KR200301073Y1 - 열풍로의연소제어장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열풍로 연소에 있어서 연소가스량의 과다사용을 억제하여 연소효율을 상승시킴과 동시에 항상 고효율의 연소제어를 실행할 수 있는 열풍로의 연소제어장치에 관한 것으로, 상위컴퓨터 또는 운전자설정제어모드로 동작하는 열풍로의 연소제어장치에 있어서, 열풍로로의 연소가스공급을 조절하는 가스조절밸브 및 가스차단밸브와, 열풍로로의 연소공기공급을 조절하는 공기조절밸브 및 공기차단밸브와, 열풍로에 공급되고 있는 실제 연소가스량을 검출하는 가스량검출기와, 열풍로에 공급되고 있는 실제 연소공기량을 검출하는 공기량검출기와, 열풍로의 상부온도를 검출하는 상부온도계 및 열풍로의 연소동작시 발생하는 배기가스의 온도를 측정하는 하부온도계와, 열풍로로부터 연소시 배출되는 배기가스에 포함된 산소농도를 검출하는 산소농도분석계와, 열풍로의 연소시 배출되는 배기가스에 포함된 일산화탄소의 농도를 검출하는 일산화탄소분석계와, 운전자제어모드 또는 전산기제어모드에서 연소제어중 열풍로의 배기가스에 포함된 일산화탄소농도가 상한치보다 높으면 검출된 일산화탄소농도에 비례해서 연소가스량을 감소시키고, 운전자제어모드에서 산소분석계가 오동작하는 경우 검출된 일산화탄소농도에 따라 연소공기량을 제어하는 제어기로 이루어진다.

Description

열풍로의 연소 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING BURNER}

본 고안은 열풍로의 연소제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열풍로 연소에 있어서 연소가스량의 과다사용을 억제하여 연소효율을 상승시킴과 동시에 산소농도분석계가 고장시에는 일산화탄소량을 검출하여 그로부터 연소공기량을 정밀제어하도록 함으로서 항상 고효율의 연소제어를 실행할 수 있는 열풍로의 연소제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제철소등에서 고로로 고온의 열풍을 제공하는 열풍로 연소설비는 도1에 도시한 바와 같이, 하나 이상의 열풍로(5)와, 상기 열풍로(5)에 연소용 공기를 제공하는 연소공기 공급장치(2)와, 상기 열풍로(5)에 BFG와 COG가 합쳐진 연소가스를 제공하는 연소가스 공급장치(1)와, 상기 열풍로(5)의 연소시 발생되는 배기가스를 배출하는 굴뚝(6)과, 상기 열풍로(5)에 의해 가열되어 고로(10)로 제공될 공기를 제공하는 송풍기(11)로 이루어져, 상기 열풍로(5) 내부에서 연소가스 및 공기를 태워, 그 내부 온도를 적정온도까지 상승시킨 후, 연소가스 및 공기를 차단시키고 송풍기(11)를 통해 열풍로(5)내부로 불어 넣으면, 가열된 열풍로(5)의 내부에서 상기 공기가 가열되면서 가벼워진 공기는 상승하고, 열풍로(5)의 상부에 설치된 송풍관을 통해 고로(10)로 공급된다.

그런데, 상기 열풍로(5)를 적정온도까지 상승시키기 위해서 그 연소동작을 제어하는데 있어, 종래에는 도2에 도시한 바와 같이, 상기 연소가스 공급장치(1)에서 열풍로(5)로 공급되는 연소가스량을 조절하는 연소가스 조절밸브(3)와, 상기 연소공기공급장치(2)로부터 열풍로(5)에 제공되는 연소공기량을 조절하는 공기량조절밸브(4)와, 상기 열풍로(5) 상부의 온도를 계측하는 상부온도계(7)와, 상기 열풍로(5)의 연소후 배출되는 배기가스의 온도를 계측하는 하부온도계(8)와, 상기 열풍로(5)에서 배출되는 배기가스에 포함된 산소량을 분석하는 산소농도분석계(9)와, 상기 열풍로(5)에 공급되는 연소가스량을 계측하는 가스량검출기(12)와, 상기 열풍로(5)에 공급되는 연소공기량을 측정하는 공기량검출기(13)와, 상기 장치들에 의해 검출된 연소가스량과 연소공기량 및 열풍로의 하부온도측정값 및 산소농도를 체크하여 상기 열풍로(5)의 상부 온도가 적정치가 되도록 상기 연소가스 및 연소공기량을 조정하여 연소제어하는 제어기(40)로 이루어진다.

상기와 같은 연소제어장치는 운전자 설정치 제어모드와 전산기제어모드로 동작하는데, 운전자 설정치 모드일 때는 제1스위치(49)와 제2스위치(50)가 각각 1번선택단과 2번선택단을 선택스위칭하여, 운전자가 직접 설정한 값이 출력되는 가스량설정부(43)의 출력값이 가스량조절부(46)에 설정값으로 입력되고, 상기 운전자가 설정하는 가스량설정부(43)에 의해 설정된 연소가스량에 따라 공연비계산부(44)에서 계산한 연소공기량이 3번선택단을 선택스위칭한 제3스위치(51)를 통해 공기량조절부(48)로 입력된다. 이에, 가스량조절부(46)와 공기량조절부(48)가 각각 입력된 값을 목표치로 하여 가스량검출기(12)와 공기량검출기(13)에서 측정한 현재 공급되는 가스량과 공기량을 PID연산하고, 이에 따른 출력값으로 가스조절밸브(3)와 공기조절밸브(4)를 제어하는 것으로, 연소제어가 실시된다.

그리고, 연소도중 배기가스내의 산소농도가 설정치 이하로 낮아지면, 산소량조절부(45)가 산소농도분석계(9)에 의해 검출된 산소농도량에 따라 열풍로(5)내의산소농도가 일정치를 유지하도록 연소공기량을 결정하고, 상기 산소농도분석계(9)에서 결정한 연소공기설정값이 1번 선택단으로 스위칭동작한 제3스위치(51)를 통해 공기량조절부(48)에 인가되어, 산소농도에 따른 연소공기량 제어가 행해진다.

이렇게, 계속 연소가 진행되면 열풍로(5)내의 배기가스온도가 상승하게 되고, 그 온도가 소정의 설정치에 도달하면, 배기온도조절부(47)에서, 상기 배기가스의 온도가 더 이상 올라가지 않도록 현재 배기가스의 온도에 따라 연소가스량을 결정하고, 이렇게 결정된 연소가스설정치는 2번선택단에 스위칭된 제2스위치(50) 및 1번선택단에 선택스위칭된 제1스위치(49)를 통해 가스량조절부(46)에 인가되어 배기가스온도가 목표치 이하를 유지하도록 연소가스가 조절된다.

이러한 운전자 설정 제어모드에서, 연소가스량이 필요이상으로 증가하게 되면, 연소가스량의 조절없이 산소농도분석계(9)에서 검출된 배기가스 내의 산소농도가 낮아지기 때문에 연소공기량이 그 만큼 증가되어 산소농도는 유지되지만, 연소가스량은 높은 상태를 계속 유지하게 되어, 폭발사고를 유발할 수 있는 문제가 있으며, 또한, 연소공기량이 산소농도분석계의 검출값에 의해 제어되기 때문에, 상기 산소농도분석계가 고장날 경우 정밀한 제어가 이루어지지 못한다.

그리고, 상기 연소제어장치가 전산기에서 연소가스량과 연소공기를 설정하는 전산기 설정모드로 동작하는 경우에는, 상위 컴퓨터(20)에서 계산한 연소가스량 및 연소공기량이 각각 가스량설정부(41)과 공기량설정부(42)에서 2번선택단에 스위칭된 제1스위치(49) 및 제3스위치(51)를 통해 가스량조절부(46)와 공기량조절부(48)에 인가되어 초기정량제어를 행하게 된다.

그리고, 상부온도계(7)에 의해 검출된 열풍로 상부온도가 설정치에 도달하면 연소가스량은 고정되고, 연소공기량만 조정하면서, 열풍로 상부온도를 목표치로 안정시키는 연소제어를 행하고, 계속적으로 연소가 진행되어 배기가스온도가 설정치에 도달하면 연소공기를 고정시키고 연소가스량을 조정하면서 배기가스온도를 연소종료시점에서 목표치에 도달하도록 제어한다.

그런데, 이와 같은 전산기 제어모드로 연소장치를 제어할 때는, 배기가스내의 산소농도제어를 행하지 않기 때문에, 연소가스량과 연소공기량이 완전연소 되기 위한 적정값을 유지하지 못하게 되고, 연소가 장시간 실행되는 문제점이 발생한다.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 열풍로 연소시 배출되는 배기가스내의 일산화탄소농도를 측정하여 검출된 일산화탄소농도가 설정치를 넘을 때 연소가스량을 줄여 일산화탄소 농도가 적정 범위내에 들도록 제어하여 연소가스량의 과잉공급을 방지하여 고효율 연소가 가능한 열풍로의 연소 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 배기가스내에 포함된 산소농도를 검출하는 산소농도분석장치의 고장시 일산화탄소농도를 검출해 연소제어를 계속할 수 있으므로서, 안정되고 정밀한 연소제어가 가능한 열풍로의 연소 제어 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 열풍로의 연소설비를 개략적으로 도시한 설비도이다.

도 2는 종래의 열풍로 연소제어장치를 도시한 구성도이다.

도 3은 본 고안에 의한 열풍로 연소제어장치를 도시한 구성도이다.

도 4는 본 고안에 의한 열풍로 연소제어장치의 제어플로우를 도시한 플로우차트이다.

도5는 본 고안에 의한 열풍로 연소제어장치에서의 일산화탄소 제어용 상관그래프이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

3 : 가스조절밸브 4 : 공기조절밸브

7 : 상부온도계 8 : 하부온도계

9 : 산소농도분석계 12 : 가스량검출기

13 : 공기량검출기 14 : 가스차단밸브

15 : 공기차단밸브 16 : 일산화탄소농도분석계

100 : 제어기

상술한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 구성 수단으로서, 본 고안은 상위컴퓨터 또는 운전자설정제어모드로 동작하는 열풍로의 연소제어장치에 있어서,

열풍로로의 연소가스공급을 조절하는 가스조절밸브 및 가스차단밸브와,

열풍로로의 연소공기공급을 조절하는 공기조절밸브 및 공기차단밸브와,

열풍로에 공급되고 있는 실제 연소가스량을 검출하는 가스량검출기와,

열풍로에 공급되고 있는 실제 연소공기량을 검출하는 공기량검출기와,

열풍로의 상부온도를 검출하는 상부온도계 및 열풍로의 연소동작시 발생하는 배기가스의 온도를 측정하는 하부온도계와,

열풍로로부터 연소시 배출되는 배기가스에 포함된 산소농도를 검출하는 산소농도분석계와,

열풍로의 연소시 배출되는 배기가스에 포함된 일산화탄소의 농도를 검출하는 일산화탄소분석계와,

운전자제어모드 또는 전산기제어모드에서 연소제어중 열풍로의 배기가스에 포함된 일산화탄소농도가 상한치보다 높으면 검출된 일산화탄소농도에 비례해서 연소가스량을 감소시키고, 운전자제어모드에서 산소분석계가 오동작하는 경우 검출된 일산화탄소농도에 따라 연소공기량을 제어하는 제어기로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다.

도3은 본 고안에 따른 열풍로의 연소 제어 장치를 개략적으로 도시한 블록구성도로서 종래와 동일한 구성수단에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 열풍로의 연소 제어 장치는 열풍로(5)로 공급되는 연소가스량을 조절하는 가스조절밸브(3) 및 가스차단밸브(14)와, 열풍로(5)로 공급되는 연소공기량을 조절하는 공기조절밸브(4) 및 공기차단밸브(15)와, 열풍로(5)에 공급되는 연소가스량을 검출하는 가스량검출기(12)와, 열풍로(5)에 공급되는 연소공기량을 검출하는 공기량검출기(13)와, 열풍로(5)의 상부온도를 검출하는 상부온도계(7)와, 열풍로(5)의 연소시 발생하는 배기가스의 온도를 측정하는 하부온도계(8)와, 열풍로(5)로부터 연소시 배출되는 배기가스에 포함된 산소농도를 검출하는 산소농도분석계(9)와, 열풍로(5)로부터 배출되는 배기가스에 포함된 일산화탄소의 농도를 검출하는 일산화탄소분석계(16)와, 운전자제어모드 또는 전산기제어모드에서 연소제어중 열풍로(5)의 배기가스에 포함된 일산화탄소농도가 상한치보다 높으면 검출된 일산화탄소농도에 비례해서 연소가스량을 감소시키고, 운전자제어모드에서 산소분석계가 오동작하는 경우 검출된 일산화탄소농도에 따라 연소공기량을 제어하는 제어기(100)로 이루어진다.

상기에서 제어부(100)는 상위컴퓨터(20)의 계산에 의해 산출된 비율에 따라서 연소가스량과 연소공기량을 설정하는 가스량설정부(101) 및 전산제어공기량설정부(102)와, 운전자가 연소가스량을 수동 설정하는 운전자가스량설정부(103)와, 상기 운전자가스량설정부(103)에서 설정한 연소가스량에 따라서 공연비를 계산하여 연소공기량을 결정하는 공연비계산부(104)와, 가스량검출기(12)로 검출된 현재 가스량이 목표치인 연소가스설정값이 되도록 PID연산하여 가스조절밸브(3)를 제어하는 가스량조절부(106)와, 상기 열풍로(5)로부터 배출되는 배기가스의 온도를 검출하는 하부온도계(8)의 검출값에 따라서 상기 배기가스의 온도가 설정치를 유지하도록 연소공기량을 결정하는 배기온도조절부(107)와, 공기량검출기(13)의 검출값을 입력받아 열풍로(5)에 공급되는 연소공기량이 목표치가 되도록 공기조절밸브(4)를 제어하는 공기량조절부(108)와, 상기 산소농도분석계(9)로부터 검출된 배기가스의 산소농도를 입력받아 배기가스의 산소농도가 적정치를 유지하도록 연소공기량을 결정하는 산소량조절부(105)와, 상기 일산화탄소농도분석계(16)로부터의 출력값을 일산화탄소 농도값으로 출력하는 일산화탄소측정부(109)와, 상기 일산화탄소측정부(109)로부터 출력되는 배기가스에 포함된 일산화탄소의 농도검출값이 내부 설정치보다 클 때 검출된 일산화탄소농도에 따른 연소가스량 감소분을 설정하여 상기 가스량조절부(106)에 인가하는 비율설정부(110)와, 일산화탄소농도와 산소농도의 상관관계에 따라서 상기 일산화탄소농도분석계(16)에서 검출된 일산화탄소농도에서 적정 산소량(일산화탄소량)을 유지하기 위한 연소공기량을 산출하는 일산화탄소량조절부(111)와, 전산기제어모드시에는 상기 가스량설정부(101)로부터 입력되는 연소가스설정값을, 운전자제어모드에서는 제2선택스위치(113)로부터 입력되는 연소가스량을 가스량조절부(124)에 연소가스량설정치로 인가하는 제1선택스위치(112)와, 운전자제어모드시에 운전자가 설정한 운전자가스량설정부(103)의 연소가스량을 상기 제1선택스위치(112)에 인가하다가 배기가스의 온도가 설정치이상일 때 상기 배기온도조절부(107)에서 설정한 연소가스량을 제1선택스위치(112)에 인가하는 제2선택스위치(113)와, 전산기제어모드시에는 상기 공기량설정부(102)로부터 출력되는 상위컴퓨터에서 결정된 연소공기량을, 운전자제어모드의 초기에는 상기 공연비계산부(104)로부터 결정된 연소공기량을, 운전자제어모드에 의해 연소중에는 제4선택스위치(115)로부터 입력되는 연소공기량을 공기량조절부(126)에 연소공기량설정치로 인가하는 제3선택스위치(114)와, 상기 산소농도분석계(9)가 정상동작시에는 산소량조절부(105)에서 결정된 연소공기량을, 이상동작시에는 일산화탄소량조절부(111)에서 결정된 연소공기량을 제3선택스위치(114)에 인가하는 제4선택스위치(115)로 이루어진다.

이하, 도 4에 보인 플로우챠트를 참조하여 본 고안에 의한 열풍로 연소제어장치의 동작을 설명한다.

열풍로(5)의 연소시작이 지시되면, 상기 제어부(100)는 운전자설정제어모드와 전산기제어모드로 동작할 수 있는데, 이는 작업자에 의해 선택된다. 따라서, 열풍로(5)의 연소제어를 운전자제어모드와 전산기제어모드로 나누어 설명한다.

(가)운전자제어모드가 선택된 경우

연소가 시작되면, 먼저 제어부(100)는 연소제어모드를 판단한다. 이때, 운전자에 의해 연소가스량설정이 입력된 운전자제어모드(DCS)라면, 우선 차단되어 있는 공기차단밸브(15)를 오픈시킨 후, 열풍로(5)에 공급되는 연소공기량의 설정치, 즉 공기조절밸브(4)로 인가되는 출력값(MV)를 초기화한다. 이에 열풍로(5)로 공급되는 연소공기량을 공기량검출기(13)로부터 입력받아 실제 공급되고 있는 연소공기량이 연소동작에 필요한 연소공기량의 최저 하한치(LL)보다 큰지를 체크하여, 하한치(LL)이상의 공기량이 공급되고 있을 때, 마찬가지로 가스차단밸브(3)를 오픈시키고, 가스조절밸브(3)으로 인가되는 출력값(MV)를 초기화시켜 연소가스공급을 개시한다. 그리고, 상기 가스량검출기(13)로부터 입력되는 열풍로(5)로 공급되는실제 연소가스량이 하한설정치(LL) 이상이 될 때까지 기다린다(401).

상기와 같은 연소제어를 위한 초기동작이 실행되어, 열풍로(5)에 소정의 연소가스와 연소공기가 공급되고 실제 연소가 시작될 때, 가스량조절부(106)가 연속모드로 동작하면서, 상기 가스량조절부(106)에 연소가스량 설정치를 인가하는 제1선택스위치(112) 및 제2선택스위치(113)가 1번선택단에 연결되어, 운전자가 설정한 임의의 낮은 연소가스량이 운전자가스량설정부(103)로부터 출력되고, 상기 제2선택스위치(113)와 제1선택스위치(112)을 통해 가스량조절부(106)에 인가된다.

또한, 공연비계산부(104)에서 결정된 상기 운전자가 설정한 연소가스량에 대응하는 연소공기량이 3번선택단을 선택스위칭한 제3선택스위치(114)을 통해 공기량조절부(108)에 연소공기량설정치로 입력된다.

이에, 가스량조절부(106) 및 공기량조절부(108)는 각각 입력된 설정치를 목표치로 하여 검출값을 PID연산하여 된 출력값(MV)를 각각 가스조절밸브(3)와 고기조절밸브(4)에 출력한다. 이에, 상기 가스조절밸브(3) 및 연기조절밸브(4)는 입력된 출력값 만큼 개구되어 연소가스공급량과 연소공기공급량을 조절한다(402).

이렇게, 연소가 진행되면, 연소에 의해 열풍로(5)내의 산소량이 감소되기 시작하므로, 산소농도분석계(9)에 의해 검출된 산소농도를 이용하여 산소량조절부(105)에서 산소량변화에 따라 결정된 연소공기량을 설정치로 하여 공기량조절부(126)가 제어동작하게 된다.

그런데, 열풍로의 연소시 산소량 관리치는 0.2% 정도이기 때문에 연소중 검출되는 산소농도가 0.1% 이하인 경우도 자주 발생되는데 이때는 관리치를 크게 벗어나지 않았기 때문에 공기량조절부(108)가 연산제어를 크게 할 수 없으므로, 연소가스량보다 연소공기가 부족하게 되며, 이에 연소가스가 완전히 연소되지 못하고 배출되게 되고, 이때 배기가스에 포함된 일산화탄소의 농도가 0.4%이상에 달하게 되어 저효율의 연소가 행해지게 된다.

따라서, 본 고안에서는 연소가 시작되어 상부온도계(7)에 의해 검출된 열풍로(5)내의 상부온도가 설정온도(PI)이상이 되면, 비율설정부(110)에서 일산화탄소농도검출기(16)의 일산화탄소 농도검출값(PVI)이 설정치(HI) 이상인지를 체크한다. 그리고, 일산화탄소 농도가 설정치(HI) 이상이라면, 소정 시간 지연후에 다시 체크하고 그 후에도 일산화탄소 농도가 설정치(HI) 이상이면 비율설정부(110)가 동작하여 일산화탄소검출량에 대한 연소공기량설정치의 감소분을 산출하여 가스량조절부(106)에 인가한다. 이때, 상기 비율설정부(110)는 도5b에 도시된 그래프와 같은 일산화탄소농도검출량에 대한 출력값과의 상관관계에 따라 연소공기량의 감소분을 출력한다. 이에, 가스량조절부(106)는 다음의 수학식 1에 의해 연소가스량 설정값을 다시 설정한다.

[수학식 1]

가스량조절부의 설정치 = 가스량조절부의 설정치 - 비율설정부(131)의 출력값 * 0.05 * 가스량조절부의 내부 스위치 출력값

상기에서, 가스량조절부(106)의 내부에 구비된 스위치는 상기 검출된 일산화탄소농도가 상한치(HI)이상일 때 온스위칭되어 "1"을 출력하고, 검출된 일산화탄소농도가 상한치(HI) 이하일 때 오프스위칭하여 "0"을 출력한다.

따라서, 일산화탄소 농도가 상한치(HI)이상이면, 일산화탄소의 농도에 따라서 설정치가 감산되고, 이에 가스량조절부(106)는 감산된 설정치를 목표치로 하여 가스조절밸브(3)를 제어한다(403).

상기에 의해, 열풍로(5)에 인가되는 연소가스량이 감소되면서, 검출된 일산화탄소의 농도가 설정치보다 낮아지면, 상기 가스량조절부(106)의 내부스위치가 턴오프되면서, 설정치의 감산없이 가스량조절부(106)는 제1선택스위치(112)로부터 인가된 설정치를 그대로 목표치로 하여 가스조절밸브(3)를 제어한다.

특히, 본 운전자설정제어에서는 연소동작중에는 산소농도분석계(9)로부터 검출된 산소농도에 따라 연소공기량을 제어하기 때문에, 산소농도분석계(9)가 정확한 산소량 측정을 할 수가 있어야만 연소가스량에 대한 정밀한 연소공기량이 결정되어 완전연소가 이루어지고, 그렇지 않고, 산소농도분석계(9) 고장등이 발생하면, 정밀한 연소공기량 제어에 이루어지지 않음으로, 불완전 연소가 발생하게 된다.

따라서, 제어부(100)에서는 산소분석계가 정상인지 아닌지를 체크하여 정상이면 산소량조절부(105)을 자동모드로 동작시켜 검출된 산소농도에 따라서 연소공기량을 결정하고, 결정된 연소공기량을 목표치로 공기량조절부(108)에서 공기조절밸브(4)를 제어한다. 반대로, 산소분석계가 정상이 아닐 경우에는, 일산화탄소량조절부(111)가 자동모드로 동작하여 배기가스내의 일산화탄소가 설정치이하가 되도록 연소공기량을 결정하고, 제4선택스위치(132)가 1번선택단을 선택연결되어, 상기 일산화탄소량조절부(111)에서 결정된 연소공기량이 공기량조절부(108)에 인가된다.

그러므로, 공기량조절부(108)는 상기 일산화탄소량조절부(111)에서 결정된연소공기량을 목표치로 공기조절밸브(4)를 제어하여, 열풍로(5)내의 일산화탄소량이 감소되도록 하는 연소제어가 실시된다. 이때, 도5a의 그래프에 나타난 바와 같이 배기가스내의 산소농도와 일산화탄소농도가 상관관계를 가지기 때문에, 산소농도값 대신에 일산화탄소 농도를 제어하여도 정밀한 고효율의 연소가 가능하게 된다(404).

그리고, 상술한 설명과 마찬가지로 일산화탄소가 상한치 이상이 될때 가스량조절부(106)에서 연소가스 설정치를 일산화탄소량에 따라 감산하여, 연소가스량을 줄이고(405), 일산화탄소량이 상한치 이하를 유지하면, 가스량조절부(106)의 설정치를 고정시키고, 산소량조절부(108) 또는 일산화탄소량조절부(111)에 의해 연소공기량 설정치를 조정하면서, 산소량 제어를 연소종료시점까지 행하게 되며, 연소종료시점이 될 때, 가스차단밸브(14)를 차단시키고, 가스량조절부(106)를 수동모드로 절화며, 공기차단밸브(15)를 차단시키고, 공기량조절부(108)를 수동모드로 절환함에 의해 연소제어가 종료된다(406).

(나)전산기제어모드로 동작하는 경우

운전자제어모드와 마찬가지로, 제어부(100)는 공기조절밸브(4) 및 가스조절밸브(3)에 임의의 낮은 출력값을 인가한 후, 열풍로(5)로 공급되는 연소가스량 및 연소공기량이 하한치(LL)이상이 되는 지를 체크하는 연소제어를 위한 초기동작(501)를 실시하고, 그 후, 열풍로(5)내의 상부온도가 목표치(PI)가 될 때까지 제1선택스위치(112) 및 제3선택스위치(114)가 2번선택단에 선택연결하여, 가스량조절부(106)가 가스량설정부(101)로부터 인가된 연소가스량을 목표치로 하여가스조절밸브(3)를 제어하고, 공기량조절부(108)가 연속모드로 동작하여 상기 공기량설정부(102)로부터 인가된 연소공기량을 목표치로 공기량조절밸브(4)를 제어하게 된다(502).

이렇게, 열풍로(5)의 연소도중에, 일산화탄소 농도가 비율설정부(110)의 설정치보다 크게 되면 가스량조절부(106)의 내부스위치가 턴온되고, 이에, 상기 수학식 1에 따라 연소가스량 설정치의 감산연산이 행해진 후, 가스량조절부(106)가 감산연산된 연소가스량을 목표치로 하여 가스조절밸브(3)를 제어함으로서, 열풍로(5)로 들어가는 연소가스량이 줄어들게 된다(503).

그후 상기와 같은 제어에 의해, 일산화탄소농도가 설정치보다 낮아지면 상기 내부스위치가 턴오프되고, 이에, 가스량조절부(106)의 설정치는 상기 가스량설정부(101)로부터 인가된 연소가스량으로 고정된다.

상기에 의해, 연소가스가 제어불량으로 인해 일시적으로 과잉공급되는 것을 방지할 수도 있지만, 본 전산기제어모드에서는 연소가스량과 연소공기량의 설정값이 상위컴퓨터(20)로부터 계산되어 출력되기 때문에 연소가스량에 대한 연소공기량의 비율이 맞지 않을 수도 있다. 이에 의해, 일산화탄소가 연소되지 않고 배출되는 경우가 발생되기도 하는데, 이러한 경우에도 효과적으로 대처할 수 있게 된다.

그리고, 상기와 같이 일산화탄소가 안정되면, 일반적인 동작과 같이, 연소종료시점까지 상위컴퓨터에서 결정되는 연소가스량 및 연소공기량을 설정치로 하여 제어동작을 계속하고, 연소종료시점이 될 때, 가스차단밸브를 차단시키고, 가스량조절부(106)를 수동모드로 절환하고, 공기차단밸브를 차단시키고,공기량조절부(108)를 수동모드로 절환하는 것으로 연소제어가 종료된다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 의하면 열풍로 연소시 연소가스의 과잉공급을 막아 고효율의 연소제어가 가능하게 되었고 장시간 연소가스 과잉공급으로 열풍로가 폭발하는 위험도 방지할 수 있고, 산소분석계의 고장시에도 일산화탄소 분석계의 검출값을 이용하여 정밀한 연소제어를 계속할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 상위컴퓨터 또는 운전자설정제어모드로 동작하는 열풍로의 연소제어장치에 있어서,

   열풍로로의 연소가스공급을 조절하는 가스조절밸브 및 가스차단밸브와,

   열풍로로의 연소공기공급을 조절하는 공기조절밸브 및 공기차단밸브와,

   열풍로에 공급되고 있는 실제 연소가스량을 검출하는 가스량검출기와,

   열풍로에 공급되고 있는 실제 연소공기량을 검출하는 공기량검출기와,

   열풍로의 상부온도를 검출하는 상부온도계 및 열풍로의 연소동작시 발생하는 배기가스의 온도를 측정하는 하부온도계와,

   열풍로로부터 연소시 배출되는 배기가스에 포함된 산소농도를 검출하는 산소농도분석계와,

   열풍로의 연소시 배출되는 배기가스에 포함된 일산화탄소의 농도를 검출하는 일산화탄소분석계와,

   운전자제어모드 또는 전산기제어모드에서 연소제어중 열풍로의 배기가스에 포함된 일산화탄소농도가 상한치보다 높으면 검출된 일산화탄소농도에 비례해서 연소가스량을 감소시키고, 운전자제어모드에서 산소분석계가 오동작하는 경우 검출된 일산화탄소농도에 따라 연소공기량을 제어하는 제어기로 이루어짐을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어기는

   상기 가스량검출기의 출력값이 목표치인 연소가스설정값이 되도록 상기 가스조절밸브를 제어하는 가스량조절부와,

   상기 하부온도계의 검출값에 따라서 상기 배기가스의 온도가 설정치를 유지하도록 연소공기량을 결정하는 배기온도조절부와,

   공기량검출기의 출력값이 목표치가 되도록 상기 공기조절밸브를 제어하는 공기량조절부와,

   상기 산소농도분석계에 의해 검출되는 산소농도가 소정치를 유지되도록 연소공기량을 결정하는 산소량조절부와,

   상기 일산화탄소측정부에 의해 검출된 일산화탄소농도가 설정치보다 클 때 검출된 일산화탄소농도에 따른 연소가스량 감소분을 설정하여 상기 가스량조절부에 인가하는 비율설정부와,

   일산화탄소농도와 산소농도의 상관관계에 따라서 상기 일산화탄소농도분석계에서 검출된 일산화탄소농도로부터 적정 농도를 유지하기 위한 연소공기량을 산출하는 일산화탄소량조절부와,

   운전자제어모드시에는 운전자가 설정한 연소가스량 및 연소공기량을, 전산제어모드시에는 상위컴퓨터에서 계산한 연소가스량 및 연소공기량을, 각각 가스량조절부 및 공기량조절부에 설정치로 인가하고, 운전자제어모드로 연소제어도중 상기 하부온도계의 검출값이 설정치 이상될 때 상기 배기온도조절부의 출력값을 공기량조절부로 변환입력시키고, 산소농도분석계의 고장시 상기 일산화탄소량조절부의 출력값을 공기량조절부에 인가하는 스위칭부로 이루어짐을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 스위칭부는

   전산기제어모드시에는 상위컴퓨터에서 계산된 연소가스량을, 운전자제어모드에서는 제2선택스위치로부터 출력되는 연소가스량을 상기 가스량조절부에 연소가스량설정치로 인가하는 제1선택스위치와,

   운전자제어모드시에 운전자가 설정한 연소가스량을 선택출력하다가 배기가스의 온도가 설정치이상이 되면 배기온도조절부에서 설정한 연소가스량을 선택출력하는 제2선택스위치와,

   전산기제어모드시에는 상위컴퓨터에서 계산된 연소공기량을, 운전자제어모드의 초기에는 운전자가 설정한 연소가스량에서 계산되는 연소공기량을, 운전자제어모드에 의한 연소중에는 제4선택스위치로부터 출력되는 연소공기량을 공기량조절부에 연소공기량설정치로 인가하는 제3선택스위치와,

   상기 산소농도분석계가 정상동작시에는 산소량조절부에서 결정된 연소공기량을, 이상동작시에는 일산화탄소량조절부에서 결정된 연소공기량을 제3선택스위치에 에 인가하는 제4선택스위치로 이루어짐을 특징으로 하는 열풍로의 연소제어장치.