KR101289139B1 - Fuel pre-heating apparatus - Google Patents

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Abstract

연료 예열 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 연료 예열 장치는 소재가열장치로 연료가스를 공급하는 경로상에 다단에 걸쳐 열교환이 이루어지도록 제공되는 다단형 열교환기; 상기 다단형 열교환기의 이상 유무를 감지하는 감지부; 및 상기 다단형 열교환기로 공급되는 경로의 전단부와 후단부 사이를 연결하도록 제공되어 상기 다단형 열교환기의 이상 발생시 상기 연료가스가 상기 다단형 열교환기를 우회하여 공급되도록 제공된 우회공급부;를 포함한다.A fuel preheating device is disclosed. According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel preheating apparatus including a multistage heat exchanger provided to perform heat exchange over multiple stages on a path for supplying fuel gas to a material heating apparatus; Detecting unit for detecting the abnormality of the multi-stage heat exchanger; And a bypass supply part provided to connect between the front end part and the rear end part of the path supplied to the multi-stage heat exchanger so that the fuel gas is supplied by bypassing the multi-stage heat exchanger when an abnormality occurs in the multi-stage heat exchanger.

Description

연료 예열 장치 {FUEL PRE-HEATING APPARATUS}Fuel preheater {FUEL PRE-HEATING APPARATUS}

본 발명은 연속적으로 소재를 가열하도록 제공된 소재가열장치로 연료가스를 공급하는 배관이 막히는 것을 방지하기 위해 연료가스를 예열하여 공급하는 연료 예열 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel preheating device for preheating and supplying fuel gas in order to prevent the piping for supplying fuel gas to the material heating device provided to continuously heat the material.

일반적으로 강판 스트립 등의 소재가 연속적으로 이동시키며 조업하는 소재가열장치는 강판 스트립의 열처리 용도에 적합한 재질을 확보하며, 스트립 표면 환원으로 도금 밀착성을 확보하거나, 스트립의 내부 응력이나 결정조직을 조정하기 위해 일정온도와 분위기에서 스트립을 열처리한 후 냉각시킨다.In general, the material heating device that operates and continuously moves materials such as steel sheet strips secures materials suitable for heat treatment of steel sheet strips, and secures the plating adhesion by reducing the surface of the strip, or adjusts the internal stress or crystal structure of the strip. The heat treatment is performed after cooling the strip at a constant temperature and atmosphere.

이러한 소재가열장치는 내부의 온도를 일정온도로 유지시키기 위해 연료가스를 연소시키고 있다.The material heating device burns fuel gas to maintain the internal temperature at a constant temperature.

한편, 철강업계에서 소재가열장치 등으로 공급되는 연료가스는 코스크 건류 과정에서 발생한 코크스 오븐 가스(Coke Oven Gas : COG)가 주로 사용되고 있다.Meanwhile, in the steel industry, coke oven gas (COG) generated during the coke drying process is mainly used as fuel gas supplied to a material heating device.

그런데, 코크스 오븐 가스에는 부식생성물질과 수분이 다량으로 포함되어 있으며, 이러한 부식생성물질과 수분 등의 영향으로 인해 연료가스를 공급하는 배관에 막힘이 발생하고 있다.However, the coke oven gas contains a large amount of corrosion products and moisture, and clogging occurs in the pipe for supplying fuel gas due to the effects of the corrosion products and moisture.

이와 같이, 연료가스 공급배관에 막힘이 발생하게 되면, 연료 또는 공기의 공급이 원활해지지 않게 되고, 이로 인해 연소불량과 버너 간 연소 불균일 현상이 발생할 수 있으며, 이로 인해 강판 스트립의 온도편차가 발생하거나 생산성 하락 또는 오염물질의 발생 증가 등을 일으키는 원인이 되고 있다.As such, when a blockage occurs in the fuel gas supply pipe, the supply of fuel or air may not be smooth, which may result in a combustion defect and a combustion unevenness between burners, resulting in a temperature variation of the steel strip. It causes a decrease in productivity or an increase in generation of pollutants.

더욱이, 연료가스인 코크스 오븐 가스에는 나프탈렌 등의 타르 분진(Tar mist) 등이 포함되며, 이러한 타르 분진은 점성이 있어 저온에서 배관 표면에 잘 부착되며 탄화반응에 의해 쉽게 고착된다.Furthermore, the coke oven gas, which is a fuel gas, includes tar mist such as naphthalene, and the tar dust is viscous, so it adheres well to the pipe surface at low temperature and is easily fixed by carbonization.

또한, 코크스 오븐 가스에는 황화수소(H2S), 시안화수소 고도합성수(HCN), 암모니아(NH3), 산소(O2), 물(H2O) 등이 포함될 수 있으며, 이들은 철(Fe)과 부식반응하며 철산화물(또는 수산화물), 황화합물, 시안화물 등을 생성하여 연료배관내 퇴적되는 경향이 있다. 더욱이 연료가스로 사용되는 코크스 오븐 가스는 황화수소(H2S)와 철(Fe)의 부식반응이 활발하게 진행되며 연료배관을 막히게 하고 있다.In addition, the coke oven gas may include hydrogen sulfide (H 2 S), hydrogen cyanide highly synthetic water (HCN), ammonia (NH 3 ), oxygen (O 2 ), water (H 2 O), and the like, iron (Fe) Corrosive reactions and iron oxide (or hydroxide), sulfur compounds, cyanide, etc. tend to be deposited in the fuel pipe. Moreover, coke oven gas used as fuel gas is actively corroding hydrogen sulfide (H 2 S) and iron (Fe) and clogging the fuel pipe.

