KR20220089184A - System and method for operating of hot blast stove - Google Patents
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Abstract
본 개시는 열풍로 설비의 운전 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 상기 운전 시스템은, 열풍로 설비의 운전 시스템으로서, 상기 열풍로 설비의 돔 온도를 측정하는 제1 온도 측정 장치, 상기 열풍로 설비의 축열실 온도를 측정하는 제2 온도 측정 장치, 그리고 상기 열풍로 설비의 연소 운전이 개시되면, 상기 돔 온도 및 상기 축열실 온도가 각각 제1 목표 돔 온도 및 제1 목표 축열실 온도를 만족하도록 상기 열풍로 설비의 운전을 제어하는 제어 시스템을 포함할 수 있다. 상기 제어 시스템은, 상기 축열실 온도가 상기 제1 목표 축열실 온도를 만족하도록 연소 운전 동안의 연소 화염 온도 또는 연소 시간을 제어할 수 있다. The present disclosure relates to a system for operating a hot stove facility and a method therefor. The operation system is an operation system of the hot stove facility, and includes a first temperature measuring device for measuring a dome temperature of the hot stove facility, a second temperature measuring device for measuring a heat storage room temperature of the hot stove facility, and the hot stove When the combustion operation of the facility is started, the control system may include a control system for controlling the operation of the hot stove facility so that the dome temperature and the heat storage room temperature satisfy a first target dome temperature and a first target heat storage room temperature, respectively. The control system may control a combustion flame temperature or a combustion time during a combustion operation such that the heat storage chamber temperature satisfies the first target heat storage chamber temperature.
Description
본 개시는 열풍로 설비의 운전 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. The present disclosure relates to a system for operating a hot stove facility and a method therefor.
고로(blast furnace) 공정에서는, 열풍로(hot blast stove)를 통해 고로 하부의 풍구를 통하여 약 1,100℃ 이상의 열풍을 고로 내로 공급한다. 열풍로에서 연소실로 공급된 가스와 공기가 연소하여 고온의 연소 가스를 발생시키고, 고온의 연소 가스가 축열실로 이동하여 축열재에 열을 저장하면, 송풍에 의해 공급된 공기가 축열재 사이를 통과하며 열을 흡수한 뒤 고로 하부의 풍구로 송풍된다. 이 과정에서, 축열 뒤 열풍로의 축열실로부터 배출된 배가스(EG: Exhaust Gas)는 배열 회수 설비에 의해 현열(sensible heat)이 회수된 후, 연돌(stack)을 통해 배출된다. In the blast furnace process, hot air of about 1,100° C. or higher is supplied into the blast furnace through a tuyere at the bottom of the blast furnace through a hot blast stove. When the gas and air supplied from the hot stove burn to the combustion chamber to generate high-temperature combustion gas, and the high-temperature combustion gas moves to the heat storage chamber and stores heat in the heat storage material, the air supplied by blowing passes between the heat storage materials After absorbing the heat, it is blown through the tuyere at the bottom of the blast furnace. In this process, the exhaust gas (EG) discharged from the heat storage chamber of the hot stove after heat storage is discharged through a stack after sensible heat is recovered by the heat recovery facility.
통상적으로, 열풍로 설비는, 원하는 온도의 열풍을 고로로 송풍하기 위해, 연소 운전 동안 내화물 한계 온도 부근의 값으로 고정된 목표 돔(dome) 온도와 목표 배가스 온도를 기준으로 운전이 제어되고, 송풍 운전 동안 냉풍 혼합을 통해 열풍 온도를 목표 온도로 조정하는 방식으로 운전이 이루어진다. Typically, the hot stove facility is operated based on a target dome temperature and a target flue gas temperature fixed to a value near the refractory limit temperature during combustion operation to blow hot air of a desired temperature to the blast furnace, and blowing During operation, the operation is performed in such a way that the temperature of the hot air is adjusted to the target temperature through mixing of the cold air.
이러한 종래의 열풍로 운전 방식은, 불필요한 과잉 축열이 빈번히 발생하여, 열풍로 설비에서의 다량의 배열/방열 손실을 발생시키며, 배가스 배출량을 증대시키는 문제가 있다. 또한, 돔 온도의 목표값을 내화물 한계 온도 부근의 고정된 값을 사용함으로 인해, 열풍로 설비 내 온도가 내화물 한계 온도 부근에 도달하는 상황이 빈번히 발생하여 열풍로 설비의 안정적인 수명 관리에도 문제가 있다. Such a conventional hot stove operation method frequently generates unnecessary excess heat, causes a large amount of heat loss/heat radiation loss in the hot stove facility, and has a problem of increasing exhaust gas emission. In addition, since the target value of the dome temperature is used as a fixed value near the refractory limit temperature, a situation in which the temperature in the hot stove facility reaches near the refractory limit temperature frequently occurs, so there is a problem in stable life management of the hot stove equipment. .
실시 예를 통해 해결하려는 과제는 열풍로 설비에서의 열 이용 효율을 개선하고 열풍로 설비의 열화를 최소화하기 위한 열풍로 설비의 운전 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다. An object to be solved through the embodiments is to provide a system for operating a hot stove facility and a method thereof for improving heat utilization efficiency in the hot stove facility and minimizing deterioration of the hot stove facility.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 열풍로 설비의 운전 시스템은, 열풍로 설비의 운전 시스템으로서, 상기 열풍로 설비의 돔 온도를 측정하는 제1 온도 측정 장치, 상기 열풍로 설비의 축열실 온도를 측정하는 제2 온도 측정 장치, 그리고 상기 열풍로 설비의 연소 운전이 개시되면, 상기 돔 온도 및 상기 축열실 온도가 각각 제1 목표 돔 온도 및 제1 목표 축열실 온도를 만족하도록 상기 열풍로 설비의 운전을 제어하는 제어 시스템을 포함할 수 있다. 상기 제어 시스템은, 상기 축열실 온도가 상기 제1 목표 축열실 온도를 만족하도록 연소 운전 동안의 연소 화염 온도 또는 연소 시간을 제어할 수 있다. The operating system of the hot stove facility according to an embodiment for solving the above problems is a driving system of the hot stove facility, the first temperature measuring device measuring a dome temperature of the hot stove facility, and a heat storage room of the hot stove facility When the combustion operation of the second temperature measuring device for measuring a temperature and the hot stove facility is started, the dome temperature and the heat storage room temperature may satisfy a first target dome temperature and a first target heat storage room temperature, respectively. It may include a control system for controlling the operation of the facility. The control system may control a combustion flame temperature or a combustion time during a combustion operation such that the heat storage chamber temperature satisfies the first target heat storage chamber temperature.
상기 제어 시스템은, 운전 조건을 제어하여 상기 돔 온도를 상기 제1 목표 돔 온도에 도달시킨 이후에, 상기 축열실 온도가 상기 제1 목표 축열실 온도에 도달하도록 상기 연소 화염 온도 또는 상기 연소 시간을 제어할 수 있다. The control system is configured to control the operating condition to adjust the combustion flame temperature or the combustion time so that the heat storage chamber temperature reaches the first target heat storage chamber temperature after the dome temperature reaches the first target dome temperature. can be controlled
상기 제어 시스템은, 공연비 제어를 통해 상기 돔 온도를 상기 제1 목표 돔 온도로 제어하기 위한 운전과, 상기 연소 화염 온도 또는 상기 연소 시간의 제어를 통해 상기 축열실 온도를 상기 제1 목표 축열실 온도로 제어하기 위한 운전을 병행할 수 있다. The control system may include an operation for controlling the dome temperature to the first target dome temperature through air-fuel ratio control, and setting the heat storage chamber temperature to the first target heat storage chamber temperature through control of the combustion flame temperature or the combustion time. can be operated in parallel to control it.
상기 제어 시스템은, 상기 열풍로 설비의 배가스가 연소실로 재순환되는 유량, 상기 열풍로 설비의 과잉 공기율, 상기 연소실로 공급되는 산소의 유량, 상기 연소실로 공급되는 연료 가스의 연료 혼소율, 및 연료 가스 유량 중 적어도 하나를 제어하여, 상기 연소 화염 온도를 조절할 수 있다.The control system includes a flow rate at which the exhaust gas of the hot stove facility is recirculated to a combustion chamber, an excess air rate of the hot stove facility, a flow rate of oxygen supplied to the combustion chamber, a fuel co-firing rate of fuel gas supplied to the combustion chamber, and fuel By controlling at least one of the gas flow rates, the combustion flame temperature can be adjusted.
