상의 횡 방향이나 선형 위치에 있을 때, 적어도 하나의 증기 분사(304, 305)가 증착물을 타격할 수 있고, 그을음 블로어(84)가 횡 방향으로 이동하는 동안, 또한 회전을 하면서, 상응하는 노즐이 하나 이상의 다양한 각도 배향에 위치할 때, 또 하나의 증기 분사(304, 305)는 또한 증착물을 타격할 수 있다. 그을음 블로어(84)의 이동은 그을음 블로어의 수직축을 중심으로 그을음 블로어 노즐(88)을 회전시키고, 하나 이상의 과열기(61, 62, 63)의 다수의 열전달 부재(64)에 실질적으로 수직 방향으로 제1의 홈 위치에서 제2의 최대 내부 위치로 그을음 블로어(84)를 이동시키는 것으로 설명될 수 있다. 만일, 이 이동을 단계별로 나눈다면, 보일러(14) 내의 다수의 다양한 그을음 블로어 노즐 정렬 위치(alignment)(여기서 "그을음 블로어 정렬 위치"라고 언급됨)는, 홈 영점 위치(home zero positon)인 기준 위치에 대해 그을음 블로어 노즐의 각도 위치 또는 회전 배향과, 제1의 홈 위치 및 제2의 최대 내부 위치 사이에, 그을음 블로어 노즐의 상응하는 선형 위치로 각각의 정렬 위치가 형성될 수 있다. 노즐(88)은 예컨대, 180°의 고정된 각도로 양쪽에 위치하고 있으므로, 홈 영점 위치에 대한 두 개의 노즐(88) 중 하나에 대해, 또는 홈 영점 위치에 대한 그을음 블로어 랜스(86)에 설정된 각도 위치에 대하여 각각의 정렬 위치가 형성될 수 있다. 보일러가 작동되는 동안, 보일러(14) 내의 다수의 다양한 각각의 그을음 블로어 정렬 위치에서, 주어진 그을음 블로어(84)에 대한 반작용 힘 관련 데이터를 수집하기 위해, 스트레인 게이지 측정 부재(8)는 각각의 특정한 위치로 정렬될 때, 그을음 블로어 노즐로 분사된 가압 유체의 하나 또는 둘의 증기 분사(304, 305)를 통해 그을음 블로어로 다시 전달된 반작용 힘에 대한 각각의 스트레인 값을 검출할 수 있다. 이러한 스트레인 값은 DAS(9)와 교신할 수 있으며, 이는 그을음 블로어로 다시 전달된 반작용 힘을 나타내는, 검출된 스트레인 값을 기초로, 상응하는 값을 생성할 수 있다. 도시된 실시예에서, 노즐(88)은 180°의 간격을 두고 떨어져 있으므로, 두 개의 노즐로 분사되는 두 곳의 스트레인 중 어느 것을 통해서, 그을음 블로어(84)를 통해 반작용 힘이 다시 전달되는지 측정되지 않을 수도 있다.
도 5에서, 그을음 블로어 랜스(86)의 표면(702)은, 토오크를 받을 때, 인장과 압축이 발생할 수 있다. 하나의 실시예로, 스트레인 게이지 측정 부재(8)는 랜스(86)의 표면(702)에 위치된 스트레인 게이지 부재 한 쌍으로 이루어져 있다. 한쪽은 랜스 표면이 인장을 받는 방향에서 길이가 늘어나는 것을 측정할 수 있고, 반대쪽은 랜스 표면이 압축을 받는 방향에서 길이가 줄어드는 것을 측정할 수 있다. 이러한 특성의 통상적인 스트레인 게이지 측정 부재는, 한 쌍의 스트레인 게이지에 대해 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge) 회로를 채택하였다; 그러나, 다른 회로도 또한 고려된다. 스트레인 게이지는 그을음 블로어 랜스(86)의 표면(702)에 적용된 스트레인을 비례하는 저항의 변화로 변환한다. 그래서, 스트레인 게이지 측정 부재(8)는 하나 또는 둘의 증기 분사(304, 305)를 통해 그을음 블로어 랜스(86)로 다시 전달되고, 하나 이상의 열전달 부재(64)의 하나 이상의 표면(67)에, 하나 또는 둘의 증기 분사(304, 305)의 영향으로 생성되는 하나 이상의 반작용 힘으로부터 기인된, 예를 들어 스트레인 값과 같은, 스트레인에 비례하는 전압을 탐지하고 발생시킨다. 통상, 스트레인 게이지 측정 부재(8)는 "마이크로스트레인(microstrain)" 단위로 스트레인 값을 측정할 것이며, 여기서 1 마이크로스트레인은 1(㎛/m)의 스트레인 값이다. 설명된 스트레인 게이지에 덧붙여, 반작용 토오크(torque)와 같은 그을음 블로어 랜스(86)의 반작용 힘은, 또한 본 발명의 범위에서 벗어남 없이, 회전 구동 장치(188)의 모터 전류, 광학 센서, 자기탄성 센서, 자기저항 센서, 고정(stationary) 근접 센서 등의 다양한 기술로 측정될 수 있다.
도 5에 도시된 DAS(9)는 랜스(84)로 다시 전달된 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 스트레인 게이지 측정 부재(8)로부터 검출된 각각의 스트레인 값을 기초로, 상응하는 값을 생성하기 위해, 그리고 스트레인 게이지 측정 부재(8)로 검출된 각각의 스트레인 값을 기록하기 위해, 유선 및 무선 회로에 각각의 그을음 블로어 랜스(86)에 대한 스트레인 게이지 측정 부재(8)가 연결될 수 있다. DAS(9)는 또한 상응하는 스트레인 게이지 측정 부재(8)로 검출된 값에 대해, 각각의 그을음 블로어(84)에 대한 정렬 위치 정보를 저장할 수 있다. 상기에 설명된 것처럼, 선형 인코더(186) 및 회전 인코더(190)는 그을음 블로어(84)의 검출된 각도 위치 및 선형 위치에 상응하는 인코더(186, 190)로 생성된 데이터를 얻는 제어 시스템(6)에 연결된다. 또한, 상기에 설명된 것처럼, DAS(9)는 제어 시스템(6)과 교신할 수 있다. 그래서, DAS(9)는 각각의 그을음 블로어에 대한 그을음 블로어 선형 위치와 각도 위치를 구성하는 제어 시스템(6)으로부터 그을음 블로어 정렬 위치 데이터를 지속적으로 받을 수 있다. 즉, DAS(9)로 생성된 각각의 반작용 힘에 대해, DAS(9)는 스트레인 게이지 측정 부재(8)가 반작용 힘의 값을 산출하기 위해 사용되고, 관련된 데이터를 검출했을 때, 그을음 블로어의 각도 위치와 선형 위치를 구성하는 반작용 힘의 값인 그을음 블로어 정렬 위치 데이터에 할당하거나 일치시킬 수 있다. DAS(9)는 스트레인 게이지 측정 부재(8)가 반작용 힘의 값을 산출하기 위해 사용하고, 관련된 데이터를 검출했을 때, 시간에 상응하는 반작용 힘의 값에 주기(time period)를 또한 일치시킬 수 있다. 그을음 블로어가 고정된 선형 및 회전 속도로 작동할 때, 각각의 반작용 힘의 값은 DAS(9)에 의해 보정된 내부 타임 스탬프(time stamp) 및 그을음 블로어 작동의 시작 및/또는 완료 시간을 이용하여, 수직 선형 및 회전 위치와 일치시킬 수 있다.
