KR20090059935A - Apparatus for non-breaking changing a different kind of fuel for burner - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 버너용 이종 연료 무단절 교체장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서로 다른 성분의 이종(異種) 연료를 버너에 공급할 때 연료를 단절시키지 않고도 연료를 연속적으로 공급하여 버너를 연속적으로 동작시킬 수 있는 버너용 이종 연료 무단절 교체장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heterogeneous fuel interruption replacement device for a burner, and more particularly, when a fuel of different kinds of fuel is supplied to a burner, the fuel is continuously supplied without interrupting the fuel to continuously operate the burner. The invention relates to a heterogeneous fuel interruption replacement device for a burner.
일반적으로 제철공정에서 사용되는 버너(100)에는 도 1에 나타낸 바와 같이 연료를 공급하기 위한 공급관(101)이 설치되어있고, 상기 공급관(101)에는 연료의 공급량을 측정 및 신호가 발생되는 유량계 발신기(102)가 설치되어 있다.In general, a
상기와 같은 공급라인은 한 개의 공급관(101)을 통하여 단일연료를 공급하는 것으로서, 유량계 발신기(102)에서 측정된 후 발신되는 신호를 확인하면서 연료의 공급량을 조절하고 있다.The supply line as described above is to supply a single fuel through one
한편, 이러한 종래의 구성은 연료를 절환할 때 연료의 공급을 중단하고, 공급관(101)을 차단 후 상기 공급관(101)에 또 다른 연료를 연결 후 재 연소를 시키고 있다.On the other hand, such a conventional configuration is to stop the supply of fuel when switching the fuel, to shut off the
이때에는 연료를 절환할 때 버너(100)의 가동을 정지하여야 하므로 절환 시간동안 안정적인 연료공급이 곤란하여 절환시간 동안 로의 온도 저하가 필연적으로 발생하게 된다. 따라서, 버너의 효율이 저하되는 문제점이 있다.At this time, since the operation of the
한편, 제철소에서 발생되는 부생가스 Blast Furnace Gas(이하 'BFG'라 한다)와 Liquefied Natural Gas(이하'LNG'라 한다)을 일정 방법으로 제조한 혼합가스 인 Blast Natural Gas(이하 'BNG'라 한다)와 제철공정에서 발생되는 부생가스 Coke Oven Gas(이하 'COG'라 한다)를 교차적으로 공급하여 버너를 가동시키고 있다.On the other hand, Blast Natural Gas (hereinafter referred to as 'BFG') and Liquefied Natural Gas (hereinafter referred to as 'LNG'), a by-product gas produced in steel mills, is a mixed gas produced by a certain method (hereinafter referred to as 'BNG'). ) And the by-product gas Coke Oven Gas (hereinafter referred to as 'COG') generated in the steelmaking process are operated to burner.
이와 같이 2종의 연료를 사용할 때에는 도 2에 나타낸 바와 같이 각기 성분이 상이한 1, 2 연료를 공급과정에서부터 사전 혼합(Mixing)하여 공급하는 방법으로 WI(WOBBE INDEX)값을 일치 시키는 방법을 채택하여 사용 유량에 따라 유량 콘트롤러(201, 201a)에 의해 산출된 량의 비율을 각 공급관(200, 200a)에 설치된 조절 밸브(205)로 제어하며 혼합가스 공급관(200b)에 설치된 압력 발신기(203)에서 발생되는 신호를 이용하여 압력콘트롤러(204)로 제어하는 방법으로 유량변동에 대응하면서 일정한 압력을 공급하는 장치가 사용되고 있다.As shown in FIG. 2, when two fuels are used, a method of matching the WI (WOBBE INDEX) value by adopting a method of pre-mixing and supplying one or two fuels having different components from the supplying process is adopted. In the
그러나 상술한 바와 같이 종래에는 각기 다른 제1, 제2연료를 절환 공급하는 방안으로 단순히 유량만을 기준으로 공급할 경우 절환 시간동안 안정적인 연료공급이 곤란하며 연소설비의 고효율 운전이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.However, as described above, in the case of supplying only the first and second fuels different from each other, when supplying only the flow rate as a reference, stable fuel supply is difficult during the switching time and high efficiency operation of the combustion facility is impossible.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제철공정에서 발생되는 부생가스 BFG와 LNG를 일정 방법으로 제조한 혼합가스인 BNG와 제철공정에서 발생되는 부생가스 COG를 교차 연소가 가능한 버너에 압력의 변동과 연소의 단절없이 연속 사용이 가능하도록 하여 버너의 효율을 향상시킬 수 있는 버너용 이종 연료 무단절 교체장치를 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problems, the pressure of the pressure to the burner capable of cross-burning the by-product gas BFG and LNG produced in the steelmaking process in a certain way BNG and by-product gas COG generated in the steelmaking process It is to provide a heterogeneous fuel uninterruptible replacement device for a burner that can improve the efficiency of the burner by allowing continuous use without interruption of fluctuation and combustion.
즉, 다종류 연료의 교대시 사용량 변동에 대비하여 압력변동이 일정 기준범위를 벗어나지 않아야 되며 설정 열량의 변동을 최소화 시켜야 한다는 사실에 착안하여 사용량 변동에도 사용측 연료배관의 압력을 일정하게 유지시켜 주기위하여 사용측 압력계와 연동시켜 교체 연료관의 조절변 개도를 조절하면 공급열량을 일정하게 유지하면서 안정적 연료절환이 가능하도록 하는 다종류 연료교차 절환시스템을 제공함에 그 목적이 있다.In other words, the pressure fluctuation should not deviate from a certain standard range in preparation for the fluctuation of the usage of multi-type fuels, and the fluctuation of the set caloric value should be minimized. The purpose of the present invention is to provide a multiple fuel crossover switching system that enables stable fuel switching while maintaining a constant heat supply by adjusting a control valve opening degree of a replacement fuel pipe in conjunction with a pressure gauge on the use side.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 서로 다른 종류의 연료를 버너에 공급하는 공급라인에 있어서, 제1연료와 제2연료를 공급하는 제1연료 공급관과 제2연료 공급관과, 상기 제1연료 공급관과 제2연료 공급관에 각각 연결된 연료 유량조절변과, 상기 제1연료 공급관과 제2연료 공급관을 통하여 공급되는 연료를 버너에 공급하는 주연료관과, 상기 주연료관에 설치된 연료 유량계와, 각각의 연료를 차단하는 차단변을 포함하여서 된 것이다.The present invention for achieving the above object is a supply line for supplying different types of fuel to the burner, the first fuel supply pipe and the second fuel supply pipe for supplying the first fuel and the second fuel, and the first fuel supply pipe And a fuel flow control valve connected to the second fuel supply pipe, the main fuel pipe for supplying fuel supplied through the first fuel supply pipe and the second fuel supply pipe to the burner, and a fuel flow meter installed in the main fuel pipe, respectively. It includes a shutoff valve to shut off the fuel.
본 발명은 여러 가지 연료를 버너에 교대로 공급하는 경우 연료의 절환시에도 연료의 차단없이 압력을 일정하게 유지하면서 연료의 절환이 가능하도록 유지하 여 연소로의 연료 단절이나 연소로의 비정상적인 온도저하, 온도상승 또는 불완전 연소 등을 방지할 수 있는 특유의 효과가 있다.According to the present invention, when various fuels are alternately supplied to a burner, the fuel can be switched while maintaining a constant pressure without shutting off the fuel even when the fuel is switched. There is a peculiar effect that can prevent temperature rise or incomplete combustion.
본 발명은 서로 다른 종류의 연료를 교대 연소시키기 위한 연료 절환 시스템의 특징적인 기술적 구성은, 웨베지수가 유사한 여러가지 연료를 교대로 사용하는 연소설비에서 있어서, 연료 주관에 압력지시계가 설치되고, 상기 연료주관으로 연결되는 제1연료공급 관과 제2연료공급 관에는 각각의 연료차단 변과 연료조절 변이 설치되며, 연료 주관의 압력계와 각 연료유량 조절변은 연료공급 제어컴퓨터에 연결되어 유량공급에 다른 압력콘트롤과 열량콘트롤이 설정된 압력과 열량에 따라 유량 조절변이 제어하도록 이루어진다.The present invention is characterized in that a fuel switching system for alternating combustion of different types of fuels is characterized in that, in a combustion facility in which various fuels with similar Weve indexes are alternately used, a pressure indicator is provided at a fuel main line, The first fuel supply pipe and the second fuel supply pipe, which are connected to the main pipe, are provided with respective fuel cutoff valves and fuel control valves. The pressure control and calorific control are made to control the flow control valve according to the set pressure and calorific value.
상기와 같은 본 발명의 연료 교대 연소시의 연료절환 시스템을 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings the fuel switching system at the time of fuel alternate combustion of the present invention as follows.
도 3은 본 발명에 의한 연료절환을 위한 제1연료와 제2연료 제어계통의 요지를 나타낸 구성도로서, 연료공급 제어계의 구성은 도 2와 동일하며 이하에서는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 핵심적인 부분만을 도 2와 차별하여 설명하기로 하고, 두 가지 연료를 교대로 사용하는 경우를 예로 들어 설명 한다.3 is a configuration diagram showing the gist of the first fuel and the second fuel control system for fuel switching according to the present invention, the configuration of the fuel supply control system is the same as FIG. 2 and the core for achieving the object of the present invention below Only a part of the description will be described differently from FIG. 2, and the case of using two fuels alternately will be described as an example.
먼저, 제1연료와 제2연료는 각각 제1연료 공급관(310)과 제2연료 공급관(320)에 연결되어 각각 연료 유량조절변(312, 322)과 연료 유량계(330) 및 각각의 연료를 차단하는 차단변(311,321)이 마련되어 있다.First, the first fuel and the second fuel are connected to the first
상기 연료유량 조절변(312,322)은 연료의 공급량 조절은 물론 차단기능이 가 능하다. The fuel
그리고 제1연료 공급관(310)과 제2연료 공급관(320)은 버너(250)에 연료를 공급하는 주연료관(370)에 통합 연결되어 있다.The first
제1연료 압력지시계(313)와 제2 연료 압력지시계(323)는 각각의 연료공급관에 연결되어 제1,2 연료유량 조절변(312,322)과 연소제어 컴퓨터에 연결되는 것으로서, 도 4a 내지 도 4c에 나타낸 제어 로직(Logic) 프로그램과 도 5에 나타낸 순서도에 따라 제어가 이루어진다.The first
또한 제1연료 공급관(310)과 제2연료 공급관(320)유량제어는 각각에 설치된 압력지시계(313,323)의 편차에 따라 수동(Manual)제어가 가능하며 또한 각각의 압력계를 하나로 통합되어 자동(Auto)제어가 가능하도록 구성 될 수도 있다.In addition, the flow rate control of the first
이하 같이 구성된 연료절환 시스템의 작동을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the fuel switching system configured as follows in detail as follows.
제1연료를 사용시에는 제2연료 유량 차단변(321)과 유량조절변(322)은 완전히 닫혀 있는 상태로서 제1연료의 유량은 통합유량계(330)에 의해 측정된다.When the first fuel is used, the second fuel
그리고 연료를 절환하여 제2연료를 사용하고자 할 때에는 제2연료 공급관(320)에 설치된 압력지시계(323)로 압력을 측정하면서 그 측정된 압력을 이용하여 압력지시계(323)의 압력이 통합유량계(330)에 설정된 압력을 추종하도록 제1연료 유량조절변(312)을 닫아주고 제2연료 유량조정변(322)을 열어준다. When the fuel is to be switched and the second fuel is used, the pressure of the
이때 설정된 압력은 예를 들어서 연료절환 전 정상연소 상태에서 제1연료 연소시의 압력과 동일하게 한다. 즉, 압력신호를 받아서 피드백 제어에 의해 제1연료와 제2연료의 유량을 조절하는 것이다.The set pressure at this time is, for example, the same as the pressure at the first fuel combustion in the normal combustion state before fuel switching. In other words, the flow rate of the first fuel and the second fuel is adjusted by receiving the pressure signal by feedback control.
제1연료가 완전히 차단될 때까지 압력을 조절하면서 제2연료를 증가시키는 조업 형태가 되며, 이후 제2연료조절변(322)이 일정한 압력 상태에서 연료를 공급하게되면 제1연료 유량조절변(312)이 완전히 닫히게 되고 이후 제1연료 유량차단변(311)을 닫게 된다.It is an operation mode to increase the second fuel while adjusting the pressure until the first fuel is completely shut off, and after the second
이후부터는 제2연료로 연소설비에 사용하게 된다. From now on, it will be used in the combustion equipment as the second fuel.
연소설비의 유량변동에 대해서는 도 2의 로직(Logic)의해 변동유량에 대해서 각 유량 콘트롤러(201, 201a)의 조절 신호에 따라 유량조절변(205)이 동작하게 되며 제2연료관의 압력 발신기(203)에서 수신된 신호와 압력콘트롤라(204)에 설정된 압력의 편차에 따라 유량조절변(201,201a)이 동작하여 유량과 압력을 제어한다.As for the flow rate fluctuation of the combustion equipment, the flow
이와 같은 과정을 통하여 연료를 절환하면 압력 조절 기능의 부여로 연료공급의 압력을 일정하게 유지하게 되며 웨이버지수가 같은 연료의 경우는 공급되는 열량이 동일하다. 따라서 단일 연료는 물론 서로 다른 종류의 제1, 제2 연료가 동시에 공급되는 경우에도 압력만 일정하면 유량은 변화하지만 공급열량은 일정하게 된다.When the fuel is switched through the above-described process, the pressure of the fuel supply is kept constant by the provision of the pressure regulating function, and in the case of the fuel having the same waiver index, the amount of heat supplied is the same. Therefore, even when a single fuel and different types of first and second fuels are supplied at the same time, if the pressure is constant, the flow rate changes but the amount of heat supplied is constant.
도 1은 일반적인 연료 공급 라인을 나타낸 개략도.1 is a schematic view showing a typical fuel supply line.
도 2는 종래의 이종 연료 공급라인을 나타낸 개략도.2 is a schematic view showing a conventional heterogeneous fuel supply line.
도 3은 본 발명에 따른 이종 연료 무단절 교체장치의 요부를 나타낸 개략도.Figure 3 is a schematic diagram showing the main part of the heterogeneous fuel interruption replacement device according to the present invention.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 이종 연료 무단절 교체 제어로직. 4a to 4c are heterogeneous fuel interruption replacement control logic according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 이종 연료 무단절 교체장치의 작동 순서도. Figure 5 is a flow chart of operation of the heterogeneous fuel interruption replacement device according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
250 : 버너 310 : 제1연료 공급관250: burner 310: first fuel supply pipe
311, 321 : 차단변 312, 322 : 연료 유량조절변311, 321:
313 : 제1연료 압력지시계 320 : 제2연료 공급관313: first fuel pressure indicator 320: second fuel supply pipe
323 : 제2 연료 압력지시계 330 : 연료 유량계323: second fuel pressure indicator 330: fuel flow meter
370 : 주연료관370: Main fuel pipe
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