KR101657415B1 - 가열로 열효율 감시 장치 및 방법 - Google Patents

가열로 열효율 감시 장치 및 방법 Download PDF

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KR101657415B1
KR101657415B1 KR1020150072839A KR20150072839A KR101657415B1 KR 101657415 B1 KR101657415 B1 KR 101657415B1 KR 1020150072839 A KR1020150072839 A KR 1020150072839A KR 20150072839 A KR20150072839 A KR 20150072839A KR 101657415 B1 KR101657415 B1 KR 101657415B1
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박병철
김인수
오창용
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현대제철 주식회사
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Abstract

본 발명은 가열로 열효율 감시 장치 및 방법에 관한 것으로, 가열로에서 배출되는 배가스 유량을 검출하는 배가스 유량 검출부, 상기 가열로 내부의 일산화탄소(CO) 및 산소(O2)를 측정하는 CO & O2 측정부, 상기 가열로 내부 및 외부의 온도 검출을 위한 온도 검출부, 및 상기 배가스 유량 검출부, CO & O2 측정부, 및 온도 검출부를 통해 검출되거나 측정된 가열로 내부 및 외부의 적어도 하나 이상의 상태 정보에 기초하여 상기 가열로의 열효율을 산출하고, 상기 산출된 가열로의 열효율이 기 지정된 열효율 구간을 벗어나면 알람과 에러 정보 중 적어도 하나를 출력하는 제어부를 포함한다.

Description

가열로 열효율 감시 장치 및 방법{APPARATUS FOR MONITORING HEATING EFFICIENCY OF HEATING FURNACE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 가열로 열효율 감시 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가열로의 열효율을 자동으로 계산하여 기 지정된 열효율 구간을 벗어나면 조기에 알람과 에러 정보를 제공할 수 있도록 하는 가열로 열효율 감시 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 열간압연을 위한 소재를 압연 가능한 온도로 가열하기 위하여 장입도어를 통해 소재(슬라브)를 가열로 내로 장입하여 가열한다.
이때 상기 가열로 내부에서 가열되는 소재는 가능한 한 균일한 가열을 하는 것이 소재의 두께나 폭압연시 편차를 최소화시켜 품질을 향상시킨다.
또한 가열로 내부의 온도 변화를 최소화시킴으로써 연료의 낭비를 방지할 수 있으며, 이를 위해서는 가열로 내부의 온도를 균일하게 유지시키는 것이 중요하다.
또한 상기 가열로는 조업특성상 열효율의 정상구간을 벗어날 경우 이를 즉각 감지하지 못하여 대응이 늦어짐으로써 연료 손실이 발생하는 경우가 많은데 이를 방지하기 위해서는 자동적인 열효율 감시가 필요하다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제10-2013-0034946호(2013.04.08. 공개, 가열로의 연소 제어방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면 가열로의 열효율을 자동으로 계산하여 기 지정된 열효율 구간을 벗어나면 조기에 알람과 에러 정보를 제공할 수 있도록 하는 가열로 열효율 감시 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 가열로 열효율 감시 장치는, 가열로에서 배출되는 배가스 유량을 검출하는 배가스 유량 검출부; 상기 가열로 내부의 일산화탄소(CO) 및 산소(O2)를 측정하는 CO & O2 측정부; 상기 가열로 내부 및 외부의 온도 검출을 위한 온도 검출부; 및 상기 배가스 유량 검출부, CO & O2 측정부, 및 온도 검출부를 통해 검출되거나 측정된 가열로 내부 및 외부의 적어도 하나 이상의 상태 정보에 기초하여 상기 가열로의 열효율을 산출하고, 상기 산출된 가열로의 열효율이 기 지정된 열효율 구간을 벗어나면 알람과 에러 정보 중 적어도 하나를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 온도 검출부는, 상기 가열로의 입측 온도를 검출하는 제1 온도 검출부; 상기 가열로에서 배출되는 배기가스의 온도를 검출하는 제2 온도 검출부; 상기 가열로의 출측 온도를 검출하는 제3 온도 검출부; 및 상기 가열로의 출측에 제공되는 냉각수의 온도를 검출하는 제4 온도 