KR20210121017A - Corrosion prevention device and corrosion prevention method - Google Patents
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Abstract
연소대상물의 연소에 의하여 발생한 상기 제1 측정대상의 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을 출사하는 발광다이오드를 구비한 제1 광원부와, 상기 연료연소대상물의 연소에 의하여 발생한 제2 측정대상의 흡수스펙트럼이며 또한 상기 제1 측정대상의 흡수스펙트럼과는 다른 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을 출사하는 발광다이오드를 구비한 제2 광원부와, 상기 제1 광원부로부터 출사된 조사광을 수광하는 제1 수광부와, 상기 제2 광원부로부터 출사된 조사광을 수광하는 제2 수광부와, 상기 제1 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I1 및 상기 제2 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I2에 근거하여, 상기 연소대상물을 연소한 연소가스 중의 상기 제1 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율을 산출하는 산출부를 구비한 부식방지장치.A first light source unit having a light emitting diode that emits irradiated light in an absorption wavelength band including an absorption spectrum of the first measurement target generated by combustion of a combustion target, and a second measurement target generated by combustion of the fuel combustion target A second light source unit having a light emitting diode that emits irradiated light in an absorption wavelength band having an absorption spectrum and an absorption spectrum different from the absorption spectrum of the first measurement target, and receiving the irradiated light emitted from the first light source unit A first light receiving unit, a second light receiving unit for receiving the irradiated light emitted from the second light source unit, and transmitted light intensity I 1 of the irradiated light received by the first light receiving unit and transmitted light intensity I 2 of the irradiated light received by the second light receiving unit Corrosion prevention device provided with a calculation part for calculating the absorbance and/or transmittance|permeability of the said 1st measurement object in the combustion gas which combusted the said combustion object based on it.
Description
본 발명은, 2개 이상의 물질을 포함하는 혼합물 중의 물질의 농도를 측정 가능한 부식방지장치 및 부식방지방법에 관한 것이다.The present invention relates to a corrosion protection device and a corrosion protection method capable of measuring the concentration of a substance in a mixture comprising two or more substances.
최근, 연료확보를 위하여, 건설폐재(廢材)계 목질재료 및 목질계 재료 이외의 바이오매스연료나, 폐타이어나 폐플라스틱 등의 폐기물연료를 이용한 발전수요가 높아지고 있다. 이와 같은 발전기구에 있어서는, 예를 들면, 연소대상물을 연소함과 함께 포화증기를 생성하는 연소로와, 연소로에 접속되어 당해 연소로에서 발생하는 포화증기를, 연소로에서 생성된 연소가스를 이용하여 과열하여 발전에 이용하기 위한 과열기를 구비하는 보일러를 이용한 기술을 일례로 들 수 있다.In recent years, in order to secure fuel, the demand for power generation using wood materials other than wood materials and biomass fuels other than wood materials and waste fuels such as waste tires and waste plastics is increasing. In such a power generation mechanism, for example, a combustion furnace which burns a combustion target and generates saturated steam, and the combustion gas generated in the combustion furnace is connected to the combustion furnace and is connected to the saturated steam generated in the combustion furnace. As an example, a technology using a boiler having a superheater for use in power generation by overheating by using the same is exemplified.
한편, 향후 석유자원이나 바이오매스연료 자체의 고갈에 의하여, 저품위인 바이오매스연료 등을 이용하는 사태가 크게 예측된다. 그러나, 저품위인 바이오매스연료나 폐기물연료에는, 예를 들면, Na, K 등의 알칼리성분 등의 불순물이 많이 포함되어 있다. 이와 같이, 알칼리성분 등의 불순물을 포함하는 저품위인 연료를 이용하면, 순환재의 유동(流動)불량이나 발전설비 내에 있어서의 열교환기 등의 장치 내에서 회(灰)부착에 의하여 열교환효율이 저하되거나, 연료의 연소에 의하여 발생한 알칼리염에 의하여 장치 내가 부식될 우려가 있다. 이와 같은 문제를 개선하기 위한 기술로서는, 예를 들면, 연도(煙道)가스 내의 유독가스의 농도를 분광측 광에 의하여 측정하기 위한 방법 및 장치가 제안되고 있다(예를 들면, 하기 특허문헌 1 참조).On the other hand, due to the depletion of petroleum resources or biomass fuel itself in the future, a situation in which low-quality biomass fuel is used is largely predicted. However, low-quality biomass fuels and waste fuels contain many impurities, such as alkali components, such as Na and K, for example. In this way, when low-grade fuel containing impurities such as alkali components is used, heat exchange efficiency is reduced due to poor flow of circulating material or ash adhesion in devices such as heat exchangers in power generation facilities. , there is a possibility that the inside of the device may be corroded by alkali salts generated by combustion of fuel. As a technique for improving such a problem, for example, a method and an apparatus for measuring the concentration of a toxic gas in flue gas by spectrophotometric light have been proposed (for example, Patent Document 1 below) Reference).
특허문헌 1에 기재된 기술과 같이, 일반적인 자외흡광광도분석에서는, 제논램프나 수은램프 등의 고압램프가 백색광원으로서 사용되고 있다. 그러나, 이들 고압램프는 수명이 짧고, 또, 고압램프는 발광강도의 안정성이 낮다는 문제가 있다. 이 때문에, 광원수명이 길고, 또, 발광강도가 우수한 발광다이오드(light emitting diode: LED)를 이용하는 것을 생각할 수 있다. 여기에서, LED는 발광스펙트럼의 파장폭이 좁고, 단색광이기 때문에, 측정대상의 흡수스펙트럼에 따른 파장의 광원을 선택하게 된다. 그러나, 측정대상의 흡수파장대와 동일한 흡수파장대를 갖는 물질이 혼재하고 있으면, 단색의 LED를 이용한 기술에서는, 측정대상에 의한 광흡수와 혼재물에 의한 광흡수의 분리를 할 수 없기 때문에, 측정대상의 농도를 정확하게 측정할 수 없다.Like the technique described in Patent Document 1, in general ultraviolet absorption spectrophotometry, a high-pressure lamp such as a xenon lamp or a mercury lamp is used as a white light source. However, these high-pressure lamps have a short lifespan, and the high-pressure lamps have a problem in that the stability of luminous intensity is low. For this reason, it is conceivable to use a light emitting diode (LED) having a long light source life and excellent light emission intensity. Here, since the LED has a narrow wavelength width of an emission spectrum and is monochromatic light, a light source having a wavelength according to an absorption spectrum of a measurement target is selected. However, if a substance having the same absorption wavelength band as the absorption wavelength band of the measurement target is mixed, in the technique using a monochromatic LED, light absorption by the measurement target and light absorption by the mixed substance cannot be separated, so the measurement target concentration cannot be accurately measured.
본 발명은, 상술한 과제를 해결하기 위하여, 광원수명이 길고, 또한, 동일한 흡수파장을 갖는 2개 이상의 물질을 포함하는 혼합물 중의 물질의 흡광도 및/또는 투과율을 측정하는 것이 가능한 부식방지장치 및 부식방지방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an anticorrosion device and corrosion protection device capable of measuring the absorbance and/or transmittance of a substance in a mixture containing two or more substances having a long light source life and the same absorption wavelength The purpose is to provide a preventive method.
즉, 본 발명은, 이하에 나타내는 바와 같다.That is, this invention is as showing below.
<1> 연소대상물의 연소에 의하여 발생한 제1 측정대상의 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을 출사하는 발광다이오드를 구비한 제1 광원부와,<1> A first light source unit including a light emitting diode for emitting light of an absorption wavelength band including an absorption spectrum of a first measurement target generated by combustion of a combustion target;
상기 연소대상물의 연소에 의하여 발생한 제2 측정대상의 흡수스펙트럼이며 또한 상기 제1 측정대상의 흡수스펙트럼과는 다른 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을 출사하는 발광다이오드를 구비한 제2 광원부와,A second light source unit having a light emitting diode emitting light of an absorption wavelength band that is an absorption spectrum of a second measurement target generated by combustion of the combustion target and includes an absorption spectrum different from the absorption spectrum of the first measurement target; ,
상기 제1 광원부로부터 출사된 조사광을 수광하는 제1 수광부와,a first light receiving unit for receiving the irradiated light emitted from the first light source unit;
상기 제2 광원부로부터 출사된 조사광을 수광하는 제2 수광부와,a second light receiving unit for receiving the irradiated light emitted from the second light source unit;
상기 제1 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I1 및 상기 제2 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I2에 근거하여, 상기 연소대상물을 연소한 연소가스 중의 상기 제1 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율을 산출하는 산출부를 구비한 부식방지장치. Based on the transmitted light intensity I 1 of the irradiated light received by the first light receiving unit and the transmitted light intensity I 2 of the irradiated light received by the second light receiving unit, the absorbance and/or Corrosion prevention device having a calculator for calculating the transmittance.
