KR100993956B1 - 노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치에 관한 것으로, 본 발명은 상기 고로의 압력 검출값과 설정된 압력 설정값을 비교하여 압력 편차를 연산하는 편차연산기와, 상기 편차연산기의 압력 편차가 보상되도록 상기 조속변의 개도량을 조절하거나, 상기 가변 설정되는 조속변 개도량에 따라 상기 조속변의 개도량을 조절하는 조속변제어부와, 상기 가변 설정된 조속변 개도량과 실제 조속변 개도량 중 큰 값을 출력하는 하이출력기와, 상기 하이출력기의 개도량을 그에 상응하는 상기 노정압 제어기의 제1~3전자변의 개도량으로 변환하는 개도량변환기와, 상기 편차연산기의 압력 편차가 설정된 상, 하한 압력편차를 벗어날 경우, 상기 개도량변환기의 전자변 개도량에 따라 상기 전자변의 개도량을 제어하는 노정압제어부로 구성된다.

상기한 본 발명의 구성에 의하면, 본 발명은 상기 노정압 발전기의 조속변이 오픈되면서 발생되는 고로의 압력 저하를 방지하고, 상기 노정압 발전기에 우선적으로 청정가스를 공급하여 노정압 발전기의 전력 생산량을 증대시키는 효과가 있다.

노정압 발전기, 노정압 제어기, 조속변, 전자변, 청정가스

Description

노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치{AN APPARATUS FOR CONTROLLING TOP GAS PRESSURE WHEN A TOP GAS RECOVERY PLANT IS RUNNING}

도1은 종래 노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치의 구성도이다.

도2는 본 발명에 의한 노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치의 구성도이다.

도3은 본 발명에 의한 노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치의 상세 구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

14,15: 노정압검출기 16: 압력검출기

19: 편차연산기 20: 노정압 제어기

21,22,23,24: 전자변 25: 노정압 발전기

25a: 조속변 26: 조속변 개도량검출기

51,53: 제1,2조속변제어기 52: 조속변 개도량설정기

54: 조속변제어기 선택스위치 55: 하이출력기

56: 개도량변환기 60: 노정압제어부

61: 상, 하한비교기 63: 전자변 선택스위치

본 발명은 노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고로의 압력에 따라 상기 노정압 발전기의 조속변과 노정압 제어기의 전자변을 조절하여 고로의 압력을 제어하는 노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치에 관한 것이다.

도1은 노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치의 구성도로서, 도1을 참조하면, 원료 저장호퍼(11)에서 저장된 원료는 벨트컨베이어(11a)를 통해 노정벙커(12,13)로 이송된다. 고로 상부에 위치한 제1,2노정벙커(12,13)는 그 구성 및 기능이 동일하므로, 제2노정벙커(13)를 대표하여 설명한다.

상기 노정벙커(13)로 원료가 장입되면, 중량검출기(13a)는 상기 노정벙커(13)내 원료의 중량을 검출한다. 상기 중량검출기(13a)의 중량검출값이 중량비교기(13b)에 설정된 중량상한값 이상이면, 상기 중량비교기(13b)는 1차가압 차단밸브(33)를 오픈한다. 상기 노정벙커(13)는 1차가압 차단밸브(33)를 통해 공급되는 제2먼지포집기(43)를 거친 가스에 의해 1차 가압된다.

또한, 상기 고로(10)와 노정벙커(13)의 차압을 검출하는 차압검출기(17)의 차압 검출값이 차압비교기(17a)에 설정된 차압 설정값과 같아지도록, 상기 차압비교기(17a)는 2차가압 차단밸브(32)를 오픈한다. 상기 노정벙커(13)는 상기 2차가압 차단밸브(33)를 통해 공급되는 질소가스(N2)에 의해 상기 고로(10)와 노정벙커(13) 가 균압될 때까지 2차 가압된다.

상기 고로(10)와 노정벙커(13)가 균압되면, 상기 노정벙커(13)의 원료는 고로(10)로 장입된다. 장입된 원료는 상기 고로(10)에서 연료와 환원 작용하여 용선으로 생산된다. 상기 원료의 환원작용 중 상기 고로(10)에는 다량의 배가스(BFG)가 발생되는데, 상기 배가스는 배가스 회수라인(10L)을 따라 제1먼지포집기(43)로 이송되고, 상기 제1먼지포집기(43)에서 1차적으로 먼지가 제거된 후, 제2먼지포집기(44)에서 2차적으로 먼지가 제거되어 청정가스로 배출된다.

상기 청정가스는 상기 노정압 발전기(25) 및 노정압 제어기(20)를 거쳐 가스저장탱크(45)에 저장되거나 열풍로(41)로 이송되어 연소용 가스로 재사용된다. 상기 노정압 발전기(25)를 통과하는 청정가스는 상기 노정압 발전기(25)의 터빈을 회전시키고 상기 터빈의 회전에 상기 노정압 발전기(25)는 전력을 생산한다. 상기 노정압 발전기(25)는 상기 고로(10)의 노정압력을 제어하면서 전력을 생산하기 위해서, 상기 노정압 제어기(20)보다 먼저 동작한다. 즉, 상기 고로(10)의 노정압력이 상승하면, 조속변(25a)을 오픈하여 상기 노정압력을 하락시킨다. 그러나, 상기 노정압 발전기(25)의 조속변(25a)을 오픈하여도 상기 고로(10)의 압력이 상승할 경우, 상기 노정압 제어기(20)에 의해 고로 압력을 제어한다.

상기 노정압 제어기(20)는 병렬 연결된 4개의 전자변(21~24)과, 상기 제1전 자변(21) 및 제2전자변(22) 후단에 각각 설치된 제1,2유량검출기(21d,22d)로 구성되고, 상기 전자변(21~24)은 편차연산기(19)의 편차값에 따라 각각의 전자변제어기(21a~24a)에 의해 제어된다.

상기 편차연산기(19)는 상기 고로(10)의 좌, 우에 설치된 제1,2노정압검출기(14,15) 및 상기 제1먼지포집기(43) 후단에 설치된 제3압력검출기(16)의 압력 검출값 중 하나가 입력되어, 상기 입력된 하나의 압력 검출값과 설정된 압력 설정값을 비교하여, 그 편차를 출력한다. 상기 편차연산기(19)의 압력편차는 제2스위치(27)에서 선택되어 제1전자변제어기(21a) 또는 제2전자변제어기(22a)로 출력된다. 만약, 상기 편차연산기(19)의 압력편차가 상기 제1전자변제어기(21a)로 출력되면, 상기 제1전자변제어기(21a)는 상기 제2유량검출기(22d)의 유량값과 상기 제1전자변(21)을 통과하는 유량값에 의해 상기 편차연산기(19)의 압력편차가 보상되도록 상기 제1전자변(21)을 제어한다. 상기 제1전자변제어기(21a)와 마찬가지로, 상기 제2전자변제어기(22a)는 상기 제2전자변(22)을 제어한다.

또한, 상기 제3전자변제어기(23a)는 상기 제1,2유량검출기(21d,22d)에서 검출된 유량 검출값이 입력되어, 상기 유량 검출값이 설정된 유량 설정값과 같아지도록 상기 제3전자변(23)을 제어한다.

상기 제4전자변제어기(24)는 상기 편차연산기(19)로 입력되는 압력 검출값이 설정된 압력 설정값과 같아지도록, 상기 제4전자변(24)을 제어한다.

상기와 같이, 종래에는 상기 노정압 발전기(25)의 조속변(25a)과 상기 노정압 제어기(20)의 제1~4전자변(21~24)에 의해 상기 고로(10)의 압력이 제어된다.

그러나, 종래 상기 노정압 발전기(25)의 전력 생산량을 증대시키기 위해서, 상기 노정압 제어기(20)의 제1~4전자변(21~24)을 클로즈(close)하여 상기 노정압 발전기(25)로만 청정가스를 공급할 경우, 상기 고로(10)의 압력을 조절하기 위해서 상기 노정압 발전기(25)의 조속변(25a)이 오픈되면 상기 고로(10)의 압력이 급격하게 저하될 수 있다. 또한, 상기 고로(10)의 압력이 급격하게 저하되는 것을 방지하기 위해서 상기 노정압 제어기(20)의 제1~4전자변(21~24)을 오픈할 경우, 상기 노정압 발전기(25)로 공급되는 청정가스가 감소하여 상기 노정압 발전기(25)의 전력 생산이 감소되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 그 목적은 노정압 발전기의 조속변에 의한 고로 압력의 급격한 저하 및 노정압 발전기의 전력 생산량 감소를 방지하기 위해서, 상기 고로의 압력에 따라 상기 노정압 발전기의 조속변과 노정압 제어기의 전자변을 조절하여 고로의 압력을 제어하는 노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 장치는 고로 에서 배출되는 배가스를 이용해 전력을 생산하는 노정압 발전기 기동시 상기 노정압 발전기의 조속변 및 노정압 제어기의 제1 내지 제4전자변을 조절하여 상기 고로압력을 제어하는 노정압 발전기 기동시 노정압력 제어장치에 있어서,

상기 고로의 압력 검출값과 설정된 압력 설정값을 비교하여 압력 편차를 연산하는 편차연산기;

상기 노정압 발전기의 조속변 개도량을 가변 설정하는 조속변 개도량설정기;

상기 편차연산기의 압력 편차가 보상되도록 상기 조속변의 개도량을 조절하거나, 상기 조속변 개도량설정기의 개도량 설정값에 따라 상기 조속변의 개도량을 조절하는 조속변제어부;

상기 노정압 발전기 후단에 설치되어 조속변의 개도량을 검출하는 조속변 개도량검출기;

상기 조속변 개도량검출기의 개도량 검출값과 상기 조속변 개도량설정기의 개도량 설정값을 비교하여 큰 값을 출력하는 하이출력기;

상기 하이출력기의 개도량을 그에 상응하는 상기 노정압 제어기의 제1~3전자변의 개도량으로 변환하는 개도량변환기; 및

상기 편차연산기의 압력 편차가 설정된 상, 하한 압력편차를 벗어날 경우, 상기 개도량변환기의 전자변 개도량에 따라 상기 전자변의 개도량을 제어하는 노정압제어부

로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치는 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성 및 기능을 갖는 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도2는 본 발명에 의한 노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치의 구성도로서, 도2를 참조하면, 본 발명은 상기 고로(10)의 상부 좌, 우에 위치해 고로의 압력을 검출하는 제1,2노정압검출기(14,15)와, 상기 고로(10)에서 배출되는 배가스의 먼지를 제거하는 제1먼지포집기(43) 및 제2먼지포집기(44)와, 상기 제1먼지포집기(43) 후단에 위치해 먼지가 제거된 배가스의 압력을 검출하는 제3압력검출기(16)와, 상기 제2먼지포집기(44) 후단에 위치하여 상기 제2먼지포집기(44)를 통과한 청정가스를 이용해 전력을 생산하는 노정압 발전기(25)와, 상기 노정압 발전기(25)에 설치되어 개도량에 따라 상기 고로(10)의 압력을 조절하는 조속변(25a)과, 상기 조속변(25a)의 개도량을 검출하는 개도량검출기(26)와, 상기 노정압 발전기(25)와 병렬 연결되고, 상호 병렬 연결된 제1~4전자변(21~24)으로 구성된 노정압 제어기(20)를 기본으로 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 제1,2노정압검출기 및 제3압력검출기(16)의 신호 중 하나를 선택하여 출력하는 제1스위치(18)와, 상기 제1스위치(18)에서 출력되는 압력 검출값을 설정된 압력 설정값과 비교하여 압력 편차를 연산하는 편차연산기(19)와, 상기 노정압 발전기(20)의 조속변 개도량을 가변 설정하는 조속변 개도량설정 기(52)와, 상기 편차연산기(19)의 압력 편차가 보상되도록 상기 조속변(25a)의 개도량을 조절하거나, 상기 조속변 개도량설정기(52)의 개도량 설정값에 따라 상기 조속변의 개도량을 조절하는 조속변제어부(50)와, 상기 조속변 개도량검출기(26)의 개도량 검출값과 상기 조속변 개도량설정기(52)의 개도량 설정값을 비교하여 큰 값을 출력하는 하이출력기(55)와, 상기 하이출력기(55)의 개도량을 그에 상응하는 상기 노정압 제어기(20)의 제1~3전자변(21~23)의 개도량으로 변환하는 개도량변환기(56)와, 상기 편차연산기(19)의 압력 편차가 설정된 상, 하한 압력편차를 벗어날 경우, 상기 개도량변환기의 전자변 개도량에 따라 상기 전자변(21~24)의 개도량을 제어하는 노정압 제어부(60)와, 상기 편차연산기(19)의 압력 편차가 설정된 편차 이상일 경우, 상기 제4전자변(24)의 개도량을 제어하는 제4전자변제어기(65)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 조속변제어부(50)는 상기 편차연산기(19)의 압력 편차에 따라 상기 노정압 발전기(25)의 조속변(25a)의 개도량을 제어하는 제1조속변제어기(51)와, 상기 조속변 개도량설정기(52)의 개도량 설정값에 따라 상기 조속변의 개도량을 조절하는 제2조속변제어기(53)와, 상기 제,2조속변제어기(52,53) 중 하나를 선택하여 상기 조속변(25a)과 연결하는 조속변제어기 선택스위치(54)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 노정압 제어부(60)는 상기 편차연산기(19)의 압력편 차를 설정된 상, 하한 압력편차를 벗어날 경우 신호를 출력하는 상, 하한비교기(61)와, 상기 상, 하한비교기(61)에서 신호가 출력되면 온(on)되어 상기 개도량변환기(56)의 전자변 개도량을 출력하는 제3스위치(62)와, 상기 제3스위치(62)를 통해 상기 개도량변환기(56)의 전자변 개도량이 입력되면, 상기 노정압 제어기(20)의 제1~3전자변(21~23) 중 하나를 선택하여 선택된 전자변으로 상기 전자변 개도량을 출력하는 전자변 선택스위치(63)를 포함한다.

이하, 상기 서술한 구성에 의한 본 발명의 작용을 설명한다.

도3은 본 발명에 의한 노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치의 상세 구성도로서, 도3을 참조하여 본 발명의 작용을 설명한다.

본 발명은 크게 상기 노정압 발전기(25)의 동작을 제어하는 과정과 상기 노정압 제어기(20)의 동작을 제어하는 과정으로 나뉠 수 있다.

우선, 상기 노정압 발전기(25)의 동작을 제어하는 과정을 살펴보면, 상기 제1,2노정압검출기(14,15)를 통해 검출된 상기 고로(10)의 압력과, 상기 제3압력검출기(16)를 통해 검출된 청정가스의 압력은 제1스위치(18)로 입력되고, 상기 제1스위치(18)는 입력된 세 개의 압력 검출값 중 제일 큰 압력 검출값을 상기 편차연산기(19)로 출력한다. 상기 편차연산기(19)는 설정된 압력 설정값에서 상기 제1스위치(18)로부터 입력된 압력 검출값을 감산하여 두 값간의 압력 편차를 연산하고, 상기 연산된 압력 편차를 상기 제1조속변제어기(51), 노정압 제어부(60) 및 제4전자 변제어기(65)로 출력한다.

상기 제1조속변제어기(51)는 상기 편차연산기(19)의 압력 편차에 의한 상기 고로(10)의 압력을 보상하기 위해서, 상기 압력 편차에 따라 상기 노정압 발전기(25)의 조속변(25a)의 개도량을 조절한다. 보다 구체적으로, 상기 제1조속변제어기(51)의 동작 원리를 살펴보면, 상기 제1조속변제어기(51)는 상기 편차연산기(19)의 압력 편차가 양(+)의 값이면 상기 고로(10)의 압력을 높이기 위해서 상기 조속변(25a)의 개도량을 감소시키고, 상기 편차연산기(19)의 압력 편차가 음(-)의 값이면 상기 고로(10)의 압력을 낮추기 위해서 상기 조속변(25a)의 개도량을 증가시킨다.

상기 제2조속변제어기(53)는 상기 조속변 개도량설정기(52)의 조속변 개도량에 따라 상기 조속변(25a)의 개도량을 조절한다.

상기 제1조속변제어기(51) 및 제2조속변제어기(53)는 상기 조속변제어기 선택스위치(54)를 통해 상기 조속변(25a)과 연결되는데, 상기 조속변제어기 선택스위치(54)는 조업 상황에 따라 상기 제1조속변제어기(51)와 제2조속변제어기(53) 중 하나를 선택하여 상기 조속변(25a)의 개도량을 제어하도록 한다. 즉, 상기 노정압 발전기(25)의 조속변(25a)은 상기 조속변제어기 선택스위치(54)에서 선택되는 제1조속변제어기(51) 또는 제2조속변제어기(53)에 의해 제어되어, 상기 고로(10)의 압력을 안정시킨다.

다음으로, 상기 노정압 제어기(20)의 동작이 제어되는 과정을 살펴보면, 상 기 하이출력기(55)는 상기 조속변 개도량설정기(52)의 개도량 설정값과 상기 조속변 개도량검출기(26)의 개도량 검출값을 비교하여, 두 값 중에서 큰 값을 상기 개도량변환기(56)로 출력한다. 상기 개도량변환기(56)는 상기 하이출력기(55)에서 출력되는 조속변 개도량을 그에 상응하는 상기 노정압 제어기(20)의 제1~3전자변(21~23)의 개도량으로 변환한다. 상기 개도량변환기(56)에서 변환된 제1~3전자변(21~23)의 개도량은 상기 노정압제어부(60)의 제3스위치(62)와 연결되어 상기 제3스위치(62)가 온(on)될 때, 상기 전자변 선택스위치(63)를 거쳐 상기 전자변(21~23)의 개도량을 제어하게 된다.

따라서, 상기 제3스위치(62)가 온(on)되는 경우를 살펴보면, 상기 제3스위치(62)는 상기 상, 하한비교기(61)에서 신호가 출력될 때만 온되는데, 상기 상, 하한비교기(61)는 상기 편차연산기(19)의 압력 편차가 설정된 상, 하한압력편차 범위를 벗어날 경우에만 신호를 출력한다. 즉, 상기 제3스위치(62)는 상기 편차연산기(19)의 압력 편차가 설정된 상, 하한압력편차를 벗어날 경우에만 온되어 상기 개도량변환기(56)의 전자변 개도량을 출력한다.

전술한 바와 같이, 상기 노정압제어부(60)는 상기 편차연산기(19)의 압력 편차가 설정된 상, 하한 압력편차 범위를 벗어날 경우에만 작동하여 상기 노정압 제어기(20)의 전자변(21~23)의 개도량을 제어한다. 즉, 상기 노정압 발전기(25)기동시 상기 노정압 발전기(25)가 전력을 생산함과 동시에 상기 고로(10)의 압력을 적 절히 조절할 경우, 상기 노정압 제어기(20)는 동작하지 않는다.

본 발명은 상기와 같이, 상기 노정압 발전기(25)가 정상적으로 동작할 경우에는 상기 노정압 제어기(20)의 전자변(21~23)을 클로즈(close)시킴으로써, 상기 제2먼지포집기(44)로부터 배출되는 청정가스를 상기 노정압 발전기(25)에만 공급하여 상기 노정압 발전기(25)의 전력 생산량을 증대시킬 수 있다.

본 발명은 고로의 압력에 따라 노정압 발전기의 조속변과 노정압 제어기의 전자변을 조절하여 고로의 압력을 제어함으로써, 상기 노정압 발전기의 조속변이 오픈되면서 발생되는 고로의 압력 저하를 방지하고, 상기 노정압 발전기에 우선적으로 청정가스를 공급하여 노정압 발전기의 전력 생산량을 증대시키는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 고로에서 배출되는 배가스를 이용해 전력을 생산하는 노정압 발전기 기동시 상기 노정압 발전기의 조속변 및 노정압 제어기의 제1 내지 제4전자변을 조절하여 상기 고로압력을 제어하는 노정압 발전기 기동시 노정압력 제어장치에 있어서,

   상기 고로의 압력 검출값과 설정된 압력 설정값을 비교하여 압력 편차를 연산하는 편차연산기;

   상기 노정압 발전기의 조속변 개도량을 가변 설정하는 조속변 개도량설정기;

   상기 편차연산기의 압력 편차가 보상되도록 상기 조속변의 개도량을 조절하거나, 상기 조속변 개도량설정기의 개도량 설정값에 따라 상기 조속변의 개도량을 조절하는 조속변제어부;

   상기 노정압 발전기 후단에 설치되어 조속변의 개도량을 검출하는 조속변 개도량검출기;

   상기 조속변 개도량검출기의 개도량 검출값과 상기 조속변 개도량설정기의 개도량 설정값을 비교하여 큰 값을 출력하는 하이출력기;

   상기 하이출력기의 개도량을 그에 상응하는 상기 노정압 제어기의 제1~3전자변의 개도량으로 변환하는 개도량변환기; 및

   상기 편차연산기의 압력 편차가 설정된 상, 하한 압력편차를 벗어날 경우, 상기 개도량변환기의 전자변 개도량에 따라 상기 전자변의 개도량을 제어하는 노정압제어부

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 편차연산기로 입력되는 압력 검출값은 상기 고로의 상부에 위치한 압력검출기에 의해 검출된 압력 검출값과, 상기 고로에서 배출된 배가스의 압력 검출값 중 큰 값인 것을 특징으로 하는 노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 조속변제어부는

   상기 편차연산기의 압력 편차에 따라 상기 노정압 발전기의 조속변의 개도량을 제어하는 제1조속변제어기;

   상기 조속변 개도량설정기의 개도량 설정값에 따라 상기 조속변의 개도량을 조절하는 제2조속변제어기;

   상기 제,2조속변제어기 중 하나를 선택하여 상기 조속변과 연결하는 조속변제어기 선택스위치

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 노정압제어부는

   상기 편차연산기의 압력편차를 설정된 상, 하한 압력편차를 벗어날 경우 신호를 출력하는 상, 하한비교기;

   상기 상, 하한비교기에서 신호가 출력되면 온(on)되어 상기 개도량변환기의 전자변 개도량을 출력하는 제3스위치; 및

   상기 제3스위치를 통해 상기 개도량변환기의 전자변 개도량이 입력되면, 상기 노정압 제어기의 제1~3전자변 중 하나를 선택하여 선택된 전자변으로 상기 전자변 개도량을 출력하는 전자변 선택스위치

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 노정압 발전기 기동시 노정압 제어장치.

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