KR20040056883A - Apparatus and method for controlling air flowrate in a firing furnace - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연소설비에서의 연료별 조성 및 사용량의 순시변화에 추종하여 공기유량을 제어하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연도에서의 산소농도와 미연분 농도를 측정하여 연소로에 유입되는 연소용 공기의 유량을 정밀하게 제어함으로써, 연료의 공급조건 변동에 따라 필연적으로 발생되는 공기유량 제어의 부적합에 의한 불완전연소나 불필요한 과잉공기 연소를 방지할 수 있는 연소로의 공기유량 제어장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of controlling the air flow rate by following the instantaneous changes in the composition and the amount of use of each fuel in the combustion facility, more specifically, the combustion flows into the combustion furnace by measuring the oxygen concentration and the unburned concentration in the flue By precisely controlling the flow rate of the air used in the combustion furnace air flow rate control device and method that can prevent incomplete combustion or unnecessary excess air combustion due to inadequate air flow control inevitably caused by fluctuations in fuel supply conditions It is about.
연소설비에서의 과잉공기 제어는 연료사용량 절감 측면과 공해방지측면에 있어 매우 중요하며, 일반적으로는 연료량과 공기량의 비율설정에 의한 공연비 제어가 이루어지고 있다.Excess air control in the combustion facility is very important in terms of reducing fuel consumption and preventing pollution, and in general, air-fuel ratio control is performed by setting a ratio of fuel amount and air amount.
통상적으로 산업현장에 사용되는 연소설비에서의 공기 및 연료의 유량계측은 만족스럽게 정확하지 않고 유량제어 자체도 오차를 수반하기 때문에 수동조작으로 공연비를 일정하게 유지하는 것은 매우 곤란하다.In general, it is very difficult to maintain a constant air-fuel ratio by manual operation because the flow rate measurement of air and fuel in combustion equipment used in industrial sites is not satisfactorily accurate and the flow rate control itself involves errors.
따라서 최근 보일러 등의 연소로에서는 연소가스 중에 포함된 산소농도를 분석하고, 그 분석결과를 공연비 제어기에 피드백(feedback)시켜 공기량을 제어함으로서 저과잉공기에 의한 연소를 지향하고 있다.Therefore, in recent years, combustion furnaces, such as boilers, are aimed at combustion by low excess air by analyzing the oxygen concentration contained in the combustion gas and feeding the analysis results back to the air-fuel ratio controller to control the amount of air.
통상의 공연비 제어에 있어서 공연비가 일정하게 유지되지 않는 요인으로서는 계장장치, 연료, 배관, 버너에 기인하는 것, 그리고 외란에 기인하는 것을 들 수 있다. 연료의 조성변동, 버너에 공급되는 연료와 공기의 부조화, 부하의 변동, 노압변동, 공기와 연료 조절변의 응답성, 연료/공기 공급제어장치의 응답성 등은대표적인 공연비 변동요인(연소가스중 산소농도 변동요인)이다.In the normal air-fuel ratio control, factors that do not maintain a constant air-fuel ratio include those caused by instrumentation devices, fuels, piping, burners, and disturbances. Fluctuations in fuel composition, fuel and air mismatch to the burners, load fluctuations, no-pressure fluctuations, responsiveness of air and fuel control valves, and responsiveness of the fuel / air supply control system are typical air fuel ratio fluctuation factors (oxygen in combustion gas). Concentration fluctuations).
따라서 저과잉공기에 의한 연소를 위해서는 외란에 신속하고 안정하게 대응할 수 있는 제어계의 구성 및 운용기준의 설정이 필요하다.Therefore, for the combustion by low excess air, it is necessary to configure a control system and set operating standards that can respond to disturbances quickly and stably.
통상 연소로에서는 정해진 노온을 추종하기 위한 연료가 공급되고, 해당 연료량을 연소시키는데 필요한 공기가 공급되도록 되어 있다.In a normal combustion furnace, fuel for following a predetermined furnace temperature is supplied, and air required for burning the fuel amount is supplied.
