KR20000011497A - 큐폴러배기제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 큐폴러의 배기제어 시스템에 관한 것으로, 물리적으로 개선된 배기제어장치와 상기 장치를 동작시키기 위한 개선된 방법들을 포함한다. 상기 물리적인 배기제어 개선점은 상기 큐폴러의 주 후버너들의 상부측에서 제한된 직경의 오리피스 링을 갖추어 상기 상부 큐폴러 영역내에서 공기의 난류를 개선시켜 일산화 탄소의 개선된 연소가 이루어지도록 한다. 그리고, 2개의 벤튜리에는 개선된 공기흐름제어장치가 제공되어 상기 상부 큐폴러 연소영역내의 온도에 영향을 주게 된다. 그리고, 개선된 제어시스템이 제공되어 실제 시간계산이 임의의 오염물질들, 즉 일산화 탄소의 잔류배출 허용량에 대하여 이루어지고, 그리고 리얼 타임조정이 큐폴러 조업에 적용되어 허용 배출한계를 준수할 수 있게 된다.

Description

큐폴러 배기 제어 시스템{CUPOLA EMISSION CONTROL SYSTEM}

본 발명은 상부 큐폴러 연소영역과 벤튜리 스크러버 및 상기 배기제어장치를 작동시키기 위한 제어시스템이 개선된 배기제어시스템에 관한 것이다.

후버너(afterburners) 와 스크러버(scrubbers)를 활용하는 큐폴러 배기제어시스템은 공지되어 있다. 상기 후버너는 전형적으로 연소를 위하여 사용되고 일산화탄소를 이산화 탄소(carbon dioxide)와 수증기로 변환시킨다. 이러한 후버너들은 통상적으로 상기 큐폴러의 상부측 스택(stack)영역에 배치된다.

그러나, 최근의 환경친화적인 조업이 일산화 탄소의 방출 허용량을 크게 낮추었고, 그에 따라서 상기와 같은 후버너시스템들의 구조와 효율이 개선되어야만 하는 것이었다.

또한, 큐폴러를 작동시키는 연소가스로부터 특정성분을 제거시키는 것은 습식 스크러버(scrubber) 혹은 백하우스(baghouse)의 사용에 의해서 전형적으로 이루어진다. 이러한 습식 스크러버는 통상적으로 배출배기가 스프레이되는 물 스크린을 통하여 흡인되고 그에 따라서 특정입자들이 물 스크린에 충돌되고 응집되도록 함으로서 배기 제어 슬러지로서 후속적으로 수집하기 위한 구조들을 포함하는 것이다. 이러한 스크러버장치의 개선된 작동은 설비가동 허용범위내의 최근 감소되어진 배기 허용 한계값들로서 지시되어 있다.

이러한 설비가동 허용범위의 다른 측면은 연속적인 배기 모니터링 및 적응(compliance)을 필요로 한다. 이러한 연속적인 배기 모니터링은 전형적으로 다양하게 검출 되어지는 오염물질, 간략하면 일산화탄소와, 온도등과 같은 지시계 변수형태의 리얼타임 배기측정을 필요로 한다. 연속적인 배기 모니터링을 필요로 하는 이러한 허용 한계치들에 적응하고 확실하게 따르도록 그 작동을 조정할 수 있기 위해서는 큐폴러와 그에 연결된 배기 제어장치들의 작동이 매우 중요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 후버너들과 벤튜리 스크러버를 포함하는 개선된 큐폴러 배기제어시스템을 제공함에 있는 것이다.

그리고, 본 발명의 목적은 이러한 큐폴러 배기제어 시스템을 위한 개선된 제어시스템을 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 큐폴러와 이에 연결된 배기제어장치를 도시한 다이어그램;

도 1A는 큐폴러의 상부스택과 냉각기(Quencher)를 도시한 상세 다이어 그램;

도 1B는 큐폴러의 상부스택, 냉각기, 복수의 벤튜리(twin venturis) 및 수분리기를 도시한 평면도;

도 1C는 파일로트 버너와 오리피스 링을 도시한 큐폴러의 상부스택의 단면을 도시한 다이어 그램;

도 1D는 수분리기의 단면도;

도 1E는 수분리기의 다공성 구성요소를 도시한 사시도;

도 2는 벤튜리 스크러버의 일부를 도시한 단면도;

도 3은 큐폴러 상부스택의 온도와 벤튜리위치를 도시한 컴퓨터 스크린의 다이어 그램;

도 4는 주 흡인팬의 작동 변수(parameter)를 도시한 컴퓨터 스크린의 다이어 그램;

도 5는 일산화탄소( carbon monoxide)의 현재 레벨과 조정변수들을 도시한 컴퓨터 스크린의 다이어 그램;

도 6은 샘플 계산된 일산화탄소 목표값 대(versus) 시간을 도시한 다이어 그램;

도 7은 실제 일산화탄소 판독값 대 시간에 의해서 조정된 일산화탄소 목표값의 일례를 도시한 다이어 그램;

도 8은 계산된 일산화탄소 목표레벨의 테이블;

도 9는 본 발명에 따른 변수수집 및 제어시스템의 시스템 다이어그램;

도 10은 본 발명에 따른 제어시스템 신호처리를 도시한 시스템 블록 다이어 그램.

도 11은 본 발명에 따른 시스템 변수 조정을 도시한 시스템 콘트롤 다이어그램이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10..... 큐폴러(cupola) 12..... 용해영역

13..... 풍구 14..... 후버너

18..... 오리피스 링 20..... 파일로트 버너

21..... 가스 제트 22..... 상부 스택부

24..... 냉각기(Quencher) 26..... 노즐

29..... 덕트 30,32..... 벤튜리 장치

38..... 유입 헤더 40..... 수분리기

44,46... 흡인 팬 50,52.... 스크린 구조체

58..... 스크린 부 62..... 충진층

64..... 분산 콘 66..... 원추형 지지대

70..... 물 노즐 72..... 물 스프레이

74..... 공기 흐름

본 발명은 개선된 큐폴러 배기제어시스템을 제공한다. 상기 시스템 그 자체는 물리적으로 재설계된 상부 큐폴러 스택내의 연소챔버를 갖도록 개선되어 보다 완벽한 연소와 일산화탄소를 이산화탄소와 수증기로의 완벽한 전환을 제공하게 된 것이다. 후버너들은 상부 연소챔버내에서 공기를 대략 1650℉의 이상적인 연소온도로 가열하도록 활용된다. 그러나, 연소영역내의 시간, 연소챔버내의 공기의 난류(turbulence) 및 온도등 그 모두가 일산화탄소의 완전한 혹은 거의 완전한 연소에 기여하는 것이다.

시간적인 측면은 연소챔버 자체를 일반적으로 길게 함으로서 달성된다. 상기 공기의 난류는 연소챔버내의 상부로 향한 공기 흐름에 저항을 부여하는 오리피스링의 장착에 의해서 주로 이루어짐으로서, 상기 오리피스 링을 나가서 파일로트 버너를 통과하는 공기는 소용돌이치게 되고 완전한 혹은 거의 완전한 연소에 이르도록 한다.

