KR100396136B1 - 마스트 옥시콜 유량조절계를 이용한 추종 옥시콜 유량제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미분탄 취입량의 변화에 따라 옥시콜의 유량을 제어하여 산소유량의 밸런스를 유지할 수 있도록 된 조절계를 이용한 추종 옥시콜 유량 제어 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 피드탱크에 설치된 로드셀에 의해 측정된 미분탄 취입량에 따른 산소 요구비를 연산하여 마스트 옥시콜 유량 연산 조절계 산소유량 목표치로 설정하는 설정단계와, 풍로 전단으로부터 냉풍 본관으로 공급되는 부하산소 유량의 측정치 및 냉풍 본관으로 공급되는 대기 중의 산소 유량의 측정치를 연산하여 열풍 중의 산소유량을 측정하는 측정단계와, 정단계에서 설정된 마스트 옥시콜 유량 연산 조절계 산소유량 목표치와 측정단계에서 측정된 열풍 중 산소유량 측정치의 편차값을 출력하여 옥시콜 취입 요구량을 연산하는 연산단계를 포함하여 이루어지는 마스트 옥시콜 유량조절계를 이용한 추종 옥시콜 유량 제어 방법을 제공한다.

Description

마스트 옥시콜 유량조절계를 이용한 추종 옥시콜 유량 제어 방법 {Method for Controlling a Flow Ratio of Oxy-Coal Using a Master Oxy-Coal Flow Controller}

본 발명은 고로에 취입된 미분탄을 연소하기 위하여 유입되는 옥시콜의 유량을 연속적으로 제어하는 마스트 옥시콜 유량조절계를 이용한 옥시콜 유량 제어 방법에 관한 것으로, 미분탄 취입량에 따른 산소요량 목표치와 열풍 중에서 측정한 산소유량의 편차값을 출력하여 옥시콜의 공급을 추종시키는 마스트 옥시콜 유량조절계를 이용한 옥시콜 유량 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 미분탄 취입량은 피드탱크의 압력 제어, 플로다이징 유량 제어, 피드탱크(Feed Tank)의 교체 등 프로세스 특성의 변화로 인하여 변동되고, 고로에 공급되는 산소유량도 송풍량 변화에 따라 변동된다. 여기서 변동을 고려하지 않고 수동 설정을 통한 단순 옥시콜 유량 제어는 산소의 공급이 부족한 경우에는 미연소 미분탄이 발생되므로 융착대 부근 및 노심에 미분탄이 퇴적되어 노하부의 통기성이 저하되는 문제가 발생되며, 산소가 과잉 공급되는 경우에는 풍구 선단부의 노열 증가에 따라 기체 팽창에 의한 풍압상승, 산소낭비 및 노황부조의 문제점이 발생된다. 그러므로 옥시콜 유량 제어는 미분탄과 공기량의 변화를 이용하여 연산하고, 그 결과에 추종하는 옥시콜 유량 제어 방법의 이용이 요구되는데, 이러한 과정에 사용되는 종래의 옥시콜 유량 제어 장치 및 유량 제어 과정을 도 1을 통해 설명하면 다음과 같다.

미분탄의 취입량 제어는 운전자가 설정한 목표치(6-1)와 피드탱크(5)에 설치된 로드셀(7-1)에서 측정된 중량의 시간적 변화를 연산한 측정치와 비교하므로써 이루어지는데, 편차는 PID(Proportinal Integral Differential)조절계(6)를 거쳐 출력되고, 이 출력값은 피드탱크(5)에 연결된 압력 조절계(8)의 목표치로 설정되어 피드탱크 압력 검출기(8-1)에서 측정된 압력신호와 비교된다. 이 때 출력치가 충압제어변(8-3)과 배압제어변(8-2)을 제어하여 미분탄 취입량의 제어가 이루어지고, 미분탄의 고착 방지를 위하여 피드탱크(5) 하부에 플로다아징 질소(N₂)가 공급된다. 또한 옥시콜 유량 제어는 미분탄의 취입량 목표치에 대응하는 필요 산소의 요구량에 따라 열풍로 전단에서 냉풍 본관에 불어넣는 부하 산소량의 목표치를 뺀 값을 운전자가 옥시콜 유량 조절계(11)의 목표치(11-3)로 설정한다. 그리고 옥시콜 유량 검출기(11-1)에서 측정한 옥시콜 유량 측정치에 따라 유량 조절변(11-2)을 제어함으로써 옥시콜 유량이 조절된다.