그러나 통상의 고정된 제어목표로 산소농도를 설정하여 연소제어를 행하는 경우는 연소설비의 운용상 연료의 발열량 변화와 사용량의 변동이 큰 경우 등에는 적절한 제어가 이루어지지 않고, 공기부족 혹은 공기과잉 연소를 유발하여 연료의 낭비요인으로 작용하게 된다. 즉 동일한 산소농도에서도 경우에 따라 공기과잉 혹은 공기부족 현상이 나타나는 것이다.However, in the case of performing the combustion control by setting the oxygen concentration as a normal fixed control target, appropriate control is not performed in the case of large fluctuations in the calorific value of the fuel and the fluctuation of the amount of usage in the operation of the combustion facility, and there is insufficient air or excessive air combustion. It causes a waste of fuel. In other words, even at the same oxygen concentration, air excess or air shortage may occur.
일반적인 연소공기량 제어의 작동원리를 자세히 설명하면 다음과 같다.The operation principle of the general combustion air volume control is described in detail as follows.
도 1은 일반적인 연소로의 공연비 제어장치의 구성도로서, 버너(2)가 부착된 연소로(1)의 일측에는 공기와 연료가 공기유량 조절변(15)과 연료유량 조절변(10)을 통해 각각의 배관을 통하여 공급된다. 즉 연소로(1)에 요구되는 온도를 추종하기 위한 연료량이 결정되면 연료는 연료유량 조절변(10)에서 유량이 조절되고 연료유량계(11)에서 유량이 측정되어 연료유량 지시계(12)에 유량이 지시된다.1 is a configuration diagram of a general air-fuel ratio control apparatus for a combustion furnace, in which one side of a combustion furnace 1 with a burner 2 includes air and fuel air flow control valves 15 and fuel flow control valves 10. Through each pipe. That is, when the fuel amount for tracking the temperature required for the combustion furnace 1 is determined, the fuel flow rate is adjusted at the fuel flow rate control valve 10 and the flow rate is measured at the fuel flow meter 11 to flow the fuel flow indicator 12. This is directed.
일반적으로 연소용공기는 해당 연료의 이론공연비에 공기과잉율을 곱한 양이 공급된다. 즉 연료유량 지시계(12)에서의 연료유량에 이론공연비 설정기(13)에 설정된 이론공연비와 비율 설정계(14)에서 설정된 과잉공기율을 곱한 값이 원하는 공기유량이 되며, 여기에서 계산된 공기유량을 추종하기 위하여 공기유량 조절변(15)이 구동하면서 공기유량계(16)에서 측정된 공기유량을 공기유량 지시계(17)에서 확인한다.In general, combustion air is supplied by multiplying the theoretical performance ratio of the fuel by the excess air ratio. In other words, the fuel flow rate in the fuel flow indicator 12 is multiplied by the theoretical air ratio set in the theoretical air fuel ratio setter 13 and the excess air rate set in the ratio setting system 14 to obtain a desired air flow rate. In order to follow the flow rate, the air flow rate adjusting valve 15 is driven while checking the air flow rate measured by the air flow meter 16 in the air flow rate indicator 17.
