KR20230011094A - Heat exchanger cleaning control system - Google Patents

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KR20230011094A
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Abstract

An embodiment of the present invention is to provide a cleaning control device for a heat exchanger capable of economically and effectively alleviating the clogging of a rotary generative heat exchanger by determining a local clogging state for each heat element location and selectively cleaning a clogged area. The cleaning control device for a heat exchanger according to an embodiment of the present invention comprises: a clogging detection unit located on the surface of a heat element provided in a heat exchanger to detect local clogging of the heat element; a clogging location detection unit for detecting the location of clogging of the heat element; a control unit for monitoring the clogging state for each local location of the heat element in real time by analyzing the detection signals supplied from the clogging detection unit and the clogging location detection unit and supplying a spray control signal to selectively spray a cleaning medium at the location of clogging on the surface of the heat element; and a spray unit driven depending on the input of the spray control signal supplied from the control unit and selectively spraying the cleaning medium at the location of the clogging of the heat element.

Description

열교환기의 세정 제어장치{HEAT EXCHANGER CLEANING CONTROL SYSTEM}Heat exchanger cleaning control device {HEAT EXCHANGER CLEANING CONTROL SYSTEM}

본 발명은 열교환기의 세정 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cleaning control device for a heat exchanger.

일반적으로, 발전소에서 공기 예열 또는 가스 재열에 사용되는 회전 재생식 열교환기는 열전달효율이 높으며 구조가 컴팩트(Compact)하고 운전 신뢰성이 높기 때문에 널리 사용된다. 공기 예열기는 보일러 연소 가스의 폐열을 이용, 연소에 필요한 공기를 예열하여 보일러 열효율을 높이기 위하여 사용한다. 가스 재열기는 미처리 가스의 폐열을 이용, 탈황된 처리가스를 재가열하여 덕트, 연돌의 부식 감소 및 연돌에서 배기가스의 확산성을 향상 시키기 위하여 사용한다. 공기 예열기의 경우, 전단에 설치된 탈질설비에 주입되는 암모니아의 슬립(slip), 가스(Gas)중의 삼산화황(SO3) 및 수분이 반응하여 생성된 암모니아 중황산염(Ammonia Bisulfate)이 공기 예열기의 열소자에 부착된다. In general, a rotary regenerative heat exchanger used for air preheating or gas reheating in a power plant is widely used because of its high heat transfer efficiency, compact structure, and high operational reliability. The air preheater is used to increase boiler thermal efficiency by preheating air necessary for combustion using waste heat from boiler combustion gas. The gas reheater is used to reduce the corrosion of ducts and chimneys and improve the diffusivity of exhaust gas in the chimney by reheating the desulfurized processed gas using waste heat of untreated gas. In the case of an air preheater, ammonia bisulfate generated by the reaction of ammonia slip, sulfur trioxide (SO 3 ) and moisture in the gas, which is injected into the denitrification facility installed at the front, is a thermal element of the air preheater. attached to

이와 같은 부착물이 초기에 제거되지 않으면 부착물들의 응집 뭉침에 의해 범위가 커지고 운전시간이 지남에 따라 경화된다. 한편 가스 재열기는 유입되는 배기가스에 함유되는 분진과 탈황설비 흡수탑에서 처리되어 가스 재열기에 다시 유입되는 가스에 포함된 비산 석고성분이 열소자에 퇴적 및 성장하며 점차 경화된다. If these deposits are not initially removed, the range increases due to aggregation of the deposits and hardens over time. On the other hand, in the gas reheater, the dust contained in the inflowing exhaust gas and the fugitive gypsum component contained in the gas treated in the absorption tower of the desulfurization facility and returned to the gas reheater are deposited and grown on the thermal element and gradually hardened.

이와 같은 열소자의 막힘현상은 열교환기의 성능을 저하시키고, 배기가스의 유동을 방해하며 압력손실을 급격하게 증가시킨다. 그리고 송풍기의 운전에 장애를 발생시키고 심한 경우 발전소를 정지 후 열소자의 막힘을 해소하는 작업을 하여 발전소의 운영과 비용측면에 막대한 부담을 초래한다. 종래 발전소에서는 이와 같은 회전 재생식 열교환기의 열소자의 막힘을 완화하기 위하여 블로워(blower) 설비가 구비되며, 압축공기 또는 증기를 세정매체로 분사하는 방법을 적용하고 있다. Such clogging of the thermal element deteriorates the performance of the heat exchanger, obstructs the flow of exhaust gas, and rapidly increases pressure loss. In addition, it causes trouble in the operation of the blower, and in severe cases, the power plant is stopped and the work to clear the clogging of the thermal element is caused, resulting in a huge burden on the operation and cost of the power plant. In a conventional power plant, a blower facility is provided to alleviate clogging of a thermal element of such a rotary regenerative heat exchanger, and a method of spraying compressed air or steam to a cleaning medium is applied.

그러나 종래 기술은 전체 열소자에 대해 일괄적으로 분사하기때문에 세정매체의 소비량이 많고, 일정주기(예, 1일당 3회) 마다 사용하기 때문에 열소자의 특정부위의 초기막힘 현상에 대한 효과적 대응이 어렵다. 한편 최근에는 드라이아이스를 세정매체로 활용하는데, 전체 열소자에 대해 빈번하게 분사하기에는 비용측면에 부담이 있다. 따라서, 열소자의 위치별로 국부적인 막힘 상태를 판단하고 막힘이 발생된 부위를 선별적으로 세정할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.However, since the prior art sprays all the thermal elements collectively, the consumption of the cleaning medium is high, and since it is used at regular intervals (eg, 3 times per day), effective response to the initial clogging of a specific part of the thermal element is effective. difficult. On the other hand, recently, dry ice is used as a cleaning medium, but it is burdensome in terms of cost to frequently spray the entire heating element. Therefore, there is a demand for developing a technology capable of determining the local clogging state for each location of the thermal element and selectively cleaning the clogged area.

