• 제목/요약/키워드: 화력발전시스템

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마할라노비스 거리를 이용한 증기보일러 튜브의 고장탐지방법 (Fault Detection Method for Steam Boiler Tube Using Mahalanobis Distance)

  • 유정원;장재열;유재영;김성신
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제26권3호
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    • pp.246-252
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    • 2016
  • 화력발전소의 설비들은 매우 높은 온도와 압력의 환경에서 운전되므로, 설비고장은 상당한 인적 물적 손실로 이어진다. 그러므로 발전설비의 비정상정인 동작 상태를 사전에 확인할 수 있는 고장탐지 시스템이 필수적이다. 본 연구에서는, 화력발전소 증기보일러의 고장탐지를 위해서 마할라노비스 거리(Mahalanobis distance, MD)를 이용하였다. MD 기반의 고장탐지방법에서는, 비정상샘플은 정상샘플들로부터 멀리 떨어져 있다고 가정한다. 정상상태로 동작중인 대상시스템으로부터 수집된 다변량 샘플을 이용하여 평균벡터와 공분산행렬을 계산하고, MD값의 문턱값을 설정한다. 검증단계에서는, 평균벡터와 검증샘플들 간의 MD를 구한 후, 계산된 MD 값이 미리 설정된 문턱값보다 높으면 알람신호가 발생하게 된다. MD 기반의 고장탐지방법의 성능을 검증하기 위해서, 200MW 유연탄 화력발전소의 증기보일러 튜브누설로 인해서 발전정지 된 사례를 사용하였다. 실험결과는 MD 기반의 고장탐지기법이 발전정지가 발생하기 이전의 이상징후를 성공적으로 탐지할 수 있음을 보여준다.

인천화력 4호기 발전기용 주/부 제어기를 갖는 정지형 여자시스템 개발 (Development of Generator Excitation System with Main/Standby Controller in In-chun Thermal power plant #4)

  • 류호선;임익헌
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 1999년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.407-410
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    • 1999
  • Potential-source controlled excitation system had been developed for synchronous generator in In-Chun thermal power plant #4 by KEPRI. This paper describes the characteristics of Main/Standby control system employed analog, digital circuit devices (hybrid type) and 3 PCRs(Phase Controlled Rectifier)

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PC 기반 분산제어시스템의 입출력시스템 구조에 관한 고찰 (A survey for the structure of I/O system applied for the PC-based DCS)

  • 이찬주;김응석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.877-879
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    • 1999
  • 최근 윈도우즈 기반 운영체제의 발전과 PC의 성능 향상으로 제어분야에서의 PC 활용이 가속화되면서 PC 기반의 분산제어시스템이 등장하였고, 전력연구원에서는 화력발전소의 국산개발 배연탈황설비 제어시스템에 PC 기반 분산제어시스템을 도입하여 운용하고 있다. 이러한 PC 기반 분산제어시스템의 활용으로 하위구조에 다양한 종류의 입출력시스템을 선택 가능하게 되었고 시스템 구축에 대한 독자적인 방법을 채택할 수 있게 되었다. 본 논문에서는 국산개발 배연탈황설비에 적용된 PC 기반 분산제어시스템의 전반적인 구성을 살펴보고 제어프로세서인 현장제어유닛과 하위 입출력시스템의 하드웨어 구조, 상호간 통신 구조 및 시스템 이중화구조에 대하여 기술하고자 한다. 또한 입출력시스템 간의 인터페이스 방법과 입출력 모듈 종류에 따른 현장기기의 활용방법에 대하여 알아보고 향후 PC 기반 분산제어시스템의 입출력시스템 구축 시 고려하여야 할 사항들에 대하여 기술하고자 한다.

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원자력 및 화력 발전소의 해수 담수 설비 중 콘덴서 튜브 클리닝 시스템(CTCS)의 스크린 파손사례 분석 (The failure Analysis of fractured Screen of Condenser Tube Cleaning for Seawater Desalination in Nuclear and Thermal Power Plants)

  • 장복수;임영민;김남훈;고진현
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 2부
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    • pp.391-393
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    • 2011
  • 본 연구에서는 원자력 발전 및 화력 발전소에서 Turbine 운전 시 열교환기 및 콘덴서에 증기를 응축시 열효율을 높여주기 위해 콘덴서 Tube 내에 이물질 및 스케일을 Sponge Ball을 이용하여 자동으로 제거하는 장치로서 콘덴서 튜브 클리닝 시스템(CTCS)에 사용되고 있는 Screen 재료인 Duplex Stainless Steel UNS S31803의 파손사례에 대해 연구하였다. 파손원인 분석은 스크린의 강도해석, 재료의 화학분석시험, 조직시험 및 점용접부의 신뢰성 시험(Peel-off test)으로 수행되었고 저항용접부의 용접 불량 때문에 발생하였을 확인하였다.

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텍사코 가스화기 적용 석탄가스화 복합발전소 계통 최적화 연구(I) (A Study on System Optimization of Texaco Gasifer Based IGCC(I))

  • 조상기;김종진;서석빈;이윤경
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.49-53
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    • 1999
  • 석탄가스화복합발전시스템 설계기술 개발 연구의 일환으로 상용 공정설계 프로그램인 Aspen Plus, Tsweet, Gatecycle을 이용하여 계통구성 최적화 연구를 수행하였다. 석탄은 대동탄(Tatung Coal)을 사용하였으며 그 성상은 <표 1>과 같다. 대동탄은 국내화력발전설비에서 사용되고 있는 모든 석탄을 대상으로 석탄의 특성에 따른 가스화 반응특성을 분석한 결과, 석탄가스화에 가장 적합한 성상으로 나타난 바 있다.(중략)

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엑서지분석에 의한 열병합발전의 효율제고에 관한 연구 (Energy Analysis of A Combined Heat and Power Plant)

  • 오영삼;김종진;최기련;목영일
    • 에너지공학
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    • 제2권1호
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    • pp.83-94
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    • 1993
  • 엑서지의 개념을 이용하여 에너지변환시스템의 성능을 분석함으로써 시스템의 최적화의 시스템효율을 향상시킬 수 있는 방안을 모색하였다. 복합화력 열병합 발전 시스템을 운전방식에 따라 3가지 시스템조합으로 구분하고 이에 대한 엑서지효율, 그리고 시스템조합의 각 흐름들에 대한 엑서지량과 엑서지 손실량을 계산하였다. 또한 이 양들에 대한 경제적 가치를 평가하고 엑서지 효율이 낮고 비용이 많이 드는 장치를 규명하여 써브시스템의 교체와 보수·유지에 대한 우선 순위를 결정하였다. 이러한 결과는 에너지 변환시스템의 효율향상과 경제적 운영을 위한 계획수립에 도움을 줄 수 있다.

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대형보일러 화염영상 개선과 정량적 관리에 관한 연구 (A Study on the Improvements and Quantifications of Flame Images in Utility Boilers)

  • 하광순;이명재;최상민;김택수;김재성
    • 에너지공학
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    • 제3권2호
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    • pp.167-171
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    • 1994
  • 대용량 발전용 보일러내 화염의 정량적 관리를 위해서 기존의 화염감시 카메라에 영상처리 기법을 적용한 화염감시 시스템을 개발하였다. 화염감시 시스템은 화상의 저장, 재생, 비교 및 색채화의 기능을 통해 화염의 분포를 가시적으로 확인하고 변화를 판단하는 기능을 가지고 있다. 이 시스템을 S 화력에 대해 시험적용하였으며 현재 확대적용 가능성을 확인하고 있다.

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반복적 방법을 이용한 화력발전소 과열기 시스템의 온도제어 (A Temperature Control of Thermal Power Plant Superheater System using Iterative Method)

  • Sang-Hyuk Lee;Ju-Sik Kim
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.47-55
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    • 1999
  • 본 논문에서는 반복적 방법을 이용하여 열교환기 시스템의 온도제어를 위한 제어기를 구성하였다. 쌍선형 시스템으로 표현되는 열교환기 시스템에 대하여 최적이론을 적용하기 위하여 반복적 방법이 가능하도록 시스템을 구성하였으며, 상태궤환 제어기의 설계를 위하여 이 시스템의 상태인 증기온도를 추정하기 위한 확장 칼만 필터를 제시하였다. 또한 설계된 제어기를 화력발전소의 과열기 시스템의 온도제어에 적용하였고, 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 추정값이 외부입력의 변동 하에서 상태값에 적절하게 추종됨을 확인하였으며, 출구의 증기온도가 이러한 외부입력의 변동 하에서 주어진 목표치고 추종함을 보였다.

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인공수로에서의 수평 배열 헬리컬수차 현장시험 사례와 문제점 (Installation of Pilot Plant and Troubleshootings of Horizontally Linked Helical Turbines with Unconfined Free Flow Condition in Artificial Channel)

  • 강금석;김지영;이광수;명철수
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.626-629
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    • 2007
  • 국내외에 아직 개발 실적이 없는 발전소의 해수방류수를 이용한 조류식발전시스템의 개발을 위하여, 현재 하동화력발전소 해수방수로를 대상으로 헬리컬 수차를 이용한 조류식발전 시험설비를 제작 완료하고, 성능 시험이 진행 중이며, 본 연구에서는 성능 시험 과정에서 나타난 제반 문제점을 제시하고 그에 대한 원인 및 대책을 분석해 보았다. 본 시험설비는 인공수로에서 수평 배열 헬리컬수차로서 기계장치의 안정성 및 수차의 효율을 평가하고자 하였다. 조류식 시험장치는 배수로의 빠른 유속으로 인하여 시공이 매우 어려웠으며, 인공수로임에도 불구하고 유지관리를 위한 적정 구조 선정이 곤란한 상황이었다. 또한, 헬리컬 수차는 서로 직렬연결되어 운전할 수 있는 장점이 있으나, 본 연구와 같이 다수의 수차가 연결될 경우, 보다 높은 축정렬 정확성, 커플링, 베어링 정밀도 등이 요구되어 효율 감소의 원인이 됨을 확인하였다. 본 장치는 시험용으로서 정밀한 베어링 및 수밀구조, 증속장치를 채택하지 않았으나, 상업용에서는 이를 개선할 필요성이 있다고 판단된다. 또한, 수차의 설치와 유지관리 조건 향상, 수차 통과부의 유황 개선, 수차의 효율 향상을 위하여 조류식 수차에도 유도수로와 casing, draft tube와 같은 Confined flow 구조를 일부 채택할 필요성이 있다고 판단된다.

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복합화력발전의 가스연료 공급계통에 대한 위험도 평가 기법 연구 (II) : 배관 시스템 응력 해석을 이용한 위험도 평가 (Risk Assessment Technique for Gas Fuel Supply System of Combined Cycle Power Plants (II) : Based on Piping System Stress Analysis)

  • 유종민;송정수;정태민;럭 완노;윤기봉
    • 에너지공학
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    • 제27권2호
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    • pp.14-25
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    • 2018
  • 복합화력발전 플랜트는 천연가스와 같은 연료로 가스 터빈을 작동시킨 후 잔류 열로 증기를 생산하는 사이클을 가지고 있다. 연료가스는 압축기 및 열교환기를 통해 4~5 MPa, $200^{\circ}C$ 수준의 상태로 가스터빈에 공급된다. 본 연구에서는 가스 연료공급 배관계통의 안전 운영 및 건전성 확보를 위해 배관 시스템 응력을 고려한 위험도 평가 기법 연구를 수행하였다. 위험도 평가 기법으로 잘 알려진 API 580/581 RBI 코드에서는 위험도에 배관 응력의 영향을 반영이 제한적이다. 따라서 배관 해석을 이용하여 배관의 시스템적 응력을 위험도의 파손확률로써 인자화하는 접근법을 제시하였다. 해석은 가상 발전 플랜트의 가스연료 공급 배관의 설계 데이터에 근거하여 배관 시스템 응력 해석을 수행하였다. API 코드에 의해서 평가된 파손확률 등급과 배관해석을 이용한 응력비 평가 결과를 비교하였다.