KR20120033074A - Combusion type caloriemeter and method of combusion type calorie measurement - Google Patents

Combusion type caloriemeter and method of combusion type calorie measurement Download PDF

Info

Publication number
KR20120033074A
KR20120033074A KR1020100094672A KR20100094672A KR20120033074A KR 20120033074 A KR20120033074 A KR 20120033074A KR 1020100094672 A KR1020100094672 A KR 1020100094672A KR 20100094672 A KR20100094672 A KR 20100094672A KR 20120033074 A KR20120033074 A KR 20120033074A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
combustion
absorbent
branch pipe
measuring
Prior art date
Application number
KR1020100094672A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101193660B1 (en
Inventor
김인수
박병철
Original Assignee
현대제철 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대제철 주식회사 filed Critical 현대제철 주식회사
Priority to KR1020100094672A priority Critical patent/KR101193660B1/en
Publication of KR20120033074A publication Critical patent/KR20120033074A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101193660B1 publication Critical patent/KR101193660B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00Measuring quantity of heat
    • G01K17/04Calorimeters using compensation methods, i.e. where the absorbed or released quantity of heat to be measured is compensated by a measured quantity of heating or cooling
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K19/00Testing or calibrating calorimeters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/02Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/20Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
    • G01N25/22Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures
    • G01N25/24Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures using combustion tubes, e.g. for microanalysis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/20Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
    • G01N25/48Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on solution, sorption, or a chemical reaction not involving combustion or catalytic oxidation
    • G01N25/4873Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on solution, sorption, or a chemical reaction not involving combustion or catalytic oxidation for a flowing, e.g. gas sample

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

PURPOSE: A combustion type calorimeter and a combustion type calorimetric method are provided to enable accurate calculation by minimizing errors on energy efficiency calculation. CONSTITUTION: A combustion type calorimeter comprises a furnace(10), a main pipe(15), a branch pipe(30), a three way valve(33), a measuring unit(20), and a controller(40). A burner is included in the furnace. The main pipe injects the gas to the furnace. The branch pipe connects to both ends of an inlet and an outlet. The three way valve is formed in the inlet of the branch pipe. The measuring unit comprises a piezoelectric sensor. The controller measures the amount of moisture in gas by receiving the weight variation of the hygroscopic agent detected by the piezoelectric sensor.

Description

연소식 열량계 및 연소식 열량측정방법{Combusion type caloriemeter and method of combusion type calorie measurement}Combustion type caloriemeter and method of combusion type calorie measurement

본 발명은 연료에 포함된 수분의 양에 관계없이 정확한 열량을 측정할 수 있는 연소식 열량계 및 연소식 열량측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion calorimeter and a combustion calorimetry method capable of measuring an accurate amount of heat regardless of the amount of water contained in the fuel.

제철소에서는 용광로에서 발생하는 고로가스, 코크스 건류과정에서 발생하는 코크 오븐가스, 전로에서의 제련과정에서 발생하는 전로가스 등의 부생가스와 작업공정에 따라 LNG또는 LPG를 연료로 사용하고 있다. Steel mills use LNG or LPG as fuel depending on by-product gases such as blast furnace gas from blast furnace, coke oven gas from coke distillation process and converter gas from smelting process in converter.

이들 가스연료의 경우 대부분은 폐열을 이용한 레큐퍼레이터나 열교환기를 거쳐 고온으로 예열 후 연소기내로 유도되나 경우에 따라서는 예열없이 상온의 가스연료를 그대로 사용하기도 한다.Most of these gas fuels are preheated to high temperature through a recuperator or heat exchanger using waste heat and then introduced into the combustor.

본 발명의 목적은 연료에 포함된 수분의 양에 관계없이 정확한 열량을 측정할 수 있는 연소식 열량계 및 연소식 열량측정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a combustion calorimeter and a combustion calorimetry method capable of accurately measuring calories regardless of the amount of water contained in a fuel.