그리고, 배기제어 시스템의 물리적인 개선은 하나 혹은 이상적으로 2개의 평행한 벤튜리 스크러버들을 활용한다는 것이다. 이러한 벤튜리 스크러버들은 벤튜리 그 자체를 형성하는 제한영역상에서 충돌하도록 작동되어 질 수 있는 제한 콘부( restricting cones)를 포함한다. 물분사가 상기 콘부의 오목부(concave portion)로 제공되어 물커튼식 분사를 형성한다. 공기오염물질 입자들을 그 자체가 포함하면서 상기 큐폴러로부터 온 스택 가스들은 상기 물커튼을 통과하여, 보다 정확하게는 물커튼을 통하여 흡인됨으로서 상기 공기흐름으로부터 상기 입자들을 세척하거나 혹은 스크러빙( scrubbing)하는 것이다. 이는 배기제어 목적을 위한 중요한 입자의 제거가 이루어지는 곳이다.

그리고, 다수의 표면 및 다공성 구조를 갖는 2개의 섹션부들을 포함하는 안개 제거장치(demister) 혹은 수분리기(water separator)가 제공된다. 이러한 구조들은 수분리기를 통과하는 공기흐름으로부터 거의 완벽하게 물의 제거와 최종적인 온도강하를 이루게 된다.

또한, 개선된 제어시스템은 큐폴러 배기제어시스템에 사용되도록 제공된다. 특히, 벤튜리의 충돌 콘부들은 큐폴러 상부스택의 온도에 근거하여 제어된다. 이러한 온도들이 너무 낮거나 혹은 너무 높은 경우, 상기 벤튜리 충돌 콘부들이 조정되어 상기 큐폴러들 통한 공기흐름을 보다 적게 하거나 크게 하도록 하여 상기 상부스택온도를 1650℉의 이상적인 일산화탄소 연소온도에 근접하도록 높이거나 낮추게 된다.

그리고, 상기 배기제어 시스템의 배출스택을 통하여 방출되는 실제 일산화탄소가 모니터링된다. 상기 일산화탄소의 값에 따라서, 상기 큐폴러 작동이 허용가능한 한계값에 관하여 측정된다. 만일, 이러한 실제 일산화탄소의 배출이 전체 평균 시간주기 허용값보다 큰 임의의 단편적인(fractional)시간 주기내이라면, 상기 큐폴러 작동에 조정이 이루어져 일산화탄소의 발생 및 생성을 감소시키게 된다. 이러한 조정작동은 통상적으로 풍구(tuyere)를 통한 고온공기, 풍구를 통한 산소 분사 혹은 고온 분출공기(hot blast air)등을 감소시키는 것을 포함한다. 만일 상기 단편적인 일산화탄소의 판독값이 시간적인 한계값보다 적은 경우라면, 상기 큐폴러 조업을 증대시킴으로서 허용가능한 배기의 과량이 평균적인 시간주기, 통상적으로 1시간의 남아 있는 구간내에 유지되도록 한다. 이러한 큐폴러조업에 대한 조정은 풍구 공급 고온공기, 풍구 공급 산소분사 혹은 고온 분출공기등을 증대시키는 것 일수 있다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

도 1에는, 본 발명에 따른 배기제어 시스템의 개략적인 다이어 그램이 도시되어 있다. 큐폴러 10는 통상적으로 실린더형 철제 구조물이며, 대략 8피트의 직경과 30피트의 높이를 갖추고 있다. 큐폴러 10는 내화물 블록으로 감싸져(lined)있고, 용융영역 12을 포함하며, 여기서 코크스, 철 스크랩 및 석회석의 혼합물이 대략 3000℉의 온도로 유지되어 철을 용융시킨다. 용융작동은 송풍구 13를 통하여 고온공기의 유입을 이룸으로서 코크스의 연소에 의하여 이루어진다. 상기 용융영역 12의 상부에는 적재영역(burden area)이 위치되며, 여기서는 철 스크랩, 코크스 및 석회석의 장입이 배치식(in batches)으로 부가되어 연속적으로 상기 용융작업을 유지시킨다. 이러한 적재영역의 상부측이 주 후버너 14들이며, 이들이 배기제어 시스템의 초기부분이다. 일반적으로 상기 후버너 14들은 천연가스를 연소시키며, 가스 프레임들이 상기 큐폴러의 내화물 탑재영역의 내측으로 분출되어 상기 큐폴러의 용융역역으로부터 흡인된 가스들을 가열시키고, 그들을 거의 1650℉의 온도로 상승시킨다. 상기 큐폴러 10로 부터의 일반적인 공기 흡인은 주 흡인 팬 44 및 46에 의해서 이루어지며, 이들은 매우 큰 모터구동식 팬에 의해서 이루어지며, 이들 모터는 대략 800 마력(horsepower)의 모터로 각각 구동되어 분당 30,000 내지 60,000 표준 ft³의 공기흡인능력을 제공한다. 상기 공기들은 다양한 개구부들, 예를들면 장입구 10A 및 송풍구 13등을 통하여 상기 큐폴러에 유입된다.

상기 주 후버너 14 상부측의 큐폴러의 영역은 큐폴러 10의 상부스택으로서 불리 우고, 대략 30 피트의 높이이며, 상기 큐폴러 용융작동에 의해서 방출된 오염가스들의 연소를 위한 부가적인 영역을 제공하는 것이다. 관심이 되는 중요한 오염물질은 일산화탄소이고, 이는 연소되어 이산화탄소와 수증기로 변환되어질 것이 요구된다. 큐폴러 10의 테이퍼진 영역 16은 직경 감소부에서 종료되고, 이것은 그 자체가 오리피스 링 18으로서 불리우는 내부의 제한영역을 갖는다. 상기 오리피스 링 18은 도 1A에 보다 상세하게 도시되어 있으며, 테이퍼진 방식으로 축조된 내화브릭을 포함하여 상기 상부스택부 22의 정렬된 직경의 대략 1/2의 직경을 갖는 제한부를 형성하는 것이다. 상기 상부스택부 22의 직경은 대략 11피트이며, 상기 제한된 오리피스 링 18의 직경은 대략 5와 1/2 피트이다. 상기 내화브릭의 내표면은 그 자체가 오리프스 링을 포함하여 슬라그 및, 상기 큐폴러 용융물내에서 증기화된 다른 물질들로서 피복되며, 상기 오리피스 링 18의 테이퍼부 내측에 보다 원활한 표면을 형성하는 것이다.

오리피스 링 18의 상부측에는 파일로트 버너 20가 위치되며, 이는 도 1C에 보다 상세히 도시되어 있다. 상기 파일로트 버너 20들은 전형적으로 고속의 버너들이고, 본 실시예에서는 2개가 장착된다. 파일로트 버너 20들은 오리피스 링 내경 19측으로 연장하는 가스 프레임 21을 갖도록 설계된다. 그리고, 가스 프레임 21은 오리피스 링 18의 방사상 중심에 직접 방사상으로 일치하는 것으로부터 편심(offset)되어 오리피스 링 18상부측의 가스내에서 추가적인 교반작동을 제공하게 된다.

