KR101852620B1 - 열풍로 장치 - Google Patents

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KR101852620B1
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백종문
고락중
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주식회사 포스코
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 열풍로 장치는 2기 연소에서 1기 연소로 절환되면 연소를 멈추는 선행 열풍로, 2기 연소에서 1기 연소로 절환된 이후에도 연소하는 후행 열풍로를 포함하고, 2기 연소에서 1기 연소로 절환은 일정 구간을 두고 반복하며, 전회 구간에서 발생한 2기 연소에서 1기 연소로 절환시 상기 후행 열풍로에 공급되는 유량에 따른 상기 후행 열풍로에 연결된 제1 연소 가스 배관의 제1 개도와 현재 구간에서 발생한 2기 연소에서 1기 연소로 절환시 현재 측정된 상기 후행 열풍로에 공급되는 상기 제1 연소 가스 배관의 제2 개도 차이에 따라서 상기 후행 열풍로와 연결된 상기 연소 가스 배관의 개도를 설정하는 제어부를 포함한다.

Description

열풍로 장치{APPARATUS OF HOT SOVE}
본 발명은 연소 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 열풍로의 2기 연소에서 1기 연소로 절환시의 연소를 제어하기 위한 열풍로 장치에 관한 것이다.
일반적으로 고로(blast-furnace) 옆에는 송풍 설비가 설치되어 있으며, 이 송풍 설비는 송풍된 냉풍(약 200℃)을 열풍로(연소)를 거치면서 축적된 열(1,380)을 송풍을 통해 고로 하부의 풍구를 통해 고로 내로 공급(불어 넣음)하는 설비로서, 이와 같은 운전 공정은 연소 공정과 송풍 공정으로 이루어진다.
연소 공정은 열풍로의 연소실에서 혼합 가스에 의해 공기가 연소되면서 열풍로의 축열실에 축열되고, 이 축열실의 배가스는 연도 밸브를 통해 굴뚝으로 배출되는 과정으로 이루어진다.
그리고 송풍 공정은 냉풍이 축열실에서 축적된 축열을 연소실을 통한 후 혼냉실출구에서 출측 온도로 제어된 후 고로로 제공되는데, 즉 송풍실에서 냉풍을 불어 넣어 주면 냉풍 밸브와 축열실 및 연소실을 통과하여 열풍으로 바뀌고 이렇게 하여 바뀐 열풍이 고로 내로 불어 넣어지는 과정으로 이루어진다.
일반적으로 고로인 경우 1호 내지 4호의 열풍로 설비가 갖추어져 있으며, 이중 1, 2호 열풍로가 연소과정일 경우, 나머지 열풍로는 송풍 과정을 수행한다.
한편, 열풍로는 1호 내지 4호가 순차적으로 연소되며, 1호, 2호 연소 후 1호가 멈추고 2호, 3호가 연소하고, 2호가 멈추고 3호, 4호가 연소된다. 이처럼, 2기 연소에서 1기 연소로 절환할 때 선행 열풍로(예를 들어, 1호)의 연소 운전은 중지되고 송풍 운전을 시작하게 된다.
이때, 선행 열풍로(예를 들어, 1호)가 닫힘으로 인해서 열풍로에 공급되는 가스 배관 내의 압력이 순간적으로 상승되어 후행 열풍로(예를 들어, 2호)에 공급되는 가스 유량이 급격하게 상승하고, 혼합하여 공급되는 BFG 검출 유량과 COG 검출 유량의 언밸런스(unbalance)로 인해서 공연비 검출의 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명은 열풍로 2기에서 1기 연소로 절환시 선행 열풍로의 가스 공급이 차단되는 순간 후행 열풍로에 가스를 공급하는 배관의 압력 상승으로 발생하는 유량의 증가를 최소화하여 과도하게 가스가 공급되지 않도록 한다.
