KR20180094932A - 적어도 하나의 복사성 튜브 버너의 작동 및 안전을 제어하기 위한 전자 제어 모듈 및 방법 - Google Patents

적어도 하나의 복사성 튜브 버너의 작동 및 안전을 제어하기 위한 전자 제어 모듈 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 복사형 튜브 버너를 제어하기 위한 제어 모듈에 관한 것으로, 상기 버너는 연료 공급 밸브, 산화제 공급 밸브 및 연소 연도 배출 덕트를 포함하고, 상기 제어 모듈은 : 상기 적어도 하나의 버너의 연소 연도 배출 덕트에 설치된, 연소 품질을 측정하는 수단, 연료 유량을 측정하는 유닛, 산화제 유량을 측정하기 위한 유닛, 및 상기 적어도 하나의 버너를 구동하기 위한 수단을 포함하고, 상기 적어도 하나의 버너의 산화제 공급 밸브 및 연료 공급 밸브를 제어하여 연소 품질을 결정하기 위한 수단에 의해 전달된 정보에 기초하여 산화제 유량 비 대 연료 유량 비의 비율을 조정하기 위하여 상기 적어도 하나의 버너의 산화제 공급 밸브 및 연료 공급 밸브의 개방 백분율에 작용한다.

Description

적어도 하나의 복사성 튜브 버너의 작동 및 안전을 제어하기 위한 전자 제어 모듈 및 방법
본 발명은 금속 스트립의 연속 열처리를 위해 수평 또는 수직 라인을 갖춘 산업용 복사형 튜브 버너의 연소 및 안전을 최적으로 제어하기 위한 전자 제어 모듈 및 방법에 관한 것이다.
도면들중 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 금속 스트립의 연속 열처리를 위한 수직 라인의 일부의 개략적인 예가 도시되어 있다. 이는 예를 들어, 고온 가스 제트에 의해 스트립(2)을 예열하기 위한 구역(Z1), 또한 복사형 튜브 버너에 의해 스트립을 가열하기 위한 구역(Z2), 복사형 튜브 버너를 또한 갖춘 스트립의 온도를 유지하기 위한 구역(Z3) 및 스트립의 다른 처리, 예를 들어, 냉각에 사용되는 다음의 상세하지 않은 구역(Z4)을 포함한다.
이 라인은 스트립(2)이 다수의 수직 통과로 안내하는 다양한 롤러(3) 상에 진입하는 절연 인클로저(1)로 구성된다. 각 수직 통과의 상부에는, 직사각형으로 개략적으로 표현된 복사형 튜브(4, 5)가 배열된다. 현대적인 어닐링 라인에서, 설치된 복사형 튜브의 수 -따라서 버너- 는 200 내지 400 사이일 수 있다. 이러한 버너 각각은 개별적으로 제어되며 온-오프 모드에서 작동하고, 복사형 튜브는 예를 들어, 푸시-풀 모드(push-pull mode)에서 작동한다.
이 도 1에서, 버너가 꺼진 복사형 튜브(4)는 흰색으로 도시되고, 버너가 켜진 복사형 튜브(5)는 흑색으로 도시된다.
가열 구역(Z2)에 의해 생성될 수 있는 최대 가열 출력(Pmax)은 모든 복사형 튜브의 동시 스위칭 온(switching on)에 대응한다.
종래 기술에 따르면, 구역(Z2)에 요구되는 가열 출력(Prequired)이 Pmax보다 작 으면, 예를 들어, Pmax의 60%와 같을 때, 가열 영역의 복사형 튜브의 버너 각각이 일반적으로 1 또는 2 분으로 설정된 사이클 시간의 60% 동안 점화된다.
임의의 순간에 요구되는 가열 출력(Prequired)은 사이클 시간의 일부분 동안 각 복사형 튜브 버너의 작동 시간을 Prequired/Pmax의 백분율과 동등하게 조정함으로써 얻어지는 것으로 이해된다.
