KR950001974B1 - 석탄 미분기의 안전제어시스템 - Google Patents

석탄 미분기의 안전제어시스템 Download PDF

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KR950001974B1 KR1019860011219A KR860011219A KR950001974B1 KR 950001974 B1 KR950001974 B1 KR 950001974B1 KR 1019860011219 A KR1019860011219 A KR 1019860011219A KR 860011219 A KR860011219 A KR 860011219A KR 950001974 B1 KR950001974 B1 KR 950001974B1
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영 즈웨트 스코티
더불유 로버트슨. 쥬니어. 존
데이비스 울버트 고든
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인터내셔널 콘트롤 오토메이션 파이낸스 에스.에이
루시아노 아씨아리
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Abstract

내용없음.

Description

석탄 미분기의 안전제어시스템
제1도는 본 발명에 따른 안전제어시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
제2도는 제1도에 따른 안전제어시스템의 경보 및 제어논리부를 개략적으로 나타낸 도면.
제3도는 여러 가지 가연성 성분들에 관한 석탄 미분기내에서 일산화탄소당량(COe)레벨과 순수산소(O2)레벨과의 관계를 석탄온도에 대하여 나타낸 그래프.
제4도는 석탄 미분기내에서 일산화탄소당량(COe)레벨과 순수산소는(O2)레벨의 변화를 미분기내에 불꽃이 발생했을 때 그 경과시간에 대하여 나타낸 그래프.
제5도는 일산화탄소당량(COe)레벨과 순수산소(O2)레벨의 변화를 석탄 미분기내에서 점화가 되지는 않았지만 그을림(Smoldering fire)이 발생했을 때 그 경과시간에 대하여 나타낸 그래프.
제6도는 석탄 미분기내에서 순수산소(O2)레벨과 일산화탄소당량(COe)레벨과의 관계를 그 레벨에 따른 미분기의 작동방법에 따라 예시한 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 안전제어시스템 12 : 탐침
14 : 미분기 16 : 필터
18 : 분석기 20 : 경보 및 제어논리부
22, 23, 34, 36, 40, 42, 46, 48, 52, 56, 58, 62, 74, 76, 82, 84, 86, 88, 92, 94, 98, 100 : 라인
26 : 기록계 28, 30 : 경보기
32 : 밸브 38, 54, 66, 90 : 비교기
44, 60, 72, 96 : AND게이트 50 : 유도작용제어기
78 : 스위치 회로 80 : 제어기
본 발명은 석탄 미분기의 제어시스템에 관한 것으로서, 특히 석탄 미분기내에서 급박한 위험상황을 검출하고 이를 제어할 수 있도록 하는 안전제어시스템에 관한 것이다.
최근, 석탄은 여러 가지 이유, 특히 경제적인 이유 때문에 그의 사용이 급증되어 왔는데, 산업용으로서도 10여 년 전에 비하여 훨씬 많은 석탄이 소모되고 있는 실정이다. 이와 같은 석탄수요의 증가에 따라 아직 초기단계이기는 하지만 아(亞)역청탄이나 갈탄과 같은 휘발성 석탄의 용도도 점차적으로 증가되어 왔다. 그러나, 이들을 취급하거나 분쇄 및 미분시키는 과정에서 자연점화로 인해 심각한 화재가 일어나거나 폭발이 일어날 위험성도 증가되고 있었다.
이러한 위험을 방지하기 위하여 종래에는 미분기내의 자연점화를 검출해내는 몇 가지 방법의 일환으로 미분기내의 온도를 측정하거나 기체유동속도 및 일산화탄소 등을 측정하는 방법이 사용되어 왔으며, 또한 미분기내의 과도한 온도조건을 검출해 내기 위해서 단일 또는 여러 개의 온도경보 기술이 여러 해 동안 사용되기도 하였다.
그러나, 이와 같은 종래의 기술들은 불꽃이 확산되기 이전에 진화시키기에는 너무 늦은 정보를 제공하는 문제점이 있었는바, 즉 기체유동속도에 의해 경보를 전달하도록 하는 기술은 좋은 잠재력을 갖기는 하였지만 기체의 흐름과 온도 및 압력과의 관계를 긴밀하게 이용하지 못하였기 때문에 경보시스템으로서는 효과적이지 못하였다.
