KR101819390B1 - 스팀 공급 시스템을 위한 조습 제어 장치 및 방법 - Google Patents

스팀 공급 시스템을 위한 조습 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

고로로 유입되는 에어에 스팀을 공급하는 복수의 스팀 배관을 포함하는 스팀 공급 시스템의 조습 제어 장치에 있어서, 고로로 유입되는 에어 내 조습량을 설정하는 조습 설정기; 설정된 조습량에 대응하는 스팀량을 산출하는 스팀량 산출기; 제 1 스팀 배관을 통해 스팀이 에어에 공급되는 중에, 산출된 스팀량에 대응하는 제 2 스팀 배관을 선택하는 배관 선택기; 및 선택된 제 2 스팀 배관 정보를 수신하고, 제 1 스팀 배관을 통한 스팀 공급이 차단되기 전에 제 2 스팀 배관에 대응하는 스팀량 제어 밸브를 개방시키는 종합 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 조습 제어 장치가 개시된다.

Description

스팀 공급 시스템을 위한 조습 제어 장치 및 방법{AIR CONDITION CONTROLLING APPARATUS AND METHOD FOR STEAM SUPPLY SYSTEM}
본 발명은 고로로 유입되는 에어에 스팀을 공급하는 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 스팀 공급 시스템의 스팀 공급을 제어하는 조습 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
고로 내로 송풍되는 냉풍 속에 고로 내부의 통기성, 노황 관리 등을 위해 일정량의 수분 첨가가 요구된다. 이러한 운전을 고로 조습운전이라 한다. 스팀을 송풍용 배관에 불어넣어 습분 요구량에 따른 스팀유량제어를 실시한다.
일반적으로, 스팀의 공급을 위해 서로 간에 스팀 공급 용량이 다른 복수의 스팀 배관이 이용되는데, 종래 스팀 공급 시스템은 습분 요구량에 따라 각 스팀 배관 사이의 절체(switching)를 수행한다. 그러나, 종래 스팀 공급 시스템에 의하면, 각 스팀 배관 사이의 절체가 수행될 때, 설정된 조습량에 따라 에어로 공급되어야 할 스팀량이 정확하게 공급되지 않는 문제가 발생한다. 따라서, 설정된 조습량에 대응하는 스팀량이 정확하게 공급되도록 하는 방안이 요구된다.
한국특허공개공보 제10-2003-0028101호 (공개일자: 2003년 4월 8일)
본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 공급 시스템을 위한 조습 제어 장치 및 방법은 고로의 조습 운전을 안정적으로 수행하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 공급 시스템을 위한 조습 제어 장치 및 방법은 설정된 조습량에 대응하는 양의 스팀이 정확하고 신속하게 공급되게 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 공급 시스템을 위한 조습 제어 장치 및 방법은 스팀 공급 시스템의 조습량 제어가 안정적으로 수행되게 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조습 제어 장치는, 고로로 유입되는 에어에 스팀을 공급하는 복수의 스팀 배관을 포함하는 스팀 공급 시스템의 조습 제어 장치에 있어서, 상기 고로로 유입되는 에어 내 조습량을 설정하는 조습 설정기; 상기 설정된 조습량에 대응하는 스팀량을 산출하는 스팀량 산출기; 제 1 스팀 배관을 통해 스팀이 상기 에어에 공급되는 중에, 상기 산출된 스팀량에 대응하는 제 2 스팀 배관을 선택하는 배관 선택기; 및 상기 선택된 제 2 스팀 배관 정보를 수신하고, 상기 제 1 스팀 배관을 통한 스팀 공급이 차단되기 전에 상기 제 2 스팀 배관에 대응하는 스팀량 제어 밸브를 개방시키는 종합 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 선택된 제 2 스팀 배관 정보에 따라 상기 제 1 스팀 배관으로부터 제 2 스팀 배관으로 절체(switching)되면, 상기 제 1 스팀 배관을 통한 스팀의 공급은 차단되고, 상기 제 2 스팀 배관 및 상기 개방된 스팀량 제어 밸브를 통해 상기 스팀이 상기 에어에 공급되는 것이 바람직하다.
상기 조습 제어 장치는, 상기 스팀량 제어 밸브를 위한 출력 값을 상기 스팀량 제어 밸브의 개방 정도를 제어하는 스팀량 제어 계기로 전달하는 출력 값 연산 계기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 출력 값 연산 계기는, 상기 산출된 스팀량에 대응하는 상기 출력 값을 연산하는 것이 바람직하다.