<2> 상기 제1 측정대상과 반응하는 부식억제제를 상기 연소가스에 공급하는 부식억제제공급부와, 상기 부식억제제공급부로부터 공급되는 상기 부식억제제의 공급량을 제어하는 공급량제어부를 구비한 상기 <1>에 기재된 부식방지장치.<2> A corrosion inhibitor supply unit for supplying the corrosion inhibitor reacting with the first measurement target to the combustion gas, and a supply quantity control unit for controlling the supply amount of the corrosion inhibitor supplied from the corrosion inhibitor supply unit In <1> Corrosion protection device described.
<3> 상기 공급량제어부는, 상기 산출부에 의하여 산출된 상기 제1 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율에 근거하여 상기 부식억제제의 공급량을 제어하는 상기 <2>에 기재된 부식방지장치.<3> The corrosion preventing device according to <2>, wherein the supply amount control unit controls the supply amount of the corrosion inhibitor based on the absorbance and/or transmittance of the first measurement target calculated by the calculation unit.
<4> 상기 부식억제제로부터 생성된 제3 측정대상의 흡수스펙트럼이며 또한 제1 및 제2 측정대상의 흡수스펙트럼과는 다른 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을 출사하는 발광다이오드를 구비한 제3 광원부와, 상기 제3 광원부로부터 출사된 조사광을 수광하는 제3 수광부를 더 구비하고,<4> A product having a light emitting diode that emits irradiated light in an absorption wavelength band that is an absorption spectrum of the third measurement target generated from the corrosion inhibitor and includes an absorption spectrum different from the absorption spectrum of the first and second measurement targets A third light source unit, and a third light receiving unit for receiving the irradiation light emitted from the third light source unit,
상기 산출부는, 상기 제3 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I3 및 상기 제2 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I2에 근거하여, 상기 연소가스 중의 상기 제3 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율을 산출하며,The calculation unit, based on the transmitted light intensity I 3 of the irradiated light received by the third light receiving unit and the transmitted light intensity I 2 of the irradiated light received by the second light receiving unit, the absorbance and/or transmittance of the third measurement target in the combustion gas to calculate,
상기 공급량제어부는, 상기 산출부에 의하여 산출된 상기 제1 및 제3 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율에 근거하여 상기 부식억제제의 공급량을 제어하는 상기 <2>에 기재된 부식방지장치.The corrosion preventing device according to <2>, wherein the supply amount control unit controls the supply amount of the corrosion inhibitor based on the absorbance and/or transmittance of the first and third measurement objects calculated by the calculation unit.
<5> 연소대상물의 연소에 의하여 발생한 제1 측정대상의 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광, 및, 상기 연소대상물의 연소에 의하여 발생한 제2 측정대상의 흡수스펙트럼이며 또한 상기 제1 측정대상의 흡수스펙트럼과는 다른 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을, 상기 연소대상물을 연소한 연소가스를 향하여, 각각 발광다이오드를 구비한 제1 광원부 또는 제2 광원부로부터 조사하고,<5> Irradiated light in the absorption wavelength band including the absorption spectrum of the first measurement target generated by the combustion of the combustion target, and the absorption spectrum of the second measurement target generated by the combustion of the combustion target, and the first measurement target irradiated light of an absorption wavelength band including an absorption spectrum different from the absorption spectrum of
상기 제1 광원부로부터 출사된 조사광, 및, 상기 제2 광원부로부터 출사된 조사광을, 각각 제1 수광부 또는 제2 수광부로 수광하며,The irradiated light emitted from the first light source unit and the irradiated light emitted from the second light source unit are received by a first light receiving unit or a second light receiving unit, respectively,
상기 제1 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I1 및 상기 제2 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I2에 근거하여 상기 제1 측정대상의, 흡광도 및/또는 투과율을 산출부에 의하여 산출하는, 부식방지방법. Based on the transmitted light intensity I 1 of the irradiated light received by the first light receiving unit and the transmitted light intensity I 2 of the irradiated light received by the second light receiving unit, the absorbance and/or transmittance of the first measurement target is calculated by a calculator, Corrosion prevention method.
<6> 상기 산출부에 의하여 산출된 상기 제1 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율에 근거하여 상기 제1 측정대상과 반응하는 부식억제제의 공급량을 제어하고, 상기 부식억제제를 상기 연소가스에 공급하는, 상기 <5>에 기재된 부식방지방법.<6> Controlling the supply amount of the corrosion inhibitor reacting with the first measurement object based on the absorbance and/or transmittance of the first measurement object calculated by the calculator, and supplying the corrosion inhibitor to the combustion gas , The corrosion prevention method according to <5>.
<7> 상기 부식억제제로부터 생성된 제3 측정대상의 흡수스펙트럼이며 또한 제1 및 제2 측정대상의 흡수스펙트럼과는 다른 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을, 상기 연소가스를 향하여, 발광다이오드를 구비한 제3 광원부로부터 더 출사하고,<7> The irradiated light of the absorption wavelength band, which is the absorption spectrum of the third measurement target generated from the corrosion inhibitor and includes absorption spectra different from the absorption spectrum of the first and second measurement targets, is emitted toward the combustion gas Further emitted from the third light source unit having a diode,
상기 제3 광원부로부터 출사된 조사광을 제3 수광부로 수광하며,receiving the irradiated light emitted from the third light source unit to a third light receiving unit;
상기 제3 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I3 및 상기 제2 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I2에 근거하여 상기 제3 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율을 상기 산출부에 의하여 산출하고, Based on the transmitted light intensity I 3 of the irradiated light received by the third light receiving unit and the transmitted light intensity I 2 of the irradiated light received by the second light receiving unit, the absorbance and/or transmittance of the third measurement target is calculated by the calculation unit,
상기 산출부에 의하여 산출된 상기 제1 및 제3 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율에 근거하여 상기 제1 측정대상과 반응하는 부식억제제의 공급량을 제어하며, 상기 부식억제제를 상기 연소가스에 공급하는 상기 <6>에 기재된 부식방지방법.Controlling the supply amount of the corrosion inhibitor reacting with the first measurement object based on the absorbance and/or transmittance of the first and third measurement objects calculated by the calculator, and supplying the corrosion inhibitor to the combustion gas The method for preventing corrosion according to <6>.
본 발명에 의하면, 광원수명이 길고, 또한, 동일한 흡수파장을 갖는 2개 이상의 물질을 포함하는 혼합물 중의 물질의 흡광도 및/또는 투과율을 측정하는 것이 가능한 부식방지장치 및 부식방지방법을 제공할 수 있다.Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide an anticorrosive device and a corrosion preventing method capable of measuring the absorbance and/or transmittance of a substance in a mixture containing two or more substances having a long light source life and having the same absorption wavelength. .
도 1은 본 발명의 제1 실시형태를 나타내는 개략도이다.
도 2는 제1 실시형태에 있어서의 계측유닛의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태를 나타내는 개략도이다.
도 4는 제2 실시형태에 있어서의 계측유닛의 일 양태를 나타내는 개략도이다.
도 5는 제2 실시형태에 있어서의 계측유닛의 다른 양태를 나타내는 개략도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows 1st Embodiment of this invention.
It is a schematic for demonstrating the structure of the measurement unit in 1st Embodiment.
3 is a schematic diagram showing a second embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a schematic diagram showing an aspect of a measurement unit according to the second embodiment.
Fig. 5 is a schematic diagram showing another aspect of the measurement unit in the second embodiment.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 간단히 "본 실시형태"라고 한다.)에 대하여 상세하게 설명한다. 단, 이하의 실시형태는, 본 발명을 설명하기 위한 예시이며, 본 발명을 이하의 내용에 한정하는 취지는 아니다. 본 발명은, 그 요지의 범위 내에서 적절하게 변형하여 실시할 수 있다. 다만, 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다. 또, 상하좌우 등의 위치관계는, 특별히 설명하지 않는 한, 도면에 나타내는 위치관계에 근거하는 것으로 한다. 또한, 도면의 치수비율은, 도시한 비율에 한정되는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, with reference to the drawings, a mode for carrying out the present invention (hereinafter, simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. However, the following embodiment is an illustration for demonstrating this invention, and is not the meaning which limits this invention to the following content. The present invention can be implemented with appropriate modifications within the scope of the gist. However, the same reference numerals are assigned to the same elements, and overlapping descriptions are omitted. In addition, the positional relationship such as up, down, left and right shall be based on the positional relationship shown in the drawings, unless otherwise specified. Note that the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.
