KR20220158483A - 연소 상태 진단 장치, 연소 상태 진단 시스템 및 연소 상태 진단 방법 - Google Patents
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Abstract
실시예는 기설정된 송신 기준에 따른 초음파를 송신하여, 상기 초음파가 송신된 위치의 반대 방향에서 상기 초음파를 수신하고, 수신 결과를 근거로 상기 초음파의 주파수, 상기 초음파의 크기의 미분값 및 상기 초음파의 진행 시간의 미분값 중 하나 이상을 연산하고, 연산 결과를 근거로 상기 초음파 및 상기 연소 가스 중 하나 이상의 변화를 분석하여, 분석 결과에 따라 상기 연소기의 연소 상태를 진단하는 연소 상태 진단 장치, 연소 상태 진단 시스템 및 연소 상태 진단 방법에 관한 것이다.
Description
본 명세서의 실시예는 가스 터븐 연소기 내부에서의 연소 상태를 초음파를 이용하여 진단하는 연소 상태 진단 장치, 연소 상태 진단 시스템 및 연소 상태 진단 방법에 관한 것이다.
가스 터빈 발전 시스템은 노즐에서 분사되어 연소되는 연료의 화염 상태에 관한 정밀한 모니터링을 통해 가스터빈 연소기 내의 불안정한 연소로 인한 연소기의 소손사고 등을 효과적으로 방지함은 물론, 연소 효율을 증대하는 방향으로 지속적인 개발이 이루어지고 있다.
그 중 연료의 화염 상태를 감시 및 제어하기 위해 가스터빈 연소기 측에 동압 센서를 장착하여 동압의 크기 및 주파수를 분석하게 되며, 소정범위 이상의 동압 신호가 감지되면, 그 초과 변화량의 크기에 따라 적절한 경보 조치가 단계별로 이루어지도록 하고 있다.
하지만, 연소 상태의 불안정을 일으키는 외적 요소들로는 연료품질 불균형, 운전자 오작동, 대기 온습도 변화, 설비의 노화 등 다양한 원인이 있을 수 있어, 연소 동압을 감시하는 것만으로 연소 상태의 불안정을 정확하게 진단하기는 어려운 관계로, 동압 센서를 통한 연소 상태 감시와 함께 다양한 센서가 가스터빈 연소상태진단장치에 부가되어 활용되고 있다.
아울러 석탄가스화 복합발전(Integrated Gasification Combined Cyle, IGCC) 기술이 부각됨에 따라, 연소를 위해 합성가스가 가스터빈 발전시스템에 공급되게 되는데, 이 경우 전단압력의 섭동이 생겨 연소의 불안정을 야기하고 있어 정확한 연소 진단의 필요성이 더욱 커지고 있다.
더불어, 최근에는 Biogas, DME(Dimethyl Ether), SNG(Synthetic Natural Gas) 등 다양한 발전 연료 및 신재생에너지를 가스터빈 발전시스템에 적용하고 있으며, 각각의 연료의 특성에 따라 연소 현상이 크게 달라지므로 이에 부합하는 정밀한 연소 진단이 필요하다.
특히, 배기가스 중 NO2와 CO와 같은 유해물질의 함량은 연소기 내의 화염 온도에 따라 달라지는 특성이 있기 때문에 연소기 내 화염 온도의 정밀한 측정은 연료의 불완전 연소 여부를 판별하는 기준으로서 중요한 의미를 갖는다.
종래에는 동압 센서를 연소기에 장착하여 가스터빈의 연소상태를 진단하였는데, 이러한 진단 방식은 제작사 엔지니어의 경험적, 주관적 판단에 의해 수동적으로 진단이 이루어져 연소 불안정의 감시 및 연소 튜닝에 문제 여지가 있었다.
이를테면, 연소 불안정 상황에 대한 잘못된 진단이나, 최적화되지 않은 연소 튜닝이 이루어지게 될 우려가 있었는데, 이러한 우려는 가스터빈 연소 불안정 사고, 발전소 효율 저감, 또는 유해배기가스 다량배출 등의 문제를 야기하게 되므로 개선할 필요가 있다.
본 명세서의 실시예는, 상술한 바와 같은 문제를 해결하는 것을 과제로 한다.
즉, 본 명세서는 상술한 바와 같은 종래기술의 문제를 해결할 수 있는 연소 상태 진단 장치, 연소 상태 진단 시스템 및 연소 상태 진단 방법의 실시예를 제공하고자 한다.
구체적으로는, 초음파를 이용하여 연소 온도, 연소 동압, 연소 가스 농도의 시간에 따른 변화를 정확하고 정밀하게 측정하여 연소 상태를 진단할 수 있는 연소 상태 진단 장치, 연소 상태 진단 시스템 및 연소 상태 진단 방법의 실시예를 제공하고자 한다.
또한, 간단한 구성으로 정확하게 연소 상태를 진단할 수 있는 연소 상태 진단 장치, 연소 상태 진단 시스템 및 연소 상태 진단 방법의 실시예를 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 명세서의 실시예는, 연소 가스가 분사된 측정부에 초음파를 방사한 후, 초음파의 수신 결과를 이용하여 가스 터빈 내부의 연소 현상을 분석하는 것을 해결 수단으로 한다.
구체적으로는, 기설정된 송신 기준에 따른 초음파를 송신하여, 상기 초음파가 송신된 위치의 반대 방향에서 상기 초음파를 수신하고, 수신 결과를 근거로 상기 초음파의 주파수, 상기 초음파의 크기의 미분값 및 상기 초음파의 진행 시간의 미분값 중 하나 이상을 연산하고, 연산 결과를 근거로 상기 초음파 및 상기 연소 가스 중 하나 이상의 변화를 분석하여, 분석 결과에 따라 상기 연소기의 연소 상태를 진단하는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기와 같은 기술적 특징은 가스 터빈의 연소기의 연소 상태를 진단하기 위한 장치, 시스템 및 방법에 적용되어 실시될 수 있으며, 본 명세서는 상기와 같은 기술적 특징을 과제 해결 수단으로 하는 연소 상태 진단 장치, 연소 상태 진단 시스템 및 연소 상태 진단 방법의 실시예를 제공하고자 한다.