다른 선택으로서, 만일 주어진 그을음 블로어 랜스(86)가 제시간에 특정한 지점에 설정된 회전 배향 및 위치에서 시작해서, 그에 대한 이동률 및 회전율을 알게 된다면, (보일러 내부의) 위치 및 (기준 위치 및 기준 값에 대한) 각도 배향은 제 시간에 특정한 지점에 위치했을 때부터, 경과해 온 시간을 기초로 하는 임의의 지점에서 결정될 수 있다. 그러므로, DAS(9)는 탐지된 스트레인 값이, 스트레인 게이지 측정 부재(8)로부터 수신되는 임의의 주기에 상응하는 그을음 블로어 선형 위치 및 각도 배향과 연관될 수 있다.
도 6은 토오크와 관련된 측정 장치, 예를 들어, 스트레인 게이지 측정 부재(8) 및 그 위에 설치된 데이터 수집 시스템(9)을 갖춘 그을음 블로어의 일부를 도시한 것이다. 그을음 블로잉 사이클(sootblowing cycle)은 그을음 블로어(84)의 홈 위치에서 시작한다. 동력이 선형 구동 장치(184)로 공급될 때, 이 장치(184)는 그을음 블로어 랜스(86)를 노 벽을 통해 회수 보일러(10)로 이동시킨다. 일단 노즐(88)이 보일러 내부에 있으면, 고압의 증기가 청소 사이클 시작을 위해 그을음 블로어(84)로 유입될 수 있다. 선형 구동 장치(184)는 최대 내부 위치로 도달할 때까지, 회전 구동 장치(188)가 그을음 블로어 랜스(86)를 회전시키는 동안, 보일러(10) 내부로 그을음 블로어 랜스(86)를 계속 이동시킬 수 있다. 이 지점에서, 선형 구동 장치(184)는 방향 전환을 위해 제어된다. 덧붙여, 이 시점에, 회전 구동 장치(188)는, 그을음 블로어 랜스(86)가 보일러(10) 외부 방향으로 끌려가게 되므로, 다양한 노즐 경로를 생성하기 위해, 설정된 다양한 수의 그을음 블로어(84)를 회전시킬 수 있다. 노즐(88)이 고압의 증기가 발생하지 않을 수 있는 어떤 지점에서 노 벽 가까이 갈 때까지, 선형 구동 장치(184)는 계속 후진할 것이다.
도 7은 보일러가 작동되는 동안, 제1 및 제2 스트로크를 통해 그을음 블로어(84)를 이동시키는 동안, 그을음 블로어(84)에 적용된 반작용 힘을 나타내는 스트레인 게이지 측정 부재(8)로부터 얻은 데이터를 기초로, DAS(9)에 의해 생성될 수 있는 값의 시간 영역 표시(time-domain representation)를 도시한 것이다. 가로축은 그을음 블로어가 홈 위치에서 이동을 시작한 이후를 시간(초 단위)으로 나타낸 것이다. 선(806)은, 보일러 내부 방향으로 그을음 블로어 랜스(86)를 이동시키는 것을 나타내며, 그을음 블로어 랜스(86)가 최대 내부 위치에 도달했을 때 끝난다. 선(808)은, 보일러 외부 방향으로 그을음 블로어 랜스(86)를 이동시키는 것을 나타내며, 그을음 블로어 랜스가 홈 위치로 되돌아갈 때 끝난다. 그을음 블로어 랜스(86)가 이동하는 시간 동안, 스트레인 게이지 측정 부재(8)는 직접 열전달 면(67) 또는 열전달 부재(64)의 열전달 면(67)에 부착된 재 증착물 두 곳 모두에 분사하는 노즐(88)에 의해 분사된 하나 또는 둘의 증기 분사를 통해 그을음 블로어 랜스(86)로 다시 전달된 반작용 힘에 대한 데이터를 수집 및 검출한다. 상기에서 설명했듯이, 탐지된 스트레인 값은 반작용 힘을 나타내는 값을 생성하기 위해 DAS(9)에 의해 사용되며, 반작용 힘을 나타내는 생성 값의 진폭은 도 7의 세로축(802)으로 표현된다.
도 8은 본 발명의 원리에 부합하는 도 7의 시간 영역(time-domain) 데이터의 주파수 영역(frequency-domain) 표시를 도시한 것이다. 푸리에 분석(Fourier analysis)은 도 7에 도시된 시간 영역 데이터에 대해 수행될 수 있다. DAS(9)는 도 7의 시간 영역 데이터를 도 8의 주파수 영역 데이터로 변환할 수 있는 것으로 간주 된다. 도 8에서, 도 7의 시간 영역 신호는 세로축(902)이 주파수에서 스펙트럼 에너지(spectral energy)의 진폭을 나타내고, 가로축(904)이 다양한 주파수를 나타내는 주파수 영역 요소(component)로 변환되었다. 보다시피, 다른 주파수 값들에 대한 스펙트럼 에너지(spectral energy)의 최고점(peak)이 있는 다수의 주파수 대역(906, 908, 910, 912, 914, frequency band)이 있다. 도 8 중 한 가지의 측면에서는, 수평축(904)이 약 12,500(Hz)의 주파수까지 확장되므로, 스트레인 게이지(8) 구조물(structure)에 의해 검출된 값은 도 7에 나타나는 시간 영역 데이터를 생성하기 위해 약 25,000(Hz)의 비율로 표본 추출이 될 수 있다는 것을 나타낸다; 그러나, 더 낮은 비율의 표본 추출 또한 본 발명의 범위 내에서 고려된다.
모든 주파수 대역(906-914)이, 직접 열전달 면(67) 또는 열전달 부재(64)의 열전달 면(67)에 부착된 재 증착물 모두에 분사하는 그을음 블로어 랜스(86)로부터 하나 이상의 분사 흐름과 관련 없을 수도 있다. 예를 들면, 베어링, 기어, 모터, 기타 등에 의해 생성된 힘과 같이, 스스로 그을음 블로어나 보일러(14) 내부에서 활동하거나, 주기적으로 반복하는 다른 부품과 관련 있을 수 있다. 그래서, 다양한 주파수 범위의 추가적인 분석은, 하나 또는 둘의 증기 분사(304, 305)에 의해 랜스(86)로 다시 전달된 반작용 힘을 받는 스트레인 게이지 측정 부재(8)로부터 검출된 값 중, 어느 주파수 대역(906-916)이 가장 관련이 있는지를 측정하기 위해 수행될 수 있다. 하나 또는 둘의 증기 분사(304, 30에 의해 랜스(86)로 다시 전달된 반작용 힘에 상응하고, 스트레인 게이지 측정 부재(8)에 의해 탐지되는 다양한 신호 값 중 어느 것과 관련이 있을 것인지를 결정하기 위해, 약 300~500(Hz) 범위의 주파수 대역(908)이 경험적으로 조사될 수 있다. 당업자라면, 300~500(Hz)의 범위가 하나의 표본 범위로서 선택되었다는 것과, 다른 범위의 주파수 또한 관심 있을 수 있다는 것을 알게 될 것이다.
결과적으로, 도 8에서 도시된 주파수 영역 신호는 300~500(Hz) 사이의 주파수에 대한 요소만을 포함하기 위해 DAS(9)에 의해 걸러질 수 있다. 시간 영역으로 다시 전달되어 걸러진 요소만이, 도 9에 도시된 신호를 일으킨다. 도 9는 본 발명의 원리에 따라, 도 7의 시간 영역 데이터로부터 선택되어 제한된 주파수 대역의 시간 영역 표시를 도시한 것이다. 도 9에서, 세로축(1002)은 도 7과 같이 동일한 측정 단위에서 측정된 진폭을 나타낸 것이고, 가로축(1004)은 그을음 블로어가 홈 위치로부터 이동을 시작한 이후의 시간 양(amount of time)을 재차 나타낸 것이다. 도 9의 신호 내에서, 다수의 고 진폭의 최고점(1006, 1008, 1010)이 명확히 나타난다.