(제1 실시형태)(First embodiment)
제1 실시형태에 있어서의 부식방지장치를 구비한 연소설비에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시형태를 나타내는 개략도이다.A combustion facility provided with a corrosion protection device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 1 . BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the schematic which shows 1st Embodiment of this invention.
도 1에 나타내는 바와 같이, 연소설비(10)는, 연소대상물이 공급되어, 노(爐) 내에서 상기 연소대상물을 연소하는 연소로(20)와, 연소대상물을 연소한 연소가스 중의 각 성분을 측정하는 계측유닛(30)과, 연소로(20)에서 발생한 연소가스와의 열교환에 의하여 과열되는 과열기(40)를 구비하고 있다. 또, 연소로(20)에는, 노 내에 연소대상물을 공급하는 연소대상물공급기(22)가 구비되어 있다. 계측유닛(30)에는, 연소가스에 부식억제제를 공급하는 부식억제제공급장치(31)가 구비되고, 또한, 연소설비(10)에는 계측유닛(30) 및 부식억제제공급장치(31)의 각각에 전기적으로 접속된 제어유닛(50)이 구비되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 계측유닛(30)과 부식억제제공급장치(31)와 제어유닛(50)이 부식방지장치로서의 역할을 한다. 다만, 도 1에 있어서, 굵은 화살표는 연소가스의 흐름방향을 나타낸다. 또, 이하의 각 도면에 있어서 일점쇄선은 전기신호의 경로를 나타낸다.As shown in Fig. 1, the
연소설비(10)는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 연소로(20)에서 생성된 연소가스와 과열기(40)의 열교환에 의하여 증기를 과열하여 발전에 이용하는 이른바 보일러를 예로 들 수 있다. 또, 연소설비(10)는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 주로 화력발전 사업용에 사용되는, 관류(貫流)보일러, 순환보일러, 배열회수보일러 외에, 산업용으로 사용되는 순환유동층보일러(CFB), 유동상(流動床)보일러(BFB) 등 중 어느 것이어도 된다.The
도 1에 나타내는 바와 같이 연소로(20)는, 예를 들면 세로로 긴 통상으로 구성되고, 연소대상물공급기(22)로부터 공급되는 연소대상물을 노 내에서 연소한다. 연소대상물로서는, 가연물이면 특별히 한정은 없지만, 예를 들면, Na, K 등의 알칼리염을 포함하는 바이오매스연료나, 납이나 아연 등의 중금속을 포함하는 폐기물연료를 이용할 수 있다.As shown in Fig. 1, the
연소대상물공급기(22)로부터 연소로(20)에 공급된 연소대상물이 연소되면, 노 내에 연소가스가 생성된다. 또, 도시를 생략하지만, 연소로(20)의 노벽(爐壁)에는 수관을 설치할 수 있어, 수관을 연소로(20) 내의 연소가스에 노출시킴으로써 포화증기를 생성할 수 있다. 연소가스에는, 연소대상물의 연소에 의하여 생성된 제1 측정대상과 제2 측정대상이 포함된다. 제1 측정대상과 제2 측정대상은 다른 물질이며, 제2 측정대상은, 제1 측정대상과 동일한 파장대에 흡수스펙트럼을 가짐과 함께, 제1 측정대상과는 다른 파장대에 독자적인 흡수스펙트럼을 갖는다. 예를 들면, 제1 측정대상으로서는, 바이오매스연료의 연소에 의하여 발생하는 KCl, NaCl이나, 폐기물연료의 연소에 의하여 발생하는 ZnCl2 등의 저융점의 용융염을 들 수 있다. 제2 측정대상은, 예를 들면, 연소에 의하여 발생하는 탄연소회(炭燃燒灰)(플라이애시(비회(飛灰)), 보텀애시(노저회(爐底灰))) 등의 고형입자를 들 수 있다. 연소로(20)에서 생성된 연소가스는, 제1 측정대상과 제2 측정대상을 포함한 상태로 계측유닛(30)으로 보내진다.When the combustion target supplied to the
계측유닛(30)은, 연소가스 내에 있어서의 제1 측정대상의 농도를 계측하기 위한 장치이다. 계측유닛(30)에 있어서, 연소가스 중의 제1 및 제2 측정대상에 대응하는 투과광강도 I1 및 I2가 계측된다. 계측유닛(30)에 있어서의 측정대상의 농도의 계측에는, 흡광광도분석법이 이용되며, 예를 들면 자외흡광광도분석법이 이용된다. 본 실시형태의 계측유닛(30)에 대하여 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2는, 제1 실시형태에 있어서의 계측유닛의 구성을 설명하기 위한 개략도이다. 도 2에 있어서, 얇은 화살표는 발광다이오드로부터 조사되는 광의 궤도를 나타내고, 굵은 화살표는 연소가스의 흐름방향을 나타낸다.The
도 2에 나타내는 바와 같이 계측유닛(30)에는, 발광기(32)와, 분광계(34)가 구비되어 있다. 또, 계측유닛(30)에는, 연소로(20)로부터 보내진 연소가스의 유로(39)가 마련되어 있고, 유로(39)를 흐르는 연소가스 중의 제1 및 제2 측정대상의 농도가 측정 가능하도록 구성되어 있다. 다만, 도 1에 있어서는, 계측유닛(30)에 대하여 지면(紙面) 좌방으로부터 우방을 향하여 연소가스가 보내지도록 나타나 있지만, 도 2에 있어서는, 설명을 위하여, 연소가스의 흐름방향이 지면 하방으로부터 상방이 되도록 계측유닛(30)을 나타낸다.As shown in FIG. 2 , the
발광기(32)에는, 제1 측정대상의 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을 출사하는 발광다이오드를 구비한 광원부(32A)와, 제2 측정대상의 흡수스펙트럼이며 또한 상기 제1 측정대상의 흡수스펙트럼과는 다른 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을 출사하는 발광다이오드를 구비한 광원부(32B)가 구비된다. 계측유닛(30)은, 유로(39)를 흐르는 연소가스를 향하여, 각 광원부로부터 흡수파장대가 다른 조사광을 출사한다.The
상술한 바와 같이 광원부(32A 및 32B)에는 발광다이오드가 구비된다. 본 실시형태에 있어서는, 연소가스 중의 제1 및 제2 측정대상의 측정에 있어서, 종래부터 이용되고 있는 제논램프나 수은램프 등의 고압램프 대신에 발광다이오드를 이용하기 때문에, 고압램프를 이용한 경우에 비하여, 광원수명이 길다. 또, 광원강도의 안정성이 우수하기 때문에, 보다 정확하게 측정대상의 농도를 측정할 수 있다. 본 실시형태에 이용되는 발광다이오드는, 측정대상의 흡수스펙트럼에 따른 파장의 것을 적절히 선정할 수 있다. 다만, 예를 들면, 연소가스에 제1 및 제2 측정대상 이외의 기타 물질이 포함되는 경우, 광원부(32B)로부터 출사되는 광(36B)의 흡수파장대는, 기타 물질의 흡수스펙트럼을 피하여 설정되는 것이 바람직하다.As described above, light emitting diodes are provided in the
분광계(34)에는, 광원부(32A)로부터 출사된 조사광을 수광하는 수광부(34A)와, 광원부(32B)로부터 출사된 조사광을 수광하는 수광부(34B)가 구비된다. 분광계(34)는, 발광기(32)로부터 조사되어 연소가스를 투과한 광을 수광하는 포토다이오드를 구비한 장치이며, 투과광강도모니터로서 기능한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 각 광원부로부터 출사된 광(36A) 및 광(36B)은, 유로(39)에서 연소가스를 투과하여, 각각에 대응하는 수광부(34A) 및 수광부(34B)로 수광된다. 이 때문에, 분광계(34)에서는, 각 광원부에 따른 흡수파장역의 광의 투과광강도를 측정할 수 있다.The
도 2에 나타내는 바와 같이, 계측유닛(30)에는 빔스플리터(37)가 구비되어 있고, 발광기(32)로부터 출사된 광(36A) 및 광(36B)의 일부가 지면 하방을 향하여 반사되도록 구성되어 있다. 빔스플리터(37)에서 반사된 광(37A) 및 광(37B)은, 광원강도감시용의 포토다이오드(38)에 수광된다. 포토다이오드(38)는, 각 광원부로부터 출사된 광을 수광할 수 있도록 복수의 수광부(도시생략)를 갖는다. 계측유닛(30)에 있어서, 빔스플리터(37)는 발광기(32)로부터 조사되는 광이 연소가스에 도달하기 전에 반사되도록 설치되어 있고, 포토다이오드(38)에 의하여 발광기(32)에 구비된 각 광원부의 광원강도를 모니터링할 수 있도록 구성되어 있다. 다만, 발광기(32)의 광원강도의 모니터링은, 포토다이오드(38)로 수광한 광의 강도에 근거하여 광원강도의 불안정성이나 각 광원부의 열화에 따른 강도 저하를 측정하고, 이들 측정값에 근거하여 미리 설정된 각 발광다이오드에 대응하는 광원강도를 보정하도록 구성해도 된다.As shown in FIG. 2, the
도 2에 나타나는 바와 같이, 발광기(32), 분광계(34) 및 포토다이오드(38)는, 제어유닛(50)과 전기적으로 접속되어 있다. 발광기(32)로부터 출사된 광이 분광계(34)에 의하여 수광되면, 전기신호가 제어유닛(50)에 송신되고, 제어유닛(50)에 있어서, 수광부(34A)로 수광한 조사광의 투과광강도 I1 및 수광부(34B)로 수광한 조사광의 투과광강도 I2가 검출된다. 또한, 발광기(32)로부터 출사된 광이 포토다이오드(38)에 의하여 수광됨으로써, 전기신호가 제어유닛(50)에 송신되고, 광원부(32A) 및 광원부(32B)의 각 광원강도 I01 및 광원강도 I02가 검출된다.As shown in FIG. 2 , the
