쓰레기소각장의 화재예방을 위한 FLIR 열화상카메라

FLIR A315/A615 카메라와 지능형 폐기물 벙커 모니터소프트웨어를 조합한 스마트 폐기물 모니터링 솔루션이 나왔습니다.

폐기물 관리는 전세계 대부분의 선진국에서 핵심 산업이며 현재는 상당히 현대화가 진행되어 폐에너지 이용도 늘고 있습니다. 폐기물 저장, 분류, 재활용, 전기 에너지로 효과적 전환까지 전 과정이 화재나 자연발화 위험이 높아 인명과 환경에 피해를 줄 가능성이 있습니다. 이를 위해 체코 기업 Workswell은 폐기물 벙커 모니터(Waste Bunker Monitor) 라는 고형 폐기물 연속 감시용 완성형 열화상 솔루션을 개발하였습니다. Workswell은 이 솔루션에 FLIR의 열화상 카메라를 사용하였습니다.

Workswell s.r.o.은 중앙유럽 시장에서 활동하는 체코의 기술개발 및 무역회사로, 본사는 체코의 프라하에 있습니다. 주요 활동으로 산업의 여러 곳에서 비접촉식 온도 측정 분야에 솔루션을 공급하고 있습니다. 회사의 고객은 유리공장, 주조공장, 시멘트 공장, 도시 쓰레기 소각장, 화력발전소 등입니다.

폐기물 관리

전세계 쓰레기양은 지금도 계속 증가하고 있습니다. 체코 공화국에서마 연간 약 350만~550만 가량의 도시쓰레기가 만들어집니다. 현재 체코공화국 도시쓰레기의 75%가 매립장에 쌓입니다. 이 쓰레기 중 약 400,000톤은 프라하, 브르노, 리베레츠의 도시 쓰레기 소각장에서 열처리되어, 여기에서 생산되는 열 공급량은 약 230만 기가줄(Gigajoules)에, 총 전력생산량은 약 18,000 메가와트시(Megawatt Hours)에 달합니다. 쓰레기 열처리의 이점은, 에너지를 얻는다는 것 말고도 쓰레기양을 크게 줄일 수 있다는 점입니다 (원래 무게 기준 약 10% 나 15% 정도 감소). 많은 폐기물이 사실상 열처리가 유일한 처분법입니다. “저희는 320x240, 640x480 해상도가 저희 시스템에 최적이라는 판단을 기반으로 FLIR A315나 FLIR A615 카메라를 선택하게 되었습니다.”

쓰레기 소각장의 쓰레기 화재는 실로 큰 위협이며 이는 제보 말레시체도 예외는 아닙니다.

프라하의 말레시체구에 있는 소각장은 1998년부터 운영되었습니다. 제보 말레시체(ZEVO Malešice, 에너지 회수 장비)라는 이름의 이 처리장은 폐기물을 열과 전기 에너지로 전환 처리합니다. 여기에서 얻은 에너지는 가정용수 가열과 주거 건물 난방에 사용합니다.

쓰레기 소각장의 쓰레기 화재는 실로 큰 위협이며 이는 제보 말레시체도 예외는 아닙니다. 쓰레기 소각장 화재 원인은 대부분이 폐기물 속 화학물질 자연 연소와 도시 쓰레기 수거 차량에서 날아온 고온 입자입니다. 화재나 재난적 폭발 위험에 기여하는 요소는 쓰레기 부패 과정에서 방출되는 메탄 농도 증가입니다. 제보 말레시체는 처리장은 화재 위험을 줄이기 위해 Workswell의 폐기물 벙커 모니터 (Waste Bunker Monitor) 시스템에 투자하기로 결정하였습니다. 이 시스템의 주된 목적은 처리장의 폐기물 저장소 화재 발생 여부를 모니터 하는 것입니다.

제보 말레시체의 쓰레기는 저장 탱크로 들어갑니다. 이 탱크는 물질 균질화에 쓰이며, 폐기물을 충분히 수용할 수 있어 처리장이 연중 내내 운영될 수 있게 해줍니다. 이 경우 Workswell 은 해상도 640x480 픽셀에 80° 렌즈를 구비한 FLIR A615 카메라 두 대를 선택하였습니다. 이 카메라가 저장 탱크에서 발화 가능성이 있는 고온 지점을 모니터 합니다.

Workswell의 폐기물 벙커 모니터 (Waste Bunker Monitor)은 FLIR Systems의 비접촉식 측정 기술과 화재 위험이 높은 임계 지역을 처리장 운영자에게 보여주는 자체 개발 소프트웨어를 조합한 시스템입니다.

제보 말레시체 처리장에는 저장용 탱크에 핫 스팟(화재의 잠재적 원인)의 발생 여부를 모니터링해 주는 보호용 외함 속에 FLIR A615 카메라 두 대가 설치되어 있습니다.

시설 운용 인력은 각기 다른 부분의 최대 온도가 어떻게 변했는지 트렌드를 그래프로 만들어 볼 수 있습니다.

전체 시스템이 확장성이 있고 높은 공간 해상도에 열 감도는 0.05°C 이상인 열화상 카메라 여러 대로 구성할 수 있다"며, “저희는 320x240, 640x480 해상도가 저희 시스템에 최적이라는 판단을 기반으로 FLIR A315나 FLIR A615 카메라를 선택하게 되었습니다.” 우리는 항상 최소 검출 가능 온도차를 알아보기 위해 수많은 카메라와 그 해상도, 시야각을 확인합니다."라고 Workswell 상무이사 Jan Kovář가 의견을 밝혔습니다.

제어실 모니터링

모니터 대상 영역은 초 당 수 차례 온도 값을 평가하는 구역으로 나뉘며, 그 결과 자동 시스템이 표면 온도가 상승한 영역이 있으면 그 영역을 크레인 조작자에게 보고합니다.

열화상 시스템의 머리 쪽에는 FLIR 열화상 카메라에서 측정한 이미지와 온도에 대한 다른 정보를 표시해 주는 제어 및 시각화 소프트웨어가 있습니다. 이 소프트웨어는 모니터 영역의 온도가 특정 온도를 넘게 되면 조작자에게 경고하는 기능도 한다. 시각화 소프트웨어는 제어실 운영자석에서 사용하므로 항상 모든 정보가 운영자 수중에 들어가며, 경보가 발생하면 추가로 청각 경보도 울립니다. 열화상 다음으로는 소프트웨어에서 구획 별로 분할된 영역 지도를 제시합니다. 이 지도는 시설 운용 인력이 온도 기준을 초과한 실제 지점을 더욱더 정확하게 추적할 수 있도록 도와줍니다. 각 부분의 온도를 장기간 관찰한 그래프는 종관 차트에 표시가 됩니다.

열화상 시스템의 머리 쪽에는 FLIR 열화상 카메라에서 측정한 이미지와 온도에 대한 다른 정보를 표시해 주는 제어 및 시각화 소프트웨어가 있습니다.

“다행스럽게 우리 제보 말레시체에서는 아직 화재가 발생하지 않았다"고 Workswell의 Jan Kovář는 밝혔습니다. 그는 이어, “그렇지만 이 시스템과 FLIR 열화상 카메라가 일을 훌륭히 해내고 있는 점을 매우 신뢰하고 있습니다. 시스템 운용을 본격적으로 시작하기 전에 여러 번 시험을 거쳤고 결과가 기대 이상이라는 것도 확인을 하였습니다. 더불어, 열화상 카메라는 그 가격이 매우 합리적이기 때문에 폐기물 벙커 모니터링 시스템의 전반적인 비용 효율성을 유지시켜 주고 있습니다”라고 전했습니다.