KR100681241B1 - 공정 스팀의 공급 제어방법 - Google Patents

공정 스팀의 공급 제어방법 Download PDF

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KR100681241B1
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김근용
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Abstract

본 발명은 공정 스팀의 공급 제어방법에 관한 것으로서, 수요처의 사용량 증감 등으로 인한 스팀의 공급압력 변화를 제어변수로 하여 제어부가 현장에서의 실제 압력상태를 실시간으로 입력받아서 스팀의 공급온도를 현재 압력상태에 따라 실시간으로 자동 제어할 수 있게 구성함으로써, 스팀의 공급압력 변화가 반영된 최적 온도의 스팀이 공정상에 공급될 수 있도록 하고, 후공정에서의 열교환율 향상 및 에너지 효율 향상의 장점을 제공하게 되는 공정 스팀의 공급 제어방법에 관한 것이다.
플랜트, 공정, 스팀, 압력검출부, 유량검출부, 온도검출부, 제어부, 유량조절밸브

Description

공정 스팀의 공급 제어방법{Method for controlling process steam supply}
도 1은 종래기술에 따른 스팀 공급 제어 시스템의 일 예를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명의 제어방법이 적용된 스팀 공급 제어 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 제어방법이 적용된 스팀 공급 제어 시스템의 구성을 나타낸 블럭도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 터빈 11 : 파이프 라인
12 : 압력검출부 13 : 유량검출부
14 : 온도검출부 15 : 파이프 라인
16 : 압력검출부 17 : 온도검출부
18 : 온도검출부 21 : 보충수 공급라인
22 : 유량검출부 23 : 제어부
24 : 유량조절밸브
본 발명은 공정 스팀의 공급 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수요처의 사용량 증감 등으로 인한 스팀의 공급압력 변화를 제어변수로 하여 제어부가 현장에서의 실제 압력상태를 실시간으로 입력받아서 스팀의 공급온도를 현재 압력상태에 따라 실시간으로 자동 제어할 수 있게 구성함으로써, 스팀의 공급압력 변화가 반영된 최적 온도의 스팀이 공정상에 공급될 수 있도록 하고, 후공정에서의 열교환율 향상 및 에너지 효율 향상의 장점을 제공하게 되는 공정 스팀의 공급 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 산업상으로 스팀(수증기)을 이용하는 것으로는 스팀을 터빈에 공급하여 전기를 생산하는 것이 잘 알려져 있다.
그 밖에 스팀은 일산화탄소를 제조하기 위한 플랜트(CO 플랜트) 등 각종 화학물질 제조를 위한 플랜트에서 각 공정의 열량 제어를 위한 열교환용 매질로서 널리 사용되고 있다.
한편, 도 1을 참조하여 물을 가열하여 증기화시킨 스팀을 온도 제어하여 각 공정의 열교환용으로 공급하는 시스템의 일 예를 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시한 바와 같이, 스팀이 공급되는 파이프 라인(11,15) 도중에 터빈(10)이 설치된다.
그리고, 터빈 입구측의 파이프 라인(11)상에는 터빈(10)으로 공급되는 스팀의 압력, 유량, 온도를 각각 검출하기 위한 압력검출부(12), 유량검출부(13), 온도검출부(14)가 설치되고, 터빈 출구측의 파이프 라인(15)상에는 터빈(10)에서 배출 되는 스팀의 압력 및 온도를 각각 검출하기 위한 압력검출부(16)와 온도검출부(17)가 설치된다.
통상 공정 공급용 스팀은 물이 보일러 등에 의해 가열되어 증기화된 후 먼저 도 1에 나타낸 바와 같이 과열증기(예, 압력:110kg/㎠, 온도:520℃) 상태로 터빈(10)에 공급되고, 이 과열증기가 터빈 입구를 통해 유입되어 터빈을 회전시킴으로써 전기를 생산하게 된다.