도 2는 일반적인 연소로의 산소농도 제어에 의한 공기유량 조절장치의 구성도로서, 연도(20) 내에 산소농도 측정기(31)를 설치하고 산소농도 제어기(32)를 이용하여 미리 설정된 제어목표의 산소농도를 추종하도록 산소농도 제어기(32)에서 비율 설정계(14)로 신호를 부여하여 공기유량을 피드백(feedback) 제어하는 구조로 되어 있다. 상기 산소농도 제어기(32)에 내장된 조절계(도면 미표시)에서 비례적분제어 등을 통해 비율 설정계(14)에 신호를 주면 비율 설정계(14)에서는 공기량의 가감신호를 공기유량 지시계(17) 및 공기유량 조절변(15)에 신호를 주어 버너(2))로 공급되는 공기유량을 조절하게 된다.FIG. 2 is a block diagram of an air flow rate regulating device based on oxygen concentration control of a general combustion furnace. An oxygen concentration measuring device 31 is installed in a flue 20 and oxygen of a control target preset using an oxygen concentration controller 32 is illustrated. In order to follow the concentration, the oxygen concentration controller 32 gives a signal to the ratio setting system 14 to control the air flow rate. When the control unit (not shown) built in the oxygen concentration controller 32 signals the ratio setting system 14 through proportional integral control or the like, the ratio setting system 14 receives the air flow rate indicator 17. And a signal to the air flow rate control valve 15 to adjust the air flow rate supplied to the burner 2).
위와 같은 구성으로 이루어진 종래의 산소농도 제어에 의한 공기유량 조정잘치에서는 산소농도 제어기(32)에 내장되는 산소농도 설정기(도면 미표시)에 고정된 산소농도 제어 목표치(예, 2%)가 입력되어 이 단일 목표치를 추종하도록 산소농도 의 제어(공기량 제어)가 이루어지게 된다.In the conventional air flow rate adjustment jalchulok having the configuration described above, the oxygen concentration control target value (e.g., 2%) fixed to the oxygen concentration setter (not shown) built in the oxygen concentration controller 32 is inputted. The oxygen concentration control (air volume control) is made to follow this single target value.
그러나 여러 종류의 연료를 사용하는 경우나 연료의 수급조건 및 연소로의 부하율에 따라 연료별 사용유량이 변화하면 완전연소를 위한 버너에서의 필요공기량이 변화하고, 이에 따라 연도 내의 제어목표 산소농도가 변화하게 된다.However, when various types of fuels are used, or when the flow rate of each fuel varies depending on the supply and demand conditions of the fuel and the load rate of the combustion furnace, the required air volume in the burner for complete combustion is changed. Will change.
상기 도 1의 종래의 공기유량 제어장치에서는 기본적으로 이러한 변화에 대응하는 것이 불가능하였다.In the conventional air flow control apparatus of FIG. 1, it is basically impossible to cope with such a change.
또한 상기 도 2의 산소농도 제어에 의한 공기유량 제어장치에서는 고정된 제어목표치가 산소농도 설정기에 입력되므로 연소조건의 변화에 따른 최적연소가 이루어지지 않고, 그 결과로서 불완전연소나 공기과잉 연소를 유발하게 되어 고효율 연소조업의 장애가 되는 문제점이 발생하였다.In addition, in the air flow rate control apparatus according to the oxygen concentration control of FIG. 2, since the fixed control target value is input to the oxygen concentration setter, optimum combustion is not performed according to the change of combustion conditions, and as a result, incomplete combustion or over-air combustion is caused. As a result, a problem arises that is an obstacle of high efficiency combustion operation.
또한 자체 생산공정의 부생가스 등을 연료로 사용하는 경우 대개 연료 조성(발열량)이 수시로 변화하게 되며, 이 경우 역시 완전연소에 필요한 공기량과 제어기준 산소농도가 변하게 되나, 종래의 방법에서는 단일치를 산소농도 설정기에 사용하므로 연료조성의 변동에 대응하는 것이 불가능하였다.In addition, when the by-product gas of the production process is used as a fuel, the fuel composition (heating amount) is often changed, and in this case, the amount of air required for complete combustion and the control standard oxygen concentration also change. The use of the concentration setter made it impossible to cope with variations in fuel composition.
