KR20200059472A - 습식저회이송설비 감시시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 습식저회이송설비 감시시스템은 석탄연소 후 보일러 하부 호퍼에 발생되는 저회를 이송하는 습식저회이송설비에서 저회를 이송하는 컨베이어의 하부에 결합되는 체인을 구동하기 위한 구동기어를 회전시키는 드래그 체인 유압모터를 지지하는 수직지지프레임에 스트레인 게이지가 설치되고, 상기 스트레인 게이지에 의해 상기 수직지지프레임의 하중변화에 따른 변위를 검출하여 운전부하로 측정하기 위한 운전부하 측정장치와, 상기 컨베이어의 일단에서 상기 체인에 감기는 기어에 결합되고, 상기 기어와 연결되는 로드가 인출되어 상기 체인의 장력을 조절하는 테이크업 실린더에는 실린더로부터 인출되는 로드의 위치변화를 측정하기 위한 선형변위센서가 구비되어 상기 선형변위센서에 의해 테이크업 실린더의 위치변화량을 측정하는 위치 측정장치와, 상기 운전부하 측정장치 및 상기 위치 측정장치에서 측정된 변위를 디지털화하여 출력하는 신호변환부와, 상기 신호변환부로부터 입력된 데이터에 기초하여 운전상태 감시화면을 모니터에 출력하는 운전조작부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

습식저회이송설비 감시시스템{System for monitoring wet type bottom ash submerged drag chain conveyor}
본 발명은 습식저회이송설비 감시시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 석탄화력발전소의 석탄연소 후 보일러 노 하부 호퍼에 발생되는 저회를 처리하기 위한 습식저회이송설비의 감시시스템에 관한 것이다.
일반적으로 석탄화력발전소에서는 석탄연소 후 보일러 노 내에 저회(bottom ash)가 발생한다. 이와 같이 보일러 노 하부 호퍼(hopper)(11)에 발생되는 저회는 습식저회이송설비(20)에 의해 이송처리된다.
도1은 이러한 저회를 처리하는 종래 습식저회이송설비(20)의 처리과정을 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 보일러(10)에서 석탄 연소 후에 보일러(10) 바닥에 저회가 발생하게 되고, 발생된 저회는 보일러 노 하부 호퍼(11)를 거쳐 습식저회이송설비(20)에 의해 이송되는데, 구체적으로 체인(22)에 의해 구동되는 컨베이어(21)로 이송된 다음 클링커 그라인더(25)에 의해 분쇄된 후 저회 사일로에 저장되게 된다.
그런데, 이와 같이 석탄화력발전소의 보일러(10) 화로에서 석탄 연소 후 하부에 다량으로 발생되는 저회를 처리하기 위한 습식저회이송설비(20)를 운전함에 있어 컨베이어(21) 구동부의 과부하로 인해 이송속도가 저하하거나 컨베이어(21) 일단에 형성되는 기어(23)에 연결되어 체인(22)의 장력을 조절하기 위한 테이크업 실린더(미도시)가 정상적으로 인양되지 않아 좌우 불균형 등의 상황이 발생할 경우 체인(22) 이탈 및 저회누적이 발생할 수 있다. 이와 같이 습식저회이송설비(20)의 구동부 운전부하의 과부하 상승 또는 체인 절손 및 이탈로 인한 비정상 운전상황 발생시에 저회가 호퍼(11)에 누적됨으로써 출력감발운전 사례가 빈번히 발생되었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 석탄화력발전소의 석탄연소 후 보일러 노 하부 호퍼에 발생되는 저회(bottom ash)의 처리과정에서 습식저회이송설비의 과부하운전 및 컨베이어로부터 체인이 이탈하는 것을 방지하여 저회누적에 따른 출력감발 및 체인 이탈 등의 대형사고를 예방하기 위한 습식저회이송설비 감시시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 습식저회이송설비 감시시스템은 석탄연소 후 보일러(10) 하부 호퍼(11)에 발생되는 저회를 이송하는 습식저회이송설비(100)에서 저회를 이송하는 컨베이어(110)의 하부에 결합되는 체인(115)을 구동하기 위한 구동기어(112)를 회전시키는 드래그 체인 유압모터(120)를 지지하는 수직지지프레임(130)에 스트레인 게이지(140)가 설치되고, 상기 스트레인 게이지(140)에 의해 상기 수직지지프레임(130)의 하중변화에 따른 변위를 검출하여 운전부하로 측정하는 운전부하 측정장치와, 상기 컨베이어(110)의 일단에서 상기 체인(115)에 감기는 기어(111)에 결합되고, 상기 기어(111)와 연결되는 로드가 인출되어 상기 체인(115)의 장력을 조절하는 테이크업 실린더(150)에는 실린더로부터 인출되는 로드의 위치변화를 측정하기 위한 선형변위센서(160)가 구비되어 상기 선형변위센서(160)에 의해 테이크업 실린더(150)의 위치변화량을 측정하는 위치 측정장치와, 상기 운전부하 측정장치 및 상기 위치 측정장치에서 측정된 변위를 디지털화하여 출력하는 신호변환부(200)와, 상기 신호변환부(200)로부터 입력된 데이터에 기초하여 운전상태 감시화면을 모니터에 출력하는 운전조작부(300)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수직지지프레임의 상부에는 컨베이어의 체인을 구동하기 위한 드래그 체인 유압모터가 좌우측에 각각 설치되고, 상기 스트레인 게이지는 상기 수직지지프레임에서 상기 드래그 체인 유압모터가 설치되는 하부의 좌우측에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 운전부하 측정장치에서 검출된 변위가 기설정값을 벗어나는 경우 알람을 발생시키고 상기 운전조작부의 모니터상에 표출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 위치 측정장치에서 측정된 테이크업 실린더의 위치 데이터가 기설정된 범위를 벗어나는 경우 알람을 발생시키고 상기 운전조작부의 모니터상에 표출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 테이크업 실린더는 상기 컨베이어의 좌우측으로 두 개가 구비되어 좌우측 기어 부분에 각각 결합되며 각 테이크업 실린더에서 인출되는 로드의 단부에 좌우측 기어가 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 위치변화 측정장치에서 측정된 좌,우 테이크업 실린더의 위치 데이터에서 좌우 편차값을 산출하고 산출된 좌우 편차값이 기설정된 범위를 벗어나는 경우 알람을 발생시키고 상기 운전조작부의 모니터상에 표출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 석탄화력발전소의 석탄연소 후 보일러 노 하부 호퍼에 발생되는 저회의 처리과정에서 습식저회이송설비의 과부하운전 및 컨베이어로부터 체인이 이탈하는 것을 방지하여 저회누적에 따른 출력감발 및 이로 인한 경제적 손실을 줄이고 안정된 발전설비 공정제어를 도모할 수 있는 효과가 있다.