오리피스 링 18의 상부와 파일로트 버너 20의 상부측 온도를 대략 1650℉로 유지하여 일산화 탄소의 이상적인 연소를 제공하는 것이 요구된다. 이는 주로 큐폴러 10의 상부 스택부 22내에서 발생한다. 오리피스 링 18의 상부측에서 공기의 적절한 시간, 적절한 온도 및, 적절한 난류를 제공하여 일산화 탄소의 거의 완전한 연소를 제공하는 것이 요구된다. 상기 온도는 전형적으로 주 후버너 14와 파일로트 버너 20의 조합에 의해서 제공된다. 상기 시간은 파일로트 버너 20 상부측의 큐폴러 상부스택 22의 전체 높이에 의해서 제공된다. 상부 스택부 22는 전형적으로 파일로트 버너 20위의 대략 20피트 정도 연장한다. 그리고, 큐폴러 10로부터 배출하는 혹은 흡출되어지는 임의의 모든 일산화탄소 가스들의 완전한 교반 연소를 보장하기 위한 난류가 오리피스 링 18의 설계에 의해서 제공되어진다. 상기 정렬된 상부스택 큐폴러 부 20의 직경의 대략 1/2 정도의 구조와 제한을 갖는 오리피스 링 18은 가스가 빠른 소용돌이 방식으로 흡인되어 적절한 난류를 제공하는 것을 보장함으로서 전체의 가스흐름이 상기 파일로트 버너 20로 부터의 가스제트 21에 노출되도록 하는 것이다.

상부 스택부 22로부터 흡출된 가스들은 적절한 배출제어를 제공하기 위하여 가스흐름으로부터 제거되어야할 특정 물질들을 포함한다. 그러나, 이러한 가스들의 온도를 대략 1650℉의 연소온도로부터 적절한 제어와 취급이 가능한 단열포화온도(adiabatic saturation temperature)(대략 165℉)의 온도로 먼저 감소시키는 것이 바람직하다. 이러한 온도강하는 냉각기 24내에서 주로 제공되어진다. 냉각기 24는 대략 30피트 높이의 큰 금속 실린더이고, 통상적으로 5개의 내부노즐 26들을 갖추며, 외측의 물 공급파이프 27에 의해서 물이 공급된다. 냉각기 24를 통하여 하부측으로 흡인된 가스들은 노즐 26들이 제공되어진 물 분산 스프레이를 통하여야만 한다. 이러한 물 스프레이들은 전형적으로 120°의 각도에서 상기 오염물들의 입자에 적절한 충돌 혹은 응집을 보장하여 상기 가스의 흐름으로부터 빠져 나오게 되고, 상기 냉각기 24의 저부에서 배출 드레인 28을 통하여 수집되고 적절한 처리를 거쳐 고체 폐기물로서 폐각된다.

냉각기 24로부터 흡출된 가스들은 덕트 29를 통하여 배출되고, 헤더 38를 통하여 유입되며, 따라서 이러한 가스들은 2개의 동일한 벤튜리장치 30 및 32를 통하여 하향으로 흡인된다. 벤튜리 장치 30의 상세한 설명을 이하에서 하기로 하며, 상기 벤튜리 장치 32는 벤튜리 장치 30와 동일하다.

도 1 및 1B에 도시된 바와 같이, 벤튜리 장치 30는 대략 40피트 높이의 금속 실린더로 이루어진다. 특정 오염물질들을 갖는 가스들이 벤튜리 장치 30를 통하여 하부측으로 흡인되고, 하부측 원추부 64로부터 물커튼에 노출되며 이것을 통하여 흡인된다. 그리고, 도2에 도시된 바와 같이, 물스프레이 72는 상부측으로 물공급 파이프 68를 통하여 상승되어 물 노즐 70을 빠져 나가며, 분산 콘부 64에 충돌되고 반향된다. 상기 분산 콘부 64는 그 스스로가 벤튜리 장치 30의 중앙을 통하여 수직으로 벤튜리 장치 30의 보다 좁고 적은 직경부인 제한 영역 62을 향하여 이동가능한 지지대 66에 의해서 지지되어지는 금속제 원추형이다. 특정 물질들을 갖는 가스들이 도 2에서 74로 도시되어 있으며, 원추부 64를 가로질러서 하향으로 흡인되어진다.

따라서, 이러한 가스들은 공급헤더 70로부터 배출하는 물 스프레이 72를 통과하여야만 한다. 이러한 가스들의 입자들은 배기제어 시스템의 주된 스크러빙제거(scrubbing) 및 특정 제거작동에 의해서 응집되거나 충돌되어 벤튜리 장치 30로부터 이탈된다. 이것이 벤튜리 장치 30의 주된 기능이다. 이러한 물질들은 벤튜리 장치 30의 저부를 빠져 나가며, 고체 폐기물로서 수집되어 적절하게 폐기된다.

상기 벤튜리 장치 30는 공기제한기능도 이룰 수 있음을 알아야 한다. 원추형 지지대 66는 수직으로 이동가능한 것으로, 원추부 64는 벤튜리 장치 30의 감소된 직경부 62 근방에서 위치되어 질 수 있다. 이러한 충돌은 벤튜리 장치 30를 통한 하향의 공기흐름 74을 감소시키고, 큐폴러의 장입 개구부 10A로 공기가 흡인되어지는 것을 감소시킨다. 따라서, 서로 동일한 원추형 충돌장치 64를 구비한 벤튜리 장치 30와 32의 단일 혹은 통상적으로 바람직하게는 병행작동에 의해서 상기 큐폴러 장입개구부 10A로 공기가 흡인되어지는 것을 상기 원추형 충돌장치 64의 작동에 의하여 제어하는 것이 가능하다. 이러한 작동은 큐폴러 10의 상부측 스택부 22내의 온도의 중요한 제어를 하게 된다. 파일로트 버너 20들은 전형적으로 조정이 없는 방식으로 작동되어 진다. 따라서, 상부 큐폴러 스택부 22내의 온도의 조절이 요구되어지는 경우, 1650℃의 부근에서 일산화탄소의 적절한 연소를 보장하기 위하여 이러한 온도에 대한 가장 간단하고 가장 준비된 조정작업은 상기 벤튜리 장치 32내에 동일한 병행 동작식 장치가 있다는 인식하에서, 벤튜리 장치 30내에서 원추형 충돌장치 64의 조정에 의한 것이다. 상기 벤튜리 장치 30는 상기 벤튜리를 통한 압력강하가 대략 수위 65인치이라는 점에서 고에너지 스크러버의 효과를 제공한다는 것을 알아야 한다. 이러한 압력은 상기 원추부 64의 하부측에 충돌하는 스프레이에 의해서 형성된 물 커튼에 의해서 오염물질의 입자들이 젖어지도록 하는 에너지를 생성한다. 이러한 젖어지는 작동은 상기 입자들이 보다 무거워지도록 하고, 공기흐름 방향의 역전에 의해서 상기 가스 흐름으로부터 분리된다. 이러한 물 커튼을 통하여 하향으로 흡인되어진 공기 오염물들은 이러한 공기흐름내의 이러한 입자들이 슬러지로서 하향으로 흡인되도록 하고 적절한 수집과 폐기가 이루어진다.

도 1, 1D 및 1E에서, 수분리기 40가 상기 벤튜리 장치 30와 32로 부터의 스크러브 처리된 공기흐름을 받는 장치로서 도시되어 있다. 수분리기 40 자체는 대략 16피트의 직경과 대략 40피트의 높이를 갖는 큰 실린더형 금속구조체이다. 상기 수분리기 40의 목적은 대체적으로 벤튜리 장치 30 및 32로부터 인출되어진 공기흐름으로부터 물방울을 제거하고, 주 흡인팬 44 및 46로 진입하기 전에 공기흐름을 대략 165℉로부터 100℉로 더욱 냉각시키기 위한 것이다.

수분리기 40는 2개의 거의 동일한 스크린부 58 및 60들을 갖는다. 스크린 부 58는 스크린 부 58의 상부와 하부를 형성하는 원형 스크린 구조체 50 및 52로서 형성되어진다. 스크린부 58 그 자체는 수백개의 다공성 큰 표면영역을 갖는 구조체 62로서 이루어진다. 이러한 구조체들은 통상적인 소다 캔(soda can)크기 정도이고, 통상적으로 플라스틱으로 이루어진다. 충진층내의 이러한 구조체 62의 목적은 큰 표면영역의 분포도를 제공하는 것으로서 수분리기 40의 하부로 흡인되어진 공기는 충진부 58를 통과하고, 충진층 62의 수많은 표면영역에 접촉하며, 따라서 물방울들이 상기 충진층 62의 많은 표면영역에 응결되고 상기 수분리기 40로부터 수집 드레인으로 낙하된다. 상부 충진층 60은 제 1충진층 58에 일치하며 이는 스크린 하부 54와 스크린 상부 56를 포함하고, 다시 수백개의 충진부재 62로서 이루어진다. 상기 상부 충진층 60으로 스프레이 57, 59를 통하여 분사된 많은 물의 량은 공기 흐름내의 온도강하를 초래한다. 대략 165℉의 유입공기는 배출덕트 42에서 수분리기 40를 빠져나가기 전에 대략 100℉로 낮아진다. 수분리기 40를 빠져 나가는 공기는 저온 및 저습도에 기인하여 보다 농후(dense)하게 된다.

상기 스크러브 처리되고 온도가 강하된 공기 흐름은 상기에서 설명한 바와 같이 통상적으로 대략 800 마력(horsepower)의 큰 마력 모터들에 의해서 구동되어지는 큰 방사형 팬들인 주 흡인팬 44 및 46로 유입된다. 이와 같은 직렬 연결된 팬들은 큐폴러 10를 배출하는, 즉 개구부 10A와 풍구 13로 유입하고 덕트 42를 통하여 주 흡인팬 44 및 46으로 유입하며, 최종적으로 큐폴러 연돌 48을 통하여 방출되어지는 가스의 분당 30,000 내지 60,000의 표준 입방피트(ft³)의 흡인능력을 제공한다. 단일의 큰 마력의 모터장치를 갖는 팬도 이와 동일한 결과를 이룰 수 있다. 그리고, 댐퍼식 공기흐름 제어장치 47도 각각의 흡인 팬들을 위하여 덕트내에 위치되어 질 수 있음을 알아야 한다.

도면의 3, 4 및 5에서 도시된 바와 같이, 다양하게 제어되는 설정점(set points)들은 본 발명의 큐폴러 배기 제어시스템을 제어하기 위하여 활용되어지는 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상부측 큐폴러부 22에서 일산화탄소의 연소에 대한 이상적인 온도 설정점은 1650℉이다. 따라서, 벤튜리 31와 32는 이러한 온도에서 작동하도록 설정된다. 벤튜리 개구부의 위치에 대한 설정이 도 3에서 벤튜리 최소위치로서 도시되어 있다. 도 4에서, 큐폴러 풍구 공기는 분당 표준입방피트(ft³)로 도시되어 있다.

상기 분당 표준입방피트는 15,000 및 23,500의 사이에서 변화되어질 수 있도록 도시되어 있다. 가능한 한 높은 속도로서 철을 용해시키는 것이 바람직하고, 따라서 흡인 팬들이 대략 분당 50,000의 표준입방피트를 제공하도록 185 암페어(amps)에서 각각 작동되어진다. 도 4에 도시된 바와 같이, 분당 표준입방피트 수는 1000의 배수들을 나타내고 있음을 알 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 도 3에서 참조된 벤튜리의 위치는 벤튜리 장치 30의 제한된 직경부 62내로 연장하는 원추부 64의 위치로서 도 2에 도시된 바와 같이 물리적으로 위치된다. 그리고, 도 3에는 복수의 벤튜리들이 위치되어 있고, 상기에서 설명된 바와 같이, 원추부 64들은 벤튜리 장치 30와 32를 통하여 큐폴러 10로부터 인출된 흡인 공기를 조절하도록 병행으로 작동된다. 전형적으로 상기 풍구 공기(tuyere air)의 분당 입방피트의 암페어 값(amperage value)은 큐폴러 10의 원하는 용해율(melt rate)로서 지정된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 거의 항상 최대의 용해율로서 상기 큐폴러를 작동시키는 것이 요구되어지며, 따라서 흡인 팬 44 및 46들은 거의 항상 분당 50,000의 표준 입방피트의 최대 흡인을 이루는 최대 암페어로서 작동되어지는 것이다.

그러나, 지시값들이 상부 큐폴러 스택내의 온도가 1650℉로부터 변화하는 것을 나타내면, 벤튜리의 원추부 64의 위치는 이후에 상세히 설명되는 바와 같이 제어피드백 루프를 통하여 자동적으로 조절되어 큐폴러 10를 통한 공기의 흡인을 조절하고, 그에 따라서 상부 큐폴러 스택 22내의 온도를 조절하여 1650℉의 이상적인 일산화탄소 연소온도에 가깝게 유지되도록 한다.

도 5에 관련하여, 상기 일산화탄소의 제어는 전형적으로 배출 스택 48내의 일산화탄소값을 측정함으로서 달성되어진다. 그리고, 상기 일산화탄소 배출값은 목표값에 비교되고, 일산화 탄소의 배출은 상기 풍구 공급장치 11를 통하여 장입되어지는 코크스 형태의 연료와 그 밖의 재료들을 변화시킴으로서, 혹은 큐폴러 10내로의 산소분사율을 변화시킴으로서, 혹은 큐폴러 10내로 공급기 13를 통하여 공급되어지는 고온 공기의 분사율을 변화시킴으로서 전형적으로 조절된다. 다양한 분사장치들이 도 1에 도시되어 있다.