상기 조습 제어 장치는, 상기 조습 설정기에 설정된 조습량 정보를 조습 제어기로 전달하는 조습량 전달기를 더 포함하되, 상기 조습량 전달기는, 상기 조습 제어기에 현재 설정된 조습량이 단계적으로 변경되도록, 상기 조습 제어기에 현재 설정된 조습량과 상기 조습 설정기에 설정된 조습량 사이의 값들을 단계적으로 증가 또는 감소시켜 상기 조습 제어기로 전달하는 것이 바람직하다.
상기 조습 제어기에 설정된 조습량이 단계적으로 변경됨에 따라, 상기 제 1 스팀 배관을 통해 공급되는 스팀량이 변경되는 것이 바람직하다.
상기 종합 제어기는, 상기 제 2 스팀 배관에 대응하는 스팀량 제어 계기를 수동 동작 모드로 설정하고, 상기 산출된 스팀량에 따라 상기 스팀량 제어 계기의 설정 값을 변경하는 것이 바람직하다.
상기 종합 제어기는, 상기 제 2 스팀 배관 내 스팀량을 검출하는 스팀량 검출기를 수동 동작 모드로 설정하고, 상기 스팀량 제어 계기의 설정 값 및 상기 스팀량 검출기의 검출 값을 동일하게 설정하는 것이 바람직하다.
상기 종합 제어기는, 상기 스팀량 제어 계기 및 상기 스팀량 검출기를 상기 수동 동작 모드에서 캐스케이드(cascade) 동작 모드로 재변경하되, 상기 스팀량 제어 계기 및 상기 스팀량 검출기의 동작 모드 재변경 후, 상기 제 1 스팀 배관에서 상기 제 2 스팀 배관으로 절체되어 상기 제 2 스팀 배관을 통해 상기 스팀이 상기 에어에 공급되는 것이 바람직하다.
상기 종합 제어기는, 상기 제 2 스팀 배관에 대응하는 스팀량 제어 밸브와 상기 스팀량 제어 계기 사이에 위치한 출력 계기를 수동 동작 모드로 설정하고, 상기 스팀량 제어 계기의 출력 값과 상기 출력 계기의 출력 값을 동일하게 설정하는 것이 바람직하다.
상기 스팀량 산출기는, 상기 고로로 유입되는 에어의 풍량 측정 값을 획득하는 풍량 지시계; 및 상기 조습 설정기에 설정된 조습량 정보를 획득하고, 상기 획득한 조습량 정보 및 풍량 측정 값에 기초하여, 상기 에어에 공급될 스팀량을 산출하는 연산기를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 배관 선택기는, 상기 복수의 스팀 배관에 대한 스팀 용량을 정보를 저장하는 스팀 용량 저장부; 및 상기 각 스팀 배관의 스팀 용량과 상기 스팀량 산출기에 의해 산출된 스팀량을 비교하여 상기 제 2 스팀 배관을 선택하는 배관 선택 비교기를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조습 제어 방법은, 고로로 유입되는 에어에 스팀을 공급하는 복수의 스팀 배관을 포함하는 스팀 공급 시스템의 조습 제어 방법에 있어서, 상기 고로로 유입되는 에어 내 조습량을 설정하는 단계; 상기 설정된 조습량에 대응하는 스팀량을 산출하는 단계; 제 1 스팀 배관을 통해 스팀이 상기 에어에 공급되는 중에, 상기 산출된 스팀량에 대응하는 제 2 스팀 배관을 선택하는 단계; 및 상기 제 1 스팀 배관을 통한 스팀 공급이 차단되기 전에 상기 제 2 스팀 배관에 대응하는 스팀량 제어 밸브를 개방시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 공급 시스템을 위한 조습 제어 장치 및 방법이 달성할 수 있는 효과는 다음과 같다.
(1) 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 공급 시스템을 위한 조습 제어 장치 및 방법은 고로의 조습 운전을 안정적으로 수행할 수 있다.
(2) 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 공급 시스템을 위한 조습 제어 장치 및 방법은 설정된 조습량에 대응하는 양의 스팀이 정확하고 신속하게 공급되게 할 수 있다.
(3) 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 공급 시스템을 위한 조습 제어 장치 및 방법은 스팀 공급 시스템의 조습량 제어가 안정적으로 수행되게 할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 스팀 공급 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 일반적인 스팀 공급 시스템에 따라 스팀이 공급되는 중의 조습량 변화 및 스팀량 변화를 도시하는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조습 제어 장치가 적용된 스팀 공급 시스템을 도시하는 도면이다.
