KR20150136905A - 방산 코크스로가스 점화 장치 - Google Patents

방산 코크스로가스 점화 장치 Download PDF

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Abstract

방산 코크스로가스 점화 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 코크스로가스(COG)를 외부로 방산시키는 블리더(bleeder)에 지지되며 단부가 블리더의 배출구에 위치되는 보호관; 보호관을 개폐 가능하도록 보호관의 단부에 힌지 결합되는 보호 커버; 보호관 내에 이동 가능하게 삽입되는 이동 로드; 이동 로드의 단부에 설치되어, 방산되는 코크스로가스를 점화시키기 위한 스파크를 발생시키는 점화 유닛; 점화 유닛이 보호 커버를 개방시키면서 보호관 외부로 노출되도록, 이동 로드를 보호관 내에서 길이 방향으로 이동시키는 구동 유닛을 포함하는 방산 코크스로가스 점화 장치가 제공된다.

Description

방산 코크스로가스 점화 장치{APPARATUS FOR IGNITING EXHAUST COKE OVEN GAS}
본 발명은 방산 코크스로가스 점화 장치에 관한 것이다.
코크스 제조 공정은 원료탄을 섭씨 약1250도의 고온으로 건류하여 코크스를 제조하는 공정으로, 이러한 코크스 제조 공정에 따라 코크스로가스(COG)가 생성된다. 이와 같은 코크스로가스는 상승관을 통해 코크스로 외부로 배출되어 화성 공장으로 이송된다.
이 경우 이송 설비의 송풍기 가동이 중단되는 등의 비상시, 설비의 안전을 위하여 코크스로가스를 블리더(bleeder)를 통해 전량 대기중으로 방산시키게 되는데, 이와 같은 코크스로가스 방산시 일어날 수 있는 대기 오염을 방지하기 위하여 코크스로가스를 완전 연소시킨 이후 이를 대기중으로 방산하게 된다.
코크스로가스의 연소를 위해서는 코크스로가스의 착화를 위한 점화 장치가 필요하다. 그러나 이러한 점화 장치는 블리더의 상부에 위치되어 있어 블리더를 통해 배출되는 암모니아 증기 및 타르 미스트 등의 이물질에 의한 오염에 노출되어 있어 이에 따른 오작동이 발생될 우려가 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2002-0041534호 (2002.06.03, 코크스공정에서의 브리더 착화제어 및 착화확인장치)에 개시되어 있다.
본 발명은, 방산되는 코크스로가스의 점화를 위한 점화 유닛의 오염과 이에 따른 손상 및 오작동을 방지할 수 있는 방산 코크스로가스 점화 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 코크스로가스(COG)를 외부로 방산시키는 블리더(bleeder)에 지지되며 단부가 블리더의 배출구에 위치되는 보호관; 보호관을 개폐 가능하도록 보호관의 단부에 힌지 결합되는 보호 커버; 보호관 내에 이동 가능하게 삽입되는 이동 로드; 이동 로드의 단부에 설치되어, 방산되는 코크스로가스를 점화시키기 위한 스파크를 발생시키는 점화 유닛; 점화 유닛이 보호 커버를 개방시키면서 보호관 외부로 노출되도록, 이동 로드를 보호관 내에서 길이 방향으로 이동시키는 구동 유닛을 포함하는 방산 코크스로가스 점화 장치가 제공된다.
보호관은 단부가 블리더의 배출구 상측에 위치되도록 블리더의 외측면 상에 경사지게 배치될 수 있다.
블리더를 통해 배출되는 이물질이 보호관의 내부로 유입되는 것을 방지하도록 보호관의 단부에는 보호관의 길이 방향을 따라 연장되는 차단부가 형성될 수 있다.
보호 커버는, 외부로 노출된 점화 유닛이 구동 유닛의 작동에 의해 보호관 내부로 다시 수용되는 경우 자중에 의해 폐쇄될 수 있다.
방산 코크스로가스 점화 장치는, 점화 유닛 및 구동 유닛의 작동을 제어하는 제어 유닛을 더 포함할 수 있다.
방산 코크스로가스 점화 장치는, 점화 유닛의 위치를 감지하기 위한 위치 센서를 더 포함하고, 제어부는 위치 센서에 의해 점화 유닛이 보호관 외부로 노출되어 블리더의 배출구에 위치된 것으로 판단되는 경우 점화 유닛을 작동시켜 스파크를 발생시킬 수 있다.
제어부는, 코크스로와 연결되어 코크스로가스를 포집한 뒤 블리더로 방출하는 가스 포집관의 내부 압력이 기준 압력을 초과하는 경우 구동 유닛을 작동시켜 점화 유닛을 보호관 외부로 노출시키고, 점화 유닛에 의한 코크스로가스의 연소에 따라 블리더의 배출구측 온도가 기준 온도를 초과하는 경우 구동 유닛을 작동시켜 점화 유닛을 보호관 내부로 수용시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 코크스로가스의 점화를 위한 점화 유닛의 오염과 이에 따른 손상 및 오작동을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방산 코크스로가스 점화 장치가 적용되는 코크스로가스 방산 설비를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방산 코크스로가스 점화 장치를 나타낸 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방산 코크스로가스 점화 장치의 작동 상태를 나타낸 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 방산 코크스로가스 점화 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 코크스로(10)에서 코크스를 건류하는 과정에서 발생되는 코크스로(10)가스는 상승관(20)을 통해 가스 포집관(30)에 포집될 수 있으며, 이와 같이 포집된 코크스로(10)가스는 송풍기(60)에 의해 화성 공장으로 이송된 후 정제되어 다양한 용도로 이용될 수 있다.
이 경우 화성 공장의 정전, 송풍기(60)의 가동 중단 등의 비상 상황이 발생되는 경우, 댐퍼(50)를 개방시켜 가스 포집관(30)에 연결된 블리더(40)를 통해 코크스로(10)가스를 대기로 방산시키게 된다. 상술한 비상 상황은 압력 센서(70)를 통해 가스 포집관(30) 내부 압력이 기준 압력을 초과하는지 여부를 측정함으로써 감지될 수 있다.
코크스로(10)가스가 대기 중으로 그대로 방산되는 경우, 대기 오염을 유발할 수 있으므로, 코크스로(10)가스는 완전 연소가 이루어진 뒤 대기중으로 방산될 필요가 있다. 이러한 코크스로(10)가스의 연소를 위해 블리더(40)에는 방산 코크스로가스 점화 장치(100)가 설치될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 이와 같이 코크스로(10)가스의 점화를 위한 방산 코크스로가스 점화 장치(100)로서, 보호관(110), 차단부(112), 보호 커버(120), 이동 로드(130), 점화 유닛(140), 구동 유닛(150), 제어 유닛(160), 위치 센서(170), 및 센싱 타켓부를 포함하는 방산 코크스로가스 점화 장치(100)가 제시된다.
이와 같은 본 실시예에 따르면, 코크스로(10)가스의 방산이 이루어지지 않는 평상시에는 보호관(110) 및 보호 커버(120)를 통해 폐쇄된 공간 내에 점화 유닛(140)을 위치시키고 코크스로(10)가스의 방산이 필요한 비상시에만 구동 유닛(150)을 작동시켜 점화 유닛(140)을 블리더(40)의 배출구 상측에 노출시킴으로써, 블리더(40)로부터 배출되는 암모니아 증기 또는 타르 미스트 등의 이물질에 의한 점화 유닛(140)의 오염과 이에 따른 부식, 손상 및 오작동을 방지할 수 있으며, 이에 따라 결과적으로 점화 유닛(140)의 수명을 연장시키고 코크스로(10)가스의 보다 안정적인 착화를 유도할 수 있다.
이하 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 방산 코크스로가스 점화 장치(100)의 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
보호관(110)은 점화 유닛(140)을 외부 이물질로부터 보호하는 내부 공간을 가질 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 지지대를 통해 블리더(40)에 지지될 수 있다. 그리고 이러한 보호관(110)은 그 단부가 블리더(40)의 배출구에 위치될 수 있다.
보다 구체적으로 보호관(110)은 도 2에 도시된 바와 같이 단부가 블리더(40)의 배출구 상측에 위치되도록 블리더(40)의 외측면 상에 경사지게 배치될 수 있다.
또한 보호관(110)의 단부에는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 보호관(110)의 길이 방향을 따라 연장되는 차단부(112)가 형성되어, 블리더(40)를 통해 배출되는 이물질(암모니아 증기, 타르 미스트 등)이 보호관(110)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
즉 보호관(110)의 단부는 경사지게 절개되어 그 일측이 길이 방향으로 보다 돌출되도록 형성될 수 있으며, 이러한 돌출된 부분이 차단부(112)를 이루어 하측으로부터 상승하는 이물질들로부터 보호관(110)의 내부 공간을 커버할 수 있는 차단벽의 기능을 수행할 수 있다.
보호 커버(120)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 보호관(110)을 개폐 가능하도록 보호관(110)의 단부에 힌지 결합될 수 있다. 이 경우 보호 커버(120)는 단부의 가장자리 중 차단부(112)에 대향하는 부분에 힌지 결합될 수 있으며, 이에 따라 구동 유닛(150)의 작동에 따라 외부로 노출된 점화 유닛(140)이 구동 유닛(150)의 작동에 의해 보호관(110) 내부로 다시 수용되는 경우 도 3에 도시된 바와 같이 자중에 의해 폐쇄될 수 있다.
이동 로드(130)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 보호관(110) 내에 이동 가능하게 삽입될 수 있으며, 이러한 이동 로드(130)의 단부에는 점화 유닛(140)이 설치되어, 블리더(40)를 통해 방산되는 코크스로(10)가스를 점화시키기 위한 스파크를 발생시킬 수 있다.
이동 로드(130)는 점화 유닛(140)을 지지함과 동시에, 설비의 하부에 설치되는 구동 유닛(150)으로부터 점화 유닛(140)에 구동력을 전달하기 위한 동력 전달 구조물로서 보호관(110) 내에서 원활한 이동이 가능하도록 보호관(110)의 내경보다 작은 직경을 갖도록 형성된다.
구동 유닛(150)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 이동 로드(130)를 보호관(110) 내에서 길이 방향으로 이동시킬 수 있으며, 이러한 구동 유닛(150)의 작동에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 점화 유닛(140)은 보호 커버(120)를 밀어 올려 개방시키면서 보호관(110) 외부로 노출될 수 있다.
보다 구체적으로 구동 유닛(150)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 이동 로드(130)에 실린더 로드가 결합된 에어 실린더 등으로 이루어질 수 있으며, 이 밖에 모터 등 다양한 구동 수단이 구동 유닛(150)으로 이용될 수 있다.
제어 유닛(160)은 압력 센서(70), 온도 센서(90), 위치 센서(170) 등으로부터 압력 신호, 온도 신호, 위치 신호 등을 전달받아 상술한 점화 유닛(140) 및 구동 유닛(150)의 작동을 제어할 수 있다. 이하 제어 유닛(160)에 의한 점화 유닛(140) 및 구동 유닛(150)의 작동 원리에 대해 설명한다.
먼저, 화성 공장의 정전, 송풍기(60)의 가동 중단 등의 비상 상황이 발생되어 화성 공장으로 코크스로(10)가스가 이송되지 못하는 경우, 코크스로(10)가스의 방산이 요구되지 않는 평상시 -20mmH2O 정도의 압력으로 관리되는 가스 포집관(30) 내부의 압력이 증가하게 된다.
가스 포집관(30) 내부에 설치된 압력 센서(70)에 의해 가스 포집관(30) 내부 압력이 측정될 수 있다. 압력 센서(70)에 의해 측정된 내부 압력이 기준 압력, 예를 들어 18mmH2O를 초과하는 경우 제어부는 블리더(40)에 설치된 댐퍼(50)를 개방하여 가스 포집관(30) 내부의 코크스로(10)가스를 블리더(40)로 배출시키게 되며, 이와 동시에 제어부는 구동 유닛(150)에 순방향 작동 신호를 인가하여 구동 유닛(150)을 작동시킴으로써, 도 4에 도시된 바와 같이 점화 유닛(140)을 보호관(110) 외부로 노출시키게 된다.
이 경우 보호관(110)에는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 점화 유닛(140)의 위치를 감지하기 위한 위치 센서(170)가 설치될 수 있다. 제어부는 이러한 위치 센서(170)에 의해 점화 유닛(140)의 위치에 대한 위치 신호를 전달받아, 점화 유닛(140)이 보호관(110) 외부로 노출되어 블리더(40)의 배출구(작동을 위한 정위치)에 위치된 것으로 판단되는 경우, 점화 유닛(140)에 점화 신호를 인가하여 점화 유닛(140)을 작동시킴으로써, 스파크를 발생시켜 코크스로(10)가스를 착화시킨다. 여기서 점화 유닛(140)의 작동은 기설정 시간, 예를 들어 약 40초 간 유지될 수 있다.
이 경우, 위치 센서(170)는 보호관(110)의 하단부에 설치되는 리미트 스위치일 수 있다. 이러한 리미트 스위치는 이동 로드(130) 또는 구동 유닛(150)의 실린더 로드에 설치된 센싱 타겟(172)이 근접하는 경우 점화 유닛(140)이 정위치에 도달하였음을 나타내는 위치 신호를 제어부에 전달할 수 있다.
이와 같이 점화 유닛(140)에 의하여 코크스로(10)가스가 점화되어 연소가 시작되면 블리더(40)의 배출구 측의 온도가 상승하게 된다. 이러한 블리더(40)의 배출구 측 온도는 블리더(40)의 배출구에 설치된 온도 센서(90)에 의해 감지될 수 있다. 온도 센서(90)에 의해 감지된 블리더(40)의 배출구 측 온도가 기준 온도, 예를 들어 섭씨 120도를 초과하는 경우, 제어부는 스팀 이젝터를 작동시킴으로써 스팀 라인(80)을 통해 블리더(40)의 배출구에 스팀을 분사하여 코크스로(10)가스의 완전 연소를 유도하게 되며, 이와 동시에 제어부는 구동 유닛(150)에 역방향 작동 신호를 인가하여 구동 유닛(150)을 작동시킴으로써 도 3에 도시된 바와 같이 점화 유닛(140)을 보호관(110) 내부로 다시 수용시켜 점화 유닛(140)을 보호관(110) 및 보호 커버(120) 내부에서 보호하게 된다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 코크스로
20: 상승관
30: 가스 포집관
40: 블리더
50: 댐퍼
60: 송풍기
70: 압력 센서
80: 스팀 라인
90: 온도 센서
100: 방산 코크스로가스 점화 장치
110: 보호관
112: 차단부
120: 보호 커버
130: 이동 로드
140: 점화 유닛
150: 구동 유닛
160: 제어 유닛
170: 위치 센서
172: 센싱 타겟

Claims (7)

  1. 코크스로가스(COG)를 외부로 방산시키는 블리더(bleeder)에 지지되며 단부가 상기 블리더의 배출구에 위치되는 보호관;
    상기 보호관을 개폐 가능하도록 상기 보호관의 단부에 힌지 결합되는 보호 커버;
    상기 보호관 내에 이동 가능하게 삽입되는 이동 로드;
    상기 이동 로드의 단부에 설치되어, 방산되는 상기 코크스로가스를 점화시키기 위한 스파크를 발생시키는 점화 유닛;
    상기 점화 유닛이 상기 보호 커버를 개방시키면서 상기 보호관 외부로 노출되도록, 상기 이동 로드를 상기 보호관 내에서 길이 방향으로 이동시키는 구동 유닛을 포함하는 방산 코크스로가스 점화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호관은 단부가 상기 블리더의 배출구 상측에 위치되도록 상기 블리더의 외측면 상에 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 방산 코크스로가스 점화 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 블리더를 통해 배출되는 이물질이 상기 보호관의 내부로 유입되는 것을 방지하도록 상기 보호관의 단부에는 상기 보호관의 길이 방향을 따라 연장되는 차단부가 형성되는 것을 특징으로 하는 방산 코크스로가스 점화 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보호 커버는, 외부로 노출된 상기 점화 유닛이 상기 구동 유닛의 작동에 의해 상기 보호관 내부로 다시 수용되는 경우 자중에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 방산 코크스로가스 점화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 점화 유닛 및 상기 구동 유닛의 작동을 제어하는 제어 유닛을 더 포함하는 방산 코크스로가스 점화 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 점화 유닛의 위치를 감지하기 위한 위치 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 위치 센서에 의해 상기 점화 유닛이 상기 보호관 외부로 노출되어 상기 블리더의 배출구에 위치된 것으로 판단되는 경우 상기 점화 유닛을 작동시켜 스파크를 발생시키는 것을 특징으로 하는 방산 코크스로가스 점화 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    코크스로와 연결되어 상기 코크스로가스를 포집한 뒤 상기 블리더로 방출하는 가스 포집관의 내부 압력이 기준 압력을 초과하는 경우 상기 구동 유닛을 작동시켜 상기 점화 유닛을 상기 보호관 외부로 노출시키고,
    상기 점화 유닛에 의한 상기 코크스로가스의 연소에 따라 상기 블리더의 배출구측 온도가 기준 온도를 초과하는 경우 상기 구동 유닛을 작동시켜 상기 점화 유닛을 상기 보호관 내부로 수용시키는 것을 특징으로 하는 방산 코크스로가스 점화 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110540844A (zh) * 2019-09-16 2019-12-06 唐山钢铁集团有限责任公司 集气管压力自动调节控制方法
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