상기와 같은 기술적 특징을 과제 해결 수단으로 하는 본 명세서의 연소 상태 진단 장치의 실시예는, 연소기의 배관으로부터 연소 가스가 인입되는 이송부, 상기 이송부를 통해 이송되는 상기 연소 가스가 분사되는 측정부, 상기 측정부의 일측면에서 초음파를 송신하는 송신부, 상기 측정부의 타측면에서 상기 초음파를 수신하는 수신부 및 상기 초음파의 송신 지령을 상기 송신부에 전송하고, 상기 수신부로부터 상기 초음파의 수신 결과를 전송받아 상기 가스 터빈의 구동을 제어하는 제어 장치에 전달하는 처리부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 연소 상태 진단 장치는, 외팔보 형태로 상기 배관의 상부측에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이송부는, 상기 배관에 수직으로 연결되어, 상기 배관으로부터 상기 연소 가스가 인입되는 인입부, 하나 이상의 분사구가 수평 방향으로 형성되어, 상기 인입부를 통해 인입된 상기 연소 가스를 상기 측정부에 분사하는 분사부 및 상기 배관에 수직으로 연결되어, 상기 분사부를 통과한 상기 연소 가스가 상기 배관으로 배출되는 배출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 인입부는, 상기 배관에서 상기 연소 가스가 유동하는 방향을 마주보는 방향으로 포집부가 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이송부로 둘러싸인 공간에 구비되어, 상기 배관으로 초음파를 송신 및 상기 배관에서 반사된 초음파를 수신하는 챔버부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 챔버부는, 상기 배관으로 초음파를 송신 및 상기 배관에서 반사된 초음파를 수신하는 송수신부 및 상기 송수신부의 축 각도를 조절하는 조절부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 챔버부의 온도가 일정 온도 이상이 되면 상기 챔버부와 상기 배관을 분리하는 개폐부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 기술적 특징을 과제 해결 수단으로 하는 본 명세서의 연소 상태 진단 시스템의 실시예는, 연소기의 배관으로부터 연소 가스가 인입되는 이송부, 상기 이송부를 통해 이송되는 상기 연소 가스가 분사되는 측정부, 상기 측정부의 일측면에서 초음파를 송신하는 송신부, 상기 측정부의 타측면에서 상기 초음파를 수신하는 수신부, 상기 초음파의 송신 지령을 상기 송신부에 전송하고, 상기 수신부로부터 상기 초음파의 수신 결과를 전송받는 처리부 및 상기 송신 지령을 생성하여 상기 처리부에 전달하고, 상기 처리부로부터 상기 수신 결과를 전달받아, 상기 수신 결과를 근거로 상기 연소기의 연소 상태를 진단하는 진단부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 이송부는, 상기 배관에 수직으로 연결되어, 상기 배관으로부터 상기 연소 가스가 인입되는 인입부, 하나 이상의 분사구가 수평 방향으로 형성되어, 상기 인입부를 통해 인입된 상기 연소 가스를 상기 측정부에 분사하는 분사부 및 상기 배관에 수직으로 연결되어, 상기 분사부를 통과한 상기 연소 가스가 상기 배관으로 배출되는 배출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 인입부는, 상기 배관에서 상기 연소 가스가 유동하는 방향을 마주보는 방향으로 포집부가 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 진단부는, 상기 측정부의 온도를 모니터링한 결과, 상기 측정부의 온도와 상기 연소기의 온도의 차이가 일정 범위 이내에 해당하는 경우, 상기 초음파를 기설정된 송신 기준에 따라 송신하도록 상기 송신 지령을 생성하여, 상기 송신 지령을 상기 처리부에 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 송신 기준은, 상기 초음파의 주파수, 크기 및 형태 중 하나 이상에 대한 기준일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 진단부는, 상기 수신 결과를 근거로 상기 초음파의 주파수, 상기 초음파의 크기의 미분값 및 상기 초음파의 진행 시간의 미분값 중 하나 이상을 연산하고, 연산 결과를 근거로 상기 초음파 및 상기 연소 가스 중 하나 이상의 변화를 분석하여, 분석 결과에 따라 상기 연소기의 연소 상태를 진단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 진단부는, 상기 분석 결과에 따라 상기 연소기의 연소 상태를 복수의 상태 등급으로 구분하여 진단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 진단부는, 상기 연산 결과를 근거로 상기 초음파의 주파수가 변조된 정도를 분석하여, 분석 결과에 따라 상기 연소 가스의 불안정 연소를 진단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 진단부는, 상기 연산 결과를 근거로 상기 초음파의 크기가 변조된 정도를 분석하여, 분석 결과에 따라 상기 연소 가스의 연소 진동을 진단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 진단부는, 상기 연산 결과를 근거로 상기 연소 가스의 농도 및 온도의 변화를 분석하여, 분석 결과에 따라 상기 연소 가스의 불안정 연소를 진단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이송부로 둘러싸인 공간에 구비되어, 상기 배관으로 초음파를 송신 및 상기 배관에서 반사된 초음파를 수신하는 챔버부를 더 포함하고, 상기 진단부는, 상기 수신 결과를 근거로 연산한 결과에 상기 송수신 결과를 근거로 연산한 조절 각도를 반영하여 상기 초음파의 진행 시간을 분석할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 챔버부는, 상기 배관으로 초음파를 송신 및 상기 배관에서 반사된 초음파를 수신하는 송수신부 및 상기 송수신부의 축 각도를 조절하는 조절부를 포함하고, 상기 진단부는, 상기 배관 내의 상기 연소 가스의 유속에 따라 상기 조절부를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 챔버부의 온도가 일정 온도 이상이 되면 상기 챔버부와 상기 배관을 분리하는 개폐부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기와 같은 기술적 특징을 과제 해결 수단으로 하는 본 명세서의 연소 상태 진단 방법의 실시예는, 연소기로부터 인입된 연소 가스가 측정부 내부에 분사되는 단계, 상기 측정부의 온도가 상기 연소실의 온도와 기설정된 차이 기준 이내에 해당하는 크기로 형성되는 단계, 기설정된 송신 기준에 따른 초음파를 송신하는 단계, 상기 초음파가 송신된 위치의 반대 방향에서 상기 초음파를 수신하는 단계, 수신 결과를 근거로 상기 초음파의 주파수, 상기 초음파의 크기의 미분값 및 상기 초음파의 진행 시간의 미분값 중 하나 이상을 연산하는 단계, 연산 결과를 근거로 상기 초음파 및 상기 연소 가스 중 하나 이상의 변화를 분석하는 단계 및 분석 결과에 따라 상기 연소기의 연소 상태를 진단하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 연소 상태 진단 장치, 연소 상태 진단 시스템 및 연소 상태 진단 방법은, 연소 가스가 분사된 측정부에 초음파를 방사한 후, 초음파의 수신 결과를 이용하여 가스 터빈 내부의 연소 현상을 분석함으로써, 초음파 센서를 이용한 간단한 구성으로 연소 온도, 연소 동압, 연소 가스 농도의 시간에 따른 변화를 정확하고 정밀하게 측정하여 연소 상태를 진단할 수 있게 되는 효과가 있다.