열소자 위치별로 국부적인 막힘 상태를 판단하고 막힘이 발생된 부위를 선별적으로 세정하여 회전 재생식 열교환기 막힘을 경제적이고 효과적으로 완화할 수 있는 열교환기의 세정 제어장치를 제공하고자 한다.It is intended to provide a cleaning control device for a heat exchanger that can economically and effectively relieve clogging in a rotary regenerative heat exchanger by determining the local clogging state for each thermal element location and selectively cleaning the clogged area.

본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 세정 제어장치는 열교환기에 구비된 열소자의 표면에 위치되어 열소자의 국부적인 막힘을 감지하는 막힘 감지부, 열소자의 막힘 발생 위치를 감지하는 막힘 위치 감지부, 막힘 감지부와 막힘 위치 감지부로부터 공급되는 감지신호를 각각 분석하여 실시간으로 열소자에 대해 국부위치별 막힘 상태를 감시하며, 열소자의 표면에서 막힘이 발생된 위치에 선별적으로 세정매체를 분사하도록 분사제어신호를 공급하는 제어부, 그리고 제어부로부터 공급되는 분사제어신호의 입력에 따라 구동되어 열소자의 막힘이 발생된 위치에 선별적으로 세정매체를 분사하는 분사부를 포함한다.A cleaning control device for a heat exchanger according to an embodiment of the present invention includes a blockage detector located on the surface of a thermal element provided in the heat exchanger to detect local blockage of the thermal element, and a clogging position detection unit that detects the location of clogging of the thermal element. By analyzing the detection signals supplied from the block, blockage detector and blockage position detector, respectively, the thermal element is monitored in real time by local location, and the cleaning medium is selectively applied to the location where the blockage occurs on the surface of the thermal element. and a control unit for supplying an injection control signal to spray , and a spray unit for selectively spraying a cleaning medium to a location where the thermal element is clogged by being driven according to an input of the injection control signal supplied from the control unit.

열교환기는 발전소에서 공기 예열 또는 가스 재열에 사용되는 회전 재생식 열교환기를 포함할 수 있다.Heat exchangers may include rotary regenerative heat exchangers used for air preheating or gas reheating in power plants.

막힘 감지부는 열교환기의 저온측 가스의 출구측에 길이방향으로 설치되는 막힘 감지 본체, 그리고 막힘 감지 본체의 길이방향을 따라 미리 설정된 일정 간격으로 복수로 구비되는 막힘 감지 센서를 포함할 수 있다.The blockage detection unit may include a blockage detection body installed in the longitudinal direction on the outlet side of the low-temperature side gas of the heat exchanger, and a plurality of blockage detection sensors provided at predetermined intervals along the longitudinal direction of the blockage detection body.

막힘 감지 센서는 속도센서와 온도센서를 포함하며, 열소자가 회전하면서 막힘이 발생된 부위가 각각의 센서 위치에 도달하면 압력과 온도의 변화값을 포함한 막힘 감지신호를 발생할 수 있다.The blockage detection sensor includes a speed sensor and a temperature sensor, and may generate a blockage detection signal including pressure and temperature change values when the blockage occurs at each sensor position while the thermal element rotates.

제어부는 막힘 감지 센서로부터 공급되는 막힘 감지신호와 미리 설정된 기준값을 비교하여 열전자 소자의 막힘 여부를 판단할 수 있다.The controller may compare the blockage detection signal supplied from the blockage detection sensor with a preset reference value to determine whether the thermoelectric element is blocked.

막힘 위치 감지부는 회전축에 부착되는 기준점 표시기, 그리고 열교환기의 회전축의 일측에 구비되어 열소자의 회전에 따라 기준점 표시기를 검출하는 회전 위치 검출센서를 포함할 수 있다.The blockage position detection unit may include a reference point indicator attached to the rotational shaft, and a rotational position detection sensor provided on one side of the rotational shaft of the heat exchanger to detect the reference point indicator according to rotation of the thermal element.

제어부는 회전 위치 검출센서로부터 공급되는 회전 위치 검출신호를 분석하여 기준점 표시기의 검출 주기와 회전속도를 산출하며, 막힘 감지 본체에서 막힘이 확인된 열소자가 분사 본체의 위치까지 회전하는데 소요되는 시간을 산출할 수 있다. The control unit analyzes the rotational position detection signal supplied from the rotational position detection sensor to calculate the detection cycle and rotational speed of the reference point indicator, and calculates the time required for the thermal element, which has been confirmed to be blocked in the blockage detection body, to rotate to the position of the injection body. can be calculated

제어부는 막힘 위치 감지부로부터 공급받은 막힘 발생 위치신호를 분석하여 열소자의 막힘 관련 반경방향 위치정보와 시간정보, 원주방향 위치정보를 이용하여 열소자의 각 위치별 막힘 상태 정보를 산출할 수 있다.The control unit analyzes the blockage occurrence position signal supplied from the blockage position detection unit, and calculates blockage state information for each position of the thermal element using radial positional information, time information, and circumferential positional information related to the clogging of the thermal element. .