상기에서 설명했듯이, DAS(9)에 의해 생성된 각각의 반작용 힘의 값에 대하여, 스트레인 게이지 측정 부재(8)가 반작용 힘의 값을 산출하는 데 사용되고 관련된 데이터를 측정하엿을 때, DAS(9)는 그을음 블로어(84)의 선형 및 각도 위치를 구성하는 그을음 블로어 정렬 위치 데이터인 반작용 힘의 값에 할당하거나 일치시킬 수 있다. 또한, 스트레인 게이지 측정 부재(8)가 반작용 힘의 값을 산출하기 위해 사용되고, 관련된 데이터를 측정하였을 때, DAS(9)는 시간에 상응하는 반작용 힘의 값에, 주기(time period)를 연관시킬 수 있다. DAS(9)는 그을음 블로어(84)가 제1의 홈 위치부터 이동을 시작했을 때, 발생하는 0의 시작 시간을 갖춘 각각의 그을음 블로어 정렬 위치에 시간 값을 추가로 할당할 수 있다. 도 7에 나타낸 데이터가 수집됐을 때 각각의 그을음 블로어 정렬 위치에 대한 시간 값과, 그을음 블로어의 제1의 홈 위치에 대한 플레이튼 전면 모서리(61B-63B)의 위치를 알게 됨으로써, 도 9의 고 진폭 최고점(1006, 1008, 1010)이 일어났을 때의 시간은, 그을음 블로어 노즐(88)이 플레이튼(61A-63A)의 전면 모서리(61B-63B)에 인접하게 위치되었을 때의 시간과 비교될 수 있다. 만일, 그을음 블로어 노즐(88)이 플레이튼 전면 모서리(61B-63B)에 인접하게 위치되었던 실질적으로 동일한 시간에서, 다수의 최고점이 발생했다면, 스트레인 게이지 측정 부재(8)는 그을음 블로어 랜스(86)에 적용된 토오크 또는 반작용 비틀림력에 대해 스트레인 값을 탐지하고 있다고 간주된다. 그러므로 고 진폭 최고점(1006, 1008, 1010)에 상응하는 시점(instance)에서, 그을음 블로어 랜스(86)로부터 하나 또는 둘의 증기 분사는 직접 열전달 면(67) 또는 열전달 면(67)의 부착된 재 증착물에 분사를 하고 있는 것으로 간주된다. DAS(9)는 제어 시스템(6)과 교신을 한 후에, 그을음 블로어(84)의 탐지된 선형 및 각도 위치에 상응하는 인코더(186, 190)에 의해 생성된 데이터를 얻으므로, 상응하는 스트레인 게이지 측정 부재(8)가 최고점(1006, 1008, 1010)에 상응하는 데이터를 검출했을 때, DAS(9)는 각각의 최고점(1006, 1008, 1010)을 그을음 블로어(84)의 선형 및 각도 위치를 구성하는 그을음 블로어 정렬 위치 데이터와 일치시킬 수 있다.
도 9의 신호는, 고 진폭 최고점을 포함하고 있는데, 그을음 블로어가 플레이튼 전면 모서리(61B-63B)에 인접했을 때, 이 최고점이 발생한 것으로 보여지므로, 300~500(Hz) 범위의 주파수 대역(908)은 스트레인 게이지 측정 부재에 의해 검출된 신호 값을 변경하는 것과 관련이 있으며, 하나 또는 둘의 증기 분사에 의해 그을음 블로어로 다시 전달된 반작용 힘에 상응한다고 간주된다. 300~500(Hz) 범위의 주파수 대역(908)이 고 진폭 최고점을 포함하지 않거나, 그을음 블로어가 플레이튼 전면 모서리(61B-63B) 주위에 있을 때, 다수의 고 진폭 최고점이 발생하지 않았더라면, 도 9에 있는 데이터의 다양한 주파수대는, 하나 또는 둘의 증기 분사(304, 305)에 의해 랜스(86)로 다시 전달된 반작용 힘에 상응하며, 스트레인 게이지 측정 부재(8)에 의해 검출된 다양한 신호 값과 관련될 수 있는 고 진폭 최고점을 하나 이상의 주파수 대역이 포함할 수 있는지를 측정하기 위해, 도 9에 있는 데이터 중 다른 다양한 주파수 대역이 실험적으로 조사될 수 있었을 것이다. 그을음 블로어(2)가 초기 이동되던 때 조정 절차(calibration procedure) 경과와 그을음 블로어가 충분한 변화를 겪고 난 경우에, 검토가 수행될 필요가 있다고 간주된다.
상기에 설명된 스트레인 게이지 측정 부재는, 증기 분사(305)를 통해 그을음 블로어 랜스(86)로 다시 전달된 반작용 힘(도 4에 미도시)과 도 4에 도시된 증기 분사(304)에 의해 랜스(86)로 다시 전달된 반작용 힘(306)의 최종 결과를 탐지하고 있다. 만일, 증기 분사(304)가 증착물(302)이나 플레이튼 면(67)을 타격하지 않는다면, 랜스(86)에 대한 반작용 힘의 강도는 0이거나, 0에 가까울 수 있다. 마찬가지로, 만일, 증기 분사(305)가 증착물(302)이나 플레이튼 면(67)을 타격하지 않는다면, 랜스(86)에 대한 반작용 힘의 강도는 0이거나 0에 가까울 수 있다. 상기에 설명된 스트레인 게이지 측정 부재(8)는 최종 결과의 증기 분사(304, 305) 중 어떤 부분이 증기 분사(304)로부터의 반작용 힘(306)에서 기인하는지, 어떤 부분이 증기 분사(305)로부터의 반작용 힘(306)에서 기인하는지 구분하지 못할 수 있다. 당업자는 개별 분담을 산출하기 위한 그을음 블로어 랜스(86)에 전달력 또는 굽힘력을 측정하기 위해, 탐지 부재가 배치되거나 위치될 수 있다는 것을 알게 될 것이다.
그러나 스트레인 게이지 측정 부재(8)는 하나 또는 둘의 증기 분사(304, 305)를 통해, 랜스(86)로 다시 전달된 하나 또는 둘의 힘의 최종 결과를 검출하는 정렬 위치에서, 그을음 블로어 랜스의 어떠한 스트레인이 a)증착물(302) 또는 플레이튼 열전달 면(67)을 타격하는 증기 분사(304), b)증착물(302) 또는 플레이튼 열전달 면(67)을 타격하는 증기 분사(305), 또는 c)증착물(302) 또는 각각의 플레이튼 열전달 면(67)을 타격하는 두 증기 분사(304, 305)의 결과인지 불확실하다. 그래서, 그을음 블로어 랜스(86)의 특정 정렬 위치에서 적어도 하나의 플레이튼 열전달 면(67)이나, 적어도 하나의 증착물의 존재가 측정될 수 있는 반면, 하나 이상의 추가 센서가 구비되지 않는다면, 둘 중 하나의 증착물/플레이튼 열전달 면은 스트레인 게이지 측정 부재(8) 옆에 위치될 경우, 측정될 수 없다.