그런데 상기와 같은 종래의 방법은 운전자가 설정한 목표치 대비 피드탱크의 압력제어, 플로다이징 질소(N₂)의 유량 제어, 피드탱크의 교체 등 프로세스 특성의 변화로 인하여 실제 미분탄의 취입량이 많은 변화를 가질 수 있으나, 미분탄 취입량 목표치를 근거로 필요 산소 요구량을 계산하여 옥시콜 유량 조절계의 목표치로 설정함에 따라 미분탄 취입량 변화를 추종하지 못해 미분탄 대비 산소유량의 밸런스 유지가 어렵다. 따라서 산소의 부족으로 인해 미연소 미분탄이 발생되거나, 산소의 과잉공급으로 인해 융착대 부근 및 노심에 미분탄이 퇴적되어 노하부의 통기성이 저하되고 풍구 선단의 노열이 증가되어 기체의 팽창에 의해 풍압상승, 산소 낭비, 노황부조가 발생되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출될 것으로, 미분탄 취입량의 변화에 따라 옥시콜의 유량을 제어하여 산소유량의 밸런스를 유지할 수 있도록 된 조절계를 이용한 추종 옥시콜 유량 제어 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 피드탱크에 설치된 로드셀에 의해 측정된 미분탄 취입량에 따른 산소 요구비를 연산하여 마스트 옥시콜 유량 연산 조절계 산소유량 목표치로 설정하는 설정단계와, 풍로 전단으로부터 냉풍 본관으로 공급되는 부하산소 유량의 측정치 및 냉풍 본관으로 공급되는 대기 중의 산소 유량의 측정치를 연산하여 열풍 중의 산소유량을 측정하는 측정단계와, 정단계에서 설정된 마스트 옥시콜 유량 연산 조절계 산소유량 목표치와 측정단계에서 측정된 열풍 중 산소유량 측정치의 편차값을 출력하여 옥시콜 취입 요구량을 연산하는 연산단계를 포함하여 이루어지는 마스트 옥시콜 유량조절계를 이용한 추종 옥시콜 유량 제어 방법을 제공한다.

도 1은 종래의 옥시콜 유량 제어 장치를 설명하기 위한 구성도.

도 2는 본 발명의 마스트 옥시콜 유량 조절계를 이용한 추종 옥시콜 유량 제어 장치를 설명하기 위한 구성도.

도 3은 마스트 옥시콜 유량 조절계의 연산 과정을 설명하기 위한 흐름도.

도 4는 미분탄의 취입량에 따른 필요 산소량을 산출하기 위한 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 고로 2: 풍구

3: 열풍로 4: 미분탄 분배기

5: 피드탱크 6: 미분탄 취입량 연산기

7-1: 로드셀 8: 피드탱크 압력조절계

8-1: 피드탱크 압력 측정기 8-2: 피드탱크 배압 조절밸브

8-2: 피드탱크 충압 조절밸브 9: 부하 산소 유량 측정기

10: 냉풍 유량 측정기 11:수동설정 옥시콜유량 조절밸브

11-1: 옥시콜 유량 측정기 11-2: 옥시콜 유량 조절 밸브

11-3: 옥시콜 유량 수동 설정기

12: 마스트 옥시콜 유량 연산조절계

12-1: 필요 산소 유량 연산치 12-2: 열풍중의 산소량

12-3: 옥시콜 요구량 13: 추종 옥시콜 유량 조절계

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 도 4의 미분탄 취입량에 따른 필요 산소량을 산출하기 위한 그래프를 이용하여 도 3의 마스트 옥시콜 유량 연산조절계(12)의 연산 플로우도를 만들고, 이를 이용하여 도 2의 마스트 옥시콜 유량 연산조절계(12)를 이용한 추종 옥시콜 유량 자동 제어 장치를 구성하였다.

도 2는 본 발명의 마스트 옥시콜 유량 조절계를 이용한 추종 옥시콜 유량 제어 장치를 설명하기 위한 구성도이다.

피드탱크(5)의 하부에 설치된 로드셀(7-1)에서 미분탄 중량의 시간적 변화를 측정하고, 측정된 미분탄 중량의 시간적 변화에 따른 취입량을 근거로 필요 산소유량(12-1)을 연산프로그램(k2)를 이용하여 계산한다. 송풍기로부터 열풍로 및 풍구를 통해 불어 넣어지는 바람을 열풍로 전단의 냉풍본관에서 냉풍량(10, 단위 : Nm²/min)을 측정하고, 측정된 냉풍량으로부터 산소유량을 시간 단위로 환산한 값(k1)을 구한다. 그리고 이를 부하 산소유량(9)과 합산하여 필요 산소량에 대비한 옥시콜 취입 요구량(12-3)을 구한다. 이와 같은 흐름도에 따라 작성된 프로그램에 의해 마스트 옥시콜 유량 연산조절계(12)가 동작되며, 상기 마스트 옥시콜 유량 연산조절계(12)의 출력을 추종하여 옥시콜의 유량을 자동 제어한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 마스트 옥시콜 유량조절계를 이용한 추종 옥시콜 유량 제어 방법의 작용 및 효과를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 마스트 옥시콜 유량 연산조절계(12)를 이용한 추종 옥시콜 유량조절계(13)의 작용은 다음과 같이 구분된다.

