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화력발전소의 파이프 벽면에 설치되는 열전대는 일반적으로 집열 블록을 나사로 고정하거나, 용접된 장착대를 파이프 벽면에 부착한 뒤 클램프 나사를 이용해 열전대를 고정하는 방식을 사용합니다. 저는 온도 측정의 정확도를 높이기 위해 벽면에 열전대를 설치하는 방법을 개선했습니다. 이 글에서는 그러한 실용적인 열전대 설치 방법을 소개합니다. 보일러가 가동되는 동안 발생하는 배관 파손 사고 중에서는 과열기와 재가열기의 과온으로 인한 배관 파손이 가장 흔하다.배관 파열 사고가 발생하면 장비의 가용률이 낮아지고 발전 비용이 증가합니다.따라서 가열면 금속의 작동 온도를 모니터링하는 것은 과온을 방지하고 발전 설비의 신뢰성을 향상시키는 데 매우 중요한 역할을 합니다.따라서 보일러 벽면에 설치된 열전대의 상태는 보일러의 운영을 모니터링하는 데 직접적인 영향을 미칩니다. 화력발전소의 보일러 과열기와 재가열기의 금속 벽면 온도를 측정하는 지점들이 많습니다. 제가 경험한 여러 발전기를 보면, 과열 및 재가열용 증기관의 벽면에 설치되는 열전대의 설치 방식은 대체로 두 가지가 있습니다. 하나는 집열 블록을 사용하여 나사로 열전대를 고정하는 방식입니다；둘째는 스테인리스 파이프를 파이프 벽에 용접한 뒤, 끝부분에 클램프를 사용해 나사형 방열형 열전대를 연결한 다음 단열층을 씌우는 방식입니다.또한, 열전대의 길이가 부족하거나 프론트엔드 장치의 설치 위치가 적절하지 않은 등의 이유로 배열이 엉망이 되어 점검에 불편함이 생깁니다. 여기서 저는 과거의 설치 및 점검 경험을 바탕으로 보일러 벽면에 설치되는 열전대의 설치 방식을 분석하여 개선점을 도출하고자 합니다. 이를 통해 발전기의 효과적인 모니터링과 점검이 이루어지기를 기대합니다. 저자가 경험한 유닛 설치 과정에서, 집열 블록을 이용한 방식의 보일러벽 온도 센서 WRN2-191/PD05는 귀주 젠이 발전소, 광동 신회 쌍수력발전소, 후난 리유장 등 대부분의 발전소 보일러벽에 설치되었습니다.이러한 설치 방식은 열전대와 측정 대상인 관벽의 접촉 면적이 넓기 때문에 온도를 보다 정확하게 측정할 수 있으며, 신뢰성도 높아 대부분의 발전소에서 사용되고 있습니다.하지만 점검의 편의성 측면에서 보면, 현재는 로벽 온도를 측정하기 위해 두 개의 열전대를 사용하고 있지만, 만약 두 개 모두 손상될 경우 교체하는 데 상당한 어려움이 있습니다.첫째, 열전대는 나사를 이용해 집열 블록에 고정되어 있으므로 교체할 때는 보일러를 멈추고 식힌 후에야 보일러의 외부 보호판과 단열재를 제거해야 하며, 설치 시의 주변 온도도 상당히 높은 수준을 유지해야 합니다.둘째, 보일러가 장시간 가동되면서 케이싱형 열전대를 고정하는 나사들이 고온 환경으로 인해 나사산이 부드러워지거나 녹슬어 나사를 빼내기 어렵거나 아예 빼낼 수 없게 됩니다. 이 경우 옆에 새로운 집열 블록을 설치해야 하는데, 이는 고압 파이프라인의 용접 문제와도 관련이 있습니다.그래서 개인적으로는 이런 설치 방식에는 아쉬운 점이 있다고 생각합니다.물론, 로벽에 열전대를 설치하는 가장 주된 목적은 운영 상태를 신뢰할 수 있게 모니터링하는 것입니다. 따라서 점검을 고려하지 않는다면, 이 방법이 가장 신뢰할 수 있는 방법입니다. http://yunrun.com.cn/upload/201811/26/201811261709265507.png 화력발전소 보일러벽용 열전대 설치 방법의 개선에 관한 내용입니다. yunrun.com.cn/tech/2265.html 두 번째 벽온도 측정용 열전대 설치 방식에서는 일반적인 φ12×2mm 스테인리스관을 열전대의 보호층으로 사용하며, 클램프형 나사 연결부를 이용해 고정합니다. 메이저우 화이강 발전소의 3번, 4번 보일러를 예로 들면, 보일러 벽에 설치되는 열전대는 φ12×2mm 크기의 스테인리스관을 사용하며, 이 관은 측정 대상인 파이프에 수직으로 용접됩니다. 그 후 절연층을 통해 열전대가 빠져나오고, 보호관의 끝부분에서는 클램프형 연결부를 이용해 열전대를 고정시킵니다. 