이러한 명확한 불확실성은 적어도 두 가지의 다른 이유에서 무의미할 수도 있다. 청소 작업을 하는 동안, 도시된 실시예의 그을음 블로어 랜스는, 두 노즐의 외부로 증기 흐름을 동시에 분사한다. 그러므로 만일, 그을음 블로어 랜스의 청소 작업이 증착물과 상응하는 설정된 정렬 위치에서 수행된다면, 그을음 블로어가 회전하면서, 적어도 하나의 증기 분사 및 대개 두 곳의 증기 분사에 의해 증착물이 쌓이게 될 것이다. 다음으로, 과열기 구역(60) 내에 실제로 증착물(302)이 형성되는 방식을 나타내는 도 3b는, 증착물(302)이 실제로 존재할 수 있는 두 위치 중 한 곳을 결정하기 위한 추가 정보를 제공한다. 예를 들어, 도 3b에서, 그을음 블로어 랜스의 특정 정렬 위치에 노즐(88) 주위의 적어도 하나의 플레이튼(64) 면에 증착물(302)이 존재하는 것으로 결정이 내려질 수 있다. 스트레인 게이지 측정 부재(8)가 구체적으로 증착물을 타격하는 오른편(right-hand) 노즐의 증기 분사(304)라는 것을 측정할 수는 없지만, 고온 가스 흐름의 방향 및 플레이튼(61A-63A) 위치의 배치(configuration)에 대한 지식은, 특정 정렬 위치에서 부딪히는 증착물이 플레이튼(61A-63A)의 후면 모서리(61C-63C)보다는 플레이튼(61A-63A)의 전면 모서리(61B-63B)에 있을 것이라는 것을 예상함으로써 어떠한 애매모호함이 해결될 수 있도록 해준다.
도 10, 11a 및 11b는 본 발명의 원리에 대한 열전달 면(67)에서 부착물을 탐지하기 위해, 각각의 흐름도를 하나의 예시로 나타낸 것이다. 도 10의 방식에 따라, 단계(1102)에서, 그을음 블로어 부재(84)의 선형 및 횡 방향 위치(예컨대, 그을음 블로어 노즐)가 모니터링 된다. 그을음 블로어 노즐(88)의 각도 배향 또한 모니터링 된다. 이와 같이, 특정한 시점에서, 두 노즐(88)로부터 증기가 분사되는 각도 및 보일러 내부에 있는 그을음 블로어 노즐(88)의 선형 위치를 알 수 있다. 보일러 내부에서, 플레이튼(61A-63A)의 위치와 배치에 대해 설정된 지식 및 정보를 기초로, 특정한 시점에, 플레이튼(61A-63A)에 대한 과열기 구역(60) 내에 있는 노즐로부터 증기가 어느 곳에 분사되어야 할지에 대한 결정이 이루어질 수 있다. 따라서, 증기 분사와 관련하여 검출된 임의의 데이터는 과열기 구역(60) 내에서 둘 중 하나의 가능한 위치와 연관될 수 있다.
그러므로 도 10의 방식은 그을음 블로어 부재의 제1 및 제2 노즐로부터 가압 유체의 제1 및 제2 증기를 분사하는 단계(1104)와, 예컨대, 하나 이상의 플레이튼인 열교환기의 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체 분사의 영향으로 또는 열교환기의 하나 이상의 실질적인 증착물의 영향으로 발생되고, 가압 유체의 하나 이상의 제1 및 제2 증기 분사를 통해 그을음 블로어 부재로 다시 전달된 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 값을 생성하는 단계(1106)로 이어진다. 하기에 자세히 설명된 것처럼, 검출된 값은 많은 양의 증착물이 열교환기에 있는 경우, 그 값을 기초로 부착물을 나타내는 것을 측정하는 단계(1108)에 사용된다.
도 11a의 흐름도는 도 10의 방법이 어떻게 달성되는지에 대해 더 상세한 설명을 제공한다. 도 11a의 방법은, 그을음 블로어 시스템(6)이 제1의 홈 위치에서 제2의 최대 내부 위치까지 선형 구동 장치(184)를 통해 그을음 블로어 부재의 이동을 제어하고, 또한, 길이 방향 축을 중심으로 회전 구동 장치(188)를 통해 그을음 블로어 부재를 회전시키는 단계(1120)에서 시작한다. 따라서, 단계(1122)에서는, 보일러 내부에, 예컨대, 과열기 구역(60) 내부에, 다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치가 정의될 수 있으며, 상기 각각의 정렬 위치는 제1의 홈 위치와 제2의 최대 내부 위치 및 그을음 블로어 부재의 회전 배향 사이에 상응하는 선형 위치로 정의된다.
도 12b에 대해 설명했듯이, 이 표는 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에서 스트레인 게이지 측정 부재(8)에 의해 검출된 값에 대하여 구성될 수 있다. 따라서, 단계(1124)에서는, 보일러가 작동되는 동안, 보일러 내부에 각각의 다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에서, 특정한 정렬 위치에 있을 때, 그을음 블로어 부재에 의해 분사된 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체의 증기 분사를 통해, 그을음 블로어 부재로 다시 전달된 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 각각의 값이 검출될 수 있다. 그 후, 단계(1126)에서, 표는 그을음 블로어 부재에 대하여 구성될 수 있으며, 부착물이 다수의 다양한 각각의 그을음 블로어 부재 정렬 위치와 상응하는 적어도 둘 중 하나의 가능한 열교환기 위치에 존재하는지를 나타낸다.
도 11a의 단계(1128, 1130)은 부착물이 특정한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에 존재하는지에 대한 측정을 할 때, 도움이 되기 위한 한 가지의 가능한 방법에 대한 것이다. 초기에, 단계(1128)의 다수의 다양한 각각의 그을음 블로어 부재 정렬 위치에서 각각의 기준 값이 측정되었으며, 상기 각각의 기준 값은 특정한 정렬 위치에 부착물이 없다는 것을 나타낸다. 도 5에 대해 상기에서 설명했듯이, 그을음 블로어 랜스는, 플레이튼(61A-63A)에 어떠한 부착물도 없는 보일러에서 작동될 수 있다. 그러므로 스트레인 게이지 측정 부재(8)로부터 검출된 결과 값은, 열교환기 플레이튼(61A-63A)의 면에 어떠한 부착물보다는 보일러의 내부 구조로 인해 야기된 반작용 토오크를 나타내는 기준 값을 제시할 수 있다.
보일러가 작동되는 동안, 특정한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에서 스트레인 게이지로부터 탐지된 값은, 두 값 간의 차이를 측정하기 위하여 상기 정렬 위치에 있어서 기준 값과 비교될 수 있다. 스트레인 게이지로부터의 원래 값보다, 단순히 이 차이는 부착물이 특정한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에 존재하는지에 대해 측정하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 단계(1130)에서, 다수의 다양한 각각의 그을음 블로어 부재 정렬 위치에서, 각각의 실질적인 증착물이 특정한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에 상응하는 적어도 둘의 가능한 열교환기에 위치하는 경우에 대한 결정은 특정한 정렬 위치에 대한 각각의 기준 값과, 보일러가 작동되는 동안 검출된 각각의 값 사이의 차이를 기초로 결정된다. 예를 들어, 보일러가 작동되는 동안, 검출된 각각의 값이 각각의 기준 값의 약 140~170% 및 바람직하게는 150%보다 큰 경우, 특정한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에서 부착물이 대체로 존재하는 것으로 측정될 수 있다고 간주된다. 두 값의 비가 일정량보다 크다고 측정된 것은, 두 값 사이의 차이가 임의의 설정된 임계값을 초과된 것으로 측정된 것과 같고, 두 값이 측정되는 단위는 본 발명의 다른 실시예에서 달라질 수도 있다는 것을 고려한다. 당업자는 사용되는 구체적인 비율의 양(예컨대, 150(%))이 회수 보일러의 배치 및 설계, 그리고 그을음 블로어 부재의 설계를 기초로 다양해질 수도 있지만, 여러 번의 경험으로 측정될 수 있다는 것을 알게 될 것이다.
