적용분야

산업용 용광로는 금속 생산, 화학 공정, 열처리 등 다양한 분야에서 핵심적인 역할을 수행합니다. 이러한 용광로는 특정 공정 목표를 달성하기 위해 매우 높은 온도에 도달하도록 설계되어 있습니다. 용광로 내부의 연소 과정은 연료와 공기를 정밀하게 혼합하여 열을 발생시키고, 생성된 열은 가공 대상 물질로 전달됩니다.

산업용 보일러에서 용광로 성능을 최적화하고 안전성을 확보하는 데 있어 핵심적인 지표 중 하나가 바로 FEGT(용광로 출구 가스 온도)입니다. FEGT는 용광로 내부의 열 전달에 직접적인 영향을 미치며, 과열기 및 재열기 공정의 효율을 좌우합니다. FEGT가 지나치게 높을 경우 슬래깅(slugging), 튜브 부식, 질소산화물(NOx) 배출 증가와 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 반대로 FEGT가 낮으면 연소 효율이 떨어지고 있음을 의미할 수 있습니다. 따라서 연소 효율과 공정 균형을 유지하기 위해서는 FEGT를 정확하고 신뢰성 있게 측정하는 것이 필수적입니다. 그러나 산업용 용광로 내부의 가혹한 환경 조건과 복잡한 연소 메커니즘으로 인해 FEGT를 정확하게 측정하는 것은 상당한 기술적 도전 과제입니다.

FEGT 측정은 특정 부하 조건에서 용광로 수벽으로 전달되는 열 전달량을 정밀하게 평가할 수 있게 해주며, 과열기 및 재열기 운전에서 기대되는 성능 기준을 설정하는 데 중요한 역할을 합니다. FEGT가 높아질 경우 비산재가 튜브와 펜던트에 부착되어 슬래그가 형성되고, 이로 인해 열 교환 효율이 저하될 수 있습니다. 이는 잦은 그을음 제거(soot blowing)를 필요로 하게 만들고, 튜브 부식을 유발하며, 운전 부하를 낮추고 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 반대로 FEGT가 낮을 경우에는 수벽으로의 과도한 복사 열 손실이나 불완전 연소를 의미할 수 있으며, 이 또한 효율 저하로 이어집니다. 연료의 품질, 과잉 공기량, 버너의 선택과 각도(틸트), 저 NOx 운전 방식, 그리고 열 전달 특성 등 다양한 요소들이 출구 가스 온도에 영향을 미칩니다.

열전대나 열 모델링과 같은 기존의 FEGT 측정 방식에는 여러 한계가 존재합니다. 이러한 방식은 국부적인 온도 변화에 민감하고, 용광로 전체로 데이터를 외삽하는 과정에서 부정확성이 발생할 수 있습니다. 이러한 이유로 비접촉식이면서 정밀한 측정을 제공하는 첨단 적외선 온도 측정 기술의 도입이 확대되고 있습니다. 열전대는 주로 용광로 벽면 근처의 특정 지점에서만 온도를 측정하며, 그을음이나 비산재 축적과 같은 가혹한 환경 조건으로 인해 마모되거나 손상되기 쉽습니다. 반면 적외선 파이로미터는 용광로 전체에 걸친 가스 온도를 정확하고 포괄적으로 측정할 수 있습니다. 이러한 첨단 방식은 연소 공정 전반에 대한 보다 깊은 통찰을 제공하여, 측정의 정확성과 신뢰성을 모두 향상시킵니다.

비접촉식 온도 측정 방식은 적외선 복사를 이용해 산업용 용광로의 배출 가스 온도를 평가합니다.

Optris CTlaser F6는 산업용 보일러에서 용광로 출구 가스 온도(FEGT)를 비접촉 방식으로 측정하도록 특별히 설계된 최첨단 적외선 온도 센서입니다. 이 고급 파이로미터는 연소 효율과 용광로 내부의 잠재적 핫스폿을 판단하는 데 중요한 지표인 일산화탄소(CO) 화염 가스의 온도를 측정할 수 있습니다. 박막 열전퇴(thin-film thermopile)와 특정 적외선 파장을 선택적으로 차단하는 분광 필터를 사용하여, CO에 해당하는 적외선 에너지를 높은 감도로 감지합니다. 이러한 기술을 통해 센서의 시야 내에 존재하는 CO 가스의 온도를 직접적이고 정밀하게 측정할 수 있습니다.