한편, 미분기내의 불꽃을 검출해내는 방법 중에는 미분기내에서 일산화탄소레벨(level)의 증가상태를 측정하는 방법이 가장 효과적인 방법이었으며, 일산화탄소레벨을 경보해주는 장치로서는 적외선 흡수기술을 이용한 몇 가지 상업적인 장치가 고안되었었다. 즉, 이 방법은 초기연소단계인 석탄이 산화하기 시작될 때, 일산화탄소가 생성된다는 원리에 기초를 둔 것으로서, 매우 낮은 레벨, 예컨대 25 내지 50ppm 정도까지의 일산화탄소를 검출해낼 수 있기 때문에 미분기 운용자는 미분기내의 폭발이나 화재를 미연에 방지할 수 있는 예비조치를 충분히 취할 수 있었다.
한편, 소포켓(small pocket)의 산화석탄은 점화 또는 그의 확산으로 인해 큰 불꽃이 될 수도 있는데, 확산이 시작되면 석탄의 량과 온도가 증가하므로 산화과정은 더욱 강력해지고, 불꽃이 일어날 수 있는 조건이 될 만큼 과정이 진행되면 일산화탄소의 량은 크게 증가하게 된다. 이와 같은 적은량의 산화석탄은 미분기내의 다른 요인들과 합쳐져서 화재나 폭발을 일으킬만한 점화원이 된다.
따라서, 적은량의 산화석탄만으로 점화원이 될 수 있기 때문에 화재나 폭발이 일어나기 전에는 일산화탄소의 량은 증가되지 않게 된다.
이런점에서 일산화탄소에만 의존하는 검출방법은 산화가 시작된 이후에나 유용할뿐, 미분기내의 잠재적인 폭발조건을 운용자에게 효과적으로 전달해 주지는 못하였으므로 결국 미분기내의 폭발 또는 화재의 가능성을 감지하고자 할 때는 미분기내의 다른 조건 즉, 산소나 가연성 가스의 레벨도 고려하는 것이 좋다는 것이다.
이에 따라 미분기에 대한 개선된 안전제어시스템의 개발이 요구되고 있는바, 예컨대 미분기내의 산소와 일산화탄소 및 모든 가연성 기체를 전체적으로 측정하여 미분기의 작동을 제어하고, 잠재적인 위험요소를 운용자에게 유용하게 경고할 수 있는 안전제어시스템의 개발이 요청되고 있었다.
본 발명에서는 상술한 바 있는 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 미분기내의 잠재적인 위험요소를 검출해내는데 있어서, 온도가 가스유동속도, 또는 일산화탄소에만 의존하지 않고 미분기내의 산소함량과 일산화탄소당량레벨 모두를 지속적으로 측정하는 단일점 분석기(Single point analyzer)을 미분기에다 직접 설치하여 미분기내의 일산화탄소레벨뿐만 아니라 수소, 메탄, 에탄 등과 같은 가연성 기체의 레벨도 측정하도록 한 것이다.
상기 분석기의 산소부분은 모든 가연성 휘발물질이 미분기내에서 방출된 시료내의 산소와 결합할때의 온도에서 작동되는 감지기(Sensor)에 의해 감지되는데, 이때 감지기는 남아 있는 유리 또는 비결합 산소에 대하여 응답하게 된다.
순수산소(O2)레벨로 언급되는 상기 측정결과는 설정점(set point)과 비교되면서 일산화탄소당량(COe)레벨과 상호연관을 갖게 된다. 이때의 일산화탄소레벨은 미분기내에 잠재적인 위험요소가 존재하는가 하는 것을 결정하기 위해 설정점과 비교되어지며, 이렇게 미분기 주위의 순수산소(O2)레벨과 일산화탄소당량(COe)레벨을 모두 측정하므로서 미분기내에서 화재나 폭발을 일으킬 수 있는 조건을 검출해 내는 것이다.
