KR20200065163A - A device for measuring ash in real time - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연소로 내의 회분 점착 특성을 실시간으로 파악할 수 있는 실시간 회분 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a real-time ash measuring device capable of grasping the ash adhesion characteristics in a combustion furnace in real time.
연소로에서 연소, 특히 석탄 등의 고체 연료의 연소과정에서는 연료에 포함되어 있던 일정한 양의 회분도 고온으로 가열되는데, 이러한 회분 일부가 연소로의 외부로 배출되지 않고 연소로 벽 또는 튜브에 점착되는 슬래깅(slagging) 또는 파울링(fouling)과 같은 현상이 발생하게 된다.In the combustion process, especially in the combustion process of solid fuels such as coal, a certain amount of ash contained in the fuel is also heated to a high temperature, and some of these ashes are not discharged to the outside of the combustion furnace but adhered to the furnace wall or tube. A phenomenon such as slagging or fouling occurs.
이러한 현상은 연소로에서의 열전달을 방해하고 연소로 내부를 부식시키는 등 심각한 문제를 발생시킨다.This phenomenon causes serious problems such as preventing heat transfer in the furnace and corroding the inside of the furnace.
따라서, 연소시 연소로에 점착되는 회분의 양이나 그 점착 특성을 분석할 수 있다면, 상기한 문제의 발생을 방지할 수 있을 것이다.Therefore, if the amount of ash adhered to the combustion furnace during combustion or its adhesive properties can be analyzed, it will be possible to prevent the occurrence of the above-described problem.
종래에는 연소로에 설치되어 있는 점검창을 통하여 연소로 내부를 관찰하는 단편적인 방법이나, 또는 연소로의 점검시 연소로 내부를 육안으로 확인하거나 또는 튜브를 절단하여 확인하고 있으나, 이는 이미 점착된 회분의 양 및 특성을 확인 할 수 있을 뿐, 실제 연소조건에 따라 발생하는 회분의 양 및 특성을 분석하기에는 어려움이 있다.Conventionally, a fragmentary method of observing the inside of a furnace through the inspection window installed in the furnace, or when checking the inside of the furnace, is visually checking the inside of the furnace or cutting the tube to confirm it, but this is already adhered. It is possible to check the quantity and characteristics of ash, and it is difficult to analyze the quantity and properties of ash generated according to actual combustion conditions.
하기 특허문헌에는 연소로 내부에 삽입 설치하여 회분을 점착 시킴으로써 연소로 내에서 발생하는 회분의 특성을 측정하는 측정장치가 개시된다.The following patent document discloses a measuring device for measuring the characteristics of ash generated in a combustion furnace by inserting and installing it inside a combustion furnace to adhere the ash.
이러한 측정 장치는 하나의 프로브 본체 위에 회분이 점착되는 원리로 이루어지므로, 발생하는 회분의 무게만을 측정 가능할뿐 연소로 내 위치에 따른 회분 특성을 측정할 수는 없다.Since such a measuring device is made of a principle in which ash is adhered to one probe body, it is possible to measure only the weight of the ash that is generated, and not to measure the ash characteristics according to the position in the furnace.
소형 보일러에서 회분 점착량을 측정하기 위해서는 수 g 범위의 측정이 필요한데 기존의 측정 장치에서 프로브 본체의 무게 때문에, 무게를 측정하는 로드셀의 사용 범위가 제한적이다. In order to measure the amount of ash adhesion in a small boiler, a measurement in the range of several g is required. However, due to the weight of the probe body in the existing measuring device, the use range of the load cell for measuring the weight is limited.
또한, 본체 내에 물 등의 냉각매체를 주입함에 따라 프로브의 자세한 온도 조절이 어렵고, 본체의 재질이 연소로 또는 튜브 등의 재질과 다른 경우 실제 연소로 조건에서의 회분 점착 측정과는 차이가 발생하게 된다.In addition, as the cooling medium such as water is injected into the main body, detailed temperature control of the probe is difficult, and if the material of the main body is different from the material of the combustion furnace or tube, a difference from the ash adhesion measurement in the actual combustion furnace condition may occur. do.
이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점에 착안하여 이를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연소로 내의 조건 및 위치에 따라 실시간으로 정확한 회분 특성의 측정이 가능한 장치를 제공하는 것을 목적으로 함Accordingly, the present invention has been devised to solve the above-mentioned conventional problems, and aims to provide a device capable of accurately measuring ash content in real time according to conditions and locations in a combustion furnace.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 중공의 튜브 형태로서, 연소로의 둘레측으로부터 중심부까지 삽입되는 본체; 상기 본체의 길이방향을 따라 상부면에 복수로 위치하는 점착부; 상기 본체 내부에서 상기 각 점착부를 지지하는 지지대; 상기 점착부의 내주면에 각각 위치하는 히팅부; 및 상기 각 점착부에 점착된 회분의 무게를 상기 지지대를 통하여 실시간으로 측정하는 로드셀;을 포함하는 실시간 회분 측정장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention, in the form of a hollow tube, the main body is inserted from the circumferential side of the combustion furnace to the center; A plurality of adhesive portions located on an upper surface along the longitudinal direction of the main body; A support for supporting the respective adhesive parts inside the body; A heating portion located on the inner circumferential surface of the adhesive portion, respectively; And a load cell that measures the weight of the ash adhering to each adhesive part in real time through the support.
상기 히팅부의 온도를 조절하는 온도조절부; 및 상기 점착부의 온도를 상기 온도조절부에 전달되도록 하는 열전대;를 더 포함하며, 상기 온도조절부는 상기 열전대를 통하여 감지되는 상기 점착부의 온도에 따라 상기 히팅부의 온도를 조절하는 것이 바람직하다.A temperature control unit that controls the temperature of the heating unit; And a thermocouple that allows the temperature of the adhesive portion to be transferred to the temperature control portion, wherein the temperature control portion preferably controls the temperature of the heating portion according to the temperature of the adhesive portion sensed through the thermocouple.
상기 로드셀은 상기 열전대를 통하여 감지되는 상기 점착부의 온도에 따라, 상기 각 점착부에 점착되는 회분의 무게를 실시간으로 측정하는 것이 바람직하다. It is preferable that the load cell measures the weight of the ash adhering to each adhesive portion in real time according to the temperature of the adhesive portion sensed through the thermocouple.
상기 히팅부는 탄소섬유로 이루어지는 것이 바람직하다.The heating portion is preferably made of carbon fiber.
상기 점착부는 상기 연소로와 같은 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.The adhesive portion is preferably made of the same material as the combustion furnace.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 실시간 회분 측정장치에 의하면, 기존의 측정 장치로는 정확히 측정할 수 없는 연소로 내 회분 발생에 의한 슬래깅/파울링의 생성량을 연소로 내 위치에 따라 실시간으로 측정하여 수트 블로워 등의 작용 위치 및 스팀의 양을 조절할 수 있도록 하고, 이에 따라 보일러의 운영에서 운전 장애에 따른 정비 비용을 줄일 수 있으며 수트 블로워 등에 사용되는 스팀의 투입량을 적정하게 조절하여 경제성 뿐 아니라 보일러의 효율을 향상시킬 수 있어, 향후 스마트 보일러 등의 분야에서 핵심 장치로 활용될 수 있다.As described above, according to the real-time ash measuring apparatus according to the present invention, the amount of slagging/fouling generated by ash generation in the combustion furnace that cannot be accurately measured by the existing measuring apparatus is measured in real time according to the position in the combustion furnace. By adjusting the operation position of the soot blower, etc. and the amount of steam, it is possible to reduce the maintenance cost due to operation failure in the operation of the boiler, and by properly adjusting the input amount of steam used in the soot blower, etc. Since it can improve the efficiency of, it can be used as a key device in fields such as smart boilers in the future.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 회분 측정장치가 연소로에 설치된 상태를 나타내는 개략도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 회분 측정장치가 연소로에 설치된 모습을 나타낸 종단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.1 is a schematic diagram showing a state in which a real-time ash measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is installed in a combustion furnace.
2 is a longitudinal sectional view showing a state in which a real-time ash measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is installed in a combustion furnace.
3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.The above objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent by describing the preferred embodiments of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or practice. Therefore, the definition of these terms should be described based on the contents throughout this specification.