또한, 혼합하여 공급되는 BFG와 COG의 유량 검출 정도를 향상시켜 공연비 검출을 안정적으로 실시하여 연소용 에어 유량을 안정적으로 제어하여 열풍로 돔(dome) 온도를 안정시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 열풍로 장치는 2기 연소에서 1기 연소로 절환되면 연소를 멈추는 선행 열풍로, 2기 연소에서 1기 연소로 절환된 이후에도 연소하는 후행 열풍로를 포함하고, 2기 연소에서 1기 연소로 절환은 일정 구간을 두고 반복하며, 전회 구간에서 발생한 2기 연소에서 1기 연소로 절환시 상기 후행 열풍로에 공급되는 유량에 따른 상기 후행 열풍로에 연결된 제1 연소 가스 배관의 제1 개도와 현재 구간에서 발생한 2기 연소에서 1기 연소로 절환시 현재 측정된 상기 후행 열풍로에 공급되는 상기 제1 연소 가스 배관의 제2 개도 차이에 따라서 상기 후행 열풍로와 연결된 상기 연소 가스 배관의 개도를 설정하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 일정 시간 동안, 전회 구간에서 발생한 2기 연소에서 1기 연소로 절환시 상기 후행 열풍로에 공급되는 유량을 측정하도록 상기 일정 시간을 설정하는 타이머를 더 포함할 수 있다.
상기 선행 열풍로는 연소 가스를 공급하며, 개스유량검출기, 개스유량제어변, 제어변개도검출기, 개스차단 밸브 및 밸브 개폐검출기가 설치된 제2 연소 가스 배관과 연결되어 있고, 제어부는 제어변개도검출기와 연결되어 상기 2기 연소에서 1기 연소로 절환시의 제어변개도검출기의 개도를 검출하는 동작 검출기를 더 포함할 수 있다.
상기 타이머의 일정 시간은 상기 2기 연소에서 1기 연소로 절환시 상기 동작 검출기의 검출시점부터 시작할 수 있다.
상기 제어부는 상 동작 검출기와 연결되어 있는 제1 신호 선택기, 제1 신호 선택기로부터 전달되는 신호에 따라서 상기 제1 연소 가스 배관의 유량을 제어하는 제1 PID 제어기를 수동 모드 또는 자동 모드로 전환하는 제1 모드 선택기를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 일정 시간 동안 상기 전회 구간에서 발생한 2기 연소에서 1기 연소로 절환시 상기 후행 열풍로에 공급되는 유량에 따른 상기 제1 개도를 저장하고, 제1 개도와 상기 제2 개도 차이를 계산하는 제1 계산기를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 유량을 측정하는 누적유량측정기를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 누적유량측정기로부터 측정된 상기 유량에 따라서 상기 제1 연소 가스 배관의 개도를 구하는 제1 변환기, 제1 연소 가스 배관에서 측정된 전류 신호에 따라서 상기 제1 연소 가스 배관의 개도를 구하는 제2 변환기를 포함할 수 있다.
상기 제1 개도는 제1 변환기로부터 출력되어 상기 제1 계산기로 전달되고, 제2 개도는 제2 변환기로부터 출력되어 상기 제1 계산기로 전달될 수 있다.
상기 제1 연소 가스 배관과 연결되어 있는 COG 배관 및 BFG 배관을 더 포함하고, 제어부는 상기 동작 검출기와 연결되어 있는 제2 신호 선택기, 제2 신호 선택기로부터 전달되는 신호에 따라서 상기 COG 배관의 유량을 제어하는 제2 PID 제어기를 수동 모드 또는 자동 모드로 전환하는 제2 모드 선택기를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 수동 모드 동안 상기 COG 배관의 유량을 측정하는 COG 누적유량측정기를 더 포함할 수 있다.
상기 COG 누적유량측정기로부터 측정된 COG 유량에 따라서 상기 COG 배관의 개도를 구하는 제3 변환기, COG 배관에 설치된 COG 개스유량제어변에서 측정된 전류 신호에 따라서 상기 COG 배관의 개도를 구하는 제4 변환기를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 제3 변환기에서 구해진 제3 개도와 제4 변환기에서 구해진 제4 개도의 차이를 계산하는 제2 계산기를 더 포함할 수 있다.
상기 COG 누적유량측정기는 일정 시간 동안 COG 유량을 측정할 수 있다.
본 발명에서와 같이 열풍로 연소 제어 시스템을 이용하면 2기 연소에서 1기 연소로 절환시에 급격한 유량 증가가 발생하지 않으므로, 안정적으로 연소를 진행할 수 있다.
또한, 급격한 압력 증가로 인한 연소 가스의 과공급을 억제하여 연소 가스를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 열풍로 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 열풍로 장치를 이용하여 가스를 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
이하 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 열풍로 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 열풍로 시스템은 복수의 열풍로를 포함하고, 각각의 열풍로에는 COG(cokes oven gas) 및 BFG(blast furnace gas)를 혼합한 연소 가스가 공급되고, 연소 가스를 연소하기 위한 연소용 에어가 배관을 통해서 공급된다.
열풍로는 2기씩 쌍으로 연소될 수 있으며, 일정 시간 동안 2기 연소 후 1기 연소로 절환된다. 2기 연소에서 1기 연소로 절환은 일정 구간을 두고 반복한다. 설명의 편의상, 2기 연소 후 1기 연소로 절환되면 연소를 멈추는 열풍로를 선행 열풍로라 하고, 절환된 이후에도 연소하는 열풍로를 후행 열풍로라 한다.
선행 열풍로와 후행 열풍로에는 각각 연소 가스 및 연소 에어를 공급하기 위한 배관(L1, L2, L3, L4, L5, L6)이 연결될 수 있다.
연소 가스는 COG와 BFG 혼합되어 공급되며, COG 부스터(booster)(90)로부터 공급되는 COG는 제1 배관(L1)을 통해서 고로로부터 전달되는 BFG와 제2 배관(L2)에서 혼합된 후 선행 열풍로(100) 및 후행 열풍로(200)에 제3 배관(L3) 및 제4 배관(L4)을 통해서 전달된다. COG는 코크스 공장으로부터 COG 부스터(90)로 전달되며, COG 부스터(90)는 COG의 압력을 상승시킨 후 고로 가스보다 높은 압력으로 제2 배관(L2)으로 전달한다.
제1 배관(L1)에는 COG유량제어변(91), COG유량제어변개도검출기(91a), COG 유량 검출기(92)가 설치되어 COG의 유량을 조절한다.
제3 배관(L3)에는 제2 배관(L2)으로부터 전달되는 혼합 가스가 공급되며, 연소가스 유량검출기(14), 개스유량제어변(13) 및 개스제어변 개도 검출기(13a), 개스차단밸브(12) 및 개스차단밸브개폐검출기(12a)가 설치되어 선행 열풍로에 공급되는 연소 가스를 제어한다.
제4 배관(L4)에는 제2 배관(L2)으로부터 전달되는 혼합 가스가 공급되며, 개스유량검출기(24), 개스유량제어변(23), 제어변개도검출기(23a), 개스차단밸브(GSV)(22), 밸브개폐검출기(22a)가 설치되어 후행 열풍로에 공급되는 연소 가스를 제어한다.
연소 에어는 에어 부스터(80)를 통해서 공급되며 제5 배관(L5) 및 제6 배관(L6)을 통해서 각각 선행 열풍로(100)와 후행 열풍로(200)로 공급된다.
제5 배관(L5)과 제6 배관(L6) 에는 각각 연소에어차단밸브(17, 27), 에어유량제어변(18, 28), 에어유량검출기(19, 29)가 설치되어 연소 에어를 제어한다.
한편, 각각의 배관에 설치된 밸브 및 검출기들은 제어부와 전기적으로 연결되어 제어될 수 있다.
구체적으로, 제어부는 제1 배관의 COG유량제어변개도검출기(91a)와 연결되어 있는 변환기(75), COG유량제어변(91)과 연결되어 있는 신호 선택기(70), COG 유량 검출기(92)와 연결되어 있는 PID 제어기(92a), 제3 배관의 개스차단밸브개폐검출기 (12a)와 연결되어 있는 GSV동작검출기(53), 개스유량제어변(13) 및 연소가스 유량검출기(14)와 연결되어 있는 연소가스 유량PID제어기(14a), 제4 배관의 제어변개도검출기(23a)와 연결되어 있는 변환기(65), 개스유량제어변(23)과 연결되어 있는 신호선택기(60), 개스유량검출기(24)와 연결되어 있는 PID제어기(24a), 제5 배관의 에어유량제어변(ACV)(18) 및 에어유량검출기(19)와 연결되어 있는 연소에어 유량PID제어기(19a), 제6 배관의 에어유량제어변(ACV)(28) 및 에어유량검출기(29)와 연결되어 있는 에어유량PID제어기(29a)를 포함한다.
선행 열풍로(100) 및 후행 열풍로(200)에는 각각 연소실 돔온도계(101, 102)가 설치되어 있고, 제어부는 연소실 돔 온도계(101, 102)와 각각 연결되어 온도를 제어하는 돔온도제어기(11b, 21b)를 포함한다. 돔온도 제어기(11b, 21b)는 각각 연소 에어 유량 PID 제어기(19a, 29a)와 연결된 공연비설정계기(15a, 25a) 및 연소가스 유량 PID제어기(14a, 24a)와 연결될 수 있다.
GSV동작검출기(53)은 타이머(54), 공연비 계산기(51)와 연결되고, 공연비 계산기(51)은 이론 공연비 설정부(52) 및 BFG 검출기(50)와 연결될 수 있다. BFG 검출기(50)는 연소가스 PID제어기(24a)와 COG 유량 PID 제어기(92a)와 연결될 수 있으로, 연소 가스와 COG로부터 BFG의 유량을 계산한다.
GSV동작검출기(53)은 신호 선택기(60, 70)과 연결될 수 있다. GSV동작검출기(53) 및 PID 제어기(24a)와 연결된 신호선택기(60)는 계산기(64) 및 PID제어기(24a)와 연결된 모드선택기(61)와 연결되며, 계산기(64)는 변환기(63)와 연결되고, 변환기(63)는 PID제어기(24a)와 연결된 유량 누적 검출기(62)와 연결될 수 있다. 계산기(64)는 제어변개도검출기(23a)와 연결된 변환기(65)와 연결될 수 있으며, 유량 누적 검출기(62)는 GSV동작검출기(53) 및 연소 가스 PID 제어기(24a)와 연결될 수 있다.
GSV동작검출기(53)과 연결된 신호선택기(70)은 PID 제어기(92a)와 연결되고, PID 제어기(92a)는 신호 선택기(70)와 연결된 모드 선택기(71) 및 GSV동작검출기(53)와 연결된 유량 누적 검출기(72)와 연결될 수 있다. 또한, 유량 누적 검출기(72)는 변환기(73)와 연결되고, 변환기(73)는 계산기(74)와 연결될 수 있으며, 계산기(74)는 COG 유량 제어변개도검출기(91a)와 연결된 변환기(75)와 연결될 수 있다.
이하에서는 본 발명예 따른 열풍로 시스템을 이용하여 열풍로의 가스 제어에 대해서 설명한다.
본 발명에 따른 선행 열풍로와 후행 열풍로는 일정 시간 연소 후, 선행 열풍로의 가스 공급이 차단되고 2기연소에서 1기 연소로 절환되면, 1기에 연료를 공급하는 밸브가 오픈 해제된 상태인지를 판단한다. 본 발명에서는 2기 연소에서 1기 연소로 절환된 시점을 정확히 검출하여 가스 유량을 제어할 수 있다.
2기 연소에서 1기 연소로 절환 시점이 검출(S103)되면 선행 열풍로(100)의 개스 차단변(12)의 오픈 해제를 개스차단밸브개폐검출기(12a)가 검출하여 GSV동작 검출기(53)로 전달한다.
GSV동작검출기(53)에 입력된 신호는 신호 선택기(60)로 전달되고, 신호 선택기(60)는 모드 선택기(61)를 통해 연소가스 PID 제어기(24a)를 수동 모드로 전환시키고, 모드 선택기(71)를 통해 COG 유량 PID제어기(92a)도 수동 모드로 전환한다. 수동 모드는 타이머의 동작과 동시에 시작되며, 타이머의 설정된 시간동안 유지될 수 있다.
그리고, 전회 연소절환시 계산되었던 누적량에 대한 개도값은 계산기(64)에서 계산된 후, 신호 선택기(60, 70)를 통해서 하부 개스 유량 제어변(23, 91)으로 출력되어 각 배관의 개도를 조절하여 공급되는 유량을 조절한다.
구체적으로, 전회 연소 절환시 계산된 개도값은 다음과 같이 구해질 수 있다.
선행 열풍로 전에 연소 동작을 수행한 다른 선행 열풍로의 오픈 해제로부터 구해지며, 다른 선행 열풍로는 선행 열풍로와 동일한 구조를 가지므로 선행 열풍로에 연결을 중심으로 설명한다.
다른 선행 열풍로의 오픈 해제가 검출되면, 유량 누적 검출기(62)에서는 연소개스 유량 PID제어기(24a)의 설정값(SV)과 개스유량검출기(24)에서 검출된 검출값(PV)을 입력시켜 혼합 가스 배관인 제2 배관(L2) 내의 압력 상승에 의한 유량 증가 편차값(PV-SV)을 검출한다.
유량 누적 검출기(62)는 유량 증가 편차값이 일정시간 동안 누적되는 유량값을 측정하여 변환기(63)로 전달한다. 상기 일정 시간은 타이머(54)에 의해서 설정된 시간으로, GSV동작검출기(53)에서 검출된 오픈 해제 신호는 타이머(54)로 전달되고, 타이머(54)는 일정한 시간, 예를 들어 3분 정도의 시간이 설정될 수 있다.
변환기(63)는 유량 누적 검출기(62)로부터 전달되는 누적 유량값으로부터 개도신호로 변환한뒤, 개도 계산기(64)로 입력되어 저장된다.
이후, 선행 열풍로(100)의 오픈 해제 신호가 신호 선택기(60)로 입력되면, 개스유량제어변(23)에서 측정된 값을 변환기(65)를 거쳐 개도 신호로 변환한 후 개도 계산기(64)로 입력된다. 이때, 개스유량제어변(23)와 제어변개도검출기(23a) 에서 측정된 값은 전류 값이므로 변환기를 통해서 개도 신호로 변경한다. 그리고, 개도 계산기(64)는 현재 개스유량제어변으로부터 변환기(65)를 통해서 전달된 개도 신호(a)와 앞선, 전회 구간에서의 후행 열풍로로부터 계산되어 변환기(63)를 통해서 계산된 개도 신호(b)의 차이를 계산(a-b)한다.
오픈 해제 신호가 신호 선택기(60)에 전달되면, 신호 선택기(60)는 모드 선택기(61)를 통해 수동 모드로 전환된 뒤, 계산기(64)로부터 전달되는 개도 신호을 유량 제어변(23)으로 수동 출력시켜 계산된 신호값으로 유량 제어변(23)을 닫아 개스 유량의 상승값을 사전에 차단시킨다.
선행 열풍로의 연소가 종료된 후, 1기 절환 후 후행 열풍로에 공급되는 연소 가스가 안정화 되기 까지는 3분 정도의 시간이 걸린다. 그러나 본 발명에서와 같이 앞선, 전회 구간에서 2기 연소에서 1기 연소로 절환될 때의 후행 열풍로의 유량 변동에 따른 개도를 계산해 두면, 이를 현재 선행 열풍로의 오픈 해제 신호가 입력될 때 현재 후행 열풍로의 유량으로부터 측정되어 변환기(65)를 통해 구해지는 개도 신호와 앞선, 전회 구간에서 후행 열풍로로부터 계산된 개도 신호의 차이를 구하여 신호 선택기(60)로 입력하여 신속하게 후행열풍로(200)의 개스 유량 제어변(23)의 개도를 변경하여 후행 열풍로(200)의 연소를 안정화시킬 수 있다.
한편, 타이머(54)는 동작검출기(53)에 오픈 해제 신호가 입력되면 설정된 시간 도달 후 다시 동작 검출기(53)로 출력시킨 후 다시 신호 선택기(60)로 출력시키고, 신호 선택기(60)는 계산기(64)로부터 전달되는 신호로부터 모드 선택기(61)를 통해 자동 모드로 전환하여, PID 제어기(24a)를 통해 개스 유량을 자동 제어(auto)를 실시하여 개스유량을 안정되게 제어할 수 있다.
이상의 연소 가스를 제어하는 방법은 COG 유량을 제어하는 방법과 동일할 수 있다.
구체적으로, 2기 연소에서 1기 연소로 절환되어 동작 검출기(53)가 오픈 해제 신호를 검출하면, 검출된 신호는 신호 선택기(70)로 전달되고, 신호 선택기(70)는 계산기(74)로부터 계산된 신호로 절환시켜 개스유량제어변(91)으로 출력하여 제1 배관(L1)의 개도를 변경한다.
이때, 계산기(74)에서 계산된 신호는 선행 구간에서 구해진 개도 신호일 수 있으며, 다음과 같이 계산될 수 있다.
선행 열풍로 전에 연소 동작을 수행한 다른 선행 열풍로의 오픈 해제로부터 구해질 수 있다.
다른 선행 열풍로의 오픈 해제가 검출되면, 유량 누적 검출기(62)에서는 COG 가스 유량 PID 제어기(92a)의 설정값(SV)과 COG 유량 검출기(92)로부터 검출된 검출값(PV)을 입력시켜 COG 유량 배관인 제1 배관(L1) 내의 압력 상승에 의한 유량 증가 편차값(PV-SV)을 검출한다.
유량 누적 검출기(72)는 유량 증가 편차값이 일정 시간 동안 누적되는 유량값을 측정하여 변환기(73)로 전달한다. 상기 일정 시간은 타이머(54)에 의해서 설정된 시간으로, GSV동작 검출기(53)에서 검출된 오픈 해제 신호는 타이머(54)로 전달되고, 타이머(65)는 일정한 시간, 예를 들어 3분 정도의 시간이 설정될 수 있다.
변환기(73)는 유량 누적 검출기(72)로부터 전달되는 누적 유량값으로부터 개도 신호로 변환한 뒤 개도 계산기(74)로 입력되어 저장된다.
이후, 선행 열풍로(100)의 오픈 해제 신호가 신호 선택기(70)로 입력되면, 현재 개도는 COG유량제어변(91)과 연결된 COG유량제어변개도검출기(91a)에서 측정된 전류 신호로부터 변환기(75)를 거쳐 개도 신호로 변환한 후 개도 계산기(74)로 입력된다. 그리고 개도 계산기(74)는 현재 가스유량제어변으로부터 변환기(75)를 통해서 전달된 개도 신호와 앞선, 전회 구간에서 유량 누적 검출기(72)로부터 전달되어 변환기(73)를 통해서 계산된 개도 신호의 차이를 계산한다(c-d).
오픈 해제 신호가 신호 선택기(70)에 전달되면, 신호 선택기(70)는 모드 선택기(71)를 통해 수동 모드로 전환된 뒤, 게산기(74)로부터 전달되는 개도 신호를 유량 제어변(71)로 수동 출력 시켜 계산된 신호값으로 유량 제어변(91)을 닫아 개스 유량의 상승값을 사전에 차단시킨다.
이처럼 본 발명의 실시예에서와 같이 COG의 안정된 유량 검출은 COG 유량 PID 제어기(92a)를 통해서 BFG 유량 검출기(50)로 입력되고, 연소가스 유량 PID 검출기(24a)에서 검출된 신호도 BFG유량 검출기(50)로 입력되어 현재 연소로 사용되는 BFG 유량이 검출된다. 즉, BFG유량은 BFG 유량검출기(50)에서 검출된 유량(A)- 연소가스 유량 PID 검출기(24a) 에서 검출된 유량(B)으로 계산될 수 있다.
이와 같이 구해진 BFG 유량은 공연비 계산기(51)에서 이론 공연비 설정부(52) 설정값과 연산 처리되어 공연비가 계산되어 공연비설정계기(25a)로 입력된다. 그리고 공연비설정계기(25a)는 돔온도제어계기(21b)의 입력 신호와 계산되어 에어유량제어계기(29a)의 설정값으로 입력되어 에어 유량을 제어하게 된다.
따라서, 2기 연소에서 1기 연소로 절환시 혼합 가스의 배관 압력이 급격하게 상승하여 후행 열풍로의 온도가 급격하게 상승하는 것을 방지하고 안정적으로 연소를 진행할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 열풍로 시스템을 이용하여 가스를 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따라서 가스를 제어하는 방법은 먼저 2기 연소(S101)에서 1기연소(S102)로 절환을 실시하면, 선행 열풍로의 개스차단변(GSV)(12)의 오픈해제시점을 개스차단밸브개폐검출기(12a)로부터 검출(S103)하여 모드 선택기(61)를 통해서 연소가스 PID유량제어기를 수동 모드로 전환(S104)하고, COG 유량 PID제어기를 수동 모드(S205)로 전환한다.
한편, 현재 구간 보다 앞선, 전회 구간의 2기 연소에서 1기 연소 절환시 계산되었던 누적유량에 대한 개도값과 현재 측정된 개도값의 차이를 계산기(64, 74)를 통해서 계산(S118)한 후, 신호 선택기를 통해서(S105, S114) 개스유량제어변(23) 및 COG유량제어변(91)으로 출력하여 동작시킨다(S110).
PID유량제어기를 수동 모드로 전환(S104)하고, 개스유량제어변(23) 및 COG유량제어변(91)으로 출력하여 동작시키(S110)는 것은 신호 선택기(61)를 통해서 동시에 일어날 수 있다.
또한, 개스누적유량검출기(62, 72)는 유량의 제어가 실시되는 중 사용량의 편차(PV-SV)를 계산하여 누적(S111)시킨다. 신호선택기는 동시에 타이머에 신호를 보내 타이머를 설정(S106)하고, 타이머에 설정된 설정값에 도달(S107)되면 모드선택기(61, 71)을 통해서 유량 PID제어기를 자동 모드로 전환한다(S108, S115). 자동 모드로 전환되면 신호 선택기를 통해서(S109, S116) 다시 연소를 시작하는 정상제어 모드로 전환되며 안정된 개스 유량제어를 실시하고 개스편차 누적량의 검출을 완료(S112)한다.
검출된 누적량은 변환기(63, 73)에 입력되어 개도신호로 변환되고(S117), 하부의 계산기로 입력되어 현재 개도 입력값과 계산된후(S118) 다시 신호선택기로 각각 보내져 다음 동작을 대기하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 전회 구간에서 발생한 2기 연소에서 1기 연소로 절환시의 유량에 따른 개도값을 계산기에 입력한 후, 현재 구간에서 발생한 2기 연소에서 1기 연소로 절환시 현재 측정된 후행 열풍로의 측정 개도와 전회 구간에서 계산되어 계산기에 입력된 개도값의 차이를 이용하여 후행 열풍로의 개도를 설정하므로, 신속하게 후행 열풍로의 가스를 제어할 수 있다.
이러한 과정은 다음 구간에서도 반복해서 진행되며, 다음 구간에서 2기 연소에서 1기 연소로 절환될 때 현재 구간에서 계산되어 계산기에 저장된 개도값을 사용할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.

Claims (14)

  1. 2기 연소에서 1기 연소로 절환되면 연소를 멈추는 선행 열풍로,
    2기 연소에서 1기 연소로 절환된 이후에도 연소하는 후행 열풍로,
    를 포함하고,
    상기 2기 연소에서 1기 연소로 절환은 일정 구간을 두고 반복하며, 전회 구간에서 발생한 2기 연소에서 1기 연소로 절환시 상기 후행 열풍로에 공급되는 유량에 따른 상기 후행 열풍로에 연결된 제1 연소 가스 배관의 제1 개도와 현재 구간에서 발생한 2기 연소에서 1기 연소로 절환시 현재 측정된 상기 후행 열풍로에 공급되는 상기 제1 연소 가스 배관의 제2 개도 차이에 따라서 상기 후행 열풍로와 연결된 상기 연소 가스 배관의 개도를 설정하는 제어부를 포함하는 열풍로 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제어부는 일정 시간 동안,
    상기 전회 구간에서 발생한 2기 연소에서 1기 연소로 절환시 상기 후행 열풍로에 공급되는 유량을 측정하도록 상기 일정 시간을 설정하는 타이머
    를 더 포함하는 열풍로 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 선행 열풍로는 연소 가스를 공급하며, 개스유량검출기, 개스유량제어변, 제어변개도검출기, 개스차단 밸브 및 밸브 개폐검출기가 설치된 제2 연소 가스 배관과 연결되어 있고,
    상기 제어부는 상기 제어변개도검출기와 연결되어 상기 2기 연소에서 1기 연소로 절환시의 상기 제어변개도검출기의 개도를 검출하는 동작 검출기
    를 더 포함하는 열풍로 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 타이머의 상기 일정 시간은 상기 2기 연소에서 1기 연소로 절환시 상기 동작 검출기의 검출시점부터 시작하는 열풍로 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 제어부는 상기 동작 검출기와 연결되어 있는 제1 신호 선택기,
    상기 제1 신호 선택기로부터 전달되는 신호에 따라서 상기 제1 연소 가스 배관의 유량을 제어하는 제1 PID 제어기를 수동 모드 또는 자동 모드로 전환하는 제1 모드 선택기
    를 더 포함하는 열풍로 장치.
  6. 제2항에서,
    상기 제어부는 상기 일정 시간 동안 상기 전회 구간에서 발생한 2기 연소에서 1기 연소로 절환시 상기 후행 열풍로에 공급되는 유량에 따른 상기 제1 개도를 저장하고,
    상기 제1 개도와 상기 제2 개도 차이를 계산하는 제1 계산기
    를 더 포함하는 열풍로 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제어부는 상기 유량을 측정하는 누적유량측정기
    를 더 포함하는 열풍로 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제어부는 상기 누적유량측정기로부터 측정된 상기 유량에 따라서 상기 제1 연소 가스 배관의 개도를 구하는 제1 변환기,
    상기 제1 연소 가스 배관에서 측정된 전류 신호에 따라서 상기 제1 연소 가스 배관의 개도를 구하는 제2 변환기
    를 포함하는 열풍로 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제1 개도는 상기 제1 변환기로부터 출력되어 상기 제1 계산기로 전달되고,
    상기 제2 개도는 상기 제2 변환기로부터 출력되어 상기 제1 계산기로 전달되는 열풍로 장치.
  10. 제3항에서,
    상기 제1 연소 가스 배관과 연결되어 있는 COG 배관 및 BFG 배관
    을 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 동작 검출기와 연결되어 있는 제2 신호 선택기,
    상기 제2 신호 선택기로부터 전달되는 신호에 따라서 상기 COG 배관의 유량을 제어하는 제2 PID 제어기를 수동 모드 또는 자동 모드로 전환하는 제2 모드 선택기
    를 더 포함하는 열풍로 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 제어부는 상기 수동 모드 동안 상기 COG 배관의 유량을 측정하는 COG 누적유량측정기
    를 더 포함하는 열풍로 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 COG 누적유량측정기로부터 측정된 COG 유량에 따라서 상기 COG 배관의 개도를 구하는 제3 변환기,
    상기 COG 배관에 설치된 COG 개스유량제어변에서 측정된 전류 신호에 따라서 상기 COG 배관의 개도를 구하는 제4 변환기
    를 더 포함하는 열풍로 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 제어부는 상기 제3 변환기에서 구해진 제3 개도와
    상기 제4 변환기에서 구해진 제4 개도의 차이를 계산하는 제2 계산기
    를 더 포함하는 열풍로 장치.
  14. 제12항에서,
    상기 COG 누적유량측정기는 상기 일정 시간 동안 상기 COG 유량을 측정하는 열풍로 장치.
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