이러한 설치 방식 덕분에 열전대를 교체하는 것이 매우 용이해집니다. 보일러를 멈추거나 절연층을 제거할 필요 없이도 손쉽게 열전대를 교체할 수 있습니다.하지만 몇 가지 문제도 있습니다. 운전 중에 벽면의 온도 측정이 정확하지 않은 경우가 자주 발생하는데, 먼저 열전대의 보상 기능이 충분한지, 열전대에 손상이 있는지를 확인합니다. 그 다음에는 연결 부위가 느슨하지 않은지도 점검합니다. 이러한 검사들을 통해 이상은 발견되지 않았습니다. 마지막으로 열전대가 설치된 깊이를 확인해보니, 열전대의 선단부와 측정 대상물과의 접촉 거리가 너무 멀어서 분리된 상태였습니다. 이는 보일러가 작동할 때 발생하는 진동과 열팽창, 수축 현상 때문입니다. 또한 사용된 열전대 보호관은 φ12×2mm 크기의 스테인리스강관이며, 내경은 8mm입니다. 반면 열전대의 직경은 5mm이므로, 설치된 후에도 보호관 내부에 3mm의 여유 공간이 남아 있습니다. 이러한 진동과 팽창으로 인해 온도 측정용 단면과 관의 접촉 거리가 멀어져, 일부 온도 측정값이 정확하지 않게 됩니다. 위에서 언급한 두 가지 일반적인 방법의 단점들을 고려하여, 필자는 로벽에 설치되는 열전대의 배치 방식에 대한 자신의 견해를 제시하고, 약간의 수정을 제안합니다.메이저우 허수위안 발전소를 예로 들면, 3번 및 4번 벽면 온도 측정용 열전대의 설계 및 설치 방법은 후아이강 발전소와 거의 동일합니다. 설계사무소, 발주처, 감독기관, 제조업체와의 협의를 거친 끝에, 저자가 제안한 설치 방식이 승인되었습니다. 즉, 보호관을 φ12×3mm 크기의 스테인리스관으로 바꿔서 점검을 용이하게 하고, 검출부의 각도를 30°로 조절하여 단부와 관벽의 접촉 면적을 넓혔습니다. 또한, 보호관의 축 방향으로 1-2mm 크기의 관찰용 틈을 두어, 열전대가 제대로 설치되었는지 확인할 수 있도록 했습니다. 이러한 설치 방식은 두 번째 설치 방식에 비해 세 가지 개선점이 있습니다. 첫째, 기존의 스테인리스 보호관을 φ12×2mm에서 φ12×3mm로 변경함으로써, 강화형 열전대가 설치된 후 보호관 내부의 움직임 공간이 줄어들고, 더욱 단단히 고정됩니다. 이로 인해 운영 과정에서 발생할 수 있는 외부적인 영향도 줄어듭니다；둘째, 스테인리스 보호관을 수직에서 30° 기울여 설치함으로써, 열전대의 측정 부분과 관벽 사이의 접촉 거리가 줄어들었습니다. 그 결과, 가열되는 면적이 넓어져 측정 정확도가 향상되었습니다；셋째는 절연관의 용접 부분에 관찰용 절개부를 만들어, 설치할 때 열전대가 제대로 설치되었는지 쉽게 확인할 수 있도록 하는 것입니다. 로벽 온도센서의 고정 외에도, 온도센서의 길이는 운전 및 점검에도 큰 영향을 미칩니다.로벽용 열전대는 대체로 100×75mm 크기의 와이어 홈을 이용해 선을 모아 강철 프레임 위로 연결합니다. 이때 열전대는 강철 프레임 위까지 충분한 길이만큼 뻗어 있어야 하며, 동시에 접속 단자의 배치 문제도 고려해야 합니다.과거의 시공 과정에서는 로우벽에 부착된 열전대의 길이가 충분하지 않거나, 프론트엔드 장치의 설계 및 설치 위치가 적절하지 않아 일부 열전대를 한 번에 프론트엔드 장치로 연결할 수 없었습니다. 이를 해결하기 위해 보상 선이 사용되었습니다.케이블 트레이 내의 배선이 다소 복잡하여, 설치 후 배선을 점검하는 데 어느 정도 어려움이 있습니다.따라서 운용 안정성과 점검의 편의성을 고려하여, 가능한 한 보상선은 사용하지 않는 것이 좋습니다.로벽에 설치된 열전대의 연결 부분이 프론트엔드 장비의 접속 지점에 도달할 때는, 열전대의 연결 단자들을 분류하여 라벨을 부착해 두어야 합니다. 특정 회로를 점검하거나 교체해야 할 경우, 연결 단자들을 쉽게 확인함으로써 필요한 열전대를 빠르게 찾을 수 있습니다.지적해야 할 점은, 공사 중에 이와 같은 개선이 필요할 경우 반드시 먼저 관련 부서와 협의를 거쳐, 설계자, 제조업체, 발주처, 감독자의 동의를 얻은 후에야 공사를 진행할 수 있다는 것입니다. 저자: 중국에너지건설그룹 광동화전공정유한회사 리왕화