도 4는 도 3의 스팀량 산출기의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 도 3의 배관 선택기의 구성을 도시하는 도면이다.
도 6은 도 3의 조습량 전달기가 조습 제어기로 전달하는 조습량 값을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 7(a) 및 도 7(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 조습 제어 장치가 적용된 스팀 공급 시스템에 따라 스팀이 공급되는 중의 조습량 변화 및 스팀량 변화를 도시하는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 조습 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 일반적인 스팀 공급 시스템을 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 송풍기(3)에서 발생된 에어는 송풍 배관(40)을 따라 이동하여 열풍로(2)를 거쳐 고로(1)로 유입된다. 송풍 배관(40)은 복수의 스팀 배관(10, 20, 30)과 연결되어 있으며, 스팀 공급 장치(4)에서 발생된 스팀은 어느 하나의 스팀 배관을 통해 송풍 배관(40)으로 전달되고, 해당 스팀은 에어에 첨가되어 고로(1)로 유입된다.
도 1은 3개의 스팀 배관(10, 20, 30)을 도시하고 있는데, 스팀 배관의 개수는 변경될 수 있다. 각각의 스팀 배관(10, 20, 30)은 서로 다른 용량의 스팀을 전달할 수 있는데, 예를 들어, 제 1 스팀 배관(10)은 0 내지 5톤의 스팀을, 제 2 스팀 배관(20)은 0 내지 10톤의 스팀을, 제 3 스팀 배관(30)은 0 내지 30톤의 스팀을 전달할 수 있다.
제 1 스팀 배관(10)에는 제 1 스팀 차단 밸브(11), 제 1 스팀량 검출기(12), 제 1 스팀량 제어 밸브(13) 및 제 1 스팀량 제어 계기(14)가 연결되며, 제 2 스팀 배관(20)에는 제 2 스팀 차단 밸브(21), 제 2 스팀량 검출기(22), 제 2 스팀량 제어 밸브(23) 및 제 2 스팀량 제어 계기(24)가 연결되며, 제 3 스팀 배관(30)에는 제 3 스팀 차단 밸브(31), 제 3 스팀량 검출기(32), 제 3 스팀량 제어 밸브(33) 및 제 3 스팀량 제어 계기(34)가 연결된다.
각 스팀 차단 밸브(11, 21, 31)는 대응하는 스팀 배관을 통해 스팀이 전달되는 것을 차단하거나, 차단되어 있는 스팀 배관을 개방시킨다. 각 스팀량 검출기(12, 22, 32)는 대응하는 스팀 배관을 통해 전달되는 스팀량을 측정하며, 각 스팀량 제어 밸브(13, 23, 33)는 그 개방 정도에 따라 대응하는 스팀 배관을 통해 전달되는 스팀량을 조절한다. 또한, 각 스팀량 제어 계기(14, 24, 34)는 설정 값으로 설정된 스팀량과 스팀량 검출기로부터 측정되는 스팀량에 기초하여 스팀량 제어 밸브의 개방 정도를 조절하기 위한 출력 값을 스팀량 제어 밸브로 출력한다.
에어 내 조습량은 조습 제어기(8b)에 설정되며, 조습 제어기(8b)는 조습량 검출기(8)에 의해 측정되는 송풍 배관(40) 내 조습량과 조습 제어기(8b)에 설정된 조습량의 편차가 해소되도록 변환기(8c) 및 선택 스위치(6)를 거쳐 각 스팀량 제어 계기로 설정된 값을 전달한다.
조습 제어기(8b)에 설정된 값에 따라 선택 스위치(6)는 제 1 스팀 배관(10), 제 2 스팀 배관(20) 및 제 3 스팀 배관(30)을 절체(switching)하며, 선택 스위치(6)가 연결된 스팀 배관에서는 변환기(8c)를 통해 전달되는 조습량 또는 스팀량에 따라 스팀이 공급된다.
일반적인 스팀 공급 시스템에서는 어느 하나의 스팀 배관을 통해 에어로 스팀이 공급되고, 필요로 하는 스팀량이 증가 또는 감소하는 경우 그에 대응하는 스팀 배관으로 절체되어 스팀이 계속 공급하는데, 이러한 방식에 따르면, 필요로 하는 스팀량보다 많은 양의 스팀 또는 적은 양의 스팀이 에어에 공급되는 경우가 발생한다.
도 2(a)는 현재 설정된 조습량이 30g/Nm3(노르말 루베)이고, 새롭게 설정된 조습량이 20g/Nm3인 경우, 조습량 검출기(8)에서 측정되는 송풍 배관(40) 내 조습량을 도시하는 그래프이다. 또한, 도 2(b)는 현재 설정된 조습량인 30g/Nm3에 대응하는 스팀량이 8톤이고, 새롭게 설정된 조습량인 20g/Nm3에 대응하는 스팀량이 4톤인 경우, 스팀량 검출기(12, 22, 32)에 의해 측정되는 스팀 배관 내 스팀량을 도시하는 그래프이다.
조습량이 30g/Nm3일 때, 스팀이 제 3 스팀 배관(30)을 통해 공급되고 있고, 조습량이 20g/Nm3일 때, 스팀이 제 2 스팀 배관(20)을 통해 공급되는 경우, 제 3 스팀 배관(30)으로부터 제 2 스팀 배관(20)으로의 절체가 발생한다.
t1 시점에 절체가 일어나면, 제 3 스팀 배관(30)에 대응하는 제 3 스팀 차단 밸브(31)가 차단되거나, 제 3 스팀량 제어 밸브(33)가 전폐되어 제 3 스팀 배관(30)을 통해 스팀이 공급되지 않는다. 제 2 스팀 배관(20)에 대응하는 제 2 스팀 차단 밸브(21)는 절체에 따라 개방되나, 제 2 스팀량 제어 밸브(23)는 순차적으로 또는 단계적으로 개방되기 때문에 도 2(a)의 b 및 도 2(b)의 d와 같이 조습량 및 스팀량이 급격히 감소하게 된 후, 서서히 설정된 스팀량에 따라 스팀이 공급된다.
즉, 일반적인 스팀 공급 시스템에 따르면, 현재 설정되어 있는 조습량에서 새롭게 설정된 조습량으로 변경하기 위해 스팀 배관을 절체하는 경우, 현재 설정되어 있는 조습량에서 새롭게 설정되는 조습량으로 변경되는데 그 시간(t2-t1)이 오래 걸리며, 조습량 및 스팀량에 급격한 변동이 발생하여 원활한 조습 운전을 수행할 수 없게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조습 제어 장치가 적용된 스팀 공급 시스템을 도시하는 도면이고, 도 4는 도 3의 스팀량 산출기(120)의 구성을 도시하는 도면이다. 또한, 도 5는 도 3의 배관 선택기(130)의 구성을 도시하는 도면이고, 도 6은 도 3의 조습량 전달기(150)가 조습 제어기(8b)로 전달하는 조습량 값을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조습 제어 장치는 조습 설정기(110), 스팀량 산출기(120), 배관 선택기(130), 종합 제어기(140), 조습량 전달기(150) 및 출력 값 연산 계기(160)를 포함할 수 있다.
조습 설정기(110)에는 에어에 공급하고자 하는 조습량이 설정된다. 조습 설정기(110)는 설정된 조습량 정보를 스팀량 산출기(120)로 전달한다.
스팀량 산출기(120)는 설정된 조습량에 대응하는 스팀량을 산출한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 스팀량 산출기(120)는 풍량 지시계(122) 및 연산기(124)를 포함할 수 있다.
풍량 지시계(122)는 고로(1)로 유입되는 에어의 풍량 측정 값을 획득한다. 예를 들어, 풍량 지시계(122)는 송풍 배관(40)에 설치되는 풍량 센서로부터 풍량 측정 값을 획득할 수 있다.
연산기(124)는 풍량 지시계(122)로부터 전달되는 풍량 측정 값과, 조습 설정기(110)에 설정된 조습량에 기초하여 에어로 공급될 스팀량을 산출한다. 연산기(124)는 필요한 경우 풍량 측정 값을 단위 변환하고, 조습량과 단위 변환된 풍량 측정 값을 곱하여 스팀량을 산출할 수 있다.
예를 들어, 풍량 측정 값의 단위가 Nm3/min인 경우, 연산기(124)는 풍량 측정 값에 60을 곱하여 단위를 Nm3/hour로 변환한다. 조습량의 단위가 g/Nm3이면, 연산기(124)는 단위 변환된 Nm3/hour에 해당하는 값과 g/Nm3에 해당하는 값을 곱하여 g/hour에 해당하는 값을 산출한다. 연산기(124)는 g/hour에 해당하는 값을 톤 단위로 변경하여 최종 스팀량을 산출할 수 있다.
스팀량 산출기(120)에 의해 산출된 스팀량은 배관 선택기(130) 및 종합 제어기(140)로 전달된다.
배관 선택기(130)는 전달받은 스팀량에 따라 해당 스팀을 공급할 스팀 배관을 선택한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 배관 선택기(130)는 스팀량 저장부(132) 및 배관 선택 비교기(134)를 포함할 수 있다.
스팀량 저장부(132)는 복수의 스팀 배관 각각의 용량에 대한 정보를 저장하며, 배관 선택 비교기(134)는 저장된 용량 정보와 산출된 스팀량에 기초하여 복수의 스팀 배관(10, 20, 30) 중 어느 하나의 스팀 배관을 선택할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제 1 스팀 배관(10)이 0 내지 5톤의 스팀을, 제 2 스팀 배관(20)이 0 내지 10톤의 스팀을, 제 3 스팀 배관(30)이 0 내지 30톤의 스팀을 전달할 수 있는 경우, 산출된 스팀량이 8톤인 경우, 배관 선택 비교기(134)는 제 2 스팀 배관(20)과 제 3 스팀 배관(30) 중 8톤의 스팀을 전달하기에 적절한, 예를 들어, 제 2 스팀 배관(20)을 선택할 수 있다.
한편, 조습량 전달기(150)는 조습 설정기(110)에 설정된 조습량 값을 조습 제어기(8b)로 전달하는데, 조습량 전달기(150)는 조습 제어기(8b)에 설정되는 조습량이 급변하지 않도록, 조습량을 단계적으로 증가 또는 감소시키면서 전달할 수 있다. 즉, 조습량 전달기(150)는 조습 제어기(8b)에 현재 설정되어 있는 조습량으로부터 조습 설정기(110)에 새롭게 설정된 조습량까지 조습 제어기(8b)의 설정 값이 단계적으로 변경되도록, 조습 제어기(8b)에 현재 설정된 조습량과 상기 조습 설정기(110)에 설정된 조습량 사이의 값들을 단계적으로 전달할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 조습 제어기(8b)에 현재 설정된 값이 51a이고, 조습 설정기(110)에 새롭게 설정된 조습량 값이 51b인 경우, 조습량 전달기(150)는 51a와 51b 사이의 값들을 단계적으로 증가시켜 조습 제어기(8b)로 전달할 수 있다. 또한, 조습 제어기(8b)에 현재 설정된 값이 51c이고, 조습 설정기(110)에 새롭게 설정된 조습량 값이 51d인 경우, 조습량 전달기(150)는 51c와 51d 사이의 값들을 단계적으로 감소시켜 조습 제어기(8b)로 전달할 수 있다.
이는, 조습 제어기(8b)에 설정되는 값이 단계적으로 변경됨에 따라 현재 스팀이 공급되고 있는 스팀 배관 내 스팀량이 급격히 변경되지 않게 하는 것이다. 예를 들어, 현재 제 3 스팀 배관(30)을 통해 스팀이 공급되는 중에 새롭게 설정된 조습량에 따라 제 2 스팀 배관(20)으로의 절체가 필요한 경우, 절체 전에 조습 제어기(8b)에 설정되는 값이 단계적으로 변경되면서 제 3 스팀 배관(30)을 통해 공급되는 스팀량이 단계적으로 변경되는 것이다.
종합 제어기(140)는 배관 선택기(130)에 의해 선택된 스팀 배관 정보와 스팀량 산출기(120)에 의해 산출된 스팀량을 전달받고, 스팀 배관의 절체 전에 절체될 스팀 배관에 연결된 기기들을 미리 제어할 수 있다. 예를 들어, 제 3 스팀 배관(30)을 통해 스팀이 공급되는 중 제 2 스팀 배관(20)으로의 절체가 필요한 경우, 종합 제어기(140)는 제 2 스팀 배관(20)에 연결된 제 2 스팀량 검출기(22), 제 2 스팀량 제어 밸브(23) 및 제 2 스팀량 제어 계기(24) 등을 제어할 수 있다.
이하에서는, 현재 제 3 스팀 배관(30)을 통해 스팀이 공급 중에 있으며, 배관 선택기(130)에 의해 선택된 스팀 배관이 제 2 스팀 배관(20)인 경우의 종합 제어기(140)의 동작에 대해 살펴본다.
종합 제어기(140)는 제 2 스팀량 제어 계기(24) 및 제 2 스팀량 검출기(22)를 수동 동작 모드로 설정한다. 수동 동작 모드 하에서 종합 제어기(140)는 제 2 스팀량 제어 계기(24) 및 제 2 스팀량 검출기(22)를 임의로 제어할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 스팀량 제어 계기(24)와 제 2 스팀량 제어 밸브(23) 사이에 제 2 출력 계기(23a)가 위치하는 경우, 종합 제어기(140)는 제 2 출력 계기(23a)도 수동 동작 모드로 설정할 수 있다. 제 2 출력 계기(23a)는 제 2 스팀량 제어 계기(24)의 출력 값을 제 2 스팀량 제어 밸브(23)로 전달한다.
종합 제어기(140)는 제 2 스팀량 제어 계기(24)의 설정 값을 스팀량 산출기(120)에 의해 산출된 스팀량으로 설정한다. 또한, 종합 제어기(140)는 제 2 스팀량 검출기(22)의 검출 값을 상기 제 2 스팀량 제어 계기(24)의 설정 값에 일치시킨다. 제 2 스팀량 검출기(22)의 검출 값을 상기 제 2 스팀량 제어 계기(24)의 설정 값으로 일치시키는 이유는, 제 3 스팀 배관(30)으로부터 제 2 스팀 배관(20)으로 절체되어 실제 스팀이 제 2 스팀 배관(20)을 통해 공급될 때, 제 2 스팀량 제어 계기(24)가 신속하고 안정적으로 스팀량을 제어할 수 있게 하기 위함이다.
제 2 스팀량 제어 계기(24)의 설정 값 또는 제 2 스팀량 검출기(22)의 검출 값은 출력 값 연산 계기(160)로 전달되고, 출력 값 연산 계기(160)는 전달받은 값에 대응하는 출력 값을 제 2 스팀량 제어 계기(24)로 전달하여 제 2 스팀량 제어 계기(24)가 해당 출력 값을 제 2 스팀량 제어 밸브(23)로 전달하게 한다. 전달받은 출력 값에 따라 제 2 스팀량 제어 밸브(23)는 밸브를 개방하게 된다.
출력 값 연산 계기(160)는 스팀량 또는 검출 값에 대응하는 각 스팀량 제어 계기(14, 24, 34)의 출력 값을 저장할 수 있는데, 예를 들어, 제 2 스팀 배관(20)이 최대 10톤의 스팀 전달이 가능하며, 제 2 스팀량 제어 계기(24)로부터 전달된 스팀량 또는 검출 값이 5톤인 경우, 출력 값 연산 계기(160)는 제 2 스팀량 제어 밸브(23)가 50%만 개방되도록 하는 출력 값을 제 2 스팀량 제어 계기(24)로 전달하여 제 2 스팀량 제어 밸브(23)가 미리 개방되도록 하는 것이다.
또한, 종합 제어기(140)는 제 2 스팀량 제어 계기(24)의 출력 값과 제 2 출력 계기(23a)의 출력 값을 일치시켜 제 3 스팀 배관(30)으로부터 제 2 스팀 배관(20)으로 절체되는 경우, 제 2 스팀량 제어 계기(24)가 신속하고 정확하게 스팀량을 제어할 수 있게 한다.
제 2 스팀량 제어 계기(24), 제 2 스팀량 검출기(22) 및 제 2 출력 계기(23a) 등의 설정이 완료되면, 종합 제어기(140)는 제 2 스팀량 제어 계기(24)와 제 2 스팀량 검출기(22)를 케스케이드(cascade) 동작 모드로 재변경하고, 제 2 출력 계기(23a)는 자동 동작 모드로 재변경한다.
제 2 스팀량 제어 계기(24), 제 2 스팀량 검출기(22) 및 제 2 출력 계기(23a)의 동작 모드가 재변경된 후, 배관 선택기(130)에 의해 선택된 스팀 배관 정보를 전달받은 스위치 제어기(7) 및 선택 스위치(6)에 따라 제 3 스팀 배관(30)으로부터 제 2 스팀 배관(20)으로 절체된다.
앞서 설명한 바와 같이, 제 2 스팀량 제어 밸브(23)는 미리 개방되어 있었기 때문에 미리 설정된 양의 스팀이 제 2 스팀 배관(20)을 통해 공급될 수 있다.
도 7(a)는 현재 설정된 조습량이 30g/Nm3이고, 새롭게 설정된 조습량이 20g/Nm3인 경우, 본 발명에 따른 일 실시예에 따라 조습량 검출기(8)에서 측정되는 송풍 배관(40) 내 조습량을 도시하는 그래프이다. 또한, 도 7(b)는 현재 설정된 조습량인 30g/Nm3에 대응하는 스팀량이 8톤이고, 새롭게 설정된 조습량인 20g/Nm3에 대응하는 스팀량이 4톤인 경우, 본 발명의 일 실시예에 따라 스팀량 검출기에 의해 측정되는 스팀 배관 내 스팀량을 도시하는 그래프이다.
t3 시점 이전까지는 어느 하나의 스팀 배관, 예를 들어, 제 3 스팀 배관(30)을 통해 스팀이 공급되며, t3 시점에 조습 제어기(8b)로 단계적 조습량 값이 전달됨에 따라 t3 시점 이후에 제 3 스팀 배관(30)을 통해 공급되는 스팀의 양이 점차적으로 감소하는 것을 알 수 있다. 이후, t4 시점에서 스팀 배관의 절체가 일어나게 되고, 앞서 설명한 바와 같이, 절체가 되는 스팀 배관에 연결된 스팀량 제어 밸브를 미리 개방시켰기 때문에 20g/Nm3의 조습량에 대응하는 양의 스팀이 다른 하나의 스팀 배관, 예를 들어, 제 2 스팀 배관(20)을 통해 공급되는 것을 알 수 있다.
도 7(a) 및 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 검출되는 조습량이나 스팀량에 큰 변동이 발생하지 않고, 스팀 배관의 절체가 일어나더라도 신속하게 원하는 조습량 및 스팀량이 검출되는 것을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 조습 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
S810 단계에서, 조습 제어 장치는 고로(1)로 유입되는 에어 내 조습량을 설정한다.
S820 단계에서, 조습 제어 장치는 상기 설정된 조습량에 대응하는 스팀량을 산출한다.
S830 단계에서, 조습 제어 장치는 어느 하나의 스팀 배관을 통해 스팀이 에어에 공급되는 중에, 상기 산출된 스팀량에 대응하는 다른 하나의 스팀 배관을 선택한다.
S840 단계에서, 조습 제어 장치는 어느 하나의 스팀 배관을 통한 스팀 공급이 차단되기 전에 상기 선택된 다른 하나의 스팀 배관에 대응하는 스팀량 제어 밸브를 개방시킨다.
이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
1: 고로 2: 열풍로
3: 송풍기 4: 스팀 공급 장치
5, 6: 선택 스위치 7: 스위치 제어기
8: 조습량 검출기 8a: 조습량 지시계
8b: 조습 제어기 8c: 변환기
10: 제 1 스팀 배관 11: 제 1 스팀 차단 밸브
12: 제 1 스팀량 검출기 13: 제 1 스팀량 제어 밸브
13a: 제 1 출력 계기 14: 제 1 스팀량 제어 계기
20: 제 2 스팀 배관 21: 제 2 스팀 차단 밸브
22: 제 2 스팀량 검출기 23: 제 2 스팀량 제어 밸브
23a: 제 2 출력 계기 24: 제 2 스팀량 제어 계기
30: 제 3 스팀 배관 31: 제 3 스팀 차단 밸브
32: 제 3 스팀량 검출기 33: 제 3 스팀량 제어 밸브
33a: 제 3 출력 계기 34: 제 3 스팀량 제어 계기
40: 송풍 배관 110: 조습 설정기
120: 스팀량 산출기 122: 풍량 지시계
124: 연산기 130: 배관 선택기
132: 스팀량 저장부 134: 배관 선택 비교기
140: 종합 제어기 150: 조습량 전달기
160: 출력 값 연산 계기

Claims (13)

  1. 고로로 유입되는 에어에 스팀을 공급하는 복수의 스팀 배관을 포함하는 스팀 공급 시스템의 조습 제어 장치에 있어서,
    상기 고로로 유입되는 에어 내 조습량을 설정하는 조습 설정기;
    상기 설정된 조습량에 대응하는 스팀량을 산출하는 스팀량 산출기;
    제 1 스팀 배관을 통해 스팀이 상기 에어에 공급되는 중에, 상기 산출된 스팀량에 대응하는 제 2 스팀 배관을 선택하는 배관 선택기; 및
    상기 선택된 제 2 스팀 배관 정보를 수신하고, 상기 제 1 스팀 배관을 통한 스팀 공급이 차단되기 전에 상기 제 2 스팀 배관에 대응하는 스팀량 제어 밸브를 개방시키는 종합 제어기를 포함하고,
    상기 선택된 제 2 스팀 배관 정보에 따라 상기 제 1 스팀 배관으로부터 제 2 스팀 배관으로 절체(switching)되면, 상기 제 1 스팀 배관을 통한 스팀의 공급은 차단되고, 상기 제 2 스팀 배관 및 상기 개방된 스팀량 제어 밸브를 통해 상기 스팀이 상기 에어에 공급되는 것을 특징으로 하는 조습 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조습 제어 장치는,
    상기 스팀량 제어 밸브를 위한 출력 값을 상기 스팀량 제어 밸브의 개방 정도를 제어하는 스팀량 제어 계기로 전달하는 출력 값 연산 계기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조습 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 출력 값 연산 계기는,
    상기 산출된 스팀량에 대응하는 상기 출력 값을 연산하는 것을 특징으로 하는 조습 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조습 제어 장치는,
    상기 조습 설정기에 설정된 조습량 정보를 조습 제어기로 전달하는 조습량 전달기를 더 포함하되,
    상기 조습량 전달기는, 상기 조습 제어기에 현재 설정된 조습량이 단계적으로 변경되도록, 상기 조습 제어기에 현재 설정된 조습량과 상기 조습 설정기에 설정된 조습량 사이의 값들을 단계적으로 증가 또는 감소시켜 상기 조습 제어기로 전달하는 것을 특징으로 하는 조습 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 조습 제어기에 설정된 조습량이 단계적으로 변경됨에 따라, 상기 제 1 스팀 배관을 통해 공급되는 스팀량이 변경되는 것을 특징으로 하는 조습 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 종합 제어기는,
    상기 제 2 스팀 배관에 대응하는 스팀량 제어 계기를 수동 동작 모드로 설정하고, 상기 산출된 스팀량에 따라 상기 스팀량 제어 계기의 설정 값을 변경하는 것을 특징으로 하는 조습 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 종합 제어기는,
    상기 제 2 스팀 배관 내 스팀량을 검출하는 스팀량 검출기를 수동 동작 모드로 설정하고, 상기 스팀량 제어 계기의 설정 값 및 상기 스팀량 검출기의 검출 값을 동일하게 설정하는 것을 특징으로 하는 조습 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 종합 제어기는,
    상기 스팀량 제어 계기 및 상기 스팀량 검출기를 상기 수동 동작 모드에서 캐스케이드(cascade) 동작 모드로 재변경하되,
    상기 스팀량 제어 계기 및 상기 스팀량 검출기의 동작 모드 재변경 후, 상기 제 1 스팀 배관에서 상기 제 2 스팀 배관으로 절체되어 상기 제 2 스팀 배관을 통해 상기 스팀이 상기 에어에 공급되는 것을 특징으로 하는 조습 제어 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 종합 제어기는,
    상기 제 2 스팀 배관에 대응하는 스팀량 제어 밸브와 상기 스팀량 제어 계기 사이에 위치한 출력 계기를 수동 동작 모드로 설정하고, 상기 스팀량 제어 계기의 출력 값과 상기 출력 계기의 출력 값을 동일하게 설정하는 것을 특징으로 하는 조습 제어 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 스팀량 산출기는,
    상기 고로로 유입되는 에어의 풍량 측정 값을 획득하는 풍량 지시계; 및
    상기 조습 설정기에 설정된 조습량 정보를 획득하고, 상기 획득한 조습량 정보 및 풍량 측정 값에 기초하여, 상기 에어에 공급될 스팀량을 산출하는 연산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 조습 제어 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 배관 선택기는,
    상기 복수의 스팀 배관에 대한 스팀 용량을 정보를 저장하는 스팀 용량 저장부; 및
    상기 복수의 스팀 배관 각각의 스팀 용량과 상기 스팀량 산출기에 의해 산출된 스팀량을 비교하여 상기 제 2 스팀 배관을 선택하는 배관 선택 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 조습 제어 장치.
  13. 고로로 유입되는 에어에 스팀을 공급하는 복수의 스팀 배관을 포함하는 스팀 공급 시스템의 조습 제어 방법에 있어서,
    상기 고로로 유입되는 에어 내 조습량을 설정하는 단계;
    상기 설정된 조습량에 대응하는 스팀량을 산출하는 단계;
    제 1 스팀 배관을 통해 스팀이 상기 에어에 공급되는 중에, 상기 산출된 스팀량에 대응하는 제 2 스팀 배관을 선택하는 단계; 및
    상기 제 1 스팀 배관을 통한 스팀 공급이 차단되기 전에 상기 제 2 스팀 배관에 대응하는 스팀량 제어 밸브를 개방시키는 단계를 포함하고,
    상기 선택된 제 2 스팀 배관 정보에 따라 상기 제 1 스팀 배관으로부터 제 2 스팀 배관으로 절체(switching)되면, 상기 제 1 스팀 배관을 통한 스팀의 공급은 차단되고, 상기 제 2 스팀 배관 및 상기 개방된 스팀량 제어 밸브를 통해 상기 스팀이 상기 에어에 공급되는 것을 특징으로 하는 조습 제어 방법.
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