본 발명의 일측면에 따른 연소식 열량계는 버너를 포함하는 연소로; 상기 연소로로 가스가 주입되는 주배관; 입구와 출구 양단이 주배관에 연결된 지관; 상기 지관의 입구에 형성된 삼방밸브; 상기 지관 상에 부분적으로 충진된 흡습제와 상기 흡습제의 하부에 위치하여 흡습제의 중량 변화를 감지하는 압전센서를 포함하는 측정부 및 상기 압전센서로 부터 감지된 흡습제의 중량변화를 전송받아 가스내의 수분량을 측정하는 제어부를 포함한다.Combustion calorimeter according to an aspect of the present invention is a combustion furnace including a burner; A main pipe through which gas is injected into the combustion furnace; Branch pipes connected at both ends of the inlet and outlet to the main pipe; A three-way valve formed at the inlet of the branch pipe; A measurement part including a hygroscopic agent partially filled on the branch pipe and a piezoelectric sensor positioned below the hygroscopic and detecting a weight change of the hygroscopic agent; and receiving a weight change of the hygroscopic agent detected from the piezoelectric sensor to receive a moisture content in the gas. It includes a control unit for measuring.

상기 측정부는 상기 충진된 흡습제의 양단에 위치하여 흡습제를 고정하는 다공성부재를 더 포함할 수 있다.The measuring unit may further include a porous member positioned at both ends of the filled absorbent to fix the absorbent.

특히, 상기 측정부의 상기 다공성부재는 ABS계통 수지가 코팅된 것을 이용할 수 있다. In particular, the porous member of the measurement unit may be coated with ABS resin.

상기 측정부는 상기 흡습제의 상부에 제어부에 의해 개폐가능한 도어를 더 포함할 수 있으며, 상기 도어의 개방시 상기 흡습제를 건조시키는 히터를 더 포함할 수 있다. The measurement unit may further include a door that can be opened and closed by a control unit on an upper portion of the moisture absorbent, and may further include a heater to dry the moisture absorbent when the door is opened.

상기 지관상에서 상기 충진재 보다 상기 지관의 입구쪽에 위치하며, 상기 지관으로 유입되는 가스를 냉각시키는 냉각부를 더 포함할 수 있다.Located on the inlet side of the branch pipe than the filler on the branch pipe, it may further include a cooling unit for cooling the gas flowing into the branch pipe.

상기 냉각부는 냉각수를 이용하는 것을 특징으로 하며, 상기 제어부에 의해 상기 냉각수 공급이 제어될 수 있다. The cooling unit may use cooling water, and the cooling water supply may be controlled by the control unit.

상기 지관상에 열전대를 더 포함하고, 상기 열전대에서 감지한 온도가 기준온도보다 높은 경우 상기 제어부는 상기 냉각수를 냉각부에 공급할 수 있다. The thermocouple further includes a thermocouple on the branch pipe, and when the temperature detected by the thermocouple is higher than a reference temperature, the controller may supply the cooling water to the cooling unit.

상기 압전센서의 신호가 상기 제어부로 전달될 때 상기 신호를 증폭시키는 OP-AMP를 더 포함할 수 있다.The piezoelectric sensor may further include an OP-AMP that amplifies the signal when the signal is transmitted to the controller.

본 발명의 다른 측면에 따른 연소식 열량측정방법은 연소식 열량계의 주배관에 연결된 지관 상에 충진된 흡습제의 하단에 위치한 압전센서로 부터 초기 압력을 측정하는 단계; 상기 주배관에 유입되는 가스의 흐름을 상기 지관으로 변경하는 단계; 상기 흡습제에 기준시간 동안 가스를 통과시킨 후 연소로에서 가스의 연소 시 발열량을 측정하고, 가스흐름을 다시 상기 주배관으로 변경하는 단계; 상기 압전센서에서 상기 초기 압력 대비 압력변화량을 측정하고, 이를 기초로 상기 가스에 포함된 수분함량을 계산하는 단계; 및 상기 수분함량과 상기 측정열량을 출력하거나 상기 수분함량을 고려하여 상기 발열량의 보정한 값을 출력하는 단계를 포함한다.Combustion calorimetry method according to another aspect of the present invention comprises the steps of measuring the initial pressure from the piezoelectric sensor located at the bottom of the absorbent filled on the branch pipe connected to the main pipe of the combustion calorimeter; Changing the flow of gas flowing into the main pipe into the branch pipe; Passing a gas through the moisture absorbent for a reference time, measuring a calorific value during combustion of the gas in a combustion furnace, and changing a gas flow back into the main pipe; Measuring a pressure change relative to the initial pressure in the piezoelectric sensor and calculating a moisture content included in the gas based on the pressure change; And outputting the moisture content and the measured calorific value or correcting the calorific value in consideration of the moisture content.

상기 지관에 흐르는 가스의 온도를 측정하는 단계; 및 상기 측정온도가 기준온도보다 높은 경우 상기 가스를 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다.Measuring a temperature of a gas flowing in the branch pipe; And cooling the gas when the measurement temperature is higher than a reference temperature.

상기 지관으로 가스를 차단한 경우, 상기 흡습제의 상부를 개폐하는 도어를 개방하여 상기 흡습제를 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다.When the gas is blocked by the branch pipe, the method may further include drying the absorbent by opening a door that opens and closes the upper portion of the absorbent.

본 발명의 연소식 열량계는 에너지효율 산정의 기준점이 열량계에 따라 차이가 없어 정확한 공정의 제어가 가능하고, 에너지 효율계산에 있어서 오차를 최소화할 수 있어 정확한 계산이 가능하다.In the combustion calorimeter of the present invention, the reference point of the energy efficiency calculation does not differ depending on the calorimeter, so that accurate control of the process is possible, and the error can be minimized in the energy efficiency calculation so that accurate calculation is possible.

도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 연소식 열량계를 나타낸 개념도
도 2는 도 1의 연소식 열량계의 측정부를 나타낸 개념도
도 3은 본 발명의 다른 측면에 따른 연소식 열량측정방법을 나타낸 순서도.
1 is a conceptual diagram showing a combustion calorimeter according to an aspect of the present invention
FIG. 2 is a conceptual view illustrating a measuring unit of the combustion calorimeter of FIG. 1.
Figure 3 is a flow chart showing a combustion calorimetry method according to another aspect of the present invention.

이하에서는 도면을 중심으로 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일측면에 따른 연소식 열량계를 나타낸 개념도이고, 도 2는 도 1의 연소식 열량계의 측정부를 나타낸 개념도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면 연소로(10), 주배관(15), 측정부(20), 압전센서(21), 흡습제(23), 다공성부재(25), 도어(29), 지관(30), 열전대(31), 삼방밸브(33), 냉각부(35), 냉각수밸브(37), 제어부(40) 및 OP-AMP(45)가 도시되어 있다.1 is a conceptual diagram illustrating a combustion calorimeter according to an aspect of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a measurement unit of the combustion calorimeter of FIG. 1. 1 and 2, the combustion furnace 10, the main pipe 15, the measurement unit 20, the piezoelectric sensor 21, the moisture absorbent 23, the porous member 25, the door 29, and the branch pipe 30. ), A thermocouple 31, a three-way valve 33, a cooling unit 35, a coolant valve 37, a control unit 40 and an OP-AMP 45 are shown.

제철소에서는 연료의 공급이나 연소환경을 제어를 하기 위해 연료의 열량을 측정한다. 제철소에서 이용하는 열량계는 크게 두 가지가 있으며, 직접 가스연료를 연소시키는 방식의 연소식열량계나 표본가스를 자동으로 포집하여 가스크로미터를 이용한 열량계가 사용되고 있다.  In steel mills, the calorific value of fuel is measured to control the supply of fuel or the combustion environment. There are two types of calorimeters used in steel mills, and a calorimeter using a gas chromatograph is used to automatically collect a combustion calorimeter or a sample gas.

연소식열량계는 가스연료 내 수분이 많으면 많을 수록 연소에 방해가 되므로 연료가스 내 가연성분의 비율에 저위발열량을 곱해 열량을 산정하는 가스크로미터 방식의 열량계보다는 낮은 값을 나타내게 된다.Combustion calorimeter is more hampered in combustion as more moisture in the gas fuel is lower than the gas chromatographic calorimeter multiplying the ratio of the flammable components in the fuel gas by the low calorific value.

본 발명은 연료에 포함된 수분의 양에 관계없이 정확한 열량을 측정할 수 있는 연소식 열량계에 관한 것이다. The present invention relates to a combustion calorimeter capable of measuring an accurate calorific value regardless of the amount of water contained in the fuel.

연소로(10)는 연소식 열량계에서 열량을 측정하기 위해 가스를 직접 연소하기위한 공간이며, 버너에서 열을 가해 가스를 연소하고, 주배관(15)은 연소로(10)로 가스를 공급하는 통로이다.Combustion furnace 10 is a space for directly burning gas in order to measure calories in a combustion calorimeter, burns gas by applying heat from a burner, and main pipe 15 supplies a passage for supplying gas to the combustion furnace 10. to be.

