KR20210014469A - Intelligent cremation system of High efficiency and environment-friendly - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화장시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 다양한 화장대상물에 대응할 수 있는 화장로를 포함하는 데이터마이닝(Data mining) 다변량 통계분석을 이용한 지능형 화장시스템을 구축하여 화장로의 연소효율을 극대화시켜 화장시간을 단축하고 연료소비를 감축하며, 환경오염원 배출을 억제하는 동시에 무인 운전이 가능하도록 하는 지능형 고효율 친환경 화장시스템에 관한 기술이다.The present invention relates to a cremation system, and more specifically, by constructing an intelligent cremation system using data mining multivariate statistical analysis including a cremation furnace that can respond to various cremation objects to maximize the combustion efficiency of the cremation furnace. It is a technology related to an intelligent high-efficiency eco-friendly cremation system that shortens time, reduces fuel consumption, suppresses emission of environmental pollutants, and enables unmanned operation.
화장시스템과 관련된 종래기술은 도 1에 도시한 바와 같이, 사체를 화장하는 화장로와; 연소로에서 발생되는 유해가스를 처리하는 집진기를 포함하는 환경처리설비와; 고온의 폐열 회수용 공기예열기를 포함하는 재활용설비로 구성되어 있으며, 특히 국내 설치된 대부분의 화장로는 축열식인 캐비넷방식 화장로와 달리 장례시간이 짧은 문화적 특성에 따라 에너지 소모가 큰 단속식인 대차형 화장로를 채택하고 있고, 이에 따라 에너지 저감 연소 제어시스템과 대기오염 배출을 더욱 최소화시킬 수 있는 친환경 화장시스템이 요구되고 있다.The prior art related to the cremation system includes a cremation furnace for cremating a corpse as shown in FIG. 1; An environmental treatment facility including a dust collector for treating harmful gases generated in the combustion furnace; Consists of a recycling facility including an air preheater for high-temperature waste heat recovery.In particular, most cremation furnaces installed in Korea, unlike cabinet type cremation furnaces, which are heat storage type, have a short funeral time, and according to cultural characteristics, energy consumption is large, which is an intermittent type cremation. A furnace is adopted, and accordingly, an energy-saving combustion control system and an eco-friendly cremation system that can further minimize air pollution emissions are required.
보다 구체적으로 국내에 널리 알려진 종래기술의 화장로 형태는 도 2(a)에 도시한 세화산업사 화장로, 도 2(b)에 도시한 B&L사 화장로, 도 2(c)에 도시한 후지사 화장로, 도 2(d)에 도시한 미야모토사의 화장로 방식이 있는데, 이들 화장로 방식은 아래 표 1의 공정특성과 장단점을 가지고 있다.More specifically, the form of a cremation furnace of the prior art widely known in Korea is the cremation furnace of Sehwa Industrial Company shown in Fig. 2(a), the cremation furnace of B&L company shown in Fig. 2(b), and the cremation furnace of Fig. 2(c). There is a cremation furnace, Miyamoto's cremation furnace method shown in Fig. 2(d), and these cremation furnace methods have the process characteristics and advantages and disadvantages of Table 1 below.
장화염 버너 직화효율개선3rd combustion chamber equipped combustion gas flow and extended residence time increase
Improving the efficiency of direct fire in the intestinal flame burner
연소가스 화염끝 방향배출
버너의 화염형상 다양성, 직화효율개선Equipped with a secondary combustion chamber
Discharge of combustion gas in the direction of flame end
Variety of flame shape of burner, improvement of direct fire efficiency
연소가스 화염반대방향 배출Equipped with a secondary combustion chamber
Emission of combustion gas in the opposite direction of flame
배기가스 현열 활용, 주연소실 온도분포 균일, 열에너지 30% 저감 효과 발생Equipment simplicity
Use of sensible heat of exhaust gas, uniform temperature distribution in the main combustion chamber, and 30% reduction in heat energy
정체현상 해소
연소로 구조 단순Smooth combustion flow
Relieve congestion
Combustion furnace structure simple
열효율 증대Use of radiant heat
Increased thermal efficiency
장시간 연소
배가스 온도 높음
분진 발생량 높음Control complexity
Long burning
High flue gas temperature
High dust generation
역류 미연발생
과도한 난류 부하증대로 배기가스 배출불량Local overheating
No regurgitation occurred
Poor exhaust gas emission due to excessive turbulent load increase
표 1의 화장로 중에서 B&L사 화장로를 제외한 나머지 방식의 화장로는 관을 화장로 입구에 구비되는 전단 냉각전실에서 로내대차에 얹은 상태로 주연소실 내부로 이동시켜 화장하게 되고, 화장 후 로내대차를 주연소실 밖으로 반출하여 냉각전실에서 유골을 수급하고 있으며, 이러한 방식은 유족 입회하에 입로 및 수골 처리함으로써 유족에게 위안감을 제공하는 효과가 있다.Among the cremation furnaces of Table 1, the cremation furnaces of the rest of the way except for the cremation furnace of B&L company are cremated by moving the tube inside the main combustion chamber in a state where the tube is placed on the inside of the furnace from the front cooling room provided at the entrance of the cremation furnace. The ashes are taken out of the main combustion chamber to receive the ashes from the cooling front chamber, and this method has the effect of providing comfort to the bereaved by treating the mouth and bones in the presence of the bereaved family.
그러나 연소 중 로내대차가 연소로 내에 체류하기 때문에 로내대차의 소모가 크고 유지보수 비용이 큰 단점이 있고, 소각과정에서 일시적 불완전 연소 등으로 인하여 다량의 미연분이 배출가스에 존재할 수 있어서, 통상적으로 주연소실의 후단에 재연소실를 설치하고 과잉의 공기공급과 함께 전용버너를 사용하여 일정온도 이상으로 유지하여 줌으로써 불완전연소 잔존물을 처리하고 있다.However, since the in-furnace truck stays in the furnace during combustion, the consumption of the in-furnace truck is large, and the maintenance cost is large, and a large amount of unburned powder may exist in the exhaust gas due to temporary incomplete combustion during the incineration process. A reburning chamber is installed at the rear end of the burnout and the incomplete combustion remains are treated by maintaining it above a certain temperature using a dedicated burner with excessive air supply.
또한 고온의 재연소실 배출가스 중에도 일정분의 분진이 포함되어 배출될 수 있기 때문에 1차 공기혼합기를 통해 온도를 떨어뜨린 후 분진회수 설비로 건식 싸이크론을 후단에 설치하여 1차적으로 고온상태에서 분진을 포집하고 있다.In addition, since a certain amount of dust may be included in the exhaust gas of the high-temperature recombustion chamber, the temperature is lowered through the primary air mixer, and a dry cyclone is installed at the rear end as a dust recovery facility to primarily remove dust in a high temperature state. Are being collected.
그 후 싸이크론 후단의 배출가스 온도를 낮추면서 고온의 배출가스열을 회수하여 버너로 공급하는 연소용 공기를 예열하는 공기예열기와 가스냉각기를 설치하고, 배출가스의 원활한 배출을 위해 백필터 후단에 유인 배풍기를 설치하는 등의 로내 버너연소제어 및 화장로 조업의 안정화를 도모하고 있으나, 이를 제어하는 시스템을 작업자의 판단에 의지하고 있어서 연소 상황에 따른 고효율의 연소제어와 조업 안정화가 미흡한 실정이다.After that, while lowering the exhaust gas temperature at the rear end of the cyclone, an air preheater and a gas cooler are installed to recover the high-temperature exhaust gas heat and preheat the combustion air supplied to the burner, and the exhaust gas is attracted to the rear end of the bag filter. Although the burner combustion control in the furnace, such as installing an exhaust fan, and the stabilization of the cremation furnace operation are being pursued, the control system is dependent on the operator's judgment, and thus, high-efficiency combustion control and operation stabilization according to the combustion situation are insufficient.