다음으로, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제어유닛(50)은, 산출부(52)와 공급량제어부(54)를 구비하는 CPU 등의 장치이다. 산출부(52)는, 계측유닛(30)에 의하여 계측된 투과광강도나 광원강도, 즉, 수광부(34A)로 수광한 조사광의 투과광강도 I1 및 수광부(34B)로 수광한 조사광의 투과광강도 I2에 근거하여 제1 측정대상 및 제2 측정대상의 흡광도 및 투과율을 산출한다. 본 실시형태에 있어서는, 당해 값에 근거하여 제1 측정대상의 농도가 산출된다. 다만, 도 1 등에 있어서는, 제어유닛(50) 내에 산출부(52)와 공급량제어부(54)가 나타나 있지만, 이들은 독립적인 장치일 필요는 없고, 하나의 CPU에 있어서 각 역할을 하도록 구성할 수 있다.Next, as shown in FIG. 1 , the
산출부(52)에 있어서의 제1 측정대상의 농도의 산출방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 먼저, 산출부(52)는, 람베르트·비어의 법칙(A=-log10(Ix/I0x)=ECl=εcl[A: 흡광도, I0x: 제x 광원부의 광원강도, Ix: 제x 수광부가 수광한 투과광강도, E: 비흡광도, C: 제x 광원부가 출사한 광의 흡수스펙트럼을 갖는 물질의 질량 대 용량퍼센트농도, ε: 몰흡광계수, x: 제x 광원부가 출사한 광의 흡수스펙트럼을 갖는 물질의 몰농도, l: 광이 투과하는 길이(광로길이)]) 등을 이용하여, 연소가스 중의 광원부(32A)가 출사된 광의 흡수스펙트럼을 갖는 물질의 농도 X1을 산출한다. 여기에서, 제1 측정대상뿐만 아니라, 플라이애시 등의 제2 측정대상은, 광원부(32A)로부터 출사되는 광의 흡수파장대에 흡수스펙트럼을 갖는다. 이 때문에, 농도 X1에는 제2 측정대상의 농도가 영향을 주고 있고, 농도 X1은 연소가스 중에 있어서의 제1 측정대상과 제2 측정대상의 총농도가 된다. 다음으로, 연소가스 중의 광원부(32B)가 출사한 광의 흡수스펙트럼을 갖는 물질의 농도 X2를 산출한다. 여기에서, 연소가스 중에 있어서 광원부(32B)가 출사한 광의 흡수스펙트럼을 갖는 물질은 플라이애시 등의 제2 측정대상이 되기 때문에, 농도 X2는 연소가스 중에 있어서의 제2 측정대상의 농도가 된다. 이 때문에, 농도 X1로부터 농도 X2를 제거함으로써, 제2 측정대상의 영향을 배제하여, 제1 측정대상의 농도를 산출할 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이, I0x로서는, 포토다이오드(38)에 의하여 모니터링된 광원강도 I01 및 광원강도 I02가 이용되고, Ix로서는, 분광계(24)에 의하여 모니터링된 투과광강도 I1 및 투과광강도 I2가 이용된다. 단, 산출부(52)에 있어서의 농도의 산출방법은 상술한 예에 한정되는 것은 아니다.A method for calculating the concentration of the first measurement target in the
다음으로, 도 1에 나타내는 바와 같이, 계측유닛(30)에는, 연소가스에 부식억제제를 공급하는 부식억제제공급장치(31)가 구비되어 있다. 부식억제제는, 제1 측정대상과 반응함으로써, 제1 측정대상의 농도를 저하시키는 물질이다. 부식억제제는, 제1 측정대상과 화학적으로 반응하여 산화 환원반응 등에 의하여 제1 측정대상을 다른 화합물로 하는 기능을 갖는 물질을 이용할 수 있다. 이와 같은 부식억제제로서는, 예를 들면, 연소대상물이 KCl 등을 포함하는 바이오매스연료인 경우에는, 황산 암모늄((NH4)SO4), 황산 알루미늄(Al4(SO4)3), 유황(硫黃)(Elemental Sulphur) 등의 유황성분을 들 수 있다. 또, 부식억제제로서는, 제1 측정대상에 물리적으로 흡착하여 제1 측정대상 자체의 농도를 저하시킬 수 있는 미립자 등을 이용해도 된다.Next, as shown in FIG. 1 , the
부식억제제공급장치(31)는 제어유닛(50)에 있어서의 공급량제어부(54)와 전기적으로 결합되어 있다. 부식억제제공급장치(31)는 제어유닛(50)에 의하여 컨트롤되고 있어, 제어유닛(50)의 공급량제어부(54)에 의하여 공급의 타이밍이나 부식억제제의 공급량이 제어되고 있다. 본 실시형태에 있어서 제어유닛(50)은, 산출부(52)에 의하여 산출된 연소가스 중의 제1 측정대상의 농도에 근거하여, 공급량제어부(54)에 의하여 부식억제제공급장치(31)로부터 공급되는 부식억제제의 공급량이 제1 측정대상의 존재량에 대하여 적절해지도록 제어한다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제어유닛(50)은, 제1 측정대상의 존재량에 대하여 부식억제제의 존재량이 과부족이 없도록, 연소가스 중의 부식억제제의 공급량을 제어할 수 있다.The corrosion
계측유닛(30)에 있어서 연소가스 중에 부식억제제가 공급되면, 연소가스 중의 제1 측정대상의 농도가 저하된다. 본 실시형태에 있어서는, 제1 측정대상의 농도가 저하된 연소가스를, 계측유닛(30)으로부터 과열기(40)로 보내도록 구성되어 있다. 과열기(40) 내에는 도시를 생략하는 증기관이 설치된다. 증기관 내에는 연소로(20)의 열에 의하여 생성된 포화증기가 유통되고 있고, 연소가스와 과열기(40)의 열교환에 의하여 포화증기가 과열된다. 과열기(40)로부터 배출된 연소가스는, 과열기(40)의 하단에 설치된 각 설비(하류측 장치)로 보내진다. 또, 과열기(40)에 의하여 과열된 포화증기는, 예를 들면, 발전터빈의 구동 등에 이용할 수 있다.When the corrosion inhibitor is supplied in the combustion gas in the
이상과 같이, 본 실시형태에 있어서는, 연소대상물을 연소로(20)에서 연소하고, 상기 연소대상물의 연소에 의하여 발생한 제1 측정대상의 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광, 및, 상기 연소대상물의 연소에 의하여 발생한 제2 측정대상의 흡수스펙트럼이며 또한 제1 측정대상의 흡수스펙트럼과는 다른 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을, 연소대상물을 연소한 연소가스를 향하여, 각각 발광다이오드를 구비한 광원부(32A) 및 광원부(32B)로부터 조사하고, 각 광원부로부터 출사된 조사광을, 각각 수광부(34A) 또는 수광부(34B)로 수광하며, 이들 각 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I1 및 투과광강도 I2에 근거하여, 제1 측정대상 및 제2 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율을 산출부에 의하여 산출할 수 있고, 당해 값에 근거하여 제1 측정대상의 농도를 산출할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 복수의 광원부에 발광다이오드를 이용함으로써, 광원수명이 길고, 또한, 동일한 흡수파장을 갖는 2개 이상의 물질을 포함하는 혼합물 중의 물질의 흡광도, 투과율이나 농도를 측정하는 것이 가능한 부식방지장치 및 부식방지방법을 제공할 수 있다. 또, 발광다이오드는, 광원강도의 안정성이 우수하기 때문에, 제1 측정대상의 흡광도, 투과율이나 농도를 보다 정확하게 산출할 수 있다.As described above, in the present embodiment, the combustion target is burned in the
또, 본 실시형태에 있어서는, 산출부(52)에 의하여 산출된 제1 측정대상의 농도에 근거하여 부식억제제의 공급량을 제어하고, 부식억제제를 연소가스에 공급한다. 이 때문에, 연소가스 중의 제1 측정대상의 존재량에 대하여 적절한 양의 부식억제제를 공급할 수 있기 때문에, 제1 측정대상의 농도를 효과적으로 저감시켜, 제1 측정대상에 의한 연소설비(10) 내의 각 장치 내의 부식을 효과적으로 억제할 수 있다.Moreover, in this embodiment, the supply amount of a corrosion inhibitor is controlled based on the density|concentration of the 1st measurement target calculated by the
다만, 본 실시형태에 있어서는, 제1 측정대상 및 제2 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율을 산출하고, 당해 값으로부터 제1 측정대상의 농도를 산출하는 양태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 당해 양태에 한정되는 것은 아니며, 제1 측정대상의 농도를 산출하지 않고, 산출부(52)에 있어서 제1 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율만을 산출하며, 당해 값에 근거하여 이후의 공정을 실시하는 양태여도 된다.However, in this embodiment, the absorbance and/or transmittance of the first measurement object and the second measurement object are calculated and the mode of calculating the concentration of the first measurement object from the values has been described. However, the present invention relates to this aspect is not limited to, the embodiment in which only the absorbance and/or transmittance of the first measurement object is calculated in the
(제2 실시형태)(Second embodiment)
제2 실시형태에 있어서의 부식방지장치를 구비한 연소설비에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은, 본 발명의 제2 실시형태를 나타내는 개략도이다. 본 실시형태에 있어서는, 연소대상물로서 제1 측정대상으로서 KCl을 포함하는 바이오매스연료를 이용하고, 또, 부식억제제로서 유황성분을 이용하며, 또한, 연소로로서 순환유동층보일러(CFB)를 구비한 연소설비를 예로 설명한다.A combustion facility provided with a corrosion prevention device according to a second embodiment will be described with reference to FIG. 3 . 3 is a schematic diagram showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a biomass fuel containing KCl is used as a first measurement object as a combustion object, a sulfur component is used as a corrosion inhibitor, and a circulating fluidized bed boiler (CFB) is used as a combustion furnace. A combustion facility will be described as an example.
도 3에 나타내는 바와 같이, 연소설비(100)는, 바이오매스연료가 공급되어, 노 내에서 바이오매스연료를 연소하는 연소로(120)와, 바이오매스연료를 연소한 연소가스로부터 고형분을 분리하는 사이클론(130)과, 연소가스 중의 각 성분을 측정하는 계측유닛(140)과, 연소가스와의 열교환에 의하여 과열되는 과열기(150)를 구비하고 있다. 또, 연소로(120)에는, 노 내에 바이오매스연료를 공급하는 연료공급기(122)가 구비되어 있다. 계측유닛(140)에는, 연소가스에 유황성분을 공급하는 부식억제제공급장치(148)가 구비되어 있고, 연소설비(100)에는, 계측유닛(140) 및 부식억제제공급장치(148)의 각각에 전기적으로 접속된 제어유닛(50)이 더 구비되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 계측유닛(140)과 제어유닛(50)이 부식방지장치로서의 역할을 한다.As shown in FIG. 3 , the
연소로(120)는, 세로로 긴 통상으로 구성되고, 연료공급기(122)로부터 공급되는 바이오매스연료를 노 내에서 연소한다. 연소로(120)는, 바이오매스연료를 유동층에서 유동시키면서 연소하는 유동층로이다. 또, 연소로(120)는, 후술하는 바와 같이 사이클론(130)에 의하여 소정 입경 이상의 고형분이 되돌려지는 순환유동층로이다. 연소로(120) 내의 온도는 특별히 한정되지 않지만, 연소가스의 온도를 800~1000℃정도가 되도록 설정할 수 있다.The
연료공급기(122)로부터 연소로(120)에 공급된 바이오매스연료가 연소되면, 연소가스가 생성된다. 또, 도시를 생략하지만, 연소로(120)의 노벽에는 수관을 설치할 수 있어, 수관을 연소로(120) 내의 연소가스에 노출시킴으로써 포화증기를 생성할 수 있다. 또, 바이오매스연료의 연소에 의하여, 연소가스에는 제1 측정대상인 KCl이 포함됨과 함께, 당해 연소에 의하여 생성된 비회(플라이애시)가 포함된다. 본 실시형태에서는, 플라이애시가 제2 측정대상이 된다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 연소가스 중에는, KCl 및 플래시애시 외에, NaCl이나, 후술하는 유황성분에 포함되는 SO2가 포함되어 있다. 연소로(120)에서 생성된 연소가스는, 이들 KCl이나 플라이애시 등의 성분을 포함한 상태로 사이클론(130)으로 보내진다.When the biomass fuel supplied from the
사이클론(130)은, 연소로(120)로부터 배출되는 소정의 입경 이상의 고형분을, 연소가스로부터 분리하여 연소로(120)로 되돌리는 고기(固氣)분리장치이다. 사이클론(130)은, 연소가스로부터 소정의 입경 이상의 고형분을 분리하여 연소로(120) 내로 되돌림과 함께, 이들 고형분이 분리된 연소가스를 후단의 계측유닛(140)으로 보낸다. 사이클론(130)에 의한 고형분의 선별 입경은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 약 20μm로 설정할 수 있다.The
계측유닛(140)은, 연소가스 내에 있어서의 KCl의 흡광도 및 투과율을 산출하며, 당해 값에 근거하여 그 농도를 계측하기 위한 장치이다. 계측유닛(140)에 있어서, 연소가스 중의 KCl(제1 측정대상) 및 플라이애시(제2 측정대상)에 대응하는 투과광강도 I1 및 I2가 계측된다. 본 실시형태에 있어서, 계측유닛(140)에 있어서의 측정대상의 농도의 계측에는, 자외흡광광도분석법이 이용된다. 본 실시형태의 계측유닛(140)에 대하여 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는, 제2 실시형태에 있어서의 계측유닛의 일 양태를 나타내는 개략도이다.The measuring
도 4에 나타내는 바와 같이 계측유닛(140)에는, 사이클론(130)으로부터 공급된 연소가스가 유통되는 본관(141)과 외부계측부(142)가 구비되어 있으며, 본관(141) 내를 유통하는 연소가스의 일부가 가스관(141A)을 통하여 외부계측부(142)로 유통되도록 구성되어 있다. 외부계측부(142) 내에는, 발광기(144)와 분광계(146)가 구비되어 있고, 발광기(144)와 분광계(146)의 사이를 지면 좌방으로부터 우방을 향하여 연소가스가 유통된다. 외부계측부(142)로부터 배출된 연소가스는, 가스관(141B)을 통하여 본관(141)으로 되돌려진다.As shown in FIG. 4 , the
외부계측부(142)의 지면 상방에는 발광기(144)가 설치된다. 도시를 생략하지만, 발광기(144)에는, KCl의 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을 출사하는 발광다이오드를 구비한 제1 광원부와, 플라이애시의 흡수스펙트럼이며 또한 상기 KCl의 흡수스펙트럼과는 다른 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을 출사하는 발광다이오드를 구비한 제2 광원부가 구비되어 있다. 여기에서, 연소가스에 포함되는 각 성분의 흡수스펙트럼의 피크는, KCl이 250nm 부근, NaCl이 240nm 부근, SO2가 220nm 부근 및 290nm 부근이 된다. 한편, 플라이애시는 흡수스펙트럼의 파장대는 넓고, KCl 등의 흡수스펙트럼의 파장대에도 흡수를 갖는다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 제1 광원부에 있어서는 KCl의 흡수스펙트럼에 대응하는 약 250nm의 파장을 갖는 발광다이오드를 이용하고, 또 제2 광원부에 있어서는 약 400nm의 파장을 갖는 발광다이오드를 이용하고 있다. 이와 같이, 제2 광원부의 발광다이오드의 파장을 제2 측정대상인 플라이애시 이외의 성분으로부터 영향을 받기 어려운 400nm 부근으로 설정함으로써, 보다 정확하게 연소가스 중의 플래시애시의 흡광도 및 투과율, 및, 농도를 산출할 수 있다.A
외부계측부(142)의 지면 하방에는 분광계(146)가 설치된다. 도시를 생략하지만, 분광계(146)에는, 제1 광원부로부터 출사된 파장 250nm의 조사광을 수광하는 제1 수광부와, 제2 광원부로부터 출사된 파장 400nm의 조사광을 수광하는 수광부가 구비되어 있다. 제1 실시형태와 동일하게, 각 광원부로부터 출사된 조사광은, 연소가스를 투과하여, 각각에 대응하는 수광부로 수광된다.A
또, 도시를 생략하지만, 외부계측부(142)에는, 발광기(144)로부터 조사되는 광이 연소가스에 도달하기 전에 반사되도록 빔스플리터가 구비되어 있고, 발광기(144)로부터 출사된 조사광 일부를 반사시켜, 광원강도감시용의 포토다이오드에 의하여 수광하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 제1 실시형태와 동일하게, 당해 포토다이오드에 의하여 발광기(144)의 광원강도가 검출된다.In addition, although not shown, a beam splitter is provided in the