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 CO & O2 측정부는, 상기 가열로 내부의 예열대의 일산화탄소(CO) 및 산소(O2)를 측정하는 제1 CO & O2 측정부; 상기 가열로 내부의 가열대의 일산화탄소(CO) 및 산소(O2)를 측정하는 제2 CO & O2 측정부; 및 상기 가열로 내부의 균열대의 일산화탄소(CO) 및 산소(O2)를 측정하는 제3 CO & O2 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 가열로 열효율 감시 장치는, 상기 가열로가 열효율 구간을 벗어나 운전되면, 상기 제어부의 제어에 따라 알람을 출력하는 알람 출력부; 및 상기 가열로가 열효율 구간을 벗어나 운전되면, 상기 제어부의 제어에 따라 에러 정보 또는 가열로의 열효율에 영향을 미치는 적어도 하나 이상의 정보 중 적어도 하나를 기 설정된 장치를 통해 출력하는 정보 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 열효율은, (유효열량/투입열량)*100의 연산식을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 검출되거나 측정된 가열로 내부 및 외부의 적어도 하나 이상의 상태 정보 중 상기 가열로의 열효율에 영향을 미치는 특정 인자들의 상태 값이 설정범위 내에 있으면 정상으로 판단하고, 상기 특정 인자들의 상태 값이 설정범위를 벗어나면 에러 상태로 판단하며, 상기 에러 상태로 판단된 인자들에 대해서 그 발생 원인이나 정상 상태로 만들기 위한 대응 방법을 기 지정된 장치를 통해 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 가열로 열효율 감시 방법은, 배가스 유량 검출부가 가열로에서 배출되는 배가스 유량을 검출하는 단계; CO & O2 측정부가 상기 가열로 내부의 일산화탄소(CO) 및 산소(O2)를 측정하는 단계; 온도 검출부가 상기 가열로 내부 및 외부의 온도 검출하는 단계; 및 제어부가 상기 배가스 유량 검출부, CO & O2 측정부, 및 온도 검출부를 통해 검출되거나 측정된 가열로 내부 및 외부의 적어도 하나 이상의 상태 정보들에 기초하여 상기 가열로의 열효율을 산출하고, 상기 산출된 가열로의 열효율이 기 지정된 열효율 구간을 벗어나면 알람과 에러 정보 중 적어도 하나를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 가열로 내부 및 외부의 적어도 하나 이상의 상태 정보를 검출하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 검출되거나 측정된 가열로 내부 및 외부의 적어도 하나 이상의 상태 정보 중 상기 가열로의 열효율에 영향을 미치는 특정 인자들의 상태 값이 설정범위 내에 있으면 정상으로 판단하고, 상기 특정 인자들의 상태 값이 설정범위를 벗어나면 에러 상태로 판단하며, 상기 에러 상태로 판단된 인자들에 대해서 그 발생 원인이나 정상 상태로 만들기 위한 대응 방법을 기 지정된 장치를 통해 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 가열로의 열효율을 자동으로 계산하여 기 지정된 열효율 구간을 벗어나면 조기에 알람과 에러 정보를 제공함으로써 가열로 관리자가 빠르게 대응하여 열효율이 정상 구간을 유지할 수 있도록 하고, 그에 따라 연료 손실을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로 열효율 감시 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 가열로의 배가스 농도에 따른 연소효율을 그래프로 보인 예시도.
도 3은 상기 도 1에 있어서, 제어부가 가열로의 예열대, 가열대, 균열대별로 측정된 정보들을 출력하는 화면을 보인 예시도.
도 4는 상기 도 1에 있어서, 제어부가 가열로의 열효율을 산출한 결과 및 열효율에 영향을 미치는 입열 정보들과 출열 정보들을 출력하는 화면을 보인 예시도.
도 5는 상기 도 1에 있어서, 제어부가 열효율에 영향을 미치는 중요 인자들에 대한 세부적인 상태를 판단하기 위한 기준과 대응 방법을 테이블 형태로 보인 예시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로 열효율 감시 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가열로 열효율 감시 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로 열효율 감시 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1을 참조하면, 가열로는 내부에서 슬라브를 받치면서 이동시키기 위한 스키드 장치(미도시)와 상기 슬라브의 상부와 하부에서 열원을 제공하는 다수의 버너를 구비하고 있다.