특히, 검출된 값에 대한 몇 가지의 분석은, 시간 영역 데이터에 대해 수행될 수 있고, 다른 분석은 주파수 영역 데이터에 대해 수행될 수 있다. 그래서, 도 11a의 적어도 몇 가지는, 도 11b에 도시된 것처럼 수행될 수 있다.
도 11b처럼, 노즐(88)이 다양한 플레이튼(61A-63A)의 각각의 면과 인접할 때, 그을음 블로어 부재는 가압 유체를 분사하며 횡 방향으로 이동하면서 회전한다. 그을음 블로어 부재의 횡 방향과 각도 배향은 특정한 그을음 블로어 정렬 위치를 형성한다. 단계(1150)에서는, 다수의 다양한 각각의 시점에서, 그을음 블로어 부재가 이동하고 회전하므로, 특정한 시점에 대한 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체 분사를 통해, 그을음 블로어 부재(84)에 가해지는 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 각각의 값이 검출된다. 또한, 단계(1150)에서, 다수의 다양한 각각의 시점은, 다수의 그을음 블로어 부재 정렬 위치 중 한 가지에 상응한다는 것에 대한 것이다.
그을음 블로어 부재(84)가 작동하는 동안 수집된 검출 값에 덧붙여, 기준 값(도 11a의 단계(1128)에 언급됨)이 수집될 수 있다. 그러므로 단계(1152)의 다수의 다양한 각각의 그을음 블로어 부재 정렬 위치에서, 각각의 기준 값은, 상기의 각각의 기준 값이 특정한 정렬 위치에 부착물이 없다는 것을 나타낸다고 측정될 수 있다.
이러한 점에서, 보일러가 작동되는 동안, 검출된 값 및 기준 값은, 시간 영역 데이터이며, 각각의 주파수 영역 데이터로 변환될 수 있다. 당업자라면, 개별의 시간 영역 데이터가, 각각의 푸리에 변환(Fourier transform)(예컨대, 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform))을 이용하여, 주파수 영역 데이터로 변환될 수 있다는 것을 알게 될 것이다.
그러므로 단계(1154)에서, 보일러가 작동되는 동안, 여럿의 검출된 값은 제1의 주파수 영역 데이터 세트로 변환되며, 여럿의 기준 값은 제2의 주파수 영역 데이터 세트로 변환된다. 상기에 설명된 방식으로, 주파수 영역에서 하나 이상의 제1 및 제2 세트의 주파수 영역 데이터 중 다수의 주파수 대역은, 다수의 주파수 대역 중에서 특정한 주파수대를 식별하기 위해 검토될 수 있다. 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체 분사에 의해, 그을음 블로어 부재(84)로 다시 전달된 하나 이상의 반작용 힘으로 발생되어 검출된 각각의 값에 상응하는 응답을 받기에는, 다수의 임의의 나머지 주파수 대역보다 상기 특정한 주파수 대역일 가능성이 크다. 예를 들어, 제2 주파수 영역 데이터 세트는 관심 있는 특정한 주파수 대역을 초기에 식별하기 위해 사용될 수 있으며, 그 후, 제1의 주파수 영역 데이터 세트가 원하는 식별된 주파수 대역이라는 것을 확인하기 위해 사용될 수 있다. 그러므로 특정한 주파수 대역은, 어떤 데이터가 그을음 블로어 노즐(88)로부터 분사된 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 증기 분사를 통해 그을음 블로어 부재(84)로 다시 전달된 반작용 힘을 나타내거나, 관련되어 있는 것인지 식별될 수 있다. 이 특정한 주파수 대역은 주파수 영역 데이터 중 나머지 주파수 대역으로부터의 데이터보다 더 상세히 분석될 수 있다.
단계 (1156)에서, 제1 주파수 영역 데이터 세트(작동 값)에 대한 식별된 주파수 대역의 주파수 영역 데이터는, 제1 시간 영역 데이터 세트로 변환된다. 또한, 제2 주파수 영역 데이터 세트(기준 값)에 대한 식별된 주파수 대역의 주파수 영역 데이터는 제2 시간 영역 데이터 세트로 변환된다. 시간 영역으로 되돌아가는 것은, 초기에 검출된 값을 수집하기 위해 활용된 시점(단계(1150)에서)과 데이터가 다시 한 번 상응하도록 해준다. 그러므로 제1 및 제2 시간 영역 데이터에 대한 각각의 요소는, 관련된 진폭 값 및 다수의 다양한 시점 중 한 가지에 대한 것으로 정의될 수 있다.
특정한 시점에서, 제1 시간 영역 데이터 세트로부터의 작동 관련 값은, 제2 시간 영역 데이터 세트로부터의 상응하는 관련 기준 값과 비교될 수 있다. 이러한 비교는 부착물이 특정한 시점에서, 그을음 블로어 노즐에 의해 타격을 받는지를 나타낼 수 있다. 상기 시점은 또한 특정한 그을음 블로어 정렬 위치와 관련이 있으므로, 측정은 부착물이 특정한 그을음 블로어 정렬 위치에서 각각의 그을음 블로어 노즐(88)과 인접한 플레이튼(61A-61C)의 적어도 둘 중 하나의 가능한 열교환기 면(67)에 있는지를 나타낸다.
그러므로 단계(1158)에서, 제1 및 제2 시간 영역 데이터 세트의 각각 한 쌍인 상응하는 요소에 대하여, 제1 시간 영역 데이터 세트에 대한 상기 요소의 진폭 값 및 제2 시간 영역 데이터 세트의 상응하는 요소 사이의 차이를 기초로, 열교환기의 플레이튼(61A-61C)의 가능한 한 적어도 둘 중 하나의 열교환기 면(67)에 실질적인 증착물이 있는지 여부의 결정이 이루어진다. 예를 들어, 만일 한 쌍의 상기 요소에 대한 차이가 설정된 임계값보다 크다면, 실질적인 증착물이 대부분 상기 두 요소에 관련된 그을음 블로어 정렬 위치에 있다는 것을 나타낸다(예컨대, 약 95% 이상의 신뢰 수준). 상기에 시사한 바와 같이, 제1 시간 영역 데이터 세트와 관련된 요소의 진폭 값이, 제2 시간 영역 데이터 세트에 상응하는 요소의 값의 약 140~170% 및 바람직하게는 150%보다 더 클 때, 부착물이 두 부재와 관련된 특정한 그을음 블로어 부재에 존재한다는 것으로 측정될 수 있다고 간주된다. 상기에 언급했듯이, 두 값의 비율이 어떠한 값보다 크다는 것을 측정해내는 것은, 두 값 간의 차가 설정된 임게 값을 초과해왔다는 것을 측정하는 것과 동일하며, 또한 두 값이 측정된 단위는 본 발명의 다른 실시예에서 다양해질 수도 있다는 것을 고려한다.
상기에 설명된 몇 가지의 단계를 보충하기 위해, 그을음 블로어 노즐(88)의 횡 방향 위치와 회전 배향뿐만 아니라, 스트레인 게이지(8)로부터 검출된 값을 나타내는 하나 이상의 표가 구성될 수 있다. 도 12a는 여러 행(1214)과 열(1212)을 가진 기준 표(1210)를 나타낸 것이다. 각각의 열(1212)은 그을음 블로어 노즐(88)의 특정한 횡 방향 위치(기준 위치와 관련됨)를 나타내며, 각각의 행(1214)은 그을음 블로어 노즐(88)의 특정한 각도 또는 회전 상의 위치인 회전 배향(기준 방향과 관련됨)을 나타낸다. 그래서, 표(1210)의 각각의 요소(1202)는 정의된 그을음 블로어 부재 정렬 위치를 나타낸다. 각각의 요소(1202) 값은, 그을음 블로어 부재가 특정한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에 있을 때, 스트레인 게이지 측정 부재(8)로부터 검출된 값과 상응한다. 상기에 설명했듯이, 기준 검출 값은 플레이튼(61A-63A)의 열전달 면에 부착물이 없다는 것을 나타내는 검출된 값이다.
도 12b는 유사하게 구성된 표(1220)이다. 이 표(1220)는 그을음 블로어 노즐(88)의 횡 방향 위치를 나타내는 열(1212) 및 그을음 블로어 노즐(88)의 각도 상의 위치인 배향을 나타내는 행(1214)으로 구성된다. 표에서 각각의 요소(1204)는, 그을음 블로어 부재가 특정한 정렬 위치에 있을 때 발생하는 스트레인 게이지로부터 검출된 값에 상응하며. 상기 정렬 위치는 횡 방향 위치 및 각도 배향의 구체적인 조합으로 형성된다. 그러나 도 12a의 표(1210)와 다르게, 표(1220)의 요소(1204)에서의 값은, 보일러가 정상 작동되는 동안 수집되는 스트레인 게이지(8)로부터 검출된 값을 반영한다.
도 12a 및 12b의 두 표(1210, 1220)를 기초로, 도 12c에 도시된 것처럼, 세 번째 표(1230)가 구성될 수 있다. 표(1230)의 각각의 요소(1206)는 또한 특별히 정의된 그을음 블로어 정렬 위치와 일치한다. 그러나 각각의 요소(1206)의 값은 정렬 위치에서 측정된 기준 값(1202)과 정렬 위치에서 검출된 작동 값(1204) 간의 차를 나타낸다. 표(1230)로부터의 요소 값(1206)은, 특정한 그을음 블로어 정렬 위치에 상응하는 실질적인 증착물이 위치해 있는지를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 증기가 플레이튼 열전달 면(67)의 청소에 영향을 미치는 특정한 그을음 블로어 정렬 위치에서 분사되는지의 여부는, 그을음 블로어 정렬 위치에 상응하는 표(1230)의 값에 달려있다. 예를 들어, 만일, 표(1230)의 값은, 실질적인 증착물이 대개 그을음 블로어 정렬 위치에 상응하는 위치에 있다는 것을 나타내는, 설정된 임게 값 이상이면, 그을음 블로어가 상응하는 정렬 위치에 있을 때, 증기가 노즐(88)에서 분사될 것이다. 주어진 그을음 블로어 정렬 위치에서 증기가 분사되는 지속시간과 증기의 속도는, 그을음 블로어 정렬 위치에 대한 표(1230)에서의 상응하는 값을 기초로, 또한 달라질 수 있다.
상응하는 표 세트(set of map)는 그을음 블로어 부재의 각각의 이동 방향에 대해서도 구성될 수 있다. 그러므로 그을음 블로어 노즐이 특정한 횡 방향 위치 및 특정한 각도 배향에 있더라도, 스트레인 게이지로부터 검출된 값은, 그을음 블로어 노즐이 보일러 안팎으로 이동하는 방향에 달려있을 수 있다. 따라서, 각각의 표 세트(1210-1230)는 각각의 이동 방향에 대해 구성될 수 있다.
도 12a의 기준 표(1210)는 다양한 방법으로 구성될 수 있다. 그을음 블로어 부재가 기준 데이터 수집 및 작동 데이터 수집을 하는 동안, 동일한 속도로 회전 및 이동을 한다고 가정하면, 그을음 블로어 부재의 시작 각도상 배향이 각각 데이터 수집 세트에 대해 동일할 경우에 한해, 특정한 횡 방향에서 각도상 배향은 다른 데이터 수집의 경우에 일치하게 된다. 이러한 조건이 항상 참이 될 수는 없으므로, 기준 표는 도 12a에 나타낸 개념도(1210)와는 다르게 구성될 수 있다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따르면, 그을음 블로어는 두 가지의 다른 모드로 작동할 수 있다: 탐지 모드 및 청소 모드. "탐지 모드"에서, 그을음 블로어는 부착물을 탐지하기에 유리한 상태(즉, 압력, 속도 및/또는 흐름을 선택)에서 작동될 수 있다. 그을음 블로어는 보일러가 작동되는 동안(예컨대, 매일) 축적물(buildup)을 탐지하는 것뿐만 아니라, 초기 기준 값을 설정하는 탐지 모드에서 작동될 수 있다. 그을음 블로어는 탐지 모드에서 하나 이상의 결과를 기초로, 청소 모드에서 작동될 수 있다. 청소 모드에서 작동되는 동안, 그을음 블로어의 프로세스 변수는(예컨대, 속도, 압력, 흐름 등) 탐지 모드에서 작동할 때와 다를 수 있으며, 또한, 보일러 내의 그을음 블로어 위치에 따라, 유리한 청소 결과를 전달하기 위해 달라질 수도 있다. 그러나 탐지 모드에서, 기준 탐지 및 각각의 탐지 작업 사이에서의 일관성을 유지하기 위해 작동하는 내내 그을음 블로어의 프로세스 변수는 고정될 것이다. 예를 들면, 분사의 압력 및 속도는 청소 모드에서 보다 탐지 모드에서 더 낮을 수 있다.
예를 들면, 기준 표(1210)는 x개의 각도 위치를 나타내는 x개의 행(1214)을 포함할 수 있다. 그러나 홈 위치에서 최대 내부 위치까지 그을음 블로어 부재가 단일 횡단하는 동안, 그을음 블로어 부재는 각각의 횡 방향 위치(표(1210)의 열(1212))에서 단일 각도 배향에서만 있을 수 있다. 그러므로 열(1212)에 의해 나타내어진 각각의 횡 방향 위치에 대하여, 여러 행(1214)을 채우기 위해 수행될 수 있다. 이러한 방법으로, 기준 표(1210)는 각각 표의(n의 x배) 요소에서 기준 값을 갖기 위해 x, 또는 아마도 x보다 큰 여러 기준 데이터 수집을 위한 작업이 구성될 수 있다. 덧붙여, 기준 데이터를 수집하는 동안, 그을음 블로어 부재는 특정한 횡 방향 위치에 머무를 수 있고, 표의 행(1214)를 채우기 위한 값을 수집하기 위해, 일치하는 각도 배향의 범위에 걸쳐 회전될 수 있다.
따라서, 보일러가 작동하면서 데이터 수집이 수행되는 동안, 그을음 블로어 부재가 횡 방향 위치 "3"에 위치했을 때, 검출된 값(표 1220에서)은 "c" 위치에서 각도 배향과 일치할 수 있다. 각각의 부재에서, 기준 값을 갖도록 구성돼 왔으므로, 기준 표(1210)는, 차이를 측정하기 위해 작동 관련 탐지 값과 비교될 수 있는 값을 포함할 것이다. 그래서, 홈 위치와 최대 내부 위치 사이에서 그을음 블로어가 단일 작동 횡단하는 동안, 기준 표(1210)가 모든 열(1212)에 대해 각각의 행(1214)과 관련된 값을 포함할 수 있을 때, 표(1220, 1230)의 각각의 열(1212)은 단일 행(1214)만으로 중요한 값을 포함할 것이다.