도 3에 나타내는 바와 같이 외부계측부(142)는, 제어유닛(50)과 전기적으로 접속되어 있다. 발광기(144)로부터 출사된 광이 분광계(146)에 의하여 수광되면, 전기신호가 제어유닛(50)에 송신되고, 제어유닛(50)에 있어서, 제1 수광부로 수광한 파장 250nm의 조사광의 투과광강도 I1 및 제2 수광부로 수광한 파장 400nm의 조사광의 투과광강도 I2가 검출된다. 또한, 발광기(144)로부터 출사된 광이 포토다이오드에 의하여 수광됨으로써, 전기신호가 제어유닛(50)에 송신되고, 제1 및 제2 광원부의 각 광원강도 I01 및 광원강도 I02가 검출된다.As shown in FIG. 3 , the
다만, 본 실시형태에 있어서는, 외부계측부(142)를 과열기(150)의 전단에 위치하는 본관(141)에 외부계측부(142)를 설치하여 연소가스 중의 성분의 농도를 측정하는 방식을 채용하고 있지만, 외부계측부(142)의 설치개소는 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 연소로(120) 등 목적에 따라 적절히 선정할 수 있다. 람베르트·비어의 법칙에서 나타나는 바와 같이, 광로길이가 길어지면 그에 따라 투과율이 저하된다. 이 때문에, 본 실시형태와 같이 외부계측부(142)를 이용하면, 외부계측부(142)의 사이즈에 따라 광로길이(발광기(144)와 분광계(146)의 거리)를 일정하게 할 수 있기 때문에, 당해 계측부가 설치되는 노나 관의 사이즈에 영향을 받지 않고 동일 조건으로 투과광강도 I1이나 투과광강도 I2를 검출할 수 있다.However, in this embodiment, the
본 실시형태에 있어서 제어유닛(50)은, 산출부(52)와 공급량제어부(54)를 구비하고 있고, 제1 실시형태와 동일하게, 계측유닛(140)에 의하여 계측된 투과광강도 I1 및 투과광강도 I2에 근거하여 제1 측정대상인 KCl의 흡광도 및 투과율을 산출하며, 당해 값에 근거하여 그 농도를 산출한다.In the present embodiment, the
계측유닛(140)에는, 연소가스에 유황성분을 공급하는 부식억제제공급장치(148)가 구비되어 있다. 유황성분에는, 예를 들면, 황산 암모늄((NH4)SO4), 황산 알루미늄(Al4(SO4)3), 유황(Elemental Sulphur) 등으로부터 선택되는 적어도 1종이 포함된다. 하기 식에 나타내는 바와 같이, 유황성분은, KCl과 반응하여 무해한 K2SO4를 생성하고, KCl의 농도를 저하시킬 수 있다.The
2KCl+SO2+H2O+1/2O2 → K2SO4+2HCl2KCl+SO 2 +H 2 O+1/2O 2 → K 2 SO 4 +2HCl
2KCl+SO3+H2O → K2SO4+2HCl2KCl+SO 3 +H 2 O → K 2 SO 4 +2HCl
도 3에 나타내는 바와 같이, 부식억제제공급장치(148)는 제어유닛(50)에 있어서의 공급량제어부(54)와 전기적으로 결합되어 있다. 부식억제제공급장치(148)는 제어유닛(50)에 의하여 컨트롤되고 있어, 부식억제제공급장치(148)로부터 공급되는 유황성분의 공급량은 공급량제어부(54)에 의하여 제어된다. 제어유닛(50)은, 산출부(52)에 의하여 산출된 연소가스 중의 KCl의 농도에 근거하여, 공급량제어부(54)에 의하여 부식억제제공급장치(148)로부터 공급되는 유황성분의 공급량이 KCl의 존재량에 대하여 적절해지도록 제어한다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제어유닛(50)은, KCl의 존재량에 대하여 유황성분의 존재량이 과부족이 없도록, 연소가스 중의 유황성분의 공급량을 제어할 수 있다.As shown in FIG. 3 , the corrosion
부식억제제공급장치(148)에 의하여 연소가스 중에 유황성분이 공급되면, 연소가스 중의 KCl의 농도를 저하시킬 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, KCl의 농도가 저하된 연소가스가, 계측유닛(140)으로부터 과열기(150)로 보내지도록 구성되어 있다. 과열기(150) 내에는, 제1 실시형태와 동일하게, 도시를 생략하는 배관이 설치되어 있고, 관내에 연소로(120)의 열에 의하여 생성된 포화증기가 유통되고 있어, 연소가스와 과열기(150)의 열교환에 의하여 포화증기가 과열된다. 과열기(150)로부터 배출된 연소가스는, 과열기(150)의 하류에 설치된 각 설비(하류측 장치)로 보내진다. 또, 과열기(150)에 의하여 과열된 포화증기는, 예를 들면, 발전터빈의 구동 등에 이용할 수 있다.When the sulfur component is supplied in the combustion gas by the corrosion
여기에서, KCl은 융점이 약 780℃이기 때문에, 과열기(150)와 연소가스의 열교환 시에, KCl 자체가 과열기(150)의 내벽 등에 부착되어, 이들 장치의 부식의 원인이 된다. 또한 KCl 가스의 부착은, 플라이애시의 부착을 촉진한다. 플라이애시의 부착은 과열기(150)에 있어서 열교환효율의 저감의 원인이 된다. 연소설비(100)는, 이와 같은 저품위인 바이오매스연료에 포함되는 성분에 의한 영향을 저감시키기 위하여, 유황성분의 공급에 의하여 연소가스 중의 KCl의 농도를 저하시킨다. 이로써, 부식억제제공급장치(148)보다 후단에 위치하는 과열기(150) 등이 KCl에 의하여 부식되거나, KCl의 존재에 의하여 플라이애시가 과열기(150) 내에서 부착되어 열교환효율이 저하되는 것을 억제할 수 있다. 특히 과열기(150) 내에 있어서는 연소가스의 온도가 열교환에 의하여 저하되기 때문에, KCl이 응집하기 쉬운 점에서, 부식억제제를 사이클론(130)과 과열기(150)의 사이의 단계에서 공급하는 것이 바람직하다.Here, since KCl has a melting point of about 780° C., during heat exchange between the
이상과 같이, 본 실시형태에 있어서는, KCl을 포함하는 바이오매스연료를 연소로(120)에서 연소하고, KCl의 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광, 및, 상기 바이오매스연료의 연소에 의하여 발생한 플라이애시의 흡수스펙트럼이며 또한 KCl의 흡수스펙트럼과는 다른 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을, 바이오매스연료를 연소한 연소가스를 향하여, 각각 발광다이오드를 구비한 광원부로부터 조사하고, 각 광원부로부터 출사된 조사광을, 각각 수광부로 수광하며, 이들 각 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I1 및 투과광강도 I2에 근거하여, KCl의 흡광도 및 투과율을 산출하고, 당해 값에 근거하여 그 농도를 산출부에 의하여 산출할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 복수의 광원부에 발광다이오드를 이용함으로써, 광원수명이 길고, 또한, 동일한 흡수파장을 갖는 2개 이상의 물질을 포함하는 혼합물 중의 물질의 농도를 측정하는 것이 가능한 부식방지장치 및 부식방지방법을 제공할 수 있다. 또, 발광다이오드는, 광원강도의 안정성이 우수하기 때문에, KCl의 흡광도, 투과율, 및, 농도를 보다 정확하게 산출할 수 있다.As described above, in this embodiment, the biomass fuel containing KCl is burned in the
또, 본 실시형태에 있어서는, 산출부(52)에 의하여 산출된 KCl의 농도에 근거하여 유황성분의 공급량을 제어하고, 유황성분을 연소가스에 공급한다. 이 때문에, 연소가스 중의 KCl의 존재량에 대하여 적절한 양의 유황성분을 공급할 수 있기 때문에, KCl의 농도를 효과적으로 저감시켜, KCl에 의한 연소설비(100) 내의 각 장치 내의 부식을 효과적으로 억제할 수 있다.Moreover, in this embodiment, the supply amount of a sulfur component is controlled based on the density|concentration of KCl calculated by the
다만, 본 실시형태에 있어서도, KCl 및 플라이애시의 흡광도 및/또는 투과율을 산출하고, 당해 값으로부터 KCl의 농도를 산출하는 양태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 당해 양태에 한정되는 것은 아니며, KCl의 농도를 산출하지 않고, 산출부(52)에 있어서 KCl의 흡광도 및/또는 투과율만을 산출하며, 당해 값에 근거하여 이후의 공정을 실시하는 양태여도 된다.However, also in this embodiment, the absorbance and/or transmittance of KCl and fly ash were calculated, and the aspect of calculating the concentration of KCl from the value was described, but the present invention is not limited to the aspect, and the KCl An aspect in which only the absorbance and/or transmittance of KCl is calculated in the
