KR20160076052A - 코크스 오븐의 연소 제어 방법 및 장치 - Google Patents

코크스 오븐의 연소 제어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

탄화실에 장입된 석탄을 연소실에서 연소되는 연료 가스의 연소열로 건류시켜서 코크스를 생산하는 코크스 오븐의 연소를 제어하기 위한 코크스 오븐의 연소 제어 방법 및 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 코크스 오븐의 연소 제어 방법은 장입 신호가 발생되면 연료 가스와 공기의 공급을 차단하는 단계, 및 장입이 완료된 후 소정 시간이 경과하고 나서 연료 가스와 공기의 공급을 재개하는 단계를 포함한다.

Description

코크스 오븐의 연소 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR COMBUSTION CONTROL IN COKE OVEN}
본 발명은 고로에서 연료로 사용되는 코크스를 생산하는 코크스 오븐에 관한 것이고, 구체적으로는 코크스 오븐의 연소를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
코크스 오븐은 석탄을 원료로 하여 고로에서 연료로 사용되는 코크스를 생산하는 장치이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 코크스 오븐(100)은 석탄이 장입되어 코크스로 건류되는 탄화실(110)과, 탄화실(110)에 인접하게 배치되는 연소실(120)과, 탄화실(110) 및 연소실(120) 하부에 배치되는 축열실(130)과, 축열실(130) 하부에 배치되는 솔풀(Sole Flue)(140)과, 연소에 필요한 연료 가스와 공기를 솔풀(140)로 유입시키기 위한 연료 공급부(160) 및 공기 공급부(150)와, 연소된 폐가스를 외부로 배출하기 위한 연돌을 포함한다. 연료 공급부(160) 및 공기 공급부(150)에는 각각의 공급부를 통해 유입되는 연료 가스와 공기의 유량을 제어하는 밸브들(162, 152)가 설치되어 있고, 연돌로 이어지는 연도(180)에는 폐가스의 배출량을 조절하기 위한 댐퍼(190)가 설치되어 있다.
연료 가스로는 주로 고로에서 발생된 고로 가스를 사용하는데, 탄화실(110)에서 석탄을 건류할 때 발생되는 코크스 가스를 고로 가스와 혼합하여 사용하기도 한다. 연료 공급부(160)를 통해 공급되는 연료 가스는 공기 공급부(150)를 통해 유입되는 공기와 혼합된 후에 솔풀(140)과 축열실(130)을 거쳐 연소실(120)로 공급되고, 연소실(120)에서 연소된다. 연료 가스가 연소실(120)에서 연소되는 것에 의해 발생되는 열은 인접한 탄화실(110)로 전달되어 탄화실(110)에 장입된 석탄을 건류시키게 된다. 연소실(120)에서 발생된 열은 또한 축열실(130)에 축적되었다가 일정한 열량으로 탄화실(110)에 공급되기도 한다. 연소 후의 폐가스는 연도(180)와 연돌을 거쳐 외부로 배출된다.
도면에 도시하지는 않았으나, 탄화실(110)의 상측에는 석탄 장입부가 설치되고, 탄화실의 측부에는 코크스 압출부(미도시)가 설치된다. 석탄을 적재한 장입차가 석탄 장입부로 진입한 후에 하측에 위치한 탄화실(110)로 석탄을 쏟아서 장입하게 되고, 탄화실(110)에서 생산된 적열 코크스는 코크스 압출부에 대기 중인 압출차로 옮겨진 다음 압출차에 의해 후속 공정으로 이송된다.
한편, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 건류가 이루어지는 탄화실(110)은 다수 개가 구비되며 연소실(120)도 그에 대응하는 수로 구비된다. 연료 가스와 공기를 연소실(120)로 공급하는 연료 공급부(160)와 공기 공급부(150)도 그에 대응되게 구성되며, 연소실(120)마다 개별적으로 개폐되는 밸브(152, 162)들에 의해 연료 가스와 공기의 공급이 제어된다. 또한, 하나의 탄화실(110)에 두 개의 연소실(120)이 대응되게 구비되어, 두 개의 연소실(120)에서 교대로 연소가 일어날 수 있는데, 이를 리버싱(reversing)이라 한다. 리버싱은 대략 20분 간격으로 일어나며, 연료 가스 공급부(160)의 연료 가스 유량 조절 밸브(162) 후단에 연료 가스가 공급되는 연소실을 변경시키기 위한 리버싱 밸브(164)가 구비된다.
이러한 코크스 오븐(100)에 있어서, 균일하고 우수한 품질의 코크스를 생산하기 위해서는 연소실(110) 내부의 온도와 압력이 균일하게 유지되어야 할 필요성이 있다.
이러한 필요성을 충족시키기 위한 방편 중 하나로, 한국공개특허 제10-2014-0011214호에서는 폐가스를 배출하는 연도를 개폐하는 댐퍼의 전방에서 폐가스의 압력을 측정하고 이를 기반으로 공기 유입부 및/또는 연료 가스 유입부의 개폐 밸브의 개도를 조절하는 연소 장치 및 연소 방법을 개시하고 있다. 한국공개특허 제10-2012-0075219호에서는 리버싱 과정에서의 압력 변동에 따른 연소실의 온도 변화폭 증대와 불완전 연소로 인한 코크스 품질 하락과 매연 배출을 방지하기 위해 코크스 오븐의 압력 변동을 미리 예측하여 연료 가스의 공급량을 제어하는 코크스 오븐의 연소제어장치 및 연소제어방법을 개시하고 있다.
상기한 해결책들은 모두 코크스 오븐의 정상적인 조업 과정에서 연소실 내부의 온도와 압력을 균일하게 유지하는 것에 초점을 맞추고 있다.
그런데, 실제 코크스 오븐에 의한 코크스 생산 과정에서는 전력 계통, 원료 수급 계통 및 설비의 휴지 등 여러 가지 돌발 상황으로 인해 탄화실로의 석탄 장입이 지연되는 경우가 발생될 수 있다. 장입 지연으로 인해 건류가 완료된 후의 탄화실에 석탄이 장입되지 않은 채로 연소실에서 연소가 이루어지는 기간(이를 통칭 공로 기간이라 한다)이 길어지게 되면, 연소실 내부의 온도가 급격히 상승하면서 과열될 수 있다. 이와 같은 급격한 온도 변화는 주로 규석 연와를 적층하여 이루어진 노체, 즉 오븐 구조물의 열화를 초래하여, 탄화실과 연소실을 구획하는 벽에 균열이 생길 수 있다.
이와 같이 탄화실과 연소실을 구획하는 벽에 균열이 생긴 상태에서는, 장입 과정에서 탄화실 내부에 발생하는 석탄 분진 가스가 탄화실과 연소실을 구획하는 벽을 통해 연소실로 누설될 수 있다. 연소실로 누설된 분진 가스는 연돌을 통해 외부로 배출되면서 매연을 발생시키게 된다.
이 때문에 돌발 상황이 발생되는 경우에는 작업자가 수작업으로 연료 가스 공급부와 공기 공급부의 유량 제어 밸브들을 폐쇄시켜서 공로가 유지되는 탄화실에 대응하는 연소실에서의 연소를 중단시켜서 해당 연소실의 온도가 과열되는 것을 방지하고 있으나, 작업자에게 작업 부하가 많이 걸릴 뿐만 아니라 개폐 밸브의 폐쇄 시기를 적절하게 맞추지 못하고 밸브 조정 작업이 미흡한 문제가 있다.
한국특허공개 제10-2014-0011214호 한국특허공개 제10-2012-0075219호
이러한 사정을 감안하여 안출된 본 발명의 목적은 돌발 상황이 발생되어 공로 기간이 장기화되더라도 연소실의 급격한 온도 상승을 방지할 수 있는 코크스 오븐의 연소 제어 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 장입시 탄화실의 석탄 분진이 연소실로 누설되는 것에 의한 매연 발생을 방지할 수 있는 코크스 오븐의 연소 제어 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명의 일 태양에 따르면, 탄화실에 장입된 석탄을 연소실에서 연소되는 연료 가스의 연소열로 건류시켜서 코크스를 생산하는 코크스 오븐의 연소를 제어하기 위한 코크스 오븐의 연소 제어 방법으로서, 장입 신호가 발생되면 연료 가스와 공기의 공급을 차단하는 단계, 및 장입이 완료된 후 소정 시간이 경과하고 나서 연료 가스와 공기의 공급을 재개하는 단계를 포함하는 코크스 오븐의 연소 제어 방법이 제공된다.
바람직하게는, 소정 시간은 3분 내지 7분, 더욱 바람직하게는 5분일 수 있다.
바람직하게는, 장입 신호는 장입 차량이 미리 정해진 장입 위치에 진입하면 발생될 수 있다.
바람직하게는, 코크스 오븐의 탄화실은 다수 개가 구비되며, 장입 신호의 발생시 해당 탄화실을 알리는 신호도 함께 발생되고, 연료 가스와 공기의 공급 차단은 해당 탄화실에 대응하는 연소실에 연료 가스와 공기의 공급 차단은 해당 탄화실에 대응하는 연소실에 대해서 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 탄화실에 장입된 석탄을 연소실에서 연소되는 연료 가스의 연소열로 건류시켜서 코크스를 생산하는 코크스 오븐의 연소를 제어하기 위한 코크스 오븐의 연소 제어 장치로서, 장입 차량의 미리 정해진 장입 위치에 진입하는 것을 감지하여 장입 신호를 발생시키는 장입 신호 발생기, 장입 차량이 장입 위치로부터 이탈하는 것을 감지하여 장입 완료 신호를 발생시키는 장입 완료 신호 발생기, 연소실로 공급되는 연료 가스와 공기의 유량을 각각 조절하기 위한 연료 가스 유량 조절 수단과 공기 유량 조절 수단, 및 장입 신호 발생기와 상기 장입 완료 신호 발생기로부터 입력되는 신호에 따라 상기 연료 가스 유량 조절 수단과 공기 유량 조절 수단을 제어하는 제어기를 포함하는 코크스 오븐의 연소 제어 장치가 제공된다.
바람직하게는, 연료 가스 유량 조절 수단은 연료 가스를 코크스 오븐의 연소실로 안내하는 연료 가스 공급부의 일측에 설치되는 연료 가스 유량 조절 밸브와 연료 가스 유량 조절 밸브의 개도를 조절하는 액츄에이터를 포함하고, 공기 유량 조절 수단은 공기를 코크스 오븐의 연소실로 안내하는 공기 공급부의 일측에 설치되는 공기 유량 조절 밸브와 공기 유량 조절 밸브의 개도를 조절하는 액츄에이터를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 코크스 오븐의 연소 제어 장치는 제어기에 입력되는 신호 및 제어기에 의해 제어되는 가스 유량 조절 밸브와 공기 유량 조절 밸브의 개도를 표시하는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 코크스 오븐의 탄화실이 다수 개가 구비되며, 장입 신호 발생기는 장입 차량이 해당 탄화실의 미리 정해진 장입 위치로 진입하는 것을 감지하면 장입 신호와 함께 해당 탄화실로 장입하는 장입 차량의 차량 번호를 알리는 신호를 함께 발생시키고, 제어기는 해당 탄화실에 대응하는 연소실로 연료 가스와 공기를 각각 공급하는 연료 가스 유량 조절 수단과 공기 유량 조절 수단을 제어하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 코크스 오븐 연소 제어 방법 및 장치에 의하면, 코크스 오븐의 가동 시에 돌발적인 상황의 발생으로 공로 상태가 장기간 지속되더라도 장입 신호가 입력되면 코크스 오븐으로 공급되는 연료 가스와 공기를 차단함으로써 연소실 내부의 온도가 상승하는 것과 이에 따른 노체를 이루는 규석 연와의 균열을 방지하거나 최소할 수 있다. 또한, 장입 중에 탄화실로부터 분진 가스가 벽의 균열을 통해 연소실로 누설되더라도 장입이 완료되어 연소가 시작될 때까지는 분진 가스가 연돌을 통해 배출되지 않으므로 매연 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 코크스 오븐의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 연소 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 연소 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 코크스 오븐(100) 및 이 코크스 오븐(100)에 설치되는 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 연소 제어 장치(200)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 장치(200)를 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 연소 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
코크스 오븐(100)은 탄화실(110)과, 연소실(120)과, 축열실(130)과, 솔풀(140)과, 연료 공급부(160)와, 공기 공급부(150)와, 연돌(미도시)을 포함하고 있다. 연료 공급부(160)와 공기 공급부(150)에는 각각의 공급부(160, 150)를 통해 유입되는 연료 가스와 공기의 유량을 제어하는 밸브(162, 152)가 설치되어 있고, 연돌로 이어지는 연도(180)에는 폐가스의 배출량을 조절하기 위한 댐퍼(190)가 설치되어 있다. 그리고, 도시하지는 않았으나, 탄화실(110)의 상측에는 석탄 장입부가 설치되고 탄화실(110)의 측부에는 코크스 압출부가 설치된다. 또한, 코크스 오븐(100)은 다수의 탄화실(110)과 그에 대응하는 다수의 연소실(120)을 구비하며, 각각의 연소실(120)로 연료 가스와 공기를 개별적으로 공급할 수 있도록 연료 가스 공급부(160)와 공기 공급부(150)가 배치되어 있다. 특히, 각 탄화실(110)에 두 개의 연소실(120)이 할당될 수도 있는데, 이 경우에는 리버싱 밸브(164)에 의해서 연료 가스가 일정한 주기로 두 연소실(120)에 번갈아서 공급된다.
석탄을 적재한 장입 차량이 어느 한 탄화실(110) 상부의 석탄 장입부로 진입하면, 해당 탄화실(110)의 상면이 개방되고 장입 차량으로부터 석탄이 탄화실(110) 내부로 장입된다. 연료 공급부(160)로부터 공급되는 연료 가스는 공기 공급부(160)를 통해 공급되는 공기와 혼합되어 솔풀(140)과 축열실(130)을 거쳐서 연소실(120)로 공급되어 연소된다. 연소열은 인접한 탄화실(110)로 전달되어 탄화실(110)에 장입된 석탄을 건류시켜서 코크스가 생산되는 것이다. 연소실(120)에서 발생된 열은 또한 축열실(130)로 전달됨으로써 열 맥동이 감소된 후에 균일한 열량으로 탄화실(110)에 공급되기도 한다. 연소실(120)에서 연료 가스가 연소하고 난 후 발생되는 폐가스는 연도(180)와 연돌을 거쳐서 외부로 배출된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 연소 제어 장치(200)는 장입 작업의 시작을 검출하는 장입 신호 발생기(210)와, 장입 작업의 완료를 검출하는 장입 완료 신호 발생기(220)와, 연료 가스 공급부(160)를 통해 공급되는 연료 가스의 유량을 조절하기 위한 연료 가스 유량 조절기(230)와, 공기 공급부(150)를 통해 공급되는 공기의 유량을 조절하기 위한 공기 유량 조절기(240) 및 장입 신호 발생기(210)와 장입 완료 신호 발생기(220)로부터 발생되는 신호를 입력받아 연료 가스 유량 조절기(230)와 공기 유량 조절기(240)의 작동을 제어하는 제어기(250)를 포함하여 이루어진다.
장입 신호 발생기(210)는 장입 차량이 석탄 장입부의 장입 위치로 진입하면 장입 신호를 발생시킨다. 장입 신호 발생기(210)는 예를 들어 장입 차량이 장입 위치로 진입하면 장입 차량의 일부분에 물리적으로 접촉됨으로써 신호를 발생시키는 리미트 스위치로 이루어질 수도 있고, 혹은 장입 차량이 장입 위치로 진입하면 광 또는 자기적인 방식으로 이를 감지하는 근접 센서로 이루어질 수도 있다. 대안적으로, 장입 신호 발생기(210)는 장입 차량의 위치를 검출하는 대신 장입 작업을 위해 탄화실(110) 상부의 도어가 개방되는 것을 검출하는 것에 의해 장입 신호를 발생시키도록 구성될 수도 있다. 이 경우에도 마찬가지로 장입 신호 발생기(210)는 리미트 스위치나 근접 센서 등으로 이루어질 수 있다. 탄화실(110)이 다수 개인 경우, 장입 신호 발생기(210)는 해당 탄화실의 장입 위치로 진입하는 장입 차량의 차량 번호를 알리는 차량 번호 신호를 함께 발생시킨다.
장입 완료 신호 발생기(220)는 장입 차량으로부터 탄화실(110)로의 석탄 장입이 완료되면 장입 완료 신호를 발생시킨다. 예를 들면, 장입 완료 신호 발생기(220)는 장입 위치에 설치되는 리미트 스위치 또는 근접 센서일 수 있다. 장입 작업이 수행되고 있는 중에는 리미트 스위치가 장입 차량에 접촉되어 있거나 혹은 근접 센서가 장입 차량의 존재를 인식하고 있다가 장입 완료 후 장입 차량이 장입 위치로부터 이탈함에 따라 장입 차량과의 접촉이 해제되거나 혹은 자기장의 변동이 발생되면 장입 완료 신호를 발생시킬 수 있다. 대안적으로, 장입 완료 신호 발생기(220)는 탄화실(110)의 상부의 장입용 도어가 장입 완료 후에 닫히는 것을 감지하도록 구성될 수도 있다. 장입 신호 발생기(210)의 경우와 마찬가지로, 탄화실(110)이 다수 개인 경우, 장입 완료 신호 발생기(220)는 해당 탄화실(110)의 장입 위치로부터 이탈하는 장입 차량의 차량 번호를 알리는 차량 번호 신호를 함께 발생시킨다.
장입 신호 발생기(210)와 장입 완료 신호 발생기(220)는 동일한 구성을 공유할 수도 있고, 각각 별도의 구성으로 이루어질 수도 있다. 또한, 장입 신호 발생기(210)는 장입 차량의 장입 위치에 설치되고 장입 완료 신호 발생기(220)는 탄화실(110)의 장입용 도어에 설치되거나 혹은 그 반대로 설치될 수도 있다. 이와 같은 조합은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 필요에 따라 얼마든지 변경 실시할 수 있을 것이다.
연료 가스 유량 조절기(230)는 코크스 오븐(100)의 연료 가스 공급부(160)에 설치된 연료 가스 유량 조절 밸브(162)와 이 연료 가스 유량 조절 밸브(162)를 구동하는 액츄에이터(232)를 포함한다. 액츄에이터(232)는 전동 모터 혹은 유압 실린더일 수 있다.
공기 유량 조절기(240)도 코크스 오븐(100)의 공기 공급부(150)에 설치된 공기 유량 조절 밸브(152)와 이 공기 유량 조절 밸브(152)를 구동하는 액츄에이터(242)를 포함한다. 액츄에이터(242)는 전동 모터 혹은 유압 실린더일 수 있다.
제어기(250)는 코크스 오븐(100)의 운전을 제어하는 운전실에 설치될 수 있으며, 유선 혹은 무선으로 장입 신호 발생기(210), 장입 완료 신호 발생기(220), 연료 가스 유량 조절기(230)의 액츄에이터(232) 및 공기 유량 조절기(240)의 액츄에이터(242)와 연결된다. 제어기(250)는 장입 신호 발생기(210)와 장입 완료 신호 발생기(220)로부터 입력되는 신호에 따라 액츄에이터(232, 242)들의 작동을 제어한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 연소 제어 장치(200)는 제어기(250)에 입력되는 신호와 해당 탄화실(110)의 번호와 액츄에이터(232, 242)들로 인가되는 제어 명령을 작업자가 확인할 수 있도록 표시하는 디스플레이(262)를 더 포함할 수 있다. 더 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 연소 제어 장치(200)는 제어기(250)에 입력된 신호와 코크스 오븐(100)의 연소실(120) 내의 상황 등을 고려하여 작업자가 연료 가스 유량 조절 밸브(162)와 공기 유량 조절 밸브(152)의 개도를 임의로 조절할 수 있게 하는 입력기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 상기와 같은 연소 제어 장치(200)를 이용한 코크스 오븐의 연소 제어 방법을 설명한다.
우선, 장입 신호가 발생하였는지 판단한다(S1). 앞서 설명한 바와 같이, 석탄을 적재한 장입 차량이 코크스 오븐(100)의 탄화실(110) 상측에 배치된 석탄 장입부로 진입하여 장입 위치에 도달하면 장입 차량의 일부분이 장입 신호 발생기(210)의 리미트 스위치에 접촉하게 되어 리미트 스위치가 온(ON)되면서 장입 신호와 함께 해당 차량 번호를 알리는 신호가 발생된다.
장입 신호가 발생되면, 제어기(250)는 코크스 오븐(100)의 해당 탄화실(110)에 대응하는 연소실(120)로 공급되는 연료 가스와 공기를 차단하는 명령을 인가한다(S2). 연료 가스 차단 명령이 인가되면 연료 가스 유량 조절기(230)의 액츄에이터(232)는 해당 연소실(120)과 연결된 연료 가스 공급부(160)에 설치된 연료 가스 유량 조절 밸브(162)를 폐쇄시키고, 공기 유량 조절기(240)의 액츄에이터(242)는 해당 연소실(120)과 연결된 공기 공급부(150)에 설치된 공기 유량 조절 밸브(152)를 폐쇄시킨다. 이에 따라 연료 가스와 공기가 코크스 오븐(100)의 해당 탄화실(110)에 대응하는 연소실(120)로 공급되는 것이 차단된다. 이 상태에서는 연소실(120) 내에서 연소가 이루어지지 않기 때문에 돌발 상황에 의한 공로 상태가 장기간 지속되더라도 연소실(120) 내부의 온도가 상승하는 것이 방지될 수 있다. 이에 따라 연소실(120)의 과열로 인한 노체를 이루는 규석 연와의 열화 및 그로 인해 탄화실(110)과 연소실(120)을 구획하는 벽에 발생될 수 있는 균열을 방지하거나 최소화할 수 있다.
또한, 장입 중에 탄화실(110)로부터 벽의 균열을 통해 연소실(120)로 누설되는 분진 가스가 규석 연와의 균열을 통해 연소실(120)로 누설되더라도 연소실(120) 내에서 연소가 일어나지 않으므로 공기나 연료 가스의 흐름이 없어 분진 가스가 연소실(120)에서 연돌을 통해 외부로 배출되지 않는다. 따라서, 종래와 같은 분진 가스의 배출로 인한 매연 발생을 방지할 수 있다.
계속해서, 장입 완료 신호가 발생하는지 판단한다(S3). 석탄 장입부의 장입 위치로부터 장입 차량이 이탈하면서 장입 완료 신호 발생기(220)의 리미트 스위치가 장입 차량과의 접촉이 해제되면, 장입 완료 신호가 제어기(250)에 입력된다.
장입 완료 신호가 발생되면, 소정의 시간, 예를 들면 3분 내지 7분, 바람직하게는 5분이 경과하였는지 판단한다(S4). 이는 연소실(120) 내부의 압력과 온도가 안정되기까지 기다렸다가 연소를 재개하기 위한 것이다.
소정 시간(예컨대, 5분)이 경과하면, 제어기(250)는 연료 가스 및 공기 공급 명령을 인가한다(S5). 연료 가스 및 공기 공급 명령이 인가되면, 연료 가스 유량 조절기(230)의 액츄에이터(232)는 연료 가스 공급부(160)에 설치된 연료 가스 유량 조절 밸브(162)를 개방시키고 공기 유량 조절기(240)의 액츄에이터(242)는 공기 공급부(150)에 설치된 공기 유량 조절 밸브(152)를 개방시킨다. 이에 따라 연료 가스와 공기가 연료 가스 공급부(160)와 공기 공급부(150)를 통해 공급되어 혼합되고 솔풀(140)과 축열부(130)를 거쳐 연소실(120)로 공급되어 연소실(120)에서 연소가 이루어짐으로써 탄화실(110) 내의 석탄에 대한 건류 작업이 시작된다.
상기의 과정 중에 장입 신호와 장입 완료 신호의 발생 여부, 장입이 이루어지는 탄화실(110) 및 차량 번호, 제어기(250)에서의 명령, 및 밸브(152, 162)들의 개폐 여부 등에 관한 정보가 디스플레이(260)를 통해 표시되어 작업자가 연소 제어 과정을 용이하게 파악할 수 있다. 이 디스플레이(260)에는 본 발명의 실시예에 따른 연소 제어 방법과 관련한 정보 외에도 코크스 오븐(100)의 운전 상황과 관련한 정보, 예를 들면 댐퍼(190) 부분의 폐가스 압력이나 탄화실(110)과 연소실(120)의 온도 등과 같은 정보도 표시될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연소 제어 장치(200)가 입력기를 더 포함하는 경우에는, 작업자는 디스플레이(260)에 표시된 코크스 오븐(100)의 운전 상황을 보고 입력기를 통해 연료 가스 유량 조절 밸브(162)의 개도를 적절히 조절할 수 있다. 예를 들면, 연소실(120)의 온도가 너무 낮아지면, 작업자는 입력기를 통해 연료 가스 유량 조절 밸브(162)와 공기 유량 조절 밸브(152)를 완전히 닫히게 하지 않고 적절한 개도로 개방되게 할 수 있다. 이에 따라, 장입 과정에서 연료 가스와 공기가 소량 공급되어 연소됨으로써 연소실(120) 내부의 온도가 지나치게 낮아지는 것을 방지할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 연소 제어 방법 및 장치에 의하면, 코크스 오븐의 가동 시에 돌발적인 상황의 발생으로 공로 상태가 장기간 지속되더라도 장입 신호가 입력되면 코크스 오븐으로 공급되는 연료 가스와 공기를 차단함으로써 연소실 내부의 온도가 상승하는 것과 이에 따른 노체를 이루는 규석 연와의 균열을 방지하거나 최소할 수 있다. 또한, 장입 중에 탄화실로부터 분진 가스가 벽의 균열을 통해 연소실로 누설되더라도 장입이 완료되어 연소가 시작될 때까지는 분진 가스가 연돌을 통해 배출되지 않으므로 매연 발생을 방지할 수 있다.
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지 다양하게 본 발명을 개조, 변형 또는 응용하여 실시할 수 있을 것이다.
100: 코크스 오븐 110: 탄화실
120: 연소실 150: 공기 공급부
152: 공기 유량 조절 밸브 160: 연료 가스 공급부
162: 연료 가스 유량 조절 밸브 200: 연소 제어 장치
210: 장입 신호 발생기 220: 장입 완료 신호 발생기
230: 연료 가스 유량 조절기 232: 액츄에이터
240: 공기 유량 조절기 242: 액츄에이터
250: 제어기 260: 디스플레이

Claims (8)

  1. 탄화실에 장입된 석탄을 연소실에서 연소되는 연료 가스의 연소열로 건류시켜서 코크스를 생산하는 코크스 오븐의 연소를 제어하기 위한 코크스 오븐의 연소 제어 방법으로서,
    장입 신호가 발생되면 연료 가스와 공기의 공급을 차단하는 단계; 및
    장입이 완료된 후 소정 시간이 경과하고 나서 연료 가스와 공기의 공급을 재개하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 연소 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정 시간은 3분 내지 7분인 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 연소 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 장입 신호는 장입 차량이 미리 정해진 장입 위치에 진입하면 발생되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 연소 제어 방법.
  4. 제1항 내지 제3항에 있어서,
    코크스 오븐의 탄화실은 다수 개가 구비되며,
    상기 장입 신호의 발생시 해당 탄화실을 알리는 신호도 함께 발생되고,
    연료 가스와 공기의 공급 차단은 해당 탄화실에 대응하는 연소실에 대해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 연소 제어 방법.
  5. 탄화실에 장입된 석탄을 연소실에서 연소되는 연료 가스의 연소열로 건류시켜서 코크스를 생산하는 코크스 오븐의 연소를 제어하기 위한 코크스 오븐의 연소 제어 장치로서,
    장입 차량이 미리 정해진 장입 위치로 진입하는 것을 감지하여 장입 신호를 발생시키는 장입 신호 발생기;
    장입 차량이 상기 장입 위치로부터 이탈하는 것을 감지하여 장입 완료 신호를 발생시키는 장입 완료 신호 발생기;
    상기 연소실로 공급되는 연료 가스와 공기의 유량을 각각 조절하기 위한 연료 가스 유량 조절 수단과 공기 유량 조절 수단; 및
    상기 장입 신호 발생기와 상기 장입 완료 신호 발생기로부터 입력되는 신호에 따라 상기 연료 가스 유량 조절 수단과 공기 유량 조절 수단을 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 연소 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연료 가스 유량 조절 수단은 연료 가스를 코크스 오븐의 연소실로 안내하는 연료 가스 공급부의 일측에 설치되는 연료 가스 유량 조절 밸브와 상기 연료 가스 유량 조절 밸브의 개도를 조절하는 액츄에이터를 포함하고,
    상기 공기 유량 조절 수단은 공기를 코크스 오븐의 연소실로 안내하는 공기 공급부의 일측에 설치되는 공기 유량 조절 밸브와 상기 공기 유량 조절 밸브의 개도를 조절하는 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 연소 제어 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어기에 입력되는 신호 및 제어기에 의해 제어되는 밸브의 개도를 표시하는 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 연소 제어 장치.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    코크스 오븐의 탄화실이 다수 개가 구비되며,
    장입 신호 발생기는 장입 차량이 해당 탄화실의 미리 정해진 장입 위치로 진입하는 것을 감지하면 장입 신호와 함께 해당 탄화실로 장입하는 장입 차량의 차량 번호를 알리는 신호를 함께 발생시키고,
    상기 제어기는 해당 탄화실에 대응하는 연소실로 연료 가스와 공기를 각각 공급하는 연료 가스 유량 조절 수단과 공기 유량 조절 수단을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 연소 제어 장치.
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