KR101720696B1 - 연속식 가열로의 연소기 제어장치와 연소기 제어방법 - Google Patents

연속식 가열로의 연소기 제어장치와 연소기 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101720696B1
KR101720696B1 KR1020160052903A KR20160052903A KR101720696B1 KR 101720696 B1 KR101720696 B1 KR 101720696B1 KR 1020160052903 A KR1020160052903 A KR 1020160052903A KR 20160052903 A KR20160052903 A KR 20160052903A KR 101720696 B1 KR101720696 B1 KR 101720696B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heating
unit
detailed
oxygen concentration
combustor
Prior art date
Application number
KR1020160052903A
Other languages
English (en)
Inventor
유인
이성호
Original Assignee
주식회사 컴버스텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 컴버스텍 filed Critical 주식회사 컴버스텍
Priority to KR1020160052903A priority Critical patent/KR101720696B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101720696B1 publication Critical patent/KR101720696B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/002Regulating fuel supply using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/08Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water
    • F23N1/082Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/36Arrangements of heating devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/40Arrangements of controlling or monitoring devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/0014Devices for monitoring temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0028Regulation
    • F27D2019/0034Regulation through control of a heating quantity such as fuel, oxidant or intensity of current
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0028Regulation
    • F27D2019/0034Regulation through control of a heating quantity such as fuel, oxidant or intensity of current
    • F27D2019/004Fuel quantity

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

본 발명은 연속식 가열로에 재료를 장입추출하여 재료를 가열할 때, 가열구간에 대한 연소기의 용량을 낮추면서 가열로의 온도 특성을 정밀하게 제어하고, 가열로에서의 생산품질을 향상시키며, 연소시스템 자체로의 생산품질 및 에너지 절감 효과를 얻을 수 있고, 설비 투자비 측면에서도 가격 경쟁력을 갖출 수 있는 연속식 가열로의 연소기 제어장치와 연소기 제어방법에 관한 것이다.
이를 위해 가열로에는 가열로를 구획하는 단위가열구간 및 단위가열구간을 구획하는 세부가열구간이 형성되고, 연소기는 세부가열구간마다 설치되되, 연속식 가열로의 연소기 제어장치는 연소기마다 연료와 산화제의 공급량을 조절하도록 각각의 연소기마다 접속되는 세부조절유닛과, 재료의 이동에 따라 가열로의 가열온도를 측정하도록 재료의 이동 방향을 따라 재료의 장입과 추출이 중첩되는 세부가열구간 사이의 경계에 설치되는 열전대 및 세부조절유닛과 열전대에 접속되되, 열전대를 통해 측정된 가열온도를 바탕으로 세부가열구간에 대한 세부가열온도를 계산한 다음 상세부가열구간마다 세부가열온도와 가열온도를 비교하여 세부조절유닛의 동작을 조절하는 조절제어유닛을 포함한다.

Description

연속식 가열로의 연소기 제어장치와 연소기 제어방법{COMBUSTOR CONTROL DEVICE AND COMBUSTOR CONTROL METHOD OF MULTITUDE HEATING FURNACE}
본 발명은 연속식 가열로의 연소기 제어장치와 연소기 제어방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 연속식 가열로에 재료를 장입추출하여 재료를 가열할 때, 가열구간에 대한 연소기의 용량을 낮추면서 가열로의 온도 특성을 정밀하게 제어하고, 가열로에서의 생산품질을 향상시키며, 연소시스템 자체로의 생산품질 및 에너지 절감 효과를 얻을 수 있고, 설비 투자비 측면에서도 가격 경쟁력을 갖출 수 있는 연속식 가열로의 연소기 제어장치와 연소기 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 철강 또는 비철강 산업 분야에 있어 단조나 압연 또는 열처리를 목적으로 가열로에 재료를 장입 추출할 때, 연소기는 화염을 발생시켜 재료를 가열한다. 이때, 연소기에서 요구하는 가열특성 및 기타 효과를 얻기 위해서는 연소기 자체 뿐만 아니라 이를 운용하는 시스템이 갖추어져야 한다.
이러한 가열로에서는 생산품질이 가장 중요하고, 연소시스템 자체로의 생산품질 및 에너지 절감 효과를 얻을 수 있도록 하여야 하며 설비 투자비 측면에서도 가격 경쟁력을 갖추어야 한다.
하지만, 종래의 가열로에서는 가열로를 구획하는 각각의 가열구간에 대하여 대용량의 유량제어밸브가 설치됨에 따라 유량의 제어성이 불안정해지고, 설비 투자비가 증가되며, 제어요소의 변화에 따른 추종과 안정화에 많은 지연과 손실이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 대용량인 하나의 연소기가 매우 넓은 영역을 제어해야 하기 때문에 동일 가열구간에서의 온도 균일도가 정밀하다고 보기 어려운 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1112072호(발명의 명칭 : 연속식 가열로의 로압 제어 방법 및 그 장치, 2012. 02. 10. 공고)
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 연속식 가열로에 재료를 장입추출하여 재료를 가열할 때, 가열구간에 대한 연소기의 용량을 낮추면서 가열로의 온도 특성을 정밀하게 제어하고, 가열로에서의 생산품질을 향상시키며, 연소시스템 자체로의 생산품질 및 에너지 절감 효과를 얻을 수 있고, 설비 투자비 측면에서도 가격 경쟁력을 갖출 수 있는 연속식 가열로의 연소기 제어장치와 연소기 제어방법을 제공함에 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 연속식 가열로의 연소기 제어장치는 연속식 가열로에서 이동되는 재료를 가열하는 연소기의 제어장치이고, 상기 가열로는, 재료의 이동 방향을 따라 상기 가열로에 대한 기설정된 단위가열특성으로 상기 가열로를 구획하는 단위가열구간; 및 재료의 이동 방향을 따라 상기 단위가열구간에 대한 기설정된 세부가열특성으로 상기 단위가열구간을 구획하는 세부가열구간;을 포함하되, 상기 연소기는, 상기 세부가열구간마다 설치되고, 상기 제어장치는, 상기 연소기마다 연료와 산화제의 공급량을 조절하도록 각각의 상기 연소기마다 접속되는 세부조절유닛; 재료의 이동에 따라 상기 가열로의 가열온도를 측정하도록 재료의 이동 방향을 따라 재료의 장입과 추출이 중첩되는 상기 세부가열구간 사이의 경계에 설치되는 열전대; 및 상기 세부조절유닛과 상기 열전대에 접속되되, 상기 열전대를 통해 측정된 가열온도를 바탕으로 상기 세부가열구간에 대한 세부가열온도를 계산한 다음 상기 세부가열구간마다 상기 세부가열온도와 상기 가열온도를 비교하여 상기 세부조절유닛의 동작을 조절하는 조절제어유닛;을 포함한다.
본 발명의 연속식 가열로의 연소기 제어장치는 연속식 가열로에서 이동되는 재료를 가열하는 연소기의 제어장치이고, 상기 가열로는, 재료의 이동 방향을 따라 상기 가열로에 대한 기설정된 단위가열특성으로 상기 가열로를 구획하는 단위가열구간; 및 재료의 이동 방향을 따라 상기 단위가열구간에 대한 기설정된 세부가열특성으로 상기 단위가열구간을 구획하는 세부가열구간;을 포함하되, 상기 연소기는, 상기 세부가열구간마다 설치되고, 상기 제어장치는, 상기 연소기마다 연료와 산화제의 공급량을 조절하도록 각각의 상기 연소기마다 접속되는 세부조절유닛; 재료의 이동에 따라 상기 가열로의 가열온도를 측정하도록 재료의 이동 방향을 따라 재료의 장입과 추출이 중첩되는 상기 세부가열구간 사이의 경계에 설치되는 열전대; 및 상기 세부조절유닛과 상기 열전대에 접속되되, 상기 열전대를 통해 측정된 가열로의 가열온도를 바탕으로 상기 단위가열구간별 열요구량을 계산한 다음 상기 열요구량에 따라 상기 단위가열구간에서 상기 세부조절유닛의 동작 여부를 선택하거나, 상기 열전대를 통해 측정된 가열로의 가열온도를 바탕으로 상기 세부가열구간에 대한 세부가열온도를 계산하고 상기 세부가열구간마다 상기 세부가열온도와 상기 가열온도를 비교하여 상기 세부조절유닛의 동작 여부를 선택하는 조절제어유닛;을 포함한다.
본 발명의 연속식 가열로의 연소기 제어장치는 연속식 가열로에서 이동되는 재료를 가열하는 연소기의 제어장치이고, 상기 가열로는, 재료의 이동 방향을 따라 상기 가열로에 대한 기설정된 단위가열특성으로 상기 가열로를 구획하는 단위가열구간; 및 재료의 이동 방향을 따라 상기 단위가열구간에 대한 기설정된 세부가열특성으로 상기 단위가열구간을 구획하는 세부가열구간;을 포함하되, 상기 연소기는, 상기 세부가열구간마다 설치되고, 상기 제어장치는, 상기 연소기마다 연료와 산화제의 공급량을 조절하도록 각각의 상기 연소기마다 접속되는 세부조절유닛; 상기 세부가열구간에서 산소의 농도를 측정하도록 상기 세부가열구간마다 설치되는 산소감지부; 및 상기 세부조절유닛과 상기 산소감지부에 접속되되, 상기 단위가열구간에 대하여 상기 산소감지부를 통해 측정된 산소의 농도와 기설정된 산소의 농도조건을 비교하여 상기 단위가열구간에서 재료의 이동 방향에 따라 상기 세부조절유닛의 동작을 조절하는 조절제어유닛;을 포함한다.