제어부는 열소자의 원주방향 회전이동 시간차이를 계산한 후 열소자의 표면에서 막힘이 발생된 위치에 선별적으로 세정매체를 분사하도록 분사제어신호를 공급할 수 있다.The control unit may supply a spray control signal to selectively spray the cleaning medium to the location where the clogging occurs on the surface of the thermal element after calculating the time difference between the rotational movement of the thermal element in the circumferential direction.

분사부는 열교환기의 고온측 가스의 입구측에 길이방향으로 설치되는 분사 본체, 분사 본체의 일측에 구비되는 분사노즐, 그리고 열교환기의 반경방향에서 분사노즐을 원하는 위치로 이동시키는 이동부를 포함할 수 있다.The injection unit may include a spraying body installed in the longitudinal direction on the inlet side of the high-temperature side gas of the heat exchanger, a spraying nozzle provided on one side of the spraying body, and a moving unit for moving the spraying nozzle to a desired position in the radial direction of the heat exchanger. there is.

이동부는 피니언 기어를 갖고 분사 본체의 왕복 이동 구동력을 발생하는 구동부, 그리고 분사 본체에 연결되며 피니언 기어와 대응하는 위치에 구비되는 랙 기어를 포함하는 피동부를 포함할 수 있다.The moving unit may include a driving unit having a pinion gear and generating driving force for reciprocating movement of the spraying body, and a driven unit including a rack gear connected to the spraying body and provided at a position corresponding to the pinion gear.

회전 재생식 열교환기에 부착되는 퇴적물을 응집 경화되기 전 초기단계에서 제거함으로써 막힘 문제를 초기에 해소할 수 있고, 분사매체 비용을 절감할 수 있으며, 회전 재생식 열교환기 열소자의 막힘 관련 열교환기의 성능저하, 배기가스 유동장애, 압력손실증가, 송풍기 운전장애, 발전소 정지등을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.By removing deposits attached to the rotary regenerative heat exchanger at an early stage before cohesion and hardening, clogging problems can be resolved at an early stage, the cost of spraying media can be reduced, and the heat exchanger related to clogging of the thermal element of the rotary regenerative heat exchanger can be reduced. It has the effect of reducing performance degradation, exhaust gas flow disorder, pressure loss increase, blower operation disorder, power plant shutdown, etc.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 세정 제어장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 세정 제어장치의 배치관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분사부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 막힘 감지부를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 막힘이 발생된 위치를 감지하는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 막힘이 발생된 위치만 선별적으로 세정매체를 분사하는 동작을 수행하는 상태를 도시한 도면이다.1 is a block diagram showing a cleaning control device for a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a disposition relationship of a cleaning control device of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an injection unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a blockage detection unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram schematically illustrating a state of detecting a location where clogging occurs according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a state in which an operation of selectively spraying a cleaning medium is performed only on a location where clogging occurs according to an embodiment of the present invention.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is intended only to refer to specific embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. As used herein, the meaning of "comprising" specifies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element, and/or component, and specifies another specific characteristic, region, integer, step, operation, element, element, and/or group. does not exclude the presence or addition of

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined differently, all terms including technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries are additionally interpreted as having meanings consistent with related technical literature and currently disclosed content, and are not interpreted in ideal or very formal meanings unless defined.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 세정 제어장치를 도시한 블록도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 세정 제어장치의 배치관계를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a block diagram showing a cleaning control device of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram schematically showing the arrangement of the cleaning control device of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.

도 1과 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기(100)의 세정 제어장치는 막힘 감지부(400), 막힘 위치 감지부(500), 제어부(610), 그리고 분사부(300)를 포함하며, 24시간 실시간으로 열교환기(100)의 열소자에 대해 국부위치별 막힘 상태를 감시할 수 있다. 그리고 열소자의 특정 국부 부위가 초기 막힘 현상에 발생되는 경우 선제적 대응이 가능하다. 그리고 열소자에 퇴적된 부착물들의 응집 뭉침에 의한 성장 및 경화가 발생되기 전에 조기에 효과적으로 제거 가능하다. 또한, 막힘이 발생된 부위에만 선별적으로 세정매체를 분사하기 때문에 세정매체의 소비율을 최소화할 수 있다.1 and 2, the cleaning control device of the heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention includes a blockage detection unit 400, a blockage position detection unit 500, a control unit 610, and a spray unit 300. ), and it is possible to monitor the clogging state for each local location of the thermal element of the heat exchanger 100 in real time for 24 hours. In addition, a preemptive response is possible when a specific local area of the thermal element is generated in the initial clogging phenomenon. In addition, it is possible to effectively remove the deposits deposited on the thermal element at an early stage before growth and hardening by aggregation occur. In addition, since the cleaning medium is selectively sprayed only on the clogged area, the consumption rate of the cleaning medium can be minimized.

막힘 감지부(400)는 열교환기(100)에 구비된 열소자의 표면에 위치되어 열소자의 국부적인 막힘을 감지한다. 여기서, 열교환기(100)는 발전소에서 공기 예열 또는 가스 재열에 사용되는 회전 재생식 열교환기를 포함할 수 있다.The blockage detection unit 400 is located on the surface of the thermal element provided in the heat exchanger 100 to detect local blockage of the thermal element. Here, the heat exchanger 100 may include a rotary regenerative heat exchanger used for air preheating or gas reheating in a power plant.

막힘 위치 감지부(500)는 열소자의 막힘 발생 위치를 감지한다. 막힘 위치 감지부(500)는 열교환기(100)의 회전축의 일측에 설치되는데 회전축에 부착되는 기준점 표시기(520)의 회전 주기 및 시간을 측정하여 제어부(610)로 전송한다.The clogging position detecting unit 500 detects the clogging occurrence position of the thermal element. The blockage position detection unit 500 is installed on one side of the rotation shaft of the heat exchanger 100. The rotation period and time of the reference point indicator 520 attached to the rotation shaft are measured and transmitted to the control unit 610.