이하, 본 발명을 예시한 도면에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제1도는 본 발명의 안전제어시스템(10)을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 상기 제어시스템(10)은 미분기내에서 가연성 성분의 순수산소(O2)레벨과 일산화탄소당량(COe)레벨을 경고하여 미분기 내에서의 자연발화 폭발을 검출하고 이를 경보할 수 있도록 된 제어시스템으로서, 가연성 성분인 일산화탄소당량(COe)레벨의 측정은 일산화탄소뿐만 아니라 다른 가연성 성분, 예컨대 수소, 메탄, 에탄 및 다른 고급탄화수소 성분도 포함하여 측정하는 것이며, 미분기내의 일산화탄소당량(COe)레벨과 순수산소(O2)레벨의 혼합측정은 미분기내의 자연발화를 방지하기 위하여 석탄의 산화율을 검출해 내는데 사용된다. 또한, 순수산소(O2)레벨이 다른 측정치와 함께 측정되면 미분된 석탄의 양과 미분기의 전반적인 작동에 대한 산출의 기초가 될 수도 있다.
한편 제1도에 나타낸 COe/O2시료 탐침(13)은 석탄 미분기(14) 배출구 부위에 설치되어 있고, 시료가스는 고온필터(16)가 형성되어 있는 탐침(12)를 통해서 흡수되게 된다. 이러한 용도에 사용될 수 있는 필터(16)는 이미 미국특허 제4,286,472호에 기술되어 있다.
석탄 미분기내에서 흡수된 시료가스는 자동보정능력이 있으며 거칠게 작동하는 기계장치내에서도 작동가능한 공지의 산소(O2) 및 일산화탄소당량(COe) 기체분석기를 통해 가연성 성분중에서 산소(O2) 성분과 일산화탄소당량(COe) 농도의 중량 백분율을 ppm 단위로 측정하게 된다.
한편, 시료내의 가연성 휘발성분이 산소와 결합된 후에 시료내에 남아 있는 유리 또는 비결합된 순수산소(O2)레벨과 일산화탄소당량(COe)레벨에서 유도된 전기적 신호는 각각 라인(22 및 24)을 통해 중앙제어실내에 위치한 경보 및 제어논리부(20)로 입력된 다음, 이어서, 스트립챠트(strip-chart) 기록계(26)에 나타내거나 기록되게 된다. 이때, 만일 순수산소(O2)레벨이 미리 결정된 상승레벨 이하로 낮아지게 되면 시스템(10)은 가청 및 가시경보기(28,30)를 각각 작동시켜 미분기에 대한 보정조치를 취하거나 미분기(14)의 작동요소를 제어상태로 돌려서 시스템(10)의 자동 불활성 장치를 가동시키게 된다.
예시도면 제2도에 의하면, 경보 및 제어논리부(20)는 분석기(18)로부터 라인(22)을 따라 공급되는 순수산소(O2)측정치와 분석기(18)에 의해 라인(24)를 따라 공급되는 일산화탄소당량(COe)측정치를 이용하게 되는데, 설정된 순수산소(O2)레벨 및 일산화탄소당량(COe)상승레벨이 각각 경보기(28,30)를 작동시키게 된다. 더우기, 순수산소(O2)레벨과 절대일산화탄소당량(COe), 또는 이둘중의 어느하나가 일정한 임계선을 초과하게 되면 이산화탄소 혹은 스팀과 같은 불활성 매체가 흐르는 미분기(14)와의 연결라인(34)에 설치된 밸브(32)의 개폐를 조절하여서 미분기(14)의 자동 불활성 장치를 작동시키게 된다.
한편, 경보기능에 대하여 설명하면 다음과 같다.
즉, 라인(22)을 따라 전달되는 순수산소(O2)측정레벨은 라인(36)을 따라 비교기(38)로 인가되게 되는데, 이때, 비교기(38)에는 라인(40)을 따라 인가된 순수산소제어레벨이 설정값으로 설정되어 있다. 이 비교기(38)에서는 분석기(18)로부터 인가된 실제순수산소(O2)측정레벨과 설정값인 순수산소제어레벨을 비교하여 그 오차신호를 라인(42)을 통해 AND 게이트(44)에 입력신호로 인가시키게 된다.
이때 AND 게이트(44)에 인가된 입력신호로는 미리 설정된 소스(source)로부터 라인(46)을 따라 인가된 부(-)신호가 있다.