그러나 여러 번의 횡단 작동이 이루어진 후에, 도 12c의 차이에 대한 표(1230)는 특정한 열(즉, 그을음 블로어 횡 방향 위치)에 대하여 부착물을 나타내는 값이 다수의 다양한 행(즉, 그을음 블로어 각도 배향)에 대해 수집될 수 있는 것과 같이 채워질 수 있다.
도 12c의 표(1230)는 보일러의 플레이튼(61A-63A)을 청소하기 위해 그을음 블로어의 작동을 제어할 때 유익할 수 있다. 특히, 특정한 그을음 블로어 부재에 대해, 표(1230)의 각각의 요소는 그을음 블로어 부재가 표의 요소에 상응하는 특정 정렬 위치에 있을 때, 실질적인 증착물이나 부착물이 부딪히는지를 나타낸다. 해당하는 표(1230)는 보일러 내에서 모든 그을음 블로어 부재에 대하여 구성될 수 있으며, 그 때문에, 부착물이 존재하는 곳을 나타내는 과열기 구역(60) 내의 삼차원 표를 생성할 수 있다. 그러므로 그을음 블로어 부재가 부착물에 대한 특정한 정렬 위치에 있을 때와 같이, 그을음 블로어 제어 시스템이 구성될 수 있다. 이는, 정렬 위치에서 부착물의 양과 관련된 지속 시간 및 속도로 그을음 블로어 부재로부터 증기가 분사될 수 있다. 반대로, 그을음 블로어 부재가 부착물과 관련이 없는 특정한 정렬 위치에 있을 때, 어떠한 증기의 분사도 피할 수 있다. 이러한 방식으로, 그을음 블로어 부재의 효율적이고 효과적인 제어는 보일러 플레이튼이 청소가 되는 동안 완수될 수 있다.
본 발명의 특정한 실시예가 도시되고 설명되어온 동안, 본 기술 분야의 당업자라면 다양한 다른 변경 및 변형은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 명확해질 것이다. 그러므로 본 발명의 범위 내에 있는 변경 및 변형과 같은 모든 것은 첨부된 청구 범위에 포함 될 것이다.

Claims (32)

  1. 그을음 블로어 부재의 제1 및 제2 노즐로부터 제1 및 제2의 가압 유체의 스프레이를 분사하는 단계;
    열교환기에 하나 이상의 실질적인 증착물 또는 열교환기에 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체 분사의 영향으로 생성되고, 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체 분사를 통해 그을음 블로어 부재로 다시 전달된 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 값을 생성하는 단계; 및,
    상기 값을 기초로, 부착물을 나타내는 열교환기에 실질적인 증착물이 있을 때를 측정하는 단계를 포함하는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각각의 제1 및 제2의 가압 유체의 분사는, 아음속인 증기 흐름으로 이루어진, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 반작용 힘은, 그을음 블로어 부재에 대해 가해진 하나 이상의 비틀림력으로 이루어진, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 생성된 값은 검출된 값을 탐지하기 위해, 그을음 블로어 부재에 배열된 스트레인 게이지 측정 부재로부터 검출된 값을 기초로 하는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    기준 위치에 대한 노즐의 선형 위치를 측정하는 단계;
    기준 방향에 대한 적어도 하나의 노즐의 회전 배향을 측정하는 단계;
    하나 이상의 실질적인 증착물이 노즐의 회전 배향 및 선형 위치와 값을 기초로, 열교환기 면에 위치하는지를 측정하는 단계; 그리고,
    열교환기에 하나 이상의 실질적인 증착물이 있는지가 측정되면, 노즐의 회전 배향 및 선형 위치를 기초로, 열교환기의 하나 이상인 실질적인 증착물의 특정한 한 쌍의 가능한 위치를 측정하는 단계를 포함하는, 보일러 열교환기의 증착물을 탐지하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 노즐의 회전 배향 및 선형 위치의 측정은, 초기 시간 이후로 지나간 주기를 기초로 하는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    열교환기의 다수의 플레이튼과 실질적으로 수직인 방향으로 제1 홈 위치부터 제2의 최대 내부 위치까지 그을음 블로어 부재를 이동시키는 단계;
    길이 방향 축 주변에 그을음 블로어 부재를 회전시키는 단계; 그리고,
    그을음 블로어 부재의 각도상의 위치인 회전 배향과 제1 홈 위치 및 제2 최대 내부 위치 사이에 상응하는 선형 위치에 의해 각각 정의된 보일러 내에 다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치를 형성하는 단계를 포함하는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    보일러가 작동되는 동안, 보일러 내에 다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치 각각에, 특정한 정렬 위치에서, 그을음 블로어 부재에 의해 분사된 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체 분사를 통해, 그을음 블로어 부재로 다시 전달된 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 각각의 값을 생성하는 단계를 포함하는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  9. 제8항에 있어서;
    그을음 블로어 부재에 대해, 적어도 하나의 실질적인 증착물이 각각 다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에 상응하는 적어도 하나의 열교환기 위치에 있는지를 나타내는 표를 구성하는 단계를 포함하는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    각각 다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치의 각각에서, 특정한 정렬 위치에 부착물이 없는지를 나타내는 각각의 기준 값을 측정하는 단계를 포함하는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 보일러가 작동되는 동안, 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 각각의 값을 생성할 때와 실질적으로, 같은 속도로, 각각의 기준 값을 측정하는 동안 그을음 블로어 부재를 회전시키고 그을음 블로어 부재를 이동시키는 단계를 포함하는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에서;
    특정한 정렬 위치에 대한 각각의 기준 값과, 보일러가 작동되는 동안 생성된 각각의 값의 비교를 기초로, 특정한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에 상응하는 열교환기의 적어도 가능한 둘 중 하나의 위치에 적어도 하나의 실질적인 증착물이 있는 경우를 측정하는 단계를 포함하는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  13. 제7항에 있어서,
    그을음 블로어 부재가 이동하고 회전할 때, 각각의 다수의 다양한 시점에서, 특정한 시점에 대해, 하나 이상의 제1 및 제2의 가압 유체의 분사를 통해, 그을음 블로어 부재에 가해지는 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 각각의 값을 생성하는 단계; 그리고,
    상응하는 다수의 그을음 블로어 부재 정렬 위치 중 상응하는 하나를 각각 다수의 다양한 시점과 관련시키는 단계를 포함하는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    각각 다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에서, 특정한 정렬 위치에 부착물이 없다는 것을 나타내는 각각의 기준 값을 측정하는 단계를 포함하는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    보일러가 작동되는 동안, 생성된 다수의 값 및 다수의 기준 값을, 각각의 제1 및 제2의 주파수 영역 데이터 세트로 변환하는 단계를 포함하는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    다수의 주파수 대역 중에서, 특정 주파수 대역을 식별하기 위하여 제1 주파수 영역 데이터 중 다수의 주파수 대역을 검토하는 단계를 포함하되, 상기 특정 주파수 대역은 다른 주파수 대역보다 생성된 각각의 값에 상응하는 응답을 얻을 확률이 더욱 높게 되어있는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    제1 및 제2 주파수 영역 데이터 세트 둘 모두에 대해 식별된 주파수 대역의 주파수 영역 데이터를, 상응하는 제1 및 제2 시간 영역 데이터 세트로 변환하는 단계를 포함하되, 상기 제1 및 제2 시간 영역 데이터의 각각의 요소는, 관련된 다수의 다양한 시점 중 하나와, 관련된 진폭 값에 의해 형성되도록 되어 있는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1의 시간 영역 데이터 세트에 대한 각각의 요소는, 제2의 시간 영역 데이터에서 각각의 상응하는 요소와 관련되도록 되어 있는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    각각 한 쌍의 제1 및 제2의 시간 영역 데이터의 상응하는 요소에 대하여;
    하나 이상의 실질적인 증착물이, 제1의 시간 영역 데이터의 요소에 대하여 관련된 진폭 값 및 제2 시간 영역 데이터의 상응하는 요소 사이의 비교를 기초로, 열교환기에 있을 때를 측정하는 단계를 포함하는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  20. 그을음 블로어 부재의 노즐로부터 가압 유체를 분사하는 단계;
    열교환기 면 또는 열교환기 면의 실질적인 증착물에 가압 유체의 영향으로 생성되고, 가압 유체 분사를 통해 그을음 블로어 부재로 다시 전달된 반작용 힘을 나타내는 값을 생성하는 단계;
    반작용 힘을 나타내는 값을 기초로, 부착물을 나타내는 열교환기 면에 실질적인 증착물이 있을 때를 측정하는 단계를 포함하는, 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하는 방법.