도 2는 롤러(3) 상에서 움직이는 스트립(2)의 일 측면 상에 위치된 복사형 튜브(4, 5)의 칼럼이다. 이 칼럼에서 각 복사형 튜브(4, 5)의 공급부/배출부가 이 도면에 도시되어 있다; 산화제, 예를 들어, 연소 공기의 공급부는 액체 연료 또는 가스 연료, 예를 들어, 천연 가스의 공급부(7) 및 연도 가스의 배출부(8)에 의해 도식화된다. 공급/배출 덕트 상의 복사형 튜브의 유체 연결부에 따라서, 공기 공급부 또는 가스 공급부 또는 연도 가스 배출부의 압력은 각 복사형 튜브마다 상이하다는 것이 이해된다.
이어서, 본 발명의 설명을 간단히 하기 위해, 그 특성이 무엇이든지, 버너에 공급되는 연료를 지시하는 용어로서 "가스", 산소 함량에 관계없이 산화제를 지시하는 용어로서 "공기"를 사용할 것이다.
생산, 스트립 형식 또는 도달해야 하는 온도에 따른 노의 작동 속도의 변화는 작동 중인 버너의 수를 변화시키고, 이는 버너에 공기, 가스 또는 연도 가스 압력 변동을 유도한다 .
한편, 버너의 점화 및 소화는 또한 노의 근처 또는 동일한 구역에 위치한 버너 덕트 상의 압력 변동을 유도할 수 있다.
또한 복사형 튜브의 온도를 높이면, 잉여 공기가 감소한다.
열처리 라인이 설치되어 있는 제조 장소에서 가스의 성질이나 조성이 변동할 수 있으며 때로는 평균값과 비교하여 +/- 10%의 가열 값 변화와 같이 상당한 비율로 변동될 수 있다는 것을 알 수 있다. 설비에는 여러 유형의 가스, 예를 들어, 밀도 또는 가열 값이 매우 다른 특성을 갖는 천연 가스 및 코크스 오븐 가스가 공급될 수도 있다. 버너의 작동 조건은 공기 또는 가스 공급 또는 연도 가스 배출 압력, 사용된 가스의 특성, 복사형 튜브의 작동 온도, 구역 또는 유체 회로에서 칼럼 내의 인접한 버너의 점화 및 소화의 영향에 따라 매우 다양할 수 있음을 알 수 있다.
이러한 변화는 빠르고 구역 또는 유체 회로의 칼럼의 모든 버너에서 그리고 버너 단독의 작동에 심각한 교란을 일으킬 수 있는, 예를 들어, 시간당 점화 및 소화의 30 또는 60 사이클을 갖는 온-오프 모드에서 버너의 점화 및 소화 사이클 속도에 추가될 수 있다
이러한 모든 변화는 원하는 이론 값 및/또는 CO(일산화탄소) 또는 NOx(질소 산화물)와 같은 오염 물질의 상당한 생산 값과 비교하여 공기-가스 비의 상당한 변동을 일으킬 수 있다.
이 문제를 해결하기 위해, 공기 및 가스 공급 조건과 가스의 특성에 관계없이 연소가 수행되도록 화학양론적 값에 대해 + 10% 내지 + 20%의 잉여 공기 값을 선택하는 것이 일반적이다. 이러한 연소 공기의 추가 부분은 연소에 관여하지 않는다. 반대로, 가열에 필요한 에너지는 설치 효율을 희생시키면서 손실된 에너지이다.
종래 기술에 따른 설비는 온-오프 모드로 작동하는 대량의 버너를 포함하는 설비에서 다수 발생하는, 가스 또는 그 공급의 특성 변화, 및 화염 점화 및 소화 단계 동안 화염의 품질을 효과적으로 제어할 수 없다는 것을 알 수 있다.
버너 점화, 작동 및 소화 단계의 각 순간에서의 공기-가스 비는 이론적인 설정 값에 대한 가스의 실제 가열 값 및 공급 덕트에서의 공기 및 가스 압력의 공기 및 가스 밸브들의 개방 백분율의 각 순간에서의 결과라는 것을 이해할 것이다. 이러한 차이점은 밸브의 개폐 특성, 실제 밀봉, 밀봉 장치의 마모 및 공기 및 가스 공급의 특성 변화(예 : 파이프의 막힘으로 인한 압력 변동 등) 또는 가스의 가열 값 변화에 따라서 화염 점화 및 소화 단계 중에 특히 중요하다.
연소 품질, 즉 공기 및 가스 유량 및/또는 공기 및 가스 유량(공기/가스 비)사이의 비율에 대한 대략적인 제어의 이러한 일시적인 단계는 일련의 결과를 갖는다 :
● 방출 비율이 점차 제한되고 때로는 과세되는 오염 물질, 특히 질소 산화물(NOx)의 생성물의 증가,
● 설치 효율을 감소시키고 덕트, 플리넘 및 최종 연도 가스 배출 회로에서 폭발의 위험을 초래하여 설비 및 사람의 안전을 위태롭게 할 수 있는 미연소 부산물(미연소 연료), 특히 CO를 발생시킬 가능성,
● 분위기에 노출된 설비, 예를 들어, 복사형 튜브 및 일반적으로 고온에서 작동하고 버너(들)의 연소 가스에 노출되는 내화 강으로 제조된 모든 설비의 수명을 단축시킬 수 있는, 산화 또는 환원될 수 있는 제어되지 않은 연소 분위기의 생성.
예를 들어, EN 746-2 및 EN 298과 같은 강제 표준에 따라 설치된 전류 제어 설비는 상기 화염의 품질이 검증되지 않은 상태에서 화염의 존재를 제어한다. 이는 연소를 최적화하지 않는 개 루프 작동 모드임을 의미한다.
종래 기술의 모든 불완전성은 항상 버너의 각각의 연소 제어에 결함을 초래하여, 설치의 상이한 양태, 특히 연소 효율의 감소, 방출된 오염 물질 수준의 악화, 연소 가스와 접촉하는 물질의 저항, 덕트, 플리넘 및 최종 연도 가스 배출 회로에서의 가스 폭발의 위험성의 발생 또는 일반적으로 근처에 있는 설비 또는 직원의 위험이 있다는 것을 알 수 있다.
이러한 연소 제어 결함은 버너의 작동 사이클의 규모 또는 가스 및/또는 공기 공급 밸브의 개폐 시간에 대한 급격한 현상에 관련된다. 연소에 대한 불량한 제어 및 버너 작동의 안전에 대한 이러한 짧은 시간은 가능한 한 양호하게는 제어된 버너에 위치적으로 가까운 신속한 제어 장치의 구현을 요구하며, 빠른 반응 시간을 갖는 폐쇄 제어 루프의 형태로 작동한다.
일부 상용 설비는 버너의 작동 조건을 보정하기 위해 공기 및 가스 공급부 또는 연도 가스에 위치한 센서를 포함하지만, 온-오프 사이클의 각 작동 단계를 최적화하고 공급 가스의 가열 값의 변화를 보상할 수 없다.
또한, 종래 기술에 따른 설비는 요소의 고장 또는 성능 저하된 모드인지 여부와 상관없이, 복사형 튜브 내의 오작동을 신속하게 검출하는 것을 가능하게 할 수 없다.
본 발명에 따른 전자 제어 모듈 및 방법은 복사형 튜브 버너의 연소를 최적화하고, 방출되는 오염 물질의 양을 감소시키고, 공급 가스의 가열 출력의 변화를 보상하고, 버너의 적절한 작동을 보장하고 상기 복사형 튜브 상의 오작동을 신속하게 검출하기 위해 요구되는 잉여 공기를 감소시킴으로써 연소 효율을 개선시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 복사형 튜브 버너에 대한 제어 모듈로서, 상기 버너가 연료 공급 밸브, 산화제 공급 밸브 및 연소 연도 가스 배출 덕트를 포함하며, 상기 제어 모듈은:
● 적어도 하나의 버너의 연소 연도 가스 배출 덕트에 설치된 연소 품질을 측정하는 수단,
● 연료 유동 측정 장치,
● 산화제 유동 측정 장치,
● 연소 품질 측정 장치에 의해 전달되는 정보에 따라서 산화제 유량/연료 유량비를 조정하기 위하여, 상기 적어도 하나의 버너의 산화제 공급 밸브 및 상기 연료 공급 밸브의 개방 백분율에 작용하는, 상기 적어도 하나의 버너를 제어하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 제어 모듈은 연소 품질 측정 장치, 연료 유동 측정 장치 및 산화제 유동 측정 장치에 의해 제공된 데이터를 사용하여 연료의 연소 출력값(Va)을 계산하기 위한 수단을 포함하고, 사전규정된 임계값을 초과하는 편차를 검출하기 위해 계산된 Va 값을 이론 값과 비교한다.