이에 따라, 연소 상태를 진단하기 위한 수단의 제작 및 설계가 간편해지게 됨은 물론, 제작 및 설계에 소모되는 비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.
또한, 실시예에 따른 연소 상태 진단 장치, 연소 상태 진단 시스템 및 연소 상태 진단 방법은, 초음파를 이용한 연소 가스 비접촉 방식으로 연소 상태를 진단하게 됨으로써, 유동에 교란이 없고, 고온에 노출되지 않아 진단 수단의 안정성 및 신뢰성이 증대될 수 있게 되는 효과가 있다.
아울러, 실시예에 따른 연소 상태 진단 장치, 연소 상태 진단 시스템 및 연소 상태 진단 방법은, 초음파의 송수신 결과로부터 도출된 연산 결과를 이용하여 연소 상태를 진단하게 됨으로써, 다양한 데이터의 축적 및 유지, 보수 및 관리의 활용이 용이해지게 될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 실시예에 따른 연소 상태 진단 장치 및 연소 상태 진단 시스템의 구성도.
도 2는 실시예에 따른 연소 상태 진단 장치 및 연소 상태 진단 시스템의 구체적인 구성도.
도 3은 챔버부의 각도 조절 예시를 설명하기 위한 예시도.
도 4는 개폐부의 개폐 예시를 설명하기 위한 예시도.
도 5는 실시예에 따른 연소 상태 진단 방법의 순서도.
도 2는 실시예에 따른 연소 상태 진단 장치 및 연소 상태 진단 시스템의 구체적인 구성도.
도 3은 챔버부의 각도 조절 예시를 설명하기 위한 예시도.
도 4는 개폐부의 개폐 예시를 설명하기 위한 예시도.
도 5는 실시예에 따른 연소 상태 진단 방법의 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
먼저, 연소 상태 진단 장치 및 연소 상태 진단 시스템의 실시예에 따른 구성을 설명한다.
도 1은 연소 상태 진단 시스템(1000)(이하, 진단 시스템이라 칭한다)의 구성도로, 가스 터빈의 연소기(10), 연소 상태 진단 장치(100)(이하, 진단 장치라 칭한다) 및 진단부(200)를 포함한다.
상기 진단 장치(100)는, 이송부(110), 측정부(120), 송신부(130), 수신부(140) 및 처리부(150)를 포함하여, 상기 연소기(10)의 배관에 연결된다. 상기 진단 장치(100)는, 상기 연소기(10)의 배관으로부터 연소 가스가 인입되어, 상기 연소기(10)의 연소 상태를 진단하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 진단 장치(100)는, 상기 연소기(10)의 연소 상태를 진단하는 상기 진단부(200)와 통신 연결되어, 상기 진단부(200)와 데이터를 송수신할 수 있다.
이와 같은 상기 진단 시스템(1000)은, 상기 진단 장치(100)가 상기 연소기(10)의 배관으로부터 연소 가스를 인입하여 상기 연소기(10)의 연소 상태를 진단하기 위한 기능을 수행하고, 상기 진단부(200)가 상기 진단 장치(100)의 수행 결과를 근거로 상기 연소기(10)의 연소 상태를 진단하게 된다.
여기서, 상기 진단부(200)는, 상기 가스 터빈의 구동을 제어하는 제어 장치일 수 있다. 이를테면, 상기 가스 터빈을 원격 제어하는 컴퓨터 또는 제어 단말일 수 있다. 또한, 상기 진단부(200)는, 상기 연소기(10)의 연소 상태를 진단하기 위한 진단 전용 장치일 수도 있다.
상기 진단 장치(100)는 또한, 상기 연소기(10)의 연소 상태를 진단하기 위한 기능을 수행하는 하나 이상의 구성을 더 포함할 수 있다. 이를테면, 챔버부(160)를 더 포함할 수 있다.
이처럼 상기 연소기(10), 상기 진단 장치(100) 및 상기 진단부(200)를 포함하여, 상기 연소기(10)의 연소 상태를 진단하는 상기 진단 시스템(1000)의 구체적인 구성은 도 2에 도시된 바와 같을 수 있다.
상기 진단 시스템(1000)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 연소기(10)의 배관으로부터 연소 가스가 인입되는 상기 이송부(110), 상기 이송부(110)를 통해 이송되는 상기 연소 가스가 분사되는 상기 측정부(120), 상기 측정부(120)의 일측면에서 초음파를 송신하는 상기 송신부(130), 상기 측정부(120)의 타측면에서 상기 초음파를 수신하는 수신부(140) 및 상기 초음파의 송신 지령을 상기 송신부(130)에 전송하고, 상기 수신부(140)로부터 상기 초음파의 수신 결과를 전송받는 상기 처리부(150)를 포함하는 상기 진당 장치(100)와, 상기 송신 지령을 생성하여 상기 처리부(150)에 전달하고, 상기 처리부(150)로부터 상기 수신 결과를 전달받아, 상기 수신 결과를 근거로 상기 연소기(10)의 연소 상태를 진단하는 상기 진단부(200)를 포함한다.
상기 진단 시스템(1000)에서 상기 진단 장치(100)는, 외팔보 형태로 상기 배관의 상부측에 연결되어, 상기 배관으로부터 상기 연소 가스가 인입될 수 있다.