본 발명의 연속식 가열로의 연소기 제어방법은 상술한 제어장치를 이용한 연속식 가열로의 연소기 제어방법이고, 상기 세부가열구간에서 재료의 장입과 재료의 추출에 따라 상기 열전대를 통해 재료의 추출측 가열온도와 재료의 장입측 가열온도를 측정하는 단계; 상기 세부가열구간에 대해 재료의 추출측 가열온도와 재료의 장입측 가열온도 차이를 바탕으로 세부가열온도를 계산하는 단계; 상기 세부가열구간마다 상기 세부가열온도와 상기 가열온도를 비교하는 단계; 및상기 비교 결과에 따라 상기 세부가열온도와 상기 가열온도 사이의 오차를 바탕으로 해당 세부가열구간에 대응되는 상기 세부조절유닛을 동작시켜 상기 연소기에 공급되는 연료와 산화제의 공급량을 조절하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 연속식 가열로의 연소기 제어방법은 상술한 제어장치를 이용한 연속식 가열로의 연소기 제어방법이고, 상기 단위가열구간마다 구획되는 N(2 이상인 정수) 개의 상기 세부가열구간에서 재료의 장입과 재료의 추출에 따라 상기 열전대를 통해 재료의 추출측 가열온도와 재료의 장입측 가열온도를 측정하는 단계; 상기 가열온도를 바탕으로 상기 단위가열구간마다 필요한 열요구량을 산출하는 단계; 산출된 상기 열요구량에 따라 동작시켜야 하는 상기 연소기의 개수를 결정하는 단계; 및 상기 열요구량에 따라 선택되는 상기 연소기에 접속되는 상기 세부조절유닛을 동작시키고, 상기 열요구량에 따라 선택되지 못한 상기 연소기에 접속되는 상기 세부조절유닛의 동작을 차단하는 단계;를 포함하며, 상기 열요구량을 A라 하고, 상기 열요구량에 따라 선택되는 상기 연소기의 개수를 B라 하면, 100(B-1)/N < A =< 100B/N 인 관계식에 따라 선택되는 상기 연소기에 접속되는 상기 세부조절유닛을 동작시킨다.
여기서, 상기 세부조절유닛은 재료의 이동 방향 순으로 차단된다.
여기서, 100(B-1)/N < A < 100B/N 인 경우, 선택된 상기 연소기에 접속되는 상기 세부조절유닛을 동작시간으로 조절한다.
본 발명의 연속식 가열로의 연소기 제어방법은 상술한 제어장치를 이용한 연속식 가열로의 연소기 제어방법이고, 상기 세부가열구간에서 재료의 장입과 재료의 추출에 따라 상기 열전대를 통해 재료의 추출측 가열온도와 재료의 장입측 가열온도를 측정하는 단계; 상기 세부가열구간에 대해 재료의 추출측 가열온도와 재료의 장입측 가열온도 차이(M)를 바탕으로 세부가열온도를 계산하는 단계; 상기 세부가열구간마다 상기 세부가열온도와 상기 가열온도를 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 따라 상기 세부가열온도와 상기 가열온도 사이의 오차를 바탕으로 해당 세부가열구간에 대응되는 상기 세부조절유닛의 동작 여부를 선택하는 단계;를 포함하며, 하나의 단위가열구간에 4개의 세부가열구간이 형성되는 것을 기준으로 첫째, 섭씨 100도 < M 인 경우, 상기 세부가열온도는 재료의 장입측 가열온도의 100%로 계산되고, 둘째, 섭씨 50도 < M 인 경우, 상기 세부가열온도는 재료의 장입측 가열온도의 75%와 재료의 추출측 가열온도의 25%의 합으로 계산되며, 셋째, 섭씨 25도 < M 인 경우, 상기 세부가열온도는 재료의 장입측 가열온도의 50%와 재료의 추출측 가열온도의 50%의 합으로 계산되고, 넷째, 섭씨 10도 < M 인 경우, 상기 세부가열온도는 재료의 장입측 가열온도의 25%와 재료의 추출측 가열온도의 75%의 합으로 계산된다.
여기서, 해당 세부가열구간에 대하여 상기 세부가열온도는 재료의 장입측 가열온도에 상관없이 상기 세부가열온도 > 재료의 추출측 가열온도 이면, 상기 세부조절유닛을 동작시키고, 해당 세부가열구간에 대하여 상기 세부가열온도 < 재료의 추출측 가열온도이면, 상기 세부조절유닛의 동작을 차단하되, 해당 세부가열구간에 대하여 상기 세부가열온도 < 재료의 장입측 가열온도이고, 해당 세부가열구간의 설정온도가 차순위 세부가열구간의 설정온도보다 높으면, 상기 세부조절유닛의 동작을 차단한다.
여기서, 상기 세부조절유닛이 동작되는 시점에는 상기 산화제가 먼저 공급된 다음 상기 연료가 공급되도록 하고, 상기 세부조절유닛의 동작이 차단되는 시점에서는 상기 연료가 먼저 차단된 다음 상기 산화제가 차단된다.
본 발명의 연속식 가열로의 연소기 제어방법은 제어장치를 이용한 연속식 가열로의 연소기 제어방법이고, 상기 산소감지부를 통해 상기 세부가열구간에서 산소 농도를 측정하는 단계; 및 측정된 산소 농도와 기설정된 산소의 농도조건 비교하는 단계;를 포함하고, 측정된 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건보다 높은 경우, 상기 가열로 또는 상기 단위가열구간을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 상기 세부가열구간에서 가장 멀리 있는 세부가열구간부터 재료의 이동 방향 또는 상기 산소감지부의 위치 방향을 따라 기설정된 감소비율로 산소 농도를 1차 감소시키며, 1차 감소 후 측정된 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건보다 높은 경우, 상기 가열로 또는 상기 단위가열구간을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 상기 세부가열구간에서 가장 멀리 있는 세부가열구간부터 재료의 이동 방향 또는 상기 산소감지부의 위치 방향을 따라 추가적인 감소비율로 산소 농도를 감소시키고, 측정된 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건보다 낮은 경우, 높은 경우와 반대로 기설정된 증가비율로 산소 농도를 증가시키며, 측정된 산소 농도가 기설정된 농도조건과 동일하면, 산소 농도의 제어 동작이 정지된다.
여기서, 상기 연료가 공기 연소인 경우, 측정되는 산소 농도가 10% 이상이면, 상기 가열로 또는 상기 단위가열구간을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 상기 세부가열구간에서 가장 멀리 있는 세부가열구간부터 재료의 이동 방향 또는 상기 산소감지부의 위치 방향을 따라 공기와 연료의 비율을 10% 씩 순차적으로 감소시키고, 상기 공기와 연료의 비율을 10% 씩 감소한 다음, 측정된 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건보다 높으면, 상기 가열로 또는 상기 단위가열구간을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 상기 세부가열구간에서 가장 멀리 있는 세부가열구간부터 재료의 이동 방향 또는 상기 산소감지부의 위치 방향을 따라 공기와 연료의 비율을 25% 씩 순차적으로 감소시키며, 측정되는 산소 농도가 4% 이하이면, 상기 가열로 또는 상기 단위가열구간을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 상기 세부가열구간에서 가장 멀리 있는 세부가열구간부터 재료의 이동 방향 또는 상기 산소감지부의 위치 방향을 따라 공기와 연료의 비율을 5% 씩 순차적으로 증가시키고, 측정되는 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건과 동일하면, 산소 농도의 제어 동작이 정지된다.
여기서, 상기 연료가 산소 연소인 경우, 측정되는 산소 농도가 10% 이상이면, 상기 단위가열구간에 대하여 배기가스의 최종 배출측 또는 재료의 최초 장입측의 상기 세부가열구간부터 산소와 연료의 비율을 5% 씩 순차적으로 감소시키고, 상기 산소와 연료의 비율을 5% 씩 감소한 다음, 측정된 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건보다 높으면, 상기 단위가열구간에 대하여 배기가스의 최종 배출측 또는 재료의 최초 장입측의 상기 세부가열구간부터 산소와 연료의 비율을 7.5% 씩 순차적으로 감소시키며, 측정되는 산소 농도가 4% 이하이면, 상기 단위가열구간에 대하여 배기가스의 최종 배출측 또는 재료의 최초 장입측의 상기 세부가열구간부터 산소와 연료의 비율을 5% 씩 순차적으로 증가시키고, 측정되는 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건과 동일하면, 산소 농도의 제어 동작이 정지된다.