상기 스키드 장치는 슬라브를 이동시키기 위한 장치로써 고정빔(미도시)과 이동빔(미도시)을 통해 고정빔이 슬라브를 지지하는 상태에서 이동빔이 상승, 전진, 하강, 후퇴 등의 이송 사이클로 동작하여 상기 슬라브를 가열로 내부에서 예열대 → 가열대 → 균열대로 이동시켜 배출시킨다.
상기 버너는 연소제어에 의해 예열대, 가열대 및 균열대 별 설정된 로온에 따라 작동하여 상기 슬라브를 가열한다.
이렇게 상기 가열로를 통해 슬라브에 대해 압연이 가능한 온도로 가열하여 후공정에서의 제어가 용이하도록 하고, 야금학적인 조건을 만족시킬 수 있도록 연소제어를 수행하여 상기 슬라브의 가열품질 및 표면품질을 확보할 수 있도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 가열로 열효율 감시 장치는, 제1 온도 검출부(111), 제2 온도 검출부(112), 제3 온도 검출부(113), 제4 온도 검출부(114), 배가스 유량 검출부(120), 제1 CO & O2 측정부(131), 제2 CO & O2 측정부(132), 제3 CO & O2 측정부(133), 알람 출력부(140), 정보 출력부(150), 및 제어부(160)를 포함한다.
상기 제1 온도 검출부(111)는 상기 가열로의 입측 온도를 검출한다.
제2 온도 검출부(112)는 상기 가열로에서 배출되는 배기가스의 온도를 검출한다.
제3 온도 검출부(113)는 상기 가열로의 출측 온도를 검출한다.
제4 온도 검출부(114)는 상기 가열로의 출측에 팬(FAN)을 통해 제공되는 냉각수의 온도를 검출한다.
상기 제1, 2, 3, 4 온도 검출부(111~114)는 비접촉식 온도계를 사용하는 것이 바람직하다.
예컨대 상기 비접촉식 온도계는 전자파 모양으로 방출되는 열에너지(또는 열 적외선)를 측정하여 온도를 검출하는 방사온도계 또는 적외선 열화상 카메라를 포함한다. 그러나 상기 비접촉식 온도계는 일 예시적으로 기재된 것이므로, 반드시 그 온도계로 한정하고자 하는 것은 아니며, 얼마든지 새로 출시되는 비접촉식 온도계 또는 온도 검출 센서를 적용할 수 있다.
상기 배가스 유량 검출부(120)는 상기 가열로에서 배출되는 배기가스의 유량을 검출한다.
상기 제1 CO & O2 측정부(131)는 상기 가열로 내부의 예열대의 일산화탄소(CO) 및 산소(O2)를 측정한다.
상기 제2 CO & O2 측정부(132)는 상기 가열로 내부의 가열대의 일산화탄소(CO) 및 산소(O2)를 측정한다.
상기 제3 CO & O2 측정부(133)는 상기 가열로 내부의 균열대의 일산화탄소(CO) 및 산소(O2)를 측정한다.
상기 알람 출력부(140)는 가열로가 열효율 구간을 벗어나 운전되면, 상기 제어부(160)의 제어에 따라 알람을 출력한다.
상기 정보 출력부(150)는 가열로가 열효율 구간을 벗어나 운전되면, 상기 제어부(160)의 제어에 따라 에러 정보(또는 가열로 관련 정보 : 가열로의 열효율에 영향을 미치는 정보)를 기 설정된 장치(예 : 모니터)를 통해 출력한다.
상기 제어부(160)는 상기 검출되거나 측정된 정보들을 이용하여 상기 가열로의 열효율을 자동으로 계산(또는 산출)하고, 상기 계산(또는 산출)된 가열로의 열효율이 기 지정된 정상 열효율 구간을 벗어나는지 판단하고, 상기 산출된 가열로의 열효율이 기 지정된 정상 열효율 구간을 벗어나면 알람과 에러 정보(또는 가열로 관련 정보 : 가열로의 열효율에 영향을 미치는 정보)를 출력한다.
이에 따라 사용자는 상기 알람과 에러 정보를 참조하여 상기 가열로가 정상 열효율 구간을 유지할 수 있도록 대응함으로써 연료 손실을 방지할 수 있도록 한다.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 가열로의 배가스 농도에 따른 연소효율을 그래프로 보인 예시도이다.
상기 가열로에 소재(예 : 슬라브)가 투입되면, 가열로 내의 버너에 의한 연소 반응을 통해 상승된 로내 온도에서 복사에 의해 소재온도가 상승된다.