(그 외의 양태)(Other aspects)
제2 실시형태에 있어서는, 외부계측부(142)를 구비한 계측유닛(140)을 이용한 양태에 대하여 설명했지만, 계측유닛으로서, 도 5에 나타내는 바와 같은 구조를 갖는 계측유닛(160)을 이용해도 된다. 도 5는, 제2 실시형태에 있어서의 계측유닛의 다른 양태를 나타내는 개략도이다.In the second embodiment, the aspect using the
도 5에 나타내는 바와 같이 계측유닛(160)은, 사이클론(130)으로부터 공급된 연소가스가 유통되는 본관(141)을 구비하고 있으며, 본관(141) 내에 발광기(162)와 분광계(164)가 설치되어 있다. 본관(141) 내에 있어서는, 지면 좌방으로부터 우방을 향하여 연소가스가 유통된다. 또, 본관(141)의 관내는, 발광기(162)와 분광계(164)에 의하여 연소가스의 유로가 좁혀져 있다. 이와 같이 발광기(162)와 분광계(164)의 사이를 좁힘으로써, 간편한 구성으로 계측유닛(160)에 있어서의 광로길이(발광기(144)와 분광계(146)의 거리)를 짧게 할 수 있다. 이와 같이, 계측유닛(160)에 있어서의 광로길이를 측정대상이 되는 보일러 중의 가스의 종류나 농도에 적합한 길이로 적절히 조정함으로써 연소가스 중의 각 성분의 농도의 측정정밀도를 높일 수 있다.As shown in FIG. 5 , the
또, 상술한 각 실시형태에 있어서는, 제1 및 제2 광원부를 이용하여, 산출부에 의하여 산출된 제1 측정대상의 농도에 근거하여 부식억제제를 공급하는 구성으로 했지만, 본 발명은 이들 양태에 한정되지 않고, 예를 들면, 3종의 광원부를 이용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 제1 및 2의 광원부 등에 더하여, 부식억제제로부터 생성된 제3 측정대상의 흡수스펙트럼이며 또한 제1 및 제2 측정대상의 흡수스펙트럼과는 다른 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을 출사하는 발광다이오드를 구비한 제3 광원부와, 제3 광원부로부터 출사된 조사광을 수광하는 제3 수광부를 더 설치할 수 있다. 이와 같은 양태에 있어서는, 산출부가, 제3 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I3 및 제2 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I2에 근거하여 연소가스 중의 제3 측정대상의 흡광도 및 투과율을 산출하고, 당해 값에 근거하여 그 농도를 산출하며, 공급량제어부가, 산출부에 의하여 산출된 제1 및 제3 측정대상의 흡광도 또는 투과율, 혹은, 당해 값에 근거하여 산출된 농도에 근거하여 상기 부식억제제의 공급량을 제어하도록 구성할 수 있다.Further, in each of the above-described embodiments, the first and second light source units were used to supply the corrosion inhibitor based on the concentration of the first measurement target calculated by the calculation unit, but the present invention is not limited to these aspects. It is not limited, For example, it is also possible to use 3 types of light source parts. For example, in addition to the first and second light sources, etc., irradiation light in an absorption wavelength band including an absorption spectrum of the third measurement object generated from the corrosion inhibitor and different from the absorption spectrum of the first and second measurement objects A third light source unit having a light emitting diode for emitting light and a third light receiving unit for receiving irradiation light emitted from the third light source unit may be further installed. In such an aspect, the calculation unit calculates the absorbance and transmittance of the third measurement target in the combustion gas based on the transmitted light intensity I 3 of the irradiated light received by the third light receiving unit and the transmitted light intensity I 2 of the irradiated light received by the second light receiving unit. and calculates the concentration based on the value, and the supply amount control unit calculates the absorbance or transmittance of the first and third measurement objects calculated by the calculation unit, or the corrosion based on the concentration calculated based on the value. It can be configured to control the feed amount of the inhibitor.
이와 같은 예로서는, 예를 들면, 연소대상물로서 바이오매스연료를 이용하여, 제1 측정대상을 KCl, 제2 측정대상을 플라이애시, 제3 측정대상을 유황성분으로부터 생성되는 SO2로 하며, 제1 광원부에 있어서는 KCl의 흡수스펙트럼에 대응하는 약 250nm의 파장을 갖는 발광다이오드를 이용하고, 또 제2 광원부에 있어서는 약 400nm의 파장을 갖는 발광다이오드를 이용하며, 제3 광원부에 있어서는 SO2의 흡수스펙트럼에 대응하는 약 290nm의 파장을 갖는 발광다이오드를 이용하는 양태를 들 수 있다. 당해 양태에 의하면, 부식억제제로서 공급되는 유황성분으로부터 발생하는 SO2의 흡광도 및 투과율을 산출하며, 당해 값에 근거하여 그 농도를 산출할 수 있기 때문에, SO2의 농도에 근거하여 공급량제어부에 있어서 유황성분이 과잉되게 공급되었다고 판단한 경우에 유황성분의 공급량을 저하시켜, 보다 적정한 양의 부식억제제를 제공할 수 있다.As such an example, for example, using biomass fuel as a combustion object, the first measurement object is KCl, the second measurement object is fly ash, and the third measurement object is SO 2 generated from a sulfur component, and the first In the light source unit, a light emitting diode having a wavelength of about 250 nm corresponding to the absorption spectrum of KCl is used, and in the second light source unit, a light emitting diode having a wavelength of about 400 nm is used, and in the third light source unit, an absorption spectrum of SO 2 An embodiment using a light emitting diode having a wavelength of about 290 nm corresponding to . According to this aspect, the absorbance and transmittance of SO 2 generated from the sulfur component supplied as a corrosion inhibitor can be calculated, and the concentration can be calculated based on the values, so based on the concentration of SO 2 in the supply amount control unit When it is determined that the sulfur component is excessively supplied, the supply amount of the sulfur component is reduced to provide a more appropriate amount of the corrosion inhibitor.