또한, 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.In addition, the described embodiments are provided for illustrative purposes only, and do not limit the technical scope of the present invention.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 회분 측정장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, a real-time batch measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached FIGS. 1 to 3.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 회분 측정장치가 연소로에 설치된 상태를 나타내는 개략도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 회분 측정장치가 연소로에 설치된 모습을 나타낸 종단면도이다. 도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.1 is a schematic diagram showing a state in which a real-time ash measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is installed in a combustion furnace. 2 is a longitudinal sectional view showing a state in which a real-time ash measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is installed in a combustion furnace. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 2.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 회분 측정장치는, 본체(100), 점착부(110), 지지대(111), 히팅부(120), 열전대(130), 로드셀(200) 및 온도조절부(300)를 포함한다.Real-time batch measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, the
본체(100)는 중공의 튜브 형태로서, 연소로(10)의 둘레측, 즉 연소로(10)의 측벽을 관통하여 연소로(10) 중심부 부근까지 삽입되어 설치될 수 있다.The
본체(100) 일측에 위치한 플랜지(101)를 통하여 연소로(10) 외주면에 고정 설치될 수 있으나, 설치방법이 한정되는 것은 아니다.The
또한, 본체(100)의 형태는 단면이 원형인 튜브 형태를 예로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 단면이 사각인 튜브 형태등으로 변경될 수 있다.In addition, the shape of the
점착부(110)는 본체(100)의 길이방향을 따라서, 본체(100)의 상부면에 복수개가 위치한다.A plurality of
점착부(110)의 재질은 한정되지 않으나, 연소로(10)의 재질과 같은 재질로 이루어질 수 있고, 이로써 실제 연소로(10) 내부의 회분 점착 특성을 보다 정확하게 측정할 수 있다.The material of the
지지대(111)는 상기 본체(100) 내부에 위치하며, 상기 복수의 점착부(110)를 지지한다. 지지대(111)를 통하여 상기 점착부(110)에 점착되는 회분의 무게가 전달된다.The
로드셀(200)은 상기 지지대(111)와 연결되며 상기와 같이 지지대(111)를 통하여 전달되는 각 점착부(110)에 점착된 회분의 무게를 실시간으로 감지한다.The
상기와 같이, 연소로(10) 벽면으로부터 중심 부근까지 삽입되는 튜브 본체(100)의 길이방향을 따라 복수의 점착부(110)를 배치하고, 이에 점착되는 회분의 무게를 각각 실시간으로 측정하므써 보일러 벽면으로부터 중심부까지의 회분 점착 특성을 파악할 수 있다.As described above, by arranging a plurality of
또한, 본체(100) 전체의 무게가 아닌 복수의 점착부(110)에 부착된 회분의 무게만을 각각 실시간으로 측정함으로써 보다 정확하게 보일러 내의 회분 점착 특성을 파악할 수 있다.In addition, it is possible to more accurately grasp the ash adhesion characteristics in the boiler by measuring in real time only the weights of the ashes attached to the plurality of
히팅부(120)는 상기 각 점착부(110)의 내주면에 위치하여 점착부(110)를 가열한다.The
히팅부(120)를 통하여 점착부(110)의 온도를 연소로(10) 내 온도와 같게 가열함으로써, 실제 연소로(10) 내 온도와 같은 조건에서 점착부(110)에 점착되는 회분의 특성을 실시간으로 파악할 수 있다.By heating the temperature of the
또한, 히팅부(120)는 탄소섬유 재질로 이루어질 수 있으며, 탄소섬유는 고온에서도 내구성이 좋아 연소로(10) 내의 온도까지 가열하기가 용이하다.In addition, the
온도조절부(300)는 상기 각 히팅부(120)와 연결되어 히팅부(120)의 온도를 조절하며, 이로써 히팅부(120)에 의해 가열되는 점착부(110)의 온도를 조절할 수 있다.The
열전대(130)는 각 점착부(110)에 연결되는 와이어 등으로 구성되어, 각 점착부(110)의 온도를 온도조절부(300)에 전달하며, 온도조절부(300)는 이를 통하여 각 점착부(110)의 온도를 감지할 수 있다.The
첨부된 도면을 다시 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 회분 측정장치의 동작을 설명한다. The operation of the real-time batch measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings again.
본체(100)가 연소로(10)에 설치된 상태에서, 연소로(10) 내에서 연소가 개시되면, 온도조절부(300)는 히팅부(120)를 가열함으로써 본체(100)의 각 점착부(110)를 연소로(10) 내의 온도로 가열되도록 한다. In the state in which the
또한, 온도조절부(300)는 열전대(130)를 통하여 각 점착부(110)의 온도를 감지한다. In addition, the
연소실 내 연소에 의해 발생하는 회분이 본체(100)의 각 점착부(110)에 점착되게 되며, 이에 따라 점착된 회분의 무게는 지지대(111)를 통하여 로드셀(200)에 의해 실시간으로 측정되며, 이때, 열전대(130)를 통하여 온도조절부(300)에서 감지되는 각 점착부(110)의 온도에 따라 각 점착부(110)에 점착되는 회분의 무게를 실시간으로 측정할 수가 있다.The ash generated by combustion in the combustion chamber is adhered to each
이와 같이, 로드셀에 의하여 연소로 내 온도 조건 및 연소실의 위치에 따른 회분 점착 특성이 실시간으로 측정되며, 측정된 회분점착 특성은 로드셀(200)과 연결된 출력부(미도시) 등을 통하여 출력될 수도 있다. As described above, the ash adhesion property according to the temperature condition in the combustion furnace and the position of the combustion chamber is measured in real time by the load cell, and the measured ash adhesion property may be output through an output unit (not shown) connected to the