그러나, 종래에는 코크스 오븐 가스에 포함된 타르 분진 또는 부식생성물질, 수분 등을 제거하는데 구조적인 한계가 있으며, 이에 따라 코크스 오븐 가스에 포함된 타르 분진 또는 부식생성물질, 수분 등이 배관에 부착되는 것을 방지하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.However, in the related art, there is a structural limitation in removing tar dust or corrosive substances, water, and the like contained in the coke oven gas. Accordingly, tar dust or corrosive substances, moisture, etc., included in the coke oven gas are attached to the pipe. There is a need for technology development to prevent this.

본 발명의 일 실시예는 코크스 오븐 가스가 연료공급을 위한 배관으로 공급되는 과정에서 예열이 이루어지도록 하여 코크스 오븐 가스에 포함된 타르 분진 또는 부식생성물질, 수분 등이 기화되어 배관 등에 부착되지 않도록 한 연료 예열 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.One embodiment of the present invention is to ensure that the preheating is performed in the process of supplying the coke oven gas to the pipe for fuel supply so that tar dust or corrosion products, moisture, etc. contained in the coke oven gas is not vaporized and attached to the pipe. It is an object to provide a fuel preheating device.

본 발명의 일 측면에 따른 연료 예열 장치는 소재가열장치로 연료가스를 공급하는 경로상에 다단에 걸쳐 열교환이 이루어지도록 제공되는 다단형 열교환기; 상기 다단형 열교환기의 이상 유무를 감지하는 감지부; 및 상기 감지부가 상기 다단형 열교환기의 이상 감지시 상기 연료가스가 상기 다단형 열교환기를 우회하여 공급되도록 제공된 우회공급부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel preheating apparatus including a multistage heat exchanger provided to perform heat exchange over multiple stages on a path for supplying fuel gas to a material heating apparatus; Detecting unit for detecting the abnormality of the multi-stage heat exchanger; And a bypass supply unit provided to detect the abnormality of the multi-stage heat exchanger and supply the fuel gas to bypass the multi-stage heat exchanger.

여기서, 상기 다단형 열교환기는 상기 연료가스를 공급하는 경로상에 제공되어 제1열유체를 이용하여 상기 연료가스를 예열하는 제1열교환기와, 상기 제1열교환기와 연속하여 제공되며 제1열유체보다 고온의 제2열유체를 이용하여 상기 연료가스를 예열하는 제2열교환기를 포함할 수 있다.Here, the multi-stage heat exchanger is provided on a path for supplying the fuel gas and a first heat exchanger for preheating the fuel gas using a first heat fluid, and is provided in series with the first heat exchanger and is provided with a first heat exchanger. It may include a second heat exchanger for preheating the fuel gas using a high temperature second heat fluid.

또한, 상기 제1열유체는 상기 소재가열장치에 의해 가열된 소재를 냉각하며 고온으로 가열될 수 있다.In addition, the first heat fluid may be heated to a high temperature while cooling the material heated by the material heating device.

이러한 상기 제1열유체는 60℃ 내지 100℃로 가열된 유체를 포함할 수 있다.The first heat fluid may include a fluid heated to 60 ℃ to 100 ℃.

또한, 상기 제2열유체는 열원에 의해 가열된 스팀수(steam)를 포함할 수 있다.In addition, the second heat fluid may include steam heated by a heat source.

여기서, 상기 제2열유체는 130℃ 내지 200℃로 가열된 유체를 포함할 수 있다.Here, the second heat fluid may include a fluid heated to 130 ℃ to 200 ℃.

또한, 상기 감지부는 상기 다단형 열교환기의 전단부 및 후단부에 제공된 제1압력센서 및 제2압력센서와, 상기 제1압력센서 및 상기 제2압력센서에 감지된 압력차이에 따른 상기 다단형 열교환기의 이상 유무를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.The sensing unit may include the first pressure sensor and the second pressure sensor provided at the front end and the rear end of the multistage heat exchanger, and the multistage type according to the pressure difference detected by the first pressure sensor and the second pressure sensor. It may include a control unit for determining the abnormality of the heat exchanger.

또한, 상기 우회공급부는 상기 다단형 열교환기의 전단부 및 후단부에서 상기 연료가스를 공급하는 경로상에 제공된 공급배관과 연결하도록 제공된 우회공급배관과, 상기 다단형 열교환기의 전단부와 후단부에서 상기 공급배관을 개폐토록 제공된 제1차단밸브 및 제2차단밸브와, 상기 우회공급배관을 개폐토록 제공된 제3차단밸브를 포함할 수 있다.The bypass supply unit may include a bypass supply pipe provided to be connected to a supply pipe provided on a path for supplying the fuel gas at the front end and the rear end of the multistage heat exchanger, and the front end and the rear end of the multistage heat exchanger. The first blocking valve and the second blocking valve provided to open and close the supply pipe, and the third supply valve may be provided to open and close the bypass supply pipe.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 소재가열장치로 공급되는 연료가스가 예열됨에 따라 코크스 오븐 가스에 포함된 타르 분진이나 부식생성물질 또는 수분 등이 기화된 상태로 공급되어 연료공급배관에 부착되는 것을 방지할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, as the fuel gas supplied to the material heating device is preheated, tar dust or corrosion generating material or water, etc., contained in the coke oven gas are supplied in a vaporized state and attached to the fuel supply pipe. It can prevent.

또한, 본 실시예의 연료 예열 장치는 소재가열장치를 냉각하는 과정 등에서 발생하는 페열을 이용하도록 제공되어 에너지의 소비를 최소화할 수 있어 경제성을 향상시킬 수 있다.In addition, the fuel preheating device of the present embodiment is provided to use the waste heat generated during the process of cooling the material heating device, thereby minimizing the consumption of energy, thereby improving economic efficiency.

또한, 본 실시예의 연료 예열 장치는 코크스 오븐 가스에 포함된 타르 분진이나 부식생성물질 또는 수분 등이 기화된 상태로 공급되어 연소되므로 오염물질의 발생을 줄일 수 있다.In addition, the fuel preheating apparatus of the present embodiment can be reduced in the generation of contaminants because the tar dust, corrosion products or moisture contained in the coke oven gas is supplied and burned in a vaporized state.

도 1은 일반적인 소재 가열장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 예열 장치가 구비된 소재 가열 장치의 배관연결구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 예열 장치의 연결구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 예열 장치를 도시한 정면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 예열 장치를 도시한 단면도.1 is a block diagram of a general material heating apparatus.
2 is a view schematically illustrating a pipe connection structure of a material heating device having a fuel preheating device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view schematically showing a connection structure of a fuel preheating device according to an embodiment of the present invention.
4 is a front view showing a fuel preheating device according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a fuel preheating device according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The shape and the size of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity and the same elements are denoted by the same reference numerals in the drawings.

도 1은 일반적인 소재 가열장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 예열 장치가 구비된 소재 가열 장치의 배관연결구조를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a block diagram of a general material heating apparatus, and FIG. 2 is a view schematically illustrating a pipe connection structure of a material heating apparatus with a fuel preheating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1과 도 2를 참고하면, 본 실시예에서 연료 예열 장치(110)는 소재가열장치(10)로 공급되는 연료를 예열하여 공급하도록 제공될 수 있다.1 and 2, in this embodiment, the fuel preheating device 110 may be provided to preheat and supply fuel supplied to the material heating device 10.

이러한 소재가열장치(10)는 장입대(20), 예열대(30), 가열대(40), 균열대(50) 등의 열처리구간을 포함할 수 있다.The material heating apparatus 10 may include a heat treatment section such as a charging stand 20, a preheating table 30, a heating table 40, a crack table 50, and the like.

또한, 이러한 열처리구간에는 내부 분위기 온도를 일정하게 유지하기 위한 다수의 버너가 구비될 수 있으며, 이러한 버너로 연료가스와 공기를 공급하여 연소가 이루어질 수 있다.In addition, a plurality of burners may be provided in the heat treatment section to maintain a constant internal atmosphere temperature, and combustion may be performed by supplying fuel gas and air to the burners.

소재가열장치(10)로 공급되는 연료가스는 코크스의 건류과정에서 발생된 코크스 오븐 가스(Coke Oven Gas : COG)가 주로 활용될 수 있다.As the fuel gas supplied to the material heating device 10, coke oven gas (COG) generated during the coking process of coke may be mainly used.

이러한 코크스 오븐 가스는 소재가열장치(10)와 코크스 오븐 사이에 설치된 연료공급배관을 통해 공급이 이루어질 수 있다.The coke oven gas may be supplied through a fuel supply pipe installed between the material heating device 10 and the coke oven.

또한, 소재가열장치(10)는 연료공급배관을 통해 공급된 코크스 오븐 가스를 다수의 분기된 배관으로 공급하며, 각각의 분기된 배관의 일측에 제공된 버너에서 공급된 코스크 오븐 가스를 연소시킬 수 있다.In addition, the material heating apparatus 10 may supply the coke oven gas supplied through the fuel supply pipe to the plurality of branched pipes, and burn the coke oven gas supplied from the burner provided at one side of each branched pipe. .

각각의 분기된 배관은 가열조건 등에 따라 굴절된 상태로 제공될 수 있으며, 예열대(30), 가열대(40), 균열대(50) 등의 각 구간에 따라 예상부(32), 가상부(42), 가하부(44), 균상부(52), 균하부(54) 등으로 배열될 수 있다.Each branched pipe may be provided in a refracted state according to heating conditions and the like, and the prediction unit 32 and the virtual unit according to each section of the preheating zone 30, the heating zone 40, the crack zone 50, and the like. 42), the lower portion 44, the upper portion 52, the lower portion 54 and the like can be arranged.

한편, 본 실시예의 연료 예열 장치(110)는 소재가열장치(10)로 연료가스인, 코크스 오븐 가스를 공급하는 경로상에 제공될 수 있다.On the other hand, the fuel preheating device 110 of the present embodiment may be provided on the path for supplying the coke oven gas, which is fuel gas to the material heating device 10.

즉, 본 실시예의 연료 예열 장치(110)는 소재가열장치(10)의 전단부에서 코크스 오븐 가스를 공급하는 공급배관(12)에 설치될 수 있으며, 소재가열장치(10)로 공급되는 코크스 오븐 가스가 예열된 상태로 공급되도록 할 수 있다.That is, the fuel preheater 110 of the present embodiment may be installed in the supply pipe 12 for supplying the coke oven gas at the front end of the material heating device 10, the coke oven is supplied to the material heating device 10. The gas can be supplied preheated.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 예열 장치의 연결구조를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a view schematically showing a connection structure of a fuel preheating device according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 본 실시예의 연료 예열 장치(110)는 소재가열장치(10)로 코크스 오븐 가스를 공급하는 공급배관(12)에 다단에 걸쳐 열교환이 이루어지도록 제공된 다단형 열교환기(120)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 3, the fuel preheater 110 of the present embodiment is a multi-stage heat exchanger 120 provided so that the heat exchange is carried out in multiple stages to the supply pipe 12 for supplying the coke oven gas to the material heating device 10. It may include.

일례로, 다단형 열교환기(120)는 코크스 오븐 가스를 공급하는 공급배관(12)의 일측에 제공되어 제1열유체를 이용하여 코크스 오븐 가스를 연료가스를 예열하는 제1열교환기(122)를 포함할 수 있다.In one example, the multi-stage heat exchanger 120 is provided on one side of the supply pipe 12 for supplying the coke oven gas to the first heat exchanger 122 for preheating the fuel gas to the coke oven gas using the first heat fluid. It may include.

또한, 다단형 열교환기(120)는 제1열교환기(122)에 연속하여 제공되는 제2열교환기(126)를 포함할 수 있다. 제2열교환기(126)는 제1열교환기(122)로 공급되는 제1열유체 보다 고온으로 공급되는 제2열유체를 이용하여 코크스 오븐 가스를 예열하도록 제공될 수 있다.In addition, the multi-stage heat exchanger 120 may include a second heat exchanger 126 provided continuously to the first heat exchanger 122. The second heat exchanger 126 may be provided to preheat the coke oven gas using the second heat fluid supplied at a higher temperature than the first heat fluid supplied to the first heat exchanger 122.

본 실시예에서 제1열유체는 소재가열장치(10)에 의해 가열된 소재를 냉각하도록 제공되는 냉각수를 포함할 수 있으며, 이러한 냉각수는 소재를 냉각하는 과정에서 고온으로 가열될 수 있다.In this embodiment, the first heat fluid may include a cooling water provided to cool the material heated by the material heating device 10, and the cooling water may be heated to a high temperature in the process of cooling the material.

즉, 소재가열장치(10)는 소재를 각각의 과정에 맞춰 열처리가 진행될 수 있으며, 이러한 과정에서 고온으로 가열된 소재를 냉각하여 최종적인 제품의 형태로 제조할 수 있다. 이때, 소재가열장치(10)는 고온으로 가열된 소재를 냉각수가 통과하도록 제공된 냉각대를 통과하며 냉각시킬 수 있다.That is, the material heating apparatus 10 may be heat-treated according to each process of the material, in this process can be manufactured in the form of the final product by cooling the material heated to a high temperature. In this case, the material heating apparatus 10 may cool the material heated to a high temperature through a cooling stand provided to pass the cooling water.

한편, 소재가열장치(10)의 냉각대에서 소재를 냉각하는 과정에서 소재와 열교환되어 가열되는 냉각수, 즉 제1열유체는 약 60℃ 내지 100℃로 가열될 수 있다.On the other hand, in the process of cooling the material in the cooling zone of the material heating apparatus 10, the cooling water, that is, the first heat fluid that is heated by heat exchange with the material may be heated to about 60 ℃ to 100 ℃.

본 실시예에서 제1열유체는 소재가열장치(10)에서 소재를 냉각하는 과정에서 가열되는 것으로 설명하고 있으나, 제1열유체를 가열하는 열원이나 열교환수단은 한정되지 않으며 다양하게 변형될 수 있다. 일례로 제1열유체는 별도의 히팅장치에 의해 가열된 상태로 공급될 수 있으며, 다른 로내의 설비 등을 냉각하는 과정에서 가열된 상태로 공급되는 것도 가능하다.In the present embodiment, the first heat fluid is described as being heated in the process of cooling the material in the material heating device 10, but the heat source or heat exchange means for heating the first heat fluid is not limited and may be variously modified. . For example, the first heat fluid may be supplied in a heated state by a separate heating device, or may be supplied in a heated state in the course of cooling equipment in another furnace.

이와 같은 과정을 거쳐 약 제1열유체는 약 93℃로 가열되고, 이후 제1열유체는 제1열교환기(122)의 제1유입구(123)로 공급된 후, 공급배관(12)을 통과하는 코크스 오븐 가스와 열교환이 이루어진다.Through this process, the first heat fluid is heated to about 93 ° C., and then the first heat fluid is supplied to the first inlet 123 of the first heat exchanger 122, and then passes through the supply pipe 12. The heat exchange with the coke oven gas is made.

그리고, 제1열교환기(122)에서 코크스 오븐 가스와 열교환된 제1열유체는 약 91℃ 정도의 온도로 냉각된 후, 제1배출구(124)를 통해 외부로 배출될 수 있다.In addition, the first heat fluid heat-exchanged with the coke oven gas in the first heat exchanger 122 may be cooled to a temperature of about 91 ° C., and then discharged to the outside through the first outlet 124.

이와 같이, 외부로 배출된 제1열유체는 다시 소재가열장치(10)에 의해 가열된 소재와 열교환되어 가열되는 과정을 거친 후 다시 제1열교환기(122)로 공급되는 순환사이클을 이루거나, 외부로 배출될 수 있다.As such, the first heat fluid discharged to the outside undergoes a circulating cycle in which heat is exchanged with the material heated by the material heating device 10 to be heated and then supplied to the first heat exchanger 122 again. It can be discharged to the outside.

이때, 코크스 오븐 가스는 제1열교환기(122)의 전단부로 상온에 근접한 온도, 일례로 약 27℃로 공급될 수 있다. 그리고, 코크스 오븐 가스는 제1열교환기(122)에서 제1열유체와 열교환됨에 따라 제1열교환기(122)의 출측에서 약 60℃ 정도로 예열된 상태로 배출될 수 있다.In this case, the coke oven gas may be supplied to a front end of the first heat exchanger 122 at a temperature close to room temperature, for example, about 27 ° C. As the coke oven gas is heat-exchanged with the first heat fluid in the first heat exchanger 122, the coke oven gas may be discharged in a preheated state at about 60 ° C. at the exit side of the first heat exchanger 122.

전술된 바와 같이 제1열교환기(122)에서 1차적으로 예열된 코크스 오븐 가스는 공급배관(12)을 통해 계속 진행될 수 있으며, 제1열교환기(122)와 연속적으로 배치되는 제2열교환기(126)에 의해 2차 예열이 이루어질 수 있다.As described above, the coke oven gas preheated primarily in the first heat exchanger 122 may continue through the supply pipe 12, and the second heat exchanger continuously disposed with the first heat exchanger 122 ( Secondary preheating can be achieved by means of 126.

제2열교환기(126)은 제1열교환기(122)의 출측단과 연속적으로 배치되며, 제1열유체보다 고온인 제2유체를 이용하여 공급배관(12)을 통과하는 코크스 오븐 가스와 열교환이 이루어질 수 있다.The second heat exchanger 126 is continuously disposed with the exit end of the first heat exchanger 122, and the heat exchange with the coke oven gas passing through the feed pipe 12 using a second fluid that is higher than the first heat fluid is performed. Can be done.

일례로, 제2열교환기(126)의 제2유입구(127)를 통해 유입된 제2열유체는 별도의 열원에 의해 가열되어 공급될 수 있다.For example, the second heat fluid introduced through the second inlet 127 of the second heat exchanger 126 may be heated and supplied by a separate heat source.

이때, 제2열유체는 열원에 의해 가열된 스팀수를 포함할 수 있으며, 이러한 스팀수는 약 130℃ 내지 200℃로 가열된 상태로 공급될 수 있다.In this case, the second heat fluid may include steam water heated by a heat source, and the steam water may be supplied while heated to about 130 ° C to 200 ° C.

본 실시예에서 제2열유체인 스팀수는, 약 170℃로 가열되어 공급될 수 있으며, 제2열교환기(126)의 제2유입구(127)를 통해 공급된 후 공급배관(12)을 통과하는 코크스 오븐 가스와 열교환이 이루어질 수 있다.Steam water, which is the second heat fluid in this embodiment, may be heated and supplied to about 170 ° C., and is supplied through the second inlet 127 of the second heat exchanger 126 and then passes through the supply pipe 12. Heat exchange with the coke oven gas can be made.

그리고, 코크스 오븐 가스와 열교환이 이루어진 제2열유체는 제2열교환기(126)에 제공된 제2배출구(128)를 통해 외부로 배출될 수 있다.In addition, the second heat fluid that has undergone heat exchange with the coke oven gas may be discharged to the outside through the second outlet 128 provided in the second heat exchanger 126.

이때, 제2열유체는 다시 가열된 후, 제2유입구(127)로 공급되는 순환 사이클을 이룰 수 있으며, 별도의 시설 등으로 배출되는 것도 가능하다.In this case, the second heat fluid may be heated again, and then may form a circulation cycle supplied to the second inlet 127, and may be discharged to a separate facility.

한편, 코크스 오븐 가스는 제1열교환기(122)를 통과하며 약 60℃로 예열된 후 제2열교환기(126)의 입측을 통과하게 되며, 제2열교환기(126)에서 제2열유체와 열교환이 이루어져 출측에서 약 130℃ 정도로 2차 예열된 상태로 배출될 수 있다.Meanwhile, the coke oven gas passes through the first heat exchanger 122 and is preheated to about 60 ° C., and then passes through the inlet side of the second heat exchanger 126. The heat exchange may be discharged in a secondary preheated state at about 130 ℃ at the exit side.

이와 같이 본 실시예에서 연료 예열 장치(110)는 제1열유체를 가열하는 1차 예열과정에서 약 1,000kg/Hr의 열량이 소요될 수 있고, 1차 예열과정에서 소요되는 열량은 소재를 냉각하는 과정에서 얻는 폐열을 이용할 수 있다.As such, the fuel preheating device 110 in the present embodiment may require about 1,000 kg / Hr of heat in the first preheating process of heating the first heat fluid, and the amount of heat required in the first preheating process cools the material. Waste heat from the process can be used.

또한, 연료 예열 장치(110)는 제2열유체를 가열하는 2차 예열과정에서 약 1,350kg/Hr의 열량이 소요될 수 있다.In addition, the fuel preheater 110 may require about 1,350 kg / Hr of heat in the second preheating process of heating the second heat fluid.

본 실시예에서 연료 예열 장치(110)는 상대적으로 저온인 1차 열교환단계에서는 폐열을 이용하도록 하고, 상대적으로 고온인 2차 열교환단계에서만 제2열유체의 가열을 위해 1,350kg/Hr의 열량만을 소비할 수 있으며, 이는 동일한 조건에서 폐열을 이용하지 않는 열교환방식의 연료 예열 장치에서 소요되는 열량인 1,918kg/Hr에 비해 약 30%의 절감효과를 얻을 수 있다.In the present embodiment, the fuel preheater 110 uses waste heat in the relatively low temperature primary heat exchange step, and only 1,350 kg / Hr of heat for heating the second heat fluid only in the relatively high temperature secondary heat exchange step. This can save about 30% compared to 1,918 kg / Hr, which is the heat consumed by the heat-exchanging fuel preheater without waste heat under the same conditions.

또한, 본 실시예에서 공급배관(12) 중 다단형 열교환기(120) 내부에 위치되는 부분은 열교환 효율을 높이기 위해 다수로 분기된 세류관(14)으로 제공될 수 있다.In addition, in the present embodiment, the portion located inside the multi-stage heat exchanger 120 of the supply pipe 12 may be provided as a plurality of branching pipes 14 to increase the heat exchange efficiency.

한편, 본 실시예에서 연료 예열 장치(110)는 다단형 열교환기(120)를 통과하는 공급배관(12) 또는 다단형 열교환기(120)의 내부에 크랙(crack) 등이 발생할 수 있으며, 이와 같이 크랙이 발생할 경우 제1열유체 또는 제2열유체에 포함된 수분이 코크스 오븐 가스에 포함되어 분진 등을 고착시킬 수 있다.On the other hand, in the present embodiment, the fuel preheating device 110 may have a crack or the like inside the supply pipe 12 or the multi-stage heat exchanger 120 passing through the multi-stage heat exchanger 120. As such, when cracks occur, moisture included in the first heat fluid or the second heat fluid may be included in the coke oven gas to fix the dust and the like.

따라서, 본 실시예의 연료 예열 장치(110)는 다단형 열교환기(120)의 이상 유무를 감지하는 감지부가 구비될 수 있다.Therefore, the fuel preheating device 110 of the present embodiment may be provided with a sensing unit for detecting the abnormality of the multi-stage heat exchanger 120.

이러한 감지부는 다단형 열교환기(120)의 전단부 및 후단부에 각각 제공된 제1압력센서(132) 및 제2압력센서(134)를 포함할 수 있다.The sensing unit may include a first pressure sensor 132 and a second pressure sensor 134 provided at front and rear ends of the multi-stage heat exchanger 120, respectively.

또한, 감지부는 제1압력센서(132) 및 제2압력센서(134)에 감지된 압력차이에 따라 다단형 열교환기(120)의 이상 유무를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.In addition, the detection unit may include a control unit for determining whether the multi-stage heat exchanger 120 is abnormal according to the pressure difference detected by the first pressure sensor 132 and the second pressure sensor 134.

제어부는 제1압력센서(132) 및 제2압력센서(134)에 감지된 압력값으로부터 다단형 열교환기(120)의 전단부와 후단부 사이의 압력차이를 측정할 수 있고, 이와 같이 측정되는 압력차이가 설정값을 벗어나면 다단형 열교환기(120)가 이상상태라고 판단할 수 있다.The controller may measure the pressure difference between the front end and the rear end of the multi-stage heat exchanger 120 from the pressure values sensed by the first pressure sensor 132 and the second pressure sensor 134, and thus measured When the pressure difference is outside the set value, it may be determined that the multi-stage heat exchanger 120 is in an abnormal state.

일례로, 정상상태시 다단형 열교환기(120)의 전단부 및 후단부의 압력은 약 1,300mmH2O로 유지될 수 있다.For example, the pressure at the front and rear ends of the multi-stage heat exchanger 120 may be maintained at about 1,300 mmH 2 O in a steady state.

한편, 제어부는 제1압력센서(132) 또는 제2압력센서(134)에 감지되는 압력값이 1,500mmH2O 이상이거나, 제1압력센서(132)와 제2압력센서(134) 사이의 압력차가 100mmH2O 이상일 경우, 공급배관(12) 또는 다단형 열교환기(120)에 크랙 등으로 인한 이상상태임을 판단할 수 있다.On the other hand, the controller is a pressure value detected by the first pressure sensor 132 or the second pressure sensor 134 is 1,500mmH 2 O or more, or the pressure between the first pressure sensor 132 and the second pressure sensor 134 If the difference is more than 100mmH 2 O, it can be determined that the abnormal state due to cracks in the supply pipe 12 or the multi-stage heat exchanger 120.

즉, 공급배관(12) 또는 다단형 열교환기(120)에 내부 크랙이 발생하면, 제1열유체 또는 제2열유체가 공급배관(12)으로 누출되며 내부 압력을 증가시키게 된다.That is, when an internal crack occurs in the supply pipe 12 or the multi-stage heat exchanger 120, the first heat fluid or the second heat fluid leaks into the supply pipe 12 and increases the internal pressure.

또한, 감지부는 제어부에 의해 다단형 열교환기(120)의 이상이 감지되면 이를 작업자에게 알리기 위한 경보시설 등이 더 구비될 수 있다.In addition, the sensing unit may be further provided with an alarm facility for informing the operator when the abnormality of the multi-stage heat exchanger 120 is detected by the control unit.

또한, 연료 예열 장치(110)는 감지부에 의해 다단형 열교환기(120)의 이상이 감지되면, 코크스 오븐 가스가 다단형 열교환기(120)를 우회하여 공급되도록 제어할 수 있다.In addition, when the abnormality of the multi-stage heat exchanger 120 is detected by the detector, the fuel preheater 110 may control the coke oven gas to be supplied by bypassing the multi-stage heat exchanger 120.

이를 위해, 연료가스 공급배관(12)은 다단형 열교환기(120)로 공급되는 경로의 전단부와 후단부 사이를 연결하는 우회공급부가 제공될 수 있다.To this end, the fuel gas supply pipe 12 may be provided with a bypass supply for connecting between the front end and the rear end of the path supplied to the multi-stage heat exchanger (120).

우회공급부는 다단형 열교환기(120)의 전단부와 후단부에 각각 제공된 제1차단밸브(133) 및 제2차단밸브(135)를 포함할 수 있다. 또한, 다단형 열교환기(120)의 전단부 및 후단부에서 공급배관과 연결하도록 제공된 우회공급배관(136)을 포함할 수 있다. 일례로, 우회공급배관(136)은 제1차단밸브(133)가 제공된 공급배관(12)의 전단부 또는 제2차단밸브(135)가 제공된 공급배관(12)의 후단부에 각각 연결될 수 있다.The bypass supply unit may include a first cutoff valve 133 and a second cutoff valve 135 provided at front and rear ends of the multi-stage heat exchanger 120, respectively. In addition, the front end and the rear end of the multi-stage heat exchanger 120 may include a bypass supply pipe 136 provided to connect with the supply pipe. For example, the bypass supply pipe 136 may be connected to the front end of the supply pipe 12 provided with the first blocking valve 133 or the rear end of the supply pipe 12 provided with the second blocking valve 135, respectively. .

이와 같이, 감지부는 다단형 열교환기(120)의 이상이 감지되면, 다단형 열교환기를 통과하도록 공급배관(12) 상에 제공된 제1차단밸브(133) 및 제2차단밸브(135)를 차단하고, 우회공급배관(136)에 제공된 제3차단밸브(137)을 개방하여 코크스 오븐 가스가 우회공급배관(136)을 통해 다단열 열교환기(120)를 우회하여 공급되도록 할 수 있다.
As such, when the detection unit detects an abnormality of the multi-stage heat exchanger 120, the detection unit blocks the first and second shut-off valves 133 and 135 provided on the supply pipe 12 to pass through the multi-stage heat exchanger. In addition, the third cutoff valve 137 provided to the bypass supply pipe 136 may be opened so that the coke oven gas may be supplied by bypassing the multi-stage heat exchanger 120 through the bypass supply pipe 136.

전술된 바와 같이 구성된 연료 예열 장치(110)는 연료가스인 코크스 오븐 가스 중에 포함된 부식생성물질과 수분 등이 기화된 상태로 소재가열장치(10)로 공급될 수 있으며, 이에 따라 공급배관(12)에 부식생성물질과 수분 등의 부착으로 인한 배관막힘을 방지할 수 있어 각각의 버너에서 연소상태를 균일하게 유지할 수 있다.The fuel preheating device 110 configured as described above may be supplied to the material heating device 10 in a state in which the corrosion product and the water contained in the coke oven gas, which is fuel gas, are vaporized, and thus the supply pipe 12 It can prevent the blockage of pipes due to adhesion of corrosion products and moisture to the burner, so that the combustion state can be maintained uniformly at each burner.

또한, 본 실시예의 연료 예열 장치(110)는 연료가스의 예열이 다단으로 이루어지며, 일례로 1단 예열시 폐열을 이용하여 연료가스를 예열하도록 제공되어 낭비되는 에너지를 재활용할 수 있으며, 예열을 위해 추가적인 연료의 소비를 줄일 수 있어 경제성을 향상시킬 수 있다.
In addition, the fuel preheating device 110 of the present embodiment is preheated of the fuel gas is made of a multi-stage, for example, it is provided to preheat the fuel gas by using the waste heat during the first stage preheating can be recycled waste energy, preheating To reduce the consumption of additional fuel can improve the economics.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims and their equivalents. It will be clear to those who have knowledge.

10 : 소재가열장치 12 : 공급배관
20 : 장입대 30 : 예열대
40 : 가열대 50 : 균열대
110 : 연료 예열 장치 120 : 다단형 열교환기
122 : 제1열교환기 123 : 제1유입구
124 : 제1배출구 126 : 제2열교환기
127 : 제2유입구 128 : 제2배출구
132 : 제1압력센서 133 : 제1차단밸브
134 : 제2압력센서 135 : 제2차단밸브
136 : 우회공급배관 137 : 제3차단밸브10: material heating device 12: supply piping
20: charging unit 30: preheating table
40: heating zone 50: cracking zone
110: fuel preheater 120: multi-stage heat exchanger
122: first heat exchanger 123: first inlet
124: first outlet 126: second heat exchanger
127: second inlet 128: second outlet
132: first pressure sensor 133: first shut-off valve
134: second pressure sensor 135: second shut-off valve
136: bypass supply piping 137: third blocking valve

Claims (8)

소재가열장치로 연료가스를 공급하는 경로상에 다단에 걸쳐 열교환이 이루어지도록 제공되는 다단형 열교환기;
상기 다단형 열교환기의 이상 유무를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부가 상기 다단형 열교환기의 이상 감지시 상기 연료가스가 상기 다단형 열교환기를 우회하여 공급되도록 제공된 우회공급부;
를 포함하는 연료 예열 장치.A multi-stage heat exchanger provided to perform heat exchange in multiple stages on a path for supplying fuel gas to the material heating apparatus;
Detecting unit for detecting the abnormality of the multi-stage heat exchanger; And
A bypass supply unit provided with the detection unit to supply the fuel gas bypassing the multi-stage heat exchanger upon detecting an abnormality of the multi-stage heat exchanger;
Fuel preheating device comprising a. 청구항 1에 있어서, 상기 다단형 열교환기는
상기 연료가스를 공급하는 경로상에 제공되어 제1열유체를 이용하여 상기 연료가스를 예열하는 제1열교환기와,
상기 제1열교환기와 연속하여 제공되며 제1열유체보다 고온의 제2열유체를 이용하여 상기 연료가스를 예열하는 제2열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 예열 장치.The method of claim 1, wherein the multi-stage heat exchanger
A first heat exchanger provided on a path for supplying the fuel gas and preheating the fuel gas by using a first heat fluid;
And a second heat exchanger provided in series with the first heat exchanger to preheat the fuel gas using a second heat fluid that is hotter than the first heat fluid. 청구항 2에 있어서,
상기 제1열유체는 상기 소재가열장치에 의해 가열된 소재를 냉각하며 고온으로 가열되는 것을 특징으로 하는 연료 예열 장치.The method according to claim 2,
The first heat fluid is a fuel preheating device, characterized in that heated to a high temperature while cooling the material heated by the material heating device. 청구항 3에 있어서,
상기 제1열유체는 60℃ 내지 100℃로 가열된 유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 예열 장치.The method according to claim 3,
The first heat fluid is a fuel preheating device, characterized in that it comprises a fluid heated to 60 ℃ to 100 ℃. 청구항 2에 있어서,
상기 제2열유체는 열원에 의해 가열된 스팀수(steam)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 예열 장치.The method according to claim 2,
And said second heat fluid comprises steam heated by a heat source. 청구항 5에 있어서,
상기 제2열유체는 130℃ 내지 200℃로 가열된 유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 예열 장치.The method according to claim 5,
The second heat fluid is a fuel preheating device, characterized in that it comprises a fluid heated to 130 ℃ to 200 ℃. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감지부는
상기 다단형 열교환기의 전단부 및 후단부에 제공된 제1압력센서 및 제2압력센서와,
상기 제1압력센서 및 상기 제2압력센서에 감지된 압력차이에 따른 상기 다단형 열교환기의 이상 유무를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 예열 장치.The method of claim 1, wherein the sensing unit
A first pressure sensor and a second pressure sensor provided at front and rear ends of the multi-stage heat exchanger;
And a controller for determining whether there is an abnormality in the multi-stage heat exchanger according to the pressure difference sensed by the first pressure sensor and the second pressure sensor. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 우회공급부는
상기 다단형 열교환기의 전단부 및 후단부에서 상기 연료가스를 공급하는 경로상에 제공된 공급배관과 연결하도록 제공된 우회공급배관과,
상기 다단형 열교환기의 전단부와 후단부에서 상기 공급배관을 개폐토록 제공된 제1차단밸브 및 제2차단밸브와,
상기 우회공급배관을 개폐토록 제공된 제3차단밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 예열 장치.The bypass supply unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the bypass supply unit
A bypass supply pipe provided to connect with a supply pipe provided on a path for supplying the fuel gas at the front end and the rear end of the multi-stage heat exchanger;
A first blocking valve and a second blocking valve provided to open and close the supply pipe at the front end and the rear end of the multi-stage heat exchanger;
And a third shut-off valve provided to open and close the bypass supply pipe.
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