KR100314852B1

KR100314852B1 - 전기집진기의 댐퍼 제어장치

Info

Publication number: KR100314852B1
Application number: KR1019970074583A
Authority: KR
Inventors: 고흥철; 조성철; 김경태
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 2002-01-15
Also published as: KR19990054717A

Abstract

본 발명은 소결광을 생산하는 과정에서 소결진행을 위한 산소공급을 셋트링챔버(Settling Chamber)를 통하여 아래에서 강제로 흡입하여 소결을 이루게 하여 연소된 배기가스(Waste Gas)를 전기집진기에서 집진하고 청정가스를 연돌(Stack)로 통하여 대기중으로 배출시키는 설비에 있어서, 생산공정에서 연돌(Stack)로 배출되는 분진농도 및 배기가스가 기준치 70(mg/m³)이상으로 발생되었을 때 이를 최소화하기 위해서 소결기정지후 재가동시와 배기가스 및 분진농도초과시 메인블로어(Main Blower)댑퍼제어(Damper control)를 이용하여 원할한 댐퍼제어(Damper control)로 분진 배출농도를 감소시키기 위한 것이다.

Description

전기집진기의 댐퍼 제어장치

본 발명은 소결광을 생산하는 과정에서 소결진행을 위한 산소공급을 셋트링챔버(Settling Chamber)를 통하여 아래에서 강제로 흡입하여 소결을 이루게 하여 연소된 배기가스(Waste Gas)를 전기집진기에서 집진하고 청정가스를 연돌(Stack)로 통하여 대기중으로 배출시키는 설비에 관한 것으로, 생산공정에서 연돌(Stack)로 배출되는 분진농도 및 배기가스가 기준치 70(mg/m³)이상으로 발생되었을 때 이를 최소화하기 위해서 소결기정지후 재가동시와 배기가스 및 분진농도초과시 메인블로어(Main Blower)댑퍼제어(Damper control)를 이용하여 원할한 댐퍼제어(Damper control)로 분진 배출농도를 감소시키기 위한 전기집진기의 댐퍼 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 메인블로어(Main Blower)는 도 1에 나타난 것과 같이 메인블로어모터(106)에 의해 구동된 회전팬(Fan)(105)에서 발생되는 공기를 일정한 압력으로 흡입하여 소결강을 소결시킨다.

이 과정에서 발생하는 배기가스 및 분진를 원드박스(Wind Box)(101)를 통해 배출하여 전기접진기(104)에서 분진을 여과한후 댐퍼(107)의 오픈(Open)클로즈(Cl0ose)에 따라 연돌(Stack)(116)로 배출된다.

도 2에 나타낸 것과 같이 메인블로어댐퍼(Main Blower damper)(107)는 메인블로어모터(Main Blower motor)(105)의 구동에 따라 발생되는 전력공급기(115a)에서 부하전력신호를 측정값으로 인출하여 운전측에서 설정한 전력신호설정값(118)과 조절계(113)에서 비교분석한 아날로그(Analog)값을 출력한다.

그 출력된 신호는 비교기(110)의 설정값으로 입력되고 현장 댐퍼개도기(109)에서 검출된 개도신호는 증폭기(119)에서 증폭한후 측정값으로 입력되어 두신호가 비교판별기(110)에서 비교판별되어 개도신호(119)가 조절계(113)의 출력신호보다 작을시에는 얼릴레이(120)를 작동시켜서 정역콘탁터(122)를 동작하여 댐퍼모터(108)를 정방향으로 회전시켜서 댐퍼개퍼(107)를 열고(Open)개도신호(119)가 조절계(113)의 출력신호보다 클시는 다운릴레이(121)를 작동시켜 댐퍼개도를 닫는다.

그러면 댐퍼모터(108)가 정,역으로 회전하게 되어 현장의 댐퍼가 연속적인 제어에 의해서 댐퍼(Damper)(107)가 오픈(Open), 클로즈(Close)가 반복되면서 안정적인 부하전력에 따라 댐퍼가 안정된 위치에 머무르면서 소결광 생산에 필요한 전력으로 산소를 흡입하면서 연돌(116)로 배출되는 배기가스 및 분진을 감소시켜 배출하는데 필요하다.

그러나 도 2 종래의 제어구성도에서 문제점을 살펴보면 사용하고 있는 메인블로어 댐퍼(Main Blower Damper)(107)는 공장이 정상가동시는 메인블로어모터(211)의 부하전력에따라 제어되어 댐퍼개도가 순간적으로 100% 오픈(Open)되어 사용되고 있고 또한 공장이 일시정지 또는 수리작업시는 소결기정지에 따라 메인블로어를 최소전력으로 댐퍼개도를 급격히 0%로 클로즈(Close)하여 사용되고 있다.

여기에서 메인블로어(Main Blower)의 급격한 부하전력의 상승시 댐퍼(212)가 급속히 오픈(Open)되어 다량 발생되는 배기가스 및 분진의 배출이 급속히 증가하여 연돌을 통하여 대기중으로 방출되어 환경오염에 절대적인 악영향을 미치게 된다.

또한 공장 정상가동중 조업상태의 불안정 및 조업장애로 인하여 분진배출농도가 급속히 상승할시는 공장환경 및 지역환경공해에 지대한 영향을 주는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 공장가동 초기에 완전소결 되지않는 상태에서 배합원료중의 작은 분진 및 불완전연소에 의한 배기가스가 다량 발생되어 메인블로어의 산소흡입에 의해 연돌을 통하여 대기중으로 배출되는 배기가스 및 분진의 배출을 최소화 시키고 가동중 조업불안정으로 인하여 발생하는 분진농도 상승을 억제하기 위하여 소결분진 배출방지 시스템을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 전기집전기의 댐퍼 제어장치의 구성도이다.

도 2는 종래 전기집진기의 댐퍼 제어장치의 구성도이다.

도 3은 도 2의 댐퍼 제어장치의 동작흐름을 보이는 플로우챠트이다.

도 4는 본 발명에 따른 전기집진기의 댐퍼 제어장치의 구성도이다.

도 5는 4도의 댐퍼 제어장치의 동작흐름을 보이는 플로우챠트이다.

도 6은 종래 장치에 의한 타임챠트이다.

도 7은 본 발명에 따른 장치의 타임챠트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 소결기 101 : 윈드박스

102 : 점화로 103 : 셋트링챔버

104 : 전기집전기 105 : 팬

106 : 메인블로어모터 107 : 댐퍼

108 : 댐퍼모터 109 : 개도기

110 : 비교판별기 111 : 댐퍼모터제어부

115 : 전력검출/변환기 113 : PI조절계

116 : 연돌 117 : 분진농도센서

118 : 전력설정값 119 : 개도증폭기

120 : 업릴레이 121 : 다운릴레이

122 : 정역콘탁터 123 : 비교절환기

124 : 감산기 인터발액션값 125 : 가산기 인터발액션값

126 : 분진선택스위치 126-H : 분진"H"스위치

126-L : 분진"L"스위치 128 : 감산기

129 : 가산기 130 : 분진농도샘플링회로

131 : 분진농도기준치 132 : 비교기

133 : 연산제어기 134 : 전력자동"H"스위치

135 : 전력자동"L"스위치

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 장치는 댐퍼의 모터에 연동하는 댐퍼개도기에서 검출된 개도신호를 증폭하는 개도증폭기와, 메인블로어모터의 부하를 검출후 변환하는 전력검출/변환기와, 상기 전력검출/변환기의 출력신호와 전력신호값을 PI제어하는 PI조절계와, 상기 PI조절계의 출력값과 상기 개도증폭기의 출력값을 비교판별하는 비교판별기와, 상기 비교판별기의 출력에 따라 상기 댐퍼모터를 정방향 또는 역방향으로 구동시키는 댐퍼모터제어부를 포함하여, 소결기로부터의 배가스가 연돌을 통해서 외부로 배출되는 것을 제어하는 전기집진기의 댐퍼 제어장치에 있어서, 상기 연돌의 분진농도를 측정하는 분진농도센서; 상기 분진농도센서의 검출신호를 샘플링하는 분진농도샘플링회로; 상기 분진농도샘플링회로의 출력값과 설정치를 비교판별하는 비교기; 상기 전력검출/변환기의 현재 전력측정값과 감산인터벌액션값을 감산하는 감산기와, 상기 전력검출/변환기의 현재 전력측정값과 가산인터발액션값을 가산하는 가산기와, 상기 비교기의 출력에 따라 스위칭동작하여 상기 감산기의 출력값 또는 상기 가산기의 출력값을 선택적으로 출력하는 분진선택스위치를 포함하는 연산제어기; 상기 분진선택스위치를 통한 출력값과 운전자에 의한 전력설정치를 비교한후 이 비교결과에 따라 운전자의 설정치 또는 상기 분진선택스위치의 출력값을 선택하여 상기 PI조절계로 제공하는 비교절환기; 를 구비함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 전기집진기의 댐퍼 제어장치에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 전기집진기의 댐퍼 제어장치의 구성도로서, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전기집진기의 댐퍼 제어장치는 댐퍼(107)의 모터(108)에 연동하는 댐퍼개도기(109)에서 검출된 개도신호를 증폭하는 개도증폭기(119)와, 메인블로어모터(106)의 부하를 검출후 변환하는 전력검출/변환기(115)와, 상기 전력검출/변환기(115)의 출력신호와 전력신호값(118)을 PI제어하는 PI조절계(113)와, 상기 PI조절계(113)의 출력값과 상기 개도증폭기(119)의 출력값을 비교판별하는 비교판별기(110)와, 상기 비교판별기(110)의 출력에 따라 상기 댐퍼모터를 정방향 또는 역방향으로 구동시키는 댐퍼모터제어부(111)를 포함하여, 소결기(100)로부터의 배가스가 연돌(116)을 통해서 외부로 배출되는 것을 제어하는 장치이다.

즉, 본 발명에 따른 전기집진기의 댐퍼 제어장치는 상기 연돌(116)의 분진농도를 측정하는 분진농도센서(117)와, 상기 분진농도센서(117)의 검출신호를 샘플링하는 분진농도샘플링회로(130)와, 상기 분진농도샘플링회로(130)의 출력값과 설정치(131)를 비교판별하는 비교기(132)와, 연산제어기(133)와, 상기 분진선택스위치(126)를 통한 출력값과 운전자에 의한 전력설정치를 비교한후 이 비교결과에 따라 운전자의 설정치 또는 상기 분진선택스위치(126)의 출력값을 선택하여 상기 PI조절계(113)로 제공하는 비교절환기(123)로 구성한다.

상기 연산제어기(133)는 상기 전력검출/변환기(115a)의 현재 전력측정값과 감산인터벌액션값(124)을 감산하는 감산기(128)와, 상기 전력검출/변환기(115)의 현재 전력측정값과 가산인터발액션값(125)을 가산하는 가산기(129)와, 상기 비교기(132)의 출력에 따라 스위칭동작하여 상기 감산기(128)의 출력값 또는 상기 가산기(129)의 출력값을 선택적으로 출력하는 분진선택스위치(126)로 구성한다.

도 5는 4도의 댐퍼 제어장치의 동작흐름을 보이는 플로우챠트이고, 도 7은 본 발명에 따른 장치의 타임챠트이다.

이와같이 구성된 본 발명의 장치에 따른 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.

본 발명은 공장가동초기시 발생하는 분진배출을 감소시키기 위한 분진방지시스템의 기능을 도 4, 도 5 및 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 종래의 제어기능을 간단히 설명하면, 메인블로어 전력계에서 검출된 전력신호 E/I 변환기(115b)에서 변환된 후 PI조절계(113)의 설정값(118)과 비교하여 출력된 신호는 개도신호(119)와 비교판별기(110)에서 비교하여 업다운릴레이(120,121)를 거쳐 정역 콘탁터(Contactor)(122)를 동작시켜 댐퍼모터(Damper motor)(108)를 회전시켜 댐퍼개도(107)를 오픈(Open), 클로즈(Close)한다.

다음으로, 본 발명에 따른 제어기능을 간단히 설명하면, 분진농도센서(117)에서 분진농도신호를 검출하여 신호를 샘플링(130)하고 비교기(132)에서 분진농도오버 여부를 판별하여 기준치오버시 연산제어회로(133)의 출력절환스위치(126,127)가 작동되며, 이때 현재전력측정 값을 감산기(128)에 입력시켜서 인터벌액션값(124)만큼씩 감산하여 출력하거나 분진농도해제시에는 현재 전력측정값을 가산기(129)에 입력시켜서 인터벌 액션값(125)만큼씩 가산하여 출력된다. 또한 전력상승시 정상조업 제한폭까지만 작동될수 있도록 비교절환기(123)에서 제어되어 PI조절계의 설정값으로 입력되고 전력변환기에서 출력된 측정값과 비교하여 제어된다.

이하, 구체적으로 설명하면, 먼저, 도 2에 도시한 종래의 장치에 있어서, 전력검출/변환기(115)의 전력계(115a)에서 검출된 전력신호를 전력변환기(115b)에서 변환한 전력측정치와 운전자가 설정한 설정치(118)를 PI조절계(113)에서 PI제어하여 그 출력이 비교판별기(110)의 설정치로 다시 입력되고 현장개도(109)에서 검출된 댐퍼개도신호가 개도증폭기(119)에서 증폭되어 측정치로 입력되면 두신호가 비교한후 설정치가 개도값(측정치)보다 클때는 댐퍼모터제어반(111)의 업릴레이(120)를 동작시켜서 정역콘탁터(122)에 의해서 댐퍼모터(108)를 정방향으로 회전하여 댐퍼개도(107)를 오픈(Open)시키고 설정치가 개도값(측정치)보다 작을때는 다운릴레이(121)를 동작시켜서 정역콘탁터(122)에 의해서 댐퍼모터(108)를 역방향으로 회전하여 댐퍼개도(107)를 클로즈(Close)시킨다.

여기에서 이해를 돕기 위해서 도 3의 종래의 전력제어 플로우챠트(FLOW CHART)를 보면서 설명하면 ①소결기 기동준비상태에서 기동이 되면 메인블로어(Main Blower)전력설정값이 증가하기 시작하여 이와함께 댐퍼개도기도 오픈(Open)되어 설정치와 측정치와 같아질때까지 연속적으로 제어된다.

또한 소결기정지시에는 메인블로어 전력설정값이 최저로 감소되고 이와함께 댐퍼개도기도 서서히 클로즈(Close)되어 설정치와 측정치가 같아질때까지 연속제어된다. 도 6 종래의 타임챠트를 보면 소결기가 정지되었다가 기동되면 메인블로어의 전력은 급격히 감소하고 댐퍼개도기도 하강되는 것을 알수 있다.

이렇게 급격히 댐퍼개도의 오픈(Open), 클로즈(Close)로 인하여 스택(Stack)으로 배출되는 분진의 발생방지를 위하여 본 발명에서는 다음과 같이 개선하기로 한다.

먼저, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 제어구성도를 설명하면, 정상조업중 연돌(116)의 분진농도를 분진농도센서(117)가 검출하고, 이 검출신호(분진농도)가 기준치(70mg/m³)이상으로 발생되면 샘플링(Sampling)회로(130)에서 매 1분에 한 번씩 수집된 데이타(Data)를 5분간의 데이타(Data)값으로 평균하여 출력하면, 이 샘플링된 신호는 비교기(132)에서 분진농도오버 여부를 판별하여 기준치(70mg/m³)이상 오버시에는 비교기(132)의 분진 절환스위치(126)의 ON측 접점을 작동시켜서 상기 비교기(132)의 전력측정값과 사전에 설정된 인터벌액션값(124)으로 감산기(128)에서 감산한 전력출력값 "①"이 서서히 감소되어 출력되면 비교절환기(124)에서 비교감시하여 PI조절계(113)에서 PI제어에 따라 댐퍼개도기도 하강하여 완전히 클로즈(Close)된다.

또한, 댐퍼가 클로즈(Close)되어 있는 동안 분진농도가 기준치(70mg/m³)이하로 안정되면 즉 "L"입력시에는 분진선택스위치(126)의 분진"L"스위치(126-L)를 ON측 접점으로 작동시켜서 상기 비교기(132)로부터의 전력측정값과 인터벌액션값(125)을 가산기(129)에서 가산하여 전력출력값 "①"이 서서히 증가되어 출력되면, 비교절환기(123)에서 비교감시하여 운전자가 설정한 설정값 즉, "②"가 가산기에서 연산되어 출력되는 전력값 즉 "①"보다 작을때는 "H"가 출력되어 HI스위치(134)가 작동하여 상승되고 있는 전력값을 운전자가 설정한 설정치(118)폭 만큼 증가될수 있도록 제한하여 정상조업유지가 되도록 한다.

따라서, 설정값보다 측정한 분진이 오버되면, 현재 개도에 있던 댐퍼를 서서히 클로즈하다가 해제시에는 다시 개도를 오픈한후 정상조업상태로 환원할수있도록 제어되는 것이다.

상기한 설명은 도 5에 도시한 본 발명에 따른 플로우챠트(FLOW CHART)에서 보이고 있으며, 도 5를 참조하면, 분진농도샘플링회로(130)에서 분진농도센서(117)로부터의 분진농도검출신호에 대한 샘플링이 시작되면, 분진농도가 기준치(70mg/m³)이상일때는 메인블로어(Main Blower)전력과 댐퍼개도를 서서히 하강시켜서 측정치가 최소치가 될 때까지 연속적으로 제어하여 댐퍼를 클로즈(Close)되다가 분진농도가 기준치(70mg/m³)이하로 안정되면 메인블로어(Main Blower)전력과 댐퍼개도가 다시 상승되어 측정치가 설정치가 될 때까지 연속적으로 제어하여 댐퍼를 오픈(Open)한다.

또한, 도7 의 개선후 타임챠트를 보면서 설명하면, 소결기 정상기동중에 분진농도가 기준치(70mg/m³)이상 오버되었을때는 감산인터발액션값(124)만큼씩 전력을 소정스탭으로 감소시키고 이와함께 댐퍼개도도 하강하여 댐퍼개도가 0%가 될 때까지 연속제어되고 분진농도가 기준치(70mg/m³)이하로 복구 되었을때는 전력을 서서히 증가시켜서 댐퍼개도를 오픈(Open)시키는데, 이때 정상조업에 적합한 전력까지 상승하면 댐퍼개도도 100%까지 오픈(Open)되어 소결공장에서 발생되는 다량의 분진 및 배기가스 배출을 예방하여 공장환경 오염방지 및 지역환경 오염방지에 지대한 기여를 할수 있다.

따라서 본 발명에 의하면 소결조업초기에 발생되는 분진다량방출을 방지하고 조업중 불안정으로 인하여 발생되는 배기가스농도 초과배출시에 메인블로어댐퍼(Main Blower Damper)(107)를 오픈(Open), 클로즈(Close)하여 연돌(Stack)을 통하여 대기중으로 방출되는 오염물질을 적기에 차단하므로서 공장환경오염방지 및 지역환경오염방지에 지대한 효과가 있다.

Claims

댐퍼(107)의 모터(108)에 연동하는 댐퍼개도기(109)에서 검출된 개도신호를 증폭하는 개도증폭기(119)와, 메인블로어모터(106)의 부하를 검출후 변환하는 전력검출/변환기(115)와, 상기 전력검출/변환기(115)의 출력신호와 전력신호값(118)을 PI제어하는 PI조절계(113)와, 상기 PI조절계(113)의 출력값과 상기 개도증폭기(119)의 출력값을 비교판별하는 비교판별기(110)와, 상기 비교판별기(110)의 출력에 따라 상기 댐퍼모터를 정방향 또는 역방향으로 구동시키는 댐퍼모터제어부(111)를 포함하여, 소결기(100)로부터의 배가스가 연돌(116)을 통해서 외부로 배출되는 것을 제어하는 전기집진기(104)의 댐퍼 제어장치에 있어서,

상기 연돌(116)의 분진농도를 측정하는 분진농도센서(117);

상기 분진농도센서(117)의 검출신호를 샘플링하는 분진농도샘플링회로(130);

상기 분진농도샘플링회로(130)의 출력값과 설정치(131)를 비교판별하는 비교기(132);

상기 전력검출/변환기(115)의 현재 전력측정값과 감산인터벌액션값(124)을 감산하는 감산기(128)와, 상기 전력검출/변환기(115)의 현재 전력측정값과 가산인터발액션값(125)을 가산하는 가산기(129)와, 상기 비교기(132)의 출력에 따라 스위칭동작하여 상기 감산기(128)의 출력값 또는 상기 가산기(129)의 출력값을 선택적으로 출력하는 분진선택스위치(126)를 포함하는 연산제어기(133);

상기 분진선택스위치(126)를 통한 출력값과 운전자에 의한 전력설정치를 비교한후 이 비교결과에 따라 운전자의 설정치 또는 상기 분진선택스위치(126)의 출력값을 선택하여 상기 PI조절계(113)로 제공하는 비교절환기(123); 를 구비함을 특징으로 하는 전기집진기의 댐퍼 제어장치.