KR101951946B1 - 부생가스공급배관의 오리피스 청소시스템 - Google Patents

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Abstract

부생가스공급배관의 오리피스 청소시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 부생가스공급배관의 오리피스 청소시스템은 부생가스를 공급하는 부생가스공급배관; 유량측정을 위해 부생가스공급배관에 설치된 오리피스; 부생가스공급배관과 연결되며, 고온고압의 스팀을 공급하는 스팀공급배관; 및 스팀공급배관에 마련되며, 스팀공급배관을 통해 공급된 스팀을 오리피스 쪽으로 분사하여, 오리피스의 오염물질을 청소하는 노즐;을 포함한다.

Description

부생가스공급배관의 오리피스 청소시스템{CLEANING SYSTEM FOR ORIFICE OF BY-PRODUCT GAS PROVIDING PIPE}
본 발명은 부생가스공급배관의 오리피스 청소시스템에 관한 것이다.
제철공정에서 발생하는 부생가스(COG, BFG, LDG 등)를 자가발전설비의 보일러나 압연공정의 가열로의 열원으로 사용하기 위해서는 열량이 일정해야 한다.
통상적으로 다종의 부생가스와 LNG 가스를 적정한 비율로 믹싱해서 열원으로 사용하게 되는데, 부생가스의 열량을 정확히 측정하여 적정비로 믹싱하여야 열량변화를 막을 수 있다. 이러한 정확한 열량 측정을 위해서는 부생가스공급배관에 흐르는 유체에 대한 정밀한 유량측정이 필요하다. 유량측정을 위해서 부생가스공급배관에는 오리피스(orifice)가 설치된다.
예컨대, 지름 D인 부생가스공급배관 도중에 관의 지름 d의 오리피스를 삽입하면, 그 직후에서 유속이 변화하여 압력이 떨어진다. 이때, 오리피스의 바로 앞과 직후에서의 유체의 압력차를 검출함으로써 유량을 구할 수 있다.
그러나, 부생가스 특성 상 더스트와 타르 등의 오염물질이 오리피스에 점착되면, 정확한 유량측정이 불가하여 결과적으로 열량 산출값도 신뢰할 수 없게 된다. 이에 오리피스를 청정하게 관리하는 기술이 필요하다.
종래에는 제철소 공정 특성상 부생가스공급배관을 차단하고 오리피스를 부생가스공급배관으로부터 분리시켜 청소하였다. 그러나, 오리피스를 분리하여 청소하는 동안 부생가스를 열원의 연료로 사용하는 하부공정 전체가 중단될 수 밖에 없고, 오리피스 분리 및 조립에 따른 인적, 물적, 시간적 비용이 많이 소요될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 부생가스공급배관의 오리피스를 효과적으로 간편하게 청소할 수 있는 부생가스공급배관의 오리피스 청소시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상부 및 하부 쪽에 오리피스가 삽입되어 있으며, 부생가스를 공급하는 부생가스공급배관; 상기 부생가스공급배관과 연결되며, 고온고압의 스팀을 공급하는 스팀공급배관; 및 상기 스팀공급배관에 마련되며, 상기 스팀공급배관을 통해 공급된 스팀을 상기 오리피스 쪽으로 분사하여, 상기 오리피스의 오염물질을 청소하는 노즐;을 포함하는 부생가스공급배관의 오리피스 청소시스템이 제공될 수 있다.
상기 스팀공급배관은 상기 스팀을 공급하는 주배관과, 상기 주배관으로부터 분기된 제1분기배관 및 제2분기배관을 포함하되, 상기 제1분기배관으로부터 양측으로 제1보조배관이 분기되어 상기 부생가스공급배관의 상부에 설치된 오리피스의 전단 및 후단 측으로 연장되고, 상기 제2분기배관으로부터 양측으로 제2보조배관이 분기되어 상기 부생가스공급배관의 하부에 설치된 오리피스의 전단 및 후단 측으로 연장될 수 있다.
상기 오리피스의 전후에 발생한 차압을 측정하여 유량을 구하기 위해, 상기 부생가스공급배관 바깥쪽에 마련되어 상기 부생가스공급배관의 상기 오리피스 전단과 상기 부생가스공급배관의 상기 오리피스 후단을 연결하는 도압배관과, 상기 도압배관에 설치된 유량계와, 상기 오리피스 전단 쪽 상기 도압배관에 마련된 제1차단밸브와, 상기 오리피스 후단 쪽 상기 도압배관에 마련된 제2차단밸브를 더 포함하되, 상기 제1차단밸브 및 상기 제2차단밸브는 상기 오리피스의 오염물질 청소 중에는 폐쇄되고, 상기 오리피스의 오염물질 청소 후에는 개방될 수 있다.
상기 부생가스공급배관과 연결되어 상기 청소된 오염물질 및 상기 스팀에 의해 발생된 수분을 배출시키는 드레인배관과, 상기 배출된 오염물질과 수분을 씰포트로 보내는 드레인포트와, 상기 드레인배관과 상기 드레인포트 사이에 배치되어, 상기 배출 상태를 확인할 수 있도록 하는 사이트글라스를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 부생가스공급배관의 오리피스 청소시스템은 부생가스공급배관의 오리피스를 효과적으로 간편하게 청소할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 부생가스공급배관의 오리피스 청소시스템을 나타낸다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 부생가스공급배관의 오리피스 청소시스템(100, 이하 ‘청소시스템’이라고도 함)은 유량측정을 위해 상부 및 하부 쪽에 오리피스(120)가 삽입되어 있으며, 부생가스를 공급하는 부생가스공급배관(110)과, 부생가스공급배관(110)과 연결되며, 고온고압의 스팀을 공급하는 스팀공급배관(130)과, 스팀공급배관(130)에 마련되며, 스팀공급배관(130)을 통해 공급된 스팀을 오리피스(120) 쪽으로 분사하여, 오리피스(120)의 오염물질을 청소하는 노즐(140)을 포함한다.
여기서, 부생가스공급배관(110)를 통해 공급되는 부생가스는 고로(Blast Furnace)에서 발생하는 BFG(Blast Furnace Gas), 코크스 공정에서 발생하는 COG(Coke Oven Gas), 제강공정에서 발생하는 LDG(LD Gas) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
오리피스(120)는 유량측정을 위해 부생가스공급배관(110)의 상부 및 하부 쪽에서 부생가스공급배관(110) 내측으로 돌출되게 삽입될 수 있다. 이러한 오리피스(120) 전후의 압력차이(차압)를 측정하는 것으로 유량을 알 수 있다.
스팀공급배관(130)은 고온고압의 스팀을 공급하는 주배관(132)과, 주배관(132)으로부터 분기된 제1분기배관(134)과 제2분기배관(136)을 포함한다. 여기서, 제1분기배관(134)으로부터 양측으로 제1보조배관(134a,134b)이 분기되어 부생가스공급배관(110)의 상부에 설치된 오리피스(120)의 전단 및 후단 측으로 연장된다.
또, 제2분기배관(136)으로부터 양측으로 제2보조배관(136a,136b)이 분기되어 부생가스공급배관(110)의 하부에 설치된 오리피스(120)의 전단 및 후단 측으로 연장된다.
각각의 제1보조배관(134a,134b) 및 제2보조배관(136a,136b)의 끝단에는 노즐(140)이 설치되어 스팀 분사에 의해 오리피스(120)를 청소할 수 있다. 이때, 제1보조배관(134a,134b) 및 제2보조배관(136a,136b) 또는 노즐(140)의 길이가 조절 가능하게 마련될 수 있다. 또, 오리피스(120) 뿐만 아니라 부생가스공급배관(110) 내측으로 스팀을 분사시켜 부생가스공급배관(110)에 대한 청소 작업을 수행할 수도 있다.
주배관(132), 제1분기배관(134) 및 제2분기배관(136)에는 각각 개폐밸브(V1~V3)가 마련될 수 있으며, 오리피스(120) 스팀 청소 시, 해당 개폐밸브(V1~V3)는 개방되며, 청소 후에는 폐쇄될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 부생가스공급배관의 오리피스 청소시스템(100)은 오리피스(120)의 전후에 발생한 차압을 측정하여 유량을 구하기 위해, 부생가스공급배관(110) 바깥쪽에 마련되어 부생가스공급배관(110)의 오리피스(120) 전단과 부생가스공급배관(110)의 오리피스(120) 후단을 연결하는 도압배관(150)과, 도압배관(150)에 설치된 유량계(155)와, 오리피스(120) 전단 쪽 도압배관(150)에 마련된 제1차단밸브(151)와, 오리피스(120) 후단 쪽 도압배관(150)에 마련된 제2차단밸브(152)를 마련할 수 있다.
여기서, 제1차단밸브(151) 및 제2차단밸브(152)는 오리피스(120)의 오염물질 청소 중에는 폐쇄되고, 오리피스(120)의 오염물질 청소 후에는 개방된다.
오리피스(120)의 오염물질 청소 중에는 제1차단밸브(151) 및 제2차단밸브(152)를 폐쇄시킴으로써, 고온고압의 스팀에 의해 오리피스(120) 청소 시, 유량계(155)가 스팀 압력이나 잔류 스팀의 유량으로 인해 오 측정하는 것을 방지할 수 있다.
또, 오리피스(120)의 오염물질 청소 후에는 제1차단밸브(151) 및 제2차단밸브(152)를 개방시켜, 유량계(155)가 오리피스(120)의 전후에 발생한 차압을 측정하여 유량을 구할 수 있다.
또, 본 발명의 실시 예에 따른 부생가스공급배관의 오리피스 청소시스템(100)은 부생가스공급배관(110)과 연결되어 오리피스(120)에서 제거된 오염물질 및 스팀에 의해 발생된 수분을 배출시키는 드레인배관(160)과, 배출된 오염물질과 수분을 씰포트(190)로 보내는 드레인포트(180)와, 드레인배관(160)과 드레인포트(180) 사이에 배치되어, 배출 상태를 확인할 수 있도록 하는 사이트글라스(170)를 마련할 수 있다.
드레인배관(160)은 오리피스(120) 기준으로 부생가스공급배관(110)의 하단 양쪽에 설치되어, 오리피스(120)에서 제거된 오염물질 및 스팀에 의해 발생된 수분을 배출시킬 수 있다. 노즐(140)에 의한 스팀 분사에 의해 부생가스공급배관(110) 내측에 대한 청소 작업이 함께 이루어진 경우에는 부생가스공급배관(110)에서 제거된 오염물질이 함께 배출될 수 있다.
드레인배관(160)을 통해 배출된 오염물질 및 수분 등은 사이트글라스(170)에서 그 배출 상태, 흐름방향 등이 확인될 수 있다. 사이트글라스(170)는 예컨대 단일 또는 이중유리창을 갖도록 제작될 수 있다.
드레인배관(160)을 통해 배출된 오염물질 및 수분 등은 상술한 사이트글라스(170)를 거쳐 드레인포트(180)를 통과한 후, 씰포트(190)에 포집될 수 있다.
오리피스(120) 청소 후에는 상술한 주배관(132)의 개폐밸브(V1)는 폐쇄될 수 있다. 그리고, 드레인배관(160) 양쪽에 마련된 개폐밸브(V4,V5)도 폐쇄되어 가스의 누기를 막을 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 부생가스공급배관의 오리피스를 분리시키지 않고도 간편하고 효율적으로 스팀을 이용하여 청소할 수 있어, 제철공정의 공정 조업 중단을 예방할 수 있다.
또, 부생가스 공급의 효율성과 함께 오염되지 않은 오리피스를 통한 유량 측정으로 정확한 열량 측정이 가능하게 한다.
이는 결과적으로 다종의 부생가스와 LNG를 적정한 비율로 믹싱한 균일한 열량을 갖는 믹싱 가스를 공급할 수 있도록 하여 양질의 전력 생산이 가능하게 한다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
110: 부생가스공급배관 120: 오리피스
130: 스팀공급배관 140: 노즐
150: 도압배관 155: 유량계
160: 드레인배관 170: 사이트글라스
180: 드레인포트 190: 씰포트

Claims (4)

  1. 상부 및 하부 쪽에 오리피스가 삽입되어 있으며, 부생가스를 공급하는 부생가스공급배관;
    상기 부생가스공급배관과 연결되며, 고온고압의 스팀을 공급하는 스팀공급배관; 및
    상기 스팀공급배관에 마련되며, 상기 스팀공급배관을 통해 공급된 스팀을 상기 오리피스 쪽으로 분사하여, 상기 오리피스의 오염물질을 청소하는 노즐;을 포함하고,
    상기 오리피스의 전후에 발생한 차압을 측정하여 유량을 구하기 위해, 상기 부생가스공급배관 바깥쪽에 마련되어 상기 부생가스공급배관의 상기 오리피스 전단과 상기 부생가스공급배관의 상기 오리피스 후단을 연결하는 도압배관과,
    상기 도압배관에 설치된 유량계와,
    상기 오리피스 전단 쪽 상기 도압배관에 마련된 제1차단밸브와,
    상기 오리피스 후단 쪽 상기 도압배관에 마련된 제2차단밸브를 더 포함하되,
    상기 제1차단밸브 및 상기 제2차단밸브는 상기 오리피스의 오염물질 청소 중에는 폐쇄되고, 상기 오리피스의 오염물질 청소 후에는 개방되는 부생가스공급배관의 오리피스 청소시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스팀공급배관은
    상기 스팀을 공급하는 주배관과,
    상기 주배관으로부터 분기된 제1분기배관 및 제2분기배관을 포함하되,
    상기 제1분기배관으로부터 양측으로 제1보조배관이 분기되어 상기 부생가스공급배관의 상부에 설치된 오리피스의 전단 및 후단 측으로 연장되고,
    상기 제2분기배관으로부터 양측으로 제2보조배관이 분기되어 상기 부생가스공급배관의 하부에 설치된 오리피스의 전단 및 후단 측으로 연장되는 부생가스공급배관의 오리피스 청소시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부생가스공급배관과 연결되어 상기 청소된 오염물질 및 상기 스팀에 의해 발생된 수분을 배출시키는 드레인배관과,
    상기 배출된 오염물질과 수분을 씰포트로 보내는 드레인포트와,
    상기 드레인배관과 상기 드레인포트 사이에 배치되어, 상기 배출 상태를 확인할 수 있도록 하는 사이트글라스를 더 포함하는 부생가스공급배관의 오리피스 청소시스템.
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