먼저 하나는 미분탄 취입량(7)에 따른 산소요구비를 연산하여 산소유량(12-1)의 목표치를 설정하는 설정단계와, 도 3에 도시된 냉풍 중에 포함된 산소 함유유량과 부하 산소유량을 합산하여 열풍 중의 산소유량(12-2)을 측정하는 측정단계로 이루어진다.

또한 설정단계에서 설정된 마스트 옥시콜 유량 연산 조절계 산소유량 목표치와 측정단계에서 측정된 열풍 중 산소유량의 측정치와의 편차를 출력하여 옥시콜 취입 요구량(12-3)을 연산하는 연산단계로 이루어진다.

여기서 열풍 중의 산소유량을 구하는 측정단계는 도 2와 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

열풍로 전단에서 고로 송풍용으로 보내지는 21%의 산소를 포함한 냉풍과 열풍로 전단에서 냉풍에 함께 불어 넣어지는 부하 산소의 유량은 열풍로 교체시 풍압의 영향으로 변동된다. 이를 유량 발신기(9 및 10)를 통해 검출하고, 이 검출된 신호는 변화기를 통해 마스트 옥시콜 유량 연산조절계 내에서 열풍 중의 산소유량으로 계산되도록 하여 냉풍 및 부하 산소량의 변화로 인한 열풍 중의 산소량 변화를 연속 측정할 수 있게 한다.

다음은 3개의 피드탱크(5)에 각각 설치된 로드셀(7-1)로부터 측정된 중량의 시간적 변화를 연속적으로 측정하고, 연산한 취입량(6) 신호를 입력받으며, 연산 프로그램(K2)을 이용하여 미분탄의 연소에 필요한 적절한 산소유량(12-1)을 구하는 단계로서, 프로세스의 요인에 의해 발생되는 취입량(6)의 변화로 인한 필요 산소량(12-1)의 변화를 연속적으로 추종할 수 있도록 한다.

다음으로, 필요 산소유량에서 열풍 중의 산소유량을 뺀 적정 옥시콜 취입 요구량(12-3)을 연산하고, 그 결과를 출력하는 단계이다.

이후, 옥시콜 취입 요구량을 추종 제어하는 단계로서, 추종 옥시콜 조절계(13)의 추종 모드를 구성하여 옥시콜 취입 요구량(12-3)을 목표 설정값으로 하고, 옥시콜 유량 발신기(11-1)와 변환기를 거쳐 조절계에 입력되는 측정치를 비교하여 결과편차를 PID 연산기(13)를 통해 출력하면, 이 출력 신호에 따라 옥시콜 유량 조절변(11-2)은 적정 유량을 제어하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 냉풍량의 변화, 부하 산소량의 변화에 대응하는 열풍 중의 산소량을 구하고, 미분탄 취입량을 이용하여 필요한 산소의 요구량을 구한다. 그리고 그 결과에 추종하는 옥시콜 조절계의 요구량 목표 설정을 자동으로 추종 제어함으로써 미분탄의 연소 효율이 향상되어 노내의 통기성이 향상되고, 산소 에너지가 절감되며, 풍압의 상승 요인이 해소된다. 따라서 노황 안정 및 안정적 조업이 유지될 수 있다.

Claims (2)

1. 피드탱크에 설치된 로드셀에 의해 측정된 미분탄 취입량에 따른 산소 요구비를 연산하여 마스트 옥시콜 유량 연산 조절계 산소유량 목표치로 설정하는 설정단계와,

   열풍로 전단으로부터 냉풍 본관으로 공급되는 부하산소 유량의 측정치 및 냉풍 본관으로 공급되는 대기 중의 산소 유량의 측정치를 연산하여 열풍 중의 산소유량을 측정하는 측정단계와,

   상기 설정단계에서 설정된 마스트 옥시콜 유량 연산 조절계 산소유량 목표치와 상기 측정단계에서 측정된 열풍 중 산소유량 측정치의 편차값을 출력하여 옥시콜 취입 요구량을 연산하는 연산단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스트 옥시콜 유량조절계를 이용한 추종 옥시콜 유량 제어 방법.
2. 삭제