이때 비교기(38)로 인가된 순수산소(O2)측정레벨이 설정값의 순수산소 제어레벨보다 더 클때는 정(+)오차신호가 라인(42)를 따라 AND 게이트(44)로 인가되어 라인(48)을 따라 아무런 제어신호가 발생하지 않게 되기 때문에 경보기(28)는 작동되지 않게 된다.
이와 반대로 순수산소(O2)측정레벨이 설정값인 순수산소 제어레벨보다 낮으면, 즉시, 라인(42)을 따라 부(-)오차신호가 AND 게이트(44)로 인가되어 라인(46)으로부터 인가된 일정한 부(-)신호와 함께 제어신호가 라인(48)을 따라 경보기(28)로 입력되면서 경보기가 작동되어 미분기내의 위험상황을 알려주게 된다.
한편, 일산화탄소당량(COe)측정레벨신호는 라인(24)을 따라 인가되면서 또다른 방법으로 경보기(30)를 작동시키게 되는데, 즉, 일산화탄소당량(COe)측정레벨은 일산화탄소당량(COe)레벨에서의 모든 변화에 대해 민감한 반응을 나타내는 유도작용 제어기(50)로 인가된 다음, 미분기(14)내에서 일산화탄소당량(COe)경사도나 변화율을 알려주는 출력신호로 출력되게 된다.
이렇게 유도작용제어기(50)로부터 출력된 출력신호는 라인(52)을 따라 비교기(54)로 입력되는데, 이때 미분기(14)내에서 석탄점화를 위한 일산화탄소당량(COe)레벨의 변화율로 표시되는 설정값이 라인(56)을 따라 비교기(54)에 입력되게 된다.
한편, 비교기(54)의 출력신호가 라인(58)을 따라 AND 게이트(60)로 전달될 때 AND 게이트(60)에도 라인(62)를 따라 제공되는 일정한 정(+)신호가 인가되게 된다.
이를 작동시킴에 있어서, 일산화탄소당량(COe)레벨의 변화율이 비교기(54)에 공급된 설정값보다 낮을 경우에는 라인(58)을 통해서 비교기(54)로부터 나오는 출력신호는 부(-)신호가 되며, 미분기내에서 실제 일산화탄소당량(COe)레벨의 변화율이 라인(56)을 따라 비교기(54)로 입력된 설정값을 초과할 경우에는 라인(58)을 따라 출력되는 신호는 정(+)신호를 나타내어 AND 게이트(60)의 제어신호가 라인(64)을 따라서 경보기(30)에 전달되면서 미분기내의 잠재적인 위험요소를 경보하게 된다.
이와 같은 방식에 의해 경보기(28,30)가 작동되면 미분기(14)내의 잠재적인 위험조건을 운용자에게 경보하게 되는데, 이들 경보기들은 미분기들(14)의 폐쇄경보가 필요하다는 것을 운용자에게 지시해야 하며 일반적으로 경보기의 어느 한쪽이 작동하게 되면 다른 한쪽도 따라서 작동되게 된다. 그리고, 미분기의 불활성화는 미분기에 충격을 줄 수도 있기 때문에 운용자의 재량에 따르는 것이 좋으며, 미분기의 불활성화에는 조건이 있고, 이러한 작동은 자동적으로 지시되어야 한다.
이와 같이 미분기(14)의 자동 불활성 장치를 제공하게 위해서 제어시스템(10)은 각각 라인(22,24)를 통하여 공급된 순수산소측정레벨과 일산화탄소당량측정레벨을 다시 사용하게 되며, 미분기(14)의 자동 불활성화는 라인(68)을 통해서 입력된 순수산소레벨 설정값을 가진 비교기(66)에 의해서 작동된다.
비교기(66)로 입력된 순수산소레벨 설정값은 상기 비교기(38)에 입력된 설정값 레벨에 비하여 훨씬 낮은데 미분기(14)가 정상적으로 작동되고 있는 동안에 비교기(66)에 전달된 순수산소(O2)측정레벨이 여기로 공급된 설정값을 초과하게 되면 비교기(66)에서 오차신호가 산출되어 라인(70)을 통해서 AND 게이트(72)에 정(+)신호로 입력되게 된다. 이때 AND 게이트에는 라인(74)를 따라서 일정한 부(-)신호가 별도로 입력되게 된다. 그런데, 미분기(14)가 정상적으로 작동하는 동안에는 AND 게이트(72)에 대한 입력은 정(+) 및 부(-)가 됨에 따라 라인(76)을 따라서 AND 게이트(72)로부터 전달되는 제어신호를 없게 된다.
