通过热平衡及设计程序和工作人员的工作方式分析的焚烧设施和固体燃料锅炉的诊断和 ...的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过热平衡及设计程序和工作人员的工作方式分析的焚烧设施和固体燃料锅炉的诊断和控制及设备寿命周期管理系统，更详细地，是一种如下的系统，即，依据自动存储于作为焚烧设施及固体燃料锅炉控制程序的人机接口(MMI，Man MachineInterface)的工作人员的运转值，S卩，各种数据(在焚烧设施的运转中，将废弃物投入量、投入周期、炉排移动速度(干燥段、燃烧段及后燃烧段)、回转窑的转速、流动状的沙子(sand)流动速度、第一燃烧空气量、第二燃烧空气量、作为焚烧设施运转结果的输出值的焚烧设施出口温度、排气量、蒸汽发生量、第一燃烧空气量压力、第二燃烧空气量压力、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、氯化氢(HC1)、氧(02)、一氧化碳(C0)等以1分钟数据(数据库(DB))存储)，实时自动分析工作人员的工作方式、相对于运转手册值的超过或减少的区间等，利用热平衡(heat balance)程序，并通过焚烧设施最初设计基准值、测定焚烧设施设置后变更的废弃物性状及发热量的实际测量值、借助焚烧设施工作人员的运营值，可实时对燃烧效率等进行自动分析。并且，自动分析的数据进行实时分析，从而由工作人员自动反馈运转值(在焚烧设施的运转中，废弃物投入量、投入周期、炉排移动速度(干燥段、燃烧段及后燃烧段)、回转窑的转速、流动状的沙子(sand)流动速度、第一燃烧空气量及第二燃烧空气量等)的运转调节范围，来自动运转根据废弃物投入量的焚烧设施及固体燃料锅炉的运转控制，并且，是一种如下的数据综合管理系统，当对设备进行设计及维护维修时，也反馈(feedback)实时分析的数据，因而可有效管理焚烧设施及固体燃料锅炉。
【背景技术】
[0002]由于天然资源枯竭，对新再生能源的需求增加，并且，正活跃地进行将废旧资源作为能量资源回收的环境基础设施(焚烧设施及固体燃料锅炉，以下称为焚烧设施)的技术开发。
[0003]当前，对环境基础设施(焚烧设施)的设计、施工、运营及诊断的技术只不过处于基础水平，导致能量回收率非常低，且无法有效地进行设备管理，从而在现实中，设备的故障及残值显著地降低。因此，为了环境基础设施(焚烧设施)的稳定且有效的运营，需要对利用在作为控制程序的人机接口(综合运转控制程序)中产生的大数据(Big data)的与最初设计基准的诊断评价、控制及运营数据的综合管理系统的必要性。
[0004]通常，焚烧设施在设计时考虑通过搬入废弃物的三组分(水分、灰分、可燃分)和元素分析(C、H、0、N、S及C1)的发热量和废弃物的大小及性状等，并经过设计计算过程(Mass&Heat balance)石角定。
[0005]尤其，为了确定焚烧设施的种类、炉排面积(废弃物燃烧的面积)、燃烧室的容积及形态，具有炉排负荷率(100?450kg/m2.hr)、容积负荷率(60000?250000kcal/m3.hr)、空气比(1.4?2.3)的范围，这种设计因子的范围考虑废弃物的发热量、大小、性状等来确定，这种设计因子作为技术企业的固有诀窍(knowhow)大部分根据实验常数值确定。因此，当前的情况如下:设置焚烧设施之后，未实现对上述设计因子的诊断评价及验证，从而发生订单方和设置企业之间的矛盾(对准确的运转数据分析的基准不足)。
[0006]并且，根据政府政策及各种现实条件发生具有与焚烧设施设计当时的废弃物不同的性状和发热量的废弃物被搬入的特殊的状况，从而在现实中发生在设计范围之外的投入废弃物和运转条件下出现的偏离设计条件的运转状况。
[0007]由此，燃烧室温度高于已设计的值或低于已设计的值，从而对耐火砖和炉排及防止设施的后端设备的装置的效率产生严重的影响。并且，现有的设置的自动运转控制系统(Auto Combust1n System)作为在废弃物的发热量及性状等均质化的条件下可工作的运转系统，在发热量及废弃物的性状发生多种变化的条件下无法正常运营，从而设置于韩国国内的自动运转系统不正常工作。
[0008]观察对焚烧设施设计的具体事项可知，在通常的焚烧设施的情况下，设置成第二燃烧空气以总空气供给量的20-40%程度供给的系统，从而燃烧在焚烧物的第一次燃烧步骤种发生的未燃气体中包含的不完全燃烧生成物和焦油(Tar)、烧焦物(Char)等。
[0009]通常，时间(Time)、温度(Temperature)及瑞流(Turbulence)作为确定焚烧设施的燃烧性能的因子，通常被称为3T。为了破坏或抑制在焚烧物的燃烧过程中发生的不完全燃烧生成物，应在规定以上温度条件下，进行与借助强湍流的空气的混合，但当前的情况如下:在燃烧空气的量减少的情况下，第二燃烧空气喷嘴末端的流速相对减少，从而在焚烧设施内，不完全燃烧生成物的破坏微弱。
[0010]另一方面，实际焚烧设施内的具体燃烧状况非常不均匀，并且几乎无法测定，因而需要可利用热平衡(heat balance)程序及焚烧设施内温度(焚烧设施出口温度、干燥段上部温度及后燃烧段上部温度)测定值和锅炉后端氧浓度及燃烧气体量等来管理或掌握整个燃烧状况的综合性运转控制系统。
[0011]尤其，在焚烧设施的燃烧室内发生的燃烧现象非常复杂，不仅是温度，而且燃烧气体的组成成分和包含于其中的未燃烧成分的发生量也不同。在链条炉方式的情况下，未燃烧形态主要在作为温度相对低的步骤的干燥段(drying zone)区域或局部的氧不充分的燃烧段(combust1n zone)区域发生燃烧，在回转窑或回转窑复合型的情况下，在窑入口和后端炉排部分中发生，在流动状式的情况下，在流动不均匀的沙子(sand)层中发生。
[0012]首先，从焚烧物层排出的燃烧气体的混合效果不大，因而直到从第一燃烧室(primary combust1n chamber)排出向第二燃烧室( secon dary combust1n chamber)流入为止，几乎规定地维持温度和成分的分布，此时，若入住第二空气，则增进燃烧气体的混合，并且活跃地实现未燃烧的成分的燃烧和污染物质的破坏过程。
[0013]因此，作为焚烧时燃烧气体的评价，与针对第一燃烧室、第二燃烧室整体评价温度和停留时间相比，限定在第二空气供给时间点之后来评价可更可靠。
[0014]作为用于控制焚烧设施的技术的一例，在综合控制室设有作为综合运转控制程序的人机接口(Man Machine Interface)程序。
[0015]上述人机接口可实现片断性的存储和控制，但没有可有效地分析并控制焚烧设施的多种燃烧特性的功能，从而需要由工作人员及管理人员重新分析积累于人机接口的数据，但由于其数据量过多(Big data)，现实上无法实时分析。即，具有可片断性检索工作人员运转而发生的运转调节值及对运转结果的输出值的功能，但由于多种废弃物的性状，在运转条件时时刻刻发生变化的特性上，现实上难以进行对焚烧设施的完全自动运转。
[0016]因此，现有的设置的自动运转系统(Auto Combust1n System)由于上述问题而无法顺畅地运营，从而成为无用之物。
[0017]最终，鉴于这种现实，更现实的是，设置如下程序，来以使工作人员可有效地进行焚烧设施运转的方式进行支援，即，上述程序使工作人员综合判断焚烧设施出口温度、炉内氧浓度、排气量、一氧化碳浓度、氮氧化物浓度等用于有效燃烧的多个指标，从而可直接判断废弃物投入量、投入周期、废弃物搅拌速度、第一燃烧空气量、第二燃烧空气量等的调节值。
[0018]因此，为了系统设备的有效的运转，最重要的是，提供工作人员可判断的客观知识(运转所需的各种知识、设计基准、运转手册等多种工学知识)，但在现有系统中，未搭载有对焚烧设施的设计的详细内容和可实时分析所发生的数据的(对最初设计值和实际运营值的性能分析等)功能。
[0019]尤其，借助工作人员的运营数据只按规定周期存储于临时存储装置(光盘(CD)、通用串行总线(USB)等)来保存，因而产生如下问题等:当以后需要对焚烧设施的故障或运营的分析时，为了设计基准值等综合分析需要相当的期间，并且需要开发用于分析的单独的程序。
[0020]并且，现实上，未实现如在一部分焚烧设施中丢失存储于人机接口(ManMachineInterface)的数据等体系管理。
[0021 ] 并且，在人机接口(Man Machine Interface)中仅输出1小时单位的简单的运转日报，工作人员以手记的方式对现场设备进行检查，从而在重新输入于个人计算机(PC)时频繁地发生错误或遗漏等作为客观且普遍的数据的利用方面有局限。
[0022]尤其，焚烧设施属于高档的成套设施，是从最初设计至运营、废弃为止具有20?40年程度的寿命周期(Plant Life cycle Management)的设备，是借助工作人员的运营尤其重要的设施。
[0023]但是，现实上，当前的情况如下:工作人员对焚烧成套设备的设计概念模糊，缺乏专业知识，由于轮班工作还失去专业教育的机会，从而对设备的有效运营成为阻碍因素。
【发明内容】
[0024]技术问题
[0025]本发明用于解决如上所述的问题，其目的在于，提供通过热平衡及设计程序和工作人员的工作方式分析的焚烧设施和固体燃料锅炉的诊断和控制及设备寿命周期管理系统及方法，比较分析焚烧设施的最初设计值(a)、测定设置焚烧设施后改变的废弃物的性状及发热量而得的实际测量值(b)及意味着实际工作人员运转的运转调节值和作为运转结果值的输出值的运营值(c)，并根据这种资料来分析热平衡(Heat balance)及设计程序的利用及工作人员的工作方式，从而可增大运营有效化。
[0026]解决问题的手段
[0027]本发明的通过热平衡及设计程序和工作人员的工作方式分析的焚烧设施和固体燃料锅炉的诊断和控制及设备寿命周期管理系统的特征如下，包括:数据库，针对通过工作人员的运转产生的各种数据(在焚烧设施的运转中，将废弃物投入量、投入周期、炉排移动速度(干燥段、燃烧段及后燃烧段)、回转窑的转速、流动状的沙子(sand)流动速度、第一燃烧空气量、第二燃烧空气量、作为焚烧设施运转结果的输出值的焚烧设施出口温度、排气量、蒸汽发生量、第一燃烧空气量压力、第二燃烧空气量压力、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、氯化氢(HC1)、氧(02)、一氧化碳(C0)等以1分钟数据(数据库(DB))存储)的最初焚烧设施的设计值和测定焚烧设施施工之后改变的废弃物的发热量和性状而得的实际测量值，可实时比较分析利用热平衡(heat balance)程序计算出的分析数据和上