상기 운전 시스템은, 상기 열풍로 설비에서 공급하는 열풍의 온도와, 상기 돔 온도 및 상기 축열실 온도 간의 상관 관계에 기초하여, 목표 열풍 온도에 따라서 상기 제1 목표 돔 온도 및 상기 제1 목표 축열실 온도를 적응적으로 결정하는 분석 시스템을 더 포함할 수 있다.The operating system may be configured to: the first target dome temperature and the first target heat storage room according to a target hot air temperature based on a correlation between a temperature of the hot air supplied from the hot stove facility, the dome temperature, and the heat storage room temperature It may further include an analysis system for adaptively determining the temperature.
상기 분석 시스템은, 시뮬레이션 또는 실험을 통해 상기 열풍로 설비의 돔 온도 데이터들, 축열실 온도 데이터들 및 열풍 온도 데이터들을 획득하고, 상기 돔 온도 데이터들, 상기 축열실 온도 데이터들 및 상기 열풍 온도 데이터들에 대한 통계 분석을 통해 상기 상관 관계에 대응하는 선형 모델을 도출할 수 있다. The analysis system obtains dome temperature data, heat storage room temperature data, and hot air temperature data of the hot stove facility through simulation or experiment, and the dome temperature data, the heat storage room temperature data, and the hot air temperature data It is possible to derive a linear model corresponding to the correlation through statistical analysis of the data.
상기 분석 시스템은, 상기 열풍로 설비에 대해 상기 돔 온도의 변화에 따른 상기 열풍의 온도 변화, 및 상기 축열실 온도의 변화에 따른 상기 열풍의 온도 변화를 모니터링하고, 상기 열풍의 온도가 상기 돔 온도의 변화에 대응하여 선형적으로 변화하는 구간 및 상기 열풍의 온도가 상기 축열실 온도의 변화에 대응하여 선형적으로 변화하는 구간에 기초하여 상기 상관 관계를 도출할 수도 있다. The analysis system monitors a temperature change of the hot air according to a change in the dome temperature for the hot stove facility, and a temperature change of the hot air according to a change in the heat storage room temperature, and the temperature of the hot air is the dome temperature The correlation may be derived based on a section in which the temperature of the hot air changes linearly in response to a change in .
상기 분석 시스템은, 상기 상관 관계로부터 과소 축열을 발생시키지 않는 운전 조건에서 상기 목표 열풍 온도를 만족하는 열풍을 공급하기 위해 허용되는 하한 온도인 제2 목표 돔 온도 및 제2 목표 축열실 온도를 도출하고, 상기 제2 목표 돔 온도 및 상기 제2 목표 축열실 온도 각각에 대응하는 오프셋을 적용하여 상기 제1 목표 돔 온도 및 상기 제1 목표 축열실 온도를 도출할 수 있다. The analysis system derives, from the correlation, a second target dome temperature and a second target heat storage room temperature, which are lower limit temperatures allowed to supply hot air that satisfies the target hot air temperature under an operating condition that does not generate excessive heat storage, , by applying an offset corresponding to each of the second target dome temperature and the second target heat storage room temperature to derive the first target dome temperature and the first target heat storage room temperature.
상기 분석 시스템은, 상기 열풍로 설비의 특성 인자, 송풍 운전 조건, 및 축열실 내부의 축열재의 특성 인자에 기초하여 상기 대응하는 오프셋을 도출할 수 있다. The analysis system may derive the corresponding offset based on the characteristic factor of the hot stove facility, the blowing operation condition, and the characteristic factor of the heat storage material inside the heat storage chamber.
상기 제2 온도 측정 장치는, 축열실의 내부에서 축열실 높이의 1/5 내지 4/5인 구간에 위치할 수 있다. The second temperature measuring device may be located in a section that is 1/5 to 4/5 of the height of the heat storage room inside the heat storage room.
또한, 실시 예에 따른 열풍로 설비의 운전 방법은, 연소 운전이 개시되면, 정해진 유량의 연료 가스 및 공기를 연소실로 공급하여 상기 열풍로 설비의 온도를 상승시키는 단계, 공연비 제어를 통해 상기 열풍로 설비의 돔 온도가 제1 목표 돔 온도를 유지하도록 관리하는 단계, 그리고 상기 열풍로 설비의 축열실 온도가 제1 목표 축열실 온도에 도달하도록 연소 화염 온도 또는 연소 시간을 제어하는 단계를 포함할 수 있다. In addition, the operating method of the hot stove facility according to the embodiment includes the steps of, when a combustion operation is started, supplying a predetermined flow rate of fuel gas and air to the combustion chamber to increase the temperature of the hot stove facility, and controlling the air-fuel ratio of the hot stove managing the dome temperature of the facility to maintain a first target dome temperature, and controlling the combustion flame temperature or combustion time so that the heat storage room temperature of the hot stove facility reaches the first target heat storage room temperature have.
상기 제어하는 단계는, 상기 돔 온도가 상기 제1 목표 돔 온도에 도달한 이후에 수행될 수 있다.The controlling may be performed after the dome temperature reaches the first target dome temperature.
상기 관리하는 단계, 및 상기 제어하는 단계는, 동시에 수행될 수도 있다.The managing and the controlling may be performed simultaneously.
상기 제어하는 단계는, 상기 축열실 온도가 상기 제1 목표 축열실 온도에 도달하도록, 상기 열풍로 설비의 배가스가 연소실로 재순환되는 유량, 상기 열풍로 설비의 과잉 공기율, 상기 연소실로 공급되는 산소의 유량, 상기 연소실로 공급되는 연료 가스의 연료 혼소율, 및 연료 가스 유량 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함할 수도 있다. The controlling may include a flow rate at which the exhaust gas of the hot stove facility is recirculated to the combustion chamber, an excess air rate of the hot stove facility, and oxygen supplied to the combustion chamber so that the heat storage chamber temperature reaches the first target heat storage chamber temperature. It may include the step of controlling at least one of the flow rate, the fuel co-firing rate of the fuel gas supplied to the combustion chamber, and the fuel gas flow rate.
상기 운전 방법은, 상기 열풍로 설비에서 공급하는 열풍의 온도와, 상기 돔 온도 및 상기 축열실 온도 간의 상관 관계에 기초하여, 목표 열풍 온도에 따라서 상기 제1 목표 돔 온도 및 상기 제1 목표 축열실 온도를 적응적으로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. The operating method may include, based on a correlation between a temperature of the hot air supplied from the hot stove facility, the dome temperature and the heat storage room temperature, the first target dome temperature and the first target heat storage room according to the target hot air temperature. The method may further include adaptively determining the temperature.
상기 적응적으로 결정하는 단계는, 시뮬레이션 또는 실험을 통해 상기 열풍로 설비의 돔 온도 데이터들, 축열실 온도 데이터들 및 열풍 온도 데이터들을 획득하는 단계, 그리고 상기 돔 온도 데이터들, 상기 축열실 온도 데이터들 및 상기 열풍 온도 데이터들에 대한 통계 분석을 통해 상기 상관 관계에 대응하는 선형 모델을 도출하는 단계를 포함할 수 있다. The adaptively determining step includes acquiring dome temperature data, heat storage room temperature data, and hot air temperature data of the hot stove facility through simulation or experiment, and the dome temperature data and the heat storage room temperature data and deriving a linear model corresponding to the correlation through statistical analysis on the hot air temperature data.
상기 적응적으로 결정하는 단계는, 상기 열풍로 설비에 대해 상기 돔 온도의 변화에 따른 상기 열풍의 온도 변화, 및 상기 축열실 온도의 변화에 따른 상기 열풍의 온도 변화를 모니터링하는 단계, 그리고 상기 열풍의 온도가 상기 돔 온도의 변화에 대응하여 선형적으로 변화하는 구간 및 상기 열풍의 온도가 상기 축열실 온도의 변화에 대응하여 선형적으로 변화하는 구간에 기초하여 상기 상관 관계를 도출하는 단계를 포함할 수도 있다. The adaptively determining step includes monitoring a temperature change of the hot air according to a change in the dome temperature for the hot stove facility, and a temperature change of the hot air according to a change in the temperature of the heat storage room, and the hot air Including the step of deriving the correlation based on a section in which the temperature of the dome changes linearly in response to a change in the temperature of the dome and a section in which the temperature of the hot air changes linearly in response to a change in the temperature of the heat storage room You may.
상기 적응적으로 결정하는 단계는, 상기 상관 관계로부터 과소 축열을 발생시키지 않는 운전 조건에서 상기 목표 열풍 온도를 만족하는 열풍을 공급하기 위해 허용되는 하한 온도인 제2 목표 돔 온도 및 제2 목표 축열실 온도를 도출하는 단계, 그리고 상기 제2 목표 돔 온도 및 상기 제2 목표 축열실 온도 각각에 대응하는 오프셋을 적용하여 상기 제1 목표 돔 온도 및 상기 제1 목표 축열실 온도를 도출하는 단계를 더 포함할 수 있다. The adaptively determining may include, from the correlation, a second target dome temperature and a second target heat storage chamber, which are lower limit temperatures allowed to supply hot air that satisfies the target hot air temperature under an operating condition that does not generate excessive heat storage. deriving a temperature, and applying an offset corresponding to each of the second target dome temperature and the second target heat storage room temperature to derive the first target dome temperature and the first target heat storage room temperature can do.
상기 적응적으로 결정하는 단계는, 상기 열풍로 설비의 특성 인자, 송풍 운전 조건, 및 축열실 내부의 축열재의 특성 인자에 기초하여 상기 대응하는 오프셋을 도출하는 단계를 더 포함할 수도 있다. The adaptively determining may further include deriving the corresponding offset based on the characteristic factor of the hot stove facility, the blowing operation condition, and the characteristic factor of the heat storage material inside the heat storage chamber.
실시 예에 따르면, 열풍로 설비에서의 열 이용 효율을 개선하고 열풍로 설비의 열화를 최소화할 수 있다. According to the embodiment, it is possible to improve the heat use efficiency in the hot stove facility and to minimize the deterioration of the hot stove facility.
도 1은 고로 공정에 사용되는 열풍로 설비를 개략적으로 도시한다.
도 2는 실시 예에 따른 열풍로 설비의 운전 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3은 축열실 내부에서의 온도 변화 추이를 예로 들어 도시한다.
도 4는 실시 예에 따른 열풍로 설비의 운전 시스템에서 통계적 분석을 통해 도출한 열풍 온도-돔 온도-축열실 온도 간의 선형 회귀 모델의 일 예를 도시한 것이다.
도 5는 돔 온도 변화에 따른 열풍 온도 변화의 일 예를 도시한 그래프이다.
도 6은 실시 예에 따른 열풍로 설비의 운전 제어 방법을 개략적으로 도시한다.
도 7은 실시 예에 따른 열풍로 설비의 운전 제어 방법에서 돔 온도, 축열실 온도, 및 열풍 온도를 제어하는 일 예를 도시한다.1 schematically shows a hot stove facility used in a blast furnace process.
2 schematically illustrates a system for operating a hot stove facility according to an embodiment.
3 illustrates a temperature change trend in the heat storage chamber as an example.
4 illustrates an example of a linear regression model between the hot air temperature - the dome temperature - the heat storage room temperature derived through statistical analysis in the operating system of the hot stove facility according to the embodiment.
5 is a graph illustrating an example of a change in the temperature of a hot air according to a change in the temperature of the dome.
6 schematically illustrates a method for controlling operation of a hot stove facility according to an embodiment.
7 illustrates an example of controlling a dome temperature, a heat storage room temperature, and a hot air temperature in the operation control method of a hot stove facility according to an embodiment.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 실시 예들을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the embodiments of the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar elements throughout the specification.
본 문서에서 "제1", "제2", 등의 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 이러한 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이러한 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.In this document, terms including ordinal numbers such as "first", "second", etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by these terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.
도 1은 고로 공정에 사용되는 열풍로 설비를 개략적으로 도시한다. 1 schematically shows a hot stove facility used in a blast furnace process.
도 1을 참조하면, 열풍로 설비(1)는 연소실(11), 축열실(12), 송풍기(Blower)(13), 혼냉실(14) 등으로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1 , the
열풍로 설비(1)의 연소 운전 동안, 연소실(11)의 버너(11a)로 연료 가스와 공기가 공급되며, 이들이 연소되어 고온의 연소 가스를 발생시킨다. 연소실(11)로 공급되는 연료 가스는, 비교적 발열량이 낮은 저등급의 연료 가스인 고로 가스(BFG: Blast Furnace Gas)에, 화염 안전성, 화염 온도 유지 등을 위해 발열량이 높은 코크스 오븐 가스(COG: Coke Oven Gas) 또는 천연 가스를 혼합한 혼합 가스가 사용될 수 있다. During the combustion operation of the
연소실(11)에서 공기 및 연료 가스의 연소로 인해 발생한 고온의 연소 가스는 돔(12a)을 통해 축열실(12)로 이동하며, 이에 따라 고온의 연소 가스에 의해 축열실(12) 내 축열재(예를 들어, 채널형 구멍을 가진 내화 벽돌)에 열이 저장된다. 축열 뒤 축열실(12)로부터 배출된 배가스(EG: Exhaust Gas)는 연돌(stack)을 통해 배출된다. The high-temperature combustion gas generated by the combustion of air and fuel gas in the combustion chamber 11 moves to the
열풍로 설비(1)의 송풍 운전 동안, 송풍기(13)는 축열실(12)로 압축 공기를 공급하고, 송풍기(13)로부터 공급된 공기는 축열실(12)의 축열재 사이를 통과하며 열을 흡수하여 고온으로 승온된다. 이렇게 승온된 고온의 공기 즉, 열풍은 연소실(11) 및 혼냉실(14)을 통과하여 고로(미도시)로 송풍되어 열원으로 사용된다. During the blowing operation of the
열풍로 설비(1)는 전술한 연소 운전 및 송풍 운전을 교대로 수행하며, 축온 및 열풍 공급을 수행할 수 있다. The
고로 설비는, 고로에 연속적으로 열풍을 공급하기 위해 전술한 열풍로 설비(1)를 복수 개(예를 들어, 3기 또는 4기) 구비할 수 있다. 또한, 복수의 열풍로 설비(1)는 순차적으로 연소 운전을 개시하고, 일부 열풍로 설비가 연소 운전을 진행하는 동안 나머지 열풍로 설비가 송풍 운전을 진행할 수 있다. The blast furnace facility may include a plurality (eg, 3 units or 4 units) of the above-mentioned hot
고로 설비가 4기의 열풍로 설비(1)를 구비한 경우를 예로 들면, 2기의 열풍로 설비(1)가 연소 운전을 진행하는 동안, 나머지 2기의 열풍로 설비(1)는 송풍 과정을 진행할 수 있다. 또한, 1호 및 2호 열풍로 설비(1)에서 연소 운전을 진행한 후 1호 열풍로 설비(1)가 연소 운전을 종료하면, 3호 열풍로 설비(1)가 연소 운전을 개시하여 2호 및 3호 열풍로 설비(1)가 연소 운전을 진행하고, 이후 2호 열풍로 설비(1)가 연소 운전을 종료하면, 4호 열풍로 설비(1)가 연소 운전을 개시하여 3호 및 4호 열풍로 설비(1)가 연소 운전을 진행하는 방식으로, 1호에서 4호까지 열풍로 설비(1)들이 순차적으로 연소 운전을 진행할 수 있다. 이 과정에서, 선행 열풍로 설비(예를 들어, 2호 및 3호 열풍로 설비가 연소 운전 중에는 1호 열풍로 설비가 선행 열풍로 설비임)는 연소 운전을 종료하면, 연속해서 송풍 운전을 개시한다. For example, in the case where the blast furnace facility is equipped with four
고로 운전 조건은 경제적인 운전을 위해 철광석, 코크스/미분탄 등 연원료의 가격 변동에 따라 변동될 수 있다. 예를 들어, 미분탄 취입(PCI: Pulverized Coal Injection) 대비 코크스 투입 비용이 상대적으로 높은 단가를 형성할 경우, 용선의 생산 비용을 낮추기 위해 미분탄 취입량을 증가시키고 코크스 투입량을 줄이도록 고로 운전 조건이 조정될 수 있다. Blast furnace operating conditions may change according to price fluctuations of fuel materials such as iron ore and coke/pulverized coal for economical operation. For example, if the coke input cost is relatively high compared to the pulverized coal injection (PCI), the blast furnace operating conditions may be adjusted to increase the pulverized coal injection amount and reduce the coke input amount in order to lower the production cost of molten iron. can
고로 공정에 투입되는 열풍의 유량 및 온도는, 고로 공정에서의 연원료 사용량, 사용 비율, 에너지 효율 등에 매우 중요한 영향을 미치는 인자이다. 따라서, 고로 운전 조건이 변동되는 경우, 그에 따른 적절한 열풍 온도 제어가 필요하다. 예를 들어, 고로 공정에서 미분탄 취입 대비 코크스 투입 비용이 상대적으로 높은 단가를 형성하여 코크스 투입량을 줄이고 미분탄 취입량을 증대시킬 경우, 고로 내로 고온의 열풍을 도입할 필요가 있다. The flow rate and temperature of the hot air input to the blast furnace process are factors that have a very important influence on the amount of fuel used in the blast furnace process, the use ratio, energy efficiency, and the like. Therefore, when the blast furnace operating conditions are changed, appropriate hot air temperature control is required accordingly. For example, in the blast furnace process, when coke input cost is relatively high compared to pulverized coal blowing, so that the coke input amount is reduced and the pulverized coal injection amount is increased, it is necessary to introduce high-temperature hot air into the blast furnace.
통상적으로, 열풍로 설비(1)의 열풍 온도 제어는, 연소 운전 동안에는 고정된 값(내화물 한계 온도 부근의 값)인 목표 돔(dome) 온도와 목표 배가스 온도를 기준으로 돔 온도 및 배가스 온도를 관리하고, 송풍 운전 동안 냉풍 혼합을 통해 열풍 온도를 목표 온도로 조정하는 방식으로 이루어진다. 이러한 종래의 열풍 온도 제어 방식에서는, 목표 돔 온도가 내화물 한계 온도 부근의 값으로 고정되어, 이를 기준으로 돔 온도를 제어하는 과정에서 불필요한 과잉 축열과, 열풍로 설비(1) 내 온도가 내화물 한계 온도 부근에 도달하는 상황이 빈번히 발생하는 문제가 있다. 과잉 축열은, 열풍로 설비(1)에서의 다량의 배열/방열 손실을 발생시키며, 배가스 배출량을 증대시키는 요인으로 작용한다. 또한, 열풍로 설비(1) 내 온도가 내화물 한계 온도 부근에 도달하는 상황을 빈번히 발생할 경우, 열풍로 설비(1)의 노화 속도를 촉진시켜 안정적인 수명 관리에도 문제가 발생한다. Typically, the hot air temperature control of the
또한, 종래의 열풍 온도 제어 방식에서는 돔 온도 및 배가스 온도만을 관리 인자로 사용함으로써, 축열실 내부의 온도 조건을 충분히 반영하지 못하는 문제가 있다. 이에 따라, 축열실 내부의 온도가 충분히 승온되지 않은 축열 불량 상태에서 송풍 운전을 개시하는 상황이 발생하여, 과소 축열로 인해 고로 운전의 효율성 및 경제성이 낮아지는 결과를 초래할 수 있다. In addition, in the conventional hot air temperature control method, only the dome temperature and the exhaust gas temperature are used as management factors, so there is a problem in that the temperature condition inside the heat storage chamber cannot be sufficiently reflected. Accordingly, a situation in which the blowing operation is started in a thermal storage defect state in which the temperature inside the thermal storage chamber is not sufficiently increased may occur, resulting in reduced efficiency and economical efficiency of the blast furnace operation due to insufficient thermal storage.
후술하는 실시 예는 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 축열실(12)의 돔(12a)에서의 온도뿐만 아니라, 축열실(12) 내부의 온도에 대해서도 목표 온도를 설정하고, 돔 온도 및 축열실 온도에 대해 각각 설정된 목표 온도에 기초하여 열풍로 설비(1)의 연소 운전 조건을 제어할 수 있다. 또한, 돔 온도 및 축열실 온도에 대한 목표 온도 설정 시, 고정된 값(예를 들어, 내화물 한계 온도 부근의 온도)으로 목표 온도를 설정하는 것이 아닌, 목표 열풍 온도에 따라 목표 온도를 적응적으로 설정할 수 있다. An embodiment to be described later is intended to solve this problem, and a target temperature is set for not only the temperature in the
도 2는 실시 예에 따른 열풍로 설비의 운전 시스템을 개략적으로 도시한다. 2 schematically illustrates a system for operating a hot stove facility according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 열풍로 설비(1)의 운전 시스템은, 복수의 온도 측정 장치(21~ 24), 상관 분석 시스템(60), 및 제어 시스템(50)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the operating system of the
온도 측정 장치(21)는 혼냉실(14)에서 냉풍과 혼합된 열풍이 고로(미도시)로 배출되는 배출구 측에서 서로 다른 위치에 배치되는 적어도 하나의 온도 센서를 포함하며, 이들을 통해 고로로 최종 송풍되는 열풍의 온도를 측정할 수 있다. 온도 측정 장치(21)는 축열실(12)의 상부 즉, 돔(12a)의 서로 다른 위치에 배치되는 적어도 하나의 온도 센서를 포함하며, 이를 통해 축열실(12) 상부의 돔(12a)의 온도를 측정할 수 있다. 온도 측정 장치(23)는 축열실(12)의 중간부의 서로 다른 위치에 배치되는 적어도 하나의 온도 센서를 포함하며, 이들을 통해 축열실(12) 내부의 온도를 측정할 수 있다. 온도 측정 장치(24)는 축열실(12)의 하부에서 서로 다른 위치에 배치되는 적어도 하나의 온도 센서를 포함하며, 이들을 통해 축열실(12) 저부의 수금물/배가스의 온도를 측정할 수 있다. The
도 3은 축열실(12) 내부에서의 온도 변화 추이를 예로 들어 도시한다. 도 3을 참조하면, 축열 운전과 송풍 운전을 진행하는 과정에서 축열실(12)의 중간 부분(예를 들어, 축열실 높이의 1/5 ~ 4/5 구간)에서의 온도 변화가 축열실(12) 상부 또는 저부에 비해 상대적으로 크게 나타남을 알 수 있다. 이에, 실시 예에서는 축열실 온도 제어에 유리하도록 축열실(12) 내부의 온도를 측정하기 위한 온도 측정 장치(23)를 축열실(12)의 중간 부분(예를 들어, 축열실 높이의 1/5 ~ 4/5 구간)에 배치하고, 이를 통해 측정된 측열실(12)의 온도(축열실(12)의 내부 공간 또는 축열실(12) 내 수금물)에 기반하여 축열실 온도를 관리할 수 있다. FIG. 3 shows the temperature change trend in the
다시, 도 2를 보면, 상관 분석 시스템(50)은 시뮬레이션 또는 실험을 통해 열풍 온도와 돔 온도 간의 상관 관계, 및 열풍 온도와 축열실 온도 간의 상관 관계를 도출할 수 있다. Again, referring to FIG. 2 , the
예를 들어, 상관 분석 시스템(50)은 실제 열풍로 설비(1) 또는 열풍로 설비(1)의 시뮬레이션을 위해 설계된 파일럿 장치(미도시)로부터, 열풍로가 운전되는 동안의 돔 온도, 축열실 온도, 및 열풍 온도 데이터를 시뮬레이션 또는 실측을 통해 획득하고, 이들에 대한 통계 분석을 통해 열풍 온도와, 돔 온도 및 축열실 온도 간의 상관 관계를 나타내는 선형 모델 즉, 선형 회귀 방정식을 아래의 수학식 1과 같이 도출할 수 있다. For example, the
[수학식 1][Equation 1]
열풍 온도 = a + b×축열실 온도 + c×돔 온도 Hot air temperature = a + b × heat storage room temperature + c × dome temperature
위 수학식 1에서, a, b, 및 c는 선형 모델의 계수로서, 상관 분석 시스템(50)은 통계적 분석을 통해 열풍로 설비(1)의 특성에 따른 선형 모델 계수(a, b, c)를 도출할 수 있다. 도 4는 상관 분석 시스템(50)에서 통계적 분석을 통해 도출한 선형 회귀 모델의 일 예를 도시한 것이다. 도 4를 참조하면, 상관 분석 시스템(50)은 통계적 분석 방식을 사용하여 돔 온도 및 축열실 온도로부터 선형 회귀 모델을 통해 예측된 열풍 온도가 실제 측정된 열풍 온도에 수렴하는 방향으로 선형 모델 계수(a, b, c)를 결정할 수 있다. In