또한 터빈(10)을 통과한 후의 스팀은 온도와 압력이 크게 떨어진 상태(예, 압력:14kg/㎠, 온도:280℃)로 터빈 출구로 배출되는데, 이때 스팀의 상태는 각 공정의 열교환기에 열교환용 매질로 사용되기에는 적합하지 않은 과열증기 상태이다.
따라서, 터빈 출구로부터 파이프 라인(15)으로 배출된 과열증기를 외부의 물과 혼합시켜 온도를 더욱 떨어뜨린 상태로 파이프 라인을 통해 각 열교환기(도시하지 않음)에 공급하게 되며, 열교환율을 고려해 포화증기 상태로 적절히 온도 및 유량 조절된 스팀이 열교환기에 최종 공급될 수 있게 되어 있다.
이와 같이 터빈 출구로 배출된 과열증기를 각 공정의 열교환기로 공급하기에 앞서 공정으로의 공급에 적합한 스팀 상태로 만들어주기 위해서 과열증기가 흐르는 파이프 라인(15)상에 공급되어 스팀과 혼합되는 물을 보충수(make-up water)라 한다.
이러한 보충수의 공급을 위하여 터빈 출구측 파이프 라인(터빈으로부터 나온 스팀을 공급하기 위한 배관임)(15)상에는 외부의 공급수단으로부터 상대적으로 저온(예, 150℃)인 보충수가 공급될 수 있는 보충수 공급라인(21)이 연결 설치되고, 이 보충수 공급라인(21)상에는 공급되는 보충수의 유량을 검출하기 위한 유량검출부(22) 및 보충수의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브(24)가 설치된다.
또한 터빈 출구측 파이프 라인(15)에 연결된 보충수 공급라인(21)의 끝단에는 공급되는 보충수를 파이프 라인(15) 내에 분사하기 위한 노즐(도시하지 않음)이 설치되어 있다.
또한 보충수가 혼합되고 난 뒤 스팀의 공급온도를 검출하기 위한 온도검출부(18)가 파이프 라인(15)에서 보충수가 혼합되는 지점(보충수 공급라인이 연결되는 지점)의 하류측으로 설치된다.
따라서, 상기 유량조절밸브(24)가 적정량 개방된 상태에서 보충수 공급라인(21)을 통해 공급되는 보충수는 터빈 출구측 파이프 라인(15) 내의 노즐을 통해 분사되어 터빈 출구로부터 배출된 과열증기와 혼합되며, 결국 과열증기 상태에서 적절히 온도 조절된 스팀이 각 공정으로 공급될 수 있게 된다.
이와 같이 보충수는 터빈 출구로부터 배출된 과열증기를 각 후공정의 열교환기에 공급하는데 적절한 스팀 상태로 만들어주기 위해서 반드시 필요한 것으로, 터빈 출구측 파이프 라인(15)을 통해 배출된 과열증기와 터빈 출구측 파이프 라인 내에 분사되는 보충수가 서로 혼합되어 각 공정으로 공급될 수 있는 적정 온도의 스팀이 만들어진다.
한편, 각 공정의 열교환기에 공급되는 스팀 상태는 포화증기 상태로 최종 공급되는 것이 열교환율 측면에서 유리하며, 따라서 열교환기에서의 스팀 상태를 포화증기 상태로 유지하기 위해서 보충수의 공급량을 상기 유량조절밸브(24)를 통해 적절히 제어하는 것이 필요하다.
즉, 각 공정에 스팀이 공급되어야 하고, 각 공정의 열교환기에서는 공급된 스팀이 열교환용 매질로서 일종의 냉매역할을 하게 되므로, 열교환기에서의 스팀은 포화증기를 유지하는 조건에서 온도가 낮을수록 유리하며, 그 온도가 포화온도보다 지나치게 높을 경우 열교환기에서의 열교환율은 떨어지게 된다.
또한 터빈 출구로부터 배출된 과열증기의 온도를 보충수의 공급을 통해서 배출시 압력에 상응하는 포화온도로 바로 떨어뜨릴 경우 포화증기가 파이프 라인(15)을 통해 흐르면서 각 열교환기에 공급되기 전에 쉽게 응축될 수 있다.