도1은 석탄화력발전소의 종래 습식저회이송설비를 도시한 도면이고,
도2는 본 발명에 따른 습식저회이송설비를 도시한 도면이며,
도3은 본 발명에 따른 습식저회이송설비에서 운전부하 측정장치를 도시한 도면이고,
도4는 본 발명에 따른 습식저회이송설비 감시시스템의 구성도를 도시한 도면이며,
도5는 본 발명에 따른 습식저회이송설비에서 운전부하 측정 및 경보로직을 도시한 도면이며,
도6은 본 발명에 따른 습식저회이송설비에서 테이크업 실린더 위치측정 및 경보로직을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 습식저회이송설비 감시시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도2는 본 발명에 따른 습식저회이송설비를 도시한 도면이며, 도3은 본 발명에 따른 습식저회이송설비에서 운전부하 측정장치를 도시한 도면이고, 도4는 본 발명에 따른 습식저회이송설비 감시시스템의 구성도를 도시한 도면이며, 도5는 본 발명에 따른 습식저회이송설비에서 운전부하 측정 및 경보로직을 도시한 도면이며, 도6은 본 발명에 따른 습식저회이송설비에서 테이크업 실린더 위치측정 및 경보로직을 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 습식저회이송설비 감시시스템은 석탄연소 후 보일러(10) 하부 호퍼(11)에 발생되는 저회를 이송하는 습식저회이송설비(100)에서 일단부(101)에서 상향 경사지게 형성되어 저회를 이송하는 컨베이어(110)의 타단부(102)를 지지하는 수직지지프레임(130)의 좌우측에 스트레인 게이지(140)가 각각 설치되고, 상기 스트레인 게이지(140)에 의해 상기 수직지지프레임(130)의 하중변화에 따른 변위를 검출하고 운전부하로 측정하기 위한 운전부하 측정장치와, 상기 컨베이어(110)의 좌,우측에 설치되는 좌,우 테이크업 실린더(150)에 선형변위센서(160)가 구비되어 상기 선형변위센서(160)에 의해 각 테이크업 실린더(150)의 위치변화량을 측정하는 위치 측정장치와, 상기 운전부하 측정장치 및 상기 위치 측정장치에서 측정된 변위를 디지털화하여 출력하는 신호변환부(200)와, 상기 신호변환부(200)로부터 입력된 데이터에 기초하여 운전상태 감시화면을 모니터에 출력하는 운전조작부(300)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 습식저회이송설비(100)는 석탄화력발전소의 보일러(10)에서 석탄 연소 후에 보일러(10) 바닥에 발생되는 저회를 이송하는 설비로서 수평이송부와 상향경사부로 이루어지는 컨베이어(110)에 의해 저회가 이송되는데, 이 컨베이어(110)는 양 측면에 체인(115)이 결합되고 체인(115)이 유압모터(120)에 의해 구동되어 컨베이어(110)가 저회를 이송하게 된다.
컨베이어(110)는 도시된 바와 같이 보일러(10)의 호퍼(11)에서 낙하되는 저회가 수평으로 이송되는 수평이송부와, 수평이송부의 끝단에서 상향 경사지게 형성되어 일정 높이만큼 상방으로 저회를 이송하는 상향경사부로 나뉘어진다. 따라서, 컨베이어(110)의 수평이송부에서 보일러(10)의 호퍼(11)에서 저회가 낙하된 다음 수평으로 이송되고, 상향경사부에 의해 저회가 상방으로 이송된 다음 상향경사부의 끝단에서 낙하하여 클링커 그라인더(미도시)에 의해 분쇄된 후 사일로에 저장되게 된다.
그리고, 이러한 컨베이어(110)의 상향경사부의 끝단에는 구동기어(112)가 배치되고 이 구동기어(112)에 체인이 감기게 되며, 구동기어(112)의 회전에 의해 체인이 이동하게 된다. 이 구동기어(112)는 드래그 체인 유압모터(120)에 의해 구동하고, 도시된 바와 같이 구동기어(112)는 수직지지프레임(130)에 지지되는 드래그 체인 유압모터(120)와 별도의 체인(121)으로 연결되어 회전하게 된다.
드래그 체인 유압모터(120)는 도3에 도시된 바와 같이 좌우측 두 개가 구비되어 좌우측 구동기어(112) 부분과 각각 체인(121)으로 연결되고, 각각 수직지지프레임(130)의 상단에 결합되어 수직지지프레임(130)에 의해 지지된다.
그리고, 본 발명의 습식저회이송설비(100)에서 수직지지프레임(130)에는 운전부하 측정장치가 설치된다. 운전부하 측정장치는 습식저회이송설비(100)의 과부하를 방지하기 위한 것으로, 이를 위해 상단에 드래그 체인 유압모터(120)가 결합되는 좌우측 수직지지프레임(130)에 스트레인 게이지(140)(strain gauge)가 각각 설치된다.
스트레인 게이지(140)는 수직지지프레임(130)의 하중변화에 따른 변위를 검출하기 위한 것으로, 드래그 체인 유압모터(120)가 설치되는 수직지지프레임(130)의 상단 아래쪽 좌우측에 각각 설치되고, 이 스트레인 게이지(140)에 의해 수직지지프레임(130)의 하중변화에 따른 변위를 검출하고 신호변환부에서 전압 및 전류로 변환하여 운전부하로 측정하게 된다.
