KR20210012323A - 버너존 점화 상태 분석 시스템 및 그 방법 - Google Patents

버너존 점화 상태 분석 시스템 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210012323A
KR20210012323A KR1020190089846A KR20190089846A KR20210012323A KR 20210012323 A KR20210012323 A KR 20210012323A KR 1020190089846 A KR1020190089846 A KR 1020190089846A KR 20190089846 A KR20190089846 A KR 20190089846A KR 20210012323 A KR20210012323 A KR 20210012323A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ignition
flame
fuel injection
photographing
analysis
Prior art date
Application number
KR1020190089846A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102243545B1 (ko
Inventor
김배훈
Original Assignee
주식회사 영국전자
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 영국전자 filed Critical 주식회사 영국전자
Priority to KR1020190089846A priority Critical patent/KR102243545B1/ko
Publication of KR20210012323A publication Critical patent/KR20210012323A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102243545B1 publication Critical patent/KR102243545B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/022—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2229/00—Flame sensors
    • F23N2229/20—Camera viewing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

본 발명은 불꽃 발생 장치의 불꽃과 연료 분사 장치의 연료 분사를 촬영한 영상을 분석하여 점화 성공 유무 및 점화 실패 원인 중 적어도 하나를 판별하는 버너존 점화 상태 분석 시스템 및 그 방법을 개시한다.

Description

버너존 점화 상태 분석 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR ANALYZING IGNITION STATE IN BURNER ZONE METHOD THEREOF}
본 발명은 버너존 점화 상태 분석 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 불꽃 발생 장치의 불꽃과 연료 분사 장치의 연료 분사를 촬영한 영상을 이용하여 버너존에서의 점화 상태를 분석하는 기술에 관한 것이다.
원료를 넣고 가열하는 공간을 제공하는 가열로 내부에는 불꽃 점화를 위한 버너존(burner zone)이 형성되고, 버너존은 불꽃을 발생하는 불꽃 발생 장치와 불꽃에 연료를 분사하는 연료 분사 장치가 설치된다.
도 1은 종래의 점화 프로세스를 도시한 예로서, 종래에는 원격 관리자가 원격 제어 장치를 조작하여 불꽃 발생 장치와 연료 분사 장치에게 점화 동작을 지시하는 점화 명령을 입력한다.
불꽃 발생 장치와 연료 분사 장치는 점화 명령에 대응하여 버너존으로 전진하고, 점화 동작을 수행한다. 가열로 주변에 위치하는 로컬 관리자는 육안으로 불꽃 또는 연료 분사를 관찰하여 점화 성공 유무를 확인하고, 무전기를 이용하여 원격 관리자에게 점화 판별 결과를 제공한다. 원격 관리자는 점화 실패시 점화 재시도를 위한 점화 명령을 입력한다.
종래에는 가열로를 구비한 발전소의 연료 원가절감을 위해 점성이 높은 감압정제유를 점화용 연료로 사용하였고, 감압정제유의 점성에 의해 연료 분사가 정상적으로 이루어지지 않아 점화가 실패될 수 있었으며, 불꽃이 비정상적으로 발생하여 점화가 실패될 수 있었다.
종래에는 점화 실패 시 지속적으로 점화 시도를 하면 가열로 내부의 압력이 높아지고 가스가 차게 되어 폭발 위험이 발생할 수 있으므로, 가열로 내부의 가스를 배출하기 위해 일정 시간이 지난 후에 다시 점화를 시도하였다.
그러나 종래에는 가열로 내부가 암막상태이기 때문에 로컬 관리자의 육안 식별을 통해 연료 분사가 정상적으로 이루어졌는지 판별하기 어렵고, 로컬 관리자의 육안 식별이 어려워 점화 실패 원인을 파악하기 어려운 문제점이 있다. 또한 종래에는 점화 성공에 따른 판별 결과를 알리는 동안 불필요한 연료 주입이 발생하여 점화 시 소모되는 연료의 사용량이 증가될 수 있다.
한국공개특허 제10-2016-0071378호
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 불꽃 발생 장치의 불꽃과 연료 분사 장치의 연료 분사를 촬영한 영상을 분석하여 점화 성공 유무 및 점화 실패 원인 중 적어도 하나를 판별한다.
상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명의 실시예에 따른 가열로의 버너존에 형성되어 불꽃을 발생하는 불꽃 발생 장치 및 불꽃에 연료를 분사하는 연료 분사 장치를 포함한 버너존 점화 상태 분석 시스템은, 상기 불꽃 촬영을 위한 비주얼 카메라와 연료 분사 촬영을 위한 적외선 카메라로 구성된 촬영 장치 및 상기 촬영 장치의 영상 정보를 이용하여 연료 분사 장치와 불꽃 발생 장치의 동작을 제어하는 원격 제어 장치를 포함하고, 상기 원격 제어 장치는, 상기 촬영 장치의 영상 정보로 버너존의 점화 상태를 분석하는 분석부 및 상기 분석부에서 버너존의 점화 상태를 분석한 분석 정보를 이용하여 연료 분사 장치와 불꽃 발생 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여, 상기 분석부는 점화 성공 유무 및 점화 실패 원인 중 적어도 하나를 분석한 분석 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 분석부는, 상기 비주얼 카메라에서 촬영한 제1 영상 정보로 불꽃의 발생 여부 또는 번짐 형태를 분석하여 불꽃 발생 장치의 이상을 판별하는 제1 분석부; 상기 적외선 카메라에서 촬영한 제2 영상 정보로 연료의 분사 형태를 분석하여 연료 분사 장치의 이상을 판별하는 제2 분석부 및 상기 제1 분석부와 제2 분석부의 분석/판별 결과로 점화 성공 유무 및 점화 실패 원인 중 적어도 하나를 분석하여 분석 정보를 생성하는 제3 분석부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 비주얼 카메라는, 점화 과정에서 줌-인 동작을 제공하고, 운전 과정에서 줌-아웃 동작을 제공하는 줌렌즈 및 상기 줌렌즈를 활용하여 초당 300프레임 이상의 고속 촬영을 제공하는 고속 촬영부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 적외선 카메라는, 3㎛ 내지 14㎛의 중장파장의 적외선 신호를 통과시키는 적외선 필터부; 상기 적외선 필터부를 통과한 적외선 신호를 검출하는 적외선 검출부 및 상기 적외선 신호의 불필요한 주파수 성분을 제거하는 디지털 필터부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가열로의 버너존에 형성되어 불꽃을 발생하는 불꽃 발생 장치, 불꽃에 연료를 분사하는 연료 분사 장치, 비주얼 카메라와 적외선 카메라로 구성된 촬영 장치 및 연료 분사 장치와 불꽃 발생 장치의 동작을 제어하는 원격 제어 장치를 이용한 버너존 점화 상태 분석 방법은, 상기 비주얼 카메라가 불꽃을 촬영하고, 적외선 카메라가 연료 분사를 촬영하는 단계; 상기 원격 제어 장치가 비주얼 카메라에서 촬영한 제1 영상 정보와 적외선 카메라에서 촬영한 제2 영상 정보를 포함하는 영상 정보를 수신하는 단계; 상기 영상 정보로 버너존의 점화 상태를 분석하는 단계 및 상기 버너존의 점화 상태를 분석한 분석 정보를 통해 불꽃 발생 장치와 연료 분사 장치의 동작을 제어하는 단계를 포함하여, 상기 원격 제어 장치는 점화 성공 유무 및 점화 실패 원인 중 적어도 하나를 분석한 분석 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 불꽃 발생 장치의 불꽃과 연료 분사 장치의 연료 분사를 촬영한 영상을 분석하여 점화 성공 유무 및 점화 실패 원인 중 적어도 하나를 판별함으로써, 점화 성공 유무를 판별하기 위한 로컬 관리자의 현장 투입이 불필요하여 인력 비용을 감소시킬 수 있고, 점화 성공 유무를 즉각적으로 판별 가능하여 점화 시 소모되는 연료의 사용량을 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래의 점화 프로세스를 도시한 예이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 버너존 점화 상태 분석 시스템을 도시한 블록도이다.
도 3은 불꽃 발생 장치와 연료 분사 장치를 상세하게 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2의 비주얼 카메라를 상세하게 도시한 단면도이다.
도 5는 줌렌즈의 구조를 상세하게 도시한 것이다.
도 6은 릴레이 렌즈의 구조를 상세하게 도시한 것이다.
도 7은 도 2의 적외선 카메라를 상세하게 도시한 블록도이다.
도 8은 도 2의 적외선 카메라의 동작 가능한 파장 대역과 흡수율을 나타낸 것이다.