상기 이송부(110)는, 상기 배관에 수직으로 연결되어, 상기 배관으로부터 상기 연소 가스가 인입되는 인입부(111), 하나 이상의 분사구(H)가 수평 방향으로 형성되어, 상기 인입부(111)를 통해 인입된 상기 연소 가스를 상기 측정부(120)에 분사하는 분사부(112) 및 상기 배관에 수직으로 연결되어, 상기 분사부(112)를 통과한 상기 연소 가스가 상기 배관으로 배출되는 배출부(113)를 포함할 수 있다. 상기 인입부(111)는, 상기 배관에서 상기 연소 가스가 유동하는 방향을 마주보는 방향으로 포집부(P)가 형성될 수 있다.
상기 측정부(120)는, 상기 연소 가스가 분사된 상태에서 상기 초음파가 송수신될 수 있다. 상기 측정부(120)의 일측면에는 상기 송신부(130)가 구비되고, 상기 송신부(130)의 반대측면에는 상기 수신부(140)가 구비될 수 있다.
상기 송신부(130)는, 상기 초음파를 송신하는 초음파 송신 센서일 수 있고, 상기 수신부(140)는, 상기 초음파를 수신하는 초음파 수신 센서일 수 있다.
상기 처리부(150)는, 상기 송신부(130)에 상기 송신 지령을 전송하여, 상기 송신부(130)가 상기 송신 지령에 따라 상기 초음파를 송신하도록 하고, 상기 수신부(140)로부터 상기 수신 결과를 전송받아, 상기 진단부(200)가 상기 수신 결과를 근거로 상기 연소기(10)의 연소 상태를 진단하도록 상기 상기 수신 결과를 상기 진단부(200)로 전달할 수 있다.
상기 진단부(200)는, 상기 측정부(120)의 온도를 모니터링한 결과, 상기 측정부(120)의 온도와 상기 연소기(10)의 온도의 차이가 일정 범위 이내에 해당하는 경우, 상기 초음파를 기설정된 송신 기준에 따라 송신하도록 상기 송신 지령을 생성하여, 상기 송신 지령을 상기 처리부(150)에 전달할 수 있다. 이를테면, 상기 측정부(120)의 온도가 상기 연소기의 온도 차이가 -1℃이고, 상기 일정 범위가 ±2℃인 경우, 상기 측정부(120)의 온도와 상기 연소기(10)의 온도의 차이가 일정 범위 이내에 해당하여, 상기 송신 기준에 따른 상기 송신 지령을 상기 처리부(150)에 전달할 수 있다. 이에 따라, 상기 처리부(150)가 상기 송신 지령을 상기 송신부(130)에 전송하게 됨으로써, 상기 송신부(130)가 상기 송신 기준에 따른 초음파를 상기 측정부(120)에 방사하게 될 수 있다. 여기서, 상기 송신 기준은, 상기 초음파의 주파수, 크기 및 형태 중 하나 이상에 대한 기준일 수 있다. 즉, 상기 진단부(200)는, 상기 측정부(120)의 온도와 상기 연소기(10)의 온도의 차이가 일정 범위 이내에 해당하는 경우, 상기 초음파의 주파수, 크기 및 형태 중 하나 이상에 대한 상기 송신 기준에 따른 초음파가 상기 측정부(120)에 방사되도록 제어하게 될 수 있다.
상기 진단부(200)는, 상기 수신 결과를 근거로 상기 초음파의 주파수, 상기 초음파의 크기의 미분값 및 상기 초음파의 진행 시간의 미분값 중 하나 이상을 연산하고, 연산 결과를 근거로 상기 초음파 및 상기 연소 가스 중 하나 이상의 변화를 분석하여, 분석 결과에 따라 상기 연소기(10)의 연소 상태를 진단할 수 있다. 이때, 상기 진단부(200)는, 상기 분석 결과에 따라 상기 연소기(10)의 연소 상태를 복수의 상태 등급으로 구분하여 진단할 수 있다. 이를테면, 상기 연소기(10)의 연소 상태를 안정, 주의 및 위험 순으로 등급을 구분하여 진단하게 될 수 있다.
상기 진단부(200)는, 상기 연산 결과를 근거로 상기 초음파의 주파수가 변조된 정도를 분석하여, 분석 결과에 따라 상기 연소 가스의 불안정 연소를 진단할 수 있다. 이를테면, 상기 초음파의 주파수를 연산하여 상기 초음파의 주파수의 변화를 분석함으로써, 상기 초음파의 주파수 변화 정도에 따른 상기 연소기(10)의 연소 상태를 진단하게 될 수 있다.
상기 진단부(200)는 또한, 상기 연산 결과를 근거로 상기 초음파의 크기가 변조된 정도를 분석하여, 분석 결과에 따라 상기 연소 가스의 연소 진동을 진단할 수 있다. 이를테면, 상기 초음파의 크기의 미분값을 연산하여 상기 초음파의 크기 변화를 분석함으로써, 상기 초음파의 크기 변화에 따른 상기 연소기(10)의 연소 상태를 진단하게 될 수 있다.
상기 진단부(200)는 또한, 상기 연산 결과를 근거로 상기 연소 가스의 농도 및 온도의 변화를 분석하여, 분석 결과에 따라 상기 연소 가스의 불안정 연소를 진단할 수 있다. 이를테면, 상기 초음파의 진행 시간의 미분값을 연산하여 상기 초음파 및 상기 연소 가스의 변화를 분석함으로써, 상기 초음파 및 상기 연소 가스의 변화에 따른 상기 연소기(10)의 연소 상태를 진단하게 될 수 있다.
상기 진단 시스템(1000)은 또한, 상기 이송부(110)로 둘러싸인 공간에 구비되어, 상기 배관으로 초음파를 송신 및 상기 배관에서 반사된 초음파를 수신하는 챔버부(160)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 진단부(200)는, 상기 수신 결과를 근거로 연산한 결과에 상기 송수신 결과를 근거로 연산한 조절 각도를 반영하여 상기 초음파의 진행 시간을 분석할 수 있다.
