KR101483971B1 - air-fuel ratio control module depending on heating value change, a control apparatus and system including it, a control method using it - Google Patents
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Abstract
상술한 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명에 따른 발열량 변동 공연비 제어 모듈은, 공기 공급라인에 설치되는 제1밸브, 연료가스 공급라인에 설치되며, 상기 공기 공급라인의 제1밸브를 통과한 공기의 압력을 연동하며, 상기 연결된 공기의 압력에 따라 상기 연료가스 공급라인의 개폐 정도를 제어하는 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator), 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)를 통과한 연료가스의 공급량을 추가로 제어하는 미세조절밸브를 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, the present invention provides an air-fuel ratio control system for an internal combustion engine, comprising: a first valve installed in an air supply line; a first valve installed in a fuel gas supply line; A pressure ratio regulator type regulator for controlling the degree of opening and closing of the fuel gas supply line according to the pressure of the connected air and a control valve for controlling the opening degree of the fuel gas passing through the pressure ratio regulator And a fine regulating valve for further controlling the supply amount.
Description
본 발명은 발열량 변동 공연비 제어 모듈, 이를 포함하는 공연비 제어 장치와 시스템 및 이를 이용한 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료가스 공급라인의 후단부에 설치되어 정밀한 공연비 제어를 가능케 하는 발열량 변동 대응 공연비 제어 모듈, 이를 포함하는 공연비 제어 장치와 시스템 및 이를 이용한 제어 방법.
[0001] The present invention relates to a heat generation variable air-fuel ratio control module, an air-fuel ratio control system and a control method using the same, and more particularly, Control module, air - fuel ratio control device and system including the same, and control method using the same.
공연비(air fuel ratio)라 함은 공기와 연료의 비율을 의미한다. 이론 공연비라 함은 연료가 완전히 연소되기 위하여 이론상 과부족이 없는 상태의 공연비를 말한다.Air fuel ratio means the ratio of air to fuel. Theoretical performance ratio refers to the air-fuel ratio in a state where the fuel is completely burned and theoretically has no excess.
가열 공정, 열처리 공정 등에 사용되는 가열로에 있어서는 일반적으로 온도제어기 등의 마스터 제어기가 구비된다. 이러한 제어기에 있어서는 일반적으로 기 설정된 적정 공연비를 유지하기 위하여 온도제어 등에 요구되는 연료가스의 공급량을 조절하고, 이에 비례하여 연소에 사용되는 공기의 공급량을 조절하는 방식으로 공연비 제어가 이루어진다. 다른 한편으로는 연료가스 및 공기의 공급량을 동시에 조절하거나, 또 다른 한편으로는 공기의 공급량을 선 조절하고 이에 비례하여 연료가스의 공급량을 조절하는 방식이 있다. 위 세 가지 경우 모두 고정된 공연비를 기준으로 연료가스와 공기의 공급량이 제어되는 점은 다르지 않다.
In a heating furnace used for a heating process or a heat treatment process, a master controller such as a temperature controller is generally provided. In this controller, the air-fuel ratio control is performed in such a manner that the supply amount of the fuel gas required for the temperature control or the like is adjusted in order to maintain a predetermined optimum air-fuel ratio and the supply amount of air used for combustion is controlled in proportion thereto. On the other hand, there is a method of adjusting the supply amount of the fuel gas and air at the same time or adjusting the supply amount of the air and adjusting the supply amount of the fuel gas in proportion thereto. In all three cases, the supply of fuel gas and air is controlled based on the fixed air-fuel ratio.
상술한 종래의 공연비 제어 방식은 공급되는 연료가스의 가스 조성 및 발열량이 일정함을 기준으로 마련된 것으로서 미리 설정된 공연비를 기준으로 연료가스 및 공기의 공급량이 조절되므로, 연료가스의 조성 및 그에 따른 발열량이 운용과정에서 변동될 경우, 변동되는 가스조성 및 발열량에 대응되는 적정 공연비를 유지할 수 없는 문제점이 있다.The conventional air-fuel ratio control method is based on the fact that the gas composition and the calorific value of the supplied fuel gas are constant, and the supply amount of the fuel gas and air is adjusted based on the air-fuel ratio set in advance. There is a problem that the proper air-fuel ratio corresponding to the fluctuating gas composition and the calorific value can not be maintained.
가열공정에 있어서는, 가열로 내부의 산소, 일산화 탄소, 이산화탄소, 온도 등의 분위기 조건이 제품의 품질에 결정적인 영향을 미치게 되며, 이러한 분위기 조건의 제어는 결국 공연비 제어로 귀결된다. In the heating process, atmospheric conditions such as oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, and temperature inside the heating furnace have a decisive influence on the quality of the product, and control of such atmospheric conditions results in air-fuel ratio control.
그러나, 종래의 일반적인 가열로의 제어 방식은 고정된 공연비를 기준으로 연료가스 및 공기를 제어하므로, 공급되는 연료가스의 가스조성 및 발열량이 변경될 경우 고정된 공연비와 실제 요구되는 공연비는 상당한 차이를 나타내게 되며, 결과적으로 분위기 조건 또한 실제 요구되는 분위기 조건과 상당한 차이를 나타내는 문제점이 발생된다.However, in the conventional control method of the heating furnace, since the fuel gas and the air are controlled based on the fixed air-fuel ratio, when the gas composition and the calorific value of the supplied fuel gas are changed, a fixed air- As a result, there arises a problem that the atmospheric condition also significantly differs from the actually required atmospheric condition.
이러한 문제점은 가스 공급이 표준 발열량 제도에서 가변 발열량 제도로 변하게 됨에 따라서 더욱 가중될 것으로 예상된다.This problem is expected to increase further as the gas supply shifts from standard calorific values to variable calorific values.
또한, 종래의 일반적인 공기/ 연료 비례제어 방식의 공연비 제어 모듈에 있어서는 연료가스 공급라인에서의 정밀한 연료가스 공급량의 제어가 미흡하여 결과적으로 설정된 공연비를 벗어나게 되는 문제점이 있었다.Further, in the conventional air / fuel ratio control type air / fuel ratio control system, there is a problem that the control of the fuel gas supply amount in the fuel gas supply line is insufficient, resulting in deviation from the set air-fuel ratio.
도 1은 종래의 공기/연료 비례 제어 방식의 공연비 제어 모듈을 나타내는 구성도에 해당한다. 종래의 공연비 제어 모듈은 공기 공급라인에 설치되는 모터밸브, 연료가스 공급라인에 설치되는 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)를 설치하고 상기 모터밸브를 통과한 공기의 압력을 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)에 연동시켜 상기 공기의 압력에 비례하여 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)의 개폐량을 자동으로 조절하는 방식에 해당한다.1 is a block diagram showing a conventional air / fuel ratio control type air / fuel ratio control module. The conventional air-fuel ratio control module is provided with a motor valve installed in an air supply line, a pressure ratio regulator provided in a fuel gas supply line, and a pressure ratio regulator control valve and the amount of opening and closing of the pressure ratio regulator type regulator is automatically adjusted in proportion to the pressure of the air in conjunction with the ratio regulator.
이 경우, 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)의 성능에 따라 공연비 제어 성능에 많은 차이를 보일 뿐만 아니라, 온도 범위에 따라서 제어 성능이 불규칙한 문제점이 있었으며, 시간이 지남에 따라서 비례제어밸브, 즉 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)의 성능이 떨어서 처음 설정된 공연비를 벗어나게 되는 문제점이 있었다. 이와 같이 설정된 공연비를 벗어나게 될 경우, 연소 효율의 저하뿐만 아니라 분위기가스 조정의 변화로 인하여 공정의 결과물에 치명적인 결함을 야기하게 된다.In this case, not only is there a large difference in the air-fuel ratio control performance depending on the performance of the pressure ratio regulator type regulator, but also there is a problem that the control performance is irregular according to the temperature range. There is a problem that the performance of the regulator-type control regulator is deteriorated to deviate from the initially set air-fuel ratio. If the air-fuel ratio deviates from the set air-fuel ratio as described above, it causes fatal defects in the result of the process due to a change in the atmospheric gas adjustment as well as a decrease in the combustion efficiency.
심지어는, 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)의 성능이 온전하다 하더라도 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)는 발열량 변동까지 대응하며 제어할 수 없으므로, 로 내의 분위기가스 조성이 달라져 공정의 결과물에 결함이 야기되는 문제점은 여전히 존재하게 된다.
Even if the ratio regulator's ratio regulator performance is perfect, the pressure ratio regulator control regulator can not cope with the fluctuation of the calorific value. Therefore, the composition of the atmospheric gas in the furnace changes, This problem still exists.
선행문헌 한국공개특허 제10-2012-0112104호
Prior Art Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0112104
본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위하여 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)을 발열량 변동 대응 공연비 조정이 가능한 공연비 제어 모듈 및 이를 포함하는 공연비 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이와 동시에, 공급되는 연료가스의 발열량 변동에 따라 적정 공연비를 실시간으로 제어함으로써 가열로의 성능을 크게 향상시킬 수 있는 발열량 변동 공연비 제어 모듈 및 이를 포함하는 공연비 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide an air-fuel ratio control module capable of adjusting a calorific value variation corresponding air-fuel ratio by a pressure ratio regulator type ratio regulator, and an air-fuel ratio control device and a control method including the same. Also, at the same time, there is provided a heat generation variable air-fuel ratio control module capable of largely improving the performance of a heating furnace by controlling an appropriate air-fuel ratio in real time according to a variation in calorific value of supplied fuel gas, and an air- The purpose.
상술한 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명에 따른 발열량 변동 공연비 제어 모듈은, 공기 공급라인에 설치되는 제1밸브, 연료가스 공급라인에 설치되며, 상기 공기 공급라인의 제1밸브를 통과한 공기의 압력과 연동하며 상기 연결된 공기의 압력에 따라 상기 연료가스 공급라인의 개폐 정도를 제어하는 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator), 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)를 통과한 연료가스의 공급량을 추가로 제어하는 미세조절밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides an air-fuel ratio control system for an internal combustion engine, comprising: a first valve installed in an air supply line; a first valve installed in a fuel gas supply line; A pressure ratio regulator type regulator for controlling the opening and closing degree of the fuel gas supply line according to the pressure of the connected air in conjunction with the pressure of the fuel gas supplied through the pressure ratio regulator, And a micro-control valve for controlling the micro-control valve.
그리고, 본 발명에 따른 발열량 변동 공연비 제어 장치는 연료가스의 연소가 일어나는 가열로, 상기 가열로로 연료가스를 공급하는 연료가스 공급라인, 상기 가열로로 연소에 필요한 공기를 공급하는 공기 공급라인, 상기 연료가스 공급라인 및/또는 상기 공기 공급라인에 설치되어 상기 가열로에 공급되는 상기 연료가스와 공기의 공연비를 조절하는 유량제어모듈, 상기 연료가스 공급라인으로부터 상기 연료가스의 물성치를 측정하여 발열량을 추정하는 발열량 센서 및 상기 발열량 센서로부터 발열량 값을 입력받고 상기 유량제어모듈에 공연비 제어신호를 전달하는 제어부를 포함하여 구성되되, 상기 유량제어모듈은 상기 공기 공급라인에 설치되는 제1밸브, 상기 연료가스 공급라인에 설치되며, 상기 공기 공급라인의 제1밸브를 통과한 공기의 압력과 연동하며 상기 공기의 압력에 따라 상기 연료가스 공급라인의 개폐 정도를 제어하는 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator), 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)를 통과한 연료가스의 공급량을 추가로 제어하는 미세조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The apparatus for controlling the variable air-fuel ratio generating heat generation according to the present invention includes a heating furnace for burning fuel gas, a fuel gas supply line for supplying fuel gas to the heating furnace, an air supply line for supplying air required for combustion to the heating furnace, A flow rate control module installed in the fuel gas supply line and / or the air supply line to adjust an air-fuel ratio of the fuel gas and air supplied to the heating furnace; And a control unit for receiving a calorific value from the calorific value sensor and transmitting an air-fuel ratio control signal to the flow rate control module, wherein the flow rate control module includes a first valve installed in the air supply line, A pressure sensor for detecting the pressure of air passing through the first valve of the air supply line, A pressure ratio regulator type regulator for controlling the degree of opening and closing of the fuel gas supply line in accordance with the pressure of the air and a supply regulator for regulating the supply amount of the fuel gas passing through the pressure ratio regulator type regulator, And a fine control valve for controlling the fine control valve.
한편, 본 발명에 따른 발열량 변동 공연비 제어 시스템은, 연료가스와 공기의 공연비를 조절하는 것으로서, 연료가스의 발열량 측정하여 연료가스의 이론 공연비를 출력하는 측정부, 상기 측정부로부터 출력된 이론 공연비 정보를 기반으로 공정별 설정 공연비를 출력하는 연산부 및 상기 공정별 설정 공연비를 입력받아 상기 연료가스 및 공기의 공급량을 조절하는 유량제어부를 포함하여 구성되되, 상기 유량제어부는 공기 공급라인에 설치되는 제1밸브, 연료가스 공급라인에 설치되며, 상기 공기 공급라인의 제1밸브를 통과한 공기의 압력을 연동하며, 상기 연결된 공기의 압력에 따라 상기 연료가스 공급라인의 개폐 정도를 제어하는 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator), 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)를 통과한 연료가스의 공급량을 추가로 제어하는 미세조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The present invention also provides a control system for a variable heat generation air-fuel ratio, comprising: a measurement unit for regulating an air-fuel ratio of a fuel gas and an air to measure a calorific value of the fuel gas to output a stoichiometric air-fuel ratio of the fuel gas; And a flow controller for controlling the supply amount of the fuel gas and the air based on the set air-fuel ratio according to the process, wherein the flow controller controls the flow rate of the first air- And a control unit for controlling the degree of opening and closing of the fuel gas supply line in accordance with the pressure of the air supplied through the first valve of the air supply line, A ratio regulator, a supply rate of the fuel gas passed through the pressure ratio regulator control regulator It characterized in that it comprises a fine-control valve for more control.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열량 변동 공연비 제어 방법은, 발열량 센서를 이용하여 연료가스의 발열량을 측정하는 측정단계, 측정단계에서 출력된 발열량 정보를 기반으로 공정별 설정 공연비를 출력하는 연산단계 및 상기 연산단계에서 출력된 공정별 설정 공연비를 입력받아 상기 연료가스 및 공기의 공급량을 조절하는 유량제어단계를 포함하는 발열량 변동 공연비 제어 방법에 있어서,The method for controlling the variable heat generation air-fuel ratio according to an embodiment of the present invention includes a measurement step of measuring a calorific value of a fuel gas using a calorific value sensor, an operation of outputting a calorific value set by a process on the basis of calorific value information output in the measurement step And a flow control step of controlling the supply amount of the fuel gas and the air based on the process-specific set air-fuel ratio output from the calculation step, the method comprising:
상기 유량제어단계는, 공기 공급라인에 설치되는 제1밸브를 통하여 공기의 공급량을 조절하고, 연료가스 공급라인에 설치되며 상기 공기 공급라인의 제1밸브를 통과한 공기의 압력을 연동하며, 상기 연결된 공기의 압력에 따라 상기 연료가스 공급라인의 개폐 정도를 제어하는 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)를 통하여 연료가스의 공급량을 조절하여 공연비를 1차적으로 조절하며, 상기 연료가스 공급라인에 있어서 가열로와 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator) 사이에 마련된 미세제어밸브를 통하여 상기 압력비 조정기형 제어밸브 통과한 연료가스의 공급량을 조절함으로써 공연비를 2차적으로 미세 제어하는 것을 특징으로 한다.
Wherein the flow control step adjusts the amount of air supplied through the first valve installed in the air supply line and interlocks the pressure of the air which is installed in the fuel gas supply line and passed through the first valve of the air supply line, The air-fuel ratio is primarily controlled by regulating the supply amount of the fuel gas through a pressure ratio regulator-type regulator for controlling the degree of opening and closing of the fuel gas supply line in accordance with the pressure of the connected air, The air-fuel ratio is finely controlled by controlling the supply amount of the fuel gas passed through the pressure ratio regulating type control valve through a fine control valve provided between the heating furnace and the pressure ratio regulator type regulator.
본 발명에 따른 발열량 변동 공연비 제어 모듈, 장치, 시스템 및 방법은 연료가스의 발열량 변동 측정을 기반으로 연료가스의 발열량 변동에 실시간으로 대응하여 가열로에 공급되는 연료가스와 공기의 공연비를 일정하게 제어함으로써 각종 공정에서 이용되는 가열로의 보다 정밀한 운용을 가능케 하여 공정 결과물의 품질을 크게 향상시킬 수 있다.The module, the apparatus, the system and the method for controlling a variable amount of heat of the air-fuel ratio according to the present invention control the air-fuel ratio of the fuel gas and the air supplied to the heating furnace constantly in response to the variation in the calorific value of the fuel gas, Thereby enabling a more precise operation of the heating furnace used in various processes and greatly improving the quality of the process result.
그리고, 발열량 변동에 따라 제어되는 미세제어밸브를 이용하여 연료가스의 발열량 변동에 다른 공연비 변화를 2차적으로 제어함으로써 보다 정밀한 공연비 제어 및 그에 따른 분위기 가스의 제어가 가능하게 된다. 이로 인하여 결과적으로 공정의 결과물의 품질을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.
Further, by using the fine control valve controlled in accordance with the fluctuation of the calorific value, the change of the air-fuel ratio to the variation of the heating value of the fuel gas is secondarily controlled, so that the air-fuel ratio can be controlled more precisely and the atmosphere gas can be controlled accordingly. As a result, the quality of the result of the process can be greatly improved.
도 1은 종래의 공연비 제어 모듈을 나타내는 구성도에 해당한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열량 변동 공연비 제어 모듈을 나타내는 구성도에 해당한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열량 변동 공연비 제어 모듈의 내부 구성을 나타내는 단면도에 해당한다.
도 4는 각종 연료가스의 웨버 지수와 발열량과의 선형적 상관관계를 나타내는 그래프에 해당한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열량 변동 공연비 제어 장치를 나타내는 구성도에 해당한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열량 변동 공연비 제어 방법을 나타내는 흐름도에 해당한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열량 변동 공연비 제어 방법을 나타내는 세부 흐름도에 해당한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열량 변동 공연비 제어 모듈, 장치, 시스템 및 방법의 산소 분위기가스 제어 성능을 그래프에 해당한다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열량 변동 공연비 제어 모듈, 장치, 시스템 및 방법의 일산화탄소 분위기가스 제어 성능을 그래프에 해당한다.1 is a block diagram showing a conventional air-fuel ratio control module.
FIG. 2 is a block diagram of a control module for controlling the amount of heat of the variable air-fuel ratio according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating an internal configuration of a heat generation amount variable air-fuel ratio control module according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing a linear correlation between the Weber index and the calorific value of various fuel gases.
FIG. 5 is a block diagram showing a device for controlling a variable heat amount of air-fuel ratio according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for controlling the air-fuel ratio variation according to an embodiment of the present invention.