이때 최적의 열효율을 위해서는 가열로의 로벽, 연소 관리, 냉각수 관리 등이 필수적이다. 그 중 연소 관리적인 측면에서는 공기가 많은 과잉공기 상태에서는 산소(O2)의 산화반응에 의해 스케일이 증가하며, 반대로 공기가 적은 불완전 연소상태에서는 연료손실이 초래된다. 따라서 저과잉공기 상태가 유지될 수 있는 연소 관리를 통해 최적의 열효율을 얻을 수 있도록 해야 한다.
도 2를 참조하면 최적의 공연비는 1.2 정도가 유지되는 것이 바람직하다.
참고로 상기 가열로의 열효율을 결정하는 인자는 입열(입측) 부분에서는 연료와 연소공기가 있으며, 출열(출측) 부분에는 대부분이 슬라브의 소재 온도이며, 그 다음으로 배가스 열, 냉각수, 및 기타 내화물 등의 영향을 받는다. 이로부터 상기 가열로의 출열 부분에서의 배가스 온도, 연소상태, 냉각수 관리가 열효율을 결정하는데 중요한 인자임을 알 수 있다.
여기서 상기 가열로의 열효율은 "투입열량"대비"유효열량"의 관계이다.
상기 "투입열량"은"입열과 장입열량의 차이"이다.
상기 입열(A)은 "연료연소열 + 연료 현열 + 스케일 생성열 + 공기현열 - 장입소재현열"의 연산식을 이용해 산출할 수 있다.
이때 상기 입열(A)을 산출하기 위한 연산식에 있어서, 상기 "연료연소열"을 산출하기 위해서는 연료량과 연료의 저위발열량을 측정하며, 상기 "공기현열"을 산출하기 위해 열교환된 공기의 온도를 측정한다. 그리고 나머지 정보(예 : 연료 현열, 스케일 생성열, 장입소재현열 등)는 변동의 범위가 적으므로 기 설정된 고정값을 이용한다.
상기 유효열량(B)은 "추출소재함열 - 장입소재 함열"의 연산식을 이용해 산출할 수 있다. 이때 상기 "추출소재의 함열"은 추출되는 소재의 온도를 측정하여 산출한다.
그리고 상기 유효열량 이외의 추출열(C)은 "냉각수 손실열, 스케일 현열, 배가스 현열"이다. 그 중 상기 "냉각수 손실열"을 산출하기 위해서 냉각수 온도를 측정하며, 상기 "배가스 현열"을 산출하기 위해서 유량과 온도를 측정한다.
최종적으로 열 발란스는 "입열(A)=유효열량(B)+추출열(C)"의 관계식이 일치해야 하며, 상기 가열로의 열효율을"유효열량(B)/입력(A)"로 설계할 경우, 설계상으로는 열효율이 60%가 되지만 실제 가열로 조업에서는 55~60% 정도로 가동된다. 따라서 본 실시예에서는 가열로의 정상 열효율 구간을 55~60%로 설정한다. 다만 상기 정상 열효율 구간은 실시예에 따라서 다른 값으로 설정될 수도 있다.
참고로 상기 가열로의 열효율을 산출하기 위한 계산식을 정리하면 다음 표 1과 같다.
Figure 112015050076121-pat00001
이에 따라 상기 제어부(160)는 상기 검출되거나 측정된 정보들을 이용하여 상기 가열로의 열효율을 자동으로 계산(또는 산출)하고, 상기 계산(또는 산출)된 가열로의 열효율이 기 지정된 정상 열효율 구간(55~60% 구간)을 벗어나면 알람과 에러 정보(또는 가열로 관련 정보 : 가열로의 열효율에 영향을 미치는 정보)를 출력함으로써 가열로 관리자가 빠르게 대응하여 열효율이 정상 구간을 유지할 수 있도록 하고, 그에 따라 연료 손실을 방지할 수 있도록 한다.
도 3은 상기 도 1에 있어서, 제어부가 가열로의 예열대, 가열대, 균열대별로 측정된 정보들을 출력하는 화면을 보인 예시도이다.
도 3을 참조하면, 상기 모니터 화면을 통해 출력되는 정보는, 연료의 유량, 온도, 배가스 온도, 냉각수 온도, 소재 추출 데이터, 및 가열로의 예열대, 가열대, 균열대별 일산화탄소(CO) 및 산소(O2)를 포함한다.
다만 도 3에 도시된 도면은, 본 실시예에 따른 가열로 열효율 감시 장치의 동작 중 가열로의 열효율에 영향을 미치는 정보를 출력하는 동작의 이해를 돕기 위해서 도시된 것이며, 각 정보의 표시 위치나 그래픽 정보는 실시예에 따라서 다양하게 변경될 수 있다.
도 4는 상기 도 1에 있어서, 제어부가 가열로의 열효율을 산출한 결과 및 열효율에 영향을 미치는 입열 정보들과 출열 정보들을 출력하는 화면을 보인 예시도이다.
도 4를 참조하면, 현재 산출된 가열로의 열효율은 50%이며, 열효율에 영향을 미치는 입열 정보들 중 연료사용량은 15.000, 소재 함열은 19.317, 연소공기는 63, 스케일은 1.568이고, 출열 정보들 중 소재 함열은 28.093, 냉각수 열량은 2.350, 배기가스 열량은 2.900, 기타 열량은 2.470임을 알 수 있다.
따라서 상기 제어부(160)는 도 4에 도시된 정보 출력 화면을 지정된 장치에 출력하여 사용자가 참조할 수 있게 하고, 또한 상기 산출된 열효율이 정상 열효율 구간을 벗어나는 경우에 알람과 에러 정보(또는 가열로 관련 정보 : 가열로의 열효율에 영향을 미치는 정보)를 출력한다.
도 5는 상기 도 1에 있어서, 제어부가 열효율에 영향을 미치는 중요 인자들에 대한 세부적인 상태를 판단하기 위한 기준과 대응 방법을 테이블 형태로 보인 예시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 가열로의 열효율에 영향을 미치는 중요 인자(항목)들에는 "연소공기의 산소와 일산화탄소 비율","열교환기의 열효율 및 산소 비율","냉각수 온도","로압"등이 있다.
이때 상기 가열로의 열효율에 영향을 미치는 중요 인자(항목)들은 일 예시적으로 기재된 것이며, 이에 한정되지 않고 가열로의 열효율에 영향을 미치는 다른 인자(항목)들이 더 포함될 수도 있다.
도 5를 참조하면, 상기 제어부(160)는 상기 가열로의 열효율에 영향을 미치는 중요 인자(항목)들의 상태 값이 설정범위 내에 있으면 정상으로 판단하고, 설정범위를 벗어나면 에러 상태로 판단한다.
그리고 도 5에서 기준 값은 상기 중요 인자(항목)들의 정상/에러 상태의 판단을 위한 이론적인 기준 값을 의미한다.
예컨대 로내의 산소 비율을 기준상으로는 2~3%가 정상이지만 실제로는 2~5.5% 의 범위 내에 있으면 정상으로 판단하고, 열교환기 전후의 산소 비율은 차이가 발생하지 않아야 정상이지만 실제로는 1% 범위에서 차이가 발생해도 정상으로 판단하는 것이다.
그리고 도 5에서 대응 값은 상기 중요 인자(항목)들 중 에러 상태로 판단된 인자(항목) 들에 대해서 대응 방법(또는 에러 발생 원인)을 의미한다.
예컨대 로압이 0.3~0.5(mmAq) 범위에 있으면 정상 상태로 판단하지만, 만약 상기 범위를 벗어나면 가열로 내부로 외부공기 침입 가능성이 있으므로, 상기 제어부(160)는 사용자에게 외부공기 침입진단을 수행하게 할 수 있다.
이때 상기 열효율 산출, 열효율의 정상/에러 판단 방법, 열효율에 영향을 미치는 인자, 열효율에 영향을 미치는 인자들의 정상/에러 판단 방법, 및 열효율에 영향을 미치는 인자들의 상태에 따른 대응 방법에 관련된 정보는, 상기 제어부(160)의 내부 메모리(미도시)나 별도의 메모리(미도시)에 미리 저장된다.
상기와 같이 가열로에서 산출된 열효율이 정상 열효율 구간을 벗어나는 경우에 알람과 에러 정보(또는 가열로 관련 정보 : 가열로의 열효율에 영향을 미치는 정보)를 출력함으로써 사용자가 빠른 대응을 통해 상기 가열로의 열효율이 정상 열효율 구간을 유지할 수 있도록 한다. 그에 따라 연료 손실을 방지할 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로 열효율 감시 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(160)는 가열로의 상태 정보를 실시간으로 검출하거나 측정한다(S101).