상기 챔버부(160)는, 상기 배관으로 초음파를 송신 및 상기 배관에서 반사된 초음파를 수신하는 송수신부(161) 및 상기 송수신부(161)의 축 각도를 조절하는 조절부(162)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 진단부(200)는, 상기 배관 내의 상기 연소 가스의 유속에 따라 상기 조절부(162)를 제어할 수 있다.
상기 진단 시스템(1000)은 또한, 상기 챔버부(160)의 온도가 일정 온도 이상이 되면 상기 챔버부(160)와 상기 배관을 분리하는 개폐부(170)를 더 포함할 수 있다.
이하, 이와 같은 구성으로 이루어진 상기 진단 시스템(1000)의 구체적인 진단 원리 및 과정을 설명한다.
가스 터빈 내에서 연소 불안정 발생시 강한 기계 진동이 발생하고, 이는 연소실에 외팔보 형태로 부착된 상기 진단 장치(100)에도 동일한 주파수의 진동을 유발시킨다. 이 때 기계 진동이 발생하면 초음파 센서를 앞뒤로 흔들어서 초음파 송신 센서로부터 발생되는 초음파 신호도 도플러 효과에 의해 주파수의 변조가 일어난다. 이 주파수의 변화 정도를 초음파 수신 센서를 통해 측정하여, 연소 불안정의 발생 여부를 진단하게 될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 연소기(10)의 연소 가스가 포집부(P)를 통해 외팔보 형태의 상기 진단 장치(100)의 측면에 설치된 이송부(110)를 통해 측정부(120)로 이송된다. 이때, 연소 가스가 상기 측정부(120) 내에 고르게 분포되도록 낮은 분사 속도로 분출되기 위해, 수평 방향의 관으로 형성된 상기 분사부(112)에 하나 이상의 분사구(H)가 형성되어, 상기 분사구(H)를 통해 상기 연소 가스가 상기 측정부(120) 내로 분출될 수 있다. 이후 연소 가스는 연속적으로 상기 배출부(113)를 통해 상기 연소기(10)의 배관으로 배출될 수 있다.
상기 연소기(10) 내 온도와 동일한 수준으로 상기 측정부(120) 내 온도가 상승한 상태에서, 상기 처리부(150)에 포함된 함수 발생기 및 상기 송신부(130)를 이용하여 특정 주파수의 초음파를 상기 측정부(120)에 송신할 수 있다. 예를 들어, 상기 함수 발생기를 통해 주파수(f default )가 40kHz이고, 진폭이 ±10V 사각파의 신호를 전송하면, 상기 송신부(130)에서 40kHz의 초음파가 발생될 수 있다.
상기 수신부(140)에서 아날로그 형태의 초음파 신호를 수신한 후, 상기 처리부(150)가 수신 결과를 상기 진단부(200)에 전달하면, 상기 진단부(200)가 상기 수신 결과를 근거로 상기 연소기(10)의 연소 상태를 진단할 수 있다.
상기 진단부(200)는, 상기 수신 결과를 근거로 상기 초음파의 주파수(f default ), 상기 초음파의 크기의 시간 미분값(
), 상기 초음파의 진행 시간의 시간 미분값(
) 중 하나 이상을 연산할 수 있다. 상기 진단부(200)는, 연산 결과를 근거로 상기 연소기(10)의 연소 상태가 복수의 상태 등급 중 어느 등급에 해당하는지 진단하여, 사용자에게 연소 상태를 알리게 될 수 있다.
상기 f default 는 상기 초음파의 수신 주파수를 의미한다. 연소 불안정 발생 시 상기 송신부(130) 및 상기 수신부(140) 중 하나 이상이 앞뒤로 미세하게 떨리는데, 도플러 효과에 의해 주파수가 변조될 수 있다. 이에 따라, 연소 불안정 발생 시 그 떨림의 크기를 상기 수신 주파수가 송신 주파수로부터 벗어난 정도를 통해 판단하여, 연소 불안정 발생 여부를 판별하게 될 수 있다. 이를테면, 상기 송신부(130)는 연소 불안정에 의해 진동하는 가속도에 비례하여 송신 주파수의 변조가 일어나게 되므로, 변조된 주파수의 정도에 따라 연소 불안정 발생 여부 및 진동의 정도에 따른 연소 불안정의 정도를 진단하게 될 수 있다.
상기 
는 상기 초음파의 크기의 시간 미분값을 의미한다. 상기 송신부(130)에서 일정한 크기와 주파수로 신호가 발생할 때, 수신되는 신호도 일정한 크기와 주파수를 가지는데, 여기서, 수신되는 신호의 크기를 Prms라고 하면, Prms의 변화, 즉 수신되는 신호의 크기의 변화를 이용하여 연소 불안정 발생 여부를 판단하게 될 수 있다. 연소 진동 등 외부로부터 진동이 생기는 경우 신호의 크기도 순간적으로 변하기 때문에, Prms의 미분값, 즉 
의 모니터링을 통해 연소 불안정 발생 여부를 판정하게 될 수 있다. 즉, 연소 진동으로 인한 음압의 변화와 초음파의 음의 중첩으로 연소 불안정 발생 여부를 진단하게 될 수 있다.
상기 
는 상기 초음파의 진행 시간의 시간 미분값을 의미한다. 일정한 가스의 온도와 농도 조건에서 안정적인 연소가 이루어진다면, 비열비(, specific heat ratio)가 일정하고, 온도가 일정하여 초음파의 속도도 동일하게 매질을 지나가게 되고, 이로 인해 초음파의 진행속도(
)도 매질의 성분(
, M=일정)과 온도(T=일정)가 일정하기 때문에 TOF도 일정하게 된다. 그러나, 불안정 연소로 인해 가스의 농도 및 온도의 변화가 급격히 생기면 매질의 성분(
, M) 및 온도(T)에 급격한 변화를 주어 TOF도 시간에 따라 급격히 변화하게 된다. 이 원리를 이용하여 상기 초음파의 송신 신호와 수신 신호의 차이인 TOF를 측정한 후 
값을 연산하면, 
값을 통해 연소 상태를 진단하게 될 수 있다. 즉, 상기 초음파의 진행 시간을 측정하여 가스농도 및 온도의 급격한 변화를 확인함으로써, 연소 상태를 진단하게 될 수 있다.