제어부(610)는 미리 설정된 제어조건에 따라 분사부(300)의 구동과 세정매체의 분사 작동 주기를 제어할 수 있다. 제어부(610)는 분사부(300)로 해당되는 분사제어신호를 공급하여 열소자의 표면에서 막힘이 발생된 위치에 선별적으로 세정매체를 분사하도록 제어할 수 있다. 제어부(610)는 타이머를 포함할 수 있다. The control unit 610 may control the operation cycle of driving the spraying unit 300 and spraying the cleaning medium according to preset control conditions. The control unit 610 may control the spraying unit 300 to selectively spray the cleaning medium to the location where the clogging occurs on the surface of the thermal element by supplying a corresponding spray control signal to the spraying unit 300 . The controller 610 may include a timer.

제어부(610)는 정보 처리 장치의 프로세서에 의하여 연산, 처리 등이 되는 것으로, 컴퓨터에서 특정한 기능을 수행하는 프로그램의 논리적인 일부분을 뜻하며, 소프트웨어, 하드웨어 등으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 장치는 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 핸드헬드 컴퓨터(handheld computer), PDA(personal digital assistant), 휴대폰, 스마트 기기, 태블릿(tablet) 등이 있다. The control unit 610 is calculated and processed by a processor of an information processing device, and refers to a logical part of a program that performs a specific function in a computer, and may be implemented in software or hardware. For example, the information processing device includes a personal computer, a handheld computer, a personal digital assistant (PDA), a mobile phone, a smart device, a tablet, and the like.

제어부(610)는 열소자의 국부 막힘 선별 세정과 관련된 데이터를 저장하는 메모리(600)를 별도로 구비할 수 있다. 메모리(600)는 열소자의 국부 막힘 선별 세정과 관련된 프로그램 제어 및 정보 처리, 관련 데이터와 프로그램을 저장하는 장치이다. 메모리(600)는 고속 랜덤 액세스 메모리(high-speed random access memory), 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치, 기타 비휘발성 고체 상태 메모리 장치(non-volatile solid-state memory device) 등의 비휘발성 메모리 등 다양한 종류의 메모리를 포함할 수 있다.The control unit 610 may separately include a memory 600 for storing data related to local blockage screening and cleaning of thermal elements. The memory 600 is a device for controlling programs, processing information, and storing related data and programs related to local blockage screening and cleaning of thermal elements. The memory 600 may be a non-volatile memory such as a high-speed random access memory, a magnetic disk storage device, a flash memory device, and other non-volatile solid-state memory devices. It can contain various types of memory.

제어부(610)는 막힘 감지부(400)와 막힘 위치 감지부(500)로부터 공급되는 감지신호를 각각 분석하여 실시간으로 열소자에 대해 국부위치별 막힘 상태를 감시하며, 열소자의 표면에서 막힘이 발생된 위치에 선별적으로 세정매체를 분사하도록 분사제어신호를 공급한다. The control unit 610 analyzes the detection signals supplied from the blockage detection unit 400 and the blockage position detection unit 500, respectively, and monitors the blockage state for each local location of the thermal element in real time, and detects the blockage on the surface of the thermal element. An injection control signal is supplied to selectively inject the cleaning medium to the generated position.

제어부(610)는 막힘 감지부(400)로부터 공급받은 열소자 막힘 관련 반경방향 위치와 시간 정보, 그리고 막힘 위치 감지부(500)로부터 공급받은 열교환기(100)의 원주방향 위치정보신호를 활용하여 열소자의 각 위치별 막힘 상태 정보를 분석한다. 여기서, 열교환기(100)의 원주방향 위치정보는 회전주기와 시간정보를 활용하여 환산할 수 있다. 그리고 제어부(610)는 분사부(300)를 구동하기 위해 원주방향 회전이동 시간차이를 계산한 후 분사부(300)로 구동신호를 공급한다.The control unit 610 utilizes the radial position and time information related to the thermal element clogging supplied from the clogging detecting unit 400 and the circumferential position information signal of the heat exchanger 100 supplied from the clogging position detecting unit 500. Analyze clogging state information for each location of the thermal element. Here, the positional information in the circumferential direction of the heat exchanger 100 may be converted by utilizing rotation period and time information. In addition, the control unit 610 calculates a circumferential rotation movement time difference to drive the spraying unit 300 and supplies a driving signal to the spraying unit 300 .

분사부(300)는 제어부(610)로부터 공급되는 분사제어신호의 입력에 따라 구동되어 열소자의 막힘이 발생된 위치에 선별적으로 세정매체를 분사한다. 분사부(300)는 열교환기(100)의 고온측 가스의 입구측에 설치된다.The injection unit 300 is driven according to the input of the injection control signal supplied from the control unit 610 to selectively inject the cleaning medium to the location where the thermal element is clogged. The injection unit 300 is installed on the inlet side of the high-temperature side gas of the heat exchanger 100 .

분사부(300)는 제어부(610)로부터 받은 구동신호를 기반으로 세정매체를 분사한다. 아울러 세정매체인 압축공기 및 드라이아이스의 유량을 조절하기 위한 유량 조절밸브를 각각 구비한다. 분사부(300)는 회전 재생식 열교환기(100)의 고온부 열소자에 압축공기를 활용한 드라이아이스 펠렛을 세정매체로 분사함으로써 직접적인 세정효과는 물론이고 고온부에 저온 드라아이스 입자의 충돌, 승화, 급격한 온도차에 의한 퇴적물의 효과적인 제거효과도 얻을 수 있다.The spraying unit 300 sprays the cleaning medium based on the driving signal received from the control unit 610 . In addition, flow control valves are provided to control the flow rates of compressed air and dry ice, which are cleaning media. The injection unit 300 sprays dry ice pellets using compressed air to the high-temperature heat element of the rotary regenerative heat exchanger 100 as a cleaning medium, thereby providing a direct cleaning effect as well as collision, sublimation, An effective removal effect of sediment due to a rapid temperature difference can also be obtained.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분사부를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 분사부(300)는 열교환기(100)의 고온측 가스의 입구측에 설치되는데, 제어부(610)로부터 공급받는 동작 정보신호를 기반으로 세정매체를 분사한다. 3 is a view showing an injection unit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3 , the injection unit 300 is installed at the inlet side of the high-temperature side gas of the heat exchanger 100, and sprays the cleaning medium based on the operation information signal supplied from the control unit 610.

분사부(300)는 열교환기(100)의 고온측 가스의 입구측에 길이방향으로 설치되는 분사 본체(310), 분사 본체(310)의 일측에 구비되는 분사 노즐(340), 열교환기(100)의 반경방향에서 분사 노즐(340)을 원하는 위치로 이동시키는 이동부를 포함할 수 있다. The spraying unit 300 includes a spraying body 310 installed in the longitudinal direction on the inlet side of the high-temperature gas of the heat exchanger 100, a spraying nozzle 340 provided on one side of the spraying body 310, and a heat exchanger 100. ) It may include a moving part for moving the injection nozzle 340 to a desired position in the radial direction.

이동부는 구동부(330)와 피동부(320)를 포함하며, 제어부(610)로부터 공급받는 동작 정보신호를 기반으로 분사 노즐(340)을 막힘 발생 위치로 왕복 이동시킬 수 있다. 여기서, 구동부(330)는 피니언 기어와 연결된다. 피동부(320)는 분사 본체(310)에 연결되며 피니언 기어와 대응하는 위치에 구비되는 랙 기어를 포함한다. 열소자의 막힘 발생 부위가 분사 노즐(340)에 근접하게 도달하면 세정매체를 분사한다. 여기서, 세정매체는 드라이아이스와 압축공기를 포함할 수 있다. The moving unit includes a driving unit 330 and a driven unit 320, and may reciprocate the spray nozzle 340 to a clogging position based on an operation information signal supplied from the control unit 610. Here, the drive unit 330 is connected to the pinion gear. The driven part 320 is connected to the injection body 310 and includes a rack gear provided at a position corresponding to the pinion gear. When the clogging of the thermal element reaches the spray nozzle 340, the cleaning medium is sprayed. Here, the cleaning medium may include dry ice and compressed air.

도 2와 도 3을 참조하면, 드라이아이스 펠렛을 저장하는 저장호퍼(110)에 연결되는 유량 조절밸브(120)와 압축공기 저장탱크(210)에 연결되는 공기 유량 조절밸브(220)가 각각 연결되는 믹싱 분사부(130)에서 압축공기와 드라이아이스가 혼합되어 플렉시블 배관을 통해 분사부(300)로 공급되며, 최종적으로 분사 노즐(340)을 통해 열소자에 분사된다.2 and 3, the flow control valve 120 connected to the storage hopper 110 for storing dry ice pellets and the air flow control valve 220 connected to the compressed air storage tank 210 are respectively connected. Compressed air and dry ice are mixed in the mixing spraying unit 130, supplied to the spraying unit 300 through a flexible pipe, and finally sprayed to the thermal element through the spray nozzle 340.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 막힘 감지부를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 막힘 감지부(400)는 막힘 감지 본체(410), 막힘 감지 센서(420), 퍼지 밸브(430)를 포함하며 측정 값에 대한 열소자의 반경방향 위치 및 시간을 감지하여 해당되는 감지신호를 제어부(610)로 전송한다. 4 is a diagram illustrating a blockage detection unit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4 , the blockage detection unit 400 includes a blockage detection body 410, a blockage detection sensor 420, and a purge valve 430, and detects the radial position and time of the thermal element for the measured value. The corresponding detection signal is transmitted to the control unit 610.

막힘 감지 본체(410)는 열교환기(100)의 저온측 가스의 출구측에서 길이방향으로 설치된다. 막힘 감지 본체(410)의 반경 길이방향으로 다수의 막힘 감지 센서(420)가 부착되어 온도 및 속도를 계측한다. The blockage detecting body 410 is installed in the longitudinal direction at the outlet side of the low-temperature side gas of the heat exchanger 100 . A plurality of blockage detection sensors 420 are attached in the radial longitudinal direction of the blockage detection body 410 to measure temperature and speed.

막힘 감지 센서(420)는 막힘 감지 본체(410)의 길이방향을 따라 미리 설정된 일정 간격으로 다수의 위치에 구비되는 속도센서와 온도센서를 포함한다. 막힘 감지부(400)는 열교환기(100)의 열소자가 회전하면서 막힘이 발생된 부위가 각각의 센서 위치에 도달하면 압력과 온도의 변화값을 포함한 막힘 감지신호를 발생할 수 있다. The blockage detection sensor 420 includes a speed sensor and a temperature sensor provided at a plurality of positions at predetermined intervals along the longitudinal direction of the blockage detection body 410 . The blockage detection unit 400 may generate a blockage detection signal including pressure and temperature change values when the blockage occurs at each sensor position while the thermal element of the heat exchanger 100 rotates.