상관 분석 시스템(50)은 선형 회귀 모델의 선형 모델 계수(a, b, c)의 초기 값이 결정되면, 이후 열풍로 설비(1)의 실제 운전 환경을 반영한 반복 학습을 통해 선형 모델 계수(a, b, c)를 갱신할 수도 있다. When the initial values of the linear model coefficients (a, b, c) of the linear regression model are determined, the
상관 분석 시스템(50)은 또한 실제 열풍로 설비(1) 또는 열풍로 설비(1)의 시뮬레이션을 위해 설계된 파일럿 장치(미도시)로부터, 돔 온도 변화에 따른 열풍 온도의 변화를 모니터링한 데이터(시뮬레이션 데이터 또는 실측 데이터)들을 획득하고, 이들을 토대로 열풍 온도와 돔 온도 간의 상관 관계를 도출할 수도 있다. 도 5는 돔 온도 변화에 따른 열풍 온도 변화의 일 예를 도시한 그래프이다. 도 5를 참조하면, 송풍 시 돔 온도가 소정치 이상으로 유지되는 동안에는 송풍되는 열풍 온도가 원하는 값으로 유지될 수 있으나, 돔 온도가 소정치 이하로 떨어지면 열풍 온도가 돔 온도에 선형적으로 비례하여 점차 감소하게 된다. 상관 분석 시스템(50)은 이러한 돔 온도에 따른 열풍 온도의 변화를 분석하여, 열풍 온도를 일정한 값으로 유지하기 위한 돔 온도의 하한치를 획득하고, 돔 온도가 이러한 하한치 이하로 떨어진 구간에서 데이터들의 내삽/외삽을 통해 열풍 온도와 돔 온도 간의 상관 관계를 도출할 수 있다. The
상관 분석 시스템(50)은 또한 열풍 온도와 돔 온도 간의 상관 관계를 도출하는 방법과 유사한 방법으로, 열풍 온도와 축열실 온도 간의 상관 관계를 도출할 수도 있다. 즉, 상관 분석 시스템(50)은 실제 열풍로 설비(1) 또는 열풍로 설비(1)의 시뮬레이션을 위해 설계된 파일럿 장치(미도시)로부터, 축열실 온도 변화에 따른 열풍 온도의 변화를 모니터링한 데이터(시뮬레이션한 데이터 또는 실측 데이터)들을 획득할 수 있다. 또한, 상관 분석 시스템(50)은 획득한 데이터들로부터 송풍 시 열풍 온도를 원하는 값으로 유지하기 위한 축열실 온도의 하한치를 획득하고, 축열실 온도가 이러한 하한치 이하로 떨어진 구간에서 데이터들의 내삽/외삽을 통해 열풍 온도와 축열실 온도 간의 상관 관계를 도출할 수 있다. The
전술한 방식들에 의해 도출된 열풍 온도와 돔 온도, 및 열풍 온도와 축열실 온도 간의 상관 관계들은, 냉풍 운전을 고려하지 않은 조건에서 열풍 온도와, 돔 온도 및 축열실 온도 간의 상관 관계를 도출한 것이다. 따라서, 전술한 방식들에 의해 도출된 상관 관계식들은, 과소 축열을 발생시키지 않는 조건에서 원하는 온도의 열풍을 고로로 송풍하기 위해 허용되는 돔 온도 및 축열실 온도의 하한 온도(TD2, TR2)를 도출하기 위해 사용될 수 있다. 여기서, 돔 온도 및 축열실 온도의 하한 온도(TD2, TR2)들은 송풍 운전의 종단에서의 돔 온도 및 축열실 온도의 목표 온도로 사용될 수도 있다. The correlations between the hot air temperature and the dome temperature, and the hot air temperature and the heat storage room temperature, derived by the above-mentioned methods, are the correlations between the hot air temperature, the dome temperature, and the heat storage room temperature under the condition that the cold wind operation is not considered. will be. Accordingly, the correlation equations derived by the above-described methods are the lower limit temperatures of the dome temperature and the heat storage room temperature (T D2 , T R2 ) that are allowed to blow hot air of a desired temperature to the blast furnace under a condition that does not generate excessive heat storage. can be used to derive Here, the lower limit temperatures T D2 and T R2 of the dome temperature and the heat storage room temperature may be used as target temperatures of the dome temperature and the heat storage room temperature at the end of the blowing operation.
상관 분석 시스템(50)은 전술한 바와 같이, 열풍 온도와, 돔 하한 온도(TD2) 및 축열실 하한 온도(TR2) 간의 상관 관계가 정의되면, 이로부터 열풍 온도와, 돔 온도 및 축열실 온도의 상한 온도(TD1, TR1) 간의 상관 관계를 도출할 수 있다. 여기서, 돔 온도 및 축열실 온도의 상한 온도들(TD1, TR1)은, 과잉 축열을 발생시키지 않는 조건에서 원하는 온도의 열풍을 고로로 송풍하기 위해 허용되는 돔 온도 및 축열실 온도의 상한치로서, 연소 운전 종단에서의 돔 온도 및 축열실 온도의 목표 온도로 사용될 수 있다.
도 5를 예로 들면, 상관 분석 시스템(50)은 열풍 온도와 돔 하한 온도(TD2) 간의 상관 관계를 나타내는 관계식에, 최적의 돔 온도 운전 범위에 해당하는 오프셋(ΔTD)을 적용하여, 열풍 온도와 돔 상한 온도(TD1) 간의 상관 관계를 나타내는 관계식을 도출할 수 있다. 또한, 상관 분석 시스템(50)은 이와 유사한 방식으로, 열풍 온도와 축열실 하한 온도(TR2) 간의 상관 관계를 나타내는 관계식에, 최적의 축열실 온도 운전 범위에 해당하는 오프셋(ΔTR)을 적용하여, 열풍 온도와 축열실 상한 온도(TR1) 간의 상관 관계를 나타내는 관계식을 도출할 수 있다. 돔 온도 및 축열실 온도에 대한 최적의 운전 범위를 나타내는 오프셋(ΔTD, ΔTR)은, 열풍로 설비(1)의 특성 인자, 송풍 운전 조건(송풍 유량, 송풍 시간, 송풍 공기의 온도 변화 등), 축열실(12) 내 축열재의 비열 및 무게 등의 인자에 기초하여 획득될 수 있다. Taking FIG. 5 as an example, the
아래의 수학식 2는, 돔 온도의 하한 온도(TD2)와 상한 온도(TD1) 간의 오프셋(ΔTD)을 도출하는 일 예를 나타낸다.
[수학식 2][Equation 2]
ΔTD = TD1 - TD2 = (fD ×Fair × t × Cpair ×ΔTair)/∑Cpimi ΔT D = T D1 - T D2 = (f D ×F air × t × Cp air ×ΔT air )/∑Cp i m i
위 수학식 2에서, fD 는 보정 인자로서, 열풍로 설비(1)의 설비 특성에 따라 달라지며, 반복 계산을 통해 정확도가 높은 값으로 개선될 수 있다. 또한, Fair는 송풍 운전 시 공급되는 송풍 공기 유량(부하 산소 포함), T는 송풍 시간, Cpair는 송풍 운전 시 공급되는 송풍 공기의 비열(부하 산소를 고려한 값임), ΔTair 는 송풍 공기의 온도 변화(혼냉실(14)로부터 배출된 직후의 열풍 온도 - 축열실(12)로 도입되기 직전의 송풍 온도), Cpi는 축열실(12) 내 축열재의 비열, 그리고 mi는 축열실(12) 내 축열재의 무게에 각각 대응할 수 있다. In
아래의 수학식 3은, 축열실 온도의 하한 온도(TR2)와 상한 온도(TR1) 간의 오프셋(ΔTR)을 도출하는 일 예를 나타낸다.