연소 품질을 제어하는 수단은 잔여 산소 센서일 수 있다.
더욱 바람직하게는, 모듈은 2개의 복사형 튜브 버너를 제어할 수 있으며, 연료의 연소 출력값(Va)은 산화제 유동 측정 장치 및 연료 유동 측정 장치에 의해 공급된 데이터 및 연소 품질 제어 장치에 의해서 전달된 정보에 기초하여 각 버너에 대해 계산되고, 규정된 임계값을 초과하는 편차를 검출하기 위해 2개의 버너에 대해 얻어진 2개의 Va 값들이 비교된다.
본 발명은 또한 연료 공급 밸브, 산화제 공급 밸브 및 연소 연도 가스 배출 덕트를 포함하는 적어도 하나의 복사형 튜브 버너를 제어하기 위한 방법을 포함하고, 상기 방법은:
● 상기 적어도 하나의 버너의 연소 연도 가스 배출 덕트에 설치된 연소 품질을 측정하는 장치에 의해서 전달되는 정보로부터 원하는 산화제/연료 비에 따라 상기 적어도 하나의 버너의 산화제 공급 밸브 및 연료 공급 밸브의 개방 백분율을 조절하여 적어도 하나의 버너의 상기 작동을 제어하는 단계;
● 특히 산화제 유동 측정 장치 및 연료 유동 측정 장치에 의해 공급된 데이터 및 적어도 하나의 버너의 연소 품질을 측정하기 위한 장치에 의해 전달된 정보로부터 적어도 하나의 버너에 공급하는 연료의 연소 출력값(Va)을 계산하고, 그리고 규정된 임계값을 초과하는 편차를 검출하기 위해 연소 출력값(Va)을 이론 값과 비교하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제어 방법은 또한,
● 2개의 복사형 튜브 버너들을 제어할 수 있고,
● 특히, 산화제 유동 측정 장치 및 연료 유동 측정 장치에 의해 공급된 데이터 및 상기 버너의 연소 품질을 측정하기 위해 상기 장치에 의해 전달된 정보로부터 각각의 버너에 대한 연료 연소 출력값(Va)을 계산하고, 규정된 임계값을 초과하는 차이를 검출하기 위해 상기 2개의 버너에 대해 얻어진 2개의 Va 값들을 비교할 수 있다.
따라서, 본 발명은 산업용 노에서 대량으로 설치된 복사형 튜브 버너의 작동을 관리하기 위한 빠르고 효율적인 시스템을 제공한다. 이는 버너의 안전한 작동을 보장하면서 연소를 최적화하고 생성된 오염 물질의 양을 감소시킨다. 본 발명은 공급 가스가 가변적인 특성(가열 값 또는 공급 연료 압력)을 갖는 경우에도 각 버너에 대해 요구되는 공기/가스 비를 영구적으로 유지하기 위해 공기량에 따라 가스량을 제어함으로써 버너를 제어하는 해결방안을 제공한다.
이하에서, 본 발명은 도면들중 도 2 및 도 3을 참조하여 예시적인 실시예에 기초하여 상세히 설명된다.
도 2는 종래 기술에 따른 버너에 대한 유체 분배 덕트의 입면도의 부분적인 개략도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복사형 튜브 조립체의 개략도이다.
도면들중 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복사형 튜브 버너는 공기 덕트(6) 및 가스 덕트(7)에 의해 공급된다. 버너의 공기 공급부에는, 예를 들어, 다이어프램(13) 및 차압 센서(12)와, 가능하게는 개방 위치 피드백 신호를 갖는 전기 또는 공기압으로 제어되는 개방 밸브(14)와 같은 유동 측정 장치가 구비된다.