도5는 본 발명에 따른 습식저회이송설비(100)에서 운전부하 측정 및 경보로직을 도시한 도면으로, 스트레인 게이지(140)에 의해 운전부하량을 측정하고 측정된 운전부하량이 1차 설정값(40)을 초과하면 1차 알람을 발생시키고, 측정된 부하량이 2차 설정값(50)을 초과하면 2차 알람을 발생시킨다. 발생된 1,2차 알람은 운전조작부(300)의 모니터상에서 표출되게 된다.
그리고, 컨베이어(110)의 수평이송부에서 상향경사부의 반대쪽 일단에는 체인(115)이 감기는 기어(111)가 배치되고, 이 기어(111)에는 테이크업 실린더(150)가 연결된다. 테이크업 실린더(150)는 체인(115)의 장력을 조절하기 위한 것으로 체인(115)이 늘어날 경우 테이크업 실린더(150)가 인출되어 체인(115)의 장력을 조절하게 되고 테이크업 실린더(150)는 컨베이어(110)의 좌우측으로 두 개가 구비되어 좌우측 기어(111) 부분에 각각 결합되며, 각 테이크업 실린더(150)에서 인출되는 로드의 단부에 좌우측 기어(111)가 연결된다.
본 발명에서는 이 테이크업 실린더(150)에 위치변화 측정장치가 설치된다. 위치변화 측정장치는 테이크업 실린더(150)의 위치변화량을 측정하기 위한 것으로 컨베이어(110)의 좌,우측에 설치되는 좌,우 테이크업 실린더(150)에 선형변위센서(160)가 구비되고, 이 선형변위센서(160)에 의해 각 테이크업 실린더(150)의 위치변화량을 측정하게 되며 구체적으로 테이크업 실린더(150)에서 인출되는 로드의 위치변화량을 측정하게 된다.
도6은 본 발명에 따른 습식저회이송설비(100)에서 테이크업 실린더(150) 위치측정 및 경보로직을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이 좌,우측 테이크업 실린더(150)에 각각 설치된 선형변위센서(160)에 의해 각 테이크업 실린더(150)에서 인출되는 로드의 위치를 각각 측정하고 측정된 좌,우측 테이크업 실린더(150)의 위치 데이터는 신호변환부(200)를 거쳐 운전조작부(300)로 입력된다. 그리고, 운전조작부(300)로 입력된 좌,우측 테이크업 실린더(150)의 위치 데이터가 기설정된 범위(350/150)를 벗어나는 경우 즉, 상한값(350)을 초과하거나 하한값(150) 미만인 경우에는 알람을 발생시킨다. 또한, 추가적으로 좌우측 테이크업 실린더(150)의 위치편차값을 산출하여 기설정된 범위(+50/-50)를 벗어나는 경우에도 알람을 발생시킨다. 발생된 알람은 운전조작부(300)의 모니터상에서 표출되게 된다.
이와 같이 운전부하 측정장치 및 위치 측정장치에 의해 측정된 운전부하량 및 위치 데이터는 신호변환부(200)로 입력되고 디지털화하여 운전조작부(300)로 출력(4~20mA)하게 되고, 운전조작부(300)에서는 신호변환부(200)로부터 입력된 데이터에 기초하여 운전상태 감시화면을 모니터에 출력하게 된다. 즉, 운전조작부(300)에서 운전상태 감시화면이 출력되는 모니터상에서는 운전부하 측정장치 및 위치 측정장치에 의해 측정된 운전부하량 및 위치 데이터가 실시간으로 출력되고 전술한 바와 같이 측정된 운전부하량 및 위치변화량이 기설정된 범위를 벗어난 경우 알람을 발생시켜 신속하게 문제점을 해결할 수 있도록 한다. 또한, 이러한 알람이 발생할 경우 별도의 경보음을 발생시키는 경보장치가 구비된다.