또한, 스팀을 분사하여 연소로에 점착된 회분을 제거하는 수트 블로워(미도시)를 연소실 위치에 따라 다수개 설치하여, 로드셀에 의하여 측정되는 연소로(10) 내의 각 위치의 따른 회분 점착 특성에 따라 상기 각 수트 블로워를 제어하여 효과적으로 연소로(10) 내 회분을 효과적으로 제거할 수 있다. In addition, a plurality of soot blowers (not shown) for removing ash adhering to the combustion furnace by spraying steam are installed according to the location of the combustion chamber, and the ash adhesion characteristics of each location in the
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 실시간 회분 측정장치에 의하면, 기존의 측정 장치로는 정확히 측정할 수 없는 연소로 내 회분 발생에 의한 슬래깅/파울링의 생성량을 연소로 내 위치에 따라 실시간으로 측정하여 수트 블로워 등의 작용 위치 및 스팀의 양을 조절할 수 있도록 하고, 이에 따라 보일러의 운영에서 운전 장애에 따른 정비 비용을 줄일 수 있으며 수트 블로워 등에 사용되는 스팀의 투입량을 적정하게 조절하여 경제성 뿐 아니라 보일러의 효율을 향상시킬 수 있어, 향후 스마트 보일러 등의 분야에서 핵심 장치로 활용될 수 있다.As described above, according to the real-time ash measuring apparatus according to the present invention, the amount of slagging/fouling generated by ash generation in the combustion furnace that cannot be accurately measured by the existing measuring apparatus is measured in real time according to the position in the combustion furnace. By adjusting the operation position of the soot blower and the amount of steam, it is possible to reduce the maintenance cost due to the operation failure in the operation of the boiler, and by properly adjusting the amount of steam used in the soot blower, etc. Since it can improve the efficiency of, it can be used as a key device in fields such as smart boilers in the future.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above. That is, a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can make a number of changes and modifications to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims, and all such appropriate changes and modifications Equivalents should also be considered within the scope of the present invention.
100: 본체
110: 점착부
111: 지지대
120: 히팅부
130: 열전대
200: 로드셀
300: 온도조절부100: main body
110: adhesive portion
111: support
120: heating unit
130: thermocouple
200: load cell
300: temperature control unit
Claims (5)
상기 본체(100)의 길이방향을 따라 상부면에 복수로 위치하는 점착부(110);
상기 본체(100) 내부에서 상기 각 점착부(110)를 지지하는 지지대(111);
상기 점착부(110)의 내주면에 각각 위치하는 히팅부(120); 및
상기 각 점착부(110)에 점착된 회분의 무게를 상기 지지대(111)를 통하여 실시간으로 측정하는 로드셀(200);을 포함하는,
실시간 회분 측정장치.
In the form of a hollow tube, the main body 100 is inserted from the circumferential side of the combustion furnace 10 to the center;
An adhesive portion 110 positioned in plural on an upper surface along the longitudinal direction of the main body 100;
A support 111 for supporting each of the adhesive parts 110 in the main body 100;
A heating unit 120 positioned on the inner circumferential surface of the adhesive unit 110; And
Including; load cell 200 for measuring the weight of the ash adhering to each of the adhesive portion 110 through the support 111 in real time;
Real-time batch measuring device.
상기 히팅부(120)의 온도를 조절하는 온도조절부(300); 및
상기 각 점착부(110) 의 온도를 상기 온도조절부(300)에 전달되도록 하는 열전대(130);를 더 포함하며,
상기 온도조절부(300)는 상기 열전대(130)를 통하여 감지되는 상기 점착부(110)의 온도에 따라 상기 히팅부(120)의 온도를 조절하는,
실시간 회분 측정장치.
According to claim 1,
A temperature control unit 300 for controlling the temperature of the heating unit 120; And
Further comprising; a thermocouple 130 to transmit the temperature of each adhesive portion 110 to the temperature control unit 300;
The temperature control part 300 adjusts the temperature of the heating part 120 according to the temperature of the adhesive part 110 sensed through the thermocouple 130,
Real-time batch measuring device.
상기 로드셀(200)은 상기 열전대(130)를 통하여 감지되는 상기 각 점착부(110)의 온도에 따라, 상기 각 점착부(110)에 점착되는 회분의 무게를 실시간으로 측정하는,
실시간 회분 측정장치.
According to claim 2,
The load cell 200 measures in real time the weight of the ash adhering to each adhesive portion 110 according to the temperature of each adhesive portion 110 detected through the thermocouple 130,
Real-time batch measuring device.
상기 히팅부(120)는 탄소섬유로 이루어지는,
실시간 회분 측정장치.
According to claim 1,
The heating unit 120 is made of carbon fiber,
Real-time batch measuring device.
상기 점착부(110)는 상기 연소로(10)와 같은 재질로 이루어지는,
실시간 회분 측정장치.
According to claim 1,
The adhesive portion 110 is made of the same material as the combustion furnace 10,
Real-time batch measuring device.
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