이와 반대로 미분기(14)내의 순수산소(O2)측정레벨이 비교기(66)에 공급된 설정값 이하로 떨어지게 되면, 비교기(66)의 출력은 부(-)가 되어 AND 게이트(72)에는 두 개의 부(-)신호가 입력되게 된다. 이때의 제어신호는 라인(76)을 따라서 스위치회로(78)로 전달되게 된다. 여기서 정상적인 스위치회로(78)는 개(開)회로이기 때문에 제어기(80)으로부터 오는 신호가 제어밸브(32)에 도달하지 못하게 되지만, 본 발명에서는 라인(76)을 따라 제어신호가 도달되게 되면 스위치회로(78)가 폐회로조건으로 변하게 되고, 따라서 제어기(80)는 제어밸브(32)를 작동시키게 된다.
한편, 제어기(80)에 대한 다른 하나의 입력신호는 미분기(14)내의 순수산소(O2) 측정레벨인데, 이는 라인(22)과 연결된 라인(82)에 의해서 인가된다.
제어기(80)에 대한 설정값은 특정한 설정값 공급부에서 라인(84)을 따라 입력되며, 이 설정값의 레벨은 보통 비교기(66,38)에 대한 설정값 레벨 사이에 존재하게 된다.
더구나, 스위치회로(78)가 AND 게이트(72)로부터 출력되는 제어신호에 의해서 작동할 때 미분기(14)내의 순수산소(O2)레벨이 비교기(66)에서 설정값 레벨 이하로 낮아지게 되면 제어기(80)는 이산화탄소와 같은 불활성 분위기 때문에 밸브(32)가 열리게 되고, 제어기(80)에 대한 정상상태의 순수산소레벨이 설정값 레벨에 거의 도달하게 될 때까지 미분기(14)에 전달되게 된다.
일반적으로 제어기(80)에 대한 설정값 레벨은 불활성 공정으로 인한 미분기(14)의 충격을 최소화하기 위하여 정상상태의 분위기 보다 다소 낮다.
미분기(14)내에서 순수산소레벨이 제어기(80)에 다한 설정값 레벨에 도달하게 될 때 스위치회로(78)는 미분기내에서 정상적인 운용조건을 달성할 수 있는 몇 가지 지시인자와 연결된 수동식 또는 자동식 소스(Source)로부터 라인(86)을 따라 리셋(reset)신호가 입력되어 정상상태의 개방조건으로 리셋되게 된다.
자동 불활성 수단은 미분기내의 미리 결정된 일산화탄소당량(COe)레벨의 감지에 따라 선택적으로 작동하게 된다. 라인(24)를 따라서 정상상태로 인가된 일산화탄소당량(COe)신호는 비교기(90)에 하나의 입력신호를 제공할 수 있도록 라인(88)으로 연결되어 있으며, 비교기(90)의 설정값은 설정값 공급부에서 라인(92)를 따라 인가된다. 이때 설정값의 레벨은 미분기(14)내에서 허용될 수 있는 최대 일산화탄소당량(COe)레벨로 한다.
한편, 일산화탄소당량(COe)레벨이 비교기(90)에서 설정값 이하로 존재하는 동안에는 비교기(90)에 의해서 라인(94)를 따라 정(+)오차신호가 AND 게이트(96)으로 입력되게 되며, AND 게이트(96)로 인가된 다른 입력신호는 라인(98)을 따라서 공급되는 일정한 부(-)신호이다. 그러나 미분기가 정상상태로 작동하는 동안에는 반대편극 신호가 AND 게이트(96)에 대한 입력신호로 인가되어 라인(100)을 통해 AND 게이트(96)에서 출력되는 모든 제어신호를 방지하게 된다.
절대 일산화탄소당량(COe) 수준이 비교기(90)로 인가된 설정값 레벨을 초과할때에는 AND 게이트(96)에 인가되는 오차신호는 부(-)가 되면서 AND 게이트(96)을 작동시켜 라인(100)을 따라 스위치회로(78)에 제어신호로 인가되게 된다.
