KR100883824B1

KR100883824B1 - 미분탄 공급장치로 유입되는 괴탄을 검출하기 위한괴탄검출장치

Info

Publication number: KR100883824B1
Application number: KR1020020083653A
Authority: KR
Inventors: 박성식; 정영균; 심대현; 김효식
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2009-02-16
Also published as: KR20040056915A

Abstract

본 발명은 미분탄 공급장치로 유입되는 괴탄을 검출하기 위한 괴탄검출장치 에 관한 것으로 보다 상세히는, 미분탄분쇄기로 유입되는 괴탄을 조기에 검출하고, 괴탄검출센서들의 오작동을 방지함으로써, 미분탄이 원활하게 공급할 수 하는 미분탄 공급장치로 유입되는 괴탄검출장치에 관한 것에 관한 것이다.

본 발명에 따른 미분탄 공급장치로 유입되는 괴탄을 검출하기 위한 괴탄검출장치(100)는, 저장호퍼(H)로부터 배출되는 배기가스의 압력을 측정하는 배기압력센서(140); 미분탄배출관(131)에 설치되어 미분탄분쇄기(130)의 출구를 통해 미분탄과 함께 배출되는 혼합공기의 온도를 측정하는 온도센서(150); 미분탄분쇄기(130) 내측에 설치된 회전테이블(132)을 회전시키는 분쇄기모터(133)에 설치되어 분쇄기모터(133)의 부하를 측정하는 전류센서(160); 미분탄분쇄기(130)와 저장호퍼(H) 내부에 각각 설치되어 그 차압을 측정하는 제1압력센서(170); 회전테이블(132)의 상,하부 압력차를 측정하는 제2압력센서(180); 및 상기 각 센서(140,150,160,170,180)들로부터 신호를 전달받아 괴탄의 유입여부를 알리는 제어부(190)를 포함한다.

괴탄검출, 미분탄, 괴탄유입, 미분탄 공급장치, 미분탄분쇄기

Description

미분탄 공급장치로 유입되는 괴탄을 검출하기 위한 괴탄검출장치{Apparatus for detecting lump coal incomming to pulverized coal supplyer}

도 1은 종래의 미분탄 공급장치와 여기에 설치된 괴탄 검출장치를 나타내는 개략도.

도 2a 및 도 2b는 각각 종래의 괴탄 검출장치중 리미트스위치에 의해 괴탄이 검출되는 상태를 나타내는 작동상태도.

도 3은 본 발명에 따른 괴탄검출장치를 구성을 나타내는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...괴탄검출장치 110...저장조

120...급탄기 130...미분탄분쇄기

131...미분탄배출관 132...회전테이블

133...분쇄기모터 140...배기압력센서

150...온도센서 160...전류센서

170...제1압력센서 180...제2압력센서

190...제어부 H...저장호퍼

일반적으로 용광로에 사용되는 연료로서 미분탄이 널리 사용된다. 미분탄은 석탄을 잘게 분쇄하여 만들어지며, 미분탄 공급장치를 통해 용광로에 취입된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 미분탄 공급장치는, 야드(1)로부터 벨트콘베어(2)를 통해 공급되는 석탄을 임시로 저장하는 저장조(10)와, 저장조(10)의 하부측에 연통되도록 장착되고 저장조(10)로부터 공급받은 석탄을 이송시키는 이송컨베어(21)가 내측에 설치된 급탄기(20) 및 급탄기(20)의 하부측에 장착되어 급탄기(20)로부터 공급되는 석탄을 잘게 분쇄하는 미분탄분쇄기(30)와, 분쇄된 미분탄을 저장호퍼(H)로 배출하는 미분탄배출관(34)을 포함하여 구성된다. 미설명 부호 S는 증기터빈이다.

그러나, 미분탄 공급장치는 작업과정에서, 석탄중에 혼재하는 큰 돌과 같은 단단한 불순물들을 포함하는 괴탄들이 내부로 유입되어 일부분에 집중적으로 쌓임에 따라 정상적인 석탄공급이 방해되는 문제가 발생하며 이로 인해, 미분탄은 저장호퍼(H)를 거쳐 용광로설비로 원활히 공급되지 못하게 됨으로써, 용광로의 연료공 급에 차질이 생겨 정상적인 조업이 불가능한 문제가 발생된다.

이러한 조업사고를 방지하기 위하여, 종래에는 상기의 미분탄 공급장치를 여러개 설치하여 운용함과 더불어, 각 미분탄 공급장치에 괴탄을 검출하기 위한 괴탄검출장치가 설치된다.

종래의 괴탄검출장치는, 미분탄 공급장치에 설치되는 복수의 괴탄검출센서들로 이루어진다.

괴탄검출센서는 미분탄분쇄기의 슈트(31)내에 설치되는 음향센서(32)와, 급탄기(20) 내의 이송컨베어(21)의 후단에 설치된 리미트스위치(22)와, 급탄기(20)와 미분탄분쇄기(30) 내의 압력차를 측정하는 압력센서(33)를 가진다.

음향센서(32)는, 슈트(31) 내부를 이동하는 석탄의 음향을 계측하여 괴탄의 유입여부를 감지한다. 즉, 괴탄의 유입으로 인해 슈트(31) 내부로 유입되는 석탄의 양이 적어지면 석탄이동 음향이 작아지게 되므로 계측된 석탄이동 음향이 미리 설정된 최소음향치 보다 작을 경우, 음향센서(32)는 괴탄이 유입된 것으로 판단하고 괴탄유입신호를 제어부(미도시)로 전달한다.

리미트스위치(22)는, 이송컨베어(31)를 통해 이송되는 석탄의 적재높이를 감지하여 괴탄의 유입여부를 감지한다. 즉, 도 2a에 도시된 바와 같이 석탄이 적정량 공급되고 있는 경우, 석탄은 이송컨베어(31) 위에 일정높이를 유지하면서 이동되며 이 때, 리미트스위치(22)는 일정위치를 유지하게 된다. 그러나 괴탄이 유입되면 도 2b에 도시된 바와 같이 괴탄에 의해 이송컨베어(31)의 적재높이가 변하면서 리미트스위치(22)의 위치가 변하게 되며 미리 설정한 허용위치범위를 넘어설 경우, 리미 트스위치(22)는 괴탄이 유입된 것으로 판단하고 괴탄유입신호를 제어부로 전달한다.

압력센서(33)는, 급탄기(20)와 미분탄분쇄기(30) 내의 압력차를 감지하여 괴탄의 유입여부를 감지한다. 석탄이 정상적을 공급되고 있는 경우, 급탄기(20) 내의 압력과 미분탄분쇄기(30) 내의 압력은 일정범위를 유지하게 되는데, 괴탄이 유입되면 미분탄분쇄기(30) 내로 유입되는 석탄의 양이 줄면서 압력차도 줄어들게 된다. 이 경우, 압력센서(33)는 미리 설정된 허용압력변동치 보다 압력차가 작아질 경우, 괴탄이 유입된 것으로 판단하고 괴탄유입신호를 제어부로 전달한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 괴탄검출장치에 의해서는 조기에 괴탄의 유입을 검출하기 어렵다.

음향센서(31)와, 압력센서(33)는 괴탄을 검출하기 위해 설정된 최소음향치나, 허용압력변동치와 같은 측정기준치만으로는 괴탄의 유입여부를 정확하게 파악하기 힘들다. 즉, 상기의 측정기준치들을 너무 작게 설정하면 센서들이 너무 변화에 민감해져서 작동상의 오류가 잦아져 효율적인 설비의 운전을 방해하는 결과를 가져온다. 반면, 측정기준치들을 너무 크게 설정하면 괴탄을 조기에 발견하는 것이 방해되는 문제점이 있다.

또한, 리미트스위치(22)는 도 2c에서와 같이, 리미트스위치(22)의 일측으로 괴탄이 끼인 상태가 종종 발생된다. 이 경우, 리미트스위치(22)의 위치는 괴탄에 의해 석탄의 공급이 방해되고 있음에도 불구하고, 위치가 변동되지 않기 때문에 괴탄의 유입여부를 조기에 감지할 수 없게 되는 문제점이 발생한다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 미분탄분쇄기로 유입되는 괴탄이 조기에 검출되고, 괴탄검출센서들이 오작동이 방지되어 미분탄이 원활하게 공급되도록 하는 미분탄 공급장치로 유입되는 괴탄을 검출하기 위한 괴탄검출장치의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 저장호퍼로부터 배출되는 배기가스의 압력을 측정하는 배기압력센서;

미분탄배출관에 설치되어 미분탄분쇄기의 출구를 통해 미분탄과 함께 배출되는 혼합공기의 온도를 측정하는 온도센서;

미분탄분쇄기 내측에 설치된 회전테이블을 회전시키는 분쇄기모터에 설치되어 분쇄기모터의 부하를 측정하는 전류센서;

미분탄분쇄기와 저장호퍼 내부에 각각 설치되어 그 차압을 측정하는 제1압력센서;

회전테이블의 상,하부 압력차를 측정하는 제2압력센서; 및

상기 각 센서들로부터 신호를 전달받아 괴탄의 유입여부를 알리는 제어부를 포함한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

본 발명을 설명하기에 앞서, 상기 미분탄 공급장치로 유입되는 괴탄을 검출하기 위한 괴탄검출장는 종래의 미분탄 공급장치와 그 구성 및 기능이 동일하므로 여기서의 상세한 설명은 생략한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 괴탄검출장치(100)는, 미분탄 공급장치의 일측에 설치된 배기압력센서(140), 온도센서(150), 전류센서(160) 및 제1, 제2압력센서(170,180)들을 구비하는 괴탄검출센서들로부터 신호를 전달받아 괴탄의 유입여부를 판단하는 제어부(190)를 구비한다.

배기압력센서(140)는, 저장호퍼(H)와 증기터빈(S) 사이에 설치되어 저장호퍼(200)로부터 배기되는 배기가스의 압력을 측정한다. 즉, 괴탄이 유입되면, 원활한 미분탄 공급이 이루어지지 않게 되므로 저장호퍼(H)의 연소상태가 저하되어 증기터빈(S)으로 배출되는 저장호퍼(H)의 배기가스의 압력은 저하된다. 따라서, 이 배기압력의 저하를 감지하여 미리 설정된 압력보다 작을 경우, 괴탄유입신호를 제어부(190)로 전달한다.

온도센서(150)는, 미분탄분쇄기(130)의 출구측에 설치된 미분탄배출관(131)의 일측에 설치되어, 미분탄분쇄기(130)의 출구로 미분탄과 함께 배출되는 혼합공기의 온도를 측정한다. 혼합공기는 풍량조절밸브(134)를 통해 대기중으로부터 유입된 냉풍과, 에어히터로부터 풍량조절밸브(134)를 통해 유입된 열기가 혼합되어 미분탄분쇄기(130)로 유입되며, 상대적으로 온도가 낮은 미분탄들과 함께 섞이면서, 정상적인 상태에서의 미분탄배출관(131) 내의 온도는 미분탄분쇄기(130)로 유입되는 혼합공기의 온도보다 낮아진다. 그러나, 괴탄이 유입되면, 미분탄분쇄기(130)로 유입되는 석탄의 양이 감소하기 때문에 혼합공기와 석탄 사이에 발생하는 열교환량이 작아 평상시 미분탄배출관(131) 내의 온도는 상승하게 된다. 따라서, 이 온도의 상승을 감지하여 미리 설정된 온도보다 높을 경우, 괴탄유입신호를 제어부(190)로 전달한다.

한편, 괴탄의 유입으로 미분탄배출관(131) 내의 온도가 상승될 경우, 통상의 풍량조절밸브(134)에는 배기가스의 온도를 낮추기 위하여, 미분탄분쇄기(130)으로 유입되는 냉풍유입이 증대되는 동시에 열풍유입이 감소되도록 조절하는 자동제어장치(미도시)가 마련되어 있기 때문에, 이 자동제어 장치의 작동여부 및 풍량조절밸브(134)의 작동여부만으로도 괴탄의 유입여부를 확인 할 수 있다.

전류센서(160)는, 미분탄분쇄기(130)에 설치된 회전테이블(132)을 회전시키는 분쇄기모터(133)에 설치되어 분쇄기모터(133)의 부하를 측정한다. 만일, 괴탄이 유입되어 미분탄분쇄기(130)에 공급되는 석탄의 양이 감소하게 되면, 분쇄기모터(133)는 일정한 회전수를 유지하기 위하여 일정전압하에서 전류량을 감소시켜 회전테이블(132)의 부하를 떨어뜨린다. 따라서, 이 전류량의 저하를 감지하여 미리 설정된 전류량 보다 작을 경우, 괴탄유입신호를 제어부(190)로 전달한다.

제1압력센서(170)는, 미분탄분쇄기(130)와 저장호퍼(H) 내부에 각각 설치되어 그 차압을 측정한다. 만일, 괴탄이 유입되어 미분탄분쇄기(130)에 공급되는 석탄의 양이 감소하게 되면, 미분탄배출관(131)을 통과하는 과정에서 압력이 저하되므로 미분탄분쇄기(130)와 저장호퍼(H) 사이에서는 압력의 저하현상이 나타난다. 따라서, 이 압력저하를 감지하여 미리 설정된 차압치보다 작을 경우, 괴탄유입신호 를 제어부(190)로 전달한다.

제2압력센서(180)는, 회전테이블(132)의 상,하부에 각각 설치되어 이 곳의 압력차를 측정한다. 미분탄분쇄기(130)로 유입되는 혼합공기는, 회전테이블(132)의 하부를 통과하여 회전테이블(132) 위에 쌓인 미분탄과 함께 상부로 분출되는데, 이 과정에서 회전테이블(132) 위에 쌓인 미분탄에 의해 회전테이블(132)의 상부에서 일정량의 압력손실이 발생한다. 만일, 괴탄이 유입되어 석탄의 공급량이 감소되면 회전테이블(132) 위에 쌓인 미분탄의 양도 줄어들기 때문에 회전테이블(132) 상부와 하부 사이에 발생되는 압력차가 줄어들게 된다. 따라서, 이 압력차의 감소를 감지하여 미리 설정된 차압치보다 작을 경우 괴탄유입신호를 제어부(190)로 전달한다.

제어부(190)는, 각 센서들로부터 괴탄유입신호를 전달받아 괴탄이 유입되었다고 판단되면, 경보를 발생시킨다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 미분탄 공급장치의 작용을 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(190)는 가장 먼저 배기압력센서(140)로부터 괴탄유입신호가 발생되었는지를 판단한다.

만일, 배기압력센서(140)로부터 괴탄유입신호가 발생되었다면, 온도센서(150), 제1, 제2압력센서(170,180) 및 전류센서(160)들을 통해 괴탄의 유입여부를 다시 한번 판단하고, 상기 괴탄검출센서중 어느 한 센서로부터 괴탄유입신호가 전달되면 괴탄이 유입된 것이므로 제어부(190)는 경보를 발생시킨다.

여기서, 제어부(190)가 미분탄배출관(131)의 배기압력센서(140)로부터 괴탄유입신호를 가장 먼저 체크하는 이유는, 배기압력센서(140)는 가장 뒷공정에 설치되므로 미분탄의 최종 공급 상태를 나타내기 때문이다.

한편, 종래기술에서 설명한 바와 같이, 미분탄의 원활한 공급을 위하여, 저장호퍼(H)에는 이와 연결된 복수의 미분탄 공급장치를 설치하여 운용하는 것이 일반적이다. 각 미분탄 공급장치는 균등한 부하로 운전되고 있기 때문에 정상적인 상태에서는 각 검출센서들은 동일한 값을 나타낸다.

따라서, 각 미분탄 공급장치에 설치된 괴탄검출장치(100)들로부터 전달되는 신호들을 차례로 비교 판단함으로써, 운전요건의 변동에 의해 저장호퍼(H)의 운전부하를 인위적으로 낮출 경우나, 민감한 괴탄검출센서들에 의해 괴탄검출장치(100)들로부터 괴탄유입신호가 발생되어 경보가 발생되는 작동상 오류를 방지할 수 있다.

한편, 각 괴탄검출장치(100)들에 설치된 괴탄검출센서들의 측정값을 비교 판단하여 작동상 오류를 방지할 수 있다. 제2압력센서를 예를 들어 설명한다.

제1괴탄검출장치(100)의 제2압력센서(180)에서 테이블 상,하부의 차압이 최소차압치 보다 작다고 판단되면, 제어부(190)는 곧바로 경보를 발생시키지 않고, 다른 괴탄검출장치(100)들에 설치된 제2압력센서(180)들의 차압치를 차례로 비교한다.

만일, 이 차압치들중 어느 하나라도 제어부(190)에 설정된 허용오차 보다 크다고 판단되면, 다른 미분탄 공급장치(100)들과 현격한 차이가 발생된 것으므로, 제어부(190)는 괴탄이 유입된 것으로 판단하고 경보를 발생시킨다.

이렇게 하면, 운전조건의 변화에 의해 괴탄검출센서로부터 괴탄유입신호가 제어부(190)에 전달되더라도 다른 괴탄검출장치(100)의 괴탄검출센서의 측정값을 상호 비교함으로써 작동상 오류를 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 미분탄 공급장치로 유입되는 괴탄을 검출하기 위한 괴탄검출장치 및 그 검출방법에 따르면, 미분탄 공급장치로 유입되는 괴탄에 의해 석탄공급량이 감소에 미세하게 반응하는 각 괴탄검출센서들의 측정치를 이용하기 때문에 단시간 내에 정확한 괴탄유입 유무를 파악할 수 있으며, 각 미분탄 공급장치에 설치된 괴탄검출장치의 괴탄검출센서들의 측정값을 비교함으로써, 타 요인들에 의해 발생될지 모르는 작동상 오류를 방지함으로써, 운전의 효율성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

저장호퍼(H)로부터 배출되는 배기가스의 압력을 측정하는 배기압력센서(140);

미분탄배출관(131)에 설치되어 미분탄분쇄기(130)의 출구를 통해 미분탄과 함께 배출되는 혼합공기의 온도를 측정하는 온도센서(150);

미분탄분쇄기(130) 내측에 설치된 회전테이블(132)을 회전시키는 분쇄기모터(133)에 설치되어 분쇄기모터(133)의 부하를 측정하는 전류센서(160);

미분탄분쇄기(130)와 저장호퍼(H) 내부에 각각 설치되어 그 차압을 측정하는 제1압력센서(170);

회전테이블(132)의 상,하부 압력차를 측정하는 제2압력센서(180); 및

상기 각 센서(140,150,160,170,180)들로부터 신호를 전달받아 괴탄의 유입여부를 판단하는 제어부(190)를 포함하는 미분탄 공급장치로 유입되는 괴탄을 검출하기 위한 괴탄검출장치.