위 3가지 방법을 이용하여 연산 결과를 이용하여 연소 상태를 진단하는 기준의 예시는, 아래 [참고 1 - 표]와 같을 수 있다.
[참고 1 - 표]
온도가 일정할 때, 초음파의 진행 속도는 가스의 농도에만 영향을 받는다. 가스 터빈의 경우 정해진 부하마다 연료 및 공기 공급량 및 스케쥴(Schedule)이 정해져 있고, 터빈 입구 온도(Turbine Inlet Temperature)를 기준으로 가스 터빈이 제어되기 때문에 부하마다 연소 가스 온도는 거의 일정하다. 이에 일정온도 조건에서, TOF를 측정하고 있다가 
의 급격한 상승이나 하강이 있을 경우, 일산화탄소, 질소산화물 혹은 미연탄화수소 등 환경유해한 가스의 발생이 있는 것으로 추정할 수 있다. 이러한 초음파 센서를 이용한 가스 농도의 변화를 측정 방법은 다양한 가스터빈 운영 데이터 및 계측 데이터를 수집하여 DB화함으로써, 가스 농도의 변화 정도를 정량적으로도 유추할 수 있다.
한편, 상기 연소기(10) 내의 연소 가스의 유속이 빨라지면, 상기 초음파가 일직선으로 진행하지 않고, 유속에 의해 연소기 축방향의 상대속도의 성분을 가지게 되며 송신 초음파가 수신되지 않고 이동거리도 달라지게 될 수 있다. 이에, 신호의 발생 강도를 충분히 확보하고, 이동 거리 보정을 위해 상기 조절부(162)를 통해 상기 송수신부(161)를 Tilting시켜 최고의 신호를 획득할 수 있는 각도(
)로 조절할 수 있다.
도 3은 연소 가스의 유속이 빨라졌을 때, 상기 챔버부(160)의 상기 송수신센서(161)가 상기 조절부(162)에 의해 Tilting 되는 일예를 나타낸다.
Tilting으로 인한 TOF의 보정을 위한 식은 아래의 [참고 2 - 수학식]과 같을 수 있다.
[참고 2 - 수학식]
여기서, 상기 
는 보정 전 측정된 TOF, 상기 
는 보정 후 TOF를 의미하고, 이는 측정실 목길이(Lneck) Lneck과 연소기 직경(Dcomb)가 Tilting이 없을 때, 초음파가 진행하는 거리라고 하면, Tilting으로 인해 
만큼 거리가 멀어진 점을 고려한 식이다.
한편, 고온용 초음파 송수신센서인 상기 송수신부(161)를 보호하기 위해 상기 챔버부(160)의 외부는 수냉각이 되고 있는데, 연소 가스와 직접 접촉을 통해 온도가 끓는점 이상으로 상승하면, 상기 개폐부(170)가 동작하여 상기 챔버부(160)와 상기 배관을 분리할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 챔버부(160)의 압력이 급격히 증가하면 상기 개폐부(170)의 구동용 압력관(171)을 통해 상기 개폐부(170)에 강한 압력을 가하게 되고, 이 압력에 의해 상기 개폐부(170)가 덮혀져 (위치 (a)→(b)로 이동) 상기 챔버부(160)와 상기 배관이 분리될 수 있다. 일정 시간 이후, 상기 챔버부(160)의 온도가 다시 하강하면 상기 압력관(171)의 압력이 하강하고, 상기 개폐부(170)가 다시 열려져(위치 (b)→(a)로 이동) 상기 초음파가 상기 연소기(10)로 전달될 수 있도록 함으로써 센싱이 재개되도록 할 수 있다.
이와 같은 상기 진단 시스템(1000)은, 도 5에 도시된 바와 같은 순서로 연소 상태를 진단하게 될 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 연소 상태 진단 방법의 실시예를 설명한다.
상기 연소 상태 진단 방법(이하, 진단 방법이라 칭한다)은, 상기 진단 시스템(1000)에서 상기 연소기(10)의 연소 상태를 진단하는 방법일 수 있다. 즉, 상기 진단 방법은, 상기 진단 시스템(1000)에 적용되는 진단 방법일 수 있다. 또한, 상기 진단 방법은, 상기 진단 장치(100)가 연소 상태를 진단하는 방법일 수도 있다.
상기 진단 방법은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 연소기(10)로부터 인입된 연소 가스가 상기 측정부(120) 내부에 분사되는 단계(S10), 상기 측정부(120)의 온도가 상기 연소기(10) 연소실의 온도와 기설정된 차이 기준 이내에 해당하는 크기로 형성되는 단계(S20), 기설정된 송신 기준에 따른 초음파를 송신하는 단계(S30), 상기 초음파가 송신된 위치의 반대 방향에서 상기 초음파를 수신하는 단계(S40), 수신 결과를 근거로 상기 초음파의 주파수, 상기 초음파의 크기의 미분값 및 상기 초음파의 진행 시간의 미분값 중 하나 이상을 연산하는 단계(S50), 연산 결과를 근거로 상기 초음파 및 상기 연소 가스 중 하나 이상의 변화를 분석하는 단계(S60) 및 분석 결과에 따라 상기 연소기의 연소 상태를 진단하는 단계(S70)를 포함한다.
즉, 상기 진단 장치(100) 또는 상기 진단 시스템(1000)은, 상기 연소기(10)로부터 인입된 연소 가스가 상기 측정부(120) 내부에 분사되고(S10), 상기 측정부(120)의 온도가 상기 연소기(10) 연소실의 온도와 기설정된 차이 기준 이내에 해당하는 크기로 형성되고(S20), 기설정된 송신 기준에 따른 초음파를 송신하고(S30), 상기 초음파가 송신된 위치의 반대 방향에서 상기 초음파를 수신하고(S40), 수신 결과를 근거로 상기 초음파의 주파수, 상기 초음파의 크기의 미분값 및 상기 초음파의 진행 시간의 미분값 중 하나 이상을 연산하고(S50), 연산 결과를 근거로 상기 초음파 및 상기 연소 가스 중 하나 이상의 변화를 분석하여(S60) 및 분석 결과에 따라 상기 연소기의 연소 상태를 진단하는(S70) 순서로 진단 상태를 진단하게 될 수 있다.