이는 상술한 바와 같이 순수산소레벨제어에 대한 것과 동일하게 제어기(80)를 지나서 밸브(32)가 조절되도록 스위치회로(78)가 작동하기 때문이며, 이러한 방법에 있어서, 자동적인 미분기의 불활성화는 라인(86)을 통해서 리셋신호가 설정될 때까지 계속되고, 리셋신호가 설정되면 스위치회로(78)는 다시 작동하지 않게 되며 밸브는 정상상태의 폐쇄위치가 되돌아가게 된다.
한편, 자연발화나 폭발이 일어나기 위해서는 미분기내에 산소, 연료 및 점화원이 있어야 하는데, 미분기로 석탄을 분쇄시키게 되면 수소, 메탄, 에탄 그리고 그 이외의 가연성 탄화수소등이 방출되게 된다. 아직 산화과정이 시작되지 않았다면 분쇄과정 동안에는 일산화탄소가 매우 적게 존재하나 산화과정이 시작되면 석탄의 온도가 상승하고, 상술한 모든 가연성 가스가 방출되어 잠재적인 위험조건에 대한 지시인자로 사용된다. 제3도는 미분기내에서 생성된 일산화탄소당량 레벨과 여러 가지 가연성 가소성분과의 관계를 석탄온도에 대하여 나타낸 그래프로서, 이 그래프에 의하면 상기 모든 가연성 성분에 대한 종합측정은 일산화탄소에만 의존하는 것보다 훨씬 분명한 응답을 주게 되며, 하나의 가스, 즉 일산화탄소에만 의존함으로 해서 생길 수 있는 한계를 배제할 수 있게 된다.
미분기 내에서의 자연발화가 발생하기 전에는 대부분 미분기내의 일산화탄소당량(COe)레벨은 크게 증가하게 되는데, 이는 보울(bowl)이나 하부보울내에서 소포켓(Small pocket)의 석탄이 산화하기 때문에, 산화석탄의 이러한 포켓은 미분기내에 오랫동안 나타날 수 있고, 언제든지 발화를 일으킬 수 있는 잠재력을 가짐을 알 수 있다. 이러한 포켓은 종래의 검출방법으로는 검출될 수 없지만 제4도에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 방법으로는 검출해 낼 수 있는바, 이 도면에서 불꽃이 일어나기 전에 미분기내에는 그을린 석탄(Smoldering coal)이 존재한다는 것을 알려주는 일산화탄소당량(COe)레벨의 증가가 선행되어야 한다는 것을 설명해 주고 있다.
즉, 미분기의 작동이 시작된지 약 10분 후에는 일산화탄소당량(COe)레벨이 약250ppm으로 증가되며, 일산화탄소당량(COe)레벨이 증가된지 30분이 지나면 산소(O2)레벨은 5％로 낮아지고, 미분기의 온도는 미분기내에 자연발화가 발생했음을 알리게 된다. 자연발화는 석탄공급을 증가시킴으로서 즉시 진화될 수 있으나 하부보울 부분에서 스파이크가 관찰될 때는 불꽃이 발생한 것이고, 이때 석탄은 아직 미분기내에서 그을리고 있음을 나타내는 것이다.
이어서, 일산화탄소당량(COe)레벨은 점차적으로 낮아져서 7시간후에는 약 35ppm이 된다. 이는 그을린 석탄이 점차적으로 자체 연소되지만 높은 일산화탄소당량레벨에 의해서 이 기간동안에 두 번째 불꽃이 발생할 수도 있다.
예시도면 제5도는 미분기내의 아직 점화되지 않은 불꽃에 대하여 나타낸 것으로서, 이 도면에 의하면, 미분기의 작동이 시작된지 한시간 반 후에는 일산화탄소당량(COe)레벨이 35ppm에서 225ppm으로 증가됨을 보여주는데, 일산화탄소당량(COe)레벨은 이와 같은 높은 레벨로 유지되나 순수산소(O2)레벨은 17.75％에서 16.75％로 낮아지고, 그 다음에는 일산화탄소당량(COe)와 순수산소(O2)레벨이 정상적인 레벨로 되돌아가게 된다. 이때, 미분기를 관찰하면 미분기내에서 30분동안 소량의 석탄이 그을린 것을 발견하게 되나 이만큼의 그을린 석탄의 양은 미분기내에서 점화를 일으키기에는 충분치 못한 것이다.
상기와 같은 이유로 인하여, 미분기내에서 일산화탄소당량 레벨을 경고하게 되면 화재나 폭발들을 피할 수 있는 필수적인 조치를 취할 수 있으며, 미분기내의 잠재적인 위험요인을 초기에 충분히 검출해 낼 수 있는 것이다.
이와 같은 조기검출은 종래의 방법으로는 불가능하였다.
한편, 제6도는 일산화탄소당량(COe)레벨과 순수산소(O2)레벨, 그리고 미분기 조건 등의 관계를 요약해서 나타낸 것으로서, 특히, 정상상태의 작동 밴드(operating band)와 일산화탄소당량(COe)레벨 순수산소(O2)레벨 및 사용된 석탄의 형태 등의 관계를 보여주고 있다. 석탄내에 휘발성 물질의 백분율이 증가함에 따라 예상되는 일산화탄소당량(COe)레벨도 증가하나 습기의 백분율이 증가하므로서 미분기 가스 내에서의 높은 습기 레벨 때문에 순수산소(O2)레벨은 감소하게 된다.
이때, 순수산소(O2)레벨이 일정하거나 저하됨과 동시에 일산화탄소당량(COe)레벨이 증가하게 되면 미분기화재에 원인이 되는 그을린 조건을 알려주게 되고, 반대로, 일산화탄소당량(COe)레벨의 증가는 미분기가 잠재적으로 폭발조건에 있다는 것을 아려 주게 된다.
즉, 일산화탄소당량(COe)레벨을 결정하거나 측정하는 값은 산소레벨과 연관되어 미분기내의 잠재적인 위험조건이 시작되고 있다는 것을 나타내는 것이다.

Claims (12)

  1. 석탄 미분기의 안전제어시스템에 있어서, 석탄 미분기내에서 일산화탄소 및 다른 가연성 가스레벨의 변화율을 측정하고 그로부터 지시신호를 수립하는 측정수단과, 석탄 미분기내에서 잠재적인 위험을 가진 일산화탄소 및 다른 가연성가스 가스레벨의 변화율에 대하여 미리 설정된 설정지시 신호와 상기 측정수단으로부터 유도된 신호를 비교하고 그로부터 제1제어신호를 수립하는 제1제어수단 및, 석탄 미분기내의 잠재적인 위험조건을 경보하기 위하여 상기 제1제어신호에 응답하는 경보수단을 포함하여서 된 석탄 미분기의 안전제어시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안정제어시스템은 석탄 미분기내에서 일산화탄소 및 다른 가스의 레벨을 측정하는 수단과, 석탄 미분기내에서 일산화탄소 및 다른 가연성 가스레벨의 변화율에 대한 출력지시신호를 제공하기 위하여 상기 측정수단에 연결된 유도작용제어기를 포함하여서 된 안전제어시스템.
  3. 제1항에 있어서, 안전제어시스템은 석탄 미분기내에서 순수산소레벨을 측정하고 그로부터 유도된 신호를 수립하는 수단과, 석탄 미분기내에서 잠재적인 위험을 갖는 순수산소레벨의 미리 설정된 제1설정지시신호와 상기 순수산소레벨의 측정수단으로부터 유도된 신호를 비교하고 그로부터 제2제어신호를 수립하는 제2제어수단과, 상기 제2제어수단에 응답하는 경보수단을 추가적으로 포함하여서 된 안전제어시스템.
  4. 제3항에 있어서, 안전제어시스템은 석탄 미분기내에서 잠재적인 위험을 갖는 미리 설정된 제2설정지시신호와 상기 순수산소레벨 측정수단으로부터 유도된 신호를 비교하고 그로부터 제3제어신호를 수립하는 제3제어수단과 미분기를 불활성화 시키기 위하여 제2제어신호에 응답하는 불활성수단을 추가적으로 포함하여서 된 안전제어시스템.
  5. 제4항에 있어서, 불활성수단은 석탄 미분기를 불활성화 하기 위한 불활성 분위기의 소스(Source)와, 상기 불활성 분위기의 소스를 제어하는 밸브수단과, 상기 밸브수단을 제어하기 위하여 상기 제3제어신호에 응답하는 제어기 수단으로 이루어진 안전제어시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어기 수단과 상기 밸브수단 사이에는 그들을 연결하면서 상기 제어기 수단에 의하여 상기 밸브수단이 제어될 수 있도록 제3제어신호에 응답하는 스위치 수단을 포함하여서 된 안전제어시스템.
  7. 석탄 미분기의 안전제어시스템에 있어서, 석탄 미분기내에서 일산화탄소 및 다른 가스의 레벨을 측정하고, 그로부터 지시신호를 수립하는 측정수단과, 석탄 미분기내에서 일산화탄소 및 다른 연소성 가스의 위험레벨에 대하여 미리 설정된 설정지시신호와 상기 측정수단으로부터 유도된 신호를 비교하고, 그로부터 제1제어신호를 수립하는 제1제어수단 및 석탄 미분기를 불활성화 하기 위하여 상기 제1제어신호에 응답하는 불활성 수단으로 이루어진 석탄 미분기의 안전제어시스템.
  8. 제7항에 있어서, 불활성수단은 석탄 미분기를 불활성화 하게 위한 불활성 분위기의 소스와, 상기 불활성 분위기의 소스를 제어하는 밸브수단 및, 상기 밸브수단을 제어하기 위하여 상기 제1제어수단으로부터 유도된 상기 제1제어신호에 응답하는 제어기 수단을 포함하여서 된 안전제어시스템.
  9. 제8항에 있어서, 안전시스템은 석탄 미분기내에서 순수산소레벨을 측정하고 그로부터 지시신호를 수립하는 수단과, 석탄 미분기내에서 잠재적인 위험을 갖는 순수산소레벨의 미리 측정된 제1설정지시신호와 상기 순수산소레벨의 측정수단으로부터 유도된 신호를 비교하고, 그로부터 제2제어신호를 수립하는 제2제어수단 및, 석탄 미분기 내에서의 잠재적인 위험조건을 나타내기 위하여 상기 제2제어신호에 응답하는 경보수단을 추가적으로 포함하여서 된 안전제어시스템.
  10. 제9항에 있어서, 안전시스템은 석탄 미분기내에서 잠재적인 위험을 갖는 순수산소레벨의 미리 결정된 상기 제1설정지시신호보다 낮은 미리 결정된 제2설정지시신호와 상기 순수산소레벨 측정수단으로부터 유도된 신호를 비교하고 그로부터 제3제어신호를 수립하는 수단과, 불활성 분위기소스의 제어를 위한 밸브수단을 조절하기 위하여, 상기 제3제어신호에 응답하는 제어신호를 추가적으로 포함하여서 된 안전제어시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어수단과 상기 밸브수단 사이에는 그들에 상호 연결되어 있으면서 상기 제어수단에 의해 상기 밸브수단을 제어할 수 있도록 하기 위하여, 석탄 미분기내에서 일산화탄소 및 다른 가연성 가스의 레벨과 미리 결정된 설정신호를 비교하는 비교수단이나 석탄 미분기내에서 순수산소레벨과 미리 결정된 상기 제2설정신호를 비교하는 비교수단으로부터 유도된 제어신호에 응답하는 스위치수단을 추가적으로 포함하여서 된 안전제어시스템.
  12. 석탄 미분기에 대한 안전시스템에 있어서, 석탄 미분기내에서 순수산소레벨을 측정하고 그로부터 지시신호를 수립하는 수단과, 석탄 미분기내에서 일산화탄소 및 다른 가연성 가스레벨의 변화율을 측정하고 그로부터 지시신호를 수립하는 수단과, 미리 결정된 각각의 설정신호를 초과할 때마다 독립제어신호를 수립하기 위하여, 상기 측정수단 및 상기 결정수단에 의하여 수립된 상기 신호와 미리 결정된 설정신호를 비교하는 비교수단과, 석탄 미분기내의 잠재적인 위험조건을 나타내기 위하여 상기 독립제어신호중의 어느 것에 대하여 응답하는 경보수단을 포함하여서된 석탄 미분기의 안전제어시스템.
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