최근 들어서 환경오염원의 배출에 대한 사회적 관심이 더욱 커지면서 추가로 설치된 배출가스 관리 장치는 배출가스 후처리 설비에 백금촉매반응기에 의한 다이옥신제거장치, 백연발생방지를 위한 백연방지장치, NOx 저감을 위한 유해가스촉매장치를 설치하여 연소로에서 배출되는 배출가스로 인한 환경오염을 관리하고 있으나, 배출가스 변화에 따른 배출가스 후처리 설비의 제어 또한 작업자의 판단에 의지하고 있어서 화장설비 실시간 변화에 대응하는 최적 제어가 미흡함에 따라 여전히 환경오염 문제가 발생되고 있다.In recent years, as the social interest in the discharge of environmental pollutants has increased, the additionally installed exhaust gas management device is a dioxin removal device by a platinum catalytic reactor in the exhaust gas post-treatment facility, a white smoke prevention device for preventing white smoke, and a harmful for reducing NOx. A gas catalyst is installed to manage environmental pollution due to exhaust gas discharged from the combustion furnace, but the control of the exhaust gas post-treatment facility according to the change of exhaust gas is also dependent on the operator's judgment, so it is optimal to respond to real-time changes in cosmetic facilities. Due to insufficient control, environmental pollution problems still arise.
즉, 상술한 종래기술들의 화장시스템에서 화장로 연소와 배출가스 후처리 설비를 포함하는 화장설비 제어시스템은 일반적으로 알려진 PLC-HMI(Programmable Logic Controller-Human Machine Interface) 기반으로 운전되며 모든 작업결과는 실시간 모니터링 기능만 존재하고 화장설비 운전의 적정성은 작업자의 판단에 의지할 수밖에 없기 때문에 환경변화에 대응할 수 없는 문제가 내재되어 있는 것이다.That is, in the cremation system of the prior art, the cremation facility control system including the cremation furnace combustion and exhaust gas post-treatment facility is operated based on a generally known PLC-HMI (Programmable Logic Controller-Human Machine Interface), and all work results are Since there is only a real-time monitoring function and the appropriateness of the operation of the cosmetic equipment is dependent on the operator's judgment, there is a problem that cannot cope with environmental changes.
또한 널리 알려진 바와 같이, 국내 장례문화는 급격한 산업화, 도시화와 함께 매장방식에서 화장, 자연장으로 급격한 변화가 진행되어 2017년도 전국 화장률이 84.6%를 차지하고 있어 화장시설 신설 등의 조치가 필요하나, 일반적으로 화장시설이 환경오염 및 혐오시설이라고 인식되어 있어서 시설의 신설 또는 확충이 어렵기 때문에 이를 해소할 수 있는 보다 더 친환경 화장시스템 마련이 시급한 실정이다.In addition, as is widely known, domestic funeral culture has undergone a rapid change from burial method to cremation and natural field along with rapid industrialization and urbanization, and the national cremation rate in 2017 accounted for 84.6%, so measures such as the establishment of cremation facilities are necessary. As cremation facilities are recognized as environmental pollution and hate facilities, it is difficult to establish or expand facilities, so it is urgent to prepare a more eco-friendly cremation system that can solve this problem.
본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 데이터마이닝 기법에 의한 인공지능 분석용 소프트웨어를 기반으로 최적 연소제어를 통해 에너지를 절감하는 동시에 이상진단 및 조업현황 모니터링 시스템을 통해 화장설비 각부의 이상여부와 조업상태를 자동으로 진단하여 화장설비의 무인 운전화를 달성하고 유지보수의 편리성과 조업의 안정성을 확보하는 지능형 고효율 친환경 화장시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-described problem, based on artificial intelligence analysis software based on data mining technique, energy is saved through optimal combustion control, and abnormality of each part of cosmetic equipment through abnormal diagnosis and operation status monitoring system. It aims to provide an intelligent, high-efficiency eco-friendly cremation system that achieves unmanned operation of cremation facilities by automatically diagnosing and operating conditions, and secures convenience in maintenance and operation and operational stability.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 주연소실(1a)과 재연소실(1b)을 포함하며 형성되며 로내대차에 실은 관을 반입 받아 소각처리 하는 화장로(1)와; 화장로에서 배출되는 고온의 배출가스에 외부공기를 혼합하여 냉각시키는 공기혼합냉각기(2)와; 공기혼합기를 통해 냉각된 배출가스에서 이물질을 제거하는 싸이크론집진기(3)와; 싸이크론집진기로부터 토출되는 배출가스를 냉각하는 가스냉각기(4)와; 가스냉각기를 통해 냉각된 배출가스에 포함된 미세먼지를 집진하는 여과집진기(5)와; 여과된 배출가스에 포함된 다이옥신을 제거하는 다이옥신촉매장치(6)와; 배기관을 통해 배출될 때 발생되는 백연을 방지하는 백연방지장치(7)와; 배출가스로부터 유해가스를 분해하는 유해가스촉매장치(8)와; 유해가스가 제거된 배출가스를 배기관(10)으로 강제배풍시키는 유인배풍기(9)를 관로로 연결하여 이루어지는 화장시스템에 있어서, 상기 화장시스템에 측정장치를 설치하되, 상기 측정장치는 관운반차(100)에 설치되어 연소대상물의 무게를 측정하는 로드셀(17)과; 재연소실(1b)의 후단부 연소가스 배출용 배기관 상에 설치되어 피드백 연소제어와 주연소실 및 재연소실의 온도를 균일화시키는 산소농도측정기(12)와; 주연소실의 연소버너 연료 주입라인에 설치되어 연료 소모량을 측정하는 연료소모량측정기(13)와; 여과집진기(5)의 백필터 인입부에 설치되어 압력을 측정하는 차압트랜스미터(14)와; 여과집진기(5)의 재받이통에 설치되어 잔재무게를 측정하는 잔재로드셀(15)과; 배기관의 후단에 설치되어 백연농도를 측정하는 백연농도지시기(16)를 포함하는 지능형 고효율 친환경 화장시스템을 제공하도록 한다.In order to solve the above problems, the present invention comprises a main combustion chamber (1a) and a re-burning chamber (1b) and is formed, a cremation furnace (1) for receiving and incineration processing a tube loaded on a truck in the furnace; An air mixing cooler (2) for cooling by mixing external air with the high-temperature exhaust gas discharged from the crematorium; A cyclone dust collector (3) for removing foreign substances from the exhaust gas cooled through the air mixer; A gas cooler (4) for cooling the exhaust gas discharged from the cyclone dust collector; A
상기 측정장치에서 측정된 신호는 PLC-HMI 기반 현장제어반(18)에 송신되어 수집되고, 수집되는 신호는 중앙운전실 PC(19)와; 데이터마이닝 소프트웨어가 설치된 EC마이너(20)와; 실시간 모니터링 및 이상진단 소프트웨어가 장착된 EC마이너IMS(21)와; 데이터베이스(22)로 전송되도록 하여, PLC 기반 버너 연소제어에 의한 화장조업과 더불어 HMI를 활용한 조업모니터링을 통해 화장로 조업특성을 분석하며, 이를 기반으로 모든 측정장치의 데이터와 조업결과를 수집하여 데이터베이스에 저장한 후 EC마이너를 사용하여 수집된 데이터를 불러들이고, 이들 조업데이터를 전처리하며, 다변량분석을 통해 연소제어 모델을 구축하고, 또한 데이터마이닝을 통한 이상진단 및 조업현황 모니터링 시스템을 형성하여 화장로 실시간 조업데이터를 지속적으로 축적하면서 분석하고 분석된 경험적인 데이터를 기반으로 무인조건에서 화장조업이 이루어질 수 있도록 한다.The signal measured by the measuring device is transmitted to the PLC-HMI-based
상기 이상진단 및 조업현황 모니터링 제어시스템은 상기 화장시스템의 각 측정장치로부터 수신되는 실시간 데이터를 관리하는 데이터베이스 서버, 실시간 모니터링 서버, 뷰어, 예측 및 모니터링 모델 생성을 위한 EC마이너(20)로 구성되고, EC마이너에서 데이터를 분석한 결과로 생성된 예측/모니터링 모델을 EC마이너IMS(21)를 통해 이상 진단과 더불어 모니터링 및 제어하고, 그 상태와 결과를 모니터링 화면에 디스플레이되도록 형성한다.The abnormal diagnosis and operation status monitoring control system is composed of a database server managing real-time data received from each measuring device of the makeup system, a real-time monitoring server, a viewer, and an
지능형 고효율 친환경 화장시스템의 조업절차는 화장장에 장례차량이 들어오면, 운구된 관은 관운반차에 탑재되어 화장로 전실로 이동하여 로내대차로 옮겨지고, 로내대차가 주연소실로 이동되며, 이어서 이상진단 모니터링 제어시스템에 의하여 유인배풍기, 여과집진기, 가스냉각 송풍기, 연소공기송풍기, 그리고, 과잉공기 송풍기를 1차적으로 기동시키고 재연버너를 점화시켜 화장조업이 시작되고, EC마이너 분석용 소프트웨어를 통해 만들어진 화장로 조업변수들을 독립변수로 도출한 가스유량기반 제어모델식(연료유량 = 회귀계수: 15.9413 - 0.6865*화장로압력 - 0.0358*주연소실온도 + 0.1027*연소공기유량 + 0.0036*과잉공기유량 - 0.5693*산소농도 - 0.0384*공기혼합온도)에 따라 실시간으로 얻어지는 연료유량 값이 현장 PLC제어반으로 입력되면서 화장종료까지 자동운전으로 진행되도록 한다.The operating procedure of the intelligent, high-efficiency eco-friendly cremation system is that when a funeral vehicle enters the crematorium, the transported tube is mounted on the tube transporter, moves to the front room of the crematorium, and is transferred to the in-house cart, and the in-house cart moves to the main combustion room, followed by abnormal diagnosis The manned exhaust fan, the filter dust collector, the gas cooling fan, the combustion air blower, and the excess air blower are first started by the monitoring control system, and the re-burner is ignited to start the cremation operation, and the makeup is made through the EC Miner analysis software. Gas flow rate-based control model formula derived from operating variables as independent variables (fuel flow rate = regression coefficient: 15.9413-0.6865 * furnace pressure-0.0358 * main combustion chamber temperature + 0.1027 * combustion air flow rate + 0.0036 * excess air flow rate-0.5693 * The fuel flow rate value obtained in real time according to the oxygen concentration-0.0384 * air mixing temperature) is input to the on-site PLC control panel, so that the automatic operation is performed until the end of makeup.
또한 본 발명은 가스유량 기반 제어모델을 통해 화장조업이 안정적으로 실시간 수행될 수 있도록 가스유량기반 연소제어모델을 구축하되, 화장중 버너연소의 기본패턴은 화장이 시작된 시점부터 10분간 저연운전이 진행되도록 하고, 10분간의 저연 구간에서도 재연소실 온도가 850℃가 넘을 경우 고연운전을 진행시키며, 가스유량기반 제어모델의 저연구간 운전에서는 연소실 온도가 850℃ 이하일 때에는 일정량의 가스유량을 지속적으로 투입하고, 연소실 온도가 850℃ 초과일 때부터 온도기반 비례제어로 동작되도록 제어하며, 가스유량기반 제어모델의 고연구간 운전에서는 연소실 온도가 900℃ 이하일 때에는 점진적으로 가스유량을 증대하여 투입하고, 연소실 온도가 900℃에서부터는 온도 기반 비례제어로 동작되도록 제어하고, 고연구간에서 산소농도가 12% 미만으로 하락할 때에는 과잉공기량을 증대하도록 운전 조건을 추가적으로 변경하고, 최종적으로 연소완료가 확인되면 주연버너와 재연버너가 소화되어 화장을 종료하도록 제어하는 지능형 고효율 친환경 화장시스템을 제공하도록 한다.In addition, the present invention constructs a gas flow rate-based combustion control model so that the makeup operation can be stably performed in real time through a gas flow rate-based control model, but the basic pattern of burner combustion during makeup is a low-smoke operation for 10 minutes from the start of makeup. If the temperature of the recombustion chamber exceeds 850℃ even in the low-combustion section for 10 minutes, the high combustion operation is performed. In the low-study operation of the gas flow-based control model, a certain amount of gas flow is continuously input when the combustion chamber temperature is 850℃ or less. , When the combustion chamber temperature exceeds 850℃, it is controlled to operate with temperature-based proportional control.In the high-study operation of the gas flow-based control model, when the combustion chamber temperature is less than 900℃, the gas flow rate is gradually increased and input, and the combustion chamber temperature is increased. From 900℃, it is controlled to operate with temperature-based proportional control, and when the oxygen concentration falls below 12% during high studies, the operating conditions are additionally changed to increase the amount of excess air, and when combustion is finally confirmed, the main combustion burner and the reburner It is to provide an intelligent, highly efficient eco-friendly makeup system that is controlled to end makeup by digestion.
본 발명은 데이터마이닝 기법에 의한 인공지능 분석용 소프트웨어를 기반으로 화장대상물에 따른 최적 연소제어를 통해 에너지 소비량을 절감시키면서 화장시간을 단축하는 효과가 발생된다.The present invention has the effect of reducing the amount of energy consumption and shortening the makeup time through optimal combustion control according to the cosmetic object based on the software for artificial intelligence analysis using the data mining technique.
또한 본 발명은 데이터마이닝 기법에 의한 인공지능 분석용 소프트웨어를 기반으로 이상진단 및 조업현황 모니터링 시스템을 통해 화장설비 각부의 이상여부와 조업상태를 자동으로 진단하여 화장설비의 무인화를 이루고, 고장을 방지하여, 조업의 안정성과 유지보수의 편리성을 확보하는 효과가 발생된다.In addition, the present invention automatically diagnoses the abnormality of each part of the cosmetic equipment and the operation state through an abnormality diagnosis and operation status monitoring system based on artificial intelligence analysis software using a data mining technique to achieve unmanned cosmetic equipment and prevent failure. Thus, there is an effect of securing operational stability and convenience of maintenance.
도 1, 2는 종래기술의 화장시설과 화장로를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 지능형 고효율 친환경 화장시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 지능형 고효율 친환경 화장시스템의 화장로를 간략하게 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 지능형 고효율 친환경 화장시스템의 측정장치 설치 상태를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 지능형 고효율 친환경 화장시스템의 측정장치에서 측정된 신호의 수집과 처리 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 지능형 고효율 친환경 화장시스템의 이상진단 및 조업현황 모니터링 제어시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 지능형 고효율 친환경 화장시스템의 연소제어 시스템의 흐름을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 지능형 고효율 친환경 화장시스템의 모니터링 화면을 도시한 도면이다.1 and 2 are diagrams conceptually showing a cremation facility and a cremation furnace of the prior art.
3 is a diagram conceptually showing an intelligent high-efficiency eco-friendly makeup system according to the present invention.
Figure 4 is a schematic view showing a cremation furnace of the intelligent and highly efficient eco-friendly makeup system according to the present invention.
5 is a view conceptually showing the installation state of the measuring device of the intelligent high-efficiency eco-friendly makeup system according to the present invention.
6 is a diagram showing a state of collection and processing of signals measured by a measuring device of an intelligent, highly efficient eco-friendly makeup system according to the present invention.
7 is a diagram conceptually showing an abnormality diagnosis and operation status monitoring control system of the intelligent high-efficiency eco-friendly makeup system according to the present invention.
8 is a view conceptually showing the flow of the combustion control system of the intelligent high-efficiency eco-friendly makeup system according to the present invention.
9 is a view showing a monitoring screen of the intelligent and highly efficient eco-friendly makeup system according to the present invention.
본 발명은 다음에서 설명하는 바람직한 실시예에 의해 명확해질 것이나, 본 실시예는 단지 본 발명을 설명하기 위한 하나의 예시에 불과한 것으로, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니고, 실시예와 균등한 기술들을 모두 포함하는 것으로 이해하여야 한다. The present invention will be clarified by the preferred embodiments described below, but this embodiment is only one example for describing the present invention, and is not intended to limit the scope of the present invention, and is equivalent to the embodiment. It should be understood as including all of the techniques.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 종래기술과 동일한 구성에 대한 명칭은 동일하게 적용하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, the names for the same configuration as in the prior art are applied identically.
본 발명에 따른 지능형 고효율 친환경 화장시스템은 도 3에 도시한 바와 같이, 주연소실(1a)과 재연소실(1b)을 포함하며 형성되며 로내대차에 실은 관을 반입 받아 소각처리 하는 화장로(1)와; 화장로에서 배출되는 고온의 배출가스에 외부공기를 혼합하여 냉각시키는 공기혼합냉각기(2)와; 공기혼합기를 통해 냉각된 배출가스에서 이물질을 제거하는 싸이크론집진기(3)와; 싸이크론집진기로부터 토출되는 배출가스를 냉각하는 가스냉각기(4)와; 가스냉각기를 통해 냉각된 배출가스에 포함된 미세먼지를 집진하는 여과집진기(5)와; 여과된 배출가스에 포함된 다이옥신을 제거하는 다이옥신촉매장치(6)와; 배기관을 통해 배출될 때 발생되는 백연을 방지하는 백연방지장치(7)와; 배출가스로부터 유해가스를 분해하는 유해가스촉매장치(8)와; 유해가스가 제거된 배출가스를 배기관(10)으로 강제배풍시키는 유인배풍기(9)를 관로로 연결하여 형성하되, 주연소실과 재연소실의 연소를 제어하는 연소제어시스템과 화장시스템에 전체에 대한 이상진단 및 조업현황 모니터링 제어시스템을 포함하여 형성한다. The intelligent high-efficiency eco-friendly cremation system according to the present invention is formed to include a main combustion chamber (1a) and a re-burning chamber (1b), as shown in FIG. 3, and a cremation furnace (1) that receives and incinerates a tube loaded on a truck in the furnace. Wow; An air mixing cooler (2) for cooling by mixing external air with the high-temperature exhaust gas discharged from the crematorium; A cyclone dust collector (3) for removing foreign substances from the exhaust gas cooled through the air mixer; A gas cooler (4) for cooling the exhaust gas discharged from the cyclone dust collector; A
주연소실(1a)과 재연소실(1b)의 중간부분에는 도 4에 도시한 바와 같이, 두 연소실을 연결하는 덕트통로(1c)를 구비하되, 주연소실에서 사체가 버너에 의해 소각되면 연소가스의 배출은 덕트통로를 통해 재연소실 하단에서 재연소실 버너화염 속으로 배출되어 처리된 후 재연소실 후단의 상부 배출구를 통해 배출가스 후처리설비로 공급되며 후처리 배기관을 통해 대기로 배출되도록 한다.A duct passage (1c) connecting the two combustion chambers is provided in the middle of the main combustion chamber (1a) and the recombustion chamber (1b), as shown in Fig. 4, but when the dead body is incinerated by the burner in the main combustion chamber, the combustion gas The discharge is discharged from the bottom of the reburning chamber through the duct passage into the burner flame of the reburning chamber, treated, and then supplied to the exhaust gas post-treatment facility through the upper outlet at the rear end of the reburning chamber, and discharged to the atmosphere through the post-treatment exhaust pipe.
상기 주연소실(1a)은 내부 체적을 종래기술 대비 85% 증가시켜 형성하고, 초기 버너 저연소시간을 조정하고, 피연소부위를 효율적으로 연소시킬 수 있는 연소공기 공급배관을 설치하되 산소분석기 연계를 통한 불완전연소를 해소하며, 연소공기량 조절 및 적정 로 내압 조작/설정 변경이 가능하도록 형성한다. The main combustion chamber (1a) is formed by increasing the internal volume by 85% compared to the prior art, adjusting the initial burner low combustion time, and installing a combustion air supply pipe capable of efficiently burning the area to be burned, but connecting with an oxygen analyzer. It is formed so that incomplete combustion can be eliminated through, and it is possible to control the amount of combustion air and to manipulate/change the internal pressure in an appropriate furnace.
그리고 재연소실(1b)은 내부 체적을 종래기술 대비 100% 확장하되 재연소실 내 배출가스 체류시간 증대시켜 미연분을 완전 연소시키는 다공판형 편류방지판(1d)을 포함하여 형성한다.And the recombustion chamber (1b) is formed to include a perforated plate type drift prevention plate (1d) that completely burns unburned powder by expanding the internal volume by 100% compared to the prior art, but increasing the residence time of the exhaust gas in the recombustion chamber.
상기 주연소실(1a)의 주연버너와 재연소실(1b)의 재연버너는 화장시간 단축과 저 NOx 조업에 적합한 노즐혼합형 버너를 채용하고, 주연버너는 용량 60만 kcal/hr (697Kw), 재연버너는 용량 30만 kcal/hr(349ㆍKw)를 채용하며, 연료량과 연소공기의 조절범위 1:10으로 이 범위안에서 비례제어하면서 화장조업이 이루어질 수 있도록 한다. The main burner of the main combustion chamber (1a) and the re-burner of the re-burning chamber (1b) adopt a nozzle-mixed burner suitable for shortening cremation time and low NOx operation. It adopts a capacity of 300,000 kcal/hr (349 Kw), and the amount of fuel and combustion air is controlled within the range of 1:10, so that makeup can be performed while proportionally controlling within this range.
상기 주연버너와 재연버너에 채용된 노즐 혼합형 버너는 주연소실 및 재연소실의 적정온도를 유지하기 위해 각각 연소실 배출구 온도 측정치를 받아 연료 및 1차 연소공기량을 비례 제어하게 되며, 과잉의 CO농도 또는 배출가스중 산소농도를 모니터링하여 과잉공기를 공급함으로써 완전연소가 조건이 이루어질 수 있도록 한다.The nozzle-mixed burner employed in the main and re-burner is proportionally controlled by the amount of fuel and primary combustion air by receiving the measured values of the combustion chamber outlet temperature respectively to maintain the proper temperature of the main combustion chamber and the re-burning chamber, and excessive CO concentration or discharge. By monitoring the oxygen concentration in the gas and supplying excess air, conditions for complete combustion can be achieved.
상기 주연소실(1a)과 재연소실(1b)의 버너에 각각 공급되는 연소공기는 상기 가스냉각기(4)를 통해 고온의 배출가스에 포함된 폐열을 회수하여 100℃ ~ 200℃로 예열시켜 공급하되, 연소공기 공급배관은 방열량이 최소화되도록 단열처리한다.The combustion air supplied to the burners of the main combustion chamber (1a) and the recombustion chamber (1b), respectively, recovers waste heat contained in the high-temperature exhaust gas through the gas cooler (4), and is supplied by preheating it to 100°C to 200°C. , Combustion air supply piping is insulated to minimize heat dissipation.
화장로에서 연소시키는 연소대상물은 그 무게가 연소시간 단축에 중요한 조업변수로 작용되기 때문에 관운반차(100)에 로드셀(17)을 설치하고 측정된 연소대상물의 무게가 중앙운전실로 자동 전송되어 연소제어 시스템의 조업데이터로 활용한다.Since the weight of the combustion object burned in the crematorium acts as an important operating variable for shortening the combustion time, the
그리고 상기 연소제어 시스템은 로내 온도를 기반으로 한 단순한 버너제어로서 부장품 및 목재 관의 연소가 급속히 일어나는 경우 불완전 연소가 불가피하게 발생되기 때문에 이를 해소하기 위해 화장로의 온도뿐만 아니라 연료와 연소공기량, 산소농도, 차압 등을 측정하는 다양한 측정장치를 설치한다.In addition, the combustion control system is a simple burner control based on the temperature in the furnace, and incomplete combustion is inevitable when the combustion of accessories and wooden pipes occurs rapidly.In order to solve this, not only the temperature of the cremation furnace, but also the amount of fuel, combustion air, and oxygen Various measuring devices are installed to measure concentration and differential pressure.
상기 측정장치들로부터 발생되는 데이터는 취합되어 PLC(Programmable Logic Controller)로 전송하고, 전송된 데이터는 DB화하여 상위 조업시스템으로 전송하며, 운전변수에 따른 로내 연소특성을 분석할 수 있는 기반과 함께 부대장치들의 성능을 진단하고 제시하고, 정비시점을 예측하는 기능이 수행되도록 한다.The data generated from the measuring devices are collected and transmitted to a PLC (Programmable Logic Controller), and the transmitted data is converted into a DB and transmitted to the upper operating system, along with a basis for analyzing combustion characteristics in the furnace according to operation variables. The function of diagnosing and presenting the performance of auxiliary devices and predicting the time of maintenance is performed.
보다 구체적으로 도 5에 도시한 바와 같이, 재연소실(1b)의 후단부 연소가스 배출용 배기관 상에는 피드백 연소제어를 실시하여 주연소실 및 재연소실의 온도를 균일화시키는 산소농도측정기(12)를 설치하고, 주연소실(1a)의 연소버너 연료 주입라인에 연로 소모량을 측정하는 연료소모량측정기(13)를 설치하며, 여과집진기(5)의 백필터 인입부에 차압트랜스미터(14)를 설치하고, 또한 여과집진기(5)의 재받이통에 잔재무게를 측정하는 잔재로드셀(15)을 설치하며, 배기관의 후단에 백연농도지시기(16)를 설치한다.More specifically, as shown in FIG. 5, on the exhaust pipe for exhausting combustion gas at the rear end of the
상술한 각각의 측정장치에서 측정된 신호는 도 5에 도시한 바와 같이, PLC-HMI(Programmable Logic Controller - Human Machine Interface) 기반 현장제어반(18)에 송신되어 수집되고, 수집되는 신호는 도 6에 도시한 바와 같이, 중앙운전실 PC(19)와; 데이터마이닝 소프트웨어가 설치된 EC마이너(20, ECMiner)와; 실시간 모니터링 및 이상진단 소프트웨어가 장착된 EC마이너IMS(21, ECMiner Intelligent Monitoring System)와; 데이터베이스(22)로 전송되도록 한다.As shown in FIG. 5, the signals measured by each of the above-described measuring devices are transmitted and collected to the PLC-HMI (Programmable Logic Controller-Human Machine Interface)-based
상술한 바와 같이, PLC-HMI 기반 현장제어반(18)을 설치하고, PLC 기반 버너 연소제어에 의한 화장조업과 더불어 HMI(Human Machine Interface)를 활용한 조업모니터링을 통해 화장로 조업특성을 분석하며, 이를 기반으로 모든 센서데이터와 조업결과를 수집하여 데이터베이스(22, DB)에 저장한 후 EC마이너(20)를 사용하여 수집된 데이터를 불러들이고, 이들 조업데이터를 전처리하고, 다변량분석을 통해 연소제어 모델을 구축한다.As described above, a PLC-HMI-based on-
화장조업은 화장장에 장례차를 통해 사체관이 이송되면, 관운반차를 이용하여 사체관을 화장장 화장로(1)로 운반하고, 사체관을 화장로 전실에서 로내대차에 옮겨 실어 주연소실로 반입되면, 중앙운전실 PC(19)나 현장제어반(18)에서 시스템을 기동하여 실행되는 것이다.In the cremation industry, when the corpse is transferred to the crematorium through a funeral car, the corpse is transported to the crematorium (1) using a tube transport vehicle, and the corpse is transferred from the front room of the cremation furnace to the in-house cart and brought into the main combustion room. It is executed by starting the system in the central operation room PC (19) or the field control panel (18).
본 발명에 따른 지능형 고효율 친환경 화장시스템을 정리하면 데이터마이닝 분석용 소프트웨어와 이를 기반으로 운용하는 지능형 데이터마이닝 이상진단과 모니터링 시스템 소프트웨어를 기반으로, 상용화된 데이터마이닝 분석용 소프트웨어를 선정하고, 이를 활용하여 사용자 관점의 인터페이스, 복합적인 다양한 종류의 조업데이터를 획득하고 처리하며, 데이터 가시화를 통해 담당자가 직접 데이터를 분석하여 최상의 운전 분석 작업 및 정비 환경을 제공할 수 있도록 연소 제어시스템을 형성하고, 또한 데이터마이닝을 통한 이상진단 및 조업현황 모니터링 시스템을 형성하여 화장로 실시간 조업데이터를 지속적으로 축적하면서 분석하고 분석된 경험적인 데이터를 기반으로 무인조건에서 제어하여 화장조업이 이루어질 수 있도록 한 것이다.When the intelligent high-efficiency eco-friendly makeup system according to the present invention is organized, based on the data mining analysis software and the intelligent data mining abnormality diagnosis and monitoring system software operated based on the data mining analysis software, commercialized data mining analysis software is selected and utilized. The interface from the user's point of view acquires and processes various types of complex operation data, and through data visualization, the person in charge directly analyzes the data to form a combustion control system to provide the best operation analysis work and maintenance environment. By forming a system for diagnosis of abnormalities and operation status through mining, real-time operation data of the crematorium is continuously accumulated and analyzed, and based on the analyzed empirical data, the cremation operation can be performed by controlling it under unmanned conditions.
상기 이상진단 및 조업현황 모니터링 제어시스템은 도 7에 도시한 바와 같이, 화장시스템의 각 측정장치로부터 수신되는 실시간 데이터를 관리하는 데이터베이스 서버, 실시간 모니터링 서버, 뷰어, 예측 및 모니터링 모델 생성을 위한 EC마이너(20)로 구성되고, EC마이너에서 데이터를 분석한 결과로 생성된 예측/모니터링 모델을 EC마이너IMS(21)를 통해 이상 진단과 더불어 모니터링 및 제어하고, 그 상태와 결과를 모니터링 화면에 디스플레이되도록 형성한다.As shown in FIG. 7, the abnormal diagnosis and operation status monitoring control system includes a database server that manages real-time data received from each measuring device of the makeup system, a real-time monitoring server, a viewer, and an EC miner for generating prediction and monitoring models. (20), and the prediction/monitoring model generated as a result of analyzing data by EC Miner is monitored and controlled along with abnormality diagnosis through EC Miner IMS (21), and the status and results are displayed on the monitoring screen. To form.
즉, 본 발명에 따른 지능형 고효율 친환경 화장시스템은 현재의 화장로상의 화장조업 상황을 운영자에게 실시간으로 보여주면서 이상유무를 진단하여 줄 뿐 만 아니라 미래설비 관리에 필요한 설비상태 또한 예측하여 주므로 설비의 사전정비를 관리하는 가이드를 제공하는 동시에 조업과정의 모든 수집데이터는 저장되고 일정시간 간격을 통해 경험 모델식을 업그레이드함으로써, 축적데이터가 많아질수록 제어정도가 향상되면서 돌발적인 불안정한 외란에 노출되더라도 대처하는 능력 또한 향상되면서 안정적인 화장로 조업이 가능하게 되는 인공지능 기능을 수반하는 빅데이터 분석용 소프트웨어를 활용하여 형성한 것이다.That is, the intelligent high-efficiency eco-friendly cremation system according to the present invention not only diagnoses abnormalities by showing the current cremation operation status on the cremation furnace to the operator in real time, but also predicts the condition of facilities necessary for future facility management. While providing a guide to manage maintenance, all collected data in the operation process are stored and the empirical model equation is upgraded at regular intervals, so that the more accumulated data, the better the control level, and responds even when exposed to unexpected unstable disturbances. It was formed by utilizing big data analysis software that accompanies an artificial intelligence function that enables stable cremation operation while improving ability.
본 발명에 따른 지능형 고효율 친환경 화장시스템의 조업절차는 앞서 설명한 것처럼 화장장에 장례차량이 들어오면, 연소 대상물인 사체가 담긴 관을 관 운반차에 탑재하고, 관운반차를 냉각전실로 이동시킨 다음 관을 로내대차에 옮겨 싣고 로내대차를 주연소실로 이동시킨다.The operating procedure of the intelligent, high-efficiency, eco-friendly cremation system according to the present invention is as described above, when a funeral vehicle enters the crematorium, a tube containing the body of the burning object is mounted on the tube carrier, and the tube carrier is moved to the cooling front room, and then the tube is removed. It is transferred to the in-house truck, and the in-house truck is moved to the main combustion chamber.
이어서 도 8에 도시한 바와 같이, 이상진단 및 조업현황 모니터링 제어시스템에 의하여 유인배풍기, 여과집진기, 가스냉각 송풍기, 연소공기송풍기, 그리고, 과잉공기 송풍기를 1차적으로 기동시키고 재연버너를 점화시키므로 화장조업이 시작된다.Next, as shown in Fig. 8, the manned exhaust fan, the filter dust collector, the gas cooling fan, the combustion air blower, and the excess air blower are first started and the re-burner is ignited by the abnormal diagnosis and operation status monitoring control system. Operation begins.
그리고 EC마이너 분석용 소프트웨어를 통해 만들어진 아래와 같은 다변량 회귀식 형태의 화장로 조업변수들을 독립변수로 하는 가스유량기반 제어모델식에 따라 실시간으로 얻어지는 연료유량값이 현장 PLC제어반으로 입력되면서 화장종료까지 자동운전으로 진행하게 된다.In addition, the fuel flow rate value obtained in real time according to the gas flow rate-based control model formula that uses the following multivariate regression type cremation furnace operating variables as independent variables created through the EC Miner analysis software is input to the on-site PLC control panel, automatically until the end of cremation. You will proceed with driving.
[가스유량기반 제어모델식][Gas flow-based control model equation]
연료유량 = 회귀계수: 15.9413 - 0.6865*화장로압력 - 0.0358*주연소실온도 + 0.1027*연소공기유량 + 0.0036*과잉공기유량 - 0.5693*산소농도 - 0.0384*공기혼합온도Fuel flow rate = regression coefficient: 15.9413-0.6865 * cremator pressure-0.0358 * main combustion chamber temperature + 0.1027 * combustion air flow rate + 0.0036 * excess air flow rate-0.5693 * oxygen concentration-0.0384 * air mixing temperature
화장 조업진행 과정 중 화장시작 10분 이후 도달되는 고연상태에서 사체상태와 부장품의 연소상태를 통해 화장 사체의 형태(일반, 냉동, 부장품, 극냉동 등)에 따른 제어패턴을 다시 한번 판단하여 주연소의 온도를 적정온도로 위한 가스유량기반 제어모델식이 조정 설정된다.During the process of cremation, the control pattern according to the shape of the cremated body (general, frozen, burial, ultra-frozen, etc.) is once again determined through the state of the corpse and the combustion state of the accessories in the high smoke state reached 10 minutes after the start of cremation. The gas flow rate-based control model equation for setting the temperature to the appropriate temperature is adjusted.
이렇게 설정되는 가스유량 기반 제어모델을 통해 화장조업이 안정적으로 실시간 수행될 수 있도록 가스유량기반 연소제어모델을 구축하되, 화장중 버너연소의 기본패턴은 화장이 시작된 시점부터 10분간 저연으로 운전이 진행된다.The gas flow rate-based combustion control model is established so that the makeup operation can be stably performed in real time through the gas flow rate-based control model set in this way, but the basic pattern of burner combustion during makeup is operated with low smoke for 10 minutes from the start of makeup. do.
그리고 10분간의 저연 구간에서 재연소실 온도가 850℃에 도달하면 주연소실의 주연버너가 점화되고, 가스유량기반 제어모델을 기반으로 주연버너가 저부하 운전을 수행하되 저연구간 운전에서 재연소실 온도가 850℃ 이하일 때에는 일정량의 가스유량을 지속적으로 투입하고, 재연소실 온도가 850℃ 초과일 때부터 온도기반 비례제어로 동작되도록 한다.And when the temperature of the recombustion chamber reaches 850℃ in the 10-minute low-combustion section, the main combustion chamber's main combustion chamber is ignited, and the main combustion burner performs a low-load operation based on the gas flow-based control model. When the temperature is below 850℃, a certain amount of gas flow is continuously applied, and the temperature-based proportional control is operated from when the temperature of the reburning chamber exceeds 850℃.
또한 가스유량기반 제어모델의 고연구간 운전에서는 재연소실 온도가 900℃ 이하일 때에는 점진적으로 가스유량을 증대하여 투입하고, 재연소실 온도가 900℃에서부터는 온도 기반 비례제어로 동작되도록 한다.In addition, in the high-study operation of the gas flow rate-based control model, when the recombustion chamber temperature is less than 900℃, the gas flow rate is gradually increased and input, and the recombustion chamber temperature is operated by temperature-based proportional control from 900℃.
그러나 고연구간에서 산소농도가 12% 미만으로 하락할 때에는 과잉공기량이 증대하도록 운전 조건이 추가적으로 변경 적용하고, 재연소실의 온도가 900℃에 도달하면 가스유량예측 모델을 기반으로 주연버너를 비례제어 연소시키고 연소완료가 확인되면 주연버너와 재연버너가 소화되어 화장을 종료하도록 제어한다. However, when the oxygen concentration decreases to less than 12%, the operating conditions are additionally changed to increase the amount of excess air, and when the temperature of the recombustion chamber reaches 900℃, the main burner is proportionally controlled and burned based on the gas flow prediction model. When combustion completion is confirmed, the main burner and re-burner are digested and controlled to end makeup.
본 발명에 따른 지능형 고효율 친환경 화장시스템에서 이상진단 및 조업현황 모니터링 제어시스템은 실시간 수집서버의 원천데이터를 사용하여 EC마이너IMS에 탑재한 화장로 센서 데이터, 조업현황, 주연온도 예측, 가스유량 예측 모델을 수행하여 분석 DB에 수행 결과 데이터를 적재한다.In the intelligent high-efficiency eco-friendly cremation system according to the present invention, the abnormality diagnosis and operation status monitoring control system uses the source data of the real-time collection server, and the cremation furnace sensor data mounted on the EC Miner IMS, the operation status, the main smoke temperature prediction, the gas flow prediction model And load the result data into the analysis DB.
그리고 화장시스템 모니터링은 도 9에 도시한 바와 같이, 조업자의 작업 효율을 높일 수 있도록 형성하되, 단변량 변수에 대해 임계값을 기준으로 이상 상태를 확인할 수 있도록 각 변수가 임계값에 미달되거나 초과하면 해당 변수의 수치는 빨간색(예시 : 도 9의 공기혼합온도 650℃)으로 표시되도록 한다.And, as shown in Figure 9, the makeup system monitoring is formed to increase the work efficiency of the operator, but when each variable falls below or exceeds the threshold value so that abnormal conditions can be checked based on the threshold value for the univariate variable The value of the variable should be displayed in red (example: air mixing temperature of 650°C in FIG. 9).
상기 변수는 연소관무게, 주연소실과 재연소실의 연소온도와 압력, 과잉공기유량, LNG 유량, LNG 사용량, 연소공기온도, 연소공기유량, 대기온도를 검출하여 표시하고, 또한 배출가스에 포함된 산소농도, 공기혼합온도, 배출가스 냉각온도, 여과집진기 차압, 잔재무게, 다이옥신 촉매온도, 백연온도, 백연버너 연소시간 등을 측정하여 그 값을 디스플레이하며, 목표 주연온도와 조업현황 및 LNG 유량을 판단하여 실시간 조업현황 상태를 정상 또는 미달로 표시되도록 한다.The above variables are the combustion pipe weight, combustion temperature and pressure of the main combustion chamber and the recombustion chamber, excess air flow rate, LNG flow rate, LNG consumption, combustion air temperature, combustion air flow rate, and atmospheric temperature. Measures concentration, air mixing temperature, exhaust gas cooling temperature, filter dust collector differential pressure, residual weight, dioxin catalyst temperature, white smoke temperature, white smoke burner combustion time, etc., and displays the values, and determines the target smoke temperature, operation status, and LNG flow rate. Therefore, the real-time operation status is displayed as normal or insufficient.
상술한 바와 같은 연소제어를 통해 최적 연소제어가 가능한 효과가 발생되고, 또한 이상진단 및 조업현황 모니터링 제어시스템을 통해 화장설비 각부의 실시간 이상여부와 조업 상태를 자동으로 진단하여 표시함으로써, 무인 운전이 가능하며 유지보수의 편리성과 조업의 안정성이 확보되는 효과가 발생되는 것이다.Through the combustion control as described above, the optimum combustion control is possible, and by automatically diagnosing and displaying real-time abnormalities and operating conditions of each part of the cosmetic equipment through abnormality diagnosis and operation status monitoring control system, unmanned operation is possible. It is possible, and the effect of securing the convenience of maintenance and operation stability is generated.
1 : 화장로 1a : 주연소실
1b : 재연소실 1c : 덕트통로
1d : 편류방지판
2 : 공기혼합냉각기 3 : 싸이크론집진기
4 : 가스냉각기 5 : 여과집진기
6 : 다이옥신촉매장치 7 : 백연방지장치
8 : 유해가스촉매장치 9 : 유인배풍기
10 : 배기관 11 : 로내대차
12 : 산소농도측정기 13 : 연료소모량측정기
14 : 차압트랜스미터 15 : 잔재로드셀
16 : 백연농도지시기 17 : 로드셀
18 : 현장제어반 19 : 중앙운전실 PC
20 : EC마이너 21 : EC마이너IMS
22 : 데이터베이스 100 : 관운반차1: cremation furnace 1a: main combustion chamber
1b:
1d: Drift prevention plate
2: air mixing cooler 3: cyclone dust collector
4: gas cooler 5: filter dust collector
6: dioxin catalyst device 7: white smoke prevention device
8: harmful gas catalyst device 9: manned exhaust fan
10: exhaust pipe 11: in-house truck
12: oxygen concentration meter 13: fuel consumption meter
14: differential pressure transmitter 15: residual load cell
16: white smoke concentration indicator 17: load cell
18: field control panel 19: central operation room PC
20: EC Miner 21: EC Miner IMS
22: database 100: pipe transport vehicle
Claims (5)
상기 화장시스템에 측정장치를 설치하되, 상기 측정장치는 관운반차(100)에 설치되어 연소대상물의 무게를 측정하는 로드셀(17)과; 재연소실(1b)의 후단부 연소가스 배출용 배기관 상에 설치되어 피드백 연소제어와 주연소실 및 재연소실의 온도를 균일화시키는 산소농도측정기(12)와; 주연소실의 연소버너 연료 주입라인에 설치되어 연료 소모량을 측정하는 연료소모량측정기(13)와; 여과집진기(5)의 백필터 인입부에 설치되어 압력을 측정하는 차압트랜스미터(14)와; 여과집진기(5)의 재받이통에 설치되어 잔재무게를 측정하는 잔재로드셀(15)과; 배기관의 후단에 설치되어 백연농도를 측정하는 백연농도지시기(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 고효율 친환경 화장시스템.A cremation furnace (1) formed including a main combustion chamber (1a) and a reburning chamber (1b) and for incineration by receiving a tube loaded on a truck in the furnace; An air mixing cooler (2) for cooling by mixing external air with the high-temperature exhaust gas discharged from the crematorium; A cyclone dust collector (3) for removing foreign substances from the exhaust gas cooled through the air mixer; A gas cooler (4) for cooling the exhaust gas discharged from the cyclone dust collector; A filter dust collector 5 for collecting fine dust contained in the exhaust gas cooled through the gas cooler; A dioxin catalyst device 6 for removing dioxin contained in the filtered exhaust gas; A white smoke prevention device 7 that prevents white smoke generated when discharged through the exhaust pipe; A harmful gas catalyst device 8 for decomposing harmful gas from exhaust gas; In a cremation system comprising a manned exhaust fan 9 for forcibly exhausting the exhaust gas from which the harmful gas has been removed through the exhaust pipe 10 by a pipe,
A measuring device is installed in the cremation system, wherein the measuring device is installed on the tube transport vehicle 100 to measure the weight of a combustion object; An oxygen concentration meter 12 installed on an exhaust pipe for exhausting combustion gas at a rear end of the recombustion chamber 1b to control feedback combustion and uniformize the temperatures of the main combustion chamber and the recombustion chamber; A fuel consumption meter 13 installed in the combustion burner fuel injection line of the main combustion chamber to measure fuel consumption; A differential pressure transmitter 14 installed in the bag filter inlet of the filter dust collector 5 to measure the pressure; A residue load cell 15 installed in the ash tray of the filter dust collector 5 to measure the weight of the residue; Intelligent high-efficiency eco-friendly makeup system, characterized in that it comprises a white smoke concentration indicator (16) installed at the rear end of the exhaust pipe to measure the white smoke concentration.
상기 측정장치에서 측정된 신호는 PLC-HMI 기반 현장제어반(18)에 송신되어 수집되고, 수집되는 신호는 중앙운전실 PC(19)와; 데이터마이닝 소프트웨어가 설치된 EC마이너(20)와; 실시간 모니터링 및 이상진단 소프트웨어가 장착된 EC마이너IMS(21)와; 데이터베이스(22)로 전송되도록 하여,
PLC 기반 버너 연소제어에 의한 화장조업과 더불어 HMI를 활용한 조업모니터링을 통해 화장로 조업특성을 분석하며, 이를 기반으로 모든 측정장치의 데이터와 조업결과를 수집하여 데이터베이스에 저장한 후 EC마이너를 사용하여 수집된 데이터를 불러들이고, 이들 조업데이터를 전처리하며, 다변량분석을 통해 연소제어 모델을 구축하고,
또한 데이터마이닝을 통한 이상진단 및 조업현황 모니터링 시스템을 형성하여 화장로 실시간 조업데이터를 지속적으로 축적하면서 분석하고 분석된 경험적인 데이터를 기반으로 무인조건에서 화장조업이 이루어질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 지능형 고효율 친환경 화장시스템.The method of claim 1,
The signal measured by the measuring device is transmitted to the PLC-HMI-based on-site control panel 18 and collected, and the collected signal includes a central operation room PC 19; An EC Miner 20 with data mining software installed; EC Miner IMS 21 equipped with real-time monitoring and abnormality diagnosis software; To be transferred to the database 22,
In addition to the cremation operation by PLC-based burner combustion control, the operation characteristics of the crematorium are analyzed through operation monitoring using HMI. Based on this, data and operation results of all measuring devices are collected and stored in a database, and then EC Miner is used. It loads the collected data, pre-processes these operating data, builds a combustion control model through multivariate analysis,
In addition, by forming an abnormal diagnosis and operation status monitoring system through data mining, real-time operation data of the crematorium is continuously accumulated and analyzed, and based on the analyzed empirical data, the cremation operation can be carried out in unmanned conditions. High-efficiency eco-friendly makeup system.
상기 이상진단 및 조업현황 모니터링 제어시스템은 상기 화장시스템의 각 측정장치로부터 수신되는 실시간 데이터를 관리하는 데이터베이스 서버, 실시간 모니터링 서버, 뷰어, 예측 및 모니터링 모델 생성을 위한 EC마이너(20)로 구성되고, EC마이너에서 데이터를 분석한 결과로 생성된 예측/모니터링 모델을 EC마이너IMS(21)를 통해 이상 진단과 더불어 모니터링 및 제어하고, 그 상태와 결과를 모니터링 화면에 디스플레이되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 지능형 고효율 친환경 화장시스템.The method of claim 2,
The abnormal diagnosis and operation status monitoring control system is composed of a database server managing real-time data received from each measuring device of the makeup system, a real-time monitoring server, a viewer, and an EC miner 20 for generating prediction and monitoring models, The intelligence characterized in that the prediction/monitoring model generated as a result of analyzing data in EC Miner is monitored and controlled through the EC Miner IMS 21 along with abnormality diagnosis, and the status and results are displayed on the monitoring screen. High-efficiency eco-friendly makeup system.
지능형 고효율 친환경 화장시스템의 조업절차는 화장장에 장례차량이 들어오면, 운구된 관은 관운반차에 탑재되어 화장로 전실로 이동하여 로내대차로 옮겨지고, 로내대차가 주연소실로 이동되며,
이어서 이상진단 모니터링 제어시스템에 의하여 유인배풍기, 여과집진기, 가스냉각 송풍기, 연소공기송풍기, 그리고, 과잉공기 송풍기를 1차적으로 기동시키고 재연버너를 점화시켜 화장조업이 시작되고,
EC마이너 분석용 소프트웨어를 통해 만들어진 화장로 조업변수들을 독립변수로 도출한 가스유량기반 제어모델식(연료유량 = 회귀계수: 15.9413 - 0.6865*화장로압력 - 0.0358*주연소실온도 + 0.1027*연소공기유량 + 0.0036*과잉공기유량 - 0.5693*산소농도 - 0.0384*공기혼합온도)에 따라 실시간으로 얻어지는 연료유량 값이 현장 PLC제어반으로 입력되면서 화장종료까지 자동운전으로 진행되는 것을 특징으로 하는 지능형 고효율 친환경 화장시스템.The method of claim 3,
The operating procedure of the intelligent, high-efficiency eco-friendly cremation system is that when a funeral vehicle enters the crematorium, the transported tube is mounted on the tube transporter and moves to the front room of the crematorium and transferred to the in-house cart, and the in-house cart is moved to the main combustion room.
Subsequently, the manned exhaust fan, filter dust collector, gas cooling blower, combustion air blower, and excess air blower are first started by the abnormal diagnosis monitoring control system, and the re-burner is ignited to start the makeup operation.
Gas flow rate-based control model formula derived from the cremation furnace operating variables created through EC Miner analysis software as independent variables (fuel flow rate = regression coefficient: 15.9413-0.6865 * furnace pressure-0.0358 * main combustion chamber temperature + 0.1027 * combustion air flow rate) + 0.0036 * Excess air flow rate-0.5693 * Oxygen concentration-0.0384 * Air mixing temperature) Intelligent, high-efficiency eco-friendly makeup system characterized in that the fuel flow value obtained in real time is input to the on-site PLC control panel and automatically operates until the end of makeup .
가스유량 기반 제어모델을 통해 화장조업이 안정적으로 실시간 수행될 수 있도록 가스유량기반 연소제어모델을 구축하되, 화장중 버너연소의 기본패턴은 화장이 시작된 시점부터 10분간 저연운전이 진행되도록 하고,
10분간의 저연 구간에서도 재연소실 온도가 850℃가 넘을 경우 고연 운전을 진행시키며, 가스유량기반 제어모델의 저연구간 운전에서는 연소실 온도가 850℃ 이하일 때에는 일정량의 가스유량을 지속적으로 투입하고, 연소실 온도가 850℃ 초과일 때부터 온도기반 비례제어로 동작되도록 제어하며,
가스유량기반 제어모델의 고연구간 운전에서는 연소실 온도가 900℃ 이하일 때에는 점진적으로 가스유량을 증대하여 투입하고, 연소실 온도가 900℃에서부터는 온도 기반 비례제어로 동작되도록 제어하고,
고연구간에서 산소농도가 12% 미만으로 하락할 때에는 과잉공기량을 증대하도록 운전 조건을 추가적으로 변경하고, 최종적으로 연소완료가 확인되면 주연버너와 재연버너가 소화되어 화장을 종료하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 지능형 고효율 친환경 화장시스템.The method of claim 4,
A gas flow-based combustion control model is established so that the make-up operation can be stably performed in real time through the gas flow-based control model, but the basic pattern of burner combustion during make-up is to allow low-burning operation to proceed for 10 minutes from the start of make-up.
Even in the 10-minute low-combustion section, if the recombustion chamber temperature exceeds 850℃, the high-combustion operation proceeds. In the low-study operation of the gas flow-based control model, a certain amount of gas flow is continuously input when the combustion chamber temperature is 850℃ or less, and the combustion chamber temperature It is controlled to operate with temperature-based proportional control from when is above 850℃,
In the high-study operation of the gas flow rate-based control model, when the combustion chamber temperature is less than 900°C, the gas flow rate is gradually increased and input, and the combustion chamber temperature is controlled to operate with temperature-based proportional control from 900°C.
Intelligent in that the operating conditions are additionally changed to increase the amount of excess air when the oxygen concentration decreases to less than 12% during the high-study period, and when the final combustion is confirmed, the main combustion burner and the reburning burner are digested to end makeup. High-efficiency eco-friendly makeup system.
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JPS58214709A (en) * | 1982-06-09 | 1983-12-14 | Taiyo Chikuro Kogyo Kk | Crematory of programmed combustion type |
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