상기 분사되는 단계(S10)는, 상기 연소 가스가 상기 배관으로부터 상기 인입부(111)로 인입되어, 상기 분사부(112)에 형성된 상기 분사구(H)를 통해 상기 측정부(120)에 분사되는 단계일 수 있다. 이때, 상기 연소 가스는, 수평 방향으로 형성된 하나 이상의 상기 분사구(H)를 통해 상기 측정부(120) 내에 낮은 속도로 고르게 분포될 수 있다.
상기 형성되는 단계(S20)는, 상기 연소 가스가 상기 측정부(120)에 분사된 후, 상기 측정부(120)의 온도가 상기 연소기(10)의 온도와 상기 차이 기준 이내에 해당하는 크기로 형성되는 단계일 수 있다. 이를테면, 상기 측정부(120)의 온도가 상기 연소기(10)의 온도와 1℃ 만큼 차이나고, 상기 차이 기준이 ±2℃인 경우, 상기 측정부(120)의 온도가 상기 연소기(10)의 온도와 상기 차이 기준 이내에 해당하게 될 수 있다.
상기 송신하는 단계(S30)는, 상기 측정부(120)의 온도가 상기 연소기(10)의 온도와 상기 차이 기준 이내에 해당하는 크기로 형성된 후, 상기 진단부(200)가 상기 송신 기준에 따른 상기 송신 지령을 생성하여 상기 처리부(150)에 전달하고, 상기 처리부(150)가 상기 송신 지령을 상기 송신부(130)에 전송하여, 상기 송신부(130)가 상기 송신 지령에 따라 상기 송신 기준에 따른 초음파를 상기 측정부(120)로 송신하는 단계일 수 있다. 이를테면, 상기 송신 지령이 주파수(f default )가 40kHz이고, 진폭이 ±10V 사각파의 신호 전송으로 생성된 경우, 상기 송신부(130)에서 진폭이 ±10V 사각파인 40kHz의 초음파가 발생될 수 있다.
상기 수신하는 단계(S40)는, 상기 수신부(140)가 상기 송신부(130)와 반대방향에서 상기 초음파를 수신하는 단계일 수 있다. 즉, 상기 수신부(140)는, 상기 송신부(130)로부터 송신되어 상기 연소 가스가 분사된 상기 측정부(120)를 지난 초음파를 수신하게 될 수 있다. 이 경우, 상기 수신부(140)는, 상기 초음파의 수신 결과를 상기 처리부(150)로 전송할 수 있고, 상기 처리부(150)는, 상기 수신 결과를 상기 진단부(200)로 전달할 수 있다.
상기 연산하는 단계(S50)는, 상기 진단부(200)가 상기 처리부(150)로부터 상기 수신 결과를 전달받아, 상기 수신 결과를 근거로 상기 초음파의 주파수, 상기 초음파의 크기의 미분값 및 상기 초음파의 진행 시간의 미분값 중 하나 이상을 연산하는 단계일 수 있다. 이 경우, 상기 진단부(200)는, 상기 연소기(10) 내의 연소 가스의 유속이 일정 속도 이상이 되면, 상기 조절부(162)를 통해 상기 송수신부(161)를 Tilting시켜 송수신 각도(
)를 조절하게 될 수 있다. 이에 따라, 신호의 발생 강도를 충분히 확보할 수 있으며, 또한 송수신 결과를 이용하여 상기 수신 결과의 이동 거리 및 상기 초음파의 진행 시간의 미분값을 보정하게 될 수 있다.
상기 분석하는 단계(S60)는, 상기 진단부(200)가 상기 연산 결과를 기설정된 진단 기준과 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 초음파 및 상기 연소 가스 중 하나 이상의 변화를 분석하는 단계일 수 있다. 상기 진단 기준은, 상기 [참고 1 - 표]와 같은 기준으로 설정될 수 있다. 이에 따라, 상기 진단부(200)는, 상기 초음파의 주파수, 상기 초음파의 크기의 미분값 및 상기 초음파의 진행 시간의 미분값 중 하나 이상을 연산한 결과를 상기 진단 기준과 비교한 결과에 따라, 연소 불안정에 의한 상기 초음파 및 상기 연소 가스 중 하나 이상의 변화를 분석할 수 있다.
상기 진단하는 단계(S70)는, 상기 진단부(200)가 상기 분석 결과에 따라 상기 연소기(10)의 연소 상태를 진단하는 단계일 수 있다. 이 경우, 상기 진단부(200)는, 진단 결과에 대한 알림 정보를 생성하여 사용자에게 제공하거나, 외부로 표시되도록 하게 될 수 있다.