즉, 상기 제어부(160)는 온도 검출부(111~114), 배가스 유량 검출부(120), 및 CO & O2 측정부(131~133)를 통해 가열로 내부의 상태 정보(예 : 연료 유량, 공기 유량, 온도, 냉각수 온도, 소재 온도 등)를 검출하거나 측정한다. 상기 검출되거나 측정된 상태 정보는 가열로의 열효율을 산출하기 위한 정보이다.
상기 제어부(160)는 상기 검출되거나 측정된 가열로의 상태 정보, 및 열효율 산출을 위한 기본정보(예 : 비열, 스케일링 등)를 입력받는다(S102).
그리고 상기 제어부(160)는 상기 실시간 측정된 가열로의 상태 정보, 및 열효율 산출을 위한 기본정보(예 : 비열, 스케일링 등)를 이용하여 가열로의 열효율을 산출한다(S103).
상기 열효율은 "(유효열량/투입열량)*100"의 연산식을 이용하여 산출할 수 있으며, 상기 유효열량은 "추출소재함열-장입소재함열"에 대응되고, 상기 투입열량은 "입열-장입소재함열"에 대응된다.
상기 가열로의 열효율이 산출되면 상기 제어부(160)는 상기 산출된 열효율이 기 설정된 정상 범위 이내인지 판단한다(S104).
상기 산출된 가열로의 열효율이 기 설정된 정상 범위 이내이면(S104의 예), 상기 제어부(160)는 가열로가 정상적으로 조업되고 있는 것으로 판단한다(S106).
그러나 상기 산출된 가열로의 열효율이 기 설정된 정상 범위를 벗어나면(S104의 아니오), 상기 제어부(160)는 알람과 경고 메시지를 출력한다(S105).
한편, 상기 제어부(160)는 상기 산출된 열효율이 정상 범위 이내인지 판단하기 전에, 상기 S101 단계에서 검출되거나 측정된 가열로의 상태 정보(또는 열효율에 영향을 미치는 정보) 중 정상 운전범위에서 벗어나는 정보를 검출한다(S107).
예컨대 상기 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 제어부(160)는 상기 가열로의 열효율에 영향을 미치는 중요 인자(항목)들의 상태 값이 설정범위 내에 있으면 정상으로 판단하고, 상기 중요 인자(항목)들의 상태 값이 설정범위를 벗어나면 에러 상태로 판단한다. 이때 상기 에러 상태로 판단된 정보(즉, 중요 인자)가 있을 경우에 상기 제어부(160)는 알람을 출력할 수도 있다.
그리고 상기 제어부(160)는 상기 가열로의 열효율에 영향을 미치는 중요 인자(항목)들 중 에러 상태로 판단된 인자(정상 운전범위를 벗어난 정보)들에 대해서 그 발생 원인이나 정상 상태로 만들기 위한 대응 방법을 기 지정된 장치(예 : 모니터)를 통해 출력한다(S108).
상기 출력된 대응 방법에 따라 사용자는 대응 조치를 취할 수 있다(S109).
상기와 같이 사용자의 대응 조치를 통해 가열로의 상태 정보가 변경될 수 있으며, 상기 제어부(160)는 상기 변경된 상태 정보를 검출하고 가열로의 열효율을 산출하여 그 열효율이 정상 범위 이내인지 판단하여 대응할 수 있도록 하는 일련의 단계(S101~S106)를 반복적으로 수행한다.