연소 공기는 열교환기(10)에 의해 연도 가스에 의해 가열되어 버너(20)에 뜨거운 공기를 공급한다.
버너의 가스 공급부는 유동 측정 장치, 예를 들어, 다이어프램(16) 및 차압 센서(15) 및 EN 746-2에 따른 이중 밀봉 기능을 수행하고 가능하면 적어도 하나의[도면의 밸브(18)에서의] 개방 위치의 피드백을 전달하는 2개의 전기 또는 공압으로 제어된 개방 밸브(17 및 18) 및 밸브(17 및 18) 사이의 압력 스위치(26)를 포함한다. 따라서, 버너(20)에는 가스 및 공기가 공급된다.
제어 개방 밸브(14, 17, 18)에는 완전 개방 또는 폐쇄에서의 밸브의 위치를 확인하기 위한 센서 또는 리미트 스위치가 장착될 수도 있다.
버너(20)에는 화염 검출 장치(21), 예를 들어, 자외선형 광학 셀 및 점화 장치(22), 예를 들어, 점화 전극이 설비되어 있다.
복사형 튜브에는 온도 센서, 예를 들어, 그 표면 온도를 측정하기 위한 적어도 하나의 열전쌍(25) 및 연소 품질을 제어하기 위해 복사형 튜브(4)의 습윤 연도 가스 배출부(8) 상에 위치한 센서(24), 예를 들어, 잔여 산소 센서가 설비되어 있다.
연소 시스템은 출력 신호(23a) 및 입력 신호(23b)를 갖는 버너 근처에 위치한 전자 제어 모듈(23)을 구비한다. 제시된 예에 따른 입력 신호는 제어 밸브(14 및 18)의 위치, 화염 검출치(21), 공기 및 가스 유동 측정치(12 및 15), 센서(24)에 의해 측정된 습윤 연도 가스의 잔여 산소 및 열전쌍(25)에 의해 측정된 튜브의 온도이다. 출력 신호는 점화장치(22) 제어신호 뿐만 아니라 밸브(14, 17 및 18)의 제어신호이다.
마지막으로, 디지털 링크는 중앙 제어/명령 시스템과 전자 제어 모듈(23) 사이 및/또는 전자 제어 모듈(23) 사이에서 정보를 송신 및 수신할 수 있게 한다.
이 전자 제어 모듈은 표준에 규정된 바와 같이 그리고 종래 기술에 따라 시장에 존재하는 버너 제어 시스템에 의해 처리되는 모든 기능, 특히 이들 작동 단계의 각각에 관련된 점화 동작 시퀀싱, 버너 소화 및 안전 기능을 제공한다. 이는 또한 아래에 설명된대로 연소 제어 및 고장 제어를 가진다.
온-오프 모드에서, 제안된 시스템은 밸브(14)를 사용하여 다양한 작동 단계에서 버너에 의해 전달되는 순간 출력을 반영하여 공기의 양을 조절한다. 차압 센서(12)는 버너에 전달되는 공기의 순간 유동을 계산하는 전자 제어 모듈(23)에 연결된다.
연도 가스 내의 잔여 산소를 측정하기 위한 센서(24)는 전자 제어 모듈(23)에 연결되고, 전자 제어 모듈(23)은 점화, 안정화된 작동 및 소화와 같은 버너의 상이한 작동 단계에서 습윤 연도 가스에서 요구되는 산소 수준을 충족시키는데 필요한 가스의 양을 결정하고 밸브(18)를 제어함으로써 이 유동을 조절한다.
가스 회로에서와 마찬가지로, 차압 센서(15)는 버너에 전달되는 가스의 순간 유량을 계산하는 전자 모듈(23)에 연결된다.
공기 및 가스 유량은 1차 측정 요소(13, 16)의 기하학적 특성, 공통 동적 데이터 또는 개별 측정 데이터이고 전자 제어 모듈(23)로 전송된 유체의 특성 및 대기압, 압력, 온도 및 밀도와 같은 작동 조건의 파라미터를 통합하는, ISO 5167-2에 설명된 공식을 사용하여 계산된다.
연소 파라미터 Va(화학량론적 공기 또는 가스 체적 유닛의 완전 연소를 보장하기에 충분하고 필요한 공기량에 상응하는 연도 가스의 연소력), n으로 기재된 필요한 공기 팩터(또는 통기 비), 및 R(R = n × Va)로 기재된 공기/가스비 및 유체의 각각에 대한 특정 다른 파라미터로부터, 전자 제어 모듈(23)은 습윤 연도 가스에서 예상되는 잔여 산소의 비율을 계산하고 가스 유동을 조정하여 습윤 연도 가스에서 요구되는 유량을 유지한다. 따라서, 본 발명은 가스 및 공기 공급 압력 변동에 관계없이 연소 품질을 유지한다.
본 발명은 또한 열전쌍(25)에 의해 제어되는 최대 작동 온도를 초과하는 경우에 보호뿐만 아니라 압력 스위치(26)에 의해 제어되는 가스 밸브 기밀성 시험 시퀀서와 같은 다른 기능을 제안한다.
복사형 튜브(4)의 온도를 측정하기 위한 센서(25)는 전자 제어 모듈(23)에 연결된다. 따라서, 복사형 튜브가 최대 안전 온도를 초과하는 경우 모듈(23)은 버너의 셧다운을 제어할 수 있다.
생산 공정 개선 외에도, 시설에서 소비하는 연료 비용을 줄이고 방출되는 오염 물질의 양을 기준으로 요구되는 세금을 낮추기 때문에, 우리는 노의 최종 사용자에 대한 본 발명의 관심을 이해한다.
본 발명의 다른 본질적인 특성에 따라, 전자 제어 모듈(23)은 연결된 복사형 튜브 내의 오작동을 신속하게 검출할 수 있게 하고, 오작동이 심각한 것으로 간주되는 경우 상기 튜브를 안전 위치에 놓을 수 있게 한다.
특히, 관련 요소에 따라 오작동을 나타내는 수신된 신호의 특성에 따라, 전자 모듈은 관련 복사형 튜브를 서비스 상태로 유지하거나 또는 안전 위치에 배치하여 정지시키면서 국지적으로 및/또는 중앙 제어/명령 시스템에 경고를 발령할 것이다
앞서 살펴본 바와 같이, 전자 제어 모듈(23)은 공기(12, 13, 14) 및 가스 유량(15, 17, 18, 26)을 측정 및 제어하기 위한 장치 뿐만 아니라 잔여 산소 센서(24) 및 온도 센서(25)와 정보를 교환한다. 따라서, 전자 제어 모듈(23)은 이들 요소들 또는 센서들 중 하나에 의해 제공된 정보, 다른 요소들 또는 센서들에 의해 제공된 정보 및 이론적으로 예상되는 데이터 사이의 불일치를 검출할 수 있다.
예를 들어, 이 불일치는:
● 공기 또는 가스에서 측정된 유량과 상기 유량을 조절하는 제어 밸브의 개방 사이의 불일치,
● 공기와 가스 유량의 측정과 관련하여 잔여 산소 함량과 예상치 사이의 불일치,
● 복사형 튜브의 측정된 온도와 예상된 온도 사이의 불일치로 구성될 수 있다.
산화제 및 연료 유량을 측정하는 장치 및 버너의 연소 연도 가스 내의 잔여 산소 함량을 측정하는 센서에 의해 제공된 데이터로부터, 전자 제어 모듈(23)은 연료의 Va를 계산하고 이를 연료의 이론적인 Va와 비교한다. 이 이론적인 Va는 유리하게도 중앙 제어/명령 시스템에 의해 모듈에 공급된다. 또한, 작업자가 모듈에 직접 입력할 수도 있다. 계산된 Va의 값과 연료의 이론적 값 사이의 불일치의 경우에, 전자 제어 모듈(23)은 특정 차동 임계값을 초과하는 경고를 방출한다. 이 차이가 제 2의 높은 임계값에 도달하면, 복사형 튜브가 정지되고 보호된다. 제 1 임계값은 예를 들어, 10% 편차이며 제 2 임계값은 15% 편차이다.
연료의 Va의 이론 값은, 예를 들어, 가스의 화학적 조성을 연료의 m3 당 가스의 m3로 표현되는 연료에서 이들 가스의 함량으로 대체해야 하는 다음 식에 따라 가스의 조성에 따라 계산된다 :
Va = H2X2.36 + COX2.38 + CH4X9.54 + C2H4X14.4 + C2H6X16.84 + C3H6X21.84 + C3H8X24.37 + C4H8X29.64 + C4H10X32.41 + C5H12X40.87 ― O2X4.77
유리하게는, 본 발명에 따르면, 전자 모듈(23)은 전자 모듈이 제어하는 복사형 튜브의 바로 근처에 배치된다. 이렇게 하면 케이블 길이의 감소로 인해 전자 제어 모듈과 복사형 튜브에 배치된 요소 사이에서 정보를 빠르게 교환할 수 있다. 이 해결방안은 중앙 제어/명령 시스템을 통하는 경우보다 복사형 튜브 조립체를 신속하게 제어하고 보호할 수 있다. 전자 제어 모듈과 전자 제어 모듈이 연결된 복사형 튜브 사이의 근접성은 또한 설비 시운전 및 유지보수 중 작업자의 개입을 용이하게 한다.
유리하게는, 본 발명에 따르면, 전자 제어 모듈(23)은 서로 근접하게 위치된 2개의 복사형 튜브에 연결된다. 이는 2개의 복사형 튜브의 다른 거동을 검출할 수 있는데, 2개의 복사형 튜브 중 하나의 오작동을 드러낼 수 있다.
이 해결방안은 가스 및/또는 공기의 특성의 변동과 관련된 교란을 지우는 것을 가능하게 하기 때문에 특히 유리하고, 이것은 2개의 복사형 튜브에 공통적이다.
예를 들어, 전자 제어 모듈(23)이 복사형 튜브들 중 하나의 센서(24)에 의해 공지된 잔여 산소 함량과 이 복사형 튜브의 가스 및 공기에서 측정된 유량 사이의 편차를 검출한다면, 이러한 편차는 연료의 조성 및 그 Va에서의 변화와 연계되는 것으로 해석될 수 있다. 이러한 상황에서, 본 발명에 따른 제어 모듈(23)은 동일한 편차가 제 2 복사형 튜브에 존재하는지를 검증한다. 이러한 경우에는, 유체 중 하나의 특성이 변경된다. 그렇지 않은 경우에는, 제 1 복사형 튜브에 있는 구성요소의 오작동이며 전자 제어 모듈에 의해 경보가 주어진다. 또한, 이 분석은 복사형 튜브가 푸시-풀 모드(튜브 내부의 압력이 튜브 외부의 압력보다 낮다)에서 작동하고, 따라서 연도 가스에서 측정된 잔여 산소 함량이 하강하면, 천공이 튜브로 진입하는 노 분위기에서 발생할 때 복사형 튜브의 천공을 감지할 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 전자 제어 모듈은 최적화된 실시예에서 :
● 최첨단 안전 기능과 기존 표준의 부과,
● 공기 및 가스 공급 밸브의 개구의 폐 루프 조절을 갖는 하나 또는 2개의 버너의 작동의 제어로서, 이 루프는 버너들이 온-오프 모드 또는 비례 모드에서 작동하는지에 따라, 작동 사이클(점화, 안정된 작동, 소화)의 모든 지점들에서 습윤 연도 가스에서 원하는 산소 값에 의존하는 공기/가스 비로 작동하는, 상기 버너의 작동 제어,
● 버너 작동의 공기 대 가스 비를 제어하기 위해, 공기 및 가스 특성, 특히 조성, 온도, 공급 압력 및 연료의 가열 값에 관한 데이터의 고려,
● 유동 계산에 의해 확인된 연도 가스의 잔여 O2의 측정치로부터 폐 루프에서 수행된 버너의 작동의 공기-가스 비의 제어,
● 중앙 제어/명령 시스템에 의해 제공되는 것과 일치하는지를 검증하고 규정된 임계값을 벗어난 편차가 있는 경우 경보를 발령하기 위해 가스의 Va를 계산하기 위한 시스템,
● 원하는 공기/가스 비를 유지하기 위해 이 개방 또는 폐쇄 시퀀스의 각 지점에서 실시간으로 수행되는 공기 및 가스 밸브의 조합된 개폐 단계의 제어,
● 시험이 유효하지 않은 경우 버너의 안전성으로 가스 밸브의 조임의 주기적 검증을 포함한다.

Claims (6)

  1. 적어도 하나의 복사형 튜브 버너(4, 5)를 위한 제어 모듈로서, 상기 버너가 연료 공급 밸브(7), 산화제 공급 밸브(6), 연소 연도 가스 배출 덕트(8), 연료 유동 측정 장치, 산화제 유동 측정 장치, 적어도 하나의 버너의 상기 연소 연도 가스 배출 덕트(8)에 설치된 연소 품질 측정 장치를 포함하는, 상기 제어 모듈에 있어서,
    - 연소 품질 측정 수단에 의해 전달되는 정보에 따라서 산화제 유량/연료 유량비의 비율을 적합하게 하기 위하여, 상기 적어도 하나의 버너의 상기 산화제 공급 밸브(6) 및 상기 연료 공급 밸브(7)의 개방 백분율에 작용하는, 상기 적어도 하나의 버너를 제어하기 위한 수단,
    - 상기 연소 품질 측정 장치, 상기 연료 유동 측정 장치 및 산화제 유동 측정 장치에 의해 제공된 데이터를 사용하여 연료 연소 출력(Va)를 계산하기 위한 수단으로서, 사전규정된 임계값을 초과하는 편차를 검출하기 위하여 상기 계산 수단에 의해 계산된 Va 값이 이론 값과 비교되는, 상기 계산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연소 품질을 제어하기 위한 수단은 잔여 산소 센서(24)인 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 모듈은 2개의 복사형 튜브 버너들을 제어할 수 있으며, 상기 연료의 연소 출력(Va)은 상기 산화제 및 연료 유동 측정 장치들에 의해 공급된 데이터 및 상기 연소 품질 제어 장치에 의해서 제공된 정보로부터 각각의 버너에 대해 계산되고, 규정된 임계값을 초과하는 편차를 검출하기 위해 2개의 버너들에 대해 얻어진 2개의 Va 값들이 비교되는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  4. 연료 공급 밸브, 산화제 공급 밸브, 연도 가스 배출 덕트, 연료 유동 측정 장치, 산화제 유동 측정 장치 및 적어도 하나의 버너의 연소 연도에 설치된 연소 품질을 측정하는 수단을 포함하는 복사형 튜브 버너에 있어서,
    제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 복사형 튜브 버너.
  5. 연료 공급 밸브, 산화제 공급 밸브 및 연도 가스 배출 덕트를 포함하는 적어도 하나의 복사형 튜브 버너를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    - 상기 적어도 하나의 버너의 연소 연도 가스 배출 덕트에 설치된 연소 품질을 측정하는 수단에 의해서 전달되는 정보로부터 원하는 산화제/연료 비에 따라 상기 적어도 하나의 버너의 산화제 공급 밸브 및 연료 공급 밸브의 개방 백분율을 조절하여 상기 적어도 하나의 버너의 작동을 제어하는 단계;
    - 특히 산화제 유동 측정 장치 및 연료 유동 측정 장치에 의해 공급된 데이터 및 적어도 하나의 버너의 연소 품질을 측정하기 위한 수단에 의해 전달된 정보로부터 적어도 하나의 버너에 공급하는 연료의 연소 출력값(Va)을 계산하고, 그리고 규정된 임계값을 초과하는 편차를 검출하기 위해 상기 연소 출력값(Va)을 이론 값과 비교하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제어 방법은:
    - 2개의 복사형 튜브 버너들을 제어하는 단계,
    - 특히 상기 산화제 유동 측정 장치 및 상기 연료 유동 측정 장치에 의해 제공된 데이터 및 상기 버너의 연소 품질을 측정하기 위한 수단에 의해 전달된 정보로부터 각각의 버너에 대한 연료 연소 출력값(Va)을 계산하고, 그리고 규정된 임계값을 초과하는 편차를 검출하기 위해 2개의 버너들에 대해서 얻어진 2개의 Va 값들을 비교하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
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