CTlaser F6는 CO 가스 검출에 최적화된 4.6 μm의 분광 범위에서 작동합니다. 이 파장은 적외선 스펙트럼에서 일산화탄소(CO)의 흡수 대역에 해당하므로, CO 가스 온도를 측정하는 데 매우 적합합니다. Optris CTlaser F6와 같은 적외선 파이로미터는 이러한 고유한 흡수 대역을 표적으로 삼아 특정 가스를 감지하도록 설계되었습니다. 4.6 μm 파장에서는 센서가 연소 가스 내 CO 분자가 방출하는 열 복사에 매우 민감하게 반응하여, FEGT를 판단하는 데 중요한 정확한 온도 값을 제공합니다.

이 장치는 컴팩트한 센서 헤드, 정밀한 조준을 위한 듀얼 레이저 타깃팅 시스템, 그리고 45:1의 광학 해상도를 갖추고 있어, 까다로운 환경에서도 정확한 측정을 보장합니다. 파이로미터는 추가 냉각 장치 없이도 최대 85 °C의 주변 온도를 견딜 수 있는 견고한 하우징에 수용되어 있습니다. 더 혹독한 조건을 대비해 수냉식 냉각 장치나 에어 퍼지 시스템과 같은 선택형 액세서리도 제공되어 내구성을 한층 강화할 수 있습니다.

Optris CTlaser F6를 용광로 모니터링 시스템에 통합하면 FEGT를 연속적이고 실시간으로 측정할 수 있습니다. 단 10ms의 빠른 응답 속도를 갖춘 이 장치는 온도 변화를 즉각적으로 감지하여, 작업자가 최적의 연소 조건을 유지하도록 설정을 신속하게 조정할 수 있게 해줍니다. 센서에서 출력되는 데이터는 아날로그 및 디지털 출력 모두를 통해 기존 플랜트 제어 시스템과 손쉽게 연동할 수 있어, 모니터링과 데이터 관리 측면에서 높은 유연성을 제공합니다.

FEGT 측정을 위해 Optris CTlaser F6를 도입하면 산업용 보일러 운영자에게 다양한 이점을 제공합니다. 이 첨단 센서는 용광로 출구 가스 온도를 정밀하게 측정하여, 연소 공정 최적화, 연료 소비 절감, 슬래그 및 그을음 축적 최소화에 핵심적인 역할을 합니다. FEGT를 최적 범위 내에서 유지함으로써 튜브 부식과 NOx 배출 위험을 크게 낮출 수 있으며, 그 결과 보일러 효율이 향상되고 설비의 운전 수명도 연장됩니다.

또한 CTlaser F6의 비접촉식 측정 방식은 기존 열전대에서 흔히 발생하는 마모와 손상을 제거하여, 장기간에 걸쳐 신뢰성 높고 유지보수가 거의 필요 없는 운전을 가능하게 합니다. 지속적인 FEGT 모니터링을 통해 생성되는 데이터는 예지 보전을 위한 중요한 자료로 활용되어, 잠재적인 문제가 고비용의 고장으로 확대되기 전에 선제적으로 대응할 수 있도록 합니다.

Optris CTlaser F6를 더욱 돋보이게 하는 또 하나의 요소는 합리적인 가격 경쟁력입니다. 이를 통해 핵심 설비에 대해 중복 계측(레던던시) 구성이 가능해집니다. 이러한 비용 효율성 덕분에 운영자는 시스템 내 주요 지점에 여러 센서를 설치하여 보다 포괄적인 모니터링과 추가적인 안전성을 확보할 수 있습니다. 센서 중 하나가 유지보수나 교체가 필요한 상황에서도 중복 구성을 통해 지속적이고 정확한 온도 측정을 유지할 수 있어, 신뢰성이 더욱 향상되고 무중단 운전을 지원합니다. 이는 보일러 시스템 전반의 효율성과 수명 연장에도 크게 기여합니다.

Optris CTlaser F6는 견고한 설계, 높은 정확도, 뛰어난 통합 용이성, 그리고 비용 효율성을 모두 갖춘 솔루션으로 평가받고 있습니다. 별도의 대규모 냉각 장치나 잦은 유지보수 없이도 가혹한 환경에서 안정적으로 작동하며, 중복 설치 옵션까지 제공하는 이 제품은 까다로운 산업 환경에서 연속적인 FEGT 모니터링을 위한 이상적인 선택입니다.