KR20170138609A - 배관 부생가스 제거장치 - Google Patents

Abstract

배관 부생가스 제거장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 배관 부생가스 제거장치는 증기발생장치를 구비한 이동프레임과, 증기발생장치와 교체배관의 일단에 연결되며, 교체배관 내의 부생가스를 흡입하여 증기발생장치로 공급하는 흡기유닛과, 증기발생장치와 교체배관의 타단에 연결되며, 증기발생장치에 의해 발생된 증기를 교체배관에 공급하는 증기배관을 포함한다.

Description

배관 부생가스 제거장치{APPARATUS FOR REMOVING BY-PRODUCT GAS IN PIPE}

본 발명은 배관 부생가스 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배관 교체 시 잔존하는 잔류가스를 안전하게 제거하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제철소의 부생가스는 고로에서 부생되는 고로가스, 제강취련 과정에서 발생되는 전로가스와, 코크스 제조과정에서 부생되는 코크스 가스 등이 있으며 이러한 부생가스는 배관을 통하여 제철소 내 열병합 발전설비의 보일러를 가동시키는 가열용 연료로 이송되고 있다.

이러한 부생가스는 타르와 불순물을 포함하고 있고, 배관을 통과하는 과정에서 배관 내에 누적되는 부산물을 형성한다.

장시간 배관 내에 누적된 부산물은 배관의 직경을 감소하여 배관의 막힘 현상 및 배관 부식을 초래하게 되므로 일정 주기로 배관을 교체하여야 한다.

그러나 배관 내의 부생가스는 인체에 유해할 뿐만 아니라 교체 시 누설되는 중독가스로 인해 화재 및 폭발 사고를 유발하게 된다.

또한 배관 내에 고착된 부산물은 쉽게 제거하기가 어려우며, 제거되지 않은 부산물에 잔존하는 유독가스로 인한 위험이 항상 존재하게 된다.

한국등록특허 제0785245호(2007.12.12 공고)

본 발명의 실시 예들은 배관 교체 시 배관 내의 부설가스 제거를 효율적으로 할 수 있는 배관 부생가스 제거장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 교체배관의 부생가스를 제거하기 위한 장치로서, 증기발생장치를 구비한 이동프레임과, 상기 증기발생장치와 상기 교체배관의 일단에 연결되며 상기 교체배관 내의 부생가스를 흡입하여 상기 증기발생장치로 공급하는 흡기유닛과, 상기 증기발생장치와 상기 교체배관의 타단에 연결되며 상기 증기발생장치에 의해 발생된 증기를 상기 교체배관에 공급하는 증기배관을 포함하고, 상기 증기발생장치는 적어도 상기 흡기유닛에 의해 공급된 부생가스를 연소하여 증기를 생성하는 배관 부생가스 제거장치를 제공하고자 한다.

또한 상기 흡기유닛은 흡입력을 발생하는 흡기펌프와, 상기 흡기펌프의 입구와 상기 교체배관의 일단을 연결하는 제1흡기배관과, 상기 흡기펌프의 출구와 상기 증기발생장치를 연결하는 제2흡기배관을 포함한다.

또한 상기 이동프레임에 마련되며, 상기 증기발생장치의 점화를 위한 연료를 공급하는 연료공급유닛을 더 포함한다.

또한 상기 연료공급유닛은 연료를 저장하는 연료탱크와, 상기 연료탱크와 상기 제2흡기배관을 연결하는 연료배관과, 상기 연료배관에 설치된 연료제어밸브를 포함한다.

또한 상기 이동프레임에 마련되며, 상기 증기발생장치로 급수하기 위한 급수유닛을 더 포함한다.

또한 상기 급수유닛은 물을 저장하는 급수탱크와, 상기 급수탱크와 상기 증기발생장치를 연결하는 급수배관과, 상기 급수배관에 설치된 급수밸브를 포함한다.

본 발명의 실시 예들은 배관 교체 시 배관 내부의 부생가스 제거를 효율적으로 수행하여 작업자의 중독이나 폭발 사고의 위험을 현저히 줄임과 아울러 부생가스가 외부로 배출됨에 따른 환경 오염을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배관 부생가스 제거장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배관 부생가스 제거장치가 교체배관에 연결된 상태를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 부생가스 제거 시 흐름을 도시한 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배관 부생가스 제거장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배관 부생가스 제거장치가 교체배관에 연결된 상태를 도시한 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 배관 부생가스 제거장치(10)는 교체하고자 하는 교체배관(3) 쪽으로 원활히 이동할 수 있는 대차 형태의 이동프레임(20)을 구비한다.

부생가스 제거장치(10)는 이동프레임(20)을 통해 교체배관(3) 쪽으로 이동한 상태에서 교체배관(3)의 양단에 설치된 접속관(4,5)을 통해 부생가스의 제거작업을 수행하게 된다.

이동프레임(20)에는 교체배관(3)의 부생가스를 제공받아 연소한 열을 이용하여 증기를 생성하는 증기발생장치(30)가 마련된다.

증기발생장치(30)는 일측이 교체배관(3)으로부터 부생가스를 흡입하기 위한 흡기유닛(40)과 연결되고, 타측은 증기발생장치(30)에서 발생된 증기를 교체배관(3)으로 제공하기 위한 증기배관(50)과 연결된다.

흡기유닛(40)은 흡입력을 발생하도록 이동프레임(20)에 마련되는 흡기펌프(41)와, 흡기펌프(41)의 입구와 교체배관(3)의 일단에 구비된 제1접속관(4)과 연결되는 제1흡기배관(42)과, 흡기펌프(41)의 출구와 증기발생장치(30)를 연결하는 제2흡기배관(43)을 포함한다.

제1흡기배관(42)은 유연한 재질의 호스로 이루어질 수 있고, 교체배관(3)의 제1접속관(4)과 커넥터 또는 원터치 피팅을 통해 착탈 가능하게 연결될 수 있다.

제1접속관(4)에는 교체배관(3) 내의 부생가스를 제1흡기배관(42) 쪽으로 공급을 제어하기 위한 제1수동밸브(6)가 구비될 수 있고, 제1흡기배관(42)은 제1수동밸브(6)와 접속될 수 있다.

흡기펌프(41)는 교체배관(3)의 부생가스를 제1흡기배관(42)을 통해 흡입한 후 제2흡기배관(43)을 통해 증기발생장치(30)로 공급한다.

제2흡기배관(43)에는 증기발생장치(30)의 초기 점화 및 연소를 위한 연료를 제공하는 연료공급유닛(60)이 연결될 수 있다.

연료공급유닛(60)은 이동프레임(20)에 마련될 수 있고, 연료를 저장하는 연료탱크(61)와, 연료탱크(61)와 제2흡기배관(43)의 중도를 연결하는 연료배관(62)과, 연료배관(62)상에 설치되는 연료제어밸브(63)를 포함한다.

제2흡기배관(43)에는 흡기펌프(41)에 의해 공급되는 부생가스와 연료공급유닛(60)에서 공급되는 연료가 혼입된 상태로 유동하고, 혼입된 부생가스와 연료는 제2흡기배관(43)을 통해 증기발생장치(30)의 버너(미도시)로 공급될 수 있다.

증기발생장치(30)는 통상의 보일러 형태로 마련될 수 있다.

버너는 증기발생장치(30)와 제2흡기배관(43) 사이에 개재되어 증기발생장치(30)의 연소실에서 연소가 될 수 있도록 발화점 이상의 온도와 산소를 제공한다.

제2흡기배관(43)을 통해 공급되는 연료 및 부생가스의 혼합가스는 증기발생장치(30)의 연소실에서 연소가 이루어지고, 연소가스는 배기배관(31)을 통해 외부로 배출되게 된다.

이에 따라 교체배관(3)에서 제공되는 Naphthalene, Tar, 황, 암모니아 등과 같은 유해성분은 증기발생장치(30)의 연소실에서 모두 연소되게 된다.

증기발생장치(30)는 혼합가스를 연소하는 동안 발생하는 열을 이용하여 증기를 생성하기 위해 급수장치(70)와 연결될 수 있다.

급수장치(70)는 이동프레임(20)에 마련되는 급수탱크(71)와, 급수탱크(71)와 증기발생장치(30)를 연결하는 급수배관(72)과, 급수배관(72)에 설치되어 물의 공급을 제어하는 급수밸브(73)를 포함한다.

급수탱크(71) 내에는 저장된 물을 펌핑하는 급수펌프(미도시)가 내장될 수 있고, 급수펌프에 의해 펌핑된 물은 급수배관(72)을 따라 증기발생장치(30)의 상부로 공급되게 된다.

급수배관(72)을 통해 증기발생장치(30)로 공급된 물은 스프레이 형태로 증기발생장치(30)의 상부에 위치되는 증기생성실(미도시)로 분사될 수 있고, 증기발생장치(30)의 연소실에서 혼합가스가 연소되는 열에 의해 증기로 변환된 후 증기배출구(32)를 통해 배출될 수 있다.

증기배출구(32)를 통해 배출되는 증기는 증기배관(50)을 통해 교체배관(3)의 타단으로 공급될 수 있다.

증기배관(50)은 유연한 재질의 호스로 이루어질 수 있고, 교체배관(3)의 제2접속관(5)과 커넥터 또는 원터치 피팅을 통해 착탈 가능하게 연결될 수 있다.

제2접속관(5)에는 증기배관(50)의 증기를 교체배관(3) 쪽으로 공급을 제어하기 위한 제2수동밸브(7)가 구비될 수 있고, 증기배관(50)은 제2수동밸브(7)와 접속될 수 있다.

증기배관(50)에는 증기배관(50)에 흐르는 증기의 압력을 제어하기 위한 증기제어밸브(51)가 설치될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 배관 부생가스 제거장치를 이용한 부생가스 제거방법에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다.

먼저, 제철소에서 조업 중 코크스 제조공정, 제선 및 제강공정 중에 발생하는 부생가스는 일정한 간격마다 설치된 차단밸브(1)들에 의해 연속적으로 연결되는 배관을 통해 가열용 연료로 사용되는 장비로 이송되고 있다.

이 경우, 배관의 교체작업이 필요로 할 때에는 본 실시 예의 배관 부생가스 제거장치(10)를 움직여 교체작업이 필요한 교체배관(3) 쪽으로 운반한다.

교체배관(3) 쪽으로 이동프레임(20)이 운반된 후에는 교체배관(3)의 양단에 설치된 차단밸브(1)를 잠근 상태에서 교체배관(3)에 설치된 제1접속관(4) 및 제2접속관(5) 쪽에 각각 제1흡기배관(42) 및 증기배관(50)을 접속시킨다.

그 후, 제1수동밸브(6)와 제2수동밸브(7)를 열어 개방시킨 상태에서 흡기펌프(41)를 작동시킴과 아울러 연료공급유닛(60)으로부터 제2흡기배관(43) 쪽으로 연료를 공급한다.

제2흡기배관(43) 내에는 교체배관(3) 내의 부생가스와 연료공급유닛(60)으로부터 제공되는 연료가 혼입되며, 혼입된 연료가스는 증기발생장치(30)의 버너로 제공되어 점화된 후 연소된다.

이때 급수장치(70)로부터 증기발생장치(30)쪽으로 급수가 이루어지고, 증기발생장치(30) 내에서는 혼합가스의 연소 열에 의하여 증기가 생성되게 되며, 생성된 증기는 증기배관(50)을 통해 교체배관(3)쪽으로 유입되게 된다.

이와 같이, 교체배관(3) 내의 부생가스는 증기발생장치(30)의 연소실에서 연소됨에 따라 유독성 부생가스가 외부로 배출되는 것을 방지함과 아울러 증기발생장치(30)에서 발생되는 증기는 다시 교체배관(3) 쪽으로 유입되게 된다.

따라서 증기배관(50)을 통해 교체배관(3) 내부로 유입된 증기는 교체배관(3) 내의 부생가스를 밀어냄과 아울러 교체배관(3) 바닥에 고착된 타르에 잔존하는 유독가스 또한 밀어냄에 따라 부생가스의 완전한 제거가 이루어질 수 있게 된다.

즉 흡기펌프(41)의 흡입력만으로는 교체배관(3)의 바닥에 존재하는 타르 등에 잔존하는 유독가스의 배출이 어려우나, 교체배관(3)에 유입되는 고온 고압의 증기는 타르 등에 잔존하는 유독가스를 함께 밀어냄에 따라 교체배관(3) 내의 가스 제거 효율은 현저히 향상되게 된다.

그리고 일정시간이 경과하여 교체배관(3)에 존재하는 부생가스의 제거가 완료되면 증기배관(50)을 통해 교체배관(3)으로 유입된 증기가 제1흡기배관(42)을 통해 제2흡기배관(43)쪽으로 공급되게 된다.

이에 따라 증기발생장치(30)의 연소실에서의 화력이 약화되면 작업자는 교체배관(3)에 존재하는 부생가스의 제거가 완료된 것으로 용이하게 인식할 수 있고, 이에 따라 교체배관(3)의 교체작업을 수행하게 된다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

1: 차단밸브, 3: 교체배관,
40: 부생가스 제거장치, 20: 이동프레임,
30: 증기발생장치, 40: 흡기유닛,
41: 흡기펌프, 42: 제1흡기배관,
42: 제2흡기배관, 50: 증기배관,
51: 증기제어밸브, 60: 연료공급유닛,
61: 연료탱크, 62: 연료배관,
63: 연료제어밸브, 70: 급수장치,
71: 급수탱크, 72: 급수배관,
73: 급수밸브.

Claims (6)

1. 교체배관의 부생가스를 제거하기 위한 장치로서,
   증기발생장치를 구비한 이동프레임;
   상기 증기발생장치와 상기 교체배관의 일단에 연결되며, 상기 교체배관 내의 부생가스를 흡입하여 상기 증기발생장치로 공급하는 흡기유닛; 및
   상기 증기발생장치와 상기 교체배관의 타단에 연결되며, 상기 증기발생장치에 의해 발생된 증기를 상기 교체배관에 공급하는 증기배관;을 포함하고,
   상기 증기발생장치는 적어도 상기 흡기유닛에 의해 공급된 부생가스를 연소하여 증기를 생성하는 배관 부생가스 제거장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 흡기유닛은 흡입력을 발생하는 흡기펌프와, 상기 흡기펌프의 입구와 상기 교체배관의 일단을 연결하는 제1흡기배관과, 상기 흡기펌프의 출구와 상기 증기발생장치를 연결하는 제2흡기배관을 포함하는 배관 부생가스 제거장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 이동프레임에 마련되며, 상기 증기발생장치의 점화를 위한 연료를 공급하는 연료공급유닛을 더 포함하는 배관 부생가스 제거장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 연료공급유닛은 연료를 저장하는 연료탱크와, 상기 연료탱크와 상기 제2흡기배관을 연결하는 연료배관과, 상기 연료배관에 설치된 연료제어밸브를 포함하는 배관 부생가스 제거장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 이동프레임에 마련되며, 상기 증기발생장치로 급수하기 위한 급수유닛을 더 포함하는 배관 부생가스 제거장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 급수유닛은 물을 저장하는 급수탱크와, 상기 급수탱크와 상기 증기발생장치를 연결하는 급수배관과, 상기 급수배관에 설치된 급수밸브를 포함하는 배관 부생가스 제거장치.

Images