상술한 발명의 실시형태를 통하여 설명된 실시양태는, 용도에 따라 적절히 조합하거나, 또는 변경 혹은 개량을 더하여 이용할 수 있다. 또, 본 발명은 상술한 실시형태의 기재에 한정되는 것은 아니다.The embodiments described through the embodiments of the invention described above can be used in appropriate combinations or by adding changes or improvements depending on the use. In addition, this invention is not limited to description of embodiment mentioned above.
10, 100…연소설비
20, 120…연소로
22…연소대상물공급기
30, 140…계측유닛
31, 148…부식억제제공급장치
32, 144, 162…발광기
32A, 32B…광원부
34, 146, 164…분광계
34A, 34B…수광부
37…빔스플리터
38…포토다이오드
40, 150…과열기
50…제어유닛
52…산출부
54…공급량제어부
122…연료공급기
130…사이클론
141…본관
142…외부계측부10, 100… combustion equipment
20, 120… combustion furnace
22… Combustion object feeder
30, 140… measuring unit
31, 148… Corrosion inhibitor supply device
32, 144, 162… emitter
32A, 32B... light source
34, 146, 164... spectrometer
34A, 34B... light receiver
37… beam splitter
38… photodiode
40, 150… superheater
50… control unit
52… output unit
54… supply control unit
122… fuel supply
130… cyclone
141… Main building
142… external measurement
Claims (7)
상기 연소대상물의 연소에 의하여 발생한 제2 측정대상의 흡수스펙트럼이며 또한 상기 제1 측정대상의 흡수스펙트럼과는 다른 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을 출사하는 발광다이오드를 구비한 제2 광원부와,
상기 제1 광원부로부터 출사된 조사광을 수광하는 제1 수광부와,
상기 제2 광원부로부터 출사된 조사광을 수광하는 제2 수광부와,
상기 제1 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I1 및 상기 제2 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I2에 근거하여, 상기 연소대상물을 연소한 연소가스 중의 상기 제1 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율을 산출하는 산출부를 구비한 부식방지장치.A first light source unit having a light emitting diode that emits irradiated light in an absorption wavelength band including an absorption spectrum of a first measurement target generated by combustion of a combustion target;
A second light source unit having a light emitting diode emitting light of an absorption wavelength band that is an absorption spectrum of a second measurement target generated by combustion of the combustion target and includes an absorption spectrum different from the absorption spectrum of the first measurement target; ,
a first light receiving unit for receiving the irradiated light emitted from the first light source unit;
a second light receiving unit for receiving the irradiated light emitted from the second light source unit;
Based on the transmitted light intensity I 1 of the irradiated light received by the first light receiving unit and the transmitted light intensity I 2 of the irradiated light received by the second light receiving unit, the absorbance and/or Corrosion prevention device having a calculator for calculating the transmittance.
상기 제1 측정대상과 반응하는 부식억제제를 상기 연소가스에 공급하는 부식억제제공급부와, 상기 부식억제제공급부로부터 공급되는 상기 부식억제제의 공급량을 제어하는 공급량제어부를 구비한 부식방지장치.According to claim 1,
Corrosion prevention device having a corrosion inhibitor supply unit for supplying a corrosion inhibitor reacting with the first measurement target to the combustion gas, and a supply quantity control unit for controlling the supply amount of the corrosion inhibitor supplied from the corrosion inhibitor supply unit.
상기 공급량제어부는, 상기 산출부에 의하여 산출된 상기 제1 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율에 근거하여 상기 부식억제제의 공급량을 제어하는 부식방지장치.3. The method of claim 2,
The supply amount control unit, a corrosion preventing device for controlling the supply amount of the corrosion inhibitor based on the absorbance and / or transmittance of the first measurement target calculated by the calculator.
상기 부식억제제로부터 생성된 제3 측정대상의 흡수스펙트럼이며 또한 제1 및 제2 측정대상의 흡수스펙트럼과는 다른 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을 출사하는 발광다이오드를 구비한 제3 광원부와, 상기 제3 광원부로부터 출사된 조사광을 수광하는 제3 수광부를 더 구비하고,
상기 산출부는, 상기 제3 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I3 및 상기 제2 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I2에 근거하여, 상기 연소가스 중의 상기 제3 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율을 산출하며,
상기 공급량제어부는, 상기 산출부에 의하여 산출된 상기 제1 및 제3 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율에 근거하여 상기 부식억제제의 공급량을 제어하는 부식방지장치.3. The method of claim 2,
A third light source unit having a light emitting diode that emits irradiated light in an absorption wavelength band that is an absorption spectrum of the third measurement target generated from the corrosion inhibitor and includes an absorption spectrum different from the absorption spectrum of the first and second measurement targets; , Further comprising a third light receiving unit for receiving the irradiation light emitted from the third light source unit,
The calculation unit, based on the transmitted light intensity I 3 of the irradiated light received by the third light receiving unit and the transmitted light intensity I 2 of the irradiated light received by the second light receiving unit, the absorbance and/or transmittance of the third measurement target in the combustion gas to calculate,
The supply amount control unit, a corrosion preventing device for controlling the supply amount of the corrosion inhibitor based on the absorbance and / or transmittance of the first and third measurement objects calculated by the calculator.
상기 제1 광원부로부터 출사된 조사광, 및, 상기 제2 광원부로부터 출사된 조사광을, 각각 제1 수광부 또는 제2 수광부로 수광하며,
상기 제1 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I1 및 상기 제2 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I2에 근거하여 상기 제1 측정대상의, 흡광도 및/또는 투과율을 산출부에 의하여 산출하는, 부식방지방법.The irradiated light in the absorption wavelength band including the absorption spectrum of the first measurement target generated by the combustion of the combustion target, and the absorption spectrum of the second measurement target generated by the combustion of the combustion target, and the absorption spectrum of the first measurement target Irradiated light of an absorption wavelength band including an absorption spectrum different from that is irradiated from a first light source unit or a second light source unit each having a light emitting diode toward the combustion gas that has combusted the combustion target,
The irradiated light emitted from the first light source unit and the irradiated light emitted from the second light source unit are received by a first light receiving unit or a second light receiving unit, respectively,
Based on the transmitted light intensity I 1 of the irradiated light received by the first light receiving unit and the transmitted light intensity I 2 of the irradiated light received by the second light receiving unit, the absorbance and/or transmittance of the first measurement target is calculated by a calculator, Corrosion prevention method.
상기 산출부에 의하여 산출된 상기 제1 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율에 근거하여 상기 제1 측정대상과 반응하는 부식억제제의 공급량을 제어하고, 상기 부식억제제를 상기 연소가스에 공급하는, 부식방지방법.6. The method of claim 5,
Controlling the supply amount of the corrosion inhibitor reacting with the first measurement object based on the absorbance and/or transmittance of the first measurement object calculated by the calculator, and supplying the corrosion inhibitor to the combustion gas, corrosion prevention Way.
상기 부식억제제로부터 생성된 제3 측정대상의 흡수스펙트럼이며 또한 제1 및 제2 측정대상의 흡수스펙트럼과는 다른 흡수스펙트럼을 포함하는 흡수파장대의 조사광을, 상기 연소가스를 향하여, 발광다이오드를 구비한 제3 광원부로부터 더 출사하고,
상기 제3 광원부로부터 출사된 조사광을 제3 수광부로 수광하며,
상기 제3 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I3 및 상기 제2 수광부로 수광한 조사광의 투과광강도 I2에 근거하여 상기 제3 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율을 상기 산출부에 의하여 산출하고,
상기 산출부에 의하여 산출된 상기 제1 및 제3 측정대상의 흡광도 및/또는 투과율에 근거하여 상기 제1 측정대상과 반응하는 부식억제제의 공급량을 제어하며, 상기 부식억제제를 상기 연소가스에 공급하는 부식방지방법.
7. The method of claim 6,
A light emitting diode is provided for irradiated light of an absorption wavelength band that is an absorption spectrum of the third measurement target generated from the corrosion inhibitor and includes an absorption spectrum different from the absorption spectrum of the first and second measurement targets, toward the combustion gas. Further emitted from a third light source,
receiving the irradiated light emitted from the third light source unit to a third light receiving unit;
Based on the transmitted light intensity I 3 of the irradiated light received by the third light receiving unit and the transmitted light intensity I 2 of the irradiated light received by the second light receiving unit, the absorbance and/or transmittance of the third measurement target is calculated by the calculation unit,
Controlling the supply amount of the corrosion inhibitor reacting with the first measurement object based on the absorbance and/or transmittance of the first and third measurement objects calculated by the calculator, and supplying the corrosion inhibitor to the combustion gas Corrosion prevention method.
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