도 6, 7 및 8를 참조하여, 이하에서는 일산화 탄소 목표값의 계산에 있어서 일산화탄소의 제어에 관하여 설명한다. 큐폴러 10에 대한 작동허용범위는 일산화 탄소 방출값의 시간 블록을 포함한다. 상기 배출값은 배출 스택 48에서 일산화탄소의 배출 매 10초마다 취해진 6개의 판독값을 평균화함으로서 매분 측정되어진다. 이러한 판독값의 평균은 1분 값으로서 표시된다. 이러한 배출값은 도 5에서 전류 CO로서 표시되어진다. 상기 예시적인 실시예에서 일산화탄소의 허용 제한값은 1시간 블록의 평균으로 2500 ppm(parts per million)이다. 물론, 일산화탄소나 혹은 다른 허용 오염물들에 대한 다른 허용값들이 이와 동일한 예를 따를 수 있다. 1시간의 잔여 구간내에서 남아 있는 일산화탄소 배출의 잔여 유니트들을 평가하기 위하여, 목표의 일산화탄소 배출값은 각각의 시간내에 남아 있는 분의 수(number of minutes)와 상기 일산화 탄소 허용값들을 곱함으로서 계산되어진다. 예를들면, 각 시간의 초기에, 60 X 2500 = 150,000 의 일산화탄소 유니트들이 상기 시작하는 1시간 블록주기동안 유용하다. 첫 번째 1분의 종료시점에서, 임의의 실제 CO값이 판독되어 질 것이다. 이러한 값들은 남아 있는 150,000 유니트들로부터 차감되어질 것이고, 상기 1시간 블록내에 남아 있는 59분에 대한 다음의 잔여 값이 남아 있는 상기 일산화 탄소 유니트수를 상기 남아 있는 59분으로서 나눔으로서 새로운 목표의 CO 배출레벨을 생성하도록 계산되어질 수 있는 것이다. 예를 들면, 상기 첫 번째 1분내에 일산화 탄소 배출의 판독값이 1000이라면, 이는 잔여 59분 동안 일산화 탄소의 149,000 유니트들이 잔류하게 될 것이다. 다음의 59분 동안, 상기 시스템은 상기 149,000가 59로서 나뉘어진 혹은, 분당 2525 ppm의 일산화탄소로서 작동되어질 수 있을 것이다.

따라서, 이후에 설명되어지는 바와 같이, 상기 일산화 탄소의 부가적인 량이 상기 1시간 블록주기내에서 방출될 수 있고, 허용된 배출값내에 유지되어질 수 있기 때문에, 풍구 공급기와, 상기 풍구를 통한 산소분사 및 분출율에 적절한 조정이 가해져 고속으로 상기 큐폴러를 실제 동작시킬 수 있다.

다른 예로서, 만일 상기 1분내에, 일산화탄소에 대하여 5000의 판독값이 얻어진 경우에는, 일산화 탄소 배출의 단지 145,000 유니트들만이 1시간 블록 허용주기의 잔여 59분내에서 허용될 것이다. 이는 일산화탄소의 2458ppm에 동일한 것으로, 이는 다음의 59분에 걸쳐서 분당 평균으로 방출되어 질 수 있다. 따라서, 상기 시스템은 2500 ppm의 정상적인 허용 레벨에서 더 이상 작동되어질 수 없을 것이지만, 상기 풍구 공급기의 작동과, 산소분사율 및 가능하게는 분출속도(blast rate)등을 조절함으로서 상기 큐폴러의 작동율을 감소시키고 상기 일산화 탄소생성을 감소시킴으로서 상기 일산화 탄소의 배출이 도 5에서 첫 번째 1분의 동작후 현재의 목표값으로서 도시된 바와 같은, 2458의 새로운 목표레벨이하로 되어지는 것을 보장하는 것이다.

이러한 계산도 도 6에 도시되어 있으며, 이는 2500의 목표값 이하에서 1시간 작동블록에 대한 잔여 CO 목표레벨의 직접적인 전위계산( straight forward calculation)인 것이다. 도 6을 살펴봄으로서 알 수 있는 바와 같이, 상기 일산화탄소의 허용 가능한 배출값은 각각의 1시간블록 허용주기의 잔여 분 동안, 보다 큰 일산화탄소의 배출을 허용하도록 증가하지만, 그러나 상기 1시간 블록의 평균 허용량이하로 유지되는 것이다.

만일, 배출이 2500의 허용레벨이라면, 그리고 각 분의 판독값이 2500 이라면, 상기 목표값은 1시간 블록내에 잔류하는 각 분에 대하여 2500으로 유지되어짐을 알아야 한다. 예를들면, 상기 시스템이 1시간 블록주기의 처음 2분동안 2500으로 작동되었다면, 전체 5000 유니트들이 소비된 것이다. 상기 1시간내에 일산화탄소 유니트들의 전체값은 150,000이고, 처음 2분동안 배출된 5000이 적어짐으로서, 상기 1시간 블록주기의 잔여 58분동안 방출될 145,000 유니트들을 남길 것이다. 단위 분당으로 표현되어지는 이러한 값들은 145,000를 58로 나누어 2500에 동일한 것이고, 목표값으로서 남게 된다. 그러나, 실제작동에서, 통과하는 각 분에 대하여 새로운 목표가 과거의 분들의 평균 배출에 기초하여 계산되어질 것이다. 예를 들면, 도 7에서, 실제작동이 뾰쪽한 그래프 82로서 도시되고, 목표값은 일반적으로 완만한 지수그래프(exponential graph) 84로서 도시되어 있다. 목표값 84를 비교함에 있어서, 82의 일산화탄소 배출의 실제 뾰쪽값 판독에 기초하여, 상기 목표값은 82에서 실제 CO 배출의 큰 뾰쪽값의 초기에서 도시된 바와 같이, 실제로 감소할 수 있고, 상기 목표값 84은 실제적으로 낮은 량으로 감소하도록 되어 있다.

도 8에는, 1시간주기에 걸쳐 일산화 탄소의 배출을 제한하는 요구가 예시적인 작동 판독값으로서 도시되어 있다. 예를 들면, 처음 1분내에, 만일 상기 실제 CO 판독이 500이라면, 이는 상기 시간의 나머지 59분동안 149,500 유니트들을 남긴다. 따라서, 59로 나누어진 149,500는 2534에 일치하고, 이는 2500의 허용량 보다 높은, 그러나 만일 나머지 59분에 걸쳐서 분당 배출된 평균 CO가 2534에 일치한다면, 상기 1시간 블록된 평균을 준수할 수 있는 허용 가능한 판독값인 것이다.

다음 분으로 지속하는 과정에서 도시된 바와 같이, 다른 500 유니트가 두 번째의 분에서 판독되어진다면, 이는 상기 시간의 나머지 58분 동안 149,000 유니트들을 남기고, 이는 분당 허용가능한 평균 CO배출을 2569ppm으로 더욱 증대시킨다.

이는 매 분당 변화하는 것을 지속하여 상기 예에서 실제 CO판독값이 10,000로 증가하는 시간 내에 잔류하는 34분부터 시작하여 상당히 큰 실제 판독값들이 도시될 때까지 이루어진다. 따라서, 남아 있는 상기 CO 전체량은 급속하게 감소하고, 잔여 31분에서 도시된 바와 같이, 상기 남아 있는 1시간 블록된 평균에 대한 허용가능한 CO 배출은 2500의 허용값 이하로 낮아져서 1시간블록 평균을 준수하여 유지된다. 이러한 수는 본 예에서 20분이 남게 되는 점까지 그와 같이 감소하며, 도면상의 설명에서는 상기 큐폴러가 상기 1시간 블록의 일산화탄소 허용레벨을 준수하여 유지되도록 하려면 스필(spill)되는 것이 허용되어야 했다고 지적되어 있다. 상기 큐폴러가 스필(spill)한다고 하는 용어의 의미는 분말 코크스, 그 밖의 연료 및 합금재료와, 고온공기등의 모든 유입으로부터 4개의 모든 풍구 공급기들을 차단하고, 상기 풍구들을 통한 산소분사를 완전하게 차단하며, 그리고 부가적인 철 용해가 더 이상 일어나지 않도록 하면서, 상기 용철을 큐폴러내에 유지시키기 위하여 고온 공기의 분출속도를 감소시키거나 차단하는 것들을포함한다. 이는, 일산화탄소의 배출을 절대 최소값(absolute minimum)으로 감소시키고, 상기 1시간 블록 허용평균값이 유지되도록 한다. 잔여시간 9분에 도시된 바와 같이, 2500의 배출속도에, 단지 2150의 일산화탄소 유니트가 잔여함으로서, 상기 1시간 블록평균은 초과되었고 그 허용한계가 초과되었던 것이다.

도 9에는, 본 발명의 큐폴러 배기제어시스템을 나타내는 블록 프로세스 다이어그램이 도시되어 있다. 작동변수들의 입력값이 작동변수를 나타내는 밀리-암페어(mili-amp)의 입력값으로서 도시되어 있다. 이러한 신호들의 예들은 상부측 큐폴러 스택 22내의 온도, 혹은 배출 스택 48내의 일산화탄소 배출량등이 될 수 있다.

이러한 신호는 원격출력장치에 수신되고, PLC 혹은 프로그래머블 로직 콘트롤러등으로서 불리우는 주 프로세서로 송신된다. 작동변수를 나타내는 이러한 신호는 저장된 값의 처리 혹은 비교를 위하여 시스템 서버로 송신되어질 수 있다. 상기 프로그래머블 콘트롤러 혹은 시스템 서버로 부터의 값들은 도 9에 도시된 바와 같은 표시기(viewer)에서 보여질 수 있다. 다음, 신호들은 시스템 서버 혹은 주 프로세서 혹은 프로그래머블 로직 콘트롤러등으로부터 원격 입출력장치를 통하여 작동변수들을 조절하기 위하여 실제 작동밸브 혹은 이와 유사한 장치등에 송신되어질 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 작동변수의 개선예가 블록 포맷에 도시되어 있다. 상부측 스택온도와 같은 작동변수를 나타내는 아날로그 온도신호가 프로그래머블 로직 콘트롤러 혹은 시스템 서버등으로 입력된다. 상기 프로세서 혹은 서버는 이러한 신호를 사전에 설정된 값에 비교하고, 상기 값이 허용가능한 범위를 벗어나는 지를 결정한다. 만일, 실제로 상기 값이 허용가능한 범위를 벗어난 다면, 서버 혹은 프로그래머블 콘트롤러는 밸브등과 같은 장치의 제어장치에 작동변수를 변경하라는 요청을 송신하게 된다. 상기 제어장치는 사전에 설정된 량만큼 상기 작동변수들을 변경하며, 새로운 작동변수의 새로운 아날로그 신호가 측정되고 상기 프로세서 혹은 서버에 재차 송신되어진다. 다시 한번, 상기 프로세서 혹은 서버는 상기 새로운 값을 사전에 설정된 값에 비교하고, 만일 새 값이 허용가능한 범위에 있는 경우는, 더 이상의 작동이나 신호처리가 이루어지지 않는다. 그러나, 상기 값이 허용가능한 범위를 벗어나는 경우는, 상기 제어루프는 다시 한번 시작되고, 사전에 설정된 값의 점진적인 량의 조정이 이루어지며, 다시 한번 판독값이 읽혀지고, 부가적인 조정이 이와 유사한 방식으로 이루어질 수 있는 것이다.

도 11에서, 이와 유사한 프로세스 제어루프가 상부 큐폴러부 22내의 상부 스택온도를 나타내는 신호를 기록하는 것으로 도시되어 있다. 이는 1650℉의 원하는 상부스택온도에 비교되어질 것이다. 만일 실제로 상기 온도가 허용가능한 범위의 내에 들어 있었다면, 더 이상의 작동이 일어나지 않았을 것이다. 그러나, 만일 그 차이가 허용가능한 량보다 큰 것이었다면, 제어신호는 제어장치로 송신되어져 벤튜리장치의 콘을 조정하고, 벤튜리를 통한 그리고 큐폴러를 통한 공기흡인을 조정하였을 것이다. 이러한 조정은 상부스택내의 온도를 감소시키기 위하여 공기흐름을 증대시키거나, 혹은 상부스택내의 온도를 상승시켜 1650℉의 원하는 작동온도의 허용가능한 범위내에 유지시키기 위하여 공기의 흐름을 감소시키거나 하는 것이다.

상기 프로세스 제어활용의 다른 예는 배출 스택 48을 통한 실제 일산화탄소 배출신호를 받는 것일 것이다. 만일, 이러한 신호가 2500ppm의 일산화탄소의 허용가능한 배출율의 사전에 선택되어진 량이거나 혹은 그 미만인 경우에는, 배출스택 48에서 측정되어진 일산화탄소는 2500의 단위 분당 허용율보다 클 것이고, 일산화탄소 배출의 새로운 목표값을 결정하기 위하여 도 8의 선을 따라서 비교가 이루어질 것이다. 적절한 제어신호들이 차례로 상기 풍구 공급기들로 송신되고, 풍구 공급기들을 통한 산소분사율과 분출율등이 조정되어 철용해율을 낮추고 일산화탄소의 배출을 저감시킬 것이다. 만일 배출 스택 48에서 측정된 일산화탄소가 2500의 분단 허용가능한 율보다 적은 것이라면, 도 8의 선을 따라서 비교가 이루어져 일산화탄소 배출의 새로운 목표값을 결정하게 될 것이다. 적절한 제어신호들이 차례로 상기 풍구 공급기등으로 송신되어 본말 코크스, 연료 및 합금재료의 입력값을 제한하고, 상기 풍구를 통한 산소분사율 및 분출율들이 철용해율을 증대시켜 일산화탄소의 배출을 증대시키는 것이다.

따라서, 본 발명은 큐폴러 배기제어 시스템을 위한 개선된 제어시스템을 제공하는 것이다.

Claims (28)

1. 장입유지영역을 갖는 큐폴러,

   상기 큐폴러의 장입유지영역위에 위치되는 주 후버너들,

   상기 주버너들 상부의 큐폴러내에 위치된 오리피스링,

   상기 오리피스링 상부의 큐폴러내의 파일로트 버너,

   상기 파일로트 버너상부의 큐폴러로부터 고온의 연소공기를 흡인하고, 상기 공기가 통과하는 때에 상기 공기에 물스프레이를 충돌시켜 상기 공기의 온도를 낮추도록 연결되는 냉각장치( a quenching device),

   상기 냉각장치로부터 공기를 흡출하도록 연결되는 적어도 하나의 벤튜리장치,

   상기 큐폴러로부터 상기 냉각장치를 통하여, 그리고 상기 벤튜리장치를 통하여 공기를 흡출하도록 연결되어지는 적어도 하나의 주 흡인팬,

   상기 벤튜리장치로부터 공기를 수용하도록 연결되는 수분리기 장치,

   상기 벤튜리 장치로 부터의 공기내의 물의 대부분이 상기 수분리기 장치를 통과하는 공기로부터 제거되어지도록 하기에 충분한 다수의 다표면구조로 이루어진 표면영역을 제공하는 2개의 내부 충진층중의 제 1충진층, 및

   상기 벤튜리장치로 부터의 공기 온도를 감소시키기에 충분한 다수의 다표면구조로 이루어진 표면영역을 제공하는 2개의 내부 충진층중의 제 2충진층을 포함하고,

   상기 오리피스링은 파일로트 버너들의 상부의 상기 큐폴러의 직경을 제한하며,

   상기 벤튜리장치는 큐폴러로 흡인되어지는 공기량을 제어하여 상기 오리피스링 상부의 연소온도를 제어하고,

   상기 수분리기 장치는 다수의 다표면 구조를 각각 갖는 2개의 내부충진층을 갖는 구조를 포함하는 큐폴러 배기제어 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 수분리기 장치내에 물 스프레이장치를 추가 포함함을 특징으로 하는 큐폴러 배기제어 시스템.
3. 제 2항에 있어서, 상기 물 스프레이 장치는 상기 제 1 및 제 2내부충진층의 상부에 위치됨을 특징으로 하는 큐폴러 배기제어 시스템.
4. 제 1항에 있어서, 상기 오리피스 링은 상기 큐폴러의 상부벽으로부터 내측으로 연장하는 내화재료층을 포함하여 상기 큐폴러의 상부벽내에서 제한된 직경부를 형성함을 특징으로 하는 큐폴러 배기제어 시스템.
5. 제 1항에 있어서, 상기 오리피스 링은 상기 큐폴러의 상부벽으로부터 내측으로 연장하는 내화 브릭층을 포함하여 상기 큐폴러의 상부벽 직경을 상기 큐폴러의 상부벽 직경의 대략 1/2의 제한된 일반적인 원형 개구부로 감소시킴을 특징으로 하는 큐폴러 배기제어 시스템.
6. 제 1항에 있어서, 상기 오리피스 링은 상기 큐폴러의 상부벽으로부터 내측으로 연장하고, 상기 오리피스 링의 하부로부터 상기 오리피스 링의 상부로 향하여 테이퍼지는 방식으로 연장하는 내화 브릭층을 포함하여 상기 큐폴러의 상부벽 직경의 대략 1/2의 제한된 일반적인 원형 개구부를 형성함을 특징으로 하는 큐폴러 배기제어 시스템.
7. 제 4항에 있어서, 상기 파일로트 버너들은 적어도 2개이고, 상기 큐폴러의 상부벽부근에 위치됨으로서 각각의 파일로트 버너들로 부터의 가스 프레임은 상기 큐폴러의 상부벽내의 제한 직경부내로 방사상으로 연장되어짐을 특징으로 하는 큐폴러 배기제어 시스템.
8. 제 4항에 있어서, 상기 파일로트 버너들은 적어도 2개이고, 상기 큐폴러의 중심점에 방사상으로 일치하는 것으로부터 적은 각도를 이루면서 상기 큐폴러의 상부벽부근에 위치됨으로서 각각의 파일로트 버너들로 부터의 가스 프레임은 상기 큐폴러의 상부벽내의 제한 직경부내로 방사상으로 연장되어짐을 특징으로 하는 큐폴러 배기제어 시스템.
9. 제 4항에 있어서, 상기 오리피스 링은 상기 오리피스 링 상부의 공기흐름이 난류(turbulent)가 되도록 상기 큐폴러의 상부벽내의 제한된 직경부를 형성함을 특징으로 하는 큐폴러 배기제어 시스템.
10. 제 1항에 있어서, 상기 벤튜리장치는 이동가능한 지지대의 일단부에 장착되어지는 일반적인 실린더 원추형 충돌머리부와 제한부를 내부에 포함하여 상기 제한부로 향한 지지대와 충돌 머리부의 이동시에, 상기 벤튜리장치를 통한 공기의 이동이 제한되고, 상기 제한부로부터 상기 지지대와 충돌 머리부의 이동시에 상기 벤튜리 장치를 통한 공기의 이동이 증대되어짐을 특징으로 하는 큐폴러 배기제어 시스템.
11. 제 10항에 있어서, 상기 벤튜리장치는 병행으로 작동되어지는 2개의 동일한 유니트들을 포함함을 특징으로 하는 큐폴러 배기제어 시스템.
12. 제 10항에 있어서, 상기 벤튜리장치내에 물스크린을 형성하는 물배출기구를 상기 벤튜리장치내에 포함하고, 상기 벤튜리장치를 통하여 흡인된 공기는 상기 물스크린을 통과하며, 입자들이 스크러버처리 되어짐을 특징으로 하는 큐폴러 배기제어 시스템.
13. 제 10항에 있어서, 상기 벤튜리장치는 제 1내경부를 갖는 일반적인 실린더형 구조체이고, 상기 벤튜리장치의 제한부는 상기 제 1내경부보다는 적은 제 2내경부로 이루어져 상기 제한부를 통한 공기의 흐름은 보다 큰 제 1내경부의 상기 벤튜리장치의 부분을 통한 공기의 속도보다 큰 속도로 형성되어짐을 특징으로 하는 큐폴러 배기제어 시스템.
14. 배출값을 검출하고, 상기 배출값을 이를 나타내는 제 1신호로 변환시키는 단계,

    상기 제 1신호를 배출값의 허용가능한 범위를 나타내는 계산값에 비교하는 단계,

    상기 배출값의 제 1신호가 상기 허용가능한 범위를 벗어나는 경우, 제어장치에 제 2신호를 송신하여 사전에 설정된 량만큼 작동변수를 수정함으로서 상기 배출값을 조절하는 단계,

    새로운 배출값을 검출하고, 상기 새로운 배출값을 상기 새로운 배출값을 나타내는 제 2신호로 변환시키는 단계,

    상기 제 2신호를 배출값의 허용가능한 범위를 나타내는 상기 사전에 결정된 값에 비교하는 단계,

    상기 새로운 배출값이 상기 허용가능한 범위의 외측인 경우, 상기 제어장치에 다른 신호를 송신하여 사전에 설정된 량만큼 상기 작동변수를 수정함으로서 상기 배출값을 조절하거나, 혹은 상기 새로운 배출값이 상기 허용가능한 범위내이라면, 상기 제어장치에 아무런 신호도 송신하지 않도록 하는 단계들을 포함하는 큐폴러로 부터의 배기 제어방법.
15. 제 14항에 있어서, 상기 배출값은 일산화 탄소이고, 상기 제어장치의 수정된 작동변수는 풍구 공급재료임을 특징으로 하는 큐폴러로 부터의 배기 제어방법.
16. 제 14항에 있어서, 상기 배출값은 일산화 탄소이고, 상기 제어장치의 수정된 작동변수는 풍구 공급되는 산소 분사인 것을 특징으로 하는 큐폴러로 부터의 배기 제어방법.
17. 제 14항에 있어서, 상기 배출값은 일산화 탄소이고, 상기 제어장치의 수정된 작동변수는 고온의 분출공기임을 특징으로 하는 큐폴러로 부터의 배기 제어방법.
18. 제 14항에 있어서, 상기 배출값은 일산화 탄소이고, 상기 제어장치의 수정된 작동변수는 상부스택온도임을 특징으로 하는 큐폴러로 부터의 배기 제어방법.
19. 큐폴러에 장입유지영역과 상기 장입유지영역위에 주 후버너들을 제공하는 단계,

    상기 주 후버너들 상부의 큐폴러로부터 고온의 연소공기를 흡인하고, 충돌되는 물스프레이로서 상기 연소공기의 온도를 낮추도록 연결되는 냉각장치를 제공하는 단계,

    상기 냉각장치로부터 공기를 흡인하도록 연결되는 적어도 하나의 공기흐름제어장치를 제공하는 단계,

    상기 큐폴러로부터 상기 냉각장치를 통하여, 그리고 상기 공기흐름제어장치를 통하여 공기를 흡인하도록 연결되어지는 적어도 하나의 주 흡인팬을 제공하는 단계,

    상기 주 후버너들 상부의 큐폴러의 상부영역내에 온도값을 검출하고, 상기 온도값을 상기 온도값을 나타내는 제 1신호로 변환시키는 단계,

    상기 제 1신호를 온도의 허용가능한 범위를 나타내는 사전에 설정된 값에 비교하는 단계,

    상기 온도값이 상기 허용가능한 온도 범위를 벗어나는 경우, 상기 공기흐름 제어장치에 제 2신호를 송신하여 상기 큐폴러를 통한 흡입 공기량을 수정하고, 상기 큐폴러의 상부영역내의 온도를 수정하는 단계들을 포함하는 큐폴러로 부터의 일산화탄소 배기 제어방법.
20. 제 19항에 있어서, 상기 주 후버너들 상부의 큐폴러내에서 제한된 직경의 오리피스 링을 제공하는 단계를 추가 포함함을 특징으로 하는 큐폴러로 부터의 일산화탄소 배기 제어방법.
21. 제 19항에 있어서, 상기 오리피스 링 상부의 큐폴러내에 파일로트 버너들을 제공하는 단계를 추가 포함함을 특징으로 하는 큐폴러로 부터의 일산화탄소 배기 제어방법.
22. 허용된 시간주기동안 배기유니트의 잔량을 계산하는 단계,

    허용된 오염물질의 실제 배출값을 측정하는 단계 및,

    남아 있는 시간주기에 대한 배기 유니트의 새로운 잔량을 계산하는 단계들을 포함하는 배기제어방법.
23. 제 22항에 있어서, 허용된 오염물질의 새로운 실제 배출값을 측정하는 단계,

    상기 새로운 실제 배출값을 상기 잔여시간주기에 대한 배기유니트의 새로운 잔량에 비교하고, 작동변수를 조정하여 상기 새로운 실제 배출값이 상기 잔여 시간주기에 대한 상기 배기 유니트의 잔량내에서 과도하거나 부족되게 나타나면, 상기 허용된 오염물질의 실제 배출값을 조정하는 단계들을 추가 포함함을 특징으로 하는 배기제어방법.
24. 제 23항에 있어서, 상기 배기유니트의 잔량은 상기 허용된 오염물질의 허용량을 상기 허용된 시간주기내에 남아 있는 시간유니트로 곱하여 계산되어짐을 특징으로 하는 배기제어방법.
25. 제 23항에 있어서, 상기 허용된 오염물질은 일산화탄소이고, 상기 허용된 시간주기는 60분의 시간 유니트가 제공되는 1시간이며;

    상기 배기유니트의 초기 총량은 상기 허용된 오염물질의 허용량을 상기 허용된 시간주기로 곱하여서 계산되며, 상기 초기 총량이 기준값이고;

    일정시간 유니트동안 상기 배기 유니트를 검출하여 상기 시간주기동안 상기 오염물질의 실제 배출값을 제공하며;

    상기 시간 유니트동안의 실제 배출값을 상기 기준값으로부터 차감하여 일정 시간유니트의 종료후 배기유니트의 상기 전체 총량에 대한 새로운 기준값을 형성하고;

    상기 초기의 허용시간주기를 종료된 시간주기만큼 감소시켜 상기 잔여 시간유니트들을 형성하고,

    상기 새로운 기준값과 상기 잔여 시간유니트사이의 비율을 제공하여 새로운 배기 유니트를 형성하며;

    상기 시간 유니트에 대한 검출된 실제 배출값을 상기 새로운 배기 유니트에 비교하고, 작동변수에 요구되어지는 조절작동을 결정하여 상기 일산화탄소의 실제 배출을증가, 감소 및 유지시키는 것중의 어느 하나를 제공하고;

    0보다 큰 값에 대한 상기 잔여시간을 검사하고, 0에 일치하는 잔여시간에서 새롭게 허용된 주기동안 상기 허용된 시간과 기준값을 재설정(reset)하고;

    상기 기준값으로서의 상기 새로운 기준값을 초기화하고;

    상기 허용된 시간주기동안 각각의 상기 시간유니트에 대하여 상기 실제 배기유니트를 검출하고, 상기 허용된 시간주기동안 상기 제 1검출단계후의 각각의 연속적인 단계들을 반복하도록 구성되어짐을 특징으로 하는 배기제어방법.
26. 제 25항에 있어서, 조정되어야 할 상기 작동변수는 풍구 공급재료들임을 특징으로 하는 배기제어방법.
27. 제 25항에 있어서, 조정되어야 할 상기 작동변수는 풍구 공급되는 산소분사임을 특징으로 하는 배기제어방법.
28. 제 25항에 있어서, 조정되어야 할 상기 작동변수는 고온 분출공기임을 특징으로 하는 배기제어방법.