본 발명의 연속식 가열로의 연소기 제어장치와 연소기 제어방법에 따르면, 연속식 가열로에 재료를 장입추출하여 재료를 가열할 때, 가열구간에 대한 연소기의 용량을 낮추면서 가열로의 온도 특성을 정밀하게 제어하고, 가열로에서의 생산품질을 향상시키며, 연소시스템 자체로의 생산품질 및 에너지 절감 효과를 얻을 수 있고, 설비 투자비 측면에서도 가격 경쟁력을 갖출 수 있다.
또한, 본 발명은 연소기에서 사용되는 연료와 산화제에 대한 유량의 제어성을 안정화시키고, 연료 및 산화제의 공급을 위한 배관 및 구성품의 단순화로 최종적인 투자비용이 감소하며, 제어요소의 변화에 따른 추종과 안정화에 지연과 손실이 발생하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 소용량인 다수의 연소기가 넓은 영역을 제어하기 때문에 동일한 단위가열구간에 대하여 온도 균일성을 확보하고, 연료의 연소 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 구획된 세부가열구간에 대하여 연소기의 동작 여부를 선택하고, 연소기에서 연료와 산화제의 분사 속도를 기설정된 유속 이상으로 유지시킬 수 있으며, 질소산화물(NOx)의 발생을 최소화하고, 배기가스의 재순환율을 극대화시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 세부가열구간에 대한 연소기의 동작 여부를 선택하거나 연소기의 동작 상태를 조절함으로써, 연소 반응이 없는 세부가열구간에서 질소산화물(NOx)을 발생시키지 않아 질소산화물(NOx)의 발생량을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 연소기에 공급되는 산화제와 연료의 비율을 안정화시킬 수 있고, 실질적으로 배기가스의 산소 농도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 연료의 소비를 줄이고, 불완전 연소로 인한 연료의 낭비와 오염물질의 증가를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 단위가열구간에 대한 연소기의 동작 여부를 재료의 이동 방향에 따라 순차적으로 제어함으로써, 가열로의 온도 특성이 실질적으로 유지되도록 한다.
또한, 본 발명은 연료와 산화제의 공급 및 차단 시점 또는 연료와 산화제의 증감 시점을 제어함으로써, 가열로 내부를 항상 산화 분위기로 유지시킬 수 있고, 가열로에서 미연소된 연료를 최소화시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 연소기의 동작 여부 선택에 대하여 가열로 내부의 압력 변화를 최소화시키고, 가열로의 온도 변화를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어장치를 도시한 배치도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어장치에서 연소기의 접속 상태를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어장치를 도시한 배치도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어장치에서 연소기의 접속 상태를 도시한 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어장치와 연소기 제어방법의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어장치를 도시한 배치도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어장치에서 연소기의 접속 상태를 도시한 구성도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어장치는 연속식 가열로(100)에 재료를 장입 추출하여 재료를 가열할 때, 연소기(10)의 용량을 낮추면서 가열로(100)의 온도 특성을 정밀하게 제어할 수 있다.
이때, 가열로(100)는 최소 구간으로 세분화된다. 가열로(100)는 재료가 이동되면서 재료의 장입과 재료의 추출이 이루어지며, 장입되는 재료를 가열하는 함체이다. 가열로(100)는 재료의 이동 방향을 따라 가열로(100)에 대한 기설정된 단위가열특성으로 가열로를 구획하는 단위가열구간(Z)과, 재료의 이동 방향을 따라 단위가열구간(Z)에 대한 기설정된 세부가열특성으로 단위가열구간(Z)을 구획하는 세부가열구간(H)을 포함한다.
여기서, 단위가열특성과 세부가열특성의 재료에 따라 연소기(10)에서 요구하는 가열특성으로 기설정된 값 또는 기설정된 허용범위이고, 이에 대한 구체적인 사항은 한정하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에서 가열로(100)는 Z1, Z2와 같이 2개의 단위가열구간(Z)으로 구획하고, 각각의 단위가열구간(Z1, Z2)에 대하여 H1, H2, H3, H4와 같이 4개의 세부가열구간(H)으로 구획된 것으로 설명한다.
또한, 상기 연소기(10)는 세부가열구간(H)마다 설치된다. 연소기(10)는 공급되는 연료와 산화제를 분사하여 재료를 가열한다. 연소기(10)는 세부가열구간(H)마다 동일한 용량을 갖도록 할 수 있다. 연소기(10)에 공급되는 연료와 산화제는 각각 1종 이상으로 이루어질 수 있다. 산화제는 공기와 산소 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 1종의 연료와 2종의 산화제가 공급되는 것으로 설명한다.
연소기(10)는 연료를 공급하는 연료관(11)과, 산화제를 공급되는 하나 이상의 산화제관(12)과, 연료관(11)과 산화제관(12)을 감싸 지지하는 연소기바디(15)와, 연소기바디(15)에 결합된 상태에서 연료관(11)과 산화제관(12)이 결합되어 공급되는 연료와 산화제를 분사하는 연소기헤드(16)를 포함할 수 있다.
여기서, 연료관(11)은 연료가 이동되는 중공의 관이다.
또한, 산화제관(12)은 제1산화제관(13)과 제2산화제관(14)으로 구분할 수 있다. 일예로, 제1산화제관(13)과 제2산화제관(14)에는 각각 공기와 산소 중 어느 하나가 공급될 수 있다.
또한, 연소기바디(15)는 공기가 공급되는 중공의 함체이고, 연소기헤드(16)에서 공기가 분사되도록 할 수 있다. 도시되지 않았지만, 연소기바디(15) 내부에는 공기가 공급되고, 연소기헤드(16)를 통해 분사될 수 있다.
이때, 서로 근접하고 있는 연소기(10)는 서로 간의 온도 제어 시에 영향을 미친다. 이러한 영향은 가열로(100) 내에서 고온의 배기가스의 유동이 재료의 추출측에서 재료의 장입측으로 이동함으로써, 재료의 추출측에 배치된 연소기(10)가 재료의 장입측에 배치된 연소기(10)에 더 많은 영향을 주게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어장치는 세부조절유닛(20)과, 조절제어유닛(60)을 포함하고, 열전대(40)와 산소감지부(50) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 세부조절유닛(20)은 연소기(10)마다 연료와 산화제의 공급량을 조절하도록 각각의 연소기(10)마다 접속된다. 세부조절유닛(20)은 세부조절유닛(20)은 연료관(11)에 접속되어 연료의 공급량을 조절하는 연료조절유닛(21)과, 산화제관(12)에 접속되어 산화제의 공급량을 조절하는 산화제조절유닛(22)을 포함한다. 이때, 산화제조절유닛(22)은 제1산화제관(13)에 접속되는 제1조절유닛(23)과, 제2산화제관(14)에 접속되는 제2조절유닛(24)으로 구분할 수 있다.
상기 연료조절유닛(21)은 수동 또는 입력되는 동작 신호에 의해 연료의 공급량을 조절하는 연료조절부(211)와, 입력되는 동작 신호에 의해 연료의 공급 여부를 선택하는 연료개폐부(212)와, 수동으로 연료의 공급을 차단하는 연료정지부(213)를 포함한다. 연료조절유닛(21)의 세부 구성은 연료의 공급 방향을 따라 연료정지부(213)와, 연료개폐부(212)와, 연료조절부(211)의 순서로 배치될 수 있다.
상기 산화제조절유닛(22)은 수동 또는 입력되는 동작 신호에 의해 산화제의 공급량을 조절하는 산화제조절부(221)와, 입력되는 동작 신호에 의해 산화제의 공급 여부를 선택하는 산화제개폐부(222)와, 수동으로 산화제의 공급을 차단하는 산화제정지부(223)를 포함한다. 산화제조절유닛(22)의 세부 구성은 산화제의 공급 방향을 따라 산화제정지부(223)와, 산화제개폐부(222)와, 산화제조절부(221)의 순서로 배치될 수 있다.
세부조절유닛(20)은 연소기(10)마다 공급되는 연료와 산화제의 공급량을 조절하도록 가열로(100) 전체의 연료와 산화제의 공급량을 조절하는 단위조절유닛(30)을 더 포함한다. 단위조절유닛(30)은 연료조절유닛(21)들이 취합 접속되는 단위연료유닛(31)과, 산화제조절유닛(22)들이 취합 접속되는 단위산화제유닛(32)을 포함할 수 있다. 이때, 단위산화제유닛(32)은 제1조절유닛(23)에 접속되는 제1단위유닛(33)과, 제2조절유닛(24)에 접속되는 제2단위유닛(34)으로 구분할 수 있다.
상기 단위연료유닛(31)은 공급되는 연료의 유량을 측정하는 연료유량계(311)와, 입력되는 동작 신호에 의해 공급되는 연료의 공급량을 조절하는 연료유량부(312)를 포함한다. 단위연료유닛(31)의 세부 구성은 연료의 공급 방향을 따라 연료유량부(312)와, 연료유량계(311)의 순서로 배치될 수 있다.
상기 단위산화제유닛(32)은 공급되는 산화제의 유량을 측정하는 산화제유량계(321)와, 입력되는 동작 신호에 의해 공급되는 산화제의 유량을 조절하는 산화제유량부(322)를 포함한다. 단위산화제유닛(32)의 세부 구성은 산화제의 공급 방향을 따라 산화제유량부(322)와, 산화제유량계(321)의 순서로 배치될 수 있다.
도시되지 않았지만, 단위조절유닛(30)은 세부가열구간(H)별로 연료와 산화제의 공급량을 조절할 수 있다.
상기 열전대(40)는 재료의 이동에 따라 가열로(100)의 가열온도를 측정한다. 열전대(40)는 재료의 이동 방향을 따라 재료의 장입과 추출이 중첩되는 세부가열구간(H) 사이의 경계에 설치된다. 그러면, 열전대(40)의 개수는 세부가열구간(H)의 개수보다 하나가 더 많게 설정된다.
상기 산소감지부(50)는 세부가열구간(H)에서 산소의 농도를 측정한다. 산소감지부(50)는 세부가열구간(H)마다 설치된다. 그러면, 산소감지부(50)의 개수는 세부가열구간(H)의 개수와 동일하게 설정된다.
상기 조절제어유닛(60)은 열전대(40)와 산소감지부(50) 중 적어도 어느 하나의 신호에 따라 세부조절유닛(20)을 제어한다. 조절제어유닛(60)은 세부조절유닛(20)에 접속된 상태에서 열전대(40)와 산소감지부(50) 중 적어도 어느 하나에 접속된다.
조절제어유닛(60)은 열전대(40)와 산소감지부(50)로부터 선택적으로 신호가 입력되고, 연료유량계(311)와 산화제유량계(321)로부터 선택적으로 신호가 입력되며, 연료조절부(211)와, 연료개폐부(212)와, 연료유량부(312)와, 산화제조절부(221)와, 산화제개폐부(222)와, 산화제유량부(322) 중 선택적으로 신호를 전송함으로써, 세부조절유닛(20)을 제어할 수 있다.
첫째, 조절제어유닛(60)은 세부조절유닛(20)과 열전대(40)에 접속된다. 조절제어유닛(60)은 열전대(40)를 통해 측정된 가열온도를 바탕으로 세부가열구간(H)에 대한 세부가열온도를 계산한 다음, 세부가열구간(H)마다 세부가열온도와 측정된 가열온도를 비교하여 세부조절유닛(20)의 동작을 조절할 수 있다. 첫째 조건에 따른 조절제어유닛(60)은 본 발명의 제1실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법에서 구체적으로 설명하기로 한다.
둘째, 조절제어유닛(60)은 세부조절유닛(20)과 열전대(40)에 접속된다. 조절제어유닛(60)은 열전대(40)를 통해 측정된 가열로(100)의 가열온도를 바탕으로 단위가열구간(Z)별 열요구량을 계산한 다음, 열요구량에 따라 단위가열구간(Z)에서 세부조절유닛(20)의 동작 여부를 선택할 수 있다. 둘째 조건에 따른 조절제어유닛(60)은 본 발명의 제2실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법에서 구체적으로 설명하기로 한다.
셋째, 조절제어유닛(60)은 세부조절유닛(20)과 열전대(40)에 접속된다. 조절제어유닛(60)은 열전대(40)를 통해 측정된 가열로(100)의 가열온도를 바탕으로 세부가열구간(H)에 대한 세부가열온도를 계산한 다음, 세부가열구간(H)마다 세부가열온도와 가열온도를 비교하여 세부조절유닛(20)의 동작 여부를 선택할 수 있다. 셋째 조건에 따른 조절제어유닛(60)은 본 발명의 제3실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법에서 구체적으로 설명하기로 한다.
넷째, 조절제어유닛(60)은 세부조절유닛(20)과 산소감지부(50)에 접속된다. 조절제어유닛(60)은 단위가열구간(Z)에 대하여 산소감지부(50)를 통해 측정된 산소의 농도와 기설정된 산소의 농도조건을 비교하여 단위가열구간(Z)에서 재료의 이동 방향에 따라 세부조절유닛(20)의 동작을 조절할 수 있다. 넷째 조건에 따른 조절제어유닛(60)은 본 발명의 제4실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법에서 구체적으로 설명하기로 한다.
여기서. 넷째 조건에 따른 조절제어유닛(60)은 상술한 첫째 조건부터 셋째 조건까지 중 어느 하나를 병행할 수 있다.
지금부터는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어장치에 대하여 설명한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어장치와 동일한 구성에 대하여 동일한 도면부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어장치를 도시한 배치도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어장치에서 연소기의 접속 상태를 도시한 구성도이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어장치는 연속식 가열로(100)에 재료를 장입 추출하여 재료를 가열할 때, 연소기(10)의 용량을 낮추면서 가열로(100)의 온도 특성을 정밀하게 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어장치는 상기 세부조절유닛(20)과, 상기 조절제어유닛(60)을 포함하고, 상기 열전대(40)와 상기 산소감지부(50) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
다만, 본 발명의 다른 실시예에서 단위조절유닛(30)은 연소기(10)마다 공급되는 연료와 산화제의 공급량을 조절하도록 단위가열구간(Z)별 연료와 산화제의 공급량을 조절할 수 있다.
지금부터는 본 발명의 제1실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법은 상술한 열전대(40)와, 세부조절유닛(20) 그리고 첫째 조건에 따른 조절제어유닛(60)의 상호 동작으로 실시될 수 있다. 본 발명의 제1실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법은 하나의 단위가열구간(Z)에 4개의 세부가열구간(H)이 형성되는 것을 기준으로 설명할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법은 세부가열구간(H)에서 재료의 장입과 재료의 추출에 따라 열전대(40)를 통해 재료의 추출측 가열온도와 재료의 장입측 가열온도를 측정하는 단계와, 세부가열구간(H)에 대해 재료의 추출측 가열온도와 재료의 장입측 가열온도 차이를 바탕으로 조절제어유닛(60)을 통해 세부가열온도를 계산하는 단계와, 조절제어유닛(60)을 통해 세부가열구간(H)마다 세부가열온도와 가열온도를 비교하는 단계 및 비교 결과에 따라 세부가열온도와 가열온도 사이의 오차를 바탕으로 조절제어유닛(60)을 통해 해당 세부가열구간(H)에 대응되는 세부조절유닛(20)을 동작시켜 연소기(10)에 공급되는 연료와 산화제의 공급량을 조절하는 단계를 포함한다.
일예로, 세부가열온도를 계산하는 방법은 아래와 같다.
세부가열구간(H)에 대해 재료의 추출측 가열온도와 재료의 장입측 가열온도 차이를 M 이라고 하면,
첫째, 섭씨 100도 < M 인 경우, 상기 세부가열온도는 재료의 장입측 가열온도의 100%로 계산된다.
둘째, 섭씨 50도 < M <= 섭씨 100도인 경우, 상기 세부가열온도는 재료의 장입측 가열온도의 75%와 재료의 추출측 가열온도의 25%의 합으로 계산된다.
셋째, 섭씨 25도 < M <= 섭씨 50도인 경우, 상기 세부가열온도는 재료의 장입측 가열온도의 50%와 재료의 추출측 가열온도의 50%의 합으로 계산된다.
넷째, 섭씨 10도 < M <= 섭씨 25도인 경우, 상기 세부가열온도는 재료의 장입측 가열온도의 25%와 재료의 추출측 가열온도의 75%의 합으로 계산된다.
여기서, 세부조절유닛(20)의 동작을 조절하는 방법은 하나의 연소기(10)가 하나의 세부가열구간(H)의 온도를 제어할 때, 세부가열온도의 계산방법을 기준으로 세부가열구간(H)별 기설정된 설정온도보다 세부가열온도가 높을 경우, 재료가 세부가열구간(H)에 머무르는 시간과 연소기(10)의 작동시간을 조절하여 연소기를 제어할 수 있다.
일예로, 세부가열구간(H)은 재료의 이동 방향을 따라 2m 내지 3m로 설정될 수 있다. 재료가 세부가열구간(H)에 머무르는 시간은 재료의 종류 및 재료의 가열 조건에 따라 5분 내지 15분으로 설정될 수 있다. 이때, 초기 연소기(10)의 가열용량은 5분 내에 세부가열구간(H)을 충분히 가열할 수 있는 용량으로 설정될 수 있다.
또한, 세부조절유닛(20)의 동작을 조절하는 방법은 하나의 연소기(10)가 하나의 세부가열구간(H)의 온도를 제어할 때, 세부가열온도의 계산방법을 기준으로 세부가열구간(H)에 대해 재료의 장입부터 재료의 추출까지 세부조절유닛(20)의 동작 상태를 조절하여 연료와 산화제의 공급량을 조절함으로써 연소기(10)를 제어할 수 있다.
일예로, 해당 세부가열구간(H)에 대하여 상기 세부가열온도는 재료의 장입측 가열온도에 상관없이 세부가열온도 > 재료의 추출측 가열온도 이면, 세부조절유닛(20)을 통해 연료와 산화제의 공급량을 증가시킨다. 그리고, 해당 세부가열구간(H)에 대하여 세부가열온도 < 재료의 추출측 가열온도이면, 세부조절유닛(20)을 통해 연료와 산화제의 공급량을 감소시킨다. 또한, 해당 세부가열구간(H)에 대하여 세부가열온도 < 재료의 장입측 가열온도이고, 해당 세부가열구간(H)의 설정온도가 차순위 세부가열구간(H)의 설정온도보다 높으면, 세부조절유닛(20)을 통해 연료와 산화제의 공급량을 감소시킨다.
이때, 세부조절유닛(20)으로 공급량을 증가시키는 시점에서는 산화제가 먼저 공급된 다음 연료가 공급되도록 하고, 세부조절유닛(20)으로 공급량을 감소시키는 시점에서는 연료가 먼저 감소된 다음 산화제가 감소되도록 하여 세부가열구간(H)에서 항상 산화 분위기를 만들 수 있다.
지금부터는 본 발명의 제2실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법은 상술한 열전대(40)와, 세부조절유닛(20) 그리고 둘째 조건에 따른 조절제어유닛(60)의 상호 동작으로 실시될 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법은 단위가열구간(Z)마다 구획되는 N(2 이상인 정수) 개의 세부가열구간(H)에서 재료의 장입과 재료의 추출에 따라 열전대(40)를 통해 재료의 추출측 가열온도와 재료의 장입측 가열온도를 측정하는 단계와, 가열온도를 바탕으로 조절제어유닛(60)을 통해 단위가열구간(Z)마다 필요한 열요구량을 산출하는 단계와, 산출된 열요구량에 따라 조절제어유닛(60)을 통해 동작시켜야 하는 연소기(10)의 개수를 결정하는 단계 및 조절제어유닛(60)을 통해 열요구량에 따라 선택되는 연소기(10)에 접속되는 세부조절유닛(20)은 동작시키고, 열요구량에 따라 선택되지 못한 연소기(10)에 접속되는 세부조절유닛(20)은 동작을 차단하는 단계를 포함한다.
열요구량은 공지된 다양한 형태를 통해 용이하게 산출되는 것으로, 추가 설명은 생략한다.
여기서, 열요구량을 A라 하고, 열요구량에 따라 선택되는 연소기(10)의 개수를 B라 하면, 열요구량에 따라 선택되는 연소기(10)의 개수는 100(B-1)/N < A =< 100B/N 인 관계식에 따라 확인되고, 선택되는 연소기(10)에 접속되는 세부조절유닛(20)이 동작되어 연소기(10)를 제어할 수 있다.
또한, 100(B-1)/N < A < 100B/N 인 경우, 선택된 연소기(10)에 접속되는 세부조절유닛(20)을 동작시간으로 조절할 수 있다.
또한, 선택되지 못한 연소기(10)에 접속되는 세부조절유닛(20)은 차단개수에 따라 재료의 이동 방향 순으로 차단되도록 한다.
일예로, 단위가열구간(Z)이 4개의 세부가열구간(H)으로 구획되고, 각각의 세부가열구간(H)에는 용량이 25%인 연소기(10)가 각각 설치됨으로써, 단위가열구간(Z)에는 용량이 25%인 연소기(10)가 4대 설치된다.
여기서, 본 발명의 제2실시예에 따라 산출된 열요구량은 단위가열구간(Z)에 대하여 필요한 열요구량이다.
첫째, 단위가열구간(Z)에서 필요한 열요구량이 100%인 경우, 4개의 연소기(10)가 모두 선택되어 각각의 연소기(10)에 접속된 세부조절유닛(20)이 동작되도록 한다.
둘째, 단위가열구간(Z)에서 필요한 열요구량이 75%인 경우, 3개의 연소기(10)가 선택되어 각각의 연소기(10)에 접속된 세부조절유닛(20)이 동작되도록 한다. 이때, 선택되지 않은 1개의 연소기(10)에 접속된 세부조절유닛(20)은 차단된다. 여기서, 차단된 세부조절유닛(20)은 재료의 이동 방향 순서에 따라 단위가열구간(Z)에서 재료의 장입측 첫번째 연소기(10)에 접속된 세부조절유닛(20)이다.
셋째, 단위가열구간(Z)에서 필요한 열요구량이 50%인 경우, 2개의 연소기(10)가 선택되어 각각의 연소기(10)에 접속된 세부조절유닛(20)이 동작되도록 한다. 이때, 선택되지 않은 2개의 연소기(10)에 접속된 세부조절유닛(20)은 차단된다. 여기서, 차단된 세부조절유닛(20)은 재료의 이동 방향 순서에 따라 단위가열구간(Z)에서 재료의 장입측 첫번째와 두번째 연소기(10)에 접속된 세부조절유닛(20)이다.
넷째, 단위가열구간(Z)에서 필요한 열요구량이 25%인 경우, 1개의 연소기(10)가 선택되어 각각의 연소기(10)에 접속된 세부조절유닛(20)이 동작되도록 한다. 이때, 선택되지 않은 3개의 연소기(10)에 접속된 세부조절유닛(20)은 차단된다. 여기서, 차단된 세부조절유닛(20)은 재료의 이동 방향 순서에 따라 단위가열구간(Z)에서 재료의 장입측 첫번째와 두번째 그리고 세번째 연소기(10)에 접속된 세부조절유닛(20)이다.
첫째 내지 셋째의 경우에 있어서, 필요한 열요구량이 해당 조건 이하인 경우, 해당 조건에서 선택된 연소기(10)와 접속된 세부조절유닛(20)은 작동시간의 제어에 따라 동작될 수 있다.
다섯째, 단위가열구간(Z)에서 필요한 열요구량이 25% 이하인 경우, 1개의 연소기(10)가 선택되어 각각의 연소기(10)에 접속된 세부조절유닛(20)이 동작되도록 한다. 이때, 선택되지 않은 3개의 연소기(10)에 접속된 세부조절유닛(20)은 차단된다. 여기서, 차단된 세부조절유닛(20)은 재료의 이동 방향 순서에 따라 단위가열구간(Z)에서 재료의 장입측 첫번째와 두번째 그리고 세번째 연소기(10)에 접속된 세부조절유닛(20)이다. 선택된 1개의 연소기(10)에 접속된 세부조절유닛(20)은 작동시간의 제어에 따라 동작될 수 있다.
지금부터는 본 발명의 제3실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 제3실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법은 상술한 열전대(40)와, 세부조절유닛(20) 그리고 셋째 조건에 따른 조절제어유닛(60)의 상호 동작으로 실시될 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법은 세부가열구간(H)에서 재료의 장입과 재료의 추출에 따라 열전대(40)를 통해 재료의 추출측 가열온도와 재료의 장입측 가열온도를 측정하는 단계와, 세부가열구간(H)에 대해 재료의 추출측 가열온도와 재료의 장입측 가열온도 차이를 바탕으로 조절제어유닛(60)을 통해 세부가열온도를 계산하는 단계와, 조절제어유닛(60)을 통해 세부가열구간마다 세부가열온도와 가열온도를 비교하는 단계 및 비교 결과에 따라 세부가열온도와 가열온도 사이의 오차를 바탕으로 조절제어유닛(60)을 통해 해당 세부가열구간(H)에 대응되는 세부조절유닛(20)의 동작 여부를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
일예로, 세부가열구간(H)에 대해 재료의 추출측 가열온도와 재료의 장입측 가열온도 차이를 M 이라고 하면, 세부가열온도를 계산하는 방법은 아래와 같다.
첫째, 섭씨 100도 < M 인 경우, 상기 세부가열온도는 재료의 장입측 가열온도의 100%로 계산된다.
둘째, 섭씨 50도 < M 인 경우, 상기 세부가열온도는 재료의 장입측 가열온도의 75%와 재료의 추출측 가열온도의 25%의 합으로 계산된다.
셋째, 섭씨 25도 < M 인 경우, 상기 세부가열온도는 재료의 장입측 가열온도의 50%와 재료의 추출측 가열온도의 50%의 합으로 계산된다.
넷째, 섭씨 10도 < M 인 경우, 상기 세부가열온도는 재료의 장입측 가열온도의 25%와 재료의 추출측 가열온도의 75%의 합으로 계산된다.
여기서, 세부조절유닛(20)의 동작을 조절하는 방법은 하나의 연소기(10)가 하나의 세부가열구간(H)의 온도를 제어할 때, 세부가열온도의 계산방법을 기준으로 세부가열구간(H)별 기설정된 설정온도보다 세부가열온도가 높을 경우, 재료가 세부가열구간(H)에 머무르는 시간과 연소기(10)의 작동시간을 조절하여 연소기를 제어할 수 있다.
일예로, 세부가열구간(H)은 재료의 이동 방향을 따라 2m 내지 3m로 설정될 수 있다. 재료가 세부가열구간(H)에 머무르는 시간은 재료의 종류 및 재료의 가열 조건에 따라 5분 내지 15분으로 설정될 수 있다. 이때, 초기 연소기(10)의 가열용량은 5분 내에 세부가열구간(H)을 충분히 가열할 수 있는 용량으로 설정될 수 있다.
또한, 세부조절유닛(20)의 동작을 조절하는 방법은 하나의 연소기(10)가 하나의 세부가열구간(H)의 온도를 제어할 때, 세부가열온도의 계산방법을 기준으로 세부가열구간(H)에 대해 재료의 장입부터 재료의 추출까지 세부조절유닛(20)의 동작 여부를 선택하여 가열로(100)에 공급되는 연료와 산화제의 공급량을 조절함으로써 연소기(10)를 제어할 수 있다.
일예로, 해당 세부가열구간(H)에 대하여 상기 세부가열온도는 재료의 장입측 가열온도에 상관없이 세부가열온도 > 재료의 추출측 가열온도 이면, 세부조절유닛(20)을 동작시킨다. 그리고, 해당 세부가열구간(H)에 대하여 세부가열온도 < 재료의 추출측 가열온도이면, 세부조절유닛(20)을 차단시킨다. 또한, 해당 세부가열구간(H)에 대하여 세부가열온도 < 재료의 장입측 가열온도이고, 해당 세부가열구간(H)의 설정온도가 차순위 세부가열구간(H)의 설정온도보다 높으면, 세부조절유닛(20)을 차단시킨다.
이때, 세부조절유닛(20)이 동작되는 시점에는 산화제가 먼저 공급된 다음 연료가 공급되도록 하고, 세부조절유닛(20)의 동작이 차단되는 시점에서는 연료가 먼저 차단된 다음 산화제가 차단되도록 하여 세부가열구간(H)에서 항상 산화 분위기를 만들 수 있다.
상기 세부조절유닛(20)의 동작 여부는 2 이상이 동시에 동작되지 않도록 하고, 3초 이상의 지연시간을 두고 세부조절유닛(20)이 동작되도록 한다. 이는 세부조절유닛(20)의 동작 여부에 따라 가열로(100) 내부의 압력 변화를 최소화시키고, 급격한 온도변화를 방지하기 위함이다.
통상적으로 연소기(10)와 세부조절유닛(20)을 연결하는 배관에서 연료 및 산화제의 공급 속도는 10m/s 내지 20m/s이고, 세부조절유닛(20)은 연소기(10)로부터 배관 거리로 10m 이내에 설치된다.
이에 따라 세부조절유닛(20)에 신호가 입력되어 세부조절유닛(20)이 동작되는 시간은 0.5초 내지 1초가 소요되고, 설정유량이 안정적인 정상유량으로 공급되기 위해 필요한 시간(세부조절유닛(20)으로부터 연소기(10)까지 길이의 3배 내지 5배를 적용함)은 5초 정도가 소요된다.
또한, 연소기(10)에서 연료 및 산화제가 분사되는 데까지 걸리는 시간은 0.5초 내지 1초가 소요된다.
따라서, 세부조절유닛(20)의 동작 여부를 선택할 경우에 연소기(10)에서 정상적인 화염이 형성되는 시간은 약 10초 이상이 필요하게 된다.
지금부터는 본 발명의 제4실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 제4실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법은 상술한 산소감지부(50)와, 세부조절유닛(20) 그리고 넷째 조건에 따른 조절제어유닛(60)의 상호 동작으로 실시될 수 있다. 본 발명의 제4실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법은 본 발명의 제1실시예 내지 제3실시예 중 어느 하나와 연동되어 실시될 수 있다.
본 발명의 제4실시예에 따른 연속식 가열로의 연소기 제어방법은 산소감지부(50)를 통해 세부가열구간(H)에서 산소 농도를 측정하는 단계와, 조절제어유닛(60)을 통해 측정된 산소 농도와 기설정된 산소의 농도조건 비교하는 단계를 포함한다. 이때, 상술한 단계는 반복되면서 산소 농도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
여기서, 측정된 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건보다 높은 경우, 가열로(100) 또는 단위가열구간(Z)을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 세부가열구간(H)에서 가장 멀리 있는 세부가열구간(H)부터 재료의 이동 방향 또는 산소감지부(50)의 위치 방향을 따라 기설정된 감소비율로 산소 농도를 1차 감소시킨다.
또한, 1차 감소 후 측정된 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건보다 높은 경우, 가열로(100) 또는 단위가열구간(Z)을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 세부가열구간(H)에서 가장 멀리 있는 세부가열구간(H)부터 재료의 이동 방향 또는 산소감지부(50)의 위치 방향을 따라 추가적인 감소비율로 산소 농도를 감소시킨다.
또한, 측정된 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건보다 낮은 경우, 높은 경우와 반대로 기설정된 증가비율로 산소 농도를 증가시킨다. 일예로, 가열로(100) 또는 단위가열구간(Z)을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 세부가열구간(H)에서 가장 멀리 있는 세부가열구간(H)부터 재료의 이동 방향 또는 산소감지부(50)의 위치 방향을 따라 기설정된 증가비율로 산소 농도를 증가시킨다.
또한, 측정된 산소 농도가 기설정된 농도조건과 동일하면, 산소 농도의 제어 동작이 정지되도록 한다.
산소 농도의 제어 동작은 조절제어유닛(60)에 의해 세부조절유닛(20)의 동작이 제어됨으로 실시될 수 있다.
일예로, 연소기(10)에 공급되는 연료가 공기 연소인 경우, 안정적인 연소를 위한 가열로 내의 산소 농도는 2% 내지 6%로써, 기설정된 산소의 농도조건은 2% 내지 6%일 수 있다. 바람직하게, 기설정된 산소의 농도조건은 4% 내지 6%일 수 있다.
이에 따라, 측정되는 산소 농도가 10% 이상이면, 가열로(100) 또는 단위가열구간(Z)을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 세부가열구간(H)에서 가장 멀리 있는 세부가열구간(H)부터 재료의 이동 방향 또는 산소감지부(50)의 위치 방향을 따라 공기와 연료의 비율을 10% 씩 순차적으로 감소시킨다.
또한, 공기와 연료의 비율을 10% 씩 감소한 다음, 측정된 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건보다 높으면, 가열로(100) 또는 단위가열구간(Z)을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 세부가열구간(H)에서 가장 멀리 있는 세부가열구간(H)부터 재료의 이동 방향 또는 산소감지부(50)의 위치 방향을 따라 공기와 연료의 비율을 25% 씩 순차적으로 감소시킨다.
또한, 측정되는 산소 농도가 4% 이하이면, 가열로(100) 또는 단위가열구간(Z)을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 세부가열구간(H)에서 가장 멀리 있는 세부가열구간(H)부터 재료의 이동 방향 또는 산소감지부(50)의 위치 방향을 따라 공기와 연료의 비율을 5% 씩 순차적으로 증가시킨다.
또한, 측정되는 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건과 동일하면, 산소 농도의 제어 동작이 정지되도록 한다.
다른 예로, 연소기(10)에 공급되는 연료가 산소 연소인 경우, 안정적인 연소를 위한 가열로(100) 내의 산소 농도는 5% 내지 7%로써, 기설정된 산소의 농도조건은 5% 내지 7%일 수 있다.
이에 따라, 측정되는 산소 농도가 10% 이상이면, 가열로(100) 또는 단위가열구간(Z)을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 세부가열구간(H)에서 가장 멀리 있는 세부가열구간(H)부터 재료의 이동 방향 또는 산소감지부(50)의 위치 방향을 따라 산소와 연료의 비율을 5% 씩 순차적으로 감소시킨다.
또한, 산소와 연료의 비율을 5% 씩 감소한 다음, 측정된 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건보다 높으면, 가열로(100) 또는 단위가열구간(Z)을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 세부가열구간(H)에서 가장 멀리 있는 세부가열구간(H)부터 재료의 이동 방향 또는 산소감지부(50)의 위치 방향을 따라 산소와 연료의 비율을 7.5% 씩 순차적으로 감소시킨다.
또한, 측정되는 산소 농도가 4% 또는 5%이하 이면, 가열로(100) 또는 단위가열구간(Z)을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 세부가열구간(H)에서 가장 멀리 있는 세부가열구간(H)부터 재료의 이동 방향 또는 산소감지부(50)의 위치 방향을 따라 산소와 연료의 비율을 5% 씩 순차적으로 증가시킨다.
또한, 측정되는 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건과 동일하면, 산소 농도의 제어 동작이 정지되도록 한다.
상술한 연속식 가열로의 연소기 제어장치와 연소기 제어방법에 따르면, 연속식 가열로에 재료를 장입 추출하여 재료를 가열할 때, 가열구간에 대한 연소기(10)의 용량을 낮추면서 가열로의 온도 특성을 정밀하게 제어하고, 가열로(100)에서의 생산품질을 향상시키며, 연소시스템 자체로의 생산품질 및 에너지 절감 효과를 얻을 수 있고, 설비 투자비 측면에서도 가격 경쟁력을 갖출 수 있다.
또한, 연소기(10)에서 사용되는 연료와 산화제에 대한 유량의 제어성을 안정화시키고, 연료 및 산화제의 공급을 위한 배관 및 구성품의 단순화로 최종적인 투자비용이 감소하며, 제어요소의 변화에 따른 추종과 안정화에 지연과 손실이 발생하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 소용량인 다수의 연소기(10)가 넓은 영역을 제어하기 때문에 동일한 단위가열구간(Z)에 대하여 온도 균일성을 확보하고, 연료의 연소 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 구획된 세부가열구간(H)에 대하여 연소기(10)의 동작 여부를 선택하고, 연소기(10)에서 연료와 산화제의 분사 속도를 기설정된 유속 이상으로 유지시킬 수 있으며, 질소산화물(NOx)의 발생을 최소화하고, 배기가스의 재순환율을 극대화시킬 수 있다.
또한, 세부가열구간(H)에 대한 연소기(10)의 동작 여부를 선택하거나 연소기(10)의 동작 상태를 조절함으로써, 연소 반응이 없는 세부가열구간(H)에서 질소산화물(NOx)을 발생시키지 않아 질소산화물(NOx)의 발생량을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 연소기(10)에 공급되는 산화제와 연료의 비율을 안정화시킬 수 있고, 실질적으로 배기가스의 산소 농도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
또한, 연료의 소비를 줄이고, 불완전 연소로 인한 연료의 낭비와 오염물질의 증가를 방지할 수 있다.
또한, 단위가열구간(Z)에 대한 연소기(10)의 동작 여부를 재료의 이동 방향에 따라 순차적으로 제어함으로써, 가열로(100)의 온도 특성이 실질적으로 유지되도록 한다.
또한, 연료와 산화제의 공급 및 차단 시점 또는 연료와 산화제의 증감 시점을 제어함으로써, 가열로(100) 내부를 항상 산화 분위기로 유지시킬 수 있고, 가열로(100)에서 미연소된 연료를 최소화시킬 수 있다.
또한, 연소기(10)의 동작 여부 선택에 대하여 가열로(100) 내부의 압력 변화를 최소화시키고, 가열로(100)의 온도 변화를 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
10: 연소기 11: 연소관 12: 산화제관
13: 제1산화제관 14: 제2산화제관 15: 연소기바디
16: 연소기헤드 20: 세부조절유닛 21: 연료조절유닛
211: 연료조절부 212: 연료개폐부 213: 연료정지부
22: 산화제조절유닛 23: 제1조절유닛 24: 제2조절유닛
221: 산화제조절부 222: 산화제개폐부 223: 산화제정지부
30: 단위조절유닛 31: 단위연료유닛 311: 연료유량계
312: 연료유량부 32: 단위산화제유닛 33: 제1단위유닛
34: 제2단위유닛 321: 산화제유량계 322: 산화제유량부
100: 가열로 Z, Z1, Z2 : 단위가열구간
H, H1, H2, H3, H4 : 세부가열구간

Claims (13)

  1. 연속식 가열로에서 이동되는 재료를 가열하는 연소기의 제어장치이고,
    상기 가열로는,
    재료의 이동 방향을 따라 상기 가열로에 대한 기설정된 단위가열특성으로 상기 가열로를 구획하는 단위가열구간; 및
    재료의 이동 방향을 따라 상기 단위가열구간에 대한 기설정된 세부가열특성으로 상기 단위가열구간을 구획하는 세부가열구간;을 포함하되,
    상기 연소기는, 상기 세부가열구간마다 설치되고,
    상기 제어장치는,
    상기 연소기마다 연료와 산화제의 공급량을 조절하도록 각각의 상기 연소기마다 접속되는 세부조절유닛;
    재료의 이동에 따라 상기 가열로의 가열온도를 측정하도록 재료의 이동 방향을 따라 재료의 장입과 추출이 중첩되는 상기 세부가열구간 사이의 경계에 설치되는 열전대; 및
    상기 세부조절유닛과 상기 열전대에 접속되되, 상기 열전대를 통해 측정된 가열온도를 바탕으로 상기 세부가열구간에 대한 세부가열온도를 계산한 다음 상기 세부가열구간마다 상기 세부가열온도와 상기 가열온도를 비교하여 상기 세부조절유닛의 동작을 조절하는 조절제어유닛;을 포함하고,
    상기 세부가열구간에 대해 재료의 추출측 가열온도와 재료의 장입측 가열온도 차이를 M 이라고 하면,
    상기 조절제어유닛은,
    하나의 단위가열구간에 4개의 세부가열구간이 형성되는 것을 기준으로
    첫째, 섭씨 100도 < M 인 경우, 재료의 장입측 가열온도의 100%로 상기 세부가열온도를 계산하고,
    둘째, 섭씨 50도 < M <= 섭씨 100도인 경우, 재료의 장입측 가열온도의 75%와 재료의 추출측 가열온도의 25%의 합으로 상기 세부가열온도를 계산하며,
    셋째, 섭씨 25도 < M <= 섭씨 50도인 경우, 재료의 장입측 가열온도의 50%와 재료의 추출측 가열온도의 50%의 합으로 상기 세부가열온도를 계산하고,
    넷째, 섭씨 10도 < M <= 섭씨 25도인 경우, 재료의 장입측 가열온도의 25%와 재료의 추출측 가열온도의 75%의 합으로 상기 세부가열온도를 계산하는 것을 특징으로 하는 연속식 가열로의 연소기 제어장치.
  2. 연속식 가열로에서 이동되는 재료를 가열하는 연소기의 제어장치이고,
    상기 가열로는,
    재료의 이동 방향을 따라 상기 가열로에 대한 기설정된 단위가열특성으로 상기 가열로를 구획하는 단위가열구간; 및
    재료의 이동 방향을 따라 상기 단위가열구간에 대한 기설정된 세부가열특성으로 상기 단위가열구간을 구획하는 세부가열구간;을 포함하되,
    상기 연소기는,
    상기 세부가열구간마다 설치되고,
    상기 제어장치는,
    상기 연소기마다 연료와 산화제의 공급량을 조절하도록 각각의 상기 연소기마다 접속되는 세부조절유닛;
    재료의 이동에 따라 상기 가열로의 가열온도를 측정하도록 재료의 이동 방향을 따라 재료의 장입과 추출이 중첩되는 상기 세부가열구간 사이의 경계에 설치되는 열전대; 및
    상기 세부조절유닛과 상기 열전대에 접속되되, 상기 열전대를 통해 측정된 가열로의 가열온도를 바탕으로 상기 단위가열구간별 열요구량을 계산한 다음 상기 열요구량에 따라 상기 단위가열구간에서 상기 세부조절유닛의 동작 여부를 선택하는 조절제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 가열로의 연소기 제어장치.
  3. 연속식 가열로에서 이동되는 재료를 가열하는 연소기의 제어장치이고,
    상기 가열로는,
    재료의 이동 방향을 따라 상기 가열로에 대한 기설정된 단위가열특성으로 상기 가열로를 구획하는 단위가열구간; 및
    재료의 이동 방향을 따라 상기 단위가열구간에 대한 기설정된 세부가열특성으로 상기 단위가열구간을 구획하는 세부가열구간;을 포함하되,
    상기 연소기는,
    상기 세부가열구간마다 설치되고,
    상기 제어장치는,
    상기 연소기마다 연료와 산화제의 공급량을 조절하도록 각각의 상기 연소기마다 접속되는 세부조절유닛;
    상기 세부가열구간에서 산소의 농도를 측정하도록 상기 세부가열구간마다 설치되는 산소감지부; 및
    상기 세부조절유닛과 상기 산소감지부에 접속되되, 상기 단위가열구간에 대하여 상기 산소감지부를 통해 측정된 산소의 농도와 기설정된 산소의 농도조건을 비교하여 상기 단위가열구간에서 재료의 이동 방향에 따라 상기 세부조절유닛의 동작을 조절하는 조절제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 가열로의 연소기 제어장치.
  4. 삭제
  5. 제2항에 기재된 제어장치를 이용한 연속식 가열로의 연소기 제어방법이고,
    상기 단위가열구간마다 구획되는 N(2 이상인 정수) 개의 상기 세부가열구간에서 재료의 장입과 재료의 추출에 따라 상기 열전대를 통해 재료의 추출측 가열온도와 재료의 장입측 가열온도를 측정하는 단계;
    상기 가열온도를 바탕으로 상기 단위가열구간마다 필요한 열요구량을 산출하는 단계;
    산출된 상기 열요구량에 따라 동작시켜야 하는 상기 연소기의 개수를 결정하는 단계; 및
    상기 열요구량에 따라 선택되는 상기 연소기에 접속되는 상기 세부조절유닛을 동작시키고, 상기 열요구량에 따라 선택되지 못한 상기 연소기에 접속되는 상기 세부조절유닛의 동작을 차단하는 단계;를 포함하며,
    상기 열요구량을 A라 하고,
    상기 열요구량에 따라 선택되는 상기 연소기의 개수를 B라 하면,
    100(B-1)/N < A =< 100B/N 인 관계식에 따라 선택되는 상기 연소기에 접속되는 상기 세부조절유닛을 동작시키는 것을 특징으로 하는 연속식 가열로의 연소기 제어방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 세부조절유닛은 재료의 이동 방향 순으로 차단되는 것을 특징으로 하는 연속식 가열로의 연소기 제어방법.
  7. 제5항에 있어서,
    100(B-1)/N < A < 100B/N 인 경우,
    선택된 상기 연소기에 접속되는 상기 세부조절유닛을 동작시간으로 조절하는 것을 특징으로 하는 연속식 가열로의 연소기 제어방법.
  8. 제1항에 기재된 제어장치를 이용한 연속식 가열로의 연소기 제어방법이고,
    상기 세부가열구간에서 재료의 장입과 재료의 추출에 따라 상기 열전대를 통해 재료의 추출측 가열온도와 재료의 장입측 가열온도를 측정하는 단계;
    상기 세부가열구간에 대해 재료의 추출측 가열온도와 재료의 장입측 가열온도 차이(M)를 바탕으로 세부가열온도를 계산하는 단계;
    상기 세부가열구간마다 상기 세부가열온도와 상기 가열온도를 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 따라 상기 세부가열온도와 상기 가열온도 사이의 오차를 바탕으로 해당 세부가열구간에 대응되는 상기 세부조절유닛의 동작 여부를 선택하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 가열로의 연소기 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    해당 세부가열구간에 대하여 상기 세부가열온도는 재료의 장입측 가열온도에 상관없이 상기 세부가열온도 > 재료의 추출측 가열온도 이면, 상기 세부조절유닛을 동작시키고,
    해당 세부가열구간에 대하여 상기 세부가열온도 < 재료의 추출측 가열온도이면, 상기 세부조절유닛의 동작을 차단하되,
    해당 세부가열구간에 대하여 상기 세부가열온도 < 재료의 장입측 가열온도이고, 해당 세부가열구간의 설정온도가 차순위 세부가열구간의 설정온도보다 높으면, 상기 세부조절유닛의 동작을 차단하는 것을 특징으로 하는 연속식 가열로의 연소기 제어방법.
  10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세부조절유닛이 동작되는 시점에는 상기 산화제가 먼저 공급된 다음 상기 연료가 공급되도록 하고, 상기 세부조절유닛의 동작이 차단되는 시점에서는 상기 연료가 먼저 차단된 다음 상기 산화제가 차단되는 것을 특징으로 하는 연속식 가열로의 연소기 제어방법.
  11. 제3항에 기재된 제어장치를 이용한 연속식 가열로의 연소기 제어방법이고,
    상기 산소감지부를 통해 상기 세부가열구간에서 산소 농도를 측정하는 단계; 및
    측정된 산소 농도와 기설정된 산소의 농도조건 비교하는 단계;를 포함하고,
    측정된 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건보다 높은 경우, 상기 가열로 또는 상기 단위가열구간을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 상기 세부가열구간에서 가장 멀리 있는 세부가열구간부터 재료의 이동 방향 또는 상기 산소감지부의 위치 방향을 따라 기설정된 감소비율로 산소 농도를 1차 감소시키며,
    1차 감소 후 측정된 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건보다 높은 경우, 상기 가열로 또는 상기 단위가열구간을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 상기 세부가열구간에서 가장 멀리 있는 세부가열구간부터 재료의 이동 방향 또는 상기 산소감지부의 위치 방향을 따라 추가적인 감소비율로 산소 농도를 감소시키고,
    측정된 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건보다 낮은 경우, 높은 경우와 반대로 기설정된 증가비율로 산소 농도를 증가시키며,
    측정된 산소 농도가 기설정된 농도조건과 동일하면, 산소 농도의 제어 동작이 정지되는 것을 특징으로 하는 연속식 가열로의 연소기 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연료가 공기 연소인 경우,
    측정되는 산소 농도가 10% 이상이면,
    상기 가열로 또는 상기 단위가열구간을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 상기 세부가열구간에서 가장 멀리 있는 세부가열구간부터 재료의 이동 방향 또는 상기 산소감지부의 위치 방향을 따라 공기와 연료의 비율을 10% 씩 순차적으로 감소시키고,
    상기 공기와 연료의 비율을 10% 씩 감소한 다음, 측정된 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건보다 높으면,
    상기 가열로 또는 상기 단위가열구간을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 상기 세부가열구간에서 가장 멀리 있는 세부가열구간부터 재료의 이동 방향 또는 상기 산소감지부의 위치 방향을 따라 공기와 연료의 비율을 25% 씩 순차적으로 감소시키며,
    측정되는 산소 농도가 4% 이하이면,
    상기 가열로 또는 상기 단위가열구간을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 상기 세부가열구간에서 가장 멀리 있는 세부가열구간부터 재료의 이동 방향 또는 상기 산소감지부의 위치 방향을 따라 공기와 연료의 비율을 5% 씩 순차적으로 증가시키고,
    측정되는 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건과 동일하면,
    산소 농도의 제어 동작이 정지되는 것을 특징으로 하는 연속식 가열로의 연소기 제어방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 연료가 산소 연소인 경우,
    측정되는 산소 농도가 10% 이상이면,
    상기 가열로 또는 상기 단위가열구간을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 상기 세부가열구간에서 가장 멀리 있는 세부가열구간부터 재료의 이동 방향 또는 상기 산소감지부의 위치 방향을 따라 산소와 연료의 비율을 5% 씩 순차적으로 감소시키고,
    상기 산소와 연료의 비율을 5% 씩 감소한 다음, 측정된 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건보다 높으면,
    상기 가열로 또는 상기 단위가열구간을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 상기 세부가열구간에서 가장 멀리 있는 세부가열구간부터 재료의 이동 방향 또는 상기 산소감지부의 위치 방향을 따라 산소와 연료의 비율을 7.5% 씩 순차적으로 감소시키며,
    측정되는 산소 농도가 4% 이하이면,
    상기 가열로 또는 상기 단위가열구간을 기준으로 배기가스의 최종 배출측 또는 산소 농도가 측정된 상기 세부가열구간에서 가장 멀리 있는 세부가열구간부터 재료의 이동 방향 또는 상기 산소감지부의 위치 방향을 따라 산소와 연료의 비율을 5% 씩 순차적으로 증가시키고,
    측정되는 산소 농도가 기설정된 산소의 농도조건과 동일하면,
    산소 농도의 제어 동작이 정지되는 것을 특징으로 하는 연속식 가열로의 연소기 제어방법.
KR1020160052903A 2016-04-29 2016-04-29 연속식 가열로의 연소기 제어장치와 연소기 제어방법 KR101720696B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160052903A KR101720696B1 (ko) 2016-04-29 2016-04-29 연속식 가열로의 연소기 제어장치와 연소기 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160052903A KR101720696B1 (ko) 2016-04-29 2016-04-29 연속식 가열로의 연소기 제어장치와 연소기 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101720696B1 true KR101720696B1 (ko) 2017-03-28

Family

ID=58495575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160052903A KR101720696B1 (ko) 2016-04-29 2016-04-29 연속식 가열로의 연소기 제어장치와 연소기 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101720696B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113256589A (zh) * 2021-06-02 2021-08-13 中国石油化工股份有限公司 加热炉调节方法和装置、电子设备及存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3008059B2 (ja) * 1992-12-25 2000-02-14 日本鋼管株式会社 加熱炉の燃焼制御方法及び装置
KR101112072B1 (ko) 2009-04-02 2012-02-10 재단법인 포항산업과학연구원 연속식 가열로의 로압 제어 방법 및 그 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3008059B2 (ja) * 1992-12-25 2000-02-14 日本鋼管株式会社 加熱炉の燃焼制御方法及び装置
KR101112072B1 (ko) 2009-04-02 2012-02-10 재단법인 포항산업과학연구원 연속식 가열로의 로압 제어 방법 및 그 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113256589A (zh) * 2021-06-02 2021-08-13 中国石油化工股份有限公司 加热炉调节方法和装置、电子设备及存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106766883B (zh) 一种蓄热式加热炉最佳燃烧控制系统及其方法
CA2197148C (en) Combustion burner and combustion method thereof in furnace
US10914467B2 (en) Method and apparatus for reheat steam temperature control of oxy-fired boilers
KR101720696B1 (ko) 연속식 가열로의 연소기 제어장치와 연소기 제어방법
CN112539661A (zh) 陶瓷窑炉及其烟气管网非对称特性动态控制方法
JP4850163B2 (ja) ガス燃焼装置
JP7110497B2 (ja) コークス炉陽圧予熱システム及び温度制御方法
CN109112288B (zh) 退火炉的温度调节方法
JP7555927B2 (ja) ガス状燃焼剤噴射アセンブリ及び方法
KR101038116B1 (ko) 축열식 가열로의 로압 제어 방법 및 그 장치
JP7210125B2 (ja) 燃焼設備
CN118376100A (zh) 一种加热控制方法
JP5742311B2 (ja) 熱間圧延ラインにおける圧延材の上反り防止方法及び装置
JP7220971B2 (ja) 燃焼設備の燃焼制御方法
JP7156227B2 (ja) 連続式加熱炉の炉内圧力制御装置及び炉内圧力制御方法
JP2009235463A (ja) 金属帯の連続加熱装置及び連続加熱方法
RU174720U1 (ru) Устройство импульсного нагрева
SU885158A1 (ru) Способ стабилизации температурного режима в стекловаренной печи
KR20200091474A (ko) 공업용 노 및 공업용 노 내부의 연소를 조절하기 위한 공정
KR101449315B1 (ko) 가열로의 로압 제어 장치 및 방법
JP3060702B2 (ja) バーナの燃焼制御方法
JPS6143603B2 (ko)
JP2024080372A (ja) 雰囲気熱処理炉
JPH1068517A (ja) 蓄熱式バーナ群の燃焼制御方法
CN113048802A (zh) 多控制段加热炉低热负荷时降低氮氧化物的方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant