KR20140010703A - Oxygen enriched combustion apparatus and method of the same - Google Patents

Oxygen enriched combustion apparatus and method of the same Download PDF

Info

Publication number
KR20140010703A
KR20140010703A KR1020120077307A KR20120077307A KR20140010703A KR 20140010703 A KR20140010703 A KR 20140010703A KR 1020120077307 A KR1020120077307 A KR 1020120077307A KR 20120077307 A KR20120077307 A KR 20120077307A KR 20140010703 A KR20140010703 A KR 20140010703A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
oxygen
air
flame
supply
combustion
Prior art date
Application number
KR1020120077307A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101359089B1 (en
Inventor
오혁진
조한창
Original Assignee
주식회사 포스코
재단법인 포항산업과학연구원
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 주식회사 포스코, 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020120077307A priority Critical patent/KR101359089B1/en
Publication of KR20140010703A publication Critical patent/KR20140010703A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101359089B1 publication Critical patent/KR101359089B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F23C5/08—Disposition of burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/32—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid using a mixture of gaseous fuel and pure oxygen or oxygen-enriched air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/18—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Abstract

An apparatus and method for oxygen enriched combustion are disclosed. The oxygen enriched combustion apparatus according to an embodiment of the present invention comprises: a burner which includes an insulator around a flame generation unit, and generates a flame by burning air and fuel; an air supply unit which is connected to supply air to the burner; a fuel supply unit which is connected to supply fuel to the burner; and an oxygen supply unit which is connected to supply oxygen around a frame generated by burning the air and the fuel.

Description

산소부하 연소장치 및 방법 {OXYGEN ENRICHED COMBUSTION APPARATUS AND METHOD OF THE SAME}Oxygen Load Combustion Apparatus and Method {OXYGEN ENRICHED COMBUSTION APPARATUS AND METHOD OF THE SAME}

본 발명은 산소부하 연소장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기와 연료를 혼합하여 연소하는 연소장치에 산소를 공급하여 연소효율을 향상시키며, 오염물질의 발생을 줄일 수 있도록 한 산소부하 연소장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an oxygen-loaded combustion device, and more particularly, to an oxygen-loaded combustion device that supplies oxygen to a combustion device that mixes air and fuel to improve combustion efficiency, and reduces generation of pollutants. It is about a method.

일반적으로 연료의 연소시 산소를 필요로 하며, 이를 위해 연료를 산소를 포함하고 있는 공기와 혼합하여 연소하고 있다.In general, the combustion of the fuel requires oxygen, and for this purpose, the fuel is mixed with air containing oxygen for combustion.

이러한 공기연소기술에 산소를 추가하면 열효율을 향상시킬 수 있으며, 이와 같이 공기연소기술에 산소를 추가적으로 공급하는 기술을 산소부하 연소기술이라 하며, 일례로 산소를 별도의 라인을 통해 공급하는 기술로는 산소랜싱 기술이 대표적이다.The addition of oxygen to the air combustion technology can improve thermal efficiency, and thus, the technology of additionally supplying oxygen to the air combustion technology is called an oxygen load combustion technology. For example, a technology of supplying oxygen through a separate line Oxygen lancing technology is representative.

공기연소 및 산소부하연소를 겸용하는 연소장치는 산소부하율을 고정하거나 조정하면서 운용하게 되고, 이를 위해 다양한 방식으로 설계, 운용된다.Combustion apparatus that combines air combustion and oxygen load combustion is operated while fixing or adjusting the oxygen load rate, and is designed and operated in various ways for this purpose.

도 1의 (a)는 일반적인 공기연소장치로, 버너(10a)로 공기와 연료를 공급하여 연소함으로 소재를 승온하는 장치이다.Figure 1 (a) is a general air combustion device, a device for heating the material by supplying air and fuel to the burner (10a) by burning.

또한, 공기연소 중 고온의 연소로 온도 형성 또는 소재의 고속승온이 요구되는 경우, 도 1의 (b), (c)와 같이 산소부하율(산화제 중 산소의 비율)을 조절하는 연소장치가 사용된다.In addition, when high temperature combustion is required for high temperature combustion or high temperature rising of the material during air combustion, a combustion apparatus for adjusting the oxygen load rate (the ratio of oxygen in the oxidant) is used as shown in FIGS. 1B and 1C. .

도 1의 (b)는 혼합기(20)를 통해 공기와 산소를 예혼합한 후, 이를 버너(10b)로 공급하여 연료와 함께 연소시키는 장치로, 산소부하 연소장치로 널리 알려져 있다.1 (b) is a device for pre-mixing air and oxygen through the mixer 20, and then supplying it to the burner (10b) to burn together with the fuel, it is widely known as an oxygen load combustion device.

산소부하 연소장치는 혼합기에서 공기와 산소를 일정한 비율로 혼합하여 공급하므로 산소부하율을 항상 일정하게 유지할 수 있다.The oxygen load combustion apparatus mixes and supplies air and oxygen at a constant ratio in the mixer, so that the oxygen load ratio can be kept constant at all times.

도 1의 (c)는 공기와 산소의 예혼합하지 않고, 산소를 버너(10c)로 직접적으로 추가 공급하는 방법으로, 산소부하율 조정이 매우 용이한 방식으로, 산소랜싱장치가 대표적이다.FIG. 1 (c) is a method of directly supplying oxygen directly to the burner 10c without premixing air and oxygen, and an oxygen lancing device is typical in such a manner that the oxygen load rate adjustment is very easy.

한편, 도 1의 (d)는 공기 대신 산소를 산화제로 사용하는 방식으로, 버너(10d)에서 연료와 산소를 혼합하여 연소하는 방식의 순산소 연소장치이며, 연소장치의 제어 및 운용이 단순하고, 고온, 고효율의 연소가 가능한 장치이다. 그런데, 순산소연소장치는 연소과정에서 외부로부터 연소로 내부로 공기가 유입될 경우, 공기중의 질소가스가 산화제와 반응함에 따라 질소산화물(NOx)의 발생량이 급증하는 현상이 발생된다. 또한, 순산소연소장치는 산화제로 사용되는 산소의 제조비용이 높아 대용량 설비의 사용은 아직까지 경제성이 낮아 활용이 제한적이다.On the other hand, Figure 1 (d) is a method of using oxygen as an oxidant instead of air, a pure oxygen combustion device of the combustion by mixing the fuel and oxygen in the burner (10d), the control and operation of the combustion device is simple It is a device capable of high temperature, high efficiency combustion. However, in the oxy-fuel combustion apparatus, when air is introduced into the combustion furnace from the outside in the combustion process, the generation amount of nitrogen oxides (NOx) is rapidly increased as the nitrogen gas in the air reacts with the oxidizing agent. In addition, the oxy-fuel combustion apparatus has a high production cost of oxygen used as an oxidizing agent, so the use of a large-capacity facility is still economical, and thus its use is limited.

통상 질소산화물(NOx)의 발생은 연소온도에 비례하여 증가하는데, 대부분의 산소부하 연소장치는 산소를 화염에 직접적으로 분사하여 연료와 산소의 빠른 혼합을 발생시키고, 이로 인해 고온으로 연소되고 있어, 이에 따라 질소산화물(NOx)의 발생을 급증시킬 수 있다.In general, the generation of nitrogen oxides (NOx) increases in proportion to the combustion temperature, most of the oxygen-loaded combustion apparatus directly injects oxygen into the flame to generate a rapid mixing of fuel and oxygen, which is because of the high temperature combustion, As a result, generation of nitrogen oxides (NOx) can increase rapidly.

이에 따라 종래의 산소부하 연소장치는 질소산화물(NOx)의 발생을 저감시키면서 최적의 연소조건을 만족하기 위해서는 적용 대상에 따라 적절한 기술 및 연소방법을 결정하여, 그에 맞는 버너를 사용해야 한다.Accordingly, in order to satisfy the optimum combustion conditions while reducing the generation of nitrogen oxides (NOx), the conventional oxygen-loaded combustion apparatus needs to determine an appropriate technique and a combustion method according to the application, and use a burner according to the application.

그러나, 종래의 산소부하 연소장치는 공기연소, 산소부하연소, 순산소 연소에 사용되는 버너(10;10a, 10b, 10c, 10d)의 형태가 모두 달라 연소조건의 변경시 기존의 버너(10;10a, 10b, 10c, 10d)를 활용하기 어려운 제약이 있다.However, the conventional oxygen-loaded combustion apparatus is different in the form of the burners (10; 10a, 10b, 10c, 10d) used for air combustion, oxygen load combustion, oxy-fuel combustion, the existing burner (10) when changing the combustion conditions; 10a, 10b, 10c, and 10d) are difficult to utilize.

본 발명의 일 실시예는 공기연소 중 고온을 형성하거나 소재의 고속승온이 가능토록 하고, 생산성 향상 및 에너지를 절감하면서도, 질소산화물(NOx)의 발생을 저감시킬 수 있도록 하며, 기존의 공기연소버너를 활용할 수 있도록 구조를 개선한 산소부하 연소장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.One embodiment of the present invention is to form a high temperature of the air combustion or to enable a high temperature rise of the material, while improving the productivity and energy saving, to reduce the generation of nitrogen oxides (NOx), the existing air combustion burner An object of the present invention is to provide an oxygen-loaded combustion apparatus and method having an improved structure to utilize the same.

본 발명의 일 측면에 따른 산소부하 연소장치는 화염발생부의 주변부에 단열재가 마련되며, 공기와 연료를 연소하여 화염을 발생시키는 버너; 상기 버너로 공기를 공급하도록 연계된 공기공급부; 상기 버너로 연료를 공급하도록 연계된 연료공급부; 및 상기 공기와 연료의 연소로 인해 발생하는 화염의 주변부로 산소를 공급토록 연계된 산소공급부;를 포함한다.Oxygen load combustion apparatus according to an aspect of the present invention is provided with a heat insulating material on the periphery of the flame generator, a burner for generating a flame by burning air and fuel; An air supply unit connected to supply air to the burner; A fuel supply unit connected to supply fuel to the burner; And an oxygen supply unit connected to supply oxygen to a periphery of the flame generated by combustion of the air and the fuel.

여기서, 상기 산소공급부는 상기 단열재를 관통하여 제공되며, 상기 화염의 주변부로 산소를 공급토록 상기 화염발생부의 중심으로부터 이격되어 제공될 수 있다.Here, the oxygen supply unit may be provided through the insulation and spaced apart from the center of the flame generating unit to supply oxygen to the periphery of the flame.

또한, 상기 버너는 연소로의 벽체를 관통하여 제공되며, 상기 산소공급부는 상기 벽체를 관통하도록 제공되며, 상기 화염의 주변부로 산소를 공급토록 상기 화염발생부의 중심으로부터 이격되어 제공될 수 있다.In addition, the burner may be provided to penetrate the wall of the combustion furnace, the oxygen supply unit may be provided to penetrate the wall, and may be provided to be spaced apart from the center of the flame generator to supply oxygen to the periphery of the flame.

또한, 상기 산소공급부는 상기 버너의 일측을 관통하여 제공되며, 상기 화염의 주변부로 산소를 공급토록 상기 화염발생부의 중심으로부터 이격되어 제공될 수 있다.In addition, the oxygen supply unit is provided through one side of the burner, it may be provided spaced from the center of the flame generating unit to supply oxygen to the peripheral portion of the flame.

또한, 상기 산소공급부는 배관을 매개로 산소공급원과 연계되며, 동일원주상에 배치되는 적어도 하나의 산소분사노즐과, 상기 배관의 일측에 제공되어 산소의 공급을 조절하는 개폐조절부를 포함할 수 있다.The oxygen supply unit may be connected to an oxygen supply source via a pipe, and may include at least one oxygen injection nozzle disposed on the same circumference, and an opening and closing control unit provided at one side of the pipe to control the supply of oxygen. .

또한, 상기 산소분사노즐은 상기 화염의 주변부를 향해 경사지게 제공될 수 있다.In addition, the oxygen injection nozzle may be provided to be inclined toward the periphery of the flame.

또한, 상기 산소분사노즐의 단부에 제공되어 상기 화염의 주변부를 향해 경사지게 제공된 노즐팁을 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a nozzle tip provided at the end of the oxygen injection nozzle inclined toward the periphery of the flame.

또한, 상기 노즐팁은 상기 화염의 크기에 따라 경사진 각도가 다르게 형성된 다른 노즐팁으로 교체 가능하게 제공될 수 있다.In addition, the nozzle tip may be provided to be replaced with another nozzle tip is inclined angle differently according to the size of the flame.

또한, 상기 산소공급부는 산소의 미공급시 불활성가스를 공급하도록 연계되는 불활성가스 공급부를 더 포함할 수 있다.The oxygen supply unit may further include an inert gas supply unit connected to supply an inert gas when oxygen is not supplied.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 산소부하 연소방법은 공기와 연료를 연소하여 분위기 온도를 승온하는 공기연소단계; 상기 분위기의 온도가 미리 설정된 온도로 가열되도록 상기 공기연소단계에서 연소되고 있는 화염의 주변부로 산소를 공급하여 연소하는 산소랜싱 연소단계; 상기 공기연소단계와 상기 산소랜싱 연소단계에서 가열된 상기 분위기의 측정 온도와 미리 설정된 분위기 온도의 온도 차이를 판단하여, 공기 또는 산소량을 결정하는 공기/산소량 결정단계; 분위기 온도의 변화에 따라 연료공급량을 결정하는 연료공급 결정단계; 및 상기 공기/산소량 결정단계에서 결정된 공기/산소량과 상기 연료공급 결정단계에서 결정된 연료량으로 상기 분위기를 가열하도록 제어하는 연소제어단계;를 포함한다.On the other hand, the oxygen load combustion method according to another aspect of the present invention comprises the air combustion step of raising the ambient temperature by burning air and fuel; An oxygen lancing combustion step of supplying oxygen to the periphery of the flame being burned in the air combustion step so that the temperature of the atmosphere is heated to a preset temperature; An air / oxygen amount determination step of determining an air or oxygen amount by determining a temperature difference between a measurement temperature of the atmosphere heated in the air combustion step and the oxygen lancing combustion step and a preset atmosphere temperature; A fuel supply determining step of determining a fuel supply amount according to a change in the ambient temperature; And a combustion control step of controlling to heat the atmosphere with the air / oxygen amount determined in the air / oxygen amount determination step and the fuel amount determined in the fuel supply determination step.

여기서, 상기 산소랜싱 연소단계에서 산소가 공급되지 않을 경우, 불활성가스가 공급하도록 제어하는 불활성가스 공급단계를 더 포함할 수 있다.Here, when oxygen is not supplied in the oxygen lancing combustion step, it may further include an inert gas supply step of controlling to supply the inert gas.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 버너에서 공기와 연료를 혼합하여 연소되는 화염에 산소를 공급하도록 하여 공기연소 중 고온을 형성하거나 소재의 고속승온을 가능하게 하고, 이에 따라 생산성 향상 및 에너지 절감을 기대할 수 있다. 또한, 본 실시예는 적은 에너지를 소비하면서도 높은 열효율을 얻을 수 있어 에너지효율을 높일 수 있다. 또한, 본 실시예는 산소가 화염의 외곽으로 공급됨에 따라 고열 산화에 의한 질소산화물(NOx)의 발생을 저감할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, by mixing the air and fuel in the burner to supply oxygen to the flame to be burned to form a high temperature during air combustion or to enable a high temperature rise of the material, thereby improving productivity and energy saving You can expect In addition, the present embodiment can obtain a high thermal efficiency while consuming less energy can increase the energy efficiency. In addition, the present embodiment can reduce the generation of nitrogen oxides (NOx) due to high thermal oxidation as oxygen is supplied to the outside of the flame.

또한, 본 실시예는 기존의 공기연소버너를 활용하여 산소부하연소가 가능하므로, 기존 설비의 활용성을 향상시킬 수 있고, 적용대상이나 사용목적 등에 따라 적절한 연소조건 및 연소방법을 활용할 수 있어, 사용제한을 줄이고 활용성을 증가시킬 수 있다.In addition, the present embodiment can be used to burn the oxygen load by using the existing air combustion burner, it is possible to improve the utilization of the existing equipment, and to use the appropriate combustion conditions and combustion methods according to the application target or purpose of use, It can reduce usage limits and increase usability.

도 1의 (a) 내지 (d)는 일반적인 연소장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소부하 연소장치의 단면도 및 정면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 산소부하 연소장치의 단면도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산소부하 연소장치의 단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산소부하 연소장치의 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산소부하 연소장치의 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 산소부하 연소장치가 제공된 소재 가열장치를 간략하게 도시한 구성도.
도 8은 본 발명의 산소부하 연소방법을 도시한 순서도.1 (a) to (d) schematically show a general combustion device.
Figure 2 (a) and (b) is a cross-sectional view and front view of the oxygen load combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of the oxygen-loaded combustion apparatus according to another embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of the oxygen-loaded combustion apparatus according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of the oxygen-loaded combustion apparatus according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of the oxygen-loaded combustion apparatus according to another embodiment of the present invention.
7 is a schematic view showing a material heating apparatus provided with an oxygen-loaded combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a flow chart showing an oxygen load combustion method of the present invention.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The shape and the size of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity and the same elements are denoted by the same reference numerals in the drawings.

도 2의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소부하 연소장치의 단면도 및 정면도이다.2 (a) and 2 (b) are a cross-sectional view and a front view of an oxygen load combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 산소부하 연소장치(100)는 공기와 연료를 연소하여 화염(F)을 발생시키는 버너(110)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the oxygen load combustion device 100 according to the present embodiment may include a burner 110 that generates flame F by burning air and fuel.

이러한 버너(110)는 전방부에 화염(F)의 발생을 위한 화염발생부(114)가 마련되고, 내부에는 공기와 연료가 유입되는 유로가 구비된 버너 몸체(112)를 포함할 수 있다. 또한, 이 버너(110)는 화염(F)이 형성되는 화염발생부(114)의 주변부에 버너 몸체(112)를 열로부터 보호하기 위한 단열재(116)가 마련될 수 있다.The burner 110 may include a burner body 112 having a flame generating unit 114 for generating a flame F in the front portion, and having a flow path through which air and fuel are introduced. In addition, the burner 110 may be provided with a heat insulator 116 for protecting the burner body 112 from heat at the periphery of the flame generating unit 114, the flame (F) is formed.

이러한 버너(110)는 버너 몸체(112)의 일측으로 공기를 공급하기 위한 공기공급부(210)가 연계될 수 있고, 버너 몸체(112)의 다른 일측으로 연료를 공급하기 위한 연료공급부(230)가 연계될 수 있다.The burner 110 may be connected to the air supply unit 210 for supplying air to one side of the burner body 112, the fuel supply unit 230 for supplying fuel to the other side of the burner body 112 is Can be linked.

공기공급부(210)와 연료공급부(230)는 각각 공기공급원과 연료공급원과 배관(212, 232)을 매개로 연계될 수 있다.The air supply unit 210 and the fuel supply unit 230 may be linked with an air supply source, a fuel supply source, and pipes 212 and 232, respectively.

또한, 각각의 배관(212, 232)에는 공기의 공급량 또는 연료의 공급량을 제어하기 위한 공기 또는 연료 개폐조절부(214, 234)가 제공될 수 있다. 이러한 공기 또는 연료 개폐조절부(214, 234)는 제어부(300)에서 전달되는 개폐신호를 통해 개폐를 조절하는 공기 자동조절밸브 또는 연료 자동조절밸브를 포함할 수 있다. In addition, each of the pipes 212 and 232 may be provided with air or fuel opening and closing control unit 214 and 234 for controlling the supply amount of air or the supply amount of fuel. The air or fuel opening and closing control unit (214, 234) may include an air automatic control valve or fuel automatic control valve for controlling the opening and closing through the opening and closing signal transmitted from the control unit 300.

제어부(300)는 미리 설정된 조건에 따라 공기 공급량이나 연료 공급량을 조절할 수 있다.The controller 300 may adjust the air supply amount or the fuel supply amount according to a preset condition.

더불어, 본 실시예에서 공기 또는 연료 개폐조절부(214, 234)는 작업자에 의해 수동으로 작동되는 공기 수동조절밸브 또는 연료 수동조절밸브를 포함할 수 있다.In addition, the air or fuel opening and closing control unit 214, 234 in the present embodiment may include a manual air control valve or a manual fuel control valve that is manually operated by the operator.

본 실시예에서 버너(110)는 공기연소방식의 버너(110)로, 공기와 연료를 공급하는 방식이 한정되지 않으며, 다양한 방식으로 적용될 수 있다.In this embodiment, the burner 110 is a burner 110 of an air combustion method, and is not limited to a method of supplying air and fuel, and may be applied in various ways.

일례로, 버너(110)의 내부에 공기와 연료가 예혼합될 수 있는 공간이 형성될 수 있으며, 이에 따라 공기와 연료가 예혼합된 상태로 분사되며 연소될 수 있다. 또한, 버너(110)는 공기와 연료가 분리된 상태에서 분사될 수 있으며, 분사와 동시에 혼합되며 연소되는 것도 가능하다.For example, a space in which the air and fuel may be premixed may be formed in the burner 110, and thus the air and fuel may be injected and combusted in a premixed state. In addition, the burner 110 may be injected in a state where air and fuel are separated, and may be mixed and combusted at the same time as the injection.

한편, 본 실시예의 산소부하 연소장치(100)는 버너(110)에서 공기와 연료의 연소로 인해 발생하는 화염의 주변부(F1)로 산화제인 산소를 공급토록 연계된 산소공급부(250)를 포함할 수 있다.On the other hand, the oxygen-loaded combustion apparatus 100 of the present embodiment may include an oxygen supply unit 250 connected to supply oxygen as an oxidant to the peripheral portion (F1) of the flame generated by the combustion of air and fuel in the burner 110. Can be.

여기서, 화염의 주변부(F1)는 화염(F)의 중심으로부터 원주방향의 외측인 화염 둘레만을 의미하지 않으며, 화염의 중심축선상에서 화염의 끝부분으로 갈수록 열기가 낮아지는 부분의 어느 한 지점을 의미하는 것도 가능하다.Here, the peripheral portion (F1) of the flame does not mean only the circumference of the flame circumferentially outward from the center of the flame (F), it means any point of the portion where the heat is lowered toward the end of the flame on the central axis of the flame It is also possible.

본 실시예에서 산소공급부(250)는 버너 몸체(112)를 보호토록 제공된 단열재(116)를 관통하도록 제공될 수 있다. 이러한 산소공급부(250)는 버너(110)에서 공기와 연료의 연소에 의해 발생되는 화염의 주변부(F1)로 산소를 공급하기 위해 화염발생부(114)의 중심으로부터 이격될 수 있다.In this embodiment, the oxygen supply unit 250 may be provided to penetrate the insulation 116 provided to protect the burner body 112. The oxygen supply unit 250 may be spaced apart from the center of the flame generator 114 to supply oxygen to the peripheral portion (F1) of the flame generated by the combustion of air and fuel in the burner (110).

즉, 본 실시예에서 버너(110)는 연료와 공기가 분사되며 화염발생부(114)에서 화염(F)을 형성하게 되고, 산소공급부(250)는 화염발생부(114)로부터 소정 거리 이격된 상태에서 산소를 화염의 주변부(F1)로 공급토록 제공될 수 있다.That is, in this embodiment, the burner 110 is injected with fuel and air to form a flame (F) in the flame generating unit 114, the oxygen supply unit 250 is spaced a predetermined distance from the flame generating unit 114 May be provided to supply oxygen to the periphery F1 of the flame.

이를 위해, 산소공급부(250)는 산소가 저장된 산소공급원과, 단열재(116)에 동일원주상으로 배치되는 적어도 하나의 산소분사노즐(256)을 포함하며, 산소분사노즐(256)은 배관(252)을 매개로 산소공급원과 연계될 수 있다.To this end, the oxygen supply unit 250 includes an oxygen supply source in which oxygen is stored, and at least one oxygen injection nozzle 256 arranged in the same column on the heat insulating material 116, and the oxygen injection nozzle 256 includes a pipe 252. Can be linked to an oxygen source.

또한, 산소공급원은 내부 압력차를 이용하여 산소를 분사토록 제공될 수 있으며, 바람직하게는 산소공급원 또는 배관(252)의 일측에는 산소를 이송하기 위한 팬 또는 블로워가 연계될 수 있다.In addition, the oxygen supply source may be provided to inject oxygen using an internal pressure difference, and preferably, a fan or blower for transferring oxygen may be connected to one side of the oxygen supply source or the pipe 252.

또한, 산소공급부(250)는 산소공급원에 저장된 산소가 배관(252)을 통해 산소분사노즐(256)로 공급되고, 산소분사노즐(256)은 산소를 화염의 주변부(F1)로 공급하여 산소부하 연소가 이루어지도록 할 수 있다.In addition, the oxygen supply unit 250 supplies oxygen stored in the oxygen supply source to the oxygen spray nozzle 256 through the pipe 252, and the oxygen spray nozzle 256 supplies oxygen to the peripheral portion F1 of the flame to load the oxygen. Can be burned.

본 실시예에서 산소분사노즐(256)은 2개로 제공될 수 있으며, 이때 각 산소분사노즐(256)은 화염분사부(114)의 축을 중심으로 서로 대칭으로 배치될 수 있다. 바람직하게는 산소분사노즐(256)은 화염(F)이 향하고자 하는 방향의 하부측에서 중심선을 기준으로 서로 대칭으로 배치될 수 있다. 이에 따라 화염(F)의 발생시 화염분사구(114)의 하부로부터 분사되는 산소에 의해 화염(F)이 상향으로 경사지게 발생할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예는 산소분사노즐(256)의 배치 형태에 따라 화염의 방향을 제어할 수 있다.In the present embodiment, the oxygen spray nozzles 256 may be provided in two, and each oxygen spray nozzle 256 may be symmetrically disposed with respect to the axis of the flame spray unit 114. Preferably, the oxygen injection nozzles 256 may be disposed symmetrically with respect to the center line on the lower side of the direction in which the flame F is to be directed. Accordingly, when the flame F is generated, the flame F may be inclined upward by the oxygen injected from the lower portion of the flame spray port 114. As described above, according to the present embodiment, the direction of the flame can be controlled according to the arrangement form of the oxygen injection nozzle 256.

또한, 산소공급부(250)는 화염의 주변부(F1)로 공급되는 산소량을 조절하기 위해 배관(252)의 일측에 제공된 산소 개폐조절부(254)를 포함할 수 있다.In addition, the oxygen supply unit 250 may include an oxygen opening and closing control unit 254 provided on one side of the pipe 252 to adjust the amount of oxygen supplied to the peripheral portion F1 of the flame.

여기서, 산소 개폐조절부(254)는 제어부(300)에 의해 제어되는 산소 자동조절밸브 또는 작업자에 의해 수동으로 조작되는 산소 수동조절밸브를 포함할 수 있다.Here, the oxygen opening and closing control unit 254 may include an oxygen automatic control valve controlled by the control unit 300 or an oxygen manual control valve manually operated by an operator.

본 실시예에서 제어부(300)는 공기 자동조절밸브(214) 및 연료 자동조절밸브(234)의 작동을 함께 제어할 수 있으며, 공기 자동조절밸브(214)와 연료 자동조절밸브(234)의 작동에 연계하여 산소 자동조절밸브(254)의 개폐를 제어하여 연료의 소비량이나 승온속도 등을 조절할 수 있다.In this embodiment, the control unit 300 may control the operation of the air automatic control valve 214 and the fuel automatic control valve 234 together, the operation of the air automatic control valve 214 and the fuel automatic control valve 234 By controlling the opening and closing of the oxygen automatic control valve 254 in conjunction with the fuel consumption or temperature increase rate can be adjusted.

이를 위해, 본 실시예에서 연소로에는 분위기 온도를 측정하여 제어부(300)로 전달하기 위한 온도센서가 구비될 수 있다.To this end, in the present embodiment, the combustion furnace may be provided with a temperature sensor for measuring the ambient temperature and transmitting it to the control unit 300.

즉, 본 실시예에서 제어부(300)는 공기와 연료의 연소로 인해 연소로 내부온도의 승온시, 온도센서에서 분위기 온도가 측정되고, 이와 같이 측정된 온도정보가 제어부로 전달됨에 따라 제어부는 연소로 내부 온도를 판단할 수 있다.That is, in the present embodiment, the control unit 300 is the combustion temperature of the combustion furnace due to the combustion of air and fuel, the ambient temperature is measured by the temperature sensor, the measured temperature information is transmitted to the control unit as the control unit is burned You can determine the internal temperature.

또한, 제어부는 승온조건에 따라 산소공급부의 작동을 제어하여 산소를 공급할 수 있으며, 이와 같이 공급되는 산소로 인해 승온되는 연소로 내부의 분위기 온도가 온도센서에 의해 측정된 후, 제어부로 전달될 수 있다.In addition, the control unit may supply oxygen by controlling the operation of the oxygen supply unit according to the temperature rising condition, and after the atmosphere temperature inside the combustion furnace heated by the oxygen supplied in this way is measured by the temperature sensor, it may be transferred to the control unit. have.

제어부는 온도센서에서 전달되는 정보를 이용하여 분위기 온도의 실제 온도를 판단할 수 있고, 이에 따라 미리 설정된 온도조건으로 분위기 온도를 가열하기 위해, 공기 자동조절밸브(214) 및 연료 자동조절밸브(234)의 작동을 제어하여 공기 및 산소의 공급량을 결정하여 공급할 수 있으며, 분위기 온도의 변화에 따라 공급되는 연료량을 결정할 수 있다.The controller may determine the actual temperature of the atmosphere temperature by using the information transmitted from the temperature sensor, and accordingly, in order to heat the atmosphere temperature to a preset temperature condition, the air automatic control valve 214 and the fuel automatic control valve 234 By controlling the operation of), the supply amount of air and oxygen can be determined and supplied, and the amount of fuel supplied can be determined according to the change of the ambient temperature.

이와 같이, 제어부(300)는 공기 자동조절밸브(214)와, 연료 자동조절밸브(234) 및 산소 자동조절밸브(254)의 작동을 연계하여 조절함으로써, 최적의 연료에너지 효율을 얻을 수 있으며, 질소산화물(NOx)의 발생량을 저감시킬 수 있고, 승온속도의 조절 및 에너지 절감이나, 생산성 향상을 기대할 수 있다.As such, the control unit 300 controls the operation of the air automatic control valve 214, the fuel automatic control valve 234 and the oxygen automatic control valve 254 in conjunction with each other, thereby obtaining an optimum fuel energy efficiency. The generation amount of nitrogen oxides (NOx) can be reduced, control of the temperature increase rate, energy saving, and productivity improvement can be expected.

또한, 본 실시예에서 산소공급부(250)는 산소의 공급이 이루어지지 않을 경우, 즉 공기와 연료만으로 연소가 이루어지는 경우, 화염의 열기에 의해 산소분사노즐(326)이 손상되지 않도록 질소 또는 아르곤 등의 불활성 가스가 공급될 수 있다.
In addition, in the present embodiment, when the oxygen supply unit 250 does not supply oxygen, that is, when combustion is performed using only air and fuel, nitrogen or argon may not damage the oxygen injection nozzle 326 by heat of flame. Inert gas of can be supplied.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 산소부하 연소장치(100)의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the oxygen-loaded combustion apparatus 100 according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 본 실시예에서 산소공급부(250)는 공기공급부(210) 및 연료공급부(230)에서 공급되는 공기와 연료의 연소로 인한 화염(F)의 크기가 작은 경우, 산소를 화염의 주변부(F1)로 공급할 수 없으며, 이를 위해 산소공급부(250)는 산소분사노즐(256)의 단부에 화염의 주변부(F1)를 향해 경사지게 제공된 노즐팁(258)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, in the present embodiment, the oxygen supply unit 250 flames oxygen when the size of the flame F due to combustion of air and fuel supplied from the air supply unit 210 and the fuel supply unit 230 is small. It may not be supplied to the peripheral portion (F1) of, for this purpose oxygen supply unit 250 may include a nozzle tip 258 provided at the end of the oxygen injection nozzle 256 inclined toward the peripheral portion (F1) of the flame.

여기서, 노즐팁(258)은 산소분사노즐(256)에서 분사되는 산소를 경사지게 분사함으로써, 산소가 화염의 주변부(F1)를 향해 공급되도록 할 수 있다.Here, the nozzle tip 258 may be inclined to spray the oxygen injected from the oxygen injection nozzle 256, so that the oxygen is supplied toward the peripheral portion (F1) of the flame.

이러한 노즐팁(258)은 교체 가능하게 제공된 것으로, 각각의 노즐팁(258)은 경사진 각도가 다르게 제공될 수 있다. 따라서, 노즐팁(258)은 화염의 크기에 따라 경사진 각도가 다르게 형성된 다른 노즐팁(258)으로 교체하여 산소의 공급방향이 화염의 주변부(F1)를 향하도록 조절할 수 있다.These nozzle tips 258 are provided as replaceable, each nozzle tip 258 may be provided with a different inclined angle. Accordingly, the nozzle tip 258 may be replaced with another nozzle tip 258 having an inclined angle differently according to the size of the flame so that the supply direction of oxygen may be directed toward the periphery F1 of the flame.

이를 위해, 노즐팁(258)은 산소분사노즐(256)의 단부에 끼워질 수 있도록 직경을 갖는 연결부(258a)를 포함할 수 있다. 노즐팁(258)은 연결부(258A)가 산소분사노즐(256)의 단부에 나선결합 또는 체결부재 등에 의해 결합유지될 수 있다.To this end, the nozzle tip 258 may include a connecting portion 258a having a diameter so that the nozzle tip 258 may be fitted to the end of the oxygen injection nozzle 256. The nozzle tip 258 may be coupled and held by the coupling part 258A to the end of the oxygen injection nozzle 256 by a spiral coupling or a fastening member.

또한, 본 실시예에서 산소공급부(250)는 산소분사노즐(256)의 노즐팁(258)이 경사진 것으로 설명하고 있으나, 산소분사노즐(256)의 구성은 한정되지 않으며 다양한 형태로 변형될 수 있다.In addition, in the present embodiment, the oxygen supply unit 250 is described as the nozzle tip 258 of the oxygen injection nozzle 256 is inclined, but the configuration of the oxygen injection nozzle 256 is not limited and may be modified in various forms. have.

또한, 본 실시예에서 산소분사노즐(256)은 노즐끝부분은 산소의 분사시 유동성의 향상을 위해 산소분사노즐(256)의 단면출구가 산소분사노즐(256)의 축선상과 직교하도록 제공될 수 있으며, 이때 노즐끝부분까지 단열재(116)로 감싸지는 것이 바람직하며, 이에 따라 화염(F)의 열기에 노출됨에 따라 발생하는 노즐끝부분의 열화손상을 방지할 수 있다. In addition, in the present embodiment, the oxygen injection nozzle 256 may be provided such that the nozzle end thereof has a cross-section outlet of the oxygen injection nozzle 256 perpendicular to the axis line of the oxygen injection nozzle 256 in order to improve fluidity during injection of oxygen. In this case, it is preferable that the nozzle tip is wrapped with the heat insulator 116, thereby preventing deterioration of the nozzle tip caused by exposure to the heat of the flame (F).

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 산소부하 연소장치(100)의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the oxygen-loaded combustion apparatus 100 according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 산소공급부(1250)는 버너 몸체(112)의 화염발생구(114)에서 발생되는 화염이 클 경우, 버너 몸체(112) 또는 단열재(116)에 제공시, 화염의 주변부(F1)로 산소를 공급하기 어려울 수 있다.Referring to FIG. 4, when the flame generated from the flame generating port 114 of the burner body 112 is large, the oxygen supply unit 1250 is provided to the burner body 112 or the heat insulator 116, and the peripheral portion of the flame ( It may be difficult to supply oxygen to F1).

본 실시예에서, 화염의 크기가 클 경우, 산소분사노즐(1256)은 연소로의 벽체(102)에 관통하도록 제공될 수 있다. 또한, 산소분사노즐(1256)은 벽체(102)를 관통한 항태에서 화염의 주변부(F1)로 산소를 공급토록 화염발생부(114)의 중심으로부터 이격될 수 있다.In the present embodiment, when the size of the flame is large, the oxygen injection nozzle 1256 may be provided to penetrate the wall 102 of the furnace. In addition, the oxygen injection nozzle 1256 may be spaced apart from the center of the flame generator 114 to supply oxygen to the peripheral portion (F1) of the flame in the condition passing through the wall (102).

이때, 산소분사노즐(1256)은 벽체(102)에서 버너 몸체(112)의 중심축과 평행한 축선상에 배치될 수 있다. 또한, 산소분사노즐(1256)의 단부에 산소의 공급방향을 조절하기 위해 경사진 노즐팁을 장착 하는 것도 가능하다.
In this case, the oxygen injection nozzle 1256 may be disposed on an axis parallel to the central axis of the burner body 112 in the wall 102. In addition, it is also possible to mount an inclined nozzle tip to adjust the supply direction of oxygen at the end of the oxygen injection nozzle (1256).

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산소부하 연소장치(100)의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the oxygen-loaded combustion apparatus 100 according to another embodiment of the present invention.

일례로, 도 5를 참고하면, 본 실시예에서 산소공급부(2250, 2250')에 제공된 산소분사노즐(2256, 2256')은 화염의 주변부(F1)를 향해 경사지게 제공될 수 있다.For example, referring to FIG. 5, in this embodiment, the oxygen injection nozzles 2256 and 2256 'provided to the oxygen supply units 2250 and 2250' may be provided to be inclined toward the periphery F1 of the flame.

즉, 산소분사노즐(2256, 2256')은 버너(110)나, 도 5의 (a)와 같이 단열재(116) 또는 도 5의 (b)와 같이 연소로의 벽체(102)에 제공될 수 있으며, 이때 산소분사노즐(2256, 2256')이 화염의 주변부(F1)를 향해 경사지게 제공될 수 있다.That is, the oxygen injection nozzles 2256 and 2256 'may be provided to the burner 110 or the heat insulator 116 as shown in FIG. 5A or the wall 102 of the combustion furnace as shown in FIG. 5B. In this case, the oxygen injection nozzles 2256 and 2256 'may be provided to be inclined toward the periphery F1 of the flame.

또한, 산소분사노즐(2256, 2256')은 버너 몸체(112)의 화염발생구에서 발생되는 화염의 크기에 따라 다른 각도를 갖도록 제공될 수 있다.
In addition, the oxygen injection nozzles 2256 and 2256 'may be provided to have different angles according to the size of the flame generated at the flame generating port of the burner body 112.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 산소부하 연소장치(100)의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of the oxygen-loaded combustion apparatus 100 according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참고하면, 산소공급부(3250)의 산소분사노즐(3256)은 버너 몸체(112)를 관통하도록 제공될 수 있다. 즉, 화염발생부(114)에서 발생하는 화염(F)의 크기가 작은 경우, 산소분사노즐(3256)은 버너 몸체(112)의 일측을 관통하여 제공되며, 화염발생부(114)의 중심으로부터 이격되어 제공됨에 따라 화염의 주변부(F1)로 산소를 공급하는 것도 가능하다.
Referring to FIG. 6, the oxygen injection nozzle 3256 of the oxygen supply unit 3250 may be provided to penetrate the burner body 112. That is, when the size of the flame (F) generated in the flame generating unit 114 is small, the oxygen injection nozzle 3256 is provided through one side of the burner body 112, from the center of the flame generating unit 114 As spaced apart, it is also possible to supply oxygen to the periphery F1 of the flame.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 산소부하 연소장치(100)가 제공된 소재 가열장치를 간략하게 도시한 구성도이다.7 is a schematic view showing a material heating apparatus provided with an oxygen-loaded combustion apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

한편, 전술된 산소부하 연소장치(100)는 장입대(2), 예열대(3), 가열대(4) 및 균열대(5)를 포함하는 분위기 가열을 이용한 소재 가열장치(1)에 적용될 수 있다.On the other hand, the oxygen-loaded combustion device 100 described above can be applied to the material heating device 1 using the atmosphere heating including the charging table 2, the preheating table 3, the heating table 4 and the cracking table (5). have.

일례로, 산소부하 연소장치(100)는 소재 가열장치(1)의 가열대(4)의 입구측 하부 또는 출구측 상, 하부 또는 균열대(5)의 입구측 상부 등에 적용되어 내부 분위기를 가열하도록 제공될 수 있다.In one example, the oxygen-loaded combustion apparatus 100 is applied to the lower part of the inlet side or the outlet side of the heating table 4 of the material heating device 1, the lower part, or the upper part of the inlet side of the cracking table 5 to heat the internal atmosphere. Can be provided.

본 실시예에서 산소부하 연소장치(100)는 소재 가열장치(1)에 제공되는 것으로 설명하고 있으나, 산소부하 연소장치(100)의 설치 장소 등은 한정되지 않으며, 다양한 설비에 활용될 수 있다.
In the present embodiment, the oxygen-loaded combustion device 100 is described as being provided to the material heating device 1, but the installation place of the oxygen-loaded combustion device 100 is not limited, and may be utilized in various facilities.

전술된 바와 같이 구성된 산소부하 연소장치(100)는 산소부하 연소방법을 이용하여 분위기 가열할 수 있다. 도 8은 본 발명의 산소부하 연소방법을 도시한 순서도이다.The oxygen-loaded combustion apparatus 100 configured as described above may be heated in the atmosphere by using the oxygen-loaded combustion method. 8 is a flowchart illustrating an oxygen load combustion method of the present invention.

본 실시예의 산소부하 연소방법은 소재의 가열조건 등에 따라 가열하고자하는 분위기 온도를 미리 설정한다(S11 참조).In the oxygen load combustion method of this embodiment, the atmosphere temperature to be heated is set in advance according to the heating conditions of the material (see S11).

이와 같이, 분위기 온도가 설정되면, 분위기를 가열하는 공기연소단계가 진행될 수 있다(S12 참조).As such, when the atmosphere temperature is set, the air combustion step of heating the atmosphere may proceed (see S12).

공기연소단계는 공기와 연료를 분사하고, 이를 연소시켜 분위기 온도를 가열하는 단계이다.The air combustion step is a step of injecting air and fuel, and burning it to heat the atmosphere temperature.

한편, 공기연소단계는 가열하고자 하는 분위기 온도에 한계가 있으며, 이에 따라 분위기 온도가 미리 설정된 온도에 도달하지 못할 수 있으며, 이에 따라 분위기 온도가 미리 설정된 온도로 가열하기 위해 분위기 온도를 높이는 산소랜싱 연소단계가 진행될 수 있다(S13 참조).On the other hand, the air combustion step has a limit on the atmosphere temperature to be heated, and thus the atmosphere temperature may not reach the preset temperature, and thus the oxygen lancing combustion that raises the atmosphere temperature to heat the atmosphere temperature to the preset temperature. The step may proceed (see S13).

산소랜싱 연소단계는 공기연소단계에서 연소되고 있는 화염의 주변부로 산소를 공급하여 연소하는 단계로, 분위기에 산소부하를 증가시킴에 따라 가열온도 및 열에너지 효율을 높일 수 있다.Oxygen lancing combustion step is the step of supplying oxygen to the surrounding portion of the flame that is burned in the air combustion step to burn, increasing the oxygen load in the atmosphere can increase the heating temperature and thermal energy efficiency.

이때, 산소랜싱 연소단계는 산소의 공급시 화염의 주변부로 공급되도록 하여 화염온도의 고온상승으로 인한 질소산화물(NOx)의 발생을 저감할 수 있다.At this time, the oxygen lancing combustion step may be supplied to the peripheral portion of the flame when oxygen is supplied to reduce the generation of nitrogen oxides (NOx) due to the high temperature rise of the flame temperature.

한편, 공기연소단계와 산소랜싱 연소단계에서 가열된 분위기의 측정 온도와 미리 설정된 분위기 온도의 온도 차이를 판단하고, 이에 따라 공기 또는 산소의 공급량을 결정하는 공기/산소량 결정단계가 진행될 수 있다(S14 참조).Meanwhile, the air / oxygen amount determination step of determining the temperature difference between the measured temperature of the atmosphere heated in the air combustion step and the oxygen lancing combustion step and the preset atmosphere temperature and determining the supply amount of air or oxygen may be performed (S14). Reference).

공기/산소량 결정단계는 공기연소단계에서 측정된 분위기 온도와, 산소랜싱 연소단계에서 측정된 분위기 온도를 판단하고, 각 단계에서 측정된 분위기 온도가 미리 설정된 온도와 비교하여 온도 차이를 판단한다.The air / oxygen amount determination step determines the ambient temperature measured in the air combustion step and the ambient temperature measured in the oxygen lancing combustion step, and determines the temperature difference by comparing the ambient temperature measured in each step with a preset temperature.

이때, 공기연소단계와 산소랜싱 연소단계에서 가열되는 분위기 온도는 각각 일정 온도로 유지될 수 있으며, 이에 따라 공기연소와 산소랜싱 연소를 균형있게 실시함에 따라 연소로의 분위기 온도를 미리 설정된 분위기 온도를 유지할 수 있다.At this time, the atmosphere temperature heated in the air combustion step and the oxygen lancing combustion step may be maintained at a constant temperature, and accordingly, the air temperature and the oxygen lancing combustion are balanced so that the atmosphere temperature of the combustion furnace is set to a preset atmosphere temperature. I can keep it.

이를 위해, 먼저 공기/산소량 결정단계는 분위기로 공급되는 공기/산소의 공급비율을 결정함으로써, 공기연소와 산소랜싱 연소의 비율을 결정할 수 있다.For this purpose, the air / oxygen amount determining step may determine the ratio of air combustion and oxygen lance combustion by determining the supply ratio of air / oxygen supplied to the atmosphere.

다음으로 공기연소와 산소랜싱 연소의 비율이 결정되면, 연소로 내부의 온도변화에 따라 연료량을 결정하는 연료공급 결정단계가 진행될 수 있다(S15 참조).Next, when the ratio of air combustion and oxygen lance combustion is determined, a fuel supply determination step of determining the fuel amount according to the temperature change in the combustion furnace may be performed (see S15).

이와 같이, 공기/산소량 결정단계와 연료공급 결정단계에서 각각 공기/산소량과 연료량이 결정되면, 각각의 장치, 즉 공기공급부(210)와, 연료공급부(230) 및 산소공급부(250)의 작동을 연동하여 운전하는 연소제어단계가 진행되며, 설정된 온도조건으로 분위기를 가열할 수 있다(S16 참조).
As such, when the air / oxygen amount and the fuel amount are determined in the air / oxygen amount determination step and the fuel supply determination step, respectively, the operation of each device, that is, the air supply part 210, the fuel supply part 230, and the oxygen supply part 250, is performed. A combustion control step of interlocking operation is performed, and the atmosphere can be heated under a set temperature condition (see S16).

한편, 전술된 산소부하 연소방법에서, 미리 설정된 분위기 온도가 산소랜싱 연소에 의한 온도보다 낮게 설정될 수 있으며, 이 경우 산소의 공급이 필요치 않을 수 있다. 그리고, 산소의 공급이 필요치 않을 경우, 산소공급부(250)는 산소의 공급을 중지할 수 있으며, 이때 산소공급부(250)는 산소공급노즐의 보호를 위해 질소 또는 아르곤 등의 불활성가스를 공급할 수 있다.
On the other hand, in the above-described oxygen load combustion method, the predetermined atmosphere temperature may be set lower than the temperature by the oxygen lance combustion, in which case the supply of oxygen may not be necessary. In addition, when the supply of oxygen is not necessary, the oxygen supply unit 250 may stop supplying oxygen, and in this case, the oxygen supply unit 250 may supply an inert gas such as nitrogen or argon to protect the oxygen supply nozzle. .

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims and their equivalents. It will be clear to those who have knowledge.

100: 산소부하 연소장치 110: 버너
112: 버너 몸체 114: 화염발생부
116: 단열재 210: 공기공급부
212: 배관 214: 공기 개폐조절부
230: 연료공급부 232: 배관
234: 연료 개폐조절부 250: 산소공급부
252: 배관 254: 산소 개폐조절부
256: 산소분사노즐(256) 258: 노즐팁
300: 제어부100: oxygen load combustion device 110: burner
112: burner body 114: flame generating unit
116: insulation 210: air supply
212: pipe 214: air opening and closing control unit
230: fuel supply unit 232: piping
234: fuel opening and closing control unit 250: oxygen supply unit
252: pipe 254: oxygen opening and closing control unit
256: oxygen spray nozzle (256) 258: nozzle tip
300:

Claims (11)

화염발생부의 주변부에 단열재가 마련되며, 공기와 연료를 연소하여 화염을 발생시키는 버너;
상기 버너로 공기를 공급하도록 연계된 공기공급부;
상기 버너로 연료를 공급하도록 연계된 연료공급부; 및
상기 공기와 연료의 연소로 인해 발생하는 화염의 주변부로 산소를 공급토록 연계된 산소공급부;
를 포함하는 산소부하 연소장치.
An insulator is provided at the periphery of the flame generating unit, and a burner which generates flame by burning air and fuel;
An air supply unit connected to supply air to the burner;
A fuel supply unit connected to supply fuel to the burner; And
An oxygen supply unit connected to supply oxygen to a periphery of the flame generated by combustion of the air and fuel;
Oxygen load combustion apparatus comprising a.
청구항 1에 있어서, 상기 산소공급부는
상기 단열재를 관통하여 제공되며, 상기 화염의 주변부로 산소를 공급토록 상기 화염발생부의 중심으로부터 이격되어 제공된 것을 특징으로 하는 산소부하 연소장치.
The method of claim 1, wherein the oxygen supply unit
And an oxygen load combustion apparatus provided through the insulation and spaced apart from the center of the flame generator to supply oxygen to the periphery of the flame.
청구항 1에 있어서,
상기 버너는 연소로의 벽체를 관통하여 제공되며,
상기 산소공급부는
상기 벽체를 관통하도록 제공되며, 상기 화염의 주변부로 산소를 공급토록 상기 화염발생부의 중심으로부터 이격되어 제공된 것을 특징으로 하는 산소부하 연소장치.
The method according to claim 1,
The burner is provided through the wall of the furnace,
The oxygen supply unit
And an oxygen load combustion device provided to penetrate the wall and spaced apart from the center of the flame generator to supply oxygen to the periphery of the flame.
청구항 1에 있어서,
상기 산소공급부는 상기 버너의 일측을 관통하여 제공되며, 상기 화염의 주변부로 산소를 공급토록 상기 화염발생부의 중심으로부터 이격되어 제공된 것을 특징으로 하는 산소부하 연소장치.
The method according to claim 1,
The oxygen supply unit is provided through one side of the burner, the oxygen load combustion apparatus, characterized in that spaced apart from the center of the flame generator to supply oxygen to the peripheral portion of the flame.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산소공급부는
배관을 매개로 산소공급원과 연계되며, 동일원주상에 배치되는 적어도 하나의 산소분사노즐과,
상기 배관의 일측에 제공되어 산소의 공급을 조절하는 개폐조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소부하 연소장치.
The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the oxygen supply unit
At least one oxygen injection nozzle connected to an oxygen supply source via a pipe and disposed on the same circumference;
Oxygen load combustion apparatus characterized in that it comprises an opening and closing control unit provided on one side of the pipe to control the supply of oxygen.
청구항 5에 있어서,
상기 산소분사노즐은 상기 화염의 주변부를 향해 경사지게 제공된 것을 특징으로 하는 산소부하 연소장치.
The method according to claim 5,
And the oxygen injection nozzle is inclined toward the periphery of the flame.
청구항 5에 있어서,
상기 산소분사노즐의 단부에 제공되어 상기 화염의 주변부를 향해 경사지게 제공된 노즐팁을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산소부하 연소장치.
The method according to claim 5,
And an nozzle tip provided at an end of the oxygen injection nozzle and inclined toward the periphery of the flame.
청구항 7에 있어서,
상기 노즐팁은 상기 화염의 크기에 따라 경사진 각도가 다르게 형성된 다른 노즐팁으로 교체 가능하게 제공된 것을 특징으로 하는 산소부하 연소장치.
The method of claim 7,
The nozzle tip is an oxygen-loaded combustion apparatus, characterized in that the nozzle tip is provided so that it can be replaced with another nozzle tip formed differently inclined angle according to the size of the flame.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산소공급부는 산소의 미공급시 불활성가스를 공급하도록 연계되는 불활성가스 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산소부하 연소장치.
The oxygen load combustion apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the oxygen supply unit further includes an inert gas supply unit connected to supply an inert gas when no oxygen is supplied.
공기와 연료를 연소하여 분위기 온도를 승온하는 공기연소단계;
상기 분위기의 온도가 미리 설정된 온도로 가열되도록 상기 공기연소단계에서 연소되고 있는 화염의 주변부로 산소를 공급하여 연소하는 산소랜싱 연소단계;
상기 공기연소단계와 상기 산소랜싱 연소단계에서 가열된 상기 분위기의 측정 온도와 미리 설정된 분위기 온도의 온도 차이를 판단하여, 공기 또는 산소량을 결정하는 공기/산소량 결정단계;
분위기 온도의 변화에 따라 연료공급량을 결정하는 연료공급 결정단계; 및
상기 공기/산소량 결정단계에서 결정된 공기/산소량과 상기 연료공급 결정단계에서 결정된 연료량으로 상기 분위기를 가열하도록 제어하는 연소제어단계;
를 포함하는 산소부하 연소방법.
An air combustion step of raising the ambient temperature by burning air and fuel;
An oxygen lancing combustion step of supplying oxygen to the periphery of the flame being burned in the air combustion step so that the temperature of the atmosphere is heated to a preset temperature;
An air / oxygen amount determination step of determining an air or oxygen amount by determining a temperature difference between a measurement temperature of the atmosphere heated in the air combustion step and the oxygen lancing combustion step and a preset atmosphere temperature;
A fuel supply determining step of determining a fuel supply amount according to a change in the ambient temperature; And
A combustion control step of controlling to heat the atmosphere with the air / oxygen amount determined in the air / oxygen amount determination step and the fuel amount determined in the fuel supply determination step;
Oxygen load combustion method comprising a.
청구항 10에 있어서,
상기 산소랜싱 연소단계에서 산소가 공급되지 않을 경우, 불활성가스가 공급되도록 제어하는 불활성가스 공급단계를 더 포함하는 특징으로 하는 산소부하 연소방법.The method of claim 10,
And an inert gas supply step of controlling the inert gas to be supplied when the oxygen is not supplied in the oxygen lance combustion step.
KR1020120077307A 2012-07-16 2012-07-16 Oxygen enriched combustion apparatus and method of the same KR101359089B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120077307A KR101359089B1 (en) 2012-07-16 2012-07-16 Oxygen enriched combustion apparatus and method of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120077307A KR101359089B1 (en) 2012-07-16 2012-07-16 Oxygen enriched combustion apparatus and method of the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140010703A true KR20140010703A (en) 2014-01-27
KR101359089B1 KR101359089B1 (en) 2014-02-06

Family

ID=50143242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120077307A KR101359089B1 (en) 2012-07-16 2012-07-16 Oxygen enriched combustion apparatus and method of the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101359089B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101643156B1 (en) * 2015-09-24 2016-07-27 주식회사 호만산업 manufacturing apparatus of expanded vermiculite by burnup control of rotary kiln
WO2018038278A1 (en) * 2016-08-22 2018-03-01 주식회사 컴버스텍 Oxygen-fuel combustor and method for injecting oxygen and fuel
KR20220075043A (en) * 2020-11-26 2022-06-07 한국생산기술연구원 Coal burner with mixed gas of water and natural gas for NOx reduction

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005016854A (en) 2003-06-26 2005-01-20 Tokyo Gas Co Ltd Oxygen combustion burner and furnace having the same and its operating method
JP5231865B2 (en) 2008-05-20 2013-07-10 大阪瓦斯株式会社 Combustion equipment for heating furnace
KR20110125806A (en) * 2010-05-14 2011-11-22 서윤석 Combustion system of strengthen a flame and its temperature control method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101643156B1 (en) * 2015-09-24 2016-07-27 주식회사 호만산업 manufacturing apparatus of expanded vermiculite by burnup control of rotary kiln
WO2018038278A1 (en) * 2016-08-22 2018-03-01 주식회사 컴버스텍 Oxygen-fuel combustor and method for injecting oxygen and fuel
KR20220075043A (en) * 2020-11-26 2022-06-07 한국생산기술연구원 Coal burner with mixed gas of water and natural gas for NOx reduction

Also Published As

Publication number Publication date
KR101359089B1 (en) 2014-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104501163B (en) Oxygen-rich gas combustion device and oxygen-rich gas combustion method
CN104235849A (en) Grading oxygen-enriched flameless combustion gas burner and control method thereof
JP2009532661A (en) Integration of oxyfuel combustion and air fuel combustion
CN104266190B (en) oxygen enrichment flameless gas burner and control method thereof
JP2012102911A (en) Combustion burner
KR20120074868A (en) Low nitrogen oxide burner
JP2010506127A (en) Low nitrogen oxide combustion
KR101359089B1 (en) Oxygen enriched combustion apparatus and method of the same
JP2009299955A (en) Burner combustion method and high-speed jet type diffusive combustion type burner
CN104266189B (en) The control method of fuel gas with low heat value radiation pipe burner tip
KR20070121591A (en) Method and burner for burning with oxygen
CN104132343A (en) Radiant tube combustor
KR101171320B1 (en) Pure oxy/genair combustion combined burner and burning system having the same
KR20100037475A (en) Low nox industrial waste gas burner and boiler system thereof
KR101310005B1 (en) Apparatus and method for burning material
CN204084368U (en) Fuel gas with low heat value radiation pipe burner tip
BR112016002457B1 (en) BURNER ASSEMBLY AND METHOD FOR COMBUSTING GASEOUS OR LIQUID FUEL TO HEAT AN INDUSTRIAL OVEN
RU2558702C2 (en) Burner
KR101729201B1 (en) Oxy fuel burner
CN106016731A (en) Automatically-controlled hot blast stove
CN104633661A (en) Low NOx double-end type radiant pipe burner
CN108004359B (en) Furnace drying equipment of blast furnace gas hot blast stove
CN203501183U (en) Air and gas mixer for burner
US20200240634A1 (en) Method and burner assembly for combusting a fuel gas with an oxidant
KR20130061167A (en) Low nitrogen oxide burner

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: 20170131

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180126

Year of fee payment: 5