지관(30)은 도 1에 도시된 바와 같이 입구와 출구 양단이 주배관(15)에 연결되어 주배관(15)을 통과하는 가스의 수분량을 측정하기 위해 가스를 우회시킨다. 주배관(15)과 연결된 지관(30)의 입구에 위치하는 삼방밸브(33)가 밸브를 여닫음으로써 주배관(15)으로 흐르던 가스의 흐름을 지관(30)으로 바꾼다.As illustrated in FIG. 1, the branch pipe 30 bypasses the gas to measure the moisture content of the gas passing through the main pipe 15 by connecting both ends of the inlet and the outlet to the main pipe 15. The three-way valve 33 located at the inlet of the branch pipe 30 connected to the main pipe 15 opens and closes the valve to change the flow of gas flowing into the main pipe 15 into the branch pipe 30.

측정부(20)는 가스에 포함된 수분량을 측정하는 장치로서 지관(30) 상에 위치하고 지관(30) 상 부분적으로 충진된 흡습제(23)와 흡습제(23)의 하부에 위치하여 흡습제(23)의 중량 변화를 감지하는 압전센서(21)를 포함한다.Measuring unit 20 is a device for measuring the amount of water contained in the gas is located on the branch pipe 30 and partially filled with the absorbent 23 and the absorbent 23 on the branch pipe 30, the absorbent (23) It includes a piezoelectric sensor 21 for detecting a weight change of the.

흡습제(23)는 실리카겔이나 염화칼슘과 같이 수분을 흡수하는 성질의 물질을 이용할 수 있고, 흡습제(23)에 흡수된 수분의 양이 증가하면 중력에 의해 흡습제(23)가 압전센서(21)를 누르는 힘이 커져 압전센서(21)의 측정 값이 변화되며 이를 통해 가스에 포함된 수분의 양을 측정할 수 있다. 수분량의 변화는 매우 미세하므로 압전센서(21)의 압력감지 신호를 증폭시키는 OP-AMP(45)를 통과시켜 신호의 크기를 증폭시킬 수 있다. OP-AMP(45)는 100배 내지 1000배 정도의 증폭기능을 갖는 것을 이용하면 된다.As the moisture absorbent 23, a substance having a property of absorbing moisture, such as silica gel or calcium chloride, may be used. When the amount of moisture absorbed by the moisture absorbent 23 increases, the moisture absorbent 23 presses the piezoelectric sensor 21 by gravity. As the force increases, the measurement value of the piezoelectric sensor 21 is changed, and thus the amount of moisture contained in the gas can be measured. Since the change in the amount of water is very minute, the size of the signal can be amplified by passing the OP-AMP 45 that amplifies the pressure sensing signal of the piezoelectric sensor 21. The OP-AMP 45 may use one having an amplifier performance of about 100 to 1000 times.

측정부(20)는 충진된 흡습제(23)가 압전센서(21) 위에서 벗어나지 않도록 흡습제(23)를 고정하기 위해 양단에 다공성부재(25)를 더 구비할 수 있다. 다공성 부재(25)는 흡습제(23)를 고정하면서도, 가스와 수증기가 통과할 수 있어야 하므로, 플레이트에 구멍이 형성되거나 매쉬구조의 부재를 이용할 수 있다. The measuring unit 20 may further include a porous member 25 at both ends to fix the absorbent 23 so that the filled absorbent 23 does not deviate from the piezoelectric sensor 21. The porous member 25 must be able to pass gas and water vapor while fixing the moisture absorbent 23, so that a hole is formed in the plate or a member having a mesh structure can be used.

이때 다공성부재(25)는 고온의 가스가 통과하므로 SS400 에폭시 코팅과 같이 ABS계통 수지가 코팅된 것을 이용하면 다공성부재(25)가 고온에서 변형되는 것을 방지할 수 있다. At this time, since the porous member 25 is a high-temperature gas passes through, it is possible to prevent the porous member 25 from being deformed at a high temperature by using an ABS-based resin coated, such as SS400 epoxy coating.