7 is a detailed flowchart illustrating a method for controlling the air-fuel ratio variation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing the oxygen atmosphere gas control performance of the module, the apparatus, the system and the method for controlling the variable heating value air-fuel ratio according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a graph illustrating a carbon monoxide atmosphere gas control performance of a module, an apparatus, a system, and a method for controlling a variable heating value air-fuel ratio according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열량 변동 공연비 제어 모듈을 나타내는 구성도에 해당한다.FIG. 2 is a block diagram of a control module for controlling the amount of heat of the variable air-fuel ratio according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 발열량 변동 공연비 제어 모듈은 공기 공급라인(10)에 설치되는 제1밸브(110), 연료가스 공급라인(20)에 설치되는 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)(120), 가열로(1)와 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)(120) 사이에 설치되는 미세제어밸브(130)를 포함하여 구성된다.2, the heat generation variable air-fuel ratio control module according to the present invention includes a
상기 제1밸브(110)는 공기 공급라인(10)에 설치되어 공기 가열로(1)로 공급되는 공기의 공급량을 조절한다. 상기 제1밸브(110)는 모터 밸브로 이루어지는 것을 고려할 수 있다.The
그리고, 상기 공기 공급라인(10)에 있어서 상기 제1밸브(110)를 통과한 공기의 압력은 강기 공기 공급라인(10)과 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)(120)를 연동하는 압력연동관(112)를 통하여 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)(120)로 공급되어, 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)(120)는 상기 압력연동관(112)의 공기 압력에 비례하여 상기 연료가스 공급라인(20)의 개폐량을 조절한다. 즉 가열로(1)로 공급되는 공기 압력에 비례하여 연료가스의 공급량을 1차적으로 조절하는 것이다.The pressure of the air that has passed through the
그리고, 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)(120)를 통과한 연료가스는 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)(120)와 가열로(1)사이에 설치된 미세제어밸브(130)를 통하여 2차적으로 연료가스의 공급량을 미세 조절하게 된다.The fuel gas that has passed through the
상기 미세제어밸브(130)는 발열량 변동에 따른 공연비를 고려하여 연소기로 공급되는 연료가스의 공급량을 정밀 제어하는 구성에 해당한다. 도 3은 상기 미세제어밸브(130)의 세부 구성을 나타내는 단면도에 해당한다.The
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 미세제어밸브(130)는 크게 리미팅 오리피스 밸브와 스테핑 모터로 이루어진다. 상기 리미팅 오리피스 밸브는 상기 연료가스 공급라인(20)에 삽입되어 개폐정도를 조절하는 헤드부(131), 상기 헤드부(131)에 연결된 로드부(132), 상기 로드부(132)를 나사결합으로 고정시키는 몸체부(132)로 이루어지며, 상기 스테핑 모터(134)는 상기 로드부(132)의 일단에 결합되어 상기 로드부(132)를 회전시킴으로써 상기 헤드부(131)를 진퇴시키는 역할을 수행한다.As shown in FIG. 3, the
상기 몸체부(132)와 상기 로드부(132)는 나사결합을 통해 상호 고정되며, 나사결합의 나사 피치는 0 초과 0.5mm 이하인 것이 바람직하다. 그리고, 정말한 제어를 위하여 상기 스테핑 모터(134)의 1스텝은 0 초과 1.8°이하인 것이 바람직하다. 이 경우 약 200스텝을 회전시키더라도 상기 헤드부(131)의 최대 진퇴거리는 0.5mm에 불과하므로 정밀한 연료가스 공급량의 제어가 가능하게 된다.
The
한편, 상기 공연비 제어 모듈은 발열량 변동을 고려한 공연비 제어 장치에서 사용되는 것이 바람직하며, 이하 발열량 변동을 고려한 공연비 제어 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
Meanwhile, the air-fuel ratio control module is preferably used in an air-fuel ratio control apparatus considering variation in calorific value, and the air-fuel ratio control apparatus considering variation in calorific value will be described in detail below.
한편, 도 4은 웨버 지수와 이론 공연 사이의 상관 관계를 나타내는 그래프에 해당한다. 도 4에서 살펴볼 수 있듯이, 웨버 지수와 이론공연비는 선형적인 상관관계를 보인다. 보다 상세하게는 연료가스의 웨버 지수가 증가될수록, 즉 발열량이 증가될수록, 이론 공연비가 증가됨을 알 수 있다. 본 발명은 이러한 상관관계를 이용하여 연료가스의 발열량을 실시간으로 측정하고 가열로(1)의 공연비를 실시간으로 제어하여 일정하게 유지시킴으로써 가열로(1)의 성능을 향상시키는 것에 관한 것이다. 여기서 가열로(1)라 함은 가열공정, 및 각종 열처리 공정 등에서 사용되는 가열 연소 장치를 의미한다.
On the other hand, FIG. 4 corresponds to a graph showing the correlation between the Weber index and the theoretical performance. As can be seen in FIG. 4, the Weber index and the stoichiometric air-fuel ratio show a linear correlation. More specifically, the theoretical air-fuel ratio is increased as the Weber index of the fuel gas is increased, that is, as the calorific value is increased. The present invention relates to the improvement of the performance of the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열량 변동 공연비 제어 장치의 주요 구성 간의 연결관계를 나타내는 관계도에 해당한다.FIG. 5 is a diagram showing a connection relationship between the main components of the apparatus for controlling a variable heat amount of air-fuel ratio according to an embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열량 변동 공연비 제어 시스템은 가열로(1), 연료가스 공급라인(20), 공기 공급라인(10), 발열량 센서(30) 및 제어부(40)를 포함하여 구성된다.5, the system for controlling the variable heat generation air / fuel ratio according to an embodiment of the present invention includes a
여기서 가열로(1)는 상기 연료가스와 공기의 혼합가스가 연소되는 구성에 해당하며, 구체적으로는 가열공정, 열처리공정에서 이용되는 가열로(1)를 고려할 수 있다.Here, the
한편, 상기 연료가스 공급라인(20)은 상기 가열로(1)로 연료가스를 공급하는 역할을 수행하며 연료가스의 공급량을 조절하는 밸브가 설치된다. 보다 구체적으로 상기 밸브는 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)(120) 및 미세제어밸브(130)라 볼 수 있다. 그리고, 상기 연료가스 공급라인(20)에는 상기 연료가스의 물성치를 측정하여 발열량을 추정하는 발열량 센서(30)가 연결된다. 그리고, 상기 발열량 센서(30)는 상기 제어부(40)에 연결되며, 상기 제어부(40)는 상기 발열량 센서(30)로부터 발열량 값을 입력받고 공연비 제어 신호를 유량제어모듈로 전달하게 된다. 상기 공연비 제어 신호는 공정조건, 분위기 조건 등을 고려하여 결정되며, 상기 유량제어모듈로 연료조정 제어 출력이 출력되어 실제 가열로(1)로 공급되는 공연비를 제어하게 된다.The fuel
한편, 상기 발열량 센서(30)는 연료가스에서의 음속 및 연료가스의 열전도율을 등을 측정하여 연료가스의 발열량을 추정하게 된다.
On the other hand, the
상기 유량제어모듈이라 함은 상기 제어부(40)로부터 설정 공연비 등의 제어 출력값을 입력받아 상기 연료가스 공급라인(20) 및 공기 공급라인(10)으로부터 가열로(1)로 공급되는 연료가스 및 공기의 공급량을 기계적으로 제어하는 일련의 구성을 말하여, 상술한 발열량 변동 공연비 제어 모듈과 동일한 개념이다.The flow rate control module is a module that receives a control output value such as a preset air-fuel ratio from the
상기 유량제어모듈은 상기 공기 공급라인(10)에 설치되는 제1밸브(110), 상기 연료가스 공급라인(20)에 설치되며 상기 공기 공급라인(10)의 제1밸브(110)를 통과한 공기 압력을 연동하며, 상기 공기의 압력에 따라 상기 연료가스 공급라인(20)의 개폐 정도를 제어하는 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)(120) 및 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)(120)를 통과한 연료가스의 공급량을 추가로 제어하는 미세조절밸브를 포함하여 구성된다.The flow control module includes a
그리고, 상기 미세조절밸브는 상기 연료가스 공급라인(20)의 개폐 정도를 조절하는 리미팅 오리피스 밸브 및 상기 리미팅 오리피스 밸브를 구동시키는 스테핑 모터(134)를 포함하여 구성된다.The fine regulating valve includes a limiting orifice valve for regulating opening / closing degree of the fuel
한편, 상기 리미팅 오리피스 밸브는 연료가스 공급라인(20)에 삽입되는 헤드부(131)와 상기 헤드부(131)로부터 연장되어 몸체부(132)에 나사 결합되는 로드부(132)를 포함하며, 상기 스테핑 모터(134)는 상기 로드부(132)의 일단에 연결되어 상기 로드부(132)를 회전시켜 상기 헤드부(131)를 진퇴시키는 역할을 수행한다.
The limiting orifice valve includes a
한편, 본 발명에 따른 발열량 변동 공연비 제어 시스템은, 연료가스와 공기의 공연비를 조절하는 시스템으로서, 연료가스의 발열량 측정하여 연료가스의 이론 공연비를 출력하는 측정부, 상기 측정부로부터 출력된 이론 공연비 정보를 기반으로 공정별 설정 공연비를 출력하는 연산부 및 상기 공정별 설정 공연비를 입력받아 상기 연료가스 및 공기의 공급량을 조절하는 유량제어부를 포함한다.A system for controlling an air-fuel ratio of a fuel gas and an air, comprising: a measurement unit for measuring a calorific value of a fuel gas and outputting a stoichiometric air-fuel ratio of the fuel gas; a stoichiometric air- And a flow rate controller for controlling the amount of the fuel gas and the air to be supplied based on the preset air-fuel ratio.
상기 유량제어부는 공기 공급라인(10)에 설치되는 제1밸브(110), 연료가스 공급라인(20)에 설치되며, 상기 공기 공급라인(10)의 제1밸브(110)를 통과한 공기의 압력을 연동하며, 상기 연결된 공기의 압력에 따라 상기 연료가스 공급라인의 개폐 정도를 제어하는 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)(120), 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)를 통과한 연료가스의 공급량을 추가로 제어하는 미세조절밸브(130)를 포함하여 구성된다. 상세한 구성에 대한 설명은 상술한 유량 제어 모듈에 대한 설명과 중복되므로 여기서는 생략하기로 한다.The flow rate control unit is installed in the
그리고, 상기 연산부로부터 출력된 공정별 설정 공연비 및 상기 측정부에서 측정된 발열량의 변동을 화면에 출력하는 디스플레이부를 더 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 디스플레이부는 웨버지수, 비중, 발열량 보정률 및 발열량 대응 출력을 더 포함하는 데이터를 화면에 출력한다.The apparatus may further include a display unit for outputting, to the screen, a variation in the air-fuel ratio set by the process output from the calculation unit and a variation in the calorific value measured by the measurement unit. The display unit outputs data including a webber index, a specific gravity, a calorific value correction rate, and a calorific value corresponding output.
한편, 상기 연산부는 공정조건 및 분위기조건 고려하여 상기 연료가스 및 연료공기의 공급량을 결정하게 된다.
Meanwhile, the operation unit determines the supply amount of the fuel gas and the fuel air in consideration of process conditions and atmosphere conditions.
한편, 도 6 및 도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열량 변동 공연비 제어 방법을 나타내는 논리도에 해당한다. 6 and 7 correspond to a logic diagram illustrating a method for controlling a variable heating value air / fuel ratio according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 발열량 변동 공연비 제어 방법은, 발열량 센서(30)를 이용하여 연료가스의 발열량을 측정하는 측정단계, 측정단계에서 출력된 발열량 정보를 기반으로 공정별 설정 공연비를 출력하는 연산단계 및 상기 연산단계에서 출력된 공정별 설정 공연비를 입력받아 상기 연료가스 및 공기의 공급량을 조절하는 유량제어단계를 포함하여 이루어진다. 상기 측정단계는 도 5에서의 가스 물성 측정에 대응되며, 상기 연산단계는 가스 물성 측정을 제외한 나머지 과정에 해당한다. The method for controlling the variable heat generation air-fuel ratio according to an embodiment of the present invention includes a measurement step of measuring a calorific value of a fuel gas using a
그리고, 상기 유량제어단계(유량제어부)는 공기 공급라인(10)에 설치되는 제1밸브(110)를 통하여 공기의 공급량을 조절하고, 연료가스 공급라인(20)에 설치되며, 상기 공기 공급라인(10)의 제1밸브(110)를 통과한 공기의 압력을 연동하며, 상기 연결된 공기의 압력에 따라 상기 연료가스 공급라인(20)의 개폐 정도를 제어하는 비압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)(120)를 통하여 연료가스의 공급량을 조절하여 공연비를 1차적으로 조절하되, 상기 연료가스 공급라인(20)에 있어서 가열로(1)와 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)(120) 사이에 마련된 미세제어밸브(130)를 통하여 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)(120) 통과한 연료가스의 공급량을 조절함으로써 공연비를 2차적으로 미세 제어하는 것이 바람직하다..
The flow control step (flow control unit) controls the supply amount of air through the
또한, 상기 연산단계는 먼저 상기 발열량 센서(30)로부터 측정된 발열량 측정값이 공연비 진단 프로그램으로 입력되는 단계를 포함한다.In the calculation step, the measured value of the calorific value measured from the
그리고, 상기 연산단계(연산부)는 상기 공연비 진단 프로그램으로부터 로컬 스풀을 거쳐 설정 공연비 설정프로그램으로 상기 발열량 측정값이 입력되는 단계를 포함하며, 상기 설정 공연비 설정프로그램에서 공정별 설정 공연비를 결정하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.The calculation step (operation unit) includes the step of inputting the calorific value measurement value from the air-fuel ratio diagnostic program to the set air-fuel ratio setting program via the local spool, and the step of determining the set air- .
또한, 상기 설정 공연비 프로그램으로부터 결정된 공정별 설정 공연비를 로컬 스풀을 통하여 상기 공연비 진단 프로그램으로 입력하는 단계, 상기 공연비 진단 프로그램으로부터 PLC(Programmable Logic Controller)를 거쳐 연료 보정 값, 연소 부하 출력 값 및 연료 조정 출력 값을 출력하는 단계를 거치게 되고, 최종적으로 상기 PLC로부터 출력되는 연료 보정 값, 연소 부하 출력 값 및 연료 조정 출력 값을 출력하게 된다.
그리고, 상기 연산단계로부터 출력된 공정별 설정 공연비 및 상기 측정단계에서 측정된 발열량의 변동을 화면에 출력하는 디스플레이단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 디스플레이단계는 웨버지수, 비중, 발열량 보정률 및 발열량 대응 출력을 더 포함하는 데이터를 화면에 출력한다.The method further comprises the steps of: inputting a predetermined air-fuel ratio for each process determined from the set air-fuel ratio program to the air-fuel ratio diagnostic program through a local spool; calculating a fuel correction value, And finally outputs the fuel correction value, the combustion load output value, and the fuel adjustment output value output from the PLC.
The method may further include a display step of outputting, to the screen, a variation of the process-specific set air-fuel ratio output from the calculation step and a variation of the calorific value measured in the measuring step. In addition, the display step displays data including a webber index, a specific gravity, a calorific value correction rate, and a calorific value corresponding output.
첨부된 도 8 내지 도 9는 본 발명에 따른 발열량 변동 공연비 조절 장치의 성능을 나타내는 그래프에 해당한다.FIGS. 8 to 9 are graphs illustrating performance of the apparatus for controlling the variation of the air-fuel ratio according to the present invention.
도 8 내지 도 9에서 사용된 test gas 는 1: 10550 kcal/Nm3, 2: 10300kcal/Nm3, 3: 11000 kcal/Nm3, 4: 9800 kcal/Nm3, 5: 9500 kcal/Nm3 의 발열량을 나타낸다.Of 9500 kcal / Nm 3: 8 to a test gas used in Figure 9 is 1: 10550 kcal / Nm 3, 2: 10300kcal /
먼저, 도 7은 본 발명의 발열량 변동 공연비 제어 장치를 이용한 열처리 공정에 있어서 O2 제어 성능을 나타내는 그래프에 해당한다. 7 is a graph showing the relationship between the O 2 This corresponds to a graph showing control performance.
도 7의 (a)는 발열량 변동을 고려하지 않은 경우를 나타내며, 도 7의 (b)는 발열량 변동을 고려한 경우를 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 발열량 변동 공연비 제어 장치를 이용하여 발열량 변동을 고려한 경우 O2 제어에 있어서 뛰어난 성능을 나타내는 것을 살펴볼 수 있다. 발열량 변동을 고려하지 않은 도 7 (a)의 경우 연료가스의 발열량이 변화함에 따라서 O2 농도가 비교적 크게 변화되는 것을 볼 수 있지만, 발열량 변동이 고려된 도 7 (b)의 경우 도 7의 (a)에 비하여 제어 대상인 O2 농도가 매우 일정한 것을 살펴볼 수 있다.Fig. 7 (a) shows a case in which the variation in the heating value is not considered, and Fig. 7 (b) shows the case in which the variation in the heating value is taken into consideration. If also using the variation amount of heat generated air-fuel ratio control apparatus according to the present invention as shown in Figure 7 taking into account the variation amount of heat generated O 2 It can be seen that it shows excellent performance in control. In the case of FIG. 7 (a) in which the variation of the heating value is not taken into account, it can be seen that the O 2 concentration is relatively largely changed as the heating value of the fuel gas changes. However, It can be seen that the O 2 concentration to be controlled is very constant compared to a).
그리고, 도 8은 본 발명의 발열량 변동 공연비 제어 장치를 이용한 열처리 공정에 있어서 CO 제어 성능을 나타내는 그래프에 해당한다. 8 is a graph showing the relationship between CO in the heat treatment process using the apparatus for controlling the variation of the air / This corresponds to a graph showing control performance.
도 8의 (a)는 발열량 변동을 고려하지 않은 경우를 나타내며, 도 8의 (b)는 발열량 변동을 고려한 경우를 나타낸다. 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 발열량 변동 공연비 제어 장치를 이용하여 발열량 변동을 고려한 경우, 도 7의 경우와 마찬가지로 CO 제어에 있어서 뛰어난 성능을 나타내는 것을 살펴볼 수 있다. 발열량 변동을 고려하지 않은 도 8 (a)의 경우 연료가스의 발열량이 변화함에 따라서 CO 농도가 비교적 크게 변화되는 것을 볼 수 있지만, 발열량 변동이 고려된 도 8 (b)의 경우 도 8의 (a)에 비하여 제어 대상인 CO 농도가 매우 일정한 것을 살펴볼 수 있다.
Fig. 8 (a) shows a case in which the variation in the heating value is not considered, and Fig. 8 (b) shows the case in which the variation in the heating value is taken into consideration. As shown in FIG. 8, when the variation in the calorific value is taken into consideration by using the apparatus for controlling the variation of the air-fuel ratio of the amount of heat change according to the present invention, It can be seen that it shows excellent performance in control. In the case of FIG. 8 (a) in which the variation of the heating value is not taken into consideration, it can be seen that the CO concentration is relatively largely changed as the heating value of the fuel gas changes. However, in the case of FIG. ), The CO concentration to be controlled is very constant.
1: 가열로
10: 공기 공급라인
20: 연료가스 공급라인
30: 발열량 센서
40: 제어부
50: 디스플레이부
110: 제1밸브
111: 액츄에이터
112: 압력연동관
120: 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)
130: 미세제어밸브
131: 헤드부
132: 로드부
133: 몸체부
134: 스테핑 모터1: heating furnace
10: air supply line
20: fuel gas supply line
30: Heating sensor
40:
50:
110: first valve
111: Actuator
112: Pressure connection pipe
120: Pressure ratio regulation valve (ratio regulator)
130: Fine control valve
131:
132:
133:
134: Stepping motor
Claims (24)
연료가스의 발열량 측정하여 연료가스의 이론 공연비를 출력하는 측정부;
상기 측정부로부터 출력된 이론 공연비 정보를 기반으로 공정별 설정 공연비를 출력하는 연산부; 및
상기 공정별 설정 공연비를 입력받아 상기 연료가스 및 공기의 공급량을 조절하는 유량제어부;를 포함하되,
상기 유량제어부는
공기 공급라인에 설치되는 제1밸브;
연료가스 공급라인에 설치되며, 상기 공기 공급라인의 제1밸브를 통과한 공기의 압력을 연동하며, 상기 연결된 공기의 압력에 따라 상기 연료가스 공급라인의 개폐 정도를 제어하는 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator); 및
상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)를 통과한 연료가스의 공급량을 추가로 제어하는 미세조절밸브;를 포함하며,
상기 연산부는,
상기 발열량 센서로부터 측정된 발열량 측정값이 공연비 진단 프로그램으로 입력되는 단계;
상기 공연비 진단 프로그램으로부터 로컬 스풀을 거쳐 설정 공연비 설정프로그램으로 상기 발열량 측정값이 입력되는 단계;
상기 설정 공연비 설정프로그램에서 공정별 설정 공연비를 결정하는 단계;
상기 설정 공연비 프로그램으로부터 결정된 공정별 설정 공연비를 로컬 스풀을 통하여 상기 공연비 진단 프로그램으로 입력하는 단계;
상기 공연비 진단 프로그램으로부터 PLC(Programmable Logic Controller)를 거쳐 연료 보정 값, 연소 부하 출력 값 및 연료 조정 출력 값을 출력하는 단계; 및
상기 PLC로부터 출력되는 연료 보정 값, 연소 부하 출력 값 및 연료 조정 출력 값을 출력하는 단계;를 포함한 연산단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 발열량 변동 공연비 제어 시스템.
An air-fuel ratio control system for controlling an air-fuel ratio of a fuel gas and air,
A measuring unit for measuring a calorific value of the fuel gas and outputting a stoichiometric air-fuel ratio of the fuel gas;
A calculating unit for outputting a process-specific set air-fuel ratio based on the theoretical air-fuel ratio information output from the measuring unit; And
And a flow rate controller for receiving the set air-fuel ratio for each process and adjusting the supply amount of the fuel gas and air,
The flow control unit
A first valve installed in the air supply line;
A pressure ratio regulator control valve installed in the fuel gas supply line and interlocking the pressure of the air passing through the first valve of the air supply line and controlling the opening and closing degree of the fuel gas supply line in accordance with the pressure of the connected air ratio regulator); And
And a fine regulating valve for further controlling the supply amount of the fuel gas passing through the pressure ratio regulator type regulator,
The operation unit,
A step of inputting a measured calorific value measured from the calorific value sensor into an air-fuel ratio diagnostic program;
A step of inputting the calorific value measurement value from the air-fuel ratio diagnostic program via a local spool to a set air-fuel ratio setting program;
Determining a set air-fuel ratio for each process in the set air-fuel ratio setting program;
A step of inputting a predetermined air-fuel ratio for each process determined from the set air-fuel ratio program to the air-fuel ratio diagnostic program via a local spool;
Outputting a fuel correction value, a combustion load output value, and a fuel adjustment output value from the air-fuel ratio diagnostic program via a programmable logic controller (PLC); And
And outputting the fuel correction value, the combustion load output value, and the fuel adjustment output value output from the PLC.
상기 미세조절밸브는,
상기 연료가스 공급라인의 개폐 정도를 조절하는 리미팅 오리피스 밸브; 및
상기 리미팅 오리피스 밸브를 구동시키는 스테핑 모터;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발열량 변동 공연비 제어 시스템.
The method according to claim 1,
The fine control valve includes:
A limiting orifice valve for regulating opening and closing degree of the fuel gas supply line; And
And a stepping motor for driving the limiting orifice valve.
상기 리미팅 오리피스 밸브는 연료가스 공급라인에 삽입되는 헤드부와 상기 헤드부로부터 연장되어 몸체부에 나사 결합되는 로드부를 포함하며,
상기 스테핑 모터는 상기 로드부의 일단에 연결되어 상기 로드부를 회전시켜 상기 헤드부를 진퇴시키는 것을 특징으로 하는 발열량 변동 공연비 제어 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the limiting orifice valve includes a head portion inserted into the fuel gas supply line and a rod portion extending from the head portion and screwed to the body portion,
Wherein the stepping motor is connected to one end of the rod portion to rotate the rod portion to advance and retreat the head portion.
상기 로드부와 몸체부의 나사 결합의 피치는 0 초과 0.5mm 이하인 것을 특징으로 하며,
상기 스테핑 모터의 1 스텝은 0 초과 1.8°이하인 것을 특징으로 하는 발열량 변동 공연비 제어 시스템.
The method of claim 3,
Wherein a pitch of the threaded engagement of the rod portion and the body portion is not less than 0 mm and not more than 0.5 mm,
Wherein the one step of the stepping motor is more than 0 and 1.8 degrees or less.
상기 연산부로부터 출력된 공정별 설정 공연비 및 상기 측정부에서 측정된 발열량의 변동을 화면에 출력하는 디스플레이부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열량 변동 공연비 제어 시스템.
The method according to claim 1,
And a display unit for outputting to the screen a variation of the air-fuel ratio for each process output from the calculation unit and a variation of the calorific value measured by the measurement unit.
상기 디스플레이부는,
웨버지수, 비중, 발열량, 연료 보정률 및 발열량 대응 출력을 더 포함하는 데이터를 화면에 출력하는 것을 특징으로 하는 발열량 변동 공연비 제어 시스템.
6. The method of claim 5,
The display unit includes:
Fuel ratio, and a calorific value corresponding output of the fuel ratio correction coefficient, the weight percentage, the specific gravity, the calorific value, the fuel correction rate, and the calorific value corresponding output.
상기 발열량 센서는 상기 연료가스의 음속 및/또는 열전도성 등을 측정하여 발열량을 출력하는 것을 특징으로 하는 발열량 변동 공연비 제어 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the calorific value sensor measures the sound velocity and / or thermal conductivity of the fuel gas and outputs a calorific value.
측정단계에서 출력된 발열량 정보를 기반으로 공정별 설정 공연비를 출력하는 연산단계; 및
상기 연산단계에서 출력된 공정별 설정 공연비를 입력받아 상기 연료가스 및 공기의 공급량을 조절하는 유량제어단계;
를 포함하되,
상기 유량제어단계는,
공기 공급라인에 설치되는 제1밸브를 통하여 공기의 공급량을 조절하고,
연료가스 공급라인에 설치되며, 상기 공기 공급라인의 제1밸브를 통과한 공기의 압력을 연동하며, 상기 연결된 공기의 압력에 따라 상기 연료가스 공급라인의 개폐 정도를 제어하는 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator)를 통하여 연료가스의 공급량을 조절하여 공연비를 1차적으로 조절하되,
상기 연료가스 공급라인에 있어서 가열로와 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator) 사이에 마련된 미세제어밸브를 통하여 상기 압력비 조정기형 제어밸브(ratio regulator) 통과한 연료가스의 공급량을 조절함으로써 공연비를 2차적으로 미세 제어하며,
상기 연산단계는,
상기 발열량 센서로부터 측정된 발열량 측정값이 공연비 진단 프로그램으로 입력되는 단계;
상기 공연비 진단 프로그램으로부터 로컬 스풀을 거쳐 설정 공연비 설정프로그램으로 상기 발열량 측정값이 입력되는 단계;
상기 설정 공연비 설정프로그램에서 공정별 설정 공연비를 결정하는 단계;
상기 설정 공연비 프로그램으로부터 결정된 공정별 설정 공연비를 로컬 스풀을 통하여 상기 공연비 진단 프로그램으로 입력하는 단계;
상기 공연비 진단 프로그램으로부터 PLC(Programmable Logic Controller)를 거쳐 연료 보정 값, 연소 부하 출력 값 및 연료 조정 출력 값을 출력하는 단계; 및
상기 PLC로부터 출력되는 연료 보정 값, 연소 부하 출력 값 및 연료 조정 출력 값을 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열량 변동 공연비 제어 방법.
A measurement step of measuring a calorific value of the fuel gas using a calorific value sensor;
A calculation step of outputting a preset air-fuel ratio based on the calorific value information outputted in the measuring step; And
A flow rate control step of controlling the supply amount of the fuel gas and the air by receiving the air-fuel ratio set for each process output from the calculation step;
, ≪ / RTI &
Wherein the flow rate control step comprises:
Adjusting a supply amount of air through a first valve installed in an air supply line,
A pressure ratio regulator control valve installed in the fuel gas supply line and interlocking the pressure of the air passing through the first valve of the air supply line and controlling the opening and closing degree of the fuel gas supply line in accordance with the pressure of the connected air ratio regulator to regulate the supply of fuel gas to primarily regulate the air-fuel ratio,
The fuel gas supply line is controlled to adjust the supply rate of the fuel gas that has passed through the pressure ratio regulator type regulator through the fine control valve provided between the heating furnace and the pressure ratio regulator type regulator, Finally,
Wherein,
A step of inputting a measured calorific value measured from the calorific value sensor into an air-fuel ratio diagnostic program;
A step of inputting the calorific value measurement value from the air-fuel ratio diagnostic program via a local spool to a set air-fuel ratio setting program;
Determining a set air-fuel ratio for each process in the set air-fuel ratio setting program;
A step of inputting a predetermined air-fuel ratio for each process determined from the set air-fuel ratio program to the air-fuel ratio diagnostic program via a local spool;
Outputting a fuel correction value, a combustion load output value, and a fuel adjustment output value from the air-fuel ratio diagnostic program via a programmable logic controller (PLC); And
And outputting a fuel correction value, a combustion load output value, and a fuel adjustment output value output from the PLC.
상기 미세조절밸브는,
상기 연료가스 공급라인의 개폐 정도를 조절하는 리미팅 오리피스 밸브; 및
상기 리미팅 오리피스 밸브를 구동시키는 스테핑 모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열량 변동 공연비 제어 방법.
9. The method of claim 8,
The fine control valve includes:
A limiting orifice valve for regulating opening and closing degree of the fuel gas supply line; And
And a stepping motor for driving the limiting orifice valve.
상기 리미팅 오리피스 밸브는 연료가스 공급라인에 삽입되는 헤드부와 상기 헤드부로부터 연장되어 몸체부에 나사 결합되는 로드부를 포함하되,
상기 스테핑 모터는 상기 로드부의 일단에 연결되어 상기 로드부를 회전시켜 상기 헤드부를 진퇴시키는 것을 특징으로 하는 발열량 변동 공연비 제어 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the limiting orifice valve includes a head portion inserted into the fuel gas supply line and a rod portion extending from the head portion and screwed to the body portion,
Wherein the stepping motor is connected to one end of the rod portion to rotate the rod portion to advance and retreat the head portion.
상기 로드부와 몸체부의 나사 결합의 피치는 0 초과 0.5mm 이하인 것을 특징으로 하며,
상기 스테핑 모터의 1 스텝은 0 초과 1.8°이하인 것을 특징으로 하는 발열량 변동 공연비 제어 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein a pitch of the threaded engagement of the rod portion and the body portion is not less than 0 mm and not more than 0.5 mm,
Wherein the one step of the stepping motor is more than 0 and 1.8 degrees or less.
상기 연산단계로부터 출력된 공정별 설정 공연비 및 상기 측정단계에서 측정된 발열량의 변동을 화면에 출력하는 디스플레이단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열량 변동 공연비 제어 방법.
9. The method of claim 8,
And a display step of outputting, to the screen, a variation of the process-specific set air-fuel ratio output from the calculation step and a variation of the calorific value measured in the measuring step.
상기 디스플레이단계는,
웨버지수, 비중, 발열량, 연료 보정률 및 발열량 대응 출력을 더 포함하는 데이터를 화면에 출력하는 것을 특징으로 하는 발열량 변동 공연비 제어 방법.
13. The method of claim 12,
The display step may include:
Fuel ratio, and a calorific value corresponding output from the air-fuel ratio sensor, the air-fuel ratio sensor, the air-fuel ratio sensor, the Weber index, the specific gravity, the calorific value, the fuel correction factor and the calorific value.
상기 발열량 센서는 상기 연료가스의 음속 및/또는 열전도성 등을 측정하여 발열량을 출력하는 것을 특징으로 하는 발열량 변동 공연비 제어 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the calorific value sensor measures the sound velocity and / or thermal conductivity of the fuel gas and outputs a calorific value.
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| JP2002267157A (en) | 2001-03-08 | 2002-09-18 | Osaka Gas Co Ltd | Control method for combustion |
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| KR20120066781A (en) * | 2010-12-15 | 2012-06-25 | 주식회사 경동나비엔 | Gas boiler having output controlling apparatus and method for controlling output of the gas boiler |
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2013
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