다시 말해, 유량조절밸브(24)를 통해 보충수의 공급량이 적정 수준보다 작게 되면 열교환기로 공급되는 스팀의 온도가 너무 높아 열교환기에서의 열교환율이 목표수준을 달성하기 어렵게 되고, 보충수의 공급량을 적정 수준보다 크게 하여 과열증기를 보충수 혼합 직후 바로 포화증기 상태로 만들어주면 이 포화증기가 파이프 라인(15)을 통해 흐르는 동안 열을 뺏기면서 응축이 일어나는 등 손실이 발생하게 된다.
특히 스팀을 각 공정으로 공급하기 위한 배관의 길이가 매우 길기 때문에 스팀이 배관을 통해 공급되는 동안 외부 환경의 영향을 쉽게 받을 수 있으며, 따라서 보충수의 혼합으로 조절되는 스팀의 온도를 배출시 압력에 상응하는 포화온도보다 일정 수준 높게 설정하여 공급하는 것이 일반적이다.
즉, 배관을 통해 흐르는 동안 스팀의 온도가 외부 환경에 의해 약간 떨어지는 것을 감안하여 보충수 혼합 직후 스팀을 열교환기에서의 적정 상태보다 약간 불 포화상태, 즉 약간 과열상태가 될 수 있도록 보충수의 유량을 조절하는 것이다.
예컨대, 터빈 출구측에서의 압력이 14kg/㎠이라 할 때 이 압력에서의 포화온도보다 5 ~ 10℃ 등의 운전안전치, 즉 온도여유치를 주어, 이 온도여유치만큼 높은 온도의 스팀이 만들어질 수 있게 보충수의 유량을 조절하게 된다.
이와 같이 종래에는 스팀에 일정 수준의 과열도를 주어 그 온도를 포화온도보다 약간 높게 공급함으로써 응축 등에 의한 손실을 방지하고 있다.
그러나, 종래의 스팀 공급 제어 방식에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
종래에는 터빈(10)으로부터 배출되는 스팀의 공급압력이 가변적이지 않다는 가정하에 배출시 압력에 상응하는 포화온도를 기준으로 온도여유치를 주었으며, 작업자가 온도여유치를 정한 후 이 온도여유치만큼 스팀의 공급온도를 높여주기 위해 유량조절밸브(24)를 적절히 열어주거나 닫아주는 제어를 통해 스팀의 온도를 제어하였다.
이러한 스팀 공급 제어 방식은 각 공정의 수요처에서 스팀의 사용량이 증가 또는 감소함에 따라 실시간으로 달라지는 터빈 출구측 스팀 공급압력의 변화를 전혀 고려하지 않은 것으로, 단순히 작업자가 온도여유치만큼 과열도를 주기 위해서 특정 배출 압력의 포화온도에서 온도여유치만큼 높은 온도로 스팀의 온도가 유지될 수 있도록 유량조절밸브(24)의 개폐량 및 보충수의 공급량을 제어하는 방식이다.
즉, 작업자가 터빈 출구측에서의 압력을 14kg/㎠로 읽은 뒤 10℃의 온도여유치를 정하여 상기 14kg/㎠ 압력에서의 포화온도보다 10℃가 높은 온도를 설정해주면, 보충수 혼합 후 스팀의 온도가 항상 상기 설정온도로 유지될 수 있게 유량조절 밸브(24)의 개폐량이 제어되는 것이다.
물론, 이후 터빈 출구측에서의 압력 변화가 있더라도 작업자가 설정한 일정 온도로 스팀 온도 제어가 계속해서 유지된다.
이와 같이 종래에는 외부 요인 변경시에도 스팀의 포화도 변경 없이 운전이 이루어졌으며, 부하, 대기온, 강수 영향을 고려하지 않은 과포화도 운전이 이루어졌는 바, 이는 에너지 손실의 원인이 되고 있으며, 이에 외부 요인의 변화에 더욱 능동적으로 스팀의 공급상태를 제어할 수 있는 방안이 절실한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 수요처의 사용량 증감 등으로 인한 스팀의 공급압력 변화를 제어변수로 하여 제어부가 현장에서의 실제 압력상태를 실시간으로 입력받아서 스팀의 공급온도를 현재 압력상태에 따라 실시간으로 자동 제어할 수 있게 구성함으로써, 스팀의 공급압력 변화가 반영된 최적 온도의 스팀이 공정상에 공급될 수 있도록 하고, 후공정에서의 열교환율 향상 및 에너지 효율 향상의 장점을 제공하게 되는 공정 스팀의 공급 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 터빈 출구로 배출된 과열증기 상태의 스팀을 각 공정에 공급하기 에 앞서 공정으로의 공급에 적합한 스팀 상태로 만들어주기 위해 상기 과열증기 상태의 스팀이 흐르는 파이프 라인상에 보충수를 공급하되, 보충수 공급라인의 유량조절밸브에 의해 보충수의 공급량을 제어하여 스팀의 공급온도를 온도여유치가 고려된 설정온도로 제어하는 공정 스팀의 공급 제어방법에 있어서,
(a)작업자가 온도여유치를 설정하여 제어부에 입력하는 단계와;
(b)제어부가 상기 파이프 라인상에 설치된 압력검출부의 신호를 입력받아 파이프 라인을 통해 공급되는 스팀의 공급압력을 모니터링하는 단계와;
(c)상기 제어부가 작업자가 입력한 상기 온도여유치와 상기 압력검출부로부터 검출되는 스팀의 공급압력을 토대로 상기 설정온도를 산출하는 단계와;
(d)상기 산출된 설정온도를 토대로 상기 제어부가 상기 유량조절밸브의 개폐량을 제어하여 보충수의 공급량을 스팀의 현재 압력상태에 따라 실시간 제어하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 (c)단계에서, 상기 제어부는 미리 입력된 포화증기표의 데이터 또는 식에 의해 상기 압력검출부로부터 입력되는 스팀의 현재 공급압력에 상응하는 포화온도와 이에 상기 온도여유치를 더한 설정온도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (d)단계에서, 상기 제어부는 상기 파이프 라인상에서 보충수 혼합 후 스팀의 공급온도를 검출하는 온도검출부와 상기 보충수 공급라인상에 설치된 유량검출부의 신호를 토대로 보충수 혼합 후 스팀의 공급온도가 상기 설정온도와 일치될 때까지 유량조절밸브의 개폐량을 PID 제어하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 공정 스팀의 공급압력 변화에 효과적으로 대응할 수 있도록 개선한 스팀 공급 제어방법에 관한 것으로서, 특히 제어부가 현장에서의 실제 압력상태를 실시간으로 입력받아서 수요처의 사용량 증감 등으로 인한 스팀의 공급압력 변화에 따라 스팀의 공급온도를 실시간으로 자동 제어할 수 있게 구성한 것에 주안점이 있는 것이다.
종래에는, 스팀을 각 수요처에 공급함에 있어서, 수요처의 사용량 증감 등으로 인한 스팀의 공급압력 변화에 실시간으로 대응하는 것이 필요함에도 불구하고, 작업자가 터빈 출구측 스팀 압력을 한번 읽은 후 이때의 읽은 값에 상응하는 포화온도를 찾아서 이 포화온도에 온도여유치를 더한 온도로 스팀의 공급온도를 일정하게 제어하였다.
그러나, 이러한 제어방법을 적용하게 되면, 이후 수요처의 사용량이 증가하여 터빈 출구측 스팀의 압력이 낮아질 경우, 포화온도도 함께 낮아지므로, 실제로는 설정된 온도여유치보다 더 많은 온도여유치를 두어 공급하는 셈이 되고, 스팀의 온도를 불필요하게 높게 공급하는 것이 된다.
이는 곧 각 열교환기에서의 스팀 온도를 적정 수준보다 높게 하는 것이므로 열교환율 측면에서 불리하게 작용하며, 스팀의 온도를 좀더 낮추거나 스팀의 공급량을 줄일 수 있는 여지를 제거하는 것이므로 에너지 효율 측면에서 불합리해지는 요인이 된다.
도 2는 본 발명의 제어방법이 적용된 스팀 공급 제어 시스템의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 제어방법이 적용된 스팀 공급 제어 시스템의 구성을 나타낸 블럭도이다.
상기한 점을 개선하기 위한 본 발명의 공정 스팀 공급 제어 시스템은, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 터빈 출구측의 파이프 라인(15)상에 설치되어 터빈(10)에서 배출된 후 파이프 라인을 따라 흐르는 과열증기의 압력, 즉 공정 스팀의 공급압력을 검출하기 위한 압력검출부(16)와; 터빈 출구측 파이프 라인(15) 내에 보충수가 공급될 수 있도록 연결된 보충수 공급라인(21)상에 설치되어 보충수의 공급유량을 검출하기 위한 유량검출부(22)와; 상기 파이프 라인(15)에서 보충수 공급라인(21)의 연결지점 하류측으로 설치되어 보충수가 혼합되고 난 후 공정 스팀의 공급온도를 검출하기 위한 온도검출부(18)와; 작업자가 입력한 온도여유치와 상기 압력검출부(16), 유량검출부(22) 및 온도검출부(18)로부터 입력되는 신호를 토대로 보충수의 공급유량을 조절하기 위한 유량제어신호를 출력하는 제어부(23)와; 상기 보충수 공급라인(21)상에 설치되어 보충수의 공급유량을 조절할 수 있도록 상기 제어부(23)가 출력하는 유량제어신호에 의해 개폐량이 제어될 수 있게 구비되는 유량조절밸브(24)를 포함한다.
여기서, 상기 압력검출부(16)는 터빈(10)에서 배출된 후 파이프 라인(15)을 따라 흐르는 과열증기의 압력, 즉 공정 스팀의 공급압력을 검출하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하며, 이 전기적인 신호가 상기 제어부(23)에 입력될 수 있도록 제어부와 연결된다.
또한 상기 유량검출부(22)는 보충수 공급라인(21)을 따라 흐르는 보충수의 유량을 검출하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하며, 이 전기적인 신호가 상기 제어부(23)에 입력될 수 있도록 제어부와 연결된다.
또한 상기 온도검출부(18)는 보충수가 혼합된 스팀의 공급온도를 검출하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하며, 이 전기적인 신호가 상기 제어부(23)에 입력될 수 있도록 제어부와 연결된다.
또한 상기 유량조절밸브(24)는 제어부(23)가 출력하는 유량제어신호에 의해 개폐동작이 제어될 수 있는 밸브로서, 특히 제어부(23)의 유량제어신호에 의해 개폐량이 조절될 수 있게 구비되는 것이다.
상기 유량조절밸브(24)는 보충수 공급라인(21)상에 설치되는 바, 상기 제어부(23)의 유량제어신호에 따라 개폐량이 조절될 경우 보충수 공급라인(21)을 통해 공급되는 보충수의 유량이 조절될 수 있게 되어 있다.
아울러, 상기 제어부(23)는 작업자가 입력한 온도여유치와, 각 검출부, 즉 상기 압력검출부(16), 온도검출부(18) 및 유량검출부(22)에서 출력되어 입력되는 검출신호를 토대로 유량조절밸브(24)의 개폐 제어를 위한 유량제어신호를 출력하도록 구비된다.
특히 상기 제어부(23)는 프로그램상에서 작업자가 운전안전치, 즉 온도여유치를 입력할 수 있도록 구비되고, 압력검출부(16)가 검출하는 파이프 라인(15) 내 스팀의 공급압력을 실시간으로 모니터링하여, 상기 압력검출부(16)에 의해 검출된 스팀의 현재 공급압력과 작업자가 입력한 온도여유치를 토대로, 보충수 혼합 후의 적정 스팀 설정온도를 산출한 뒤 이 온도와 상기 온도검출부(18) 및 유량검출부(22)의 검출신호를 토대로 상기 유량조절밸브(24)의 개폐량(보충수의 공급량)을 실시간으로 PID 제어하게 된다.
이하, 상기와 같이 구성된 시스템에 의해 스팀의 공급온도가 제어되는 과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 제어부(23)가 유량조절밸브(24)의 개폐량을 제어하여 보충수의 공급량을 조절함에 있어서 상기 압력검출부(16)가 검출하여 출력하는 스팀의 공급압력이 실시간으로 반영될 수 있도록 제어부(23)의 제어로직이 변경, 개선된다.
즉, 수요처의 사용량 증감 등으로 인한 스팀 공급압력 변화에 따라 스팀의 공급온도를 실시간으로 제어할 수 있도록 압력 변수가 추가로 적용되는 것이다.
우선, 작업자가 온도여유치를 설정하여 제어부(23)에 입력한다.
이후, 제어부(23)는 상기 압력검출부(16)의 신호를 입력받아 터빈(10)에서 배출된 후 파이프 라인(15)을 따라 흐르는 과열증기의 압력, 즉 공정 스팀의 공급압력을 모니터링하게 된다.
이 공정 스팀의 공급압력은 수요처의 사용량이 증가할 경우 자연히 낮아지게 되고, 수요처의 사용량이 감소할 경우 증가하게 된다.
또한 제어부(23)는 보충수가 혼합되고 난 후 공급되는 스팀의 온도를 나타내는 신호를 상기 온도검출부(18)로부터 입력받게 되고, 이와 함께 보충수의 공급유량을 나타내는 신호를 상기 유량검출부(22)로부터 입력받게 된다.
그리고, 작업자가 운전안전치, 즉 온도여유치를 입력한 상태에서, 상기 제어부(23)는 작업자가 입력한 온도여유치와 상기 압력검출부(16)로부터 입력되는 스팀의 현재 공급압력을 토대로 설정온도를 산출한다.
이 설정온도는 압력검출부(16)에 의해 검출된 스팀의 현재 공급압력에 상응하는 포화온도(포화증기표 기준)와 온도여유치를 더한 온도로, 보충수 혼합 후 제어하고자 하는 스팀 공급온도의 목표값이 된다.
본 발명에서는 상기 제어부(23)가 압력검출부(16)에 의해 검출된 스팀의 현재 공급압력에 상응하는 포화온도를 미리 입력된 포화증기표의 데이터 또는 식으로부터 구한 뒤 이에 온도여유치를 더하여 설정온도를 산출하도록 하는 것이 실시 가능하다.
바람직한 실시예로서, 상기 설정온도가 포화증기표를 기준으로 구한 다음의 산출식에 의해 계산되도록 할 수 있다.
다음의 식은 설정온도의 산출식을 예로 든 것이다.
Tset = 136.568 + 5.5298×P + 0.08437×P2 + 1 + M
여기서, Tset은 설정온도(℃)를, P는 스팀 공급압력(kg/㎠)을, M은 온도여유치(℃)를 각각 나타낸다.
상기 산출식은 스팀 공급압력과 온도여유치를 변수로 하는 식으로서, 상기 압력검출부(16)에 의해 검출된 스팀 공급압력값과 작업자가 미리 입력한 온도여유치를 입력값으로 하여 설정온도가 계산될 수 있도록 제어부(23)에 미리 프로그램화 되어 입력된다.
상기 온도여유치는 대기온, 강수(눈 또는 비) 영향 등의 외부 요인을 고려하여 작업자가 입력하게 된다.
상기와 같이 압력검출부(16)에 의해 실시간 검출되는 스팀 공급압력값과 작업자가 미리 입력한 온도여유치를 입력값으로 하여 설정온도를 산출한 후, 상기 제어부(23)는 스팀의 공급온도가 상기 설정온도로 제어될 수 있도록 유량조절밸브(24)의 개폐량(보충수의 공급유량)을 제어하기 위한 유량제어신호를 출력하게 된다.
이때 제어부(23)는 산출된 설정온도와, 스팀의 현재 공급온도를 나타내는 온도검출부(18)의 출력신호와, 보충수의 공급유량을 나타내는 유량검출부(22)의 출력신호를 토대로 상기 온도검출부(18)의 검출온도가 설정온도와 일치될 때까지 상기 유량조절밸브(24)의 개폐량을 실시간으로 PID 제어하게 된다.
결국, 유량조절밸브(24)의 개폐량이 제어되면서 보충수의 공급량이 제어되고, 보충수의 공급량이 제어되면서 스팀의 공급온도가 목표로 하는 상기 설정온도와 일치될 수 있게 제어된다.
스팀 공급압력을 변수로 하여 스팀 공급온도를 실시간 제어하는 과정에서, 스팀 공급압력이 이전보다 상대적으로 낮아질 경우 포화온도 및 설정온도가 함께 낮아지므로 제어부(23)는 유량조절밸브(24)를 좀더 열어주어 보충수의 공급량을 늘려주게 되며, 이를 통해 스팀 공급온도를 적정 수준 온도(설정온도)로 이전보다는 낮춰주게 된다.
반면, 스팀 공급압력이 이전보다 상대적으로 높아질 경우 포화온도 및 설정온도가 함께 높아지므로 제어부(23)는 유량조절밸브(24)를 좀더 닫아주어 보충수의 공급량을 줄여주게 되며, 이를 통해 스팀 공급온도를 적정 수준 온도(설정온도)로 이전보다는 높여주게 된다.
결국, 작업자가 온도여유치만 입력해주면, 제어부(23)가 현장에서의 실제 스팀 압력상태를 입력받아 유량조절밸브(24)를 적정량 개폐해주어 자동으로 적정 유량의 보충수가 공급되도록 하고, 이에 보충수를 공급받은 스팀의 공급온도가 최적상태로 제어될 수 있게 된다.
이와 같이 하여, 본 발명에 따른 공정 스팀의 공급 제어방법은 수요처의 사용량 증감 등으로 인한 스팀의 공급압력 변화를 제어변수로 하여 스팀의 공급온도를 실시간으로 자동 제어할 수 있게 구성되는 것으로서, 스팀의 공급압력 변화가 반영된 최적 온도의 스팀이 공급될 수 있게 함으로써, 후공정에서의 열교환율 향상 및 에너지 효율 향상을 이룰 수 있게 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공정 스팀의 공급 제어방법에 의하면, 수요처의 사용량 증감 등으로 인한 스팀의 공급압력 변화를 제어변수로 하여 보충수 혼합 후 스팀의 공급온도를 압력 변화에 따라 자동으로 실시간 제어할 수 있게 구성되는 것으로서, 스팀의 공급압력 변화가 반영된 최적 온도의 스팀이 공급될 수 있게 함으로써, 후공정에서의 열교환율을 향상시킬 수 있게 되고, 에너 지 효율 측면에서 더욱 유리해지는 장점이 제공된다.

Claims (3)

  1. 터빈 출구로 배출된 과열증기 상태의 스팀을 각 공정에 공급하기에 앞서 공정으로의 공급에 적합한 스팀 상태로 만들어주기 위해 상기 과열증기 상태의 스팀이 흐르는 파이프 라인상에 보충수를 공급하되, 보충수 공급라인의 유량조절밸브에 의해 보충수의 공급량을 제어하여 스팀의 공급온도를 온도여유치가 고려된 설정온도로 제어하는 공정 스팀의 공급 제어방법에 있어서,
    (a)작업자가 온도여유치를 설정하여 제어부에 입력하는 단계와;
    (b)제어부가 상기 파이프 라인상에 설치된 압력검출부의 신호를 입력받아 파이프 라인을 통해 공급되는 스팀의 공급압력을 모니터링하는 단계와;
    (c)상기 제어부가 작업자가 입력한 상기 온도여유치와 상기 압력검출부로부터 검출되는 스팀의 공급압력을 토대로 상기 설정온도를 산출하는 단계와;
    (d)상기 산출된 설정온도를 토대로 상기 제어부가 상기 유량조절밸브의 개폐량을 제어하여 보충수의 공급량을 스팀의 현재 압력상태에 따라 실시간 제어하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 스팀의 공급 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 (c)단계에서, 상기 제어부는 미리 입력된 포화증기표의 데이터 또는 식 에 의해 상기 압력검출부로부터 입력되는 스팀의 현재 공급압력에 상응하는 포화온도와 이에 상기 온도여유치를 더한 설정온도를 산출하는 것을 특징으로 하는 공정 스팀의 공급 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (d)단계에서, 상기 제어부는 상기 파이프 라인상에서 보충수 혼합 후 스팀의 공급온도를 검출하는 온도검출부와 상기 보충수 공급라인상에 설치된 유량검출부의 신호를 토대로 보충수 혼합 후 스팀의 공급온도가 상기 설정온도와 일치될 때까지 유량조절밸브의 개폐량을 PID 제어하는 것을 특징으로 하는 공정 스팀의 공급 제어방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101018969B1 (ko) 2008-04-14 2011-03-02 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 증기 팽창기 구동 공기 압축 장치
KR102086244B1 (ko) * 2018-08-29 2020-03-06 주식회사 포스코 스팀 드럼 제어 장치
KR102168287B1 (ko) * 2020-02-19 2020-10-21 (주)진에너텍 유기성 슬러지의 열적 건조를 위한 스팀온도 및 가스배출량 자동제어 시스템
CN115462551A (zh) * 2021-06-10 2022-12-13 贵州中烟工业有限责任公司 一种烟丝回潮机水分调节装置、方法及烟丝回潮机

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR830001493A (ko) * 1979-08-27 1983-05-17 샘손 헬프고트 전자배수 시스템
KR850003174A (ko) * 1983-08-26 1985-06-13 샘슨 핼프고트 다단 압축기의 액체 분사제어
JPH06323507A (ja) * 1993-05-13 1994-11-25 Yunisun:Kk 蒸気供給装置
JPH06323509A (ja) * 1993-05-13 1994-11-25 Yunisun:Kk 蒸気供給装置
JPH09137911A (ja) * 1995-11-15 1997-05-27 Tlv Co Ltd 蒸気輸送管のドレン発生防止装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR830001493A (ko) * 1979-08-27 1983-05-17 샘손 헬프고트 전자배수 시스템
KR850003174A (ko) * 1983-08-26 1985-06-13 샘슨 핼프고트 다단 압축기의 액체 분사제어
JPH06323507A (ja) * 1993-05-13 1994-11-25 Yunisun:Kk 蒸気供給装置
JPH06323509A (ja) * 1993-05-13 1994-11-25 Yunisun:Kk 蒸気供給装置
JPH09137911A (ja) * 1995-11-15 1997-05-27 Tlv Co Ltd 蒸気輸送管のドレン発生防止装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101018969B1 (ko) 2008-04-14 2011-03-02 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 증기 팽창기 구동 공기 압축 장치
KR102086244B1 (ko) * 2018-08-29 2020-03-06 주식회사 포스코 스팀 드럼 제어 장치
KR102168287B1 (ko) * 2020-02-19 2020-10-21 (주)진에너텍 유기성 슬러지의 열적 건조를 위한 스팀온도 및 가스배출량 자동제어 시스템
CN115462551A (zh) * 2021-06-10 2022-12-13 贵州中烟工业有限责任公司 一种烟丝回潮机水分调节装置、方法及烟丝回潮机

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