[수학식 3][Equation 3]
ΔTR = TR1 - TR2 = (fR ×Fair × t × Cpair ×ΔTair)/∑Cpimi ΔT R = T R1 - T R2 = (f R ×F air × t × Cp air ×ΔT air )/∑Cp i m i
위 수학식 2에서, fR 는 보정 인자로서, 열풍로 설비(1)의 설비 특성에 따라 달라지며, 반복 계산을 통해 정확도가 높은 값으로 개선될 수 있다. 또한, Fair는 송풍 운전 시 공급되는 송풍 공기 유량(부하 산소 포함), T는 송풍 시간, Cpair는 송풍 운전 시 공급되는 송풍 공기의 비열(부하 산소를 고려한 값임), ΔTair 는 송풍 공기의 온도 변화(혼냉실(14)로부터 배출된 직후의 열풍 온도 - 축열실(12)로 도입되기 직전의 송풍 온도), Cpi는 축열실(12) 내 축열재의 비열, 그리고 mi는 축열실(12) 내 축열재의 무게에 각각 대응할 수 있다.In
상관 분석 시스템(50)은 전술한 바와 같이 목표 열풍 온도와 돔 온도의 상한 및 하한 온도(TD1, TD2) 간의 상관 관계, 그리고 목표 열풍 온도와 축열실 온도의 상한 및 하한 온도(TR1, TR2) 간의 상관 관계가 정의되면, 정의된 상관 관계를 룩업 테이블 형태 또는 상관 관계식 형태로 메모리(미도시)에 저장할 수 있다. 그리고, 열풍로 설비(1)의 운전을 위한 목표 열풍 온도가 입력되면, 상관 분석 시스템(50)은 룩업 테이블로부터 목표 열풍 온도에 대응하는 돔 온도의 상한 및 하한 온도(TD1, TD2)와, 축열실 온도의 상한 및 하한 온도(TR1, TR2)를 읽어오거나, 기 저장된 상관 관계식을 이용해 목표 열풍 온도에 대응하는 돔 온도의 상한 및 하한 온도(TD1, TD2)와, 축열실 온도의 상한 및 하한 온도(TR1, TR2)를 직접 산출할 수 있다. 여기서, 상관 분석 시스템(50)은 상위 운전 시스템 또는 관리자 단말로부터 목표 열풍 온도를 수신하거나, 사용자 입력 장치(미도시)를 통해 관리자로부터 열풍의 목표 온도에 대한 정보를 수신할 수 있다.
상관 분석 시스템(50)은 목표 열풍 온도에 대응하여 돔 온도의 상한 및 하한 온도(TD1, TD2)와, 축열실 온도의 상한 및 하한 온도(TR1, TR2)가 결정되면, 이를 토대로 열풍 온도 제어가 이루어질 수 있도록 결정된 돔 온도의 상한 및 하한 온도(TD1, TD2)와, 축열실 온도의 상한 및 하한 온도(TR1, TR2)를 제어 시스템(60)으로 전달할 수 있다.
제어 시스템(60)은 상관 분석 시스템(50)으로부터 목표 열풍 온도에 대응하여 적응적으로 설정된, 돔 상한 온도(TD1) 및 돔 하한 온도(TD2)와 축열실 상한 온도(TR1) 및 축열실 하한 온도(TR2)를 수신하면, 이에 기초하여 열풍로 설비(1)의 운전을 제어할 수 있다. The
우선, 제어 시스템(60)은 열풍로 설비(1)가 운전되는 동안 온도 측정 장치들(21 ~ 24)을 통해, 고로로 송풍되는 열풍의 온도, 축열실(12) 상부의 돔 온도, 축열실(12) 내부의 온도, 축열실(12) 저부의 배가스/내화물 온도 등을 측정한 측정값들을 지속적으로 수신하여 모니터링할 수 있다. First, the
제어 시스템(60)은 연소 운전이 개시되면 정해진 유량의 연료 가스 및 공기를 연소실로 공급하여 축열실(12)의 온도를 점차 상승시킬 수 있다. 이후, 축열실(12) 상부 돔(12a)의 온도가 점차 상승하여 전술한 바와 같이 설정된 돔 상한 온도(TD1)에 수렴하면, 제어 시스템(60)은 과도한 미 연소가 발생하지 않는 공연비 조건에서 연소 운전을 진행하여 돔(12a)의 온도가 돔 상한 온도(TD1)보다 높아지지 않도록 돔 온도 제어를 진행할 수 있다. 또한, 제어 시스템(60)은 연소 화염 온도 또는 연소 시간 제어를 통해 축열실(12)의 내부 온도를 전술한 바와 같이 설정된 축열실 상한 온도(TR1)에 도달시키기 위한 축열실 온도 제어를 진행할 수도 있다. 여기서, 제어 시스템(60)은 연소 운전 중 발생하는 배가스가 연소실(11)로 재순환되는 유량, 과잉 공기율, 연소실(11)로 공급되는 산소의 유량, 연소실(11)로 공급되는 연료 가스의 연료 혼소율(BFG 유량에 대한 COG 유량의 비) 및 유량 중 적어도 하나의 인자를 제어함으로써 연소실(11)의 연소 화염 온도를 조절하거나, 버너(11a)의 연소 시간을 조절하여, 축열실 온도가 상한 온도(TR1)에 도달하도록 제어할 수 있다. When the combustion operation is started, the
연소실(11)의 과잉 공기율이 높을수록, 또는 연소실(11)로 재순환되는 배가스 유량이 높을수록 연소 화염의 온도가 낮아질 수 있으며, 산소 부화 시 연료 가스 유량 또는 단위 발열량이 증가할수록 연소 화염의 온도가 높아질 수 있다. 축열실(12)의 내부 온도는 연소 화염의 온도가 높아질수록, 또는 버너(11a)의 연소 시간이 길어질수록 더 높아질 수 있다. 제어 시스템(60)은 이러한 점을 고려하여 열풍로 설비(1)의 연소 화염 온도 또는 연소 시간을 제어함으로써, 축열실 온도가 목표로 하는 상한 온도(TR1)에 도달하도록 할 수 있다. The higher the excess air rate of the combustion chamber 11, or the higher the exhaust gas flow rate recirculated to the combustion chamber 11, the lower the temperature of the combustion flame. may increase The internal temperature of the
제어 시스템(60)은, 연소 운전 동안, 돔 온도를 먼저 목표로 하는 돔 상한 온도(TD1)에 도달시킨 후, 축열실 온도를 목표로 하는 축열실 상한 온도(TR1)에 도달시키기 위한 제어를 수행할 수 있다. 제어 시스템(60)은 또한 연소 운전 동안 돔 온도를 목표로 하는 돔 상한 온도(TD1)에 도달시키기 위한 제어 운전과, 축열실 온도를 목표로 하는 축열실 상한 온도(TR1)에 도달시키기 위한 제어 운전을 동시에 진행할 수도 있다. The
제어 시스템(60)은, 열풍로 설비(1)의 연소 운전 구간 동안 돔 온도 및 축열실 온도가 모두 목표로 하는 상한 온도(TD1, TR1)에 도달하도록 전술한 바와 같이 열풍로 설비(1)의 연소 운전 조건(예를 들어, 연소 화염 온도)을 조절하며, 연소 운전 구간이 종료되면 송풍 운전으로 전환될 수 있다. 한편, 정해진 연소 구간이 종료되기 전에 돔 온도 및 축열실 온도가 모두 목표로 하는 상한 온도(TD1, TR1)에 도달하면, 제어 시스템(60)은 다른 열풍로 설비와의 연동을 통해 고로로 송풍되는 송풍 유량에 문제가 발생하지 않는 수준에서 연소 운전을 중단하고 송풍 운전으로 전환하거나, 남은 연소 운전 구간 동안 돔 온도 및 축열실 온도가 상한 온도(TD1, TR1)를 유지하는 조건에서 최소 연소 가스 유량으로 연소 운전을 지속할 수도 있다. The
제어 시스템(60)은, 열풍로 설비(1)의 송풍 운전이 개시되면, 혼냉실(14)로 공급되는 냉풍의 유량을 제어하여 고로로 송풍되는 열풍의 온도를 목표 열풍 온도로 조절할 수 있다. 한편, 송풍 운전이 진행되는 동안 열풍로 설비(1)의 돔 온도 및 축열실 온도는 지속적으로 감소하며, 열풍로 설비(1)의 돔 온도 및 축열실 온도가 너무 낮아질 경우 냉풍 유량의 조절로도 고로로 송풍되는 열풍의 온도를 원하는 온도로 맞추지 못할 수 있다. 따라서, 제어 시스템(60)은, 송풍 운전이 진행되는 동안 돔 온도 및 축열실 온도를 지속적으로 모니터링하여, 돔 온도 또는 축열실 온도가 전술한 바와 같이 설정된 하한 온도(TD2, TR2)에 도달하면 송풍 운전을 중단하고, 연소 운전 재개를 대기할 수 있다. When the blowing operation of the
열풍로 설비(1)의 운전 시스템은, 열풍로 설비(1)로부터 배출된 배가스를 회수하여 연소실(11)로 재순환시키기 위한 배가스 순환 배관(31)과, 배가스 순환 배관(31)을 통해 회수된 배가스가 연소실(11)로 순환되는 유량을 조절하기 위한 유량 제어 밸브(41)를 더 포함할 수 있다. 배가스 순환 배관(31)은 열풍로 설비(1)로부터 배출된 배가스로부터 열을 회수하는 열 교환기(HE-1)의 전단/후단과, 연소실(11)로 공기를 공급하는 배관 사이에 연결될 수 있다. 제어 시스템(60)은 유량 제어 밸브(41)의 개도를 제어하여 연소실(11)로 재순환되는 배가스의 유량을 조절할 수 있다. The operation system of the
열풍로 설비(1)의 운전 시스템은, 연소실(11)로 산소를 공급하기 위한 산소 공급 배관(32)과, 산소 공급 배관(32)을 통해 공급되는 산소가 연소실(11)로 도입되는 유량을 조절하기 위한 유량 제어 밸브(42)를 더 포함할 수 있다. 산소 공급 배관(32)은 송풍기, 팬 등의 산소 공급 장치와 연소실(11)로 공기를 공급하는 배관 사이에 연결될 수 있다. 제어 시스템(60)은 유량 제어 밸브(42)의 개도를 제어하여 연소실(11)로 도입되는 공기의 산소 부화를 조절할 수 있다. The operation system of the
제어 시스템(60)은 열풍로 설비(1)의 연소실(11)로 공기를 공급하는 공기 공급 장치(16)를 제어하여 연소실(11)의 과잉 공기율을 조절할 수도 있다. 제어 시스템(60)은 연소실(11)로 공급되는 BFG 유량 및 COG 유량을 조절하는 유량 제어 밸브들(미도시)의 개도 제어를 통해, 연료 가스의 혼소율 또는 유량을 제어할 수도 있다. 제어 시스템(60)은 연소실(11) 내 버너(11a)의 연소를 제어함으로써, 연소 시간을 제어할 수도 있다. The
한편, 제어 시스템(60)은 연소 운전이 진행되는 동안, 배가스 순환율(배가스 순환량/(연소용 공기량+배가스 순환량)을 5% 내지 50% 수준으로 제어할 수 있으며, 이는 화염 온도와 열풍 온도를 모두 고려할 때, 효율적인 축열에 적절하다. 또한, 제어 시스템(60)은 연소 운전 개시 후 초기에는 다량의 미 연소 일산화탄소(CO)의 발생을 최소화 하기 위해, 과잉 공기비율을 적절하게 조절함으로써 배가스 중 산소(O2)의 농도를 2% 이상으로 유지할 수 있다. On the other hand, the
도 6은 실시 예에 따른 열풍로 설비의 운전 제어 방법을 개략적으로 도시한다. 도 6의 운전 제어 방법은, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 열풍로 설비(1)의 운전 시스템에 의해 수행될 수 있다. 6 schematically illustrates an operation control method of a hot stove facility according to an embodiment. The operation control method of FIG. 6 may be performed by the operation system of the
도 6을 참조하면, 실시 예에 따른 운전 시스템은 고로 운전의 목표 열풍 온도가 결정되면, 이에 따라 열풍로 설비(1)의 돔 온도 및 축열실 온도의 목표 온도를 설정한다(S10). S10 단계에서, 운전 시스템은 상관 분석 시스템(50)에 의해 정의된 목표 열풍 온도와 돔 온도 간의 상관 관계, 그리고 목표 열풍 온도와 축열실 온도 간의 상관 관계에 기초하여, 돔 온도 및 축열실 온도 제어를 위한 목표 온도(돔 온도의 상한 및 하한 온도(TD1, TD2), 축열실 온도의 상한 및 하한 온도(TR1, TR2))를 도출할 수 있다. Referring to FIG. 6 , when the target hot air temperature of the blast furnace operation is determined, the operating system according to the embodiment sets the target temperature of the dome temperature and the heat storage room temperature of the
운전 시스템은 열풍로 설비(1)의 연소 운전이 개시되면(S11), 연소실(11)로 공급되는 연료 가스의 유량을 관리자에 의해 정해진 유량으로 설정하여 축열실(12)의 내부 온도와 돔 온도를 점차적으로 상승시킨다(S12). 여기서, 연소 운전이 개시되고 돔 온도가 점차적으로 상승하는 초기 구간 동안, 연료 가스와 함께 연소실(11)로 공급되는 공기의 유량은 미리 정해진 초기 값으로 유지될 수 있다. When the combustion operation of the
운전 시스템은 축열실(12) 내에서의 축열로 인해 돔(12a)의 온도가 점차 상승하여 상기 S10 단계를 통해 설정된 돔 상한 온도(TD1)에 수렴하면, 돔(12a)의 온도가 돔 상한 온도(TD1)보다 높아지는 것을 방지하기 위해 과도한 미 연소가 발생하지 않는 범위 내에서 연소실(11)로 공급되는 공기의 유량을 증가시키는 공연비(과잉 공기) 제어를 진행한다(S13). 이후, 운전 시스템은 공연비 제어를 통해 돔 온도를 돔 상한 온도(TD1) 부근으로 지속적으로 유지시키는 돔 온도 제어와, 연소 화염 온도 또는 연소 시간의 조절을 통해 축열실(12) 내부의 온도가 상기 S10 단계를 통해 설정된 축열실 상한 온도(TR1)에 수렴하도록 하는 축열실 온도 제어를 수행한다(S14). S14 단계에서, 운전 시스템은 연소 운전 중 발생하는 배가스가 연소실(11)로 재순환되는 유량, 과잉 공기율, 연소실(11)로 공급되는 산소의 유량(산소 부화), 연소실(11)로 공급되는 연료 가스의 연료 혼소율, 및 연료 가스 유량 중 적어도 하나의 연소 조건을 제어함으로써 연소실(11)의 연소 화염 온도를 조절하거나, 버너(11a)의 연소 시간을 조절하여, 축열실 온도가 축열실 상한 온도(TR1)에 도달하도록 제어할 수 있다. In the operation system, the temperature of the
운전 제어 시스템은 전술한 돔 온도 제어 및 축열실 온도 제어를 통해 열풍로 설비(1)의 돔 온도 및 축열실 온도가 목표 온도(돔 상한 온도(TD1), 및 축열실 상한 온도(TR1))에 도달하면, 연소실(11)로 공급되는 연료 가스의 유량을 감소시켜 열풍로 설비(1)로부터 배출되는 배가스 온도가 설정된 목표 배가스 온도 부근으로 유지되도록 배가스 온도 제어를 진행한다(S15).The operation control system determines that the dome temperature and the heat storage room temperature of the
운전 시스템은 이후 열풍로 설비(1)가 송풍 운전을 개시하면(S16), 혼냉실(14)로 공급되는 냉풍의 유량을 조절하여 고로로 송풍되는 열풍의 온도를 목표 온도로 조절한 후, 목표 온도로 조절된 열풍을 고로로 송풍한다(S17). 송풍 운전이 지속되면, 축열실(12) 내에 축열된 열이 소비되어 돔(12a)과 축열실(12) 내부의 온도가 점차적으로 감소한다. 운전 시스템은 상기 S17 단계를 통해 고로로 열풍을 송풍하는 동안 돔 온도 및 축열실 온도를 지속적으로 모니터링하고, 돔 온도 또는 축열실 온도가 상기 S10 단계를 통해 통해 설정된 돔 하한 온도(TD2) 또는 축열실 하한 온도(TR2)에 도달하면, 고로로 송풍되는 열풍 온도가 목표 열풍 온도보다 과도하게 낮아지는 것을 방지하기 위해 송풍 유량을 점차적으로 줄여 종료할 수 있다. 열풍로 설비(1)의 송풍 운전이 종료되면, 운전 시스템은 열풍로 설비(1)의 다음 연소 운전이 개시될 때까지 대기한다. Afterwards, when the
도 7은 실시 예에 따른 열풍로 설비의 운전 제어 방법에서 돔 온도, 축열실 온도, 및 열풍 온도를 제어하는 일 예를 도시한다.7 illustrates an example of controlling a dome temperature, a heat storage room temperature, and a hot air temperature in the operation control method of a hot stove facility according to an embodiment.