  21. 열교환기 또는 열교환기에 하나 이상의 실질적인 증착물에 하나 이상의 제1 및 제2 가압 유체의 영향에 의해 생성되고, 하나 이상의 제1 및 제2 가압 유체 분사를 통해 그을음 블로어 부재로 다시 전달된 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 값을 생성하는 데이터 수집 시스템;을 포함하고,
    상기 데이터 수집 시스템은 생성된 상기 값을 기초로 부착물을 표시하며 열교환기에 부착물이 있을 때를 측정하도록 되어 있는, 제1 및 제2의 노즐로부터 제1 및 제2의 가압 유체를 분사하는 그을음 블로어 부재를 갖춘 보일러 열교환기 부착물 탐지를 위한 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    그을음 블로어 부재의 스트레인 값을 검출하기 위해, 그을음 블로어 부재에 배열된 스트레인 게이지 측정 부재를 구비하고, 상기 생성된 값은, 검출된 스트레인 값을 기초로 하는, 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    기준 위치에 대한 그을음 블로어 부재의 선형 위치를 측정하기 위한 선형 인코더;
    홈 위치에 대한 그을음 블로어 부재의 회전 배향을 측정하기 위한 회전 인코더;
    그을음 블로어 부재의 탐지된 선형 및 각도 위치에 상응하는 상기의 선형 및 회전 인코더로부터 데이터를 수신하고 연결되는 제어 시스템; 및
    그을음 블로어 선형 및 각도 위치를 구성하는 제어 시스템으로부터 그을음 블로어 부재 정렬 위치 정보를 수신 및 저장하며, 스트레인 게이지 측정 부재에 의해 검출된 스트레인 값을 기록하기 위한 스트레인 게이지 측정 부재와 연결되는 데이터 수집 시스템으로 이루어진, 시스템.
  24. 제22항에 있어서, 상기 데이터 수집 시스템은;
    노즐의 선형 위치 및 회전 배향과 상기 값을 기초로 하나 이상의 실질적인 증착물이, 열교환기에 존재하는지를 측정하고;
    하나 이상의 실질적인 증착물이 열교환기에 있다는 것이 측정되었을 때, 노즐의 선형 위치 및 회전 배향을 기초로, 열교환기에 하나 이상의 실질적인 증착물의 특정한 한 쌍의 가능한 위치를 측정하도록 구성되어 있는, 시스템.
  25. 제21항에 있어서, 상기 데이터 수집 시스템은;
    보일러가 작동되는 동안, 보일러 내에서 각각 다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에서, 그을음 블로어의 제1 홈 위치 및 제2 최대 내부 위치와, 회전 배향 사이에 상응하는 선형 위치에 의해 형성된 특정한 정렬 위치에 있을 때, 그을음 블로어 부재에 의해 분사된 하나 이상의 제1 및 제2 가압 유체 분사를 통해, 그을음 블로어 부재로 다시 전달된 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 각각의 값을 생성하도록 되어 있는, 시스템.
  26. 제25항에 있어서, 상기 데이터 수집 시스템은;
    그을음 블로어 부재에 대하여, 각각의 다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에 적어도 하나의 상응하는 열교환기 위치에, 적어도 하나의 실질적인 증착물이 있는지를 나타내는 표를 작성하도록 구성되어 있는 시스템.
  27. 열교환기에 하나 이상의 증착물 또는 열교환기에 하나 이상의 제1 및 제2 가압 유체 분사의 충격에 의해 발생되고, 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체 분사를 통해 그을음 블로어 부재로 다시 전달된 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 값을 생성하기 위한 컴퓨터 판독 프로그램 코드; 및,
    생성된 상기 값을 기초로, 부착물을 나타내는 열교환기에 실질적인 증착물이 있을 때를 측정하기 위한 컴퓨터 판독 프로그램 코드;를 갖추고 영구적인 컴퓨터 판독 저장 매체를 포함하여 제1 및 제2 노즐로부터 제1 및 제2 가압 유체를 분사하는 그을음 블로어 부재를 갖춘 보일러 열교환기의 부착물을 탐지하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품.
  28. 제27항에 있어서,
    그을음 블로어 부재에서 스트레인 값을 검출하기 위하여 그을음 블로어 부재에 배열된 스트레인 게이지 측정 부재로부터 검출된 스트레인 값을 수신하기 위한, 컴퓨터 판독 프로그램 코드를 포함하되, 생성된 값은 검출된 상기 스트레인 값을 기초로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  29. 제28항에 있어서,
    그을음 블로어 부재의 탐지된 선형 및 각도상 위치에 상응하는 선형 및 회전 인코더로부터 데이터를 수신하기 위한 컴퓨터 판독 프로그램 코드;
    스트레인 게이지 측정 부재에 의해 검출된 스트레인 값을 기록하기 위한 컴퓨터 판독 프로그램 코드; 및,
    그을음 블로어의 선형 및 각도상 위치를 구성하는 그을음 블로어 부재 정렬 위치 정보를 저장하기 위한 컴퓨터 판독 프로그램 코드를 구비하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  30. 제27항에 있어서,
    하나 이상의 실질적인 증착물이, 노즐의 선형 위치 및 회전 배향과 값을 기초로, 열교환기 상에 존재하는지를 측정하고,
    하나 이상의 실질적인 증착물이 열교환기 상에 존재한다는 것이 측정될 때, 노즐의 선형 위치 및 회전 배향을 기초로, 열교환기에 하나 이상의 실질적인 증착물의 특정한 한 쌍의 가능한 위치를 측정하기 위한, 컴퓨터 판독 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  31. 제27항에 있어서,
    보일러가 작동되는 동안, 보일러 내에서 각각 다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에서, 각각의 그을음 블로어 부재 정렬 위치가 제1 홈 위치 및 제2 최대 내부 위치 사이의 상응하는 선형 위치 및 그을음 블로어 부재의 회전 배향에 의해 형성되는 특정한 정렬 위치에 있을 때, 그을음 블로어 부재에 의해 분사되는 하나 또는 둘의 제1 및 제2의 가압 유체 분사를 통해 그을음 블로어 부재로 다시 전달된 하나 이상의 반작용 힘을 나타내는 각각의 값을 생성하기 위한, 컴퓨터 판독 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  32. 제31항에 있어서,
    그을음 블로어 부재에 대하여, 적어도 하나의 실질적인 증착물이 각각 다수의 다양한 그을음 블로어 부재 정렬 위치에 상응하는 적어도 하나의 열교환기 위치에 있는지를 나타내는 표를 작성하기 위한, 컴퓨터 판독 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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