상기와 같이 본 실시예는 가열로의 열효율을 자동으로 계산하여 기 지정된 열효율 구간을 벗어나면 조기에 알람과 에러 정보를 제공함으로써 가열로 관리자가 빠르게 대응하여 열효율이 정상 구간을 유지할 수 있도록 하고, 그에 따라 연료 손실을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
111 : 제1 온도 검출부
112 : 제2 온도 검출부
113 : 제3 온도 검출부
114 : 제4 온도 검출부
120 : 배가스 유량 검출부
131 : 제1 CO & O2 측정부
132 : 제2 CO & O2 측정부
133 : 제3 CO & O2 측정부
140 : 알람 출력부
150 : 정보 출력부
160 : 제어부

Claims (8)

  1. 가열로에서 배출되는 배가스 유량을 검출하는 배가스 유량 검출부;
    상기 가열로 내부의 일산화탄소(CO) 및 산소(O2)를 측정하는 CO & O2 측정부;
    상기 가열로 내부 및 외부의 온도 검출을 위한 온도 검출부; 및
    상기 배가스 유량 검출부, CO & O2 측정부, 및 온도 검출부를 통해 검출되거나 측정된 가열로 내부 및 외부의 적어도 하나 이상의 상태 정보에 기초하여 상기 가열로의 열효율을 산출하고, 상기 산출된 가열로의 열효율이 기 지정된 열효율 구간을 벗어나면 알람과 에러 정보 중 적어도 하나를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열로 열효율 감시 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 온도 검출부는,
    상기 가열로의 입측 온도를 검출하는 제1 온도 검출부;
    상기 가열로에서 배출되는 배기가스의 온도를 검출하는 제2 온도 검출부;
    상기 가열로의 출측 온도를 검출하는 제3 온도 검출부; 및
    상기 가열로의 출측에 제공되는 냉각수의 온도를 검출하는 제4 온도 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열로 열효율 감시 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 CO & O2 측정부는,
    상기 가열로 내부의 예열대의 일산화탄소(CO) 및 산소(O2)를 측정하는 제1 CO & O2 측정부;
    상기 가열로 내부의 가열대의 일산화탄소(CO) 및 산소(O2)를 측정하는 제2 CO & O2 측정부; 및
    상기 가열로 내부의 균열대의 일산화탄소(CO) 및 산소(O2)를 측정하는 제3 CO & O2 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열로 열효율 감시 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 가열로 열효율 감시 장치는,
    상기 가열로가 열효율 구간을 벗어나 운전되면, 상기 제어부의 제어에 따라 알람을 출력하는 알람 출력부; 및
    상기 가열로가 열효율 구간을 벗어나 운전되면, 상기 제어부의 제어에 따라 에러 정보 또는 가열로의 열효율에 영향을 미치는 적어도 하나 이상의 정보 중 적어도 하나를 기 설정된 장치를 통해 출력하는 정보 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열로 열효율 감시 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 열효율은,
    (유효열량/투입열량)*100의 연산식을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 가열로 열효율 감시 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 검출되거나 측정된 가열로 내부 및 외부의 적어도 하나 이상의 상태 정보 중 상기 가열로의 열효율에 영향을 미치는 특정 인자들의 상태 값이 설정범위 내에 있으면 정상으로 판단하고,
    상기 특정 인자들의 상태 값이 설정범위를 벗어나면 에러 상태로 판단하며,
    상기 에러 상태로 판단된 인자들에 대해서 그 발생 원인이나 정상 상태로 만들기 위한 대응 방법을 기 지정된 장치를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 가열로 열효율 감시 장치.
  7. 배가스 유량 검출부가 가열로에서 배출되는 배가스 유량을 검출하는 단계;
    CO & O2 측정부가 상기 가열로 내부의 일산화탄소(CO) 및 산소(O2)를 측정하는 단계;
    온도 검출부가 상기 가열로 내부 및 외부의 온도 검출하는 단계; 및
    제어부가 상기 배가스 유량 검출부, CO & O2 측정부, 및 온도 검출부를 통해 검출되거나 측정된 가열로 내부 및 외부의 적어도 하나 이상의 상태 정보들에 기초하여 상기 가열로의 열효율을 산출하고, 상기 산출된 가열로의 열효율이 기 지정된 열효율 구간을 벗어나면 알람과 에러 정보 중 적어도 하나를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열로 열효율 감시 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 가열로 내부 및 외부의 적어도 하나 이상의 상태 정보를 검출하는 단계에서,
    상기 제어부는, 상기 검출되거나 측정된 가열로 내부 및 외부의 적어도 하나 이상의 상태 정보 중 상기 가열로의 열효율에 영향을 미치는 특정 인자들의 상태 값이 설정범위 내에 있으면 정상으로 판단하고,
    상기 특정 인자들의 상태 값이 설정범위를 벗어나면 에러 상태로 판단하며,
    상기 에러 상태로 판단된 인자들에 대해서 그 발생 원인이나 정상 상태로 만들기 위한 대응 방법을 기 지정된 장치를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 가열로 열효율 감시 방법.
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