KR101142495B1

KR101142495B1 - burning method for coke oven

Info

Publication number: KR101142495B1
Application number: KR1020040115594A
Authority: KR
Inventors: 김기성
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2004-12-29
Filing date: 2004-12-29
Publication date: 2012-05-07
Also published as: KR20060076964A

Abstract

본 발명은 연료가스를 열량분석기로 분석하여 필요한 열량값을 투입시키는 것으로 행하는 코크스 오븐의 연소 방법으로서, 연료가스 온도에 따라 변화하는 포화증기량의 열량값을 산출하고, 이에 근거한 단위 열량값의 부족분을 계산하여 자동으로 보상시킴에 따라, 노내 온도의 하강을 방지하여 양질의 코크스를 얻게 하는 코크스 오븐의 연소 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion method of a coke oven, in which a fuel gas is analyzed by a calorimeter and a required calorific value is input, wherein a calorific value of a saturated steam amount that varies according to the fuel gas temperature is calculated, and a deficiency of a unit calorific value based thereon is calculated. The present invention relates to a combustion method of a coke oven, which calculates and automatically compensates and prevents a drop in the furnace temperature to obtain a good coke.

코크스 오븐, 코크스 오븐의 연소, 열량분석 연소,Coke oven, combustion of coke oven, calorimetric combustion,

Description

Burning method for coke oven

도 1은 종래의 코크스 오븐 연소에서 발생하는 노내온도 하강의 원인을 분석한 그래프.1 is a graph analyzing the cause of the furnace temperature drop occurring in the conventional coke oven combustion.

도 2는 본 발명에 따른 연소 방법을 나타내는 플로우 챠트.2 is a flow chart showing a combustion method according to the present invention.

도 3은 본 발명에 적용되는 열량값 보정 테이블.3 is a calorific value correction table applied to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

9 : 열량분석기 10 : 온도 검출부9: calorie analyzer 10: temperature detector

11 : 중앙제어부 12 : 비교부11: central control unit 12: comparison unit

13 : 열량보정부 14 : 열량 컨트롤러 13: Calorie Compensation 14: Calorie Controller

15 : 가스 혼합부15 gas mixing unit

본 발명은 코크스 오븐의 연소 방법으로서, 특히 연료가스를 열량분석기로 분석하여 필요한 열량값을 투입시켜 코크스 오븐을 연소시킴에 있어서, 연료가스 온도에 따라 변화하는 포화 증기량의 열량값을 산출하고, 부족되는 단위 열량값을 계산하여 보상하는 코크스 오븐의 연소 방법에 관한 것이다. The present invention is a combustion method of a coke oven, in particular, in the case of burning the coke oven by inputting the required calorie value by analyzing the fuel gas with a calorimeter, the calorific value of the amount of saturated steam that varies with the fuel gas temperature is calculated, and is insufficient. It relates to a combustion method of a coke oven that calculates and compensates a unit calorie value.

코크스는 분쇄한 석탄을 코크스 오븐 안에 장입하고, 1,200℃의 온도로 가열시키면 석탄이 용해를 시작하여 분해되면서 휘발분을 발생하게 되고, 이러한 용융상태에 있는 층의 온도가 더욱 상승해서 고화하면 얻어내는 물질로서 제철용으로 쓰이고 있다. 이 코크스는 코크스 오븐에서 제조되고 있고 최근에는 코크스 오븐의 연료로서 가스가 주로 사용되고 있다. Coke is charged with the pulverized coal in the coke oven, and when heated to a temperature of 1,200 ℃, the coal starts to dissolve and decomposes to generate volatile matter, the material obtained by further solidifying the temperature of the bed in this molten state further solidified As it is used for steelmaking. This coke is manufactured in a coke oven and in recent years, gas is mainly used as a fuel of a coke oven.

일반적으로 코크스 오븐의 연소 방법은 연료가스인 고로가스(BFG)와 코크스 오븐 가스(Coke Oven Gas:COG)를 적정비율, 예를 들면 9 : 1로 혼합한 믹싱가스로 만들고, 이를 열량분석기에서 단위당 열량값을 분석하여 연소시키는 방식으로 노의 온도를 컨트롤하고 있다.In general, the combustion method of coke ovens is a gas mixture of blast furnace gas (BFG) and coke oven gas (Coke Oven Gas: COG) in an appropriate ratio, for example, 9: 1, which is used per unit in a calorimeter. The furnace temperature is controlled by analyzing the calorific value and burning it.

그런데 고로가스는 고로의 조업 중에 부산물로 얻어지는 것으로, 이것은 조업 상황에 따라 가스의 양태가 불균일하고, 특히 발생가스의 온도가 급격히 상승하거나 하락하는 등 편차가 심한 특성을 가지고 있다.By the way, blast furnace gas is obtained as a by-product during the operation of the blast furnace, which is characterized by uneven characteristics of the gas in accordance with the operating situation, especially the temperature of the generated gas rises sharply or decreases.

고로가스의 온도 편차는 단위당 열량값의 심한 변화를 초래하게 된다.The temperature deviation of the blast furnace gas causes a severe change in the calorific value per unit.

또 코크스 오븐의 연료로 사용되고 있는 고로가스와 코크스 오븐 가스는 모두 제조과정에서 수분에 노출되어 포화증기를 포함하고 있기 때문에, 온도가 상승하면서 드라이 볼륨(Dry Volume)과 습분 볼륨(Saturate Volume)은 다음 표 1과 같이 큰 차이를 보이고 있다. In addition, both blast furnace gas and coke oven gas used as fuel for coke ovens are exposed to moisture during the manufacturing process and contain saturated steam. Therefore, as the temperature increases, the dry volume and the wet volume are The big difference is shown in Table 1.

[표 1][Table 1]

상기 표 1을 보면 알 수 있듯이, 가스 온도가 낮을 때는 건식 볼륨과 습식 볼륨의 차이가 미미하나, 온도가 상승할수록 비례하여 큰 차이를 보이고 있고, 이를 도표화한 도 1이 그 사실을 입증하여 주고 있다.As can be seen from Table 1, when the gas temperature is low, the difference between the dry volume and the wet volume is insignificant, but shows a large difference in proportion as the temperature increases, and FIG. 1 charting this proves the fact.

실 예로 상기 표 1을 보면, 가스 온도 20℃ 에서는 건식 볼륨이 1.073 이고, 습식 볼륨이 1.098으로 차이는 0.025(2.5%)이나, 가스 온도 60℃ 에서는 건식 볼륨이 1.220이고 습식볼륨이 1,518로서 차이는 0.298(29.8%)로 급격히 증가한다.For example, in Table 1, the dry volume is 1.073 at the gas temperature of 20 ° C, the wet volume is 1.098, the difference is 0.025 (2.5%), but the dry volume is 1.220 and the wet volume is 1,518 at the gas temperature of 60 ° C. It rapidly increases to 0.298 (29.8%).

또, 가스 온도에 따른 이론 열량값은 20℃에서 965.79㎉/Nm³이고, 60℃에서는723.27㎉/Nm³이다.The theoretical amount of heat value of the gas temperature is 965.79㎉ / Nm ³ eseo 20 ℃, in 60 ℃ is 723.27㎉ / Nm ^3.

이렇게 온도 차이에 따라 큰 편차를 보이는 경우에, 습분에 의한 부피 차이로 인하여 실제 열량값의 차이는 더욱 크게 나타나고, 게다가 습분은 열량화 되지못하고 연소실에서 수증기화 할 때 잠열에 의한 열손실까지 초래하게 된다.In the case of showing a large deviation according to the temperature difference, the difference in the actual calorific value is greater due to the volume difference due to moisture, and furthermore, the moisture is not calorific and even causes heat loss due to latent heat when steaming in the combustion chamber. do.

그러나 코크스 오븐의 연료에 대한 열량분석 방법은, 믹싱가스를 쿨러에서 일정 온도로 유지시키고 내부의 응축수를 제거하는 세퍼레이터를 거친 후, 열량분석기에서 분석하여 얻는 단위당 열량값 기준을 채택하고 있어서, 연료가스 온도가 높으면 상대적으로 열량분석기에서 분석한 칼로리와 코크스 오븐에 실제 투입되는 단위당 칼로리는 큰 차가 생기기 마련이었다. However, the calorie analysis method for the fuel in the coke oven adopts the calorific value standard obtained by analyzing the calorimeter after passing the separator to keep the mixing gas at a constant temperature in the cooler and removing the condensate inside. If the temperature is high, the calories analyzed by the calorimeter and the actual amount of calories per unit in the coke oven will be different.

따라서 노 내부의 온도 컨트롤이 매우 어렵게 되는 문제가 있다.Therefore, there is a problem that temperature control inside the furnace becomes very difficult.

또한, 상술한 종래의 연소 방법은 연료가스의 온도 상승시에 다음과 같은 기본 문제점을 해결할 수 없는 문제도 안고 있다. In addition, the conventional combustion method described above also has a problem that the following basic problems cannot be solved when the temperature of the fuel gas rises.

첫째: 공급가스에 포함된 포화증기로 인한 습분 볼륨의 잠열로 발생하는 연소실 내부의 열 손실량을 해결할 수 없다. First: It is not possible to solve the heat loss inside the combustion chamber caused by latent heat of the moisture volume due to saturated steam contained in the feed gas.

둘째: 공급가스에 포함된 포화증기의 습분 볼륨이 차지하는 만큼의 부족 열량값을 해결할 수 없다.Secondly, it is not possible to solve the insufficient calorific value as much as the moisture volume of saturated steam contained in the feed gas.

이러한 이유로 코크스 오븐의 연소 컨트롤이 매우 어렵게 되는 것이다.For this reason, the combustion control of the coke oven becomes very difficult.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 코크스 오븐의 노내 온도 하락이 발생하면 이를 보정하여 균일한 노내 온도로 연소시킬 수 있는 코크스오븐의 연소 방법을 제공함에 그 목적을 두고 있다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide a combustion method of the coke oven that can be burned to a uniform furnace temperature by correcting if the temperature drop in the furnace of the coke oven occurs. have.

이와 같은 목적의 본 발명은 코크스 오븐을 연소함에 있어서 연료가스의 온도 상승시 포화증기가 원인으로 작용하여 노내온도가 하락하면 부족한 열량값을 보상하여 노내온도 하락을 방지할 수 있어서 양질의 코크스를 얻을 수 있다.The present invention for this purpose in the combustion of the coke oven to cause the saturated steam when the temperature of the fuel gas rises to reduce the furnace temperature when the furnace temperature is reduced to prevent the fall in the furnace temperature to obtain a high quality coke Can be.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 연료가스의 온도를 검출하여 센텀 열량보정 적용 스위치(중앙제어부)를 거쳐 연료가스 설정온도를 비교하는 단계와, 비교된 가스 온도값을 열량보정 테이블의 테이블값과 비교하여 해당되는 보정 열량값이 열량 컨트롤러로 입력되고 열량 컨트롤러는 입력된 보정 열량값에 따라 비율계(가스혼합부)를 제어하는 단계와, 입력된 데이터에 따라 비율계가 COG 비율을 추가하기 위하여 코크스 오븐가스 유량 조절밸브를 통해 보정 열량값에 해당하는 코크스 오븐 가스를 더 공급하는 단계로 진행되는 코크스 오븐의 연소 방법을 제안한다.In order to achieve the above object, the present invention, the step of detecting the temperature of the fuel gas and comparing the fuel gas set temperature via a centrifugal calorie correction switch (central control unit), and compares the gas temperature value of the table in the calorific value correction table The corresponding calorific value is input to the calorie controller in comparison with the value, and the calorie controller controls the ratio meter (gas mixing unit) according to the corrected calorific value input, and the ratio meter adds the COG ratio according to the input data. In order to provide a combustion method of a coke oven which proceeds to the step of further supplying the coke oven gas corresponding to the calorific value through the coke oven gas flow control valve.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 연소 방법은, 도 1의 도시와 같이. 온도검출부(10)가 혼합가스 배관에서 연료가스의 온도를 검출하여 중앙제어부(11)로 보내면, 중앙제어부(11)는 이 신호를 비교부(12)로 보내어 계측된 가스 온도를 설정된 가스 온도와 비교하는 단계를 거치게 된다.The combustion method according to the present invention is as shown in FIG. When the temperature detector 10 detects the temperature of the fuel gas in the mixed gas pipe and sends it to the central controller 11, the central controller 11 sends this signal to the comparator 12 so that the measured gas temperature is set to the set gas temperature. There is a comparison step.

비교부(12)는 입력된 신호가 노내온도의 상승을 초래하게 되는 설정 온도 이상으로 판정되면, 열량보정부(13)로 진행하고, 설정 온도 이하로 판정되면 열량 컨트롤러(14)로 진행한다.The comparison unit 12 proceeds to the calorific correction unit 13 when the input signal is determined to be higher than or equal to the set temperature which causes an increase in the furnace temperature, and to the calorific controller 14 when determined to be lower than or equal to the set temperature.

열량보정부(13)에서는 프로그램된 10 단계의 테이블값에 입력된 연료 가스의 온도값을 비교하여 해당하는 보정 열량값을 선정하고, 상기 보정 열량값은 열량 컨트롤러(14)에 입력된다.The calorific correction unit 13 compares the temperature values of the fuel gas input to the programmed table values of 10 steps to select a corresponding calorific value, and the calorific value is input to the calorific value controller 14.

본 발명에서 상기 테이블값은 도 3에 나타낸 조건으로 반영한다. 상기 도 3에서 습분 열량값은 각 온도 구간에서의 수분총열량의 중간값이고, 실적용값은 각 온도 구간에서의 보정 열량값에 대응하는 상수값이다.In the present invention, the table value is reflected under the conditions shown in FIG. In FIG. 3, the moisture content value is a median value of total moisture content in each temperature section, and the performance value is a constant value corresponding to the correction calorific value in each temperature section.

열량 컨트롤러(14)에서는, 비교부(12)로부터의 데이터와 열량보정부(13)에서의 데이터, 그리고 코크스 오븐 가스의 열량 분석기(9)에서 보내지는 데이터를 열량 컨트롤러에서 총합 연산한다.In the calorie controller 14, the calorie controller calculates the data from the comparator 12, the calorie correction unit 13, and the data sent from the calorie analyzer 9 of the coke oven gas.

가스 혼합부(15)는 열량 컨트롤러(14)에서 연산된 데이터에 따라 코크스 오븐 가스 유량 조절밸브(16)를 제어하여 연료를 공급하게 된다.The gas mixing unit 15 supplies fuel by controlling the coke oven gas flow rate control valve 16 according to the data calculated by the calorie controller 14.

이와 같이 본 발명은 혼합가스의 온도를 실시간 체크하고, 예상되는 노내온도 변화를 예측하여 데이터화한 보정 열량값에 따라 코크스 오븐 가스의 공급량을 조절하는 것이며, 상기 보정 열량값을 산출하는 수식은 다음과 같다.As described above, the present invention is to check the temperature of the mixed gas in real time, and to adjust the supply amount of the coke oven gas according to the calorific value calculated by predicting the expected temperature change in the furnace, the formula for calculating the calorific value is as follows. same.

식1) Equation 1)

이론 열량값 Q1(Kcal/N㎥) = L × V - YTheoretical calorific value Q1 (Kcal / N㎥) = L × V-Y

L: 가스 열량값, V: 가스 볼륨, Y: 수분 총열량(잠열에 의한 열손실량)L: Gas calorific value, V: Gas volume, Y: Moisture total heat (heat loss due to latent heat)

보정 열량값 Q2(Kcal/N㎥) = L - Q1Corrected calorific value Q2 (Kcal / N㎥) = L-Q1

식2)Equation 2)

수분 총열량 Y(Kcal/N㎥) = X1 + X2 + X3Moisture Total Heat Y (Kcal / N㎥) = X1 + X2 + X3

X1(Kcal/N㎥): 현재 가스온도 → 100℃ 상승 열량값X1 (Kcal / N㎥): Current gas temperature → 100 ℃ Heat value

X2(Kcal/N㎥): 100℃ 잠열X2 (Kcal / N㎥): latent heat at 100 ℃

X3(Kcal/N㎥): 100℃ → 180℃ 상승 열량값X3 (Kcal / N㎥): Calorific value rise from 100 ℃ to 180 ℃

상술한 본 발명을 코크스 오븐의 연소에 적용한 결과는 다음 표 2와 같이 나타났다. 상기 식에서 이론 열량값은 검출된 혼합가스의 온도에서의 이론상 열량값이고, 보정 열량값은 수분의 열손실에 따라 보정해줘야 하는 열량값이다.The results of applying the present invention described above to the combustion of the coke oven are shown in Table 2 below. In the above formula, the theoretical calorific value is the theoretical calorific value at the detected temperature of the mixed gas, and the calorific value is the calorific value to be corrected according to the heat loss of the moisture.

[표 2]TABLE 2

본 발명의 적용으로 인하여 노내온도 강하 문제가 해결됨을 표 2을 통해 알 수 있다.It can be seen from Table 2 that the problem of the temperature drop in the furnace is solved by the application of the present invention.

실 예로서, 온도 60℃에서의 이론 열량값은 723.27 Kcal/N㎥ 로써 부족분 276.73 Kcal/N㎥의 열량이 요구된다.(폐가스 180℃ 기준)As an example, the theoretical calorific value at a temperature of 60 ° C is 723.27 Kcal / Nm3, and a calorie of 276.73 Kcal / Nm3 is required (based on waste gas 180 ° C).

상기 식, 이론 열량값 Q1 = L × V - Y = 1000 × 0.8036 - 80.414 = 723.27 Kcal/N㎥. 따라서 보정 열량값 Q2 = L - Q1 = 1000-723.27= 276.73 Kcal/N㎥로 된다.The above formula, theoretical calorific value Q1 = L x V-Y = 1000 x 0.8036-80.414 = 723.27 Kcal / Nm 3. Therefore, the corrected calorific value Q2 = L-Q1 = 1000-723.27 = 276.73 Kcal / Nm3.

그러므로 가스온도 60℃인 때는 도 3의 보정 테이블에서 60℃에 해당하는 8스텝의 열량값이 채택되어, 열량 컨트롤러(14)에서 상기 보정 테이블의 8스텝으로 가스 혼합부(15)를 제어하게 되고, 이에 따라 코크스 오븐 가스 유량 조절밸브(16)가 조절되면서 추가 열량분의 가스가 더 공급된다.Therefore, when the gas temperature is 60 ° C., the heat value of 8 steps corresponding to 60 ° C. is adopted in the correction table of FIG. 3, and the calorific value controller 14 controls the gas mixing unit 15 in 8 steps of the correction table. Thus, the coke oven gas flow rate control valve 16 is adjusted while further supplying additional calorific gas.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 코크스 오븐 연소 과정에서 연료가스의 온도 상승시 포화증기에 의한 열량값 하락으로 노내 온도가 떨어져 코크스 품질이 하락하는 현상을, 연료가스 온도에 따라 부족한 열량값을 자동 보상하여 주는 것이므로 노내 온도 하락 현상을 방지할 수 있어서 양질의 코크스를 얻을 수 있는 것이다.As described above, according to the present invention, in the combustion process of the coke oven, when the temperature of the fuel gas rises, the temperature in the furnace drops due to the decrease in the heat value due to the saturated steam, and the coke quality decreases according to the fuel gas temperature. Since it compensates, the temperature drop in the furnace can be prevented, so that high quality coke can be obtained.

Claims

Detecting a temperature of the fuel gas by a temperature detector;

Comparing the detected temperature with a preset temperature in a comparator;

Calculating a calorific value by comparing a gas temperature value input from the comparator with a table value of a calorie correction table when the detected temperature is higher than a preset temperature;

Calculating a supply amount of coke oven gas in a calorie controller according to the calculated calorific value;

Adding a ratio of COG gas in a gas mixing unit to supply the calculated amount of coke oven gas; And

Adjusting a coke oven gas flow control valve to supply the added COG gas;

Combustion method of the coke oven comprising a.