본 발명에서는 이와 같이 습식저회이송설비(100)에 운전부하 측정장치와 테이크업 실린더(150) 위치 측정장치를 구비하여 과부하 상승 또는 체인(115) 절손 및 이탈로 인한 비정상 상황 발생시 알람을 통해 신속하게 문제를 해결하여 호퍼(11) 내 저회 누적을 최소화함으로써 출력감발에 의한 경제적 손실을 줄이고 안정된 발전설비의 공정제어를 도모할 수 있게 된다.
이상, 본 발명에 대해 바람직한 실시예를 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 당해 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
10 : 보일러 11 : 호퍼
100 : 습식저회이송설비 110 : 컨베이어
115 : 체인 120 : 드래그 체인 유압모터
130 : 수직지지프레임 140 : 스트레인 게이지
150 : 테이크업 실린더 160 : 선형변위센서

Claims (6)

  1. 석탄연소 후 보일러(10) 하부 호퍼(11)에 발생되는 저회를 이송하는 습식저회이송설비(100)에서 저회를 이송하는 컨베이어(110)의 하부에 결합되는 체인(115)을 구동하기 위한 구동기어(112)를 회전시키는 드래그 체인 유압모터(120)를 지지하는 수직지지프레임(130)에 스트레인 게이지(140)가 설치되고, 상기 스트레인 게이지(140)에 의해 상기 수직지지프레임(130)의 하중변화에 따른 변위를 검출하여 운전부하로 측정하기 위한 운전부하 측정장치와,
    상기 컨베이어(110)의 일단에서 상기 체인(115)에 감기는 기어(111)에 결합되고, 상기 기어(111)와 연결되는 로드가 인출되어 상기 체인(115)의 장력을 조절하는 테이크업 실린더(150)에는 실린더로부터 인출되는 로드의 위치변화를 측정하기 위한 선형변위센서(160)가 구비되어 상기 선형변위센서(160)에 의해 테이크업 실린더(150)의 위치변화량을 측정하는 위치 측정장치와,
    상기 운전부하 측정장치 및 상기 위치 측정장치에서 측정된 변위를 디지털화하여 출력하는 신호변환부(200)와,
    상기 신호변환부(200)로부터 입력된 데이터에 기초하여 운전상태 감시화면을 모니터에 출력하는 운전조작부(300)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 습식저회이송설비 감시시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수직지지프레임(130)의 상부에는 컨베이어(110)의 체인(111)을 구동하기 위한 드래그 체인 유압모터(120)가 좌우측에 각각 설치되고, 상기 스트레인 게이지(140)는 상기 드래그 체인 유압모터(120)가 설치되는 하부의 좌우측 수직지지프레임(130)에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 습식저회이송설비 감시시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 운전부하 측정장치에서 검출된 변위가 기설정값을 벗어나는 경우 알람을 발생시키고 상기 운전조작부(300)의 모니터상에 표출하는 것을 특징으로 하는 습식저회이송설비 감시시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위치 측정장치에서 측정된 테이크업 실린더(150)의 위치 데이터가 기설정된 범위를 벗어나는 경우 알람을 발생시키고 상기 운전조작부(300)의 모니터상에 표출하는 것을 특징으로 하는 습식저회이송설비 감시시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 테이크업 실린더(150)는 상기 컨베이어(110)의 좌우측으로 두 개가 구비되어 좌우측 기어(111) 부분에 각각 결합되며 각 테이크업 실린더(150)에서 인출되는 로드의 단부에 좌우측 기어(111)가 연결되는 것을 특징으로 하는 습식저회이송설비 감시시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 위치 측정장치에서 측정된 좌,우 테이크업 실린더(150)의 위치 데이터에서 좌우 편차값을 산출하고 산출된 좌우 편차값이 기설정된 범위를 벗어나는 경우 알람을 발생시키고 상기 운전조작부(300)의 모니터상에 표출하는 것을 특징으로 하는 습식저회이송설비 감시시스템.
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