제어부(610)는 막힘 감지 센서(420)로부터 공급되는 막힘 감지신호와 미리 설정된 기준값을 비교하여 열소자의 막힘 여부를 판단할 수 있다. 막힘 부위에 따른 온도 압력 변화경향을 참고하면 막힘 부위의 유동 하류측 인접부위는 상대적으로 온도는 높고 압력은 낮은 경향을 나타낸다. 열소자가 회전하기 때문에 고정 위치에 설치된 온도 압력 계측을 통해 막힘 검출이 가능하다. The controller 610 may compare the blockage detection signal supplied from the blockage detection sensor 420 with a preset reference value to determine whether the thermal element is blocked. Referring to the trend of change in temperature and pressure according to the blockage area, the area adjacent to the flow downstream of the blockage area shows a relatively high temperature and low pressure. Since the thermal element rotates, clogging can be detected through a temperature and pressure instrument installed in a fixed position.

막힘 감지부(400)는 각각의 센서 위치정보, 계측시간 및 계측 값에 대응하는 감지신호를 제어부(610)로 전송한다. 그리고 일정한 시간 주기별로 일측에 설치된 퍼지 밸브(430)를 단속적으로 열어서 막힘 감지 센서(420)에 부착된 이물질을 제거함으로써 막힘 감지부(400)의 신뢰도를 유지할 수 있다. 즉, 막힘 감지부(400)는 압축공기를 활용한 퍼지기능을 얻기 위해서 퍼지 밸브(430)를 압축공기 저장탱크(210)와 연결하며, 일정한 시간 주기별로 퍼지 밸브(430)를 단속적으로 열어서 막힘 감지 센서(420)에 부착된 이물질을 제거할 수 있다.The blockage detection unit 400 transmits a detection signal corresponding to each sensor location information, measurement time, and measurement value to the control unit 610 . In addition, the reliability of the blockage detection unit 400 may be maintained by intermittently opening the purge valve 430 installed on one side at regular intervals to remove foreign substances attached to the blockage detection sensor 420 . That is, the clogging detection unit 400 connects the purge valve 430 with the compressed air storage tank 210 to obtain a purge function using compressed air, and intermittently opens the purge valve 430 at regular intervals to prevent clogging. Foreign substances attached to the detection sensor 420 may be removed.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 막힘 위치 감지부(500)를 통해 막힘이 발생된 위치를 감지하는 상태를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 막힘이 발생된 위치만 선별적으로 세정매체를 분사하는 동작을 수행하는 상태를 도시한 도면이다. 5 is a diagram schematically showing a state in which a blockage position is detected through the blockage position detection unit 500 according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a diagram showing a state in which an operation of spraying a cleaning medium is selectively performed only at a location.

도 5와 도 6을 참조하면, 막힘 위치 감지부(500)는 열소자의 표면에서 막힘이 발생된 위치를 감지한다. 막힘 위치 감지부(500)는 열교환기(100)의 회전축의 일측에 구비되어 열소자의 회전에 따라 기준점 표시기(520)를 검출하는 회전 위치 검출센서(510), 회전축에 부착되어 회전 및 위치 검출의 기준이 되는 기준점 표시기(520)를 포함한다. Referring to FIGS. 5 and 6 , the blockage position detection unit 500 detects a blockage position on the surface of the thermal element. The blockage position detection unit 500 is provided on one side of the rotational shaft of the heat exchanger 100 and is attached to the rotational position detection sensor 510, which detects the reference point indicator 520 according to the rotation of the thermal element, and detects rotation and position. It includes a reference point indicator 520 that is the reference of.

막힘 위치 감지부(500)는 열교환기(100)의 회전축의 일측에 설치되는데 회전축에 부착되는 기준점 표시기(520)의 회전 주기 및 시간을 측정하여 해당되는 감지신호를 제어부(610)로 전송한다. The blockage position detection unit 500 is installed on one side of the rotation shaft of the heat exchanger 100. It measures the rotation period and time of the reference point indicator 520 attached to the rotation shaft and transmits a corresponding detection signal to the control unit 610.

제어부(610)는 회전 위치 검출센서(510)로부터 공급되는 회전 위치 검출신호를 분석하여 기준점 표시기(520)의 검출 주기와 회전속도를 산출하며, 막힘 감지 본체(410)에서 막힘이 확인된 열소자가 분사 본체(310)의 위치까지 회전하는데 소요되는 시간을 산출할 수 있다. The control unit 610 analyzes the rotational position detection signal supplied from the rotational position detection sensor 510 to calculate the detection cycle and rotational speed of the reference point indicator 520, and detects the blockage in the blockage detection body 410. The time required to rotate to the position of the injection body 310 can be calculated.

제어부(610)는 막힘 위치 감지부(500)로부터 공급받은 막힘 발생 위치신호를 분석하여 열소자의 막힘 관련 반경방향 위치정보와 시간정보, 원주방향 위치정보를 이용하여 열소자의 각 위치별 막힘 상태 정보를 산출할 수 있다. 제어부(610)는 열소자의 원주방향 회전이동 시간차이를 계산한 후 열소자의 표면에서 막힘이 발생된 위치에 선별적으로 세정매체를 분사하도록 분사제어신호를 공급할 수 있다.The control unit 610 analyzes the clogging occurrence position signal supplied from the blockage position detection unit 500, and uses the radial position information, time information, and circumferential position information related to the clogging of the thermal element to determine the clogging state for each position of the thermal element. information can be derived. The control unit 610 may supply an injection control signal to selectively spray the cleaning medium to the location where the clogging occurs on the surface of the thermal element after calculating the circumferential rotational movement time difference of the thermal element.