이상에서 살펴본 바와 같이 종래의 공기량 제어장치에서는 연료사용량이나 연료의 조성, 부하율 등이 변하는 경우, 특히 여러 가지 종류의 연료를 사용하는 경우는 연료의 공급조건에 부합하여 완전연소에 필요한 공기량이 공급되지 못하고 과잉 혹은 공기부족 연소가 일어나는 문제점이 있는 것으로서 연소설비의 고효율 운전을 위하여서는 제반 문제점의 해결이 필수적으로 요구되었다.As described above, in the conventional air amount control device, when the amount of fuel used, the composition of the fuel, the load ratio, etc. change, especially when various kinds of fuels are used, the amount of air required for complete combustion is not supplied in accordance with the fuel supply conditions. As there is a problem that excessive or insufficient air combustion occurs, it is necessary to solve all the problems for high efficiency operation of the combustion facility.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 연도내에 산소농도 측정기와 미연분 농도 측정기를 구비하여 연소가스 중의 미연분과 산소농도를 모니터링하고 이를 이용하여 산소농도를 보정함으로서 연료의 조성이나 사용량 변동시에도 불완전연소나 불필요한 과잉연소가 되지 않도록 공기유량을 적정하게 제어할 수 있는 연소로의 공기유량 제어장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the present invention is provided with an oxygen concentration meter and unburned concentration meter in the flue by monitoring the unburned and oxygen concentration in the combustion gas and using it to correct the oxygen concentration fuel It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for controlling the air flow rate of a combustor capable of controlling the air flow rate properly so as not to cause incomplete combustion or unnecessary excessive combustion even when the composition and the amount of usage change.
도 1은 종래 연소로의 공기유량 제어장치의 구성도1 is a block diagram of a conventional air flow control device for the combustion furnace
도 2는 종래 산소농도 측정에 의한 연소로의 공기유량 제어장치의 구성도2 is a block diagram of a conventional air flow control device for the combustion by measuring the oxygen concentration
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미연분과 산소농도 측정에 의한 연소로의 공기유량 제어장치의 구성도3 is a block diagram of an apparatus for controlling air flow rate in a combustion furnace by measuring unburned dust and oxygen concentration according to an embodiment of the present invention;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 연소로 1a : 연돌1: combustion furnace 1a: stack
2 : 버너 10 : 연료유량 조절변2: burner 10: fuel flow control valve
11 : 연료 유량계 12 : 연료유량 지시계11 fuel flow meter 12 fuel flow indicator
13 : 이론 공연비 설정기 14 : 비율 설정계13: theoretical air fuel ratio setter 14: ratio setter
15 : 공기유량 조절변 16 : 공기 유량계15: air flow control valve 16: air flow meter
17 : 공기유량 지시계 20 : 연도17: air flow indicator 20: year
31 : 산소농도 측정기 32 : 산소농도 제어기31: oxygen concentration meter 32: oxygen concentration controller
33 : 미연분농도 측정기 34 : 산소농도 보정기33: fine fuel concentration meter 34: oxygen concentration corrector
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 연도 내의 산소농도를 측정하는 산소농도 측정기와, 상기 산소농도 측정결과에 따라 비율 설정계의 산소농도 목표치를 조절하는 산소농도 제어기를 설치하여 연소로의 공기유량을 제어하는 장치에 있어서, 상기 산소농도 측정기와 함께 연도 내에 설치되어 연도 내의 미연분 농도를 측정하는 미연분 농도 측정기와, 상기 산소농도 제어기와 상기 비율 설정계 사이에 설치되며, 상기 산소농도 제어기에 의해 조절된 산소농도 목표치를 상기 미연분 농도 측정기의 출력치에 따라 보정하여 상기 비율 설정계의 산소농도 목표치를 다시 조절하는 산소농도 보정기를 구비한 연소로의 공기유량 제어장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an air flow rate to the combustion furnace by installing an oxygen concentration measuring instrument for measuring the oxygen concentration in the flue, and an oxygen concentration controller for adjusting the oxygen concentration target value of the rate setting system according to the oxygen concentration measurement result. An apparatus for controlling the gas concentration, comprising: a fine fuel concentration meter installed in a year together with the oxygen concentration meter for measuring unburned concentration in a year, and installed between the oxygen concentration controller and the ratio setting meter, and in the oxygen concentration controller. Provided is an air flow control apparatus for a combustion furnace having an oxygen concentration corrector for correcting the oxygen concentration target value adjusted by the fine fuel concentration meter according to the output value of the fine fuel concentration meter to adjust the oxygen concentration target value of the ratio setting system again.
또한 본 발명은 연도 내의 산소농도를 측정하여 그 결과에 따라 비율 설정계의 산소유량을 조절하여 연소로의 공기유량을 제어하는 공기유량 제어방법에 있어서, 연도의 산소농도와 미연분의 농도를 동시에 측정하는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 측정된 연도의 산소농도 측정결과로 비율 설정계의 산소유량을 조절하는 제 2단계와, 상기 제 1단계에서 측정된 연도의 미연분 농도 측정결과에 따라 상기 제 2단계에서 조절된 상기 비율 설정계의 산소유량을 다시 가감하여 상기 비율 설정계의 산소유량을 보정하는 제 3단계로 이루어지는 연소로의 공기유량 제어방법을 제공한다.In addition, the present invention in the air flow rate control method for controlling the air flow rate of the combustion furnace by measuring the oxygen concentration in the flue and adjusting the oxygen flow rate of the ratio setting system according to the result, at the same time the oxygen concentration of the flue and the concentration of unburned The first step of measuring, the second step of adjusting the oxygen flow rate of the rate setting meter as the result of the oxygen concentration measurement of the year measured in the first step, and the unburnt concentration measurement result of the year measured in the first step Accordingly, the present invention provides a method for controlling the air flow rate in a combustion furnace, comprising a third step of correcting the oxygen flow rate of the ratio setting system by adding or subtracting the oxygen flow rate of the ratio setting system again.
상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The objects, features and advantages of the present invention will be more readily understood by reference to the accompanying drawings and the following detailed description.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 미연분과 산소농도 제어를 통한 연소로의 공기유량 제어장치를 나타낸 구성도로서, 연도(20) 내에 설치되어 연도 내의 산소농도를 측정하는 산소농도 측정기(31)와, 상기 산소농도 측정결과에 따라 비율 설정계의 산소농도 목표치를 조절하는 산소농도 제어기(32)와, 상기 산소농도 측정기(31)와 함께 연도(20) 내에 설치되어 연도 내의 미연분 농도를 측정하는 미연분 농도 측정기(33)와, 상기 산소농도 제어기(32)와 비율 설정계(14) 사이에 설치되며, 상기 산소농도 제어기에 의해 조절된 산소농도 목표치를 상기 미연분 농도 측정기의 출력치에 따라 보정하여 상기 비율 설정계의 산소농도 목표치를 다시 조절하는 산소농도 보정기(34)를 구비한다.FIG. 3 is a block diagram illustrating an apparatus for controlling the air flow rate of a combustion furnace through the control of unburned powder and oxygen concentration according to an embodiment of the present invention, and is installed in a flue 20 to measure an oxygen concentration within a flue 31. ), An oxygen concentration controller 32 for adjusting the oxygen concentration target value of the rate setting system according to the oxygen concentration measurement result, and installed in the year 20 together with the oxygen concentration meter 31 to determine the unburned concentration in the year. It is installed between the fine fuel concentration measuring unit 33 to measure, and the oxygen concentration controller 32 and the ratio setting system 14, and the oxygen concentration target value adjusted by the oxygen concentration controller is the output value of the fine fuel concentration measuring unit. And an oxygen concentration corrector 34 for correcting according to the oxygen concentration target value of the ratio setting system.
상기 도 3에 도시된 미연분과 산소농도 제어를 통한 연소로의 공기유량 제어장치에서 이루어질 수 있는 본 발명에 의한 공기유량 제어과정은, 연도 내에 설치된 산소농도 측정기와 미연분 농도 측정기를 통해 연도 내의 산소농도와 미연분의 농도를 동시에 측정하는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 측정된 연도의 산소농도 측정결과를 이용하여 산소농도 제어기에서 비율 설정계의 산소유량을 조절하는 제 2단계와, 산소농도 보정기에서 상기 제 1단계에서 측정된 연도의 미연분 농도 측정결과에 따라 상기 제 2단계에서 조절된 상기 비율 설정계의 산소유량을 다시 가감하여 상기 비율 설정계의 산소유량을 보정하는 제 3단계를 포함한다.The air flow control process according to the present invention that can be made in the air flow control apparatus of the combustion furnace through the control of the unburned powder and oxygen concentration shown in FIG. 3, the oxygen in the flue through the oxygen concentration meter and the unburned concentration meter installed in the year A first step of simultaneously measuring the concentration and the concentration of unburned powder, a second step of adjusting the oxygen flow rate of the rate setting system in the oxygen concentration controller by using the result of the oxygen concentration measurement of the year measured in the first step, and oxygen A third step of correcting the oxygen flow rate of the ratio setting system by re-adding or subtracting the oxygen flow rate of the ratio setting system adjusted in the second step according to the undiluted concentration measurement result of the year measured in the first step in the concentration corrector; It includes.
이상의 본 발명은 전체적인 구성에서 알 수 있는 바와 같이, 연도 내의 산소농도를 측정하여 비율 설정계의 산소농도 목표치를 조절하는 기본적인 공기유량 제어흐름은 도 1 내지 도 2와 동일하다. 따라서 다음에서는 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 추가적으로 필요한 부분만을 설명하기로 한다.As can be seen from the overall configuration of the present invention, the basic air flow control flow for adjusting the oxygen concentration target value of the rate setting system by measuring the oxygen concentration in the flue is the same as FIG. Therefore, in the following, only the parts additionally necessary to achieve the object of the present invention will be described.
먼저 연소가스 중 미연분(주로 일산화탄소)의 농도를 측정하기 위하여 연도(20) 내에 산소 농도 측정기와 함께 미연분 농도 측정기(33)를 설치하고, 기존의 산소농도 제어기(32)와 비율 설정계(14) 사이에 상기 산소농도 제어기에 의해 연동하는 산소농도 보정기(34)를 설치한다.First, in order to measure the concentration of unburned dust (mainly carbon monoxide) in the combustion gas, an unburned concentration measuring instrument 33 is installed in the flue 20 together with an oxygen concentration measuring instrument, and an existing oxygen concentration controller 32 and a ratio setting system ( 14) an oxygen concentration corrector 34 interlocked by the oxygen concentration controller is provided.
상기 산소농도 보정기(34)는 산소농도 제어기(32)에 통합되어 구성할 수도 있으며, 또한 산소농도 제어기(32)와 산소농도 보정기(34)는 서로 연동되어 제어될 수 있도록 구성된다. 여기서, 상기 산소농도 제어기(32)와는 별도로 미연분 농도 제어기(도면 미표시)를 설치할 수도 있으나, 도면에는 편의상 산소농도 제어기(32)에 연동됨으로서 미연분 제어가 가능한 것을 사용하는 상태를 예시하며, 본 발명은 상기 예시된 바에 의해 한정되지는 않는다.The oxygen concentration corrector 34 may be configured to be integrated into the oxygen concentration controller 32, and the oxygen concentration controller 32 and the oxygen concentration corrector 34 may be configured to be controlled in conjunction with each other. Here, the fine concentration controller (not shown) may be provided separately from the oxygen concentration controller 32, but the figure illustrates a state of using the fine fuel control by interlocking with the oxygen concentration controller 32 for convenience. The invention is not limited by the above illustration.
이와 같은 구성에 의해 연소가스 중의 산소농도와 미연분의 농도를 측정하여 피드백(feedback) 제어를 행하면 가장 이상적인 연소제어가 가능하게 된다. 즉 기본적으로 산소농도 측정기(31)에서 측정된 산소농도는 산소농도 제어기(32) 내에서 제어목표치의 산소농도와 비교되어 상기 비율 설정계(14)에 신호를 주어 공기유량 조절변(15)을 통해 공기량의 가감이 이루어지게 한다.With such a configuration, the most ideal combustion control is possible by measuring the oxygen concentration in the combustion gas and the concentration of unburned fuel and performing feedback control. That is, basically, the oxygen concentration measured by the oxygen concentration measuring instrument 31 is compared with the oxygen concentration of the control target value in the oxygen concentration controller 32 to give a signal to the ratio setting system 14 to control the air flow control valve 15. Through the air volume is added and subtracted.
산소농도 단독 제어시는 고정된 산소농도를 추종하기 위한 공기량 제어가 이루어지는데, 그 예로서 목표산소농도가 낮은 경우(예, 1%)는 연료유량의 변동이나 연료조성의 변동(예, 발열량 증가)이 생기면 공기부족에 의해 미연분이 발생하게 되나 종래의 산소농도 단독제어에서는 이러한 문제점을 해결할 수 없다.When the oxygen concentration alone is controlled, air volume control is performed to follow the fixed oxygen concentration. For example, when the target oxygen concentration is low (e.g., 1%), fluctuations in fuel flow rate or fuel composition (e.g. increase in calorific value) Is generated due to lack of air, but the conventional oxygen concentration alone control cannot solve this problem.
따라서 이러한 경우는 미연분 측정 결과를 이용하여 산소농도를 증가시켜 정해진 농도(예, 100 ppm) 이하의 미연분 발생이 가능한 산소농도로 제어하게 된다. 즉 산소농도 보정기(34)는 미연분의 농도를 받아서 산소농도 제어기(32)에서 나오는 제어목표치 산소농도를 변경 내지는 보정하는 기능을 갖도록 구성하며 다양한 방법으로 구성 가능하다.Therefore, in such a case, the oxygen concentration is increased by using the unburnt measurement result to control the oxygen concentration to generate unburned fuel below a predetermined concentration (eg, 100 ppm). That is, the oxygen concentration corrector 34 is configured to have a function of changing or correcting the control target value oxygen concentration from the oxygen concentration controller 32 by receiving the concentration of unburned dust and may be configured in various ways.
연소로에서 연소가스로의 배출 손실열량은 연소가스의 현열손실과 미연분 손실로 나눌 수 있으며, 이 두가지 손실을 최소화하는 것이 바람직한 연소제어의 방향이다.The heat loss from the combustion furnace to the combustion gas can be divided into the sensible heat loss and the unburnt loss of the combustion gas, and it is desirable to minimize the two losses.
과잉공기가 많은 경우 미연분 손실은 극소화되나 연소가스량이 증가하여 현열손실{현열손실량 = 배가스량 × 비열 × (배가스온도와 주위공기와의 온도차)}이 증가하게 된다. 반대로 공연비가 너무 작은 경우에는 일산화탄소 등의 미연분이 발생하여 열효율이 저하된다.In the case of excess air, unburned losses are minimized, but the amount of combustion gas increases and sensible heat loss (sensible heat loss = exhaust gas amount × specific heat × (temperature difference between exhaust gas temperature and ambient air)) increases. On the contrary, when the air-fuel ratio is too small, unburned fuel such as carbon monoxide is generated and thermal efficiency is lowered.
아래의 표 1은 고로가스와 중유 사용량 변화에 따른 필요 산소농도 계산예이다.Table 1 below is an example of calculation of the required oxygen concentration according to the change in the use of blast furnace gas and heavy oil.
상기 표 1은 고로가스와 중유의 두가지 연료를 사용하는 경우를 대상으로 연료별사용비율 변화에 따른 제어목표 산소농도의 변화경향을 나타내는 것으로서, 상기 표 1에 의하면 연료의 조성이나 사용비율 등의 사용조건이 바뀌는 경우 필요한 공기량도 변화되어야 하는 것을 알 수 있다.Table 1 shows the change in control target oxygen concentration according to the change in the use ratio of each fuel for the case of using two types of fuels, blast furnace gas and heavy oil. It can be seen that if the conditions change, the amount of air required also needs to change.
따라서 고정된 산소농도로 제어하게 되면 불완전연소나 공기 과잉연소가 일어날 수 있으며, 또한 버너의 연소부하가 낮을 때는 필요공기량이 많아지므로 저농도 산소제어에서는 미연분이 발생되는데, 본 발명의 제어방법을 이용하게 되면 이러한 문제의 해소가 가능하게 된다.Therefore, the control of the fixed oxygen concentration may cause incomplete combustion or excessive air combustion, and when the combustion load of the burner is low, the amount of air required increases, so that unburned dust is generated in the low concentration oxygen control. This problem can be solved.
이상의 본 발명에 의하면, 기본적으로는 산소농도 제어를 행하되 미연분 농도를 측정하여 산소농도를 가감하는, 즉 미연분과 산소농도를 동시에 측정하여 병행 제어함으로써, 연료의 조성 및 유량변동과 연소부하의 순시변화에 대응하여 공연비 제어를 적정하게 실시할 수 있으므로 종래 미연분을 우려하여 상대적으로 높은 수치로 운영하던 산소농도를 낮추어 공기량 제어를 실시할 수 있으므로 열효율 향상이 가능하게 되는 이점을 얻을 수 있다.According to the present invention, the oxygen concentration control is basically performed, but the unconcentrated concentration is measured to decrease or decrease the oxygen concentration, that is, the unburned and oxygen concentrations are simultaneously measured and controlled in parallel, thereby providing instantaneous fuel composition, flow rate fluctuations, and combustion load. Since the air-fuel ratio control can be appropriately performed in response to the change, it is possible to control the air volume by lowering the oxygen concentration, which has been operated at a relatively high value, in consideration of the unburned fuel, so that the thermal efficiency can be improved.
또한 본 발명에 의하면, 저과잉공기 연소를 통하여 공해물질의 저감도 가능한 유익한 효과가 있는 것이다.In addition, according to the present invention, there is a beneficial effect that can also reduce the pollutant through low excess air combustion.
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| KR100653821B1 (en) * | 2005-01-28 | 2006-12-05 | 주식회사 경동네트웍 | Operating method for maximum efficiency and non condensation of noncondensing type boiler |
| KR100704711B1 (en) * | 2005-09-22 | 2007-04-09 | 주식회사 경동나비엔 | Air proportionality type gas boiler |
| KR101237995B1 (en) * | 2010-10-29 | 2013-02-27 | 한국전력공사 | Apparatus and Method for maintaining Optimum efficiency of boiler |
| KR101368360B1 (en) * | 2013-01-30 | 2014-03-03 | 현대제철 주식회사 | Burner |
| CN105222153A (en) * | 2015-10-26 | 2016-01-06 | 中国科学技术大学 | A kind of for boiler force ventilation automation adjusting device |
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- 2002-12-24 KR KR1020020083469A patent/KR20040056883A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100653821B1 (en) * | 2005-01-28 | 2006-12-05 | 주식회사 경동네트웍 | Operating method for maximum efficiency and non condensation of noncondensing type boiler |
| KR100704711B1 (en) * | 2005-09-22 | 2007-04-09 | 주식회사 경동나비엔 | Air proportionality type gas boiler |
| KR101237995B1 (en) * | 2010-10-29 | 2013-02-27 | 한국전력공사 | Apparatus and Method for maintaining Optimum efficiency of boiler |
| KR101368360B1 (en) * | 2013-01-30 | 2014-03-03 | 현대제철 주식회사 | Burner |
| CN105222153A (en) * | 2015-10-26 | 2016-01-06 | 中国科学技术大学 | A kind of for boiler force ventilation automation adjusting device |
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