도어(29)는 흡습제(23)의 상부에 위치하며, 수분량을 측정하지 않아 지관으로 가스가 흐르지 않는 경우 도어(29)를 개방하여 흡습제(23)를 건조시킨다. 필요에 따라서는 증발이 빨리 이루어지도록 흡습제에 열을 가하는 히터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 흡습제(23)를 건조하지 않고 계속 사용하는 경우 흡습제(23)의 수분 흡수 능력이 한계치를 초과하게되어 측정이 부정확해질 수 있기 때문에 도어나 히터와 같이 건조 장비를 구비한다.The door 29 is positioned above the moisture absorbent 23, and when the gas does not flow to the branch pipe because the moisture content is not measured, the door 29 is opened to dry the moisture absorbent 23. If necessary, it may further include a heater (not shown) for applying heat to the moisture absorbent so as to evaporate quickly. If the moisture absorbent 23 is continued to be used without drying, the drying equipment is provided, such as a door or a heater, because the moisture absorbing ability of the moisture absorbent 23 may exceed the limit and the measurement may be inaccurate.

냉각부(35)는 지관의 입구 부근에 위치하여 지관을 흐르는 가스와 냉각수와의 열교환을 통해 가스의 온도를 낮춘다. 측정부(20)로 이동하는 가스의 정확한 수분량을 측정하기 위해서는 포화상태일 때 흡습제에 수분이 잘 포집되므로, 포화상태 또는 거의 그에 준하는 수준의 상태가 될 때까지 온도를 낮추어주는 역할을 한다.The cooling unit 35 is positioned near the inlet of the branch pipe to lower the temperature of the gas through heat exchange between the gas flowing through the branch pipe and the cooling water. In order to measure the precise moisture content of the gas moving to the measuring unit 20, the moisture is well collected in the absorbent when it is saturated, and thus serves to lower the temperature until the saturated or almost equivalent level.

냉각수밸브(37)는 냉각부(35)에 냉각수를 제공하는 역할을 하며, 냉각수밸브(37)의 개폐를 통해 냉각부(35)의 작동을 제어할 수 있다. 열전대(31)은 지관상에 위치하는 온도 측정장치로서, 열전대에서 감지한 온도가 기준온도보다 높은 경우 냉각부(35)가 작동하도록 제어할 수 있다. 기준온도란 가스의 수분이 포화 또는 그에 준하는 정도가 되는 온도를 의미며, 일 실시예로서 70℃를 설정하여 냉각시킬 수 있다.The cooling water valve 37 serves to provide cooling water to the cooling unit 35, and may control the operation of the cooling unit 35 through opening and closing of the cooling water valve 37. The thermocouple 31 is a temperature measuring device located on the branch pipe. When the temperature sensed by the thermocouple is higher than the reference temperature, the thermocouple 31 may be controlled to operate. The reference temperature means a temperature at which the water of the gas is saturated or equivalent, and may be cooled by setting 70 ° C. as an example.

제어부(40)는 상술한 도어(29), 열전대(31), 삼방밸브(33) 및 냉각수밸브(37)의 작동을 관장하는 장치로, 각 장치가 감지한 측정치를 전송받고 적절한 명령을 지시하여 연소식 열량계에서 가스의 수분을 측정하는 역할을 한다. The control unit 40 is a device that controls the operation of the door 29, the thermocouple 31, the three-way valve 33 and the coolant valve 37 described above, and receives the measured values detected by each device and instructs an appropriate command. It measures the moisture of the gas in the combustion calorimeter.

도 3은 본 발명의 다른 측면에 따른 연소식 열량측정방법을 나타낸 순서도 이다. 도 1 및 도 2의 도면을 참조하여 설명하도록 하며, 연소식 열량계의 설명과 중복되는 내용은 생략하도록 한다.3 is a flow chart showing a combustion calorimetry method according to another aspect of the present invention. Description will be made with reference to FIGS. 1 and 2, and descriptions overlapping descriptions of the combustion calorimeter will be omitted.

먼저, 연소식 열량계의 주배관(15)에 연결된 지관 상에 충진된 흡습제(23)의 하단에 위치한 압전센서(21)로 부터 초기 압력을 측정한다(S100). First, the initial pressure is measured from the piezoelectric sensor 21 located at the lower end of the absorbent 23 filled on the branch pipe connected to the main pipe 15 of the combustion calorimeter (S100).

다음으로, 주배관(15)에 유입되는 가스의 흐름을 지관으로 변경하여(S200), 흡습제(23)에 기준시간 동안 가스를 통과시킨 후 연소로에서 가스의 연소 시 발열량을 측정하고, 가스흐름을 다시 주배관(15)으로 변경하고(S300), 압전센서(21)에서 초기 압력 대비 압력변화량을 측정하고, 이를 기초로 가스에 포함된 수분함량을 계산한다(S400). 기준시간이란 흡습제가 수분을 흡수하기에 적절한 시간을 의미한다(예를 들면 약 1분).Next, by changing the flow of the gas flowing into the main pipe 15 to the branch pipe (S200), after passing the gas through the absorbent 23 for a reference time, the calorific value of the combustion of the gas in the combustion furnace is measured, and the gas flow Change to the main pipe 15 again (S300), the piezoelectric sensor 21 measures the pressure change relative to the initial pressure, and based on this calculates the water content contained in the gas (S400). Reference time means a time appropriate for the absorbent to absorb moisture (for example, about 1 minute).

정확한 수분량 측정을 위해 압력변화량을 측정하기(S300) 이전에 지관에 흐르는 가스 온도를 측정하여 기준온도보다 높으면(S230) 냉각기를 가동하여 가스를 기준온도까지 냉각시킨다(S260). 이때, 수분량은 반드시 완전히 포화상태일 필요는 없으나, 일정 수준 이상 포화상태가 될 수 있는 온도(예를 들면 약 70℃)를 설정하여 흡습제(23)에서 수분이 흡수될 수 있도록 한다. In order to measure the amount of pressure change to accurately measure the amount of water (S300), the gas temperature flowing through the branch pipe is measured to be higher than the reference temperature (S230) to operate the cooler to cool the gas to the reference temperature (S260). At this time, the amount of water does not necessarily need to be completely saturated, but by setting a temperature (for example, about 70 ° C.) that can be saturated over a predetermined level, the moisture can be absorbed by the absorbent 23.

수분함량과 상기 측정열량을 출력하거나 상기 수분함량을 고려하여 상기 측정열량의 보정한 값을 출력한다(S500). 지관으로 가스가 통과하지 않는 동안 도어(29)를 개방하고 히터(미도시)를 가동하여 흡습제(23)를 건조한다.The moisture content and the measured calorific value are output or the corrected value of the measured calorific value is output in consideration of the moisture content (S500). The door 29 is opened and a heater (not shown) is operated while the gas is not passing through the branch pipe to dry the moisture absorbent 23.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.

10: 연소로 15: 주배관
20: 측정부 21: 압전센서
23: 흡습제 25: 다공성부재
29: 도어 30: 지관
31: 열전대 33: 삼방밸브
35: 냉각부 37: 냉각수밸브
40: 제어부 45: OP-AMP
10: combustion furnace 15: main pipe
20: measuring unit 21: piezoelectric sensor
23: absorbent 25: porous member
29: door 30: branch pipe
31: thermocouple 33: three-way valve
35: cooling unit 37: cooling water valve
40: control unit 45: OP-AMP

Claims (12)

버너를 포함하는 연소로;
상기 연소로로 가스가 주입되는 주배관;
입구와 출구 양단이 주배관에 연결된 지관;
상기 지관의 입구에 형성된 삼방밸브;
상기 지관 상에 부분적으로 충진된 흡습제와 상기 흡습제의 하부에 위치하여 흡습제의 중량 변화를 감지하는 압전센서를 포함하는 측정부 및
상기 압전센서로 부터 감지된 흡습제의 중량변화를 전송받아 가스내의 수분량을 측정하는 제어부를 포함하는 연소식 열량계.
A combustion furnace comprising a burner;
A main pipe through which gas is injected into the combustion furnace;
Branch pipes connected at both ends of the inlet and outlet to the main pipe;
A three-way valve formed at the inlet of the branch pipe;
A measurement unit including a piezoelectric sensor partially positioned on the branch pipe and a piezoelectric sensor positioned below the absorbent to sense a weight change of the absorbent;
Combustion calorimeter comprising a control unit for measuring the moisture content in the gas by receiving the weight change of the absorbent sensed from the piezoelectric sensor.
제1항에 있어서,
상기 측정부는
상기 충진된 흡습제의 양단에 위치하여 흡습제를 고정하는 다공성부재를 더 포함하는 연소식 열량계.
The method of claim 1,
The measuring unit
Combustion calorimeter further comprises a porous member positioned at both ends of the filled absorbent to fix the absorbent.
제2항에 있어서,
상기 측정부는
상기 다공성부재는 ABS계통 수지가 코팅된 것을 특징으로 하는 연소식 열량계.
The method of claim 2,
The measuring unit
The porous member is a combustion calorimeter characterized in that the ABS-based resin is coated.
제1항에 있어서,
상기 측정부는
상기 흡습제의 상부에 제어부에 의해 개폐가능한 도어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소식 열량계.
The method of claim 1,
The measuring unit
Combustion calorimeter characterized in that it further comprises a door that can be opened and closed by a control unit on top of the moisture absorbent.
제4항에 있어서,
상기 도어의 개방시 상기 흡습제를 건조시키는 히터를 더 포함하는 연소식 열량계.
The method of claim 4, wherein
Combustion calorimeter further comprises a heater for drying the moisture absorbent when opening the door.
제1항에 있어서,
상기 지관상에서 상기 흡습제 보다 상기 지관의 입구쪽에 위치하며,
상기 지관으로 유입되는 가스를 냉각시키는 냉각부를 더 포함하는 연소식 열량계.
The method of claim 1,
Located on the inlet of the branch on the branch than the moisture absorbent,
Combustion calorimeter further comprises a cooling unit for cooling the gas flowing into the branch pipe.
제6항에 있어서,
상기 냉각부는 냉각수를 이용하는 것을 특징으로 하며,
상기 제어부에 의해 상기 냉각수 공급이 제어되는 것을 특징으로 하는 연소식 열량계.
The method of claim 6,
The cooling unit is characterized in that using the cooling water,
Combustion calorimeter, characterized in that the cooling water supply is controlled by the control unit.
제7항에 있어서,
상기 지관상에 열전대를 더 포함하고,
상기 열전대에서 감지한 온도가 기준온도보다 높은 경우
상기 제어부는 상기 냉각수를 냉각부에 공급하는 것을 특징으로 하는 연소식 열량계.
The method of claim 7, wherein
Further comprising a thermocouple on the branch pipe,
When the temperature detected by the thermocouple is higher than the reference temperature
The control unit is a combustion calorimeter characterized in that for supplying the cooling water to the cooling unit.
제1항에 있어서,
상기 압전센서의 신호가 상기 제어부로 전달될 때 상기 신호를 증폭시키는 OP-AMP를 더 포함하는 연소식 열량계.
The method of claim 1,
And a OP-AMP for amplifying the signal when the signal of the piezoelectric sensor is transmitted to the controller.
연소식 열량계의 주배관에 연결된 지관 상에 충진된 흡습제의 하단에 위치한 압전센서로 부터 초기 압력을 측정하는 단계;
상기 주배관에 유입되는 가스의 흐름을 상기 지관으로 변경하는 단계;
상기 흡습제에 기준시간 동안 가스를 통과시킨 후 연소로에서 가스의 연소 시 발열량을 측정하고, 가스흐름을 다시 상기 주배관으로 변경하는 단계;
상기 압전센서에서 상기 초기 압력 대비 압력변화량을 측정하고, 이를 기초로 상기 가스에 포함된 수분함량을 계산하는 단계; 및
상기 수분함량과 상기 측정열량을 출력하거나 상기 수분함량을 고려하여 상기 발열량의 보정한 값을 출력하는 단계를 포함하는 연소식 열량측정방법.
Measuring an initial pressure from a piezoelectric sensor located at a lower end of the absorbent filled on the branch pipe connected to the main pipe of the combustion calorimeter;
Changing the flow of gas flowing into the main pipe into the branch pipe;
Passing a gas through the moisture absorbent for a reference time, measuring a calorific value during combustion of the gas in a combustion furnace, and changing a gas flow back into the main pipe;
Measuring a pressure change relative to the initial pressure in the piezoelectric sensor and calculating a moisture content included in the gas based on the pressure change; And
And outputting the moisture content and the measured calorific value or outputting a corrected value of the calorific value in consideration of the moisture content.
제10항에 있어서,
상기 지관에 흐르는 가스의 온도를 측정하는 단계; 및
상기 측정온도가 기준온도보다 높은 경우 상기 가스를 냉각시키는 단계를 더 포함하는 연소식 열량측정방법.
The method of claim 10,
Measuring a temperature of a gas flowing in the branch pipe; And
And burning the gas when the measurement temperature is higher than a reference temperature.
제10항에 있어서,
상기 지관으로 가스를 차단한 경우,
상기 흡습제의 상부를 개폐하는 도어를 개방하여 상기 흡습제를 건조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소식 열량측정방법.
The method of claim 10,
When gas is blocked by the branch pipe,
Combustion calorimetry method characterized in that it further comprises the step of drying the moisture absorbent by opening a door for opening and closing the upper portion of the moisture absorbent.
KR1020100094672A 2010-09-29 2010-09-29 Combusion type caloriemeter and method of combusion type calorie measurement KR101193660B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100094672A KR101193660B1 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Combusion type caloriemeter and method of combusion type calorie measurement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100094672A KR101193660B1 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Combusion type caloriemeter and method of combusion type calorie measurement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120033074A true KR20120033074A (en) 2012-04-06
KR101193660B1 KR101193660B1 (en) 2012-10-26

Family

ID=46135975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100094672A KR101193660B1 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Combusion type caloriemeter and method of combusion type calorie measurement

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101193660B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105021317A (en) * 2015-07-20 2015-11-04 哈尔滨工业大学 Calibration type heat metering instrument
KR101602281B1 (en) * 2014-11-20 2016-03-10 한국에너지기술연구원 Duplex Calorimeter, Heat Supply System Having the Same, and Operating Method Thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100273097B1 (en) 1996-12-24 2000-12-01 이구택 Purification method of gas from treting steel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101602281B1 (en) * 2014-11-20 2016-03-10 한국에너지기술연구원 Duplex Calorimeter, Heat Supply System Having the Same, and Operating Method Thereof
CN105021317A (en) * 2015-07-20 2015-11-04 哈尔滨工业大学 Calibration type heat metering instrument
CN105021317B (en) * 2015-07-20 2017-05-10 哈尔滨工业大学 Calibration type heat metering instrument

Also Published As

Publication number Publication date
KR101193660B1 (en) 2012-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0498809B2 (en) combustion control
NL2004712C2 (en) Batch-wise operated retort using buffering of heat.
KR101671604B1 (en) Hygrometer and constant-temperature/constant-humidity chamber provided with same
JPS61140848A (en) Device for measuring amount of heat
KR101193660B1 (en) Combusion type caloriemeter and method of combusion type calorie measurement
Carlon et al. Experimental validation of a thermodynamic boiler model under steady state and dynamic conditions
JP6664194B2 (en) Coal heating prediction management system
Wang et al. A method for in-situ measurement of calorific value of coal: a numerical study
JP4225698B2 (en) Combustion equipment
CZ20022340A3 (en) Level control method of a system for moistening gaseous fuel and apparatus for making the same
JP2005274415A (en) Thermal analysis apparatus and its water vapor generating apparatus
JP6765798B2 (en) Calorimeter
JP4393302B2 (en) Method and apparatus for measuring calorific value of liquefied natural gas
KR20110001790A (en) Calcuation system of temperature for power boiler and method thereof
Gao et al. Measurement method and influencing factors of temperature and humidity of condensed flue gas based on in situ flue gas heat tracing
CN204536022U (en) The heat exchange of system, the proving installation of drag characteristic emulation is utilized for smoke discharging residual heat
JP6097197B2 (en) Calorimeter and calorie measuring method
CN207946257U (en) A kind of flue gas on-line analysis instrument sampler
JP2011237151A (en) Water supply control device and method
CN104729871A (en) Heat-exchange and resistance characteristic simulation testing device used for exhaust smoke waste heat utilizing system
JP2007192686A (en) Precision inspecting method of dew point meter and fuel cell evaluation device
KR100702144B1 (en) Apparatus and method for auto processing of boiler fuel consumption
CN108709653A (en) A kind of heating furnace board briquette detection method and terminal device
Butcher et al. Effect of Thermal Storage on the Performance of a Wood Pellet-Fired Residential Boiler
JP2020160077A (en) Calorimeter

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151019

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee