KR100446491B1 - 보일러설비가 없는 소각설비의 자동연소제어방법 및 그 장치 - Google Patents

보일러설비가 없는 소각설비의 자동연소제어방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

개시된 내용은 보일러설비를 제대로 활용할 수 없는 소각로의 경우, 이러한 소각로의 연소를 제어하기 위한 소각로 자동연소제어방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명은 소각로의 화격자에 적층되는 소각재, 폐자재의 두께를 압력차에 의해 측정하는 두께감지장치와 소각로 노내온도를 측정하는 온도감지장치를 구비하고 있다.
따라서, 본 발명은 쓰레기가 쌓이는 화격자 상하의 압력차를 측정하여 쓰레기 두께를 감지하고, 이와 아울러 노내온도를 감지하여 이러한 데이터들을 근거로 소각로의 운전을 제어하므로, 대형 소각로에서 보일러의 증기율에 의해 소각로를 제어하는 종래의 제어시스템에 비해, 간단하게 폐자재를 소각시켜 이에 따른 비용을 절감할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

보일러설비가 없는 소각설비의 자동연소제어방법 및 그 장치
본 발명은 소각로의 자동연소 제어시스템에 관한 것으로서, 특히 보일러증기율을 자동연소제어장치의 연동조건으로 제대로 사용할 수 없는 중소형소각로의 자동연소제어방법 및 그 장치에 관한 것이다.
종래의 일반적인 대형 소각로의 경우에는 보일러 설비를 구비하여, 보일러의 증기율을 감지함으로써, 자동연소제어(A.C.C : Automatic Combustion Control)의 연동(Interlock)조건으로 사용하였다. 이러한 대형 소각로의 자동연소제어의 구성을 도 1을 통하여 설명한다.
도 1은 종래 소각로의 자동연소제어시스템의 구성도이다. 도시한 바와 같이, 대형 소각로(10)에는 배가스처리부(20)가 결합되어 있고, 이 배가스처리부(20)에서 배출가스의 공해물질을 제거한다. 이 배가스처리부(20)에는 보일러(21) 및 보일러에 의해 가열된 연소공기를 냉각하는 냉각기(22) 그리고, 연소공기를 정화하는 백필터(Bag Filter)(23)와 굴뚝(24)이 구성되어 있다. 한편, 소각로(10)는 자동연소제어장치(A.C.C)(30)를 일정 부분에 결합하고 있다. 이 자동연소제어장치(30)는 소각로(10)에 공급되는 폐자재의 공급속도, 공급행정 및 폐자재가 소각되고 남은 슬러지를 처리하는 화격자의 처리속도, 그리고 소각연료를 공급하는 오리피스 댐퍼의 개도를 제어하도록 구성된 알고리즘을 구비하고 있다. 또한, 자동연소제어장치(30)는 소각로(10)의 노내온도를 측정하는 온도감지장치(32) 및 보일러(21)의 증기율을 감지하는 감지센서(33)와 연결되는데, 이러한 연결은 선택적으로 이루어질 수 있도록 그 연결부에 선택스위치(31)가 구비되어 진다. 이와같이, 종래의 소각설비 자동연소제어시스템은 대개 보일러증기율을 감지하고 이들을 분석함으로써 소각로를 제어하게 되는데, 이러한 보일러 증기의 증발량은 노내의 발열량과 비례관계가 있으므로 증발량에 의한 노내 소각상태를 파악하여 공급장치(feeder), 화격자(grate)의 속도를 제어함으로써 자동연소를 제어하게 되는 것이다. 또한, 부가적으로 대형소각로의 자동연소제어시스템은 소각로를 기동/정지 조건에 맞추어 일정온도로 운전가능하도록 노내온도를 측정하고, 그 값을 기준값으로 셋팅한다. 이렇게 셋팅된 값을 비교하여 그로인해 생기는 편차값을 조연버너의 유량을 변화시킴으로써 소각로를 제어한다. 이와같이, 종래의 자동제어시스템은 보일러증기율 및 노내온도를 선택적으로 이용하여 소각로의 연소를 제어할 수 있게 되는 것이다. 그러나, 일반적으로 소각설비가 정상상태의 운전일 경우에는 노내온도를 연동조건으로 하는 노내온도 일정 제어에서 증발량을 연동조건으로 하는 증발량 일정 제어로 변환시켜 운전하게 된다. 게다가, 대부분의 소각설비는 단지 증기량 일정 제어상태에서 자동으로 운전되어져 왔다. 따라서, 종래의 소각로 제어방식은 보일러의 증발량을 이용한 증발량 일정 제어방식이라 말할수 있다.
그러나, 이러한 종래의 소각로 자동연소시스템은 보일러의 증기율을 소각로제어의 연동조건으로 이용하였으므로, 보일러 설비가 필요하게 되며, 이는 소각로의 설비가 대용량이어야 함을 의미한다. 따라서, 용량이 작은 중소형 소각로에 적용될 경우에, 보일러에서 발생되는 증기의 활용도가 낮아 보일러를 가동하지 않거나 또는 폐자재 소각만을 목적으로 하는 경우, 보일러 증기율을 이용하여 자동연소제어장치를 구동하는 경우에는 소각로의 자동연소제어장치를 구동할 수 없는 문제점이 있었다. 따라서, 보일러를 사용치 않는 중소형 소각로에서는 소각로의 완전연소를 위한 자동연소제어를 구현하기 위한 연동조건이 제시되어야 한다.
그러므로, 본 발명은 대형 소각로의 연동조건인 보일러 증기율을 대신하여 소각된 소각재의 두께와 소각로의 노내온도를 연동조건으로 채용하여 보일러 설비가 없는 소각설비의 자동연소제어방법 및 그에 따른 장치를 구현하고자 한다.
이에, 본 발명은 이러한 제문제점을 해결하고자 안출한 것으로서, 그 목적은 보일러 설비의 활용도가 낮은 중소형 소각로에서 보일러 증기율을 연동조건으로 사용하지 않고도 자동연소제어장치를 제어할 수 있는 소각로의 자동연소제어방법 및 그 장치를 제공함에 있다.
도 1은 종래 소각로의 자동연소제어시스템의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 자동연소제어시스템을 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 소각로의 자동연소제어 흐름을 나타내는 제어흐름도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호설명※
10 : 소각로20,40 : 배가스처리부
30 : 자동연소제어(Automatic Combustion Control)장치
31 : 선택스위치32 : 온도감지장치
33 : 보일러증기율 감지장치42 : 두께감지장치
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 폐자재를 소각하는 소각로의 연소를 제어하기 위한 자동연소제어장치에 있어서, 소각로 노내온도를 측정할수 있도록 소각로 노내와 연결 결합되어 있는 온도감지장치; 소각로에 설치되어 화격자에 적층되는 쓰레기의 상하부 압력차에 의한 데이터를 정량화함으로써 두께를 감지하도록 구성되고, 소각로로부터 데이터 수신을 할 수 있도록 연결된 두께감지장치; 및 온도감지장치 및 두께감지장치로부터 측정 데이터가 전송되어, 측정된 노내온도 및 쓰레기의 두께를 비교 판단하여 폐자재의 공급속도, 공급행정과 상기 화격자의 처리속도, 증기 예열기온도 및 댐퍼의 개도를 제어하도록 구성된 자동연소제어장치를 포함하는 보일러설비가 없는 소각로의 자동연소제어장치에 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 폐자재를 소각하는 소각로의 연소를 제어하는 자동연소제어방법에 있어서, 온도감지장치에 의해 소각로 노내온도를 측정하여 계산 출력하는 단계; 소각로의 화격자에 설치된 두께감지장치에 의해 쓰레기두께를 측정하여 계산 출력하는 단계; 온도감지장치 및 두께감지장치로부터 출럭된 노내온도 및 쓰레기두께 데이터들을 자동연소제어장치가 상호 비교/판단하여, 그 결과에 따라 폐자재의 공급속도, 공급행정, 화격자의 처리속도, 증기 예열기온도 및 댐퍼개도를 조절하는 단계를 포함하는 보일러설비가 없는 소각로의 자동연소제어방법에 있다.
이하, 참조된 도면들에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 보일러설비가 없는 소각로의 자동연소제어시스템의 제어 구성도이다. 도시한 바와 같이, 쓰레기르 소각하는 소각로(10)에는 배가스처리부(40)가 결합되어 있다. 이 배가스처리부(40)에는 연소가스를 냉각시키는 냉각기(22)와 연소가스를 정화시키는 백필터(23) 및 굴뚝(24)이 구성되어 있다. 한편, 소각로(10)에는 소각로(10)를 제어하는 자동연소제어장치(30) 및 폐자재를 소각하기 위해 공급되는 1차연소공기 공급기(11)가 결합되어 있다. 이중, 자동연소제어장치(30)는 소각로(10)에 공급되는 폐자재 공급속도, 공급행정, 소각된 소각재가 적층되는 화격자의 소각재 처리속도, 증기예열기 온도 및 오리피스 댐퍼의 개도를 제어한다. 또한, 이러한 자동연소제어장치(30)는 소각재의 두께를 감지하는 두께감지장치(42)를 구비하고 있다. 이 두께감지장치(42)는 소각로(10)의 일정부분에 결합되어 노내의 화격자에 쌓이는 쓰레기의 두께를 감지한다. 이는, 쓰레기가 쌓이는 화격자에 근접설치된 1차 연소공기 공급개소의 각 라인압력과 화격자 상부의 압력을 측정하여 이를 비교함으로써 가능해진다. 이렇게 측정된 그 압력차는 데이터로 정량화되고, 이 정량화된 압력차에 의해 쓰레기두께로서 형상화될 수 있게 되는 것이다. 즉, 압력차가 높으면 화격자에 쌓인 쓰레기두께가 두껍다는 것을 의미하고, 반대로 압력차가 낮으면 쓰레기의 두께가 얇음을 의미하게 된다. 이리하여 쓰레기의 두께를 측정할 수 있게 되는 것이다. 그리고, 소각로(10)에는 소각로(10)의 온도를 측정하는 온도감지장치(32)가 결합되어 있다. 이 온도감지장치(32)는 감지된 소각로(10)의 온도를 계산 출력하여 두께감지장치(42)로 보내고, 두께감지장치(42)에서 쓰레기두께와 아울러 계산 출력되어 자동연소제어장치로 보내진다. 이리하여, 자동연소제어장치(30)로 출력된 소각로(10)의 온도 및 쓰레기의 두께에 대한 데이터들을 비교/판단하여 소각로의 연소를 제어할 수 있게 되는 것이다.
그러면, 이러한 구성을 갖는 본 자동연소제어시스템을 다시 제어흐름도를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 도 3은 본 발명에 따른 자동연소제어시스템의 제어흐름도이다. 도시한 바와 같이, 온도감지장치(32)에서 노내온도를 측정하고(단계100), 측정된 온도는 온도감지장치(TIC)에 의해 계산 출력된다(단계120). 한편, 두께감지장치(42)는 쓰레기두께를 측정하고(단계110), 두께감지장치(42)에 의해 계산 출력된다.(단계130). 이렇게 출력된 노내온도 및 쓰레기두께는 자동연소제어장치(ACC; Automatic Combustion Control)(30)로 입력되어 비교/판단된다.(단계140) 이때, 노내온도는 높고 쓰레기두께가 클 경우에는 소각로에 공급되는 폐자재의 공급속도, 화격자 속도, 증기 예열기온도 및 댐퍼개도는 감소시키고, 공급행정은 작도록 구동한다(단계150,152). 또한, 노내온도는 높고, 쓰레기두께는 작을 경우에는 폐자재의 공급속도, 화격자 속도, 증기 예열기온도 및 댐퍼개도는 감소시키고, 공급행정은 크게 되도록 구동한다(단계160,162). 게다가, 노내온도는 낮고 쓰레기두께가 클 경우에는 공급속도는 낮게, 화격자 속도, 증기 예열기온도 및 댐퍼개도는 크게, 그리고 공급행정은 작거나 멈추도록 구동한다. 이러한 과정을 통하여, 본 발명에 따른 자동연소제어장치(30)는 소각로(10)내에서 감지된 쓰레기의 두께 및 노내온도를 비교하여 소각로에 공급되는 폐자재의 공급속도 및 공급행정을 제어하고, 화격자의 처리속도를 제어한다. 또한, 폐자재를 소각시키기 위해 연료를 공급하는 오리피스 댐퍼의 개도를 제어한다. 따라서, 보일러의 증기율을 이용하지 않고도 소각로를 제어할 수 있게 되는 것이다.
상술한 바와같이, 본 발명은 보일러의 증기율을 이용하는 대신에, 소각로에 적재되는 쓰레기두께를 감지하는 두께감지장치 및 노내온도를 측정하기 위한 온도감지장치를 구비하므로, 대형 소각로에서 보일러의 증기율에 의해 소각로를 제어하는 제어시스템에 비해 쓰레기를 소각시키기 위한 비용이 절감되는 효과를 갖는다.

Claims (3)

  1. 폐자재를 소각하는 소각로의 연소를 제어하기 위한 자동연소제어장치에 있어서,
    소각로 노내온도를 측정할수 있도록 상기 소각로 노내와 연결 결합되어 있는 온도감지장치;
    상기 소각로에 설치되어 화격자에 적층되는 쓰레기의 상하부 압력차에 의한 데이터를 정량화함으로써 두께를 감지하도록 구성되고, 상기 소각로로부터 데이터 수신을 할 수 있도록 연결된 두께감지장치; 및
    상기 온도감지장치 및 두께감지장치로부터 측정 데이터가 전송되어, 측정된 노내온도 및 쓰레기의 두께를 비교 판단하여 폐자재의 공급속도, 공급행정과 상기 화격자의 처리속도, 증기 예열기온도 및 댐퍼의 개도를 제어하도록 구성된 자동연소제어장치를 포함하는 보일러설비가 없는 소각로의 자동연소제어장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 소각로는 1차연소공기공급기를 결합하여 소각로에 연소공기를 공급함으로써 쓰레기를 소각하도록 구성된 것읕 특징으로 하는 보일러설비가 없는 소각로의 자동연소제어장치
  3. 폐자재를 소각하는 소각로의 연소를 제어하는 자동연소제어방법에 있어서,
    온도감지장치에 의해 소각로 노내온도를 측정하여 계산 출력하는 단계;
    상기 소각로의 화격자에 설치된 두께감지장치에 의해 쓰레기두께를 측정하여 계산 출력하는 단계;
    상기 온도감지장치 및 두께감지장치로부터 출럭된 상기 노내온도 및 쓰레기두께 데이터들을 자동연소제어장치가 상호 비교/판단하여, 그 결과에 따라 폐자재의 공급속도, 공급행정, 화격자의 처리속도, 증기 예열기온도 및 댐퍼개도를 조절하는 단계를 포함하는 보일러설비가 없는 소각로의 자동연소제어방법.
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