KR101753622B1

KR101753622B1 - 코크스 오븐의 방산밸브 세척장치 및 세척방법

Info

Publication number: KR101753622B1
Application number: KR1020150185154A
Authority: KR
Inventors: 정진필; 백부순; 김평훈
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2017-07-04
Also published as: KR20170075467A

Abstract

코크스 오븐의 방산밸브 세척장치 및 세척방법이 개시되어 있디.
이 중, 코크스 오븐의 방산밸브 세척장치는, 코크스 오븐의 방산관 내부에 설치된 방산밸브를 세척하기 위한 코크스 오븐의 방산밸브 세척장치로서, 상기 코크스 오븐의 방산밸브 세척장치는, 제어부: 상기 제어부에 의해 동작이 제어되는 안수펌프; 상기 방산밸브의 케이스를 관통하여 상기 방산관 내부로 진입되고 상기 안수펌프와 공급관으로 연계되어 공급되는 안수를 상기 방산밸브로 분사하는 분사노즐; 상기 공급관 내에 설치된 채, 상기 제어부의 명령에 따라 상기 공급관을 통과하는 안수의 유량을 제어하는 유량제어밸브; 상기 안수펌프와 유량제어밸브 사이의 공급관에 설치되어, 상기 공급관 내의 유량을 감지하는 유량계; 상기 유량제어밸브와 분사노즐 사이의 공급관에 설치된 채, 상기 제어부의 제어명령에 따라 상기 공급관을 통과하는 안수의 유압을 제어하는 유압제어밸브; 상기 유량제어밸브와 유압제어밸브 사이의 공급관에 설치되어, 상기 공급관 내의 유압을 감지하는 압력계;상기 제어부의 제어명령에 따라 상기 공급관의 유로를 선택적으로 차단하는 차단밸브로 이루어지며, 상기 차단밸브는 타이머에 의해 개폐시간이 제어되되, 상기 타이머는 상기 제어부에 의해 제어되는 것을 포함한다.

Description

코크스 오븐의 방산밸브 세척장치 및 세척방법{Coke oven bleed Valve cleaning device and cleaning method}

본 발명은 코크스 오븐의 방산밸브 세척장치 및 세척방법에 관한 것으로, 특히 방산밸브에 부착되는 이물질(카본 및 타르)을 안수에 의해 주기적으로 자동세척되게 함으로써 방산밸브가 항상 원활하게 작동되도록 한 코크스 오븐의 방산밸브 세척장치 및 세척방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀 둔다.

코크스 오븐은 석탄 상태로 공급되는 원료를 고온으로 건류하여 코크스를 제조하는 설비로서, 복수의 탄화실에 석탄을 저장한 후에 약 1100℃ ~ 1340℃의 온도로 일정 시간을 유지함으로써 석탄을 건류하게 된다. 이러한 온도 상태를 유지하기 위하여 각 탄화실을 중심으로 양측에 배치된 연소실에는 공기와 연료가스가 공급되어 연소됨으로써, 탄화실에 복사열을 제공하게 된다.

각각의 탄화실에는 별개의 상승관이 구비된다. 코크스 오븐은 각각의 탄화실에 저장된 석탄을 건류하는 과정에서 휘발성 가스인 코크스 오븐 가스(Coke Oven Gas: 이하 COG라 함)를 발생하게 되는데, 이러한 COG는 코크스 오븐에 설치된 상승관을 통하여 배출된다.

코크스 오븐의 장입작업은 코크스 오븐의 탄화실에 장입차를 사용하여 석탄을 충전시키는 작업을 말한다.

이러한 장입 중에는 도 1에 도시된 바와 같이, 석탄을 수용하고 있는 장입차(20)가 코크스 오븐(10)의 탄화실(11)로 진입할 때에 탄화실(11) 내부의 COG가 누출되거나 화염이 분출되게 된다. 이와 같이, 탄화실(11)의 내부에서 발생한 다량의 COG가 외부로 누출되거나 동시에 화염을 동반하게 되면 환경오염은 물론 작업자의 안전을 해치게 된다.

이를 방지하기 위해, 탄화실(11)의 상승관(12)에 인접하여 이와 연통되는 가스 포집관(15)을 부설하고, 여기에 고압(예컨대 대략 35㎏/㎠)의 고압안수를 분사시켜 탄화실(11) 내 압력을 음압 상태로 유지시킴으로써, 석탄 장입시 개방부위에서의 가스 누출 및 화염을 억제하여 장입작업을 원활하게 유도하면서 가스의 역류도 방지하고 있다. 이러한 고압안수는 장입 작업마다 사용해야 한다.

상기 가스 포집관(15)을 거쳐 흡인된 COG는 이에 연결되는 관로(16)를 통해 도시되지 않은 화성 설비로 이송되어 여러 처리공정을 거친 뒤 후속 공정에 다시금 이용될 수 있다. 도 1에서 미설명부호 14는 방산관을 표시한다.

한편, 석탄 건류 과정에서 발생되는 코크스 오븐 가스는 도 2에서와 같이, 상기 상승관(12)을 통하여 가스 포집관(15)에 수합된 후, 방산관(bleeder,14)을 통해 배출되는데, 이러한 방산관(14)은 가스 포집관에 포집된 코크스 오븐 가스를 연소시켜 대기로 배출시키는 기능을 하게 된다.

이러한 방산관(14)의 내부에는, 코크스 오븐 내부의 가스압이 정상압 보다 높을 때는 관로를 개방하고, 정상압이거나 그 이하일 때는 관로를 차단하는 방산밸브(16)가 설치되어 있다.

그런데, 방산관(14)을 통해 배출되는 가스에는 타르 및 이물질이 포함되어 있어서, 상기 방산밸브(16)의 힌지(h)에 고착될 경우(도 2의 사진참조) 방산밸브(16)의 개폐동작에 오류가 발생하거나, 동작불능 상태가 될 수 있다. 이 경우, 코크스 오븐이 폭발할 위험성이 있으므로 주기적으로 방산밸브(16)를 취외하여 세척해야 하는 번거로움이 있었다.

1. 등록특허공보 제10-1027227호(등록일:2011년 3월 29일) 2. 등록특허공보 제10-1160287호(등록일:2012년 06월 20일) 3. 등록특허공보 제10-1434542호(등록일:2014년 8월 20일) 4. 등록특허공보 제10-1160287호(등록일:2012년 6월 20일)

본 발명의 목적은 방산밸브에 부착되는 이물질(카본 및 타르)을 안수에 의해 자동세척되게 함으로써 방산밸브가 항상 원활하게 작동되도록 한 코크스 오븐의 방산밸브 세척장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 코크스 오븐의 방산밸브 세척장치를 이용한 방산밸브 세척방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 목적에 따라, 코크스 오븐의 방산관 내부에 설치된 방산밸브를 세척하기 위한 코크스 오븐의 방산밸브 세척장치로서, 상기 코크스 오븐의 방산밸브 세척장치는,
제어부: 상기 제어부에 의해 동작이 제어되는 안수펌프; 상기 방산밸브의 케이스를 관통하여 상기 방산관 내부로 진입되고 상기 안수펌프와 공급관으로 연계되어 공급되는 안수를 상기 방산밸브로 분사하는 분사노즐; 상기 공급관 내에 설치된 채, 상기 제어부의 명령에 따라 상기 공급관을 통과하는 안수의 유량을 제어하는 유량제어밸브; 상기 안수펌프와 유량제어밸브 사이의 공급관에 설치되어, 상기 공급관 내의 유량을 감지하는 유량계; 상기 유량제어밸브와 분사노즐 사이의 공급관에 설치된 채, 상기 제어부의 제어명령에 따라 상기 공급관을 통과하는 안수의 유압을 제어하는 유압제어밸브; 상기 유량제어밸브와 유압제어밸브 사이의 공급관에 설치되어, 상기 공급관 내의 유압을 감지하는 압력계; 상기 제어부의 제어명령에 따라 상기 공급관의 유로를 선택적으로 차단하는 차단밸브로 이루어지며, 상기 차단밸브는 타이머에 의해 개폐시간이 제어되되, 상기 타이머는 상기 제어부에 의해 제어되는 것을 포함하는 코크스 오븐의 방산밸브 세척장치가 제공된다.

삭제

본 발명의 다른 목적에 따라, 코크스 오븐의 방산관 내부에 설치된 방산밸브를 안수에 의해 세척하기 위한 방법으로, 상기 방산밸브의 세척주기 및 세척시간을 설정하는 세팅단계; 상기 방산밸브의 세척주기가 도래하면, 설정시간동안 안수를 분사하는 분사단계; 상기 분사되는 안수의 유량 및 수압이 설정값 범주 내에 있으면 현재 유량 및 수압을 유지하고, 설정값 범주 밖에 있으면 설정값으로 유량 및 수압을 보정하는 보정단계; 및 상기 방산밸브의 세척주기가 만료되면, 안수공급을 차단하는 차단단계;로 이루어진 코크스 오븐의 방산밸브 세척방법이 제공된다.

이상의 본 발명은 방산밸브에 부착되는 이물질(카본 및 타르)을 안수에 의해 주기적으로 자동 세척되게 함으로써 방산밸브의 개폐불량을 예방할 수 있다. 이로써, 노체설비 및 장입차가 화재로 소손되는 것을 사전에 예방할 수 있고, 이로 인한 조업 중단의 문제도 예방할 수 있게 된다.

도 1은 코크스 생산 설비도
도 2는 방산관 및 이에 설치되는 방산밸브의 구성도
도 3은 본 발명에 따른 방산밸브 세척장치의 전체 구성도
도 4는 본 발명에 따른 방산밸브 세척장치의 개략도
도 5는 본 발명에 따른 방산밸브 세척장치의 블록도
도 6은 본 발명에 따른 방산밸브 세척방법을 설명하기 위한 흐름도

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

첨부된 도 3은 본 발명에 따른 방산밸브 세척장치의 전체 구성도, 도 4는 본 발명에 따른 방산밸브 세척장치의 개략도, 도 5는 본 발명에 따른 방산밸브 세척장치의 블록도이다.

상기 도 3 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 코크스 오븐의 방산밸브 세척장치는 코크스 오븐의 방산관(14) 내부에 설치된 방산밸브(16)에 부착되는 타르, 카본 등의 이물질을 주기적으로 자동 세척하기 위한 것으로, 제어부(100), 안수펌프(200), 분사노즐(300) 및 공급관(400)을 포함한다.

제어부(100)는 상기 안수펌프(200)는 물론, 후술될 유량, 유압제어밸브, 차단밸브, 타이머의 작동을 제어하게 된다.

안수펌프(200)는 안수가 저장된 안수탱크(100)로부터 안수를 펌핑하는 역할을 한다. 이때, 안수펌프(200)는 상기 제어부(100)에 의해 동작이 제어될 수 있다.

분사노즐(300)은 상기 방산밸브(16)의 케이스(16a)를 관통한 채 상기 방산관(14) 내부로 진입되게 설치되어, 상기 안수펌프(200)로부터 펌핑되는 안수를 상기 방산밸브(16)로 분사해주는 역할을 한다.

공급관(400)은 상기 안수펌프(200)와 분사노즐(300) 사이를 연결하여, 안수펌프(200)로부터 분사노즐(300)로 안수를 공급하는 역할을 한다.

또한, 본 발명은 유량제어밸브(500)를 더 포함할 수 있다. 상기 유량제어밸브(500)는 상기 공급관(400)을 통해 유입되는 안수의 유량을 일정하게 유지하거나, 유량을 많게 혹은 적게 변경하고자 할 때 사용된다. 이 유량제어밸브(500)는 상기 제어부(100)의 제어명령에 따라 동작된다.

또한, 본 발명은 유량계(600)를 더 포함할 수 있다. 상기 유량계(600)는 상기 안수펌프(200)와 유량제어밸브(500) 사이의 공급관(400)에 설치되어 상기 공급관(400) 내의 유량을 감지하는 역할을 한다. 작업자는 유량계(600)에 표시된 유량을 보고 현재의 유량을 인지할 수 있어서 이를 기준으로 손쉽게 유량을 가감 조절할 수 있다. 유량의 조절은 앞서 설명된 유량제어밸브(500)에 의한다.

또한, 본 발명은 유압제어밸브(700)를 더 포함할 수 있다. 상기 유압제어밸브(700)는 상기 유량제어밸브(500)와 분사노즐(300) 사이의 공급관(400)에 설치되어, 상기 공급관(400)을 통과하는 안수의 유압을 제어하는 역할을 한다. 유압을 세게 하면 유속이 빨라져서 강한 분사압을 설정할 수 있고, 반대로 유압을 약하게 하면 유속이 느려져서 상대적으로 약한 분사압으로 설정할 수 있다. 이 유압제어밸브(700)는 상기 제어부(100)의 제어명령에 따라 동작된다.

또한, 본 발명은 압력계(800)를 더 포함할 수 있다. 상기 압력계(800)는 상기 유량제어밸브(500)와 유압제어밸브(700) 사이의 공급관(400)에 설치되어, 상기 공급관(400) 내의 유압을 감지하는 역할을 한다. 작업자는 압력계(800)에 표시된 유압을 보고 현재의 유압을 인지할 수 있어서 이를 기준으로 손쉽게 유압을 가감 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 차단밸브(900)를 더 포함할 수 있다. 상기 차단밸브(900)는 상기 공급관(400)의 유로를 선택적으로 차단 또는 개방하는 역할을 하는 것으로, 예컨대, 솔레노이드밸브가 적용될 수 있다. 이 차단밸브(900)도 상기 제어부(100)의 제어명령에 따라 동작된다.

그리고, 상기 차단밸브(900)는 타이머(910)에 의해 개폐시간을 조절할 수 있다. 즉, 차단밸브(900)의 개폐시간을 타이머(910)에 의해 조절할 수 있도록 함으로써 결국 세척시간을 조절할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 방산밸브 세척방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 6을 참조하여 방산밸브의 세척방법에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 방산밸브의 세척방법은 앞서 설명된 방산밸브 세척장치를 이용한 방법으로서, 먼저, 상기 방산밸브(16)의 세척주기 및 세척시간을 설정하는 세팅단계(S10);가 이루어진다.

즉, 방산밸브(16)에 이물질이 부착되는 주기와, 이물질이 부착되었을 때 안수를 얼마동안, 얼마의 압력 및 얼마의 유량으로 분사해야만 원하는 최적의 세척효율을 얻을 수 있는지를 데이터화하여 이를 근거로 방산밸브(16)의 세척주기 및 세척시간을 결정하고, 이 결정값을 제어부(100)에 저장한다.

다음, 상기 방산밸브(16)의 세척주기가 도래하면, 설정시간동안 안수를 분사하는 분사단계(S20)가 이루어진다.

즉, 제어부(100)의 제어명령에 따라 상기 안수펌프(200)가 가동되면 안수탱크(100) 내의 안수가 펌핑되어 공급관(400) 및 분사노즐(300)을 통해 최종 분사되며, 분사되는 안수에 의해 방산밸브(16) 및 그 힌지부(h)에 부착된 이물질이 세척된다.

다음, 상기 분사되는 안수의 유량 및 수압이 설정값 범주 내에 있으면 현재 유량 및 수압을 유지하고, 설정값 범주 밖에 있으면 설정값으로 유량 및 수압을 보정하는 보정단계(S30)가 이루어진다.

여기서, 상기 유향 및 수압의 감지는 유량계(600) 및 압력계(800)에 의해 이루어지며, 보정은 상기 유량계(600) 및 압력계(800)의 감지값에 따라 제어부(100)에 의해 이루어진다.

다음, 상기 방산밸브(16)의 세척주기가 만료되면, 안수공급을 차단하는 차단단계(S30)가 이루어진다. 여기서, 차단단계(S30)는 제어부(100)의 제어명령에 의해 차단밸브(900)를 차단함으로써 이루어진다.

이후, 설정 주기에 따라 위의 단계를 반복하면서 방산밸브(16)의 세척작업이 반복된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

14 : 방산관 16 : 방산밸브
16a : 케이스 100 : 제어부
200 : 안수펌프 300 : 분사노즐
400 : 공급관 600 : 유량계
700 : 유압제어밸브 800 : 압력계
900 : 차단밸브 910 : 타이머

Claims

코크스 오븐의 방산관 내부에 설치된 방산밸브를 세척하기 위한 코크스 오븐의 방산밸브 세척장치로서,
상기 코크스 오븐의 방산밸브 세척장치는,
제어부:
상기 제어부에 의해 동작이 제어되는 안수펌프;
상기 방산밸브의 케이스를 관통하여 상기 방산관 내부로 진입되고 상기 안수펌프와 공급관으로 연계되어 공급되는 안수를 상기 방산밸브로 분사하는 분사노즐;
상기 공급관 내에 설치된 채, 상기 제어부의 명령에 따라 상기 공급관을 통과하는 안수의 유량을 제어하는 유량제어밸브;
상기 안수펌프와 유량제어밸브 사이의 공급관에 설치되어, 상기 공급관 내의 유량을 감지하는 유량계;
상기 유량제어밸브와 분사노즐 사이의 공급관에 설치된 채, 상기 제어부의 제어명령에 따라 상기 공급관을 통과하는 안수의 유압을 제어하는 유압제어밸브;
상기 유량제어밸브와 유압제어밸브 사이의 공급관에 설치되어, 상기 공급관 내의 유압을 감지하는 압력계;
상기 제어부의 제어명령에 따라 상기 공급관의 유로를 선택적으로 차단하는 차단밸브로 이루어지며,
상기 차단밸브는 타이머에 의해 개폐시간이 제어되되, 상기 타이머는 상기 제어부에 의해 제어되는 것을 포함하는 코크스 오븐의 방산밸브 세척장치.
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삭제
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상기 청구항 1에 기재된 코크스 오븐의 방산밸브 세척장치를 이용하여, 코크스 오븐의 방산관 내부에 설치된 방산밸브를 안수에 의해 세척하기 위한 방법으로,
상기 방산밸브의 세척주기 및 세척시간을 설정하는 세팅단계;
상기 방산밸브의 세척주기가 도래하면, 설정시간동안 안수를 분사하는 분사단계;
상기 분사되는 안수의 유량 및 수압이 설정값 범주 내에 있으면 현재 유량 및 수압을 유지하고, 설정값 범주 밖에 있으면 설정값으로 유량 및 수압을 보정하는 보정단계; 및
상기 방산밸브의 세척주기가 만료되면, 안수공급을 차단하는 차단단계;로 이루어진 코크스 오븐의 방산밸브 세척방법.