• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
• /
• 한국시뮬레이션학회 1999년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.235-235
• /
• 1999

화력 발전소의 드럼형 보일러 제어 프로세스에 있어 드럼 수위(Drum Level)의 정확한 측정은 매우 중요하다. 만약 드럼 수위가 불안정하게 되면 급수 유량 제어가 불안정하여 증기 온도 제어를 불안정하게 하고, 증기 온도의 변화는 보일러 출구 증기 압력을 변화시켜 연소 제어 계통을 불안정하게 한다. 결국 드럼 수위의 불안정은 발전소 전체 프로세스를 불안정하게 한다. 또한 드럼 수위의 오지시로 인해 수위가 과도하게 높아져 물이 터빈에 유입되면 터빈 날개의 파손을 가져오고, 반대로 수위가 너무 낮으면 과열로 인한 보일러 튜브의 파열을 초래하기도 한다. 특히, 보일러의 기동시 또는 과도상태일 때는 드럼 압력의 변화에 따른 water 및 steam의 밀도 변화로 인한 오차가 크며, 압력 대 밀도(비중)의 관계가 비선형 함수이므로 별도의 압력검출기에 의해 드럼 압력을 측정하여 압력 변화에 따른 오차를 보정해주어야 하는데 아날로그 시스템의 경우에는 이러한 압력 수위 보정을 기준 압력에 대해서만 하므로 기동시 또는 과도상태에서의 수위 제어에 많은 문제점이 있다. 본고에서는 이러한 보일러 드럼 수위 압력 보정의 유.무에 따라 드럼 수위 변화에 대해 시뮬레이션을 하여 압력 보정이 드럼 수위에 미치는 영향을 고찰하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
• /
• pp.2163-2165
• /
• 2001

화력 발전소 드럼수위의 제어는 보일러 시스템의 효율적인 운용을 위해 중요한 위치를 차지하고 있다. 드럼수위의 제어 목적은 드럼수위를 외란에 관계없이 항상 설정치로 유지하는 것이다. 정상 운전중에는 드럼의 중앙이하 부분에는 물이 차 있고, 상부에는 증기가 차 있으나 만일 수위가 너무 높아지면 carry over 현상이 발생하며 반대로 너무 낮으면 드럼 하부의 과열 및 튜브의 손상을 초래하여 대사고를 유발하게 되므로 드럼수위는 항상 정상으로 유지해야 한다. 드럼수위 제어루프는 처음에는 드림수위만을 제어입력으로 취하는 PI 제어기에 의해 이루어지다가, 주증기량이 일정량 이상 유지되면 드럼수위가 일정한 설정치를 유지하도록 급수량, 드럼수위, 주증기량에 의한 PI-PI 캐스케이드 형태의 제어로 절환되어 제어가 이루어진다. 또한 드럼 수위는 차압검출기에 의해서 측정되어지는데, 드럼의 압력에 따라 물과 증기의 밀도가 변하기 때문에 차압검출기에 의한 드럼수위 지시치는 드럼압력에 의한 보상도 요구되어진다. 본 논문에서는 중용량 화력발전소를 대상으로 드럼수위 보상과 드럼수위 제어기를 구현하고, 적용하여 실제 발전출력 증발시의 드럼수위 제어결과를 보임으로서 구현한 드럼수위 제어기의 효용성을 보인다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제54권4호
• /
• pp.479-486
• /
• 2016

순산소 전로 후드의 일산화탄소와 열회수를 위해서는 고효율의 증기를 발생시키는 증기드럼의 장착이 필요하다. 그러나 제선 제강공정에서 증기발생은 간헐적이거나 주기적인 산소 취입공정기간에 제한적이다. 따라서, 증기드럼은 전로의 주기에 따른 산소의 취련기간 동안 효율적으로 증기를 발생시키도록 최적 설계되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 다양한 운전조건 및 기하학적 형상변화가 증기드럼 내의 열유동 특성과 성능에 미치는 효과를 예측할 수 있는 3차원 전산유체역학 모델을 제안하였다. 본 모델은 유체유동 및 열전달 뿐만 아니라 계면유동에서의 증발 및 응축을 유한체적법을 사용하여 고려하였다. 본 모델의 예측성능을 검증하기 위하여 실험에서 구한 증기발생량과 비교하였으며 3.2%의 상대오차를 보였다.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.67-72
• /
• 2011

HRSG (Heat Recovery Steam Generator) is a boiler to recover heat from the exhaust gas of an engine and to generate steam for more power generation or process. For the HRSG, water-tube type boiler is commonly adopted to accommodate the working pressure or capacity requirement of the system. The water-tube type boiler has a steam drum to separate steam from the water-steam mixture supplied from the evaporator tube (riser). The drum should be sized properly to separate the steam by the gravity and auxiliary internals, such as a demister, which are installed to filter the steam. To size the steam drum and to estimate the filter efficiency of drum internals, the velocity distribution inside the drum needs to be identified. In the present study, a series of CFD has been conducted to find the velocity distributions inside steam drums for conventional HRSGs and water-tube type industrial boilers. The velocity distributions obtained from the simulation have been normalized and a correlation to predict them has been found. The correlation is applied to the steam drum design by determining a proper position of a demister to show proper separation performance.

• 플랜트 저널
• /
• 제11권2호
• /
• pp.32-38
• /
• 2015

탈기기-저압드럼 일체형 배열회수보일러로 구성된 복합화력발전소에서 발생한 저압증기발생기의 튜브파손 사례를 관찰하였다. 수소이온농도 변화를 관찰한 결과 복수펌프 후단에 주입된 암모니아가 탈기기를 통과한 후 저압 드럼 내에서 암모니아 분배율에 따라 증기와 함께 다량의 암모니아가 소모되어 급수 내 수소이온농도 저하를 확인하였다. 이를 해결하기 위해 저압드럼 내에 암모니아를 직접 주입할 수 있도록 추가 주입위치를 선정하였으며 적정량의 암모니아 용액을 주입함으로써 보일러 급수의 최적 수소이온농도인 9.2~9.6 으로 조절이 가능하다는 결론을 얻었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 D
• /
• pp.2622-2624
• /
• 2005

화력발전소 보일러의 급수량은 유출되는 증기량에 맞추어 자동 조절된다. 유출 증기량이 변하는 상황에서도 이에 상응하는 급수량은 실시간으로 조절되어야 한다. 증기량과 급수량에 차이가 있으면 보일러의 보유 수량과 드럼의 수위가 변하게 되므로, '드림수위를 일정하게 유지하는 것'이 급수량제어의 목표라고 할 수 있다. 본 논문은 실제 운용되고 있는 설비를 대상으로 고찰한 내용이며, 급수펌프 구동력으로는 중기터빈을 사용한다. 증기터빈과 급수펌프는 같은 축으로 연결되어있으며, 급수량 조절은 급수펌프의 회전속도를 제어함으로써 이루어진다. 터빈에 사응되는 증기는, 고압과 저압 2종류이며, 저압 증기가 부족한 경우에 고압증기를 사용하는 구성으로 되어있다. 증기 밸브의 유량 특성에는 비선형성을 많이 포함하고 있었다. 이 외에도 급수펌프가 갖는 비선형성을 분석하였으며, 이 특성들을 모두 종합한 '증기터빈 속도제어기 튜닝 곡선'을 제시하였다

• 한국가스학회지
• /
• 제2권4호
• /
• pp.1-6
• /
• 1998

중화학 플랜트의 고온고압 요소인 증기 발생기(steam generator)의 드럼, 헤더 및 헤더 스터브 설계에 응력해석에서 부터 도면자동작도, 제작용 서류 자동생성에 이르기까지의 제반설계과정을 체계적으로 연결시킨 설계정보 통합 관리로 단순 설계오류를 줄이고, 또한 설계변경에 대해 신속한 재설계가 가능한 효율적인 설계를 도모하기 위하여 "피로수명을 고려한 헤더스터브 형상설계 모듈", "TRD301을 기초로한 후육내압부 운전조건(기동/정지 조건) 및 수명평가 모듈", "헤더 및 드럼부 자동작도 모듈"을 개발하였다. 이에 따라 형상설계 모듈을 이용하여 설계된 스터브 형상을 토대로 수명평가 모듈로 수명을 평가한 후 상세설계 도면 및 관련 서류의 자동작도로 이어지는 일관된 종합설계 시스템을 구축하였다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
• /
• 제11권4호
• /
• pp.82-91
• /
• 1997

I보일러-터빈 설비는 화력발전소의 주전원설비 내지 자가발전설비로서 보일러는 연료를 연소시켜 그 열을 수관내의 물에 전달하여 필요한 증기를 얻는 설비이고, 터빈은 보일러에서 보내온 고온, 고압의 증기를 팽창시켜 기계적 에너지로 변환하여 그 에너지로 발전기를 회전하여 전기를 얻는 장치이다. 보일러-터빈 설비는 전기적 출력과 드럼내의 증기압 및 수위를 적절히 조절함으로써 발전소의 안정된 운전을 도모하고 발전용 연료의 절감 및 이를 통한 공해 저감을 이루어야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 이런 보일러-터빈 설비에 대한 제어시스템을 설계하는 한 방법으로서 기준모델 추종형 퍼지 시스템을 제안한다. 보일러-터빈 설비는 다변수 비선형 시스템으로서 일반적인 제어시스템 구성이 힘들지만, 오버슈트가 없으며 속응성이 좋은 기준모델을 선정하고 이 기준모델을 추종하도록 하는데 일반적인 1입력-1출력 퍼지제어기만을 적용하여도 기준신호에 대한 추종성 및 외란제거 능력 그리고 모델링 오차에 대한 강인성까지 나타내는 제어시스템의 설계가 가능하게 되었다. 따라서 전원설비로서의 보일러-터빈 설비에 대한 효율적인 제어시스템 설계방법으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국산업융합학회 논문집
• /
• 제7권1호
• /
• pp.69-82
• /
• 2004

Recently, in the food, paper, steel and plastic industries, plate or sheet type products have been produced by the rolling drum. Steam heating drums are introduced into plastic products facilities in order to keep the density, microstructure, and strength of material uniformly. The drum journal can not help being concentrated by stresses due to the bending and torsion. Especially the drum, heated by high pressure steam, might be exposed in the steam leakage accident. First of all, the stresses on the steam drum journal are to be analyzed, and a case study proper to the subject was performed with a scraped journal, in order to investigate the failure characteristics as well as the initiation and propagation of fatigue cracks, and most probable circumstances of crack initiation. As the result of this study, it is suggested that newly installed drum journal be thoroughly inspected at the next periodic maintenance intervals for evidence of cracking, the microstructure examination and hardness measurements to prevent steam drum from the failure accident.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
• /
• pp.2082-2087
• /
• 2008

The heat transfer process from steam to web through the cylinder drum consists of the thermal resistance by condensate thickness. thickness of shell, and the contact resistance between cylinder and web. The most thermal resistance in conventional cylinder drum dryer is generated by condensate, which is increased by the increase on revolution per minute(RPM). Therefore, the increase of RPM for the production enhancement results in the more thermal resistance, and eventually RPM is restricted. In this study, the theoretical analysis on the characteristics of heat transfer in cylinder drum for paper dryer was performed in the stationary state of steam in drum. The overall heat transfer coefficient, steam quantity and heat transfer quantity were predicted by diameter and length of drum, condensate thickness, revolution per minute and steam temperature for experimental apparatus design.