KR200183256Y1 - 코크스오븐의 탄화실내 압력 제어장치 - Google Patents

코크스오븐의 탄화실내 압력 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 코크스오븐의 탄화실내 압력 제어장치에 관한 것으로, 본 고안은 코크스오븐 탄화실에 있어서 건류전과정을 통하여 고압안수 유량을 제어하면서 탄화실내 압력을 제어하는 코크스오븐의 고압안수 살수유량 변화를 통한 탄화실내 압력 제어장치에 있어서, 건류시 탄화실(3)내 압력을 검출하는 압력검출기(9); 상기 압력검출기(9)로부터의 검출압력과 목표압력을 비교하여 목표압력에 검출압력이 미달하는 압력차에 해당하는 밸브제어신호를 제공하고, 이 검출압력신호를 전송하는 압력제어기(10); 상기 압력제어기(10)의 밸브제어신호에 따라 동작하여 곡관부에서 고압안수노즐(1)을 통해 G.C 메인(5)으로의 고압안수 살수유량을 제어하는 유량조절밸브(8); 상기 압력제어기(10)로부터의 검출압력신호를 전송받고, 이에 따른 탄화실내 압력변화를 저장 및 표시하고, 조업에 필요한 소정의 압력을 입력할수 있는 압력감시기(11);를 구비하여, 건류초기 및 건류중기에 곡관부에서 살수하고 있는 고압안수 유량의 조절하여 탄화실내 압력을 목표압력으로 간단한 장치의 구현으로 제어할 수 있도록 함으로서, 탄화실내의 높은 압력으로 인한 가스누출을 사전에 방지하고, 유지보수비용을 절감할 수 있다.

Description

코크스오븐의 탄화실내 압력 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING PRESSURE IN COKE-OVEN CHAMBER}
본 고안은 코크스오븐의 탄화실내 압력 제어장치에 관한 것으로, 특히 건류초기 및 건류중기에 곡관부에서 살수하고 있는 고압안수 유량의 조절하여 탄화실내 압력을 목표압력으로 간단한 장치의 구현으로 제어할 수 있도록 함으로서, 탄화실내의 높은 압력으로 인한 가스누출을 사전에 방지하고, 유지보수비용을 절감할 수 있도록 하는 코크스오븐의 탄화실내 압력 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 코크스로에서 석탄을 건류할때에 발생하는 코크스로 가스는 탄화실 상부의 가스웨이(7)에서 상승관(4), 곡관부를 경유해 G.C Main(5)으로 모인후 후공정인 화성공정의 Blower에 의해 흡인배송된다. 도2에서 보듯이 장입시에만 고압안수를 36bar로 살수하여 장입시에 발생되는 gas를 G.C Main(5)으로 흡입하였다.
이와같은 방법의 문제점은 도2에서 장입직후 약 3시간 동안 도어(door)(6)측에서 압력이 수십 mmH2O의 높은 상태로 유지되며 또한 장입후 14~16시간에도 장입구 하부 즉 가스웨이(7)와 상승관(4) 하부도 수십 mmH2O의 높은 압력 상태를 유지하여 이때 대기중으로 Gas 누출이 발생되는 문제가 있었다.
도 2는 종래 건류중 탄화실내 압력변화를 나타낸 그래프로서, 도 2를 참조하면, 도 2에서 가로축은 코크스오븐내부의 압력측정을 위한 건류시간을 나타내었고, 세로축은 상기 고안으로부터 측정하여진 오븐내부의 압력변화 데이터값을 나타낸 것이다. 도 7에서, 건류시작부터 약 3시간 동안 도어(door)부위(6)의 압력이 증가하여 외기로의 가스누출(gas leak)이 발생한다. 상승관(2) 및 상승관 하부(7)에서는 가스발생량이 가장 많은 10~15시간 사이에 탄화실내 압력이 증가하여 가스누출이 발생하고 있음을 알 수 있다.
종래의 압력 제어방법을 살펴보면 '일본 출원번호 97-209656, 코크스 노내 압제 방법'에서는 배가스의 배출 유속과 유량을 측정하여 제어하는 방법을 이용하고 있다. 그러나 이방법의 문제점은 각각의 연소실에 제어방치를 부착해야하는데 이는 비용과 유지보수에 많은 문제점을 가지고 있다.
'일본 출원 특허 95-181097, 코크스로 탄화실 내 압력의 제어방법'은 코크스로 가스의 흡입량을 조정하여 오븐 내부의 압력을 제어하는 방법을 이용하고 있는데, 이방법은 상승관부의 코크스로 온도를 연속측정하여야 하는 문제점이 있다.
따라서 본 고안자는 종래의 문제점을 보완하고, 유지보수가 편리한 고안을 제안하게 되었다. 이하, 본 고안에 관하여 상세하게 설명한다.
본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 고안의 목적은 건류초기 및 건류중기에 곡관부에서 살수하고 있는 고압안수 유량의 조절하여 탄화실내 압력을 목표압력으로 간단한 장치의 구현으로 제어할 수 있도록 함으로서, 탄화실내의 높은 압력으로 인한 가스누출을 사전에 방지하고, 유지보수비용을 절감할 수 있도록 하는 코크스오븐의 탄화실내 압력 제어장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 고압안수 살수장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 종래 건류중 탄화실내 압력변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 고안에 따른 코크스오븐의 탄화실내 압력 제어장치의 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시한 제어장치의 상세도이다.
도 5는 본 고안의 무선데이터 전송흐름을 보이는 블록도이다.
도 6은 본 고안에 따른 압력제어과정을 보이는 플로우챠트이다.
도 7은 본 고안에 따라 탄화화실내 압력변화를 보이는 그래프이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명*
1 : 고압안수노즐 2 : 장입차
3 : 탄화실 4 : 상승관
5 : G.C. Main 6 : 도어(door)
7 : 가스웨이 8 : 고압안수 유량 조정변
9 : 입력검출장치 10 : 압력제어기
11 : 산업용 컴퓨터 131 : 증폭/필터부
132 : 샘플홀더 134 : 멀티플렉서
135 : 엔코더 133 : A/D 변환기
131a : 옵셋조정저항 131b : 이득조정저항
136, 137 : 무선데이터 송수신장치 138 : 영상 카메라
139 : 영상포착카드 140 : 중앙 관제시스템
상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 고안의 장치는 코크스오븐 탄화실에 있어서 건류전과정을 통하여 고압안수 유량을 제어하면서 탄화실내 압력을 제어하는 코크스오븐의 고압안수 살수유량 변화를 통한 탄화실내 압력 제어장치에 있어서, 건류시 탄화실내 압력을 검출하는 압력검출기; 상기 압력검출기로부터의 검출압력과 목표압력을 비교하여 목표압력에 검출압력이 미달하는 압력차에 해당하는 밸브제어신호를 제공하고, 이 검출압력신호를 전송하는 압력제어기; 상기 압력제어기의 밸브제어신호에 따라 동작하여 곡관부에서 고압안수노즐을 통해 G.C 메인으로의 고압안수 살수유량을 제어하는 유량조절밸브; 상기 압력제어기로부터의 검출압력신호를 전송받고, 이에 따른 탄화실내 압력변화를 저장 및 표시하고, 조업에 필요한 소정의 압력을 입력할수 있는 압력감시기; 를 구비함을 특징으로 한다.
이하, 본 고안에 따른 코크스오븐의 탄화실내 압력 제어장치에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 고안에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 3은 본 고안에 따른 코크스오븐의 탄화실내 압력 제어장치의 구성도로서, 도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 코크스오븐의 탄화실내 압력 제어장치는 건류시 탄화실(3)내 압력을 검출하는 압력검출기(9)와, 상기 압력검출기(9)로부터의 검출압력과 목표압력을 비교하여 목표압력에 검출압력이 미달하는 압력차에 해당하는 밸브제어신호를 제공하고, 이 검출압력신호를 전송하는 압력제어기(10)와, 상기 압력제어기(10)의 밸브제어신호에 따라 동작하여 곡관부에서 고압안수노즐(1)을 통해 G.C 메인(5)으로의 고압안수 살수유량을 제어하는 유량조절밸브(8)와, 상기 압력제어기(10)로부터의 검출압력신호를 전송받고, 이에 따른 탄화실내 압력변화를 저장 및 표시하고, 조업에 필요한 소정의 압력을 입력할수 있는 압력감시기(11)로 구성한다.
상기 압력검출기(9)는 도어(door)(6)측, 가스웨이(7)측, 상승관(4)측에 각각 설치된 복수의 압력계를 포함하고 있으며, 상기 압력제어기(10)는 상기 압력검출기(9)의 복수의 압력계에서 검출된 압력과 사전에 정해진 소정의 목표압력을 비교하고, 목표압력에 검출압력이 미달하는 압력차에 해당하는 밸브제어신호를 제공하며, 그리고, 상기 압력 감시기(11)는 탄화실내 압력변화를 화면으로 출력할 수 있는 산업용 컴퓨터로 이루어진다.
도 4는 도 3에 도시한 제어장치의 상세도로서, 도 4를 참조하면, 상기 압력검출기(9)는 상기한 도어(door)(6)측, 가스웨이(7)측, 상승관(4)측에서 각각 압력을 검출하고, 이 검출신호는 전압신호로서 운용자용 압력감시기(11)에서 유용한 신호로 처리되기 위해서는 소정의 신호처리과정을 거치게 되며, 또한 각각의 신호는 측정오차를 감소시키기 위하여 센서부와 센서부 하우징으로 구성하게 되어 있으며, 각 방향별로 한쌍씩 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 압력검출기(9)는 복수의 센서(S1,S2,S3)와, 검출신호를 증폭 및 필터링하는 증폭/필터부(131)와, 이 증폭/필터부(131)의 출력신호를 샘플링하여 유지시키는 샘플홀더(132), 다수채널의 입력데이타를 1채널로 출력하는 멀티플렉서(134) 및 입력데이타의 개수를 사전에 결전된 개수만큼 출력하는 엔코더(135)로 이루어져 상기 증폭/필터부(131)의 출력신호를 디지탈 신호로 변환시키는 A/D변환기(133)로 구성된다.
그리고, 상기 증폭/필터부(131)는 상기 압력검출센서에 포함된 센서 각각으로부터의 센싱신호를 각각 증폭 및 필터링하는 다수개의 증폭/필터부로 구성하며, 또한, 상기 증폭/필터부(131)는 신호의 잡음영향과 크기를 조절하는 옵셋조정 저항(131a)과 이득조정저항(131b)을 구비하고 있다.
도 5는 본 고안의 무선데이터 전송흐름을 보이는 블록도로서, 도 5를 참조하면, 본 고안에서의 장입차와 유량조절밸브과의 무선 데이터시스템은 장입차에서의 무선 데이터 송수신이 가능한 무선 데이터 송수신 장치(136, 137)와, 필요한 부분의 영상을 계속해서 포착하는 영상 카메라(138)와, 비디오 신호로 부터 디지털 영상 데이터로 변경시켜주는 영상 포착 카드(139)와, 원격영상을 볼수 있는 중앙 관제 시스템(140)으로 구성된다. 여기서, 도 5에 도시된 무선신호 처리장치중 136,139 및 140은 본 발명의 제어부(10)에 포함될 수도 있고, 별도의 단말기로 구성할 수도 있다.
도 6은 본 고안에 따른 압력제어과정을 보이는 플로우챠트이다. 그리고, 도 7은 본 고안에 따라 탄화화실내 압력변화를 보이는 그래프이다.
이와같이 구성된 본 고안의 장치에 따른 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 7을 참조하여 본 고안을 설명하면, 먼저, 장입차(2)에서 장입신호가 무선으로 제어부(10)를 통해 고압안수 유량조절밸브(8)에 전달되면 유량조절밸브(8)가 100% 열리면서 고압안수를 살수하게 된다.
이후, 상기 압력검출기(9)의 복수의 압력계(S1,S2,S3)가 도어(door)(6)측, 가스웨이(7)측, 상승관(4)측의 압력을 각각 검출하여 압력제어기(10)로 제공하면, 이때, 압력제어기(10)는 상기 압력검출기(9)의 복수의 압력계에서 검출된 압력과 사전에 정해진 소정의 목표압력을 비교하고, 목표압력에 검출압력이 미달하는 압력차에 해당하는 밸브제어신호를 압력조절밸브(8)로 제공하며, 이와동시에, 검출된 압력신호를 운용자용 압력감시기(11)로 전송한다.
이러한 방법으로 검출된 압력센서신호는 산업용컴퓨터인 압력 감시기(11)로 입력되게 되고, 이 압력신호는 가지고 감시자 운용모니터에 출력되어 운용자가 육안으로 탄화실내 압력을 확인할 수 있게 된다.
한편, 상기 압력제어기(10)는 검출압력을 초기에 설정된 목표압력과 비교하여 검출된 오차만큼 유량조절밸브(8)로 밸브제어신호를 보내어 개폐하도록 명령을 내리게 되는데, 이때 내부의 D/A변환기를 통해서 제어신호를 내보내게 된다. 또한, 설정된 신호와 측정된 신호사이의 오차에 해당하는 오차신호가 산업용 컴퓨터인 압력감시기(11)로 전송되어 화면에 표시되는 것이다. 이와같은 연속적인 동작을 통하여 탄화실내 압력을 자동적으로 조절하게 되는 것이다.
다른한편, 도 6을 참조하면, 먼저 감시가 필요한 부분의 영상을 포착하는 부분에 영상 카메라(138)를 설치하여 계속해서 영상신호를 포착하고, 이 포착된 영상신호는 계속해서 송신장치(137)를 통해서 영상 카메라 외부로 초고주파의 무선으로 전송하면, 이를 수신장치(136)가 초고주파의 무선신호를 수신하여 영상신호로 변환하고, 이후 영상포착카드(139)가 상기 수신장치(136)로부터의 영상신호를 포착하는데, 이는 초당 15-30 장의 디지털 화상으로 바꾸어 중앙 감시시스템(140)의 화면에 연속해서 출력하도록 한다.
이와같은 과정을 통해서, 운전자는 원거리에 있는 이동 중인 장입차에서 무선으로 유량조절밸브를 원격으로 제어할수 있게 되는 것이다.
본 고안에 따른 도 7을 참조하면, 탄화실내 압력을 자동으로 제어함으로써 도어(door)부(6), 상승관(6) 및 장입구하부(7)압력이 모두 미양압을 유지하게 됨을 알 수 있다.
상술한 바와같은 본 고안에 따르면, 건류초기 및 건류중기에 곡관부에서 살수하고 있는 고압안수 유량의 조절하여 탄화실내 압력을 목표압력으로 간단한 장치의 구현으로 제어할 수 있도록 함으로서, 탄화실내의 높은 압력으로 인한 가스누출을 사전에 방지하고, 유지보수비용을 절감할 수 있도록 하는 특별한 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 코크스오븐 탄화실에 있어서 건류전과정을 통하여 고압안수 유량을 제어하면서 탄화실내 압력을 제어하는 코크스오븐의 고압안수 살수유량 변화를 통한 탄화실내 압력 제어장치에 있어서,
    건류시 탄화실(3)내 압력을 검출하는 압력검출기(9);
    상기 압력검출기(9)로부터의 검출압력과 목표압력을 비교하여 목표압력에 검출압력이 미달하는 압력차에 해당하는 밸브제어신호를 제공하고, 이 검출압력신호를 전송하는 압력제어기(10);
    상기 압력제어기(10)의 밸브제어신호에 따라 동작하여 곡관부에서 고압안수노즐(1)을 통해 G.C 메인(5)으로의 고압안수 살수유량을 제어하는 유량조절밸브(8);
    상기 압력제어기(10)로부터의 검출압력신호를 전송받고, 이에 따른 탄화실내 압력변화를 저장 및 표시하고, 조업에 필요한 소정의 압력을 입력할수 있는 압력감시기(11);를 구비함을 특징으로 하는 코크스오븐의 탄화실내 압력 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압력검출기(9)는
    도어(door)(6)측, 가스웨이(7)측, 상승관(4)측에 각각 설치된 복수의 압력계(S1,S2,S3)와,
    검출신호를 증폭 및 필터링하는 증폭/필터부(131)와,
    이 증폭/필터부(131)의 출력신호를 샘플링하여 유지시키는 샘플홀더(132), 멀티플렉서(134) 및 엔코더(135)로 이루어져 상기 증폭/필터부(131)의 출력신호를 디지탈 신호로 변환시키는 A/D변환기(133)로 구성함을 특장으로 하는 코크스오븐의 탄화실내 압력 제어장치.
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