Abstract
A thermal power plant has a heat exchanger tube to collect and convert the heat generated from the high temperature and pressure steam to energy, but the tubes are arranged in a complex manner. In the event that a leakage occurs in any of these tubes, the high-pressure steam leaks out and may cause the neighboring tubes to rupture. This leakage can finally stop power generation, and hence there is a dire need to establish a suitable technology capable of detecting tube leaks at an early stage even before it occurs. As shown in this paper, by applying acoustic emission (AE) technology in existing boiler tube leak detection equipment (BTLD), we developed a system that detects these leakages early enough and generates an alarm at an early stage to necessitate action; the developed system works better that the existing system used to detect fine leakages. We verified the usability of the system in a 560MW-class thermal power plant boiler by conducting leak tests by simulating leakages from a variety of hole sizes (ⵁ2, ⵁ5, ⵁ10 mm). Results show that while the existing fine leakage detection system does not detect fine leakages of ⵁ2 mm and ⵁ5 mm, the newly developed system could detect leakages early enough and generate an alarm at an early stage, and it is possible to increase the signal to more than 18 dB.
화력발전용 보일러 내부에는 연소열을 고온 고압의 스팀으로 변환하기 위한 열교환 튜브가 복잡한 형태로 배치되어 있다. 이 튜브에서 누설이 발생할 경우 고압의 스팀에 의해 치명적인 고장과 발전 정지를 초래하며, 누설 발생 여부를 조기에 검출하지 못할 경우 인근 튜브의 손상까지 연쇄적으로 발생하여 조기에 튜브 누설을 검출할 수 있는 기술 확립이 필요하다. 본 논문에서는 기존 보일러 튜브 누설 감시 설비(BTLD)에 음향방출(AE) 기술을 적용하여 기존 시스템 대비 미세누설을 검출하고 조기에 경보를 발생시킬 수 있는 시스템에 대해 개발을 하였다. 또한 이 시스템을 검증하기 위해 실제 운전 중인 560 MW급 화력발전소 보일러에서 다양한 크기(ⵁ2, ⵁ5, ⵁ10 mm)의 모의 누설시험을 실시하였으며, 그 결과 기존 시스템에서는 검출하지 못하였던 미세누설(ⵁ2 mm, ⵁ5 mm)에 대해 개발된 시스템은 조기에 경보를 발생(18 dB 이상 신호 상승)시킬 수 있음을 확인하였다.