10: 연소기(배관)
100: 연소 상태 진단 장치
110: 이송부 120: 측정부
130: 송신부 140: 수신부
150: 처리부 200: 진단부
110: 이송부 120: 측정부
130: 송신부 140: 수신부
150: 처리부 200: 진단부
Claims (18)
- 가스 터빈 연소기의 연소 상태를 진단하는 연소 상태 진단 장치에 있어서,
상기 연소기의 배관으로부터 연소 가스가 인입되는 이송부;
상기 이송부를 통해 이송되는 상기 연소 가스가 분사되는 측정부;
상기 측정부의 일측면에서 초음파를 송신하는 송신부;
상기 측정부의 타측면에서 상기 초음파를 수신하는 수신부; 및
상기 초음파의 송신 지령을 상기 송신부에 전송하고, 상기 수신부로부터 상기 초음파의 수신 결과를 전송받아 상기 가스 터빈의 구동을 제어하는 제어 장치에 전달하는 처리부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 장치. - 제1 항에 있어서,
외팔보 형태로 상기 배관의 상부측에 연결되는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 이송부는,
상기 배관에 수직으로 연결되어, 상기 배관으로부터 상기 연소 가스가 인입되는 인입부;
하나 이상의 분사구가 수평 방향으로 형성되어, 상기 인입부를 통해 인입된 상기 연소 가스를 상기 측정부에 분사하는 분사부; 및
상기 배관에 수직으로 연결되어, 상기 분사부를 통과한 상기 연소 가스가 상기 배관으로 배출되는 배출부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 인입부는,
상기 배관에서 상기 연소 가스가 유동하는 방향을 마주보는 방향으로 포집부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 장치. - 가스 터빈 연소기의 연소 상태를 진단하는 연소 상태 진단 시스템에 있어서,
상기 연소기의 배관으로부터 연소 가스가 인입되는 이송부;
상기 이송부를 통해 이송되는 상기 연소 가스가 분사되는 측정부;
상기 측정부의 일측면에서 초음파를 송신하는 송신부;
상기 측정부의 타측면에서 상기 초음파를 수신하는 수신부;
상기 초음파의 송신 지령을 상기 송신부에 전송하고, 상기 수신부로부터 상기 초음파의 수신 결과를 전송받는 처리부; 및
상기 송신 지령을 생성하여 상기 처리부에 전달하고, 상기 처리부로부터 상기 수신 결과를 전달받아, 상기 수신 결과를 근거로 상기 연소기의 연소 상태를 진단하는 진단부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 시스템. - 제5 항에 있어서,
상기 이송부는,
상기 배관에 수직으로 연결되어, 상기 배관으로부터 상기 연소 가스가 인입되는 인입부;
하나 이상의 분사구가 수평 방향으로 형성되어, 상기 인입부를 통해 인입된 상기 연소 가스를 상기 측정부에 분사하는 분사부; 및
상기 배관에 수직으로 연결되어, 상기 분사부를 통과한 상기 연소 가스가 상기 배관으로 배출되는 배출부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 시스템. - 제6 항에 있어서,
상기 인입부는,
상기 배관에서 상기 연소 가스가 유동하는 방향을 마주보는 방향으로 포집부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 시스템. - 제5 항에 있어서,
상기 진단부는,
상기 측정부의 온도를 모니터링한 결과, 상기 측정부의 온도와 상기 연소기의 온도의 차이가 일정 범위 이내에 해당하는 경우,
상기 초음파를 기설정된 송신 기준에 따라 송신하도록 상기 송신 지령을 생성하여, 상기 송신 지령을 상기 처리부에 전달하는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 시스템. - 제8 항에 있어서,
상기 송신 기준은,
상기 초음파의 주파수, 크기 및 형태 중 하나 이상에 대한 기준인 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 시스템. - 제8 항에 있어서,
상기 진단부는,
상기 수신 결과를 근거로 상기 초음파의 주파수, 상기 초음파의 크기의 미분값 및 상기 초음파의 진행 시간의 미분값 중 하나 이상을 연산하고, 연산 결과를 근거로 상기 초음파 및 상기 연소 가스 중 하나 이상의 변화를 분석하여, 분석 결과에 따라 상기 연소기의 연소 상태를 진단하는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 시스템. - 제10 항에 있어서,
상기 진단부는,
상기 분석 결과에 따라 상기 연소기의 연소 상태를 복수의 상태 등급으로 구분하여 진단하는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 시스템. - 제11 항에 있어서,
상기 진단부는,
상기 연산 결과를 근거로 상기 초음파의 주파수가 변조된 정도를 분석하여, 분석 결과에 따라 상기 연소 가스의 불안정 연소를 진단하는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 시스템. - 제11 항에 있어서,
상기 진단부는,
상기 연산 결과를 근거로 상기 초음파의 크기가 변조된 정도를 분석하여, 분석 결과에 따라 상기 연소 가스의 연소 진동을 진단하는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 시스템. - 제11 항에 있어서,
상기 진단부는,
상기 연산 결과를 근거로 상기 연소 가스의 농도 및 온도의 변화를 분석하여, 분석 결과에 따라 상기 연소 가스의 불안정 연소를 진단하는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 시스템. - 제5 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이송부로 둘러싸인 공간에 구비되어, 상기 배관으로 초음파를 송신 및 상기 배관에서 반사된 초음파를 수신하는 챔버부
를 더 포함하고,
상기 진단부는,
상기 수신 결과를 근거로 연산한 결과에 상기 송수신 결과를 근거로 연산한 조절 각도를 반영하여 상기 초음파의 진행 시간을 분석하는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 시스템. - 제15 항에 있어서,
상기 챔버부는,
상기 배관으로 초음파를 송신 및 상기 배관에서 반사된 초음파를 수신하는 송수신부; 및
상기 송수신부의 축 각도를 조절하는 조절부를
포함하고,
상기 진단부는,
상기 배관 내의 상기 연소 가스의 유속에 따라 상기 조절부를 제어하는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 시스템. - 제15 항에 있어서,
상기 챔버부의 온도가 일정 온도 이상이 되면 상기 챔버부와 상기 배관을 분리하는 개폐부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 시스템. - 가스 터빈 연소기의 연소 상태를 진단하는 연소 상태 진단 방법에 있어서,
연소기로부터 인입된 연소 가스가 측정부 내부에 분사되는 단계;
상기 측정부의 온도가 상기 연소실의 온도와 기설정된 차이 기준 이내에 해당하는 크기로 형성되는 단계;
기설정된 송신 기준에 따른 초음파를 송신하는 단계;
상기 초음파가 송신된 위치의 반대 방향에서 상기 초음파를 수신하는 단계;
수신 결과를 근거로 상기 초음파의 주파수, 상기 초음파의 크기의 미분값 및 상기 초음파의 진행 시간의 미분값 중 하나 이상을 연산하는 단계;
연산 결과를 근거로 상기 초음파 및 상기 연소 가스 중 하나 이상의 변화를 분석하는 단계; 및
분석 결과에 따라 상기 연소기의 연소 상태를 진단하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 상태 진단 방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020210066365A KR20220158483A (ko) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | 연소 상태 진단 장치, 연소 상태 진단 시스템 및 연소 상태 진단 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020210066365A KR20220158483A (ko) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | 연소 상태 진단 장치, 연소 상태 진단 시스템 및 연소 상태 진단 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220158483A true KR20220158483A (ko) | 2022-12-01 |
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ID=84440650
Family Applications (1)
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| KR (1) | KR20220158483A (ko) |
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2021
- 2021-05-24 KR KR1020210066365A patent/KR20220158483A/ko unknown
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