국부 막힘이 발생된 위치를 감지하고, 막힘이 발생된 위치만 선별적으로 세정매체를 분사하는 동작에 대한 실시예는 다음과 같다.An embodiment of an operation of detecting a location where local clogging occurs and selectively spraying a cleaning medium only to the location where clogging occurs is as follows.

도 5와 도 6을 참조하면, 막힘 감지 본체(410)의 반경방향 최외각의 2번째 센서에서 막힘이 감지된 상황을 가정한다. 막힘 부위는 원주방향으로는 θ2+θ3가 되며 반경방향 위치는 반경방향의 거리 값 r 로 감지하게 된다. 막힘 부위를 해소하기 위한 동작은 분사 본체(310)가 하게 되는데 열소자가 원주방향으로(θ2-θ1) 각도를 회전한 후에, 반경방향 거리 r 위치에 분사 노즐(340)을 위치시켜서 세정매체를 분사한다.Referring to FIGS. 5 and 6 , it is assumed that a blockage is detected by a second outermost sensor in the radial direction of the blockage detecting body 410 . The blocked area is θ2+θ3 in the circumferential direction, and the radial position is detected by the distance value r in the radial direction. The operation to clear the clogged area is performed by the spraying body 310. After the thermal element rotates an angle in the circumferential direction (θ2-θ1), the spray nozzle 340 is positioned at a radial distance r to discharge the cleaning medium. spray

회전 위치 검출센서(510)는 열소자의 회전에 따라 회전 및 위치 검출용 기준점 표시기(520)를 검출하는 주기를 분석함으로써 회전속도(rpm)를 산출할 수 있다. 예를 들어, 회전속도가 n rpm 인 경우 1초당 회전각도 θ는 2nΠ/60 으로 산출된다. 그리고 막힘 감지 본체(410)에서 막힘이 확인된 열소자가 분사 본체(310)의 위치까지 회전하는데 소요되는 시간 t는 60*(θ2-θ1)/(2nΠ) 이다.The rotational position detection sensor 510 may calculate the rotational speed (rpm) by analyzing a cycle of detecting the reference point indicator 520 for rotation and position detection according to the rotation of the thermal element. For example, when the rotation speed is n rpm, the rotation angle θ per second is calculated as 2nΠ/60. In addition, the time t required for the clogging detection body 410 to rotate the thermal element to the position of the injection body 310 is 60*(θ2−θ1)/(2nΠ).

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이것도 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and it is possible to carry out various modifications within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings, and this is also It goes without saying that it falls within the scope of the present invention.

100 ; 열교환기 110 : 저장호퍼
120 : 유량 조절밸브 130 : 믹싱 분사부
210 : 압축공기 저장탱크 220 : 공기 유량 조절밸브
300 ; 분사부 310 : 분사 본체
320 : 피동부 330 : 구동부
340 : 분사 노즐 400 ; 막힘 감지부
410 : 막힘 감지 본체 420 : 막힘 감지 센서
430 : 퍼지 밸브 500 ; 막힘 위치 감지부
510 : 회전 위치 검출센서 520 : 기준점 표시기
600 ; 메모리 610 : 제어부100; Heat exchanger 110: storage hopper
120: flow control valve 130: mixing injection unit
210: compressed air storage tank 220: air flow control valve
300; Injection unit 310: injection body
320: driven part 330: driving part
340: injection nozzle 400; blockage detector
410: blockage detection body 420: blockage detection sensor
430: purge valve 500; Blockage position detection unit
510: rotational position detection sensor 520: reference point indicator
600; Memory 610: control unit

Claims (11)

열교환기에 구비된 열소자의 표면에 위치되어 상기 열소자의 국부적인 막힘을 감지하는 막힘 감지부,
상기 열소자의 막힘 발생 위치를 감지하는 막힘 위치 감지부,
상기 막힘 감지부와 상기 막힘 위치 감지부로부터 공급되는 감지신호를 각각 분석하여 실시간으로 상기 열소자에 대해 국부위치별 막힘 상태를 감시하며, 상기 열소자의 표면에서 막힘이 발생된 위치에 선별적으로 세정매체를 분사하도록 분사제어신호를 공급하는 제어부, 그리고
상기 제어부로부터 공급되는 분사제어신호의 입력에 따라 구동되어 상기 열소자의 막힘이 발생된 위치에 선별적으로 세정매체를 분사하는 분사부
를 포함하는 열교환기의 세정 제어장치.A clogging detection unit located on the surface of the thermal element provided in the heat exchanger to detect local clogging of the thermal element;
A blockage position detection unit for detecting a blockage occurrence position of the thermal element;
The detection signals supplied from the blockage detection unit and the blockage position detection unit are analyzed, respectively, to monitor the blockage state by local location of the thermal element in real time, and selectively detect the blockage at the location on the surface of the thermal element. A control unit for supplying an injection control signal to inject a cleaning medium, and
A spraying unit that is driven according to the input of the spraying control signal supplied from the controller and selectively sprays the cleaning medium to the location where the thermal element is clogged.
Cleaning control device of the heat exchanger comprising a. 제1항에서,
상기 열교환기는 발전소에서 공기 예열 또는 가스 재열에 사용되는 회전 재생식 열교환기를 포함하는 열교환기의 세정 제어장치.In paragraph 1,
The heat exchanger is a cleaning control device of a heat exchanger including a rotary regenerative heat exchanger used for air preheating or gas reheating in a power plant. 제1항에서,
상기 막힘 감지부는
상기 열교환기의 저온측 가스의 출구측에 길이방향으로 설치되는 막힘 감지 본체, 그리고
상기 막힘 감지 본체의 길이방향을 따라 미리 설정된 일정 간격으로 복수로 구비되는 막힘 감지 센서
를 포함하는 열교환기의 세정 제어장치.In paragraph 1,
The blockage detector
A blockage detection body installed in the longitudinal direction on the outlet side of the low-temperature side gas of the heat exchanger, and
Blockage detection sensors provided in plurality at predetermined intervals along the longitudinal direction of the blockage detection body
Cleaning control device of the heat exchanger comprising a. 제3항에서,
상기 막힘 감지 센서는
속도센서와 온도센서를 포함하며, 상기 열소자가 회전하면서 막힘이 발생된 부위가 상기 각각의 센서 위치에 도달하면 압력과 온도의 변화값을 포함한 막힘 감지신호를 발생하는 열교환기의 세정 제어장치.In paragraph 3,
The blockage detection sensor
A cleaning control device for a heat exchanger comprising a speed sensor and a temperature sensor, and generating a clogging detection signal including pressure and temperature change values when the clogging occurs while the thermal element rotates and reaches the respective sensor positions. 제4항에서,
상기 제어부는 상기 막힘 감지 센서로부터 공급되는 막힘 감지신호와 미리 설정된 기준값을 비교하여 상기 열전자 소자의 막힘 여부를 판단하는 열교환기의 세정 제어장치.In paragraph 4,
The control unit compares the clogging detection signal supplied from the clogging detection sensor with a preset reference value to determine whether the thermoelectric element is clogged. 제1항에서,
상기 막힘 위치 감지부는
상기 회전축에 부착되는 기준점 표시기, 그리고
상기 열교환기의 회전축의 일측에 구비되어 상기 열소자의 회전에 따라 상기 기준점 표시기를 검출하는 회전 위치 검출센서
를 포함하는 열교환기의 세정 제어장치.In paragraph 1,
The blockage position detection unit
A reference point indicator attached to the rotating shaft, and
A rotational position detection sensor provided on one side of the rotation shaft of the heat exchanger and detecting the reference point indicator according to the rotation of the thermal element.
Cleaning control device of the heat exchanger comprising a. 제6항에서,
상기 제어부는 상기 회전 위치 검출센서로부터 공급되는 회전 위치 검출신호를 분석하여 상기 기준점 표시기의 검출 주기와 회전속도를 산출하며, 상기 막힘 감지 본체에서 막힘이 확인된 열소자가 상기 분사 본체의 위치까지 회전하는데 소요되는 시간을 산출하는 열교환기의 세정 제어장치.In paragraph 6,
The control unit analyzes the rotational position detection signal supplied from the rotational position detection sensor to calculate the detection cycle and rotational speed of the reference point indicator, and the blockage detection body rotates the thermal element to the position of the injection body. A cleaning control device for a heat exchanger that calculates the time required for cleaning. 제7항에서,
상기 제어부는 상기 막힘 위치 감지부로부터 공급받은 막힘 발생 위치신호를 분석하여 상기 열소자의 막힘 관련 반경방향 위치정보와 시간정보, 원주방향 위치정보를 이용하여 상기 열소자의 각 위치별 막힘 상태 정보를 산출하는 열교환기의 세정 제어장치.In paragraph 7,
The control unit analyzes the blockage occurrence position signal supplied from the blockage position detection unit, and obtains blockage state information for each position of the thermal element using radial positional information, time information, and circumferential positional information related to clogging of the thermal element. The cleaning control device of the heat exchanger that calculates. 제8항에서,
상기 제어부는 상기 열소자의 원주방향 회전이동 시간차이를 계산한 후 상기 열소자의 표면에서 막힘이 발생된 위치에 선별적으로 세정매체를 분사하도록 분사제어신호를 공급하는 열교환기의 세정 제어장치.In paragraph 8,
wherein the control unit calculates a time difference between rotational movement of the thermal element in a circumferential direction and supplies an injection control signal to selectively spray a cleaning medium to a location where clogging occurs on the surface of the thermal element. 제1항에서,
상기 분사부는 상기 열교환기의 고온측 가스의 입구측에 길이방향으로 설치되는 분사 본체,
상기 분사 본체의 일측에 구비되는 분사노즐, 그리고
상기 열교환기의 반경방향에서 상기 분사노즐을 원하는 위치로 이동시키는 이동부를 포함하는 열교환기의 세정 제어장치.In paragraph 1,
The injection unit is an injection body installed in the longitudinal direction at the inlet side of the high-temperature side gas of the heat exchanger,
A spray nozzle provided on one side of the spray body, and
A cleaning control device for a heat exchanger comprising a moving unit for moving the injection nozzle to a desired position in a radial direction of the heat exchanger. 제10항에서,
상기 이동부는
피니언 기어를 갖고 상기 분사 본체의 왕복 이동 구동력을 발생하는 구동부, 그리고
상기 분사 본체에 연결되며 상기 피니언 기어와 대응하는 위치에 구비되는 랙 기어를 포함하는 피동부
를 포함하는 열교환기의 세정 제어장치.In paragraph 10,
the moving part
A driving unit having a pinion gear and generating a driving force for reciprocating movement of the injection body, and
The driven part including a rack gear connected to the injection body and provided at a position corresponding to the pinion gear
Cleaning control device of the heat exchanger comprising a.
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