도 9는 도 2의 원격 제어 장치를 상세하게 도시한 블록도이다.
도 10은 도 9의 분석부를 상세하게 도시한 블록도이다.
도 11은 오일 분사 형태를 도시한 예이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 다른 버너존 점화 상태 분석 방법을 도시한 흐름도이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 버너존 점화 상태 분석 시스템을 도시한 블록도로서, 버너존 점화 상태 분석 시스템(10)은 불꽃 발생 장치(110), 연료 분사 장치(120), 촬영 장치(200) 및 원격 제어 장치(300)를 포함한다.
불꽃 발생 장치(110)와 연료 분사 장치(120)는 가열로 내부의 버너존에 설치되고, 촬영 장치(200)는 가열로 외부에 설치되며, 원격 제어 장치(300)는 원격 지역에 설치된다. 불꽃 발생 장치(110), 연료 분사 장치 및 촬영 장치(200)는 가열로가 위치하는 로컬 지역에 형성된다. 촬영 장치(200)는 버너존에서의 점화를 촬영하기 위해 가열로 내부로 진입 가능하고, 전진과 후진의 이동 기능을 제공할 수 있다. 가열로는 발전소용 보일러, 제철소용 용광로, 소각로 또는 소성로일 수 있고, 원료를 넣고 가열하는 다양한 공간일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
도 3은 불꽃 발생 장치와 연료 분사 장치를 상세하게 도시한 사시도로서, 불꽃 발생 장치(110)와 연료 분산 장치(120)의 일단은 가열로 내부에 형성될 수 있고, 타단은 가열로 내부의 버너존에 형성될 수 있으며, 중단은 가열로의 내부와 외부 사이에 위치하는 윈드 박스(130)(wind box)에 형성될 수 있다. 윈드 박스(130)는 송풍기(미도시)로부터 보내오는 연소용 공기를 받아 가열로 내부로 보내지도록 제어하고, 공기가 일정한 분포 또는 균일하게 흐르도록 제어할 수 있다.
불꽃 발생 장치(110)는 불꽃을 발생하는 장치로서 이그나이터(igniter)일 수 있고, 연료 분사 장치(120)는 연료를 분사하는 장치로서 오일건(oil gun)일 수 있다. 연료 분사 장치는 액체 또는 가스 종류의 연료를 분사시킬 수 있고, 연료 공급 시 공기를 함께 공급할 수 있으며, 다양한 종류의 연료가 사용될 수 있고, 이에 한정하지 않는다.
불꽃 발생 장치(110)와 연료 분사 장치(120)는 전진과 후진의 이동 기능을 제공할 수 있고, 원격 제어 장치(300)의 점화 명령에 대응하여 자동적으로 동작할 수 있다. 연료 분사 장치(120)는 불꽃 발생 장치(110) 상부에 형성되어 불꽃에 향하여 연료를 분사시킬 수 있다.
점화 방법은 먼저 연료 분사 장치(120)를 통해 연료를 분사하고, 연료 분사가 시작되면 불꽃 발생 장치(110)를 통해 불꽃을 발생하여 점화를 할 수 있다. 또 다른 점화 방법은 연료 분사 장치(120)와 불꽃 발생 장치(110)가 동시에 동작하여 점화를 할 수 있다.
촬영 장치(200)는 비주얼 카메라(210) 및 적외선 카메라(220)를 포함한다. 비주얼 카메라(210)는 불꽃 발생 장치(110)에서 발생하는 불꽃을 촬영하고, 적외선 카메라(220)는 연료 분사 장치(120)에서 분사하는 오일을 촬영한다.
도 4는 도 2의 비주얼 카메라를 상세하게 도시한 단면도로서, 비주얼 카메라(210)는 줌렌즈(211a), 하우징부(212) 및 고속 촬영부(213)를 포함한다. 줌렌즈(211a)는 점화 과정에서 줌-인 동작을 제공하고, 보일러 운전 과정에서 줌-아웃 동작을 제공한다. 비주얼 카메라(210)는 줌-인 동작을 통해 점화 과정에서의 불꽃을 촬영할 수 있고, 줌-아웃 동작을 통해 가열로 내부를 촬영할 수 있다.
보일러 운전 과정에서 가열로 내부를 촬영하는 이유는, 가열로 내부의 화염 상태를 감시하고, 가열로 내벽의 균열 여부를 감시하며, 가열로 내벽에서의 클링커(clinker) 형성 여부를 감시하기 위해서이다.
도 5는 줌렌즈의 구조를 상세하게 도시한 것이고, 도 6은 릴레이 렌즈의 구조를 상세하게 도시한 것으로서, 하우징부(212)는 줌렌즈(211a)와 고속 촬영부(213) 사이에 형성될 수 있고, 줌렌즈(211a) 또는 고속 촬영부(213)를 하우징할 수 있다. 하우징부(212)는 줌렌즈(211a)와 고속 촬영부(213) 사이의 내관에 릴레이 렌즈(211b)가 형성될 수 있고, 외관과 내관 사이에 냉각수단이 형성될 수 있다.
줌렌즈(211a)는 빛의 굴절을 이용하여 피사체를 확대 및 축소하는 기능을 제공하여 점화 과정에서의 불꽃을 촬영과 운전 과정에서의 가열로 내부를 촬영할 수 있다. 예를 들어 줌렌즈(211a)는 도 5에 도시된 바와 같이 줌-인 동작을 수행하여 불꽃을 촬영할 수 있도록 한다.
릴레이 렌즈(211b)는 일단에서 최초로 형성된 피사체의 상을 타단으로 전달하는 기능을 제공하고, 고온에 취약한 고속 촬영부(213)는 릴레이 렌즈(211b)를 통하여 줌렌즈(211a)와 소정의 거리로 이격되게 설치될 수 있다.
냉각수단은 공냉식 또는 수냉식으로 설계되어 비주얼 카메라(210)가 고온에서도 촬영 동작을 수행하도록 하고, 내관에 위치한 릴레이 어레이 렌즈 또는 고속 촬영부(213)를 보호한다.
고속 촬영부(213)는 줌렌즈를 활용하여 초당 300프레임 이상의 고속 촬영을 제공한다. 본 발명은 정밀 촬영을 위한 줌렌즈 및 초당 300프레임 이상의 고속 촬영을 제공하는 고속 촬영부(213)를 통해 순간적으로 발생하는 불꽃을 촬영할 수 있고, 불꽃의 번짐 형태도 촬영할 수 있다.
도 7은 도 2의 적외선 카메라를 상세하게 도시한 블록도로서, 적외선 카메라(220)는 완전 연소와 불완전 연소 등 특정 대역에서만 표출되는 가스, 오일의 분사형태 및 점화 전후 상태를 촬영한다. 적외선 카메라(220)는 적외선 필터부(221), 적외선 검출부(222), 디지털 필터부(223) 및 영상 출력부(224)를 포함한다.
도 8은 도 2의 적외선 카메라의 동작 가능한 파장 대역과 흡수율을 나타낸 것으로서, 적외선 필터부(221)는 3㎛ 내지 14㎛의 중장파장의 적외선 신호를 통과시킨다.
종래에는 가열로 내부의 온도를 측정하거나, 열 에너지를 시각적으로 나타내기 위해 3㎛ 내지 5㎛의 중파장 카메라 또는 7㎛ 내지 14㎛의 장파장 카메라를 사용하지만, 각 파장대에서 검출 가능한 가스가 제한적이고, 오일의 분사형태 또는 점화 전후 상태를 촬영하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 완전 연소와 불완전 연소 등 특정 대역에서만 표출되는 가스, 오일의 분사형태 및 점화 전후 상태를 촬영하기 위해 3㎛ 내지 14㎛의 중장파장의 적외선 신호를 통과시키는 적외선 필터부(221)를 사용한다. 더욱 상세하게는 본 발명은 가열로 내부의 온도를 측정할 뿐만 아니라 점화의 성공 유무를 판별하기 위해 적외선 필터부(221)를 사용한다.
적외선 검출부(222)는 적외선 필터부(221)를 통과한 적외선 신호를 검출하고, 디지털 필터부(223)는 적외선 신호의 불필요한 주파수 성분을 제거하며, 영상 출력부(224)는 주파수 성분이 제거된 적외선 신호를 출력한다.
오일 분사가 발생한 부분은 다른 부분에 비하여 적외선 검출률이 달라지므로, 적외선 검출부(222)는 오일 분사가 발생한 부분과 발생하지 않는 부분을 나타내는 적외선 신호를 검출할 수 있다.
도 9는 도 2의 원격 제어 장치를 상세하게 도시한 블록도로서, 원격 제어 장치(300)는 통신부(310), 분석부(320), 표시부(330) 및 제어부(340) 중 적어도 하나를 포함한다.
통신부(310)는 유무선 네트워크를 통하여 영상 정보를 촬영 장치(200)로부터 수신하여 분석부(320)에게 제공한다. 분석부(320)는 영상 정보로 버너존의 점화 상태를 분석하고, 제어부(340)는 분석부(320)에서 버너존의 점화 상태를 분석한 분석 정보를 이용하여 연료 분사 장치와 불꽃 발생 장치의 동작을 제어한다. 표시부(330)는 영상 정보 또는 분석 정보를 표시하고, 원격 관리자는 표시부(330)를 통해 점화 상태를 모니터링할 수 있다. 영상 정보는 비주얼 카메라(210)에서 촬영한 제1 영상 정보 및 적외선 카메라(220)에서 촬영한 제2 영상 정보를 포함한다.
도 10은 도 9의 분석부를 상세하게 도시한 블록도로서, 분석부(320)는 제1 분석부(321), 제2 분석부(322) 및 제3 분석부(323)를 포함한다. 불꽃 발생 장치(110)는 설정된 고전압이 미인가되면 불꽃을 발생하지 못하거나, 불꽃의 번짐 형태가 비정상적으로 발생할 수 있으므로, 제1 분석부(321)는 제1 영상 정보로 불꽃의 발생 여부 또는 번짐 형태를 분석하여 불꽃 발생 장치(110)의 이상을 판별할 수 있다.
가열로 내부가 점화되기 전까지 어두운 암막상태이고, 내부의 고온 환경에서 오일이 분사되는 부분과 배경 간의 경계를 구분하기 위한 불빛을 비출 수 있는 설비를 설치하기 어렵기 때문에, 본 발명은 제2 영상 정보에서 오일이 분사되는 부분과 배경 간의 경계를 명확하게 구분하기 위한 보정을 수행할 수 있다.
가열로의 내벽과 같은 고정된 물체에는 공기 중에 섞여 있는 분진과 같은 움직이는 물체가 형성될 수 있고, 분진과 같은 움직이는 물체는 영상에서 노이즈 형태로 나타날 수 있고, 연료 분사 형태 또는 점화할 때 발생하는 가스분포를 확인하는데 방해요소가 될 수 있으므로, 제2 분석부(322)는 제2 영상 정보에서 분진과 같은 움직이는 물체 등 노이즈를 제거하는 보정을 수행할 수 있다.
제2 분석부(322)는 1차적으로 히스토그램 평활화 방법을 이용하여 오일이 분사되는 부분과 배경 간의 대비 효과를 부각시키는 영상 보정을 수행할 수 있다. 대비를 높이는 보정은 각 픽셀의 강도에 같은 값으로 곱하기를 하면 대비차를 높일 수 있다. 히스토그램 평활화 방법은 히스토그램을 이용하여 명도값의 빈도 수를 연산하고, 연산된 명도값의 빈도 수를 더해 축적하는 방식으로 축적 히스토그램 값을 구하고 정규화시키며, 그레이 스케일(gray scale) 사상 함수를 이용하여 정규화된 축적 히스토그램을 그레이 레벨값으로 매핑한다.
제2 분석부(322)는 2차적으로 분진과 같은 움직이는 물체를 제거하는 영상 보정을 수행할 수 있다. 움직이는 물체를 제거하는 방법은 프레임 단위로 영상을 비교하여 움직이는 물체를 식별하고, 식별된 물체를 제거하는 방법이다.
연료 분사 장치(120)는 복수 개의 노즐을 포함하고, 노즐을 통해 설정된 방향으로 연료를 분사하지만, 점성이 높은 감압정제유를 사용하면 정상적으로 연료 공급이 어려울 수 있고, 노즐 막힘 현상이 발생할 수 있으므로, 제2 분석부(322)는 제2 영상 정보로 연료의 분사 형태를 분석하여 연료 분사 장치(120)의 이상을 판별할 수 있다. 예를 들어 제2 분석부(322)는 연료의 분사 형태를 분석하여 연료 분사 장치(120)의 노즐 막힘 또는 연료 분사량의 이상 유무를 판별할 수 있다.
도 11은 오일 분사 형태를 도시한 예이다. 더욱 상세하게는 도 11(a)는 정상적인 오일 분사 형태를 도시한 것이고, 도 11(b) 내지 도 11(d)는 노즐 막힘에 의한 비정상적인 오일 분사 형태를 도시한 예이다.
제2 영상 정보는 흑백 영상이고, 가열로 내부는 점화 전에 암막상태이므로, 원격 관리자는 제2 영상 정보를 표시부(330)를 통해 확인하여도 연료 분사 형태 또는 점화할 때 발생하는 가스분포를 확인하기 어려울 수 있는 문제점이 있다. 따라서 제2 분석부(322)는 제2 영상 정보를 0~255의 그레이 스케일로 나누고, 특정값을 설정된 RGB 색상으로 치환하여 색상 변환 과정을 수행할 수 있다. 특정값으로 치환된 색상은 오일 또는 가스일 수 있다.
종래에는 온도를 구분하기 위해 색상 변환 과정을 수행하지만, 본 발명은 연료 분사 형태 또는 점화할 때 발생하는 가스분포를 나타내기 위해 색상 변환 과정을 수행할 수 있다.
제2 분석부(322)는 제2 영상 정보에서 연료의 분사영역을 추출하고, 분사영역과 기준영역을 비교하여 연료 분사 장치(120)의 이상을 판별할 수 있다. 기준영역은 연료가 정상 또는 비정상적으로 분사되는지 알아내기 위한 설정된 크기의 영역이다.
제3 분석부(323)는 제1 분석부(322)와 제2 분석부(323)의 분석/판별 결과로 점화 성공 유무 및 점화 실패 원인 중 적어도 하나를 분석하여 분석 정보를 생성한다.
본 발명은 불꽃을 촬영하는 비주얼 카메라(210) 및 중장파장의 적외선 신호를 검출하는 적외선 카메라(220)를 이용함으로써, 점화의 성공 유무를 알아낼 수 있다. 또한 본 발명은 불꽃의 발생 여부나 번짐 형태 분석하고, 연료 분사 형태나 점화할 때 발생하는 가스분포를 분석하는 분석부(320)를 이용함으로써, 암막상태에서도 점화 실패 원인을 분석할 수 있고, 점화 실패 원인을 신속히 알아내어 유지보수가 원활하게 이루어질 수 있으며, 원활한 유지보수가 이루어져 발전소 가동효율을 향상시킬 수 있다.
표시부(330)는 제1 영상 정보와 제2 영상 정보를 함께 표시할 수 있고, 점화의 성공 유무를 표시할 수 있으며, 점화가 실패되면 제1 영상 정보 또는 제2 영상 정보에 점화 실패 원인을 함께 표시할 수 있다.
제어부(340)는 분석 정보를 통해 점화 성공 유무를 알아낸다. 제어부(340)는 점화가 성공되면 불꽃 발생 장치(110)와 연료 분사 장치(120) 동작을 정지시키는 제어 정보를 생성한다. 제어부(340)는 점화가 실패되면 재점화를 위한 제어 정보를 생성하거나, 불꽃 발생 장치(110) 또는 연료 분사 장치(120)의 수리를 요청하는 수리 요청 정보를 생성할 수 있다.
제어부(340)는 원격 관리자에 의해 입력된 입력 정보를 통하여 제어 정보 또는 수리 요청 정보를 생성할 수 있다. 로컬 관리자는 수리 요청 정보를 확인하여 불꽃 발생 장치(110) 또는 연료 분사 장치(120)를 수리할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 다른 버너존 점화 상태 분석 방법을 도시한 흐름도로서, 버너존 점화 상태 분석 방법은, 가열로의 버너존에 형성되어 불꽃을 발생하는 불꽃 발생 장치(110), 불꽃에 연료를 분사하는 연료 분사 장치(120), 비주얼 카메라(210)와 적외선 카메라(220)로 구성된 촬영 장치(200) 및 불꽃 발생 장치(110)와 연료 분사 장치(120)와 동작을 제어하는 원격 제어 장치(300)를 이용한다.
비주얼 카메라(210)는 불꽃을 촬영하고, 적외선 카메라(220)는 연료 분사를 촬영한다. 원격 제어 장치(300)는 비주얼 카메라(210)에서 촬영한 제1 영상 정보와 적외선 카메라(220)에서 촬영한 제2 영상 정보를 포함하는 영상 정보를 수신한다.
원격 제어 장치(300)는 영상 정보로 버너존의 점화 상태를 분석하여 분석 정보를 생성하고, 분석 정보를 통해 불꽃 발생 장치(110)와 연료 분사 장치(120)와 동작을 제어한다. 원격 제어 장치(300)는 점화 성공 유무 및 점화 실패 원인 중 적어도 하나를 분석한 분석 정보를 생성한다. 예를 들어 원격 제어 장치(300)는 불꽃의 발생 여부나 번짐 형태 분석하고, 연료 분사 형태나 점화할 때 발생하는 가스분포를 분석하여 점화 실패 원인을 분석할 수 있다.
10: 버너존 점화 상태 분석 시스템 110: 불꽃 발생 장치
120: 연료 분사 장치 200: 촬영 장치
210: 비주얼 카메라 220: 적외선 카메라
300: 원격 제어 장치 310: 통신부
320: 분석부 330: 표시부
340: 제어부

Claims (5)

  1. 가열로의 버너존에 형성되어 불꽃을 발생하는 불꽃 발생 장치 및 불꽃에 연료를 분사하는 연료 분사 장치를 포함한 버너존 점화 상태 분석 시스템에 있어서,
    상기 불꽃 촬영을 위한 비주얼 카메라와 연료 분사 촬영을 위한 적외선 카메라로 구성된 촬영 장치 및
    상기 촬영 장치의 영상 정보를 이용하여 연료 분사 장치와 불꽃 발생 장치의 동작을 제어하는 원격 제어 장치를 포함하고,
    상기 원격 제어 장치는,
    상기 촬영 장치의 영상 정보로 버너존의 점화 상태를 분석하는 분석부 및
    상기 분석부에서 버너존의 점화 상태를 분석한 분석 정보를 이용하여 연료 분사 장치와 불꽃 발생 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여,
    상기 분석부는 점화 성공 유무 및 점화 실패 원인 중 적어도 하나를 분석한 분석 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 버너존 점화 상태 분석 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 비주얼 카메라에서 촬영한 제1 영상 정보로 불꽃의 발생 여부 또는 번짐 형태를 분석하여 불꽃 발생 장치의 이상을 판별하는 제1 분석부;
    상기 적외선 카메라에서 촬영한 제2 영상 정보로 연료의 분사 형태를 분석하여 연료 분사 장치의 이상을 판별하는 제2 분석부 및
    상기 제1 분석부와 제2 분석부의 분석/판별 결과로 점화 성공 유무 및 점화 실패 원인 중 적어도 하나를 분석하여 분석 정보를 생성하는 제3 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 버너존 점화 상태 분석 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비주얼 카메라는,
    점화 과정에서 줌-인 동작을 제공하고, 운전 과정에서 줌-아웃 동작을 제공하는 줌렌즈 및
    상기 줌렌즈를 활용하여 초당 300프레임 이상의 고속 촬영을 제공하는 고속 촬영부를 포함하는 것을 특징으로 하는 버너존 점화 상태 분석 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적외선 카메라는,
    3㎛ 내지 14㎛의 중장파장의 적외선 신호를 통과시키는 적외선 필터부;
    상기 적외선 필터부를 통과한 적외선 신호를 검출하는 적외선 검출부 및
    상기 적외선 신호의 불필요한 주파수 성분을 제거하는 디지털 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 버너존 점화 상태 분석 시스템.
  5. 가열로의 버너존에 형성되어 불꽃을 발생하는 불꽃 발생 장치, 불꽃에 연료를 분사하는 연료 분사 장치, 비주얼 카메라와 적외선 카메라로 구성된 촬영 장치 및 연료 분사 장치와 불꽃 발생 장치의 동작을 제어하는 원격 제어 장치를 이용한 버너존 점화 상태 분석 방법에 있어서,
    상기 비주얼 카메라가 불꽃을 촬영하고, 적외선 카메라가 연료 분사를 촬영하는 단계;
    상기 원격 제어 장치가 비주얼 카메라에서 촬영한 제1 영상 정보와 적외선 카메라에서 촬영한 제2 영상 정보를 포함하는 영상 정보를 수신하는 단계;
    상기 영상 정보로 버너존의 점화 상태를 분석하는 단계 및
    상기 버너존의 점화 상태를 분석한 분석 정보를 통해 불꽃 발생 장치와 연료 분사 장치의 동작을 제어하는 단계를 포함하여,
    상기 원격 제어 장치는 점화 성공 유무 및 점화 실패 원인 중 적어도 하나를 분석한 분석 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 보일러 버너존 점화 상태 분석 방법.
KR1020190089846A 2019-07-24 2019-07-24 버너존 점화 상태 분석 시스템 및 그 방법 KR102243545B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190089846A KR102243545B1 (ko) 2019-07-24 2019-07-24 버너존 점화 상태 분석 시스템 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190089846A KR102243545B1 (ko) 2019-07-24 2019-07-24 버너존 점화 상태 분석 시스템 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210012323A true KR20210012323A (ko) 2021-02-03
KR102243545B1 KR102243545B1 (ko) 2021-04-22

Family

ID=74572323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190089846A KR102243545B1 (ko) 2019-07-24 2019-07-24 버너존 점화 상태 분석 시스템 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102243545B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102526765B1 (ko) * 2021-10-28 2023-04-27 린나이코리아 주식회사 가스 기기의 화력 제어 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990010823U (ko) * 1997-08-30 1999-03-25 정몽규 연료분사 및 화염전파 측정장치
KR20110037906A (ko) * 2009-10-07 2011-04-13 존 징크 컴파니 엘엘씨 연소 장치를 제어하기 위한 이미지 센싱 시스템, 소프트웨어, 장치 및 방법
KR20160071378A (ko) 2013-10-18 2016-06-21 미츠비시 히타치 파워 시스템스 유럽 게엠베하 발전소 버너의 점화 방법, 및 그 방법에 적합한 미분탄 버너

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990010823U (ko) * 1997-08-30 1999-03-25 정몽규 연료분사 및 화염전파 측정장치
KR20110037906A (ko) * 2009-10-07 2011-04-13 존 징크 컴파니 엘엘씨 연소 장치를 제어하기 위한 이미지 센싱 시스템, 소프트웨어, 장치 및 방법
KR20160071378A (ko) 2013-10-18 2016-06-21 미츠비시 히타치 파워 시스템스 유럽 게엠베하 발전소 버너의 점화 방법, 및 그 방법에 적합한 미분탄 버너

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102526765B1 (ko) * 2021-10-28 2023-04-27 린나이코리아 주식회사 가스 기기의 화력 제어 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102243545B1 (ko) 2021-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110085030A1 (en) Image sensing system, software, apparatus and method for controlling combustion equipment
US6278374B1 (en) Flame detection apparatus and method
KR102243545B1 (ko) 버너존 점화 상태 분석 시스템 및 그 방법
Matthes et al. A new camera-based method for measuring the flame stability of non-oscillating and oscillating combustions
KR100622356B1 (ko) 가열로 내부 감시 시스템을 이용한 감시방법
Xu et al. Quantitative measurement of the stability of a pulverized coal fired flame through digital image processing and statistical analysis
CN116828150A (zh) 一种在线监测燃烧器火焰稳定性的装置及方法
KR101236814B1 (ko) 노내 감시 장치의 제어 방법
JP4732377B2 (ja) パイロット炎監視方法及びその装置
KR100240228B1 (ko) H.s.i 색모델을 이용한 발전설비용 버너화염 감시진단장치
JP3522680B2 (ja) 溶融炉のスラグ流監視方法及び装置
JP7104653B2 (ja) 燃焼設備の操業方法
JP3469189B2 (ja) 溶融炉のスラグ流監視・制御方法及び装置
JP2006275692A (ja) 燃焼状態監視システム及び燃焼状態監視プログラム
CN115997096A (zh) 用于监测和控制炉的系统和方法
JP5281315B2 (ja) スラグ固化判定装置、スラグ固化判定プログラムおよびスラグ固化判定方法
CN111753691A (zh) 一种检测及控制气化炉的方法、设备及系统
JP2021038871A (ja) 燃焼場の観察方法、観察装置、及び観察プログラム
KR102514756B1 (ko) 용선 온도 측정 시스템 및 그 방법
KR19980031711A (ko) 버너 화염감시제어장치 및 그 제어방법
JPH05200556A (ja) Ｔｉｇ溶接電極の寿命判断方法及び電極形状検出装置
KR20060071717A (ko) 비젼카메라를 이용한 고로풍구 자동 감시장치
Baeg et al. Development of flame monitoring system with optical receiver for pulverized coal firing boilers
JP2544807B2 (ja) 燃焼炉用火炎検出装置
KR200267510Y1 (ko) 발전소 보일러 화염감시장치

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right