도 7을 참조하면, 실시 예에 따른 열풍로 설비의 운전 제어 방법에서와 같이, 목표 열풍 온도에 따라 돔 온도 및 축열실 온도의 목표 온도(돔 온도의 상한 및 하한 온도(TD1, TD2), 축열실 온도의 상한 및 하한 온도(TR1, TR2))를 적응적으로 설정하고, 이를 토대로 연소 구간 및 송풍 구간에서의 돔 온도 및 축열실 온도를 관리하는 경우, 송풍 구간 내내 목표 열풍 온도를 만족하는 열풍을 고로로 송풍할 수 있다. Referring to FIG. 7 , as in the operation control method of the hot stove facility according to the embodiment, the target temperature of the dome temperature and the heat storage room temperature according to the target hot air temperature (the upper and lower limits of the dome temperature (T D1 , T D2 ) , when the upper and lower limit temperatures (T R1 , T R2 )) of the heat storage room temperature are adaptively set and the dome temperature and the heat storage room temperature in the combustion section and the blowing section are managed based on this, the target hot air temperature throughout the blowing section It is possible to blow hot air that satisfies the
반면에, 돔 온도의 목표 온도를 목표 열풍 온도에 적합한 돔 상한 온도(TD1) 보다 높은 값으로 설정하고 이를 토대로 돔 온도를 관리할 경우, 송풍 구간 내내 목표 열풍 온도를 만족하는 열풍을 고로로 송풍할 수 있으나, 열풍을 목표 온도에 맞추기 위해 더 많은 냉풍이 사용됨으로써 열 손실이 증가하는 문제가 있다. On the other hand, if the target temperature of the dome temperature is set to a value higher than the dome upper limit temperature (T D1 ) suitable for the target hot air temperature and the dome temperature is managed based on this, hot air that satisfies the target hot air temperature is blown into the blast furnace throughout the blowing section. However, there is a problem in that heat loss increases as more cold air is used to match the hot air to the target temperature.
또한, 돔 온도의 목표 온도를 목표 열풍 온도에 적합한 돔 상한 온도(TD1) 보다 낮은 값으로 설정하고 이를 토대로 돔 온도를 관리할 경우, 목표 열풍 온도를 만족하는 열풍을 송풍할 수 있는 시간이 감소하며, 이에 따라 안정적인 고로 운전이 어려운 문제가 있다. In addition, if the target temperature of the dome temperature is set to a value lower than the dome upper limit temperature (T D1 ) suitable for the target hot air temperature and the dome temperature is managed based on this, the time for blowing hot air that satisfies the target hot air temperature is reduced. Accordingly, there is a problem in that it is difficult to operate a stable blast furnace.
또한, 목표 열풍 온도에 맞춰 적응적으로 설정된 돔 상한 온도(TD1)에 맞춰 돔 온도를 관리하되 축열실 온도에 대한 관리를 생략할 경우, 축열실(12) 내부의 온도가 충분히 승온되지 못한 축열 불량 상태에서 돔 온도가 돔 상한 온도(TD1)를 만족하여 송풍 운전이 개시되면, 목표 열풍 온도를 만족하는 열풍을 송풍할 수 있는 시간이 크게 감소하며, 이에 따라 안정적인 고로 운전이 어려운 문제가 있다.In addition, if the dome temperature is managed according to the dome upper limit temperature (T D1 ) adaptively set according to the target hot air temperature, but management of the heat storage room temperature is omitted, the temperature inside the
전술한 실시 예에 따른 열풍로 설비의 운전 시스템 및 그 방법에 따르면, 연소 운전 동안 돔 온도를 관리하기 위한 목표 온도를 목표 열풍 온도에 최적인 값으로 설정함으로써, 과잉 축열 발생, 및 내화물 한계 온도 부근에서의 운전을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 열풍로 설비(1)의 열 손실 및 열화가 억제되는 효과가 있다. 또한, 연소 운전 동안 돔 온도뿐만 아니라 축열실 온도를 관리 인자로 사용함으로써, 축열실(12) 내부가 충분히 승온되지 않은 상태에서 송풍이 개시되는 것을 방지하여, 원하는 온도의 열풍을 안정적으로 공급할 수 있으며, 원하는 온도보다 낮아진 열풍을 고로로 송풍하여 고로 조업의 안전성을 저해하는 문제를 해결할 수 있다. According to the operating system and method of the hot stove facility according to the above-described embodiment, by setting the target temperature for managing the dome temperature during the combustion operation to an optimal value for the target hot air temperature, excessive heat storage occurs, and near the limit temperature of the refractory material driving can be minimized. Accordingly, there is an effect that heat loss and deterioration of the
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.The drawings and detailed description of the described invention referenced so far are merely exemplary of the present invention, which are only used for the purpose of explaining the present invention, and are used to limit the meaning or limit the scope of the present invention described in the claims. it is not Therefore, those of ordinary skill in the art can easily select from it and replace it. In addition, those skilled in the art may omit some of the components described herein without degrading performance or add components to improve performance. In addition, those skilled in the art may change the order of the method steps described herein according to the process environment or equipment. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the claims and their equivalents rather than the described embodiments.
1: 열풍로 설비
11: 연소실
11a: 버너
12: 축열실
12a: 돔
13: 송풍기
14: 혼냉실
21, 22, 23, 24: 온도 측정 장치
31: 배가스 순환 배관
32: 산소 공급 배관
41, 42: 유량 제어 밸브
50: 상관 분석 시스템
60: 제어 시스템1: Hot stove equipment
11: combustion chamber
11a: burner
12: heat storage room
12a: dome
13: blower
14: mixed cold room
21, 22, 23, 24: temperature measuring device
31: exhaust gas circulation pipe
32: oxygen supply pipe
41, 42: flow control valve
50: correlation analysis system
60: control system
Claims (19)
상기 열풍로 설비의 돔 온도를 측정하는 제1 온도 측정 장치,
상기 열풍로 설비의 축열실 온도를 측정하는 제2 온도 측정 장치, 그리고
상기 열풍로 설비의 연소 운전이 개시되면, 상기 돔 온도 및 상기 축열실 온도가 각각 제1 목표 돔 온도 및 제1 목표 축열실 온도를 만족하도록 상기 열풍로 설비의 운전을 제어하는 제어 시스템을 포함하며,
상기 제어 시스템은, 상기 축열실 온도가 상기 제1 목표 축열실 온도를 만족하도록 연소 운전 동안의 연소 화염 온도 또는 연소 시간을 제어하는, 운전 시스템. As a driving system of a hot stove facility,
A first temperature measuring device for measuring the temperature of the dome of the hot stove facility,
A second temperature measuring device for measuring the temperature of the heat storage chamber of the hot stove facility, and
When the combustion operation of the hot stove facility is started, the control system for controlling the operation of the hot stove facility so that the dome temperature and the heat storage room temperature satisfy a first target dome temperature and a first target heat storage room temperature, respectively, ,
and the control system controls a combustion flame temperature or a combustion time during a combustion operation such that the heat storage chamber temperature satisfies the first target heat storage chamber temperature.
상기 제어 시스템은, 운전 조건을 제어하여 상기 돔 온도를 상기 제1 목표 돔 온도에 도달시킨 이후에, 상기 축열실 온도가 상기 제1 목표 축열실 온도에 도달하도록 상기 연소 화염 온도 또는 상기 연소 시간을 제어하는, 운전 시스템. According to claim 1,
The control system is configured to control the operating condition to adjust the combustion flame temperature or the combustion time so that the heat storage chamber temperature reaches the first target heat storage chamber temperature after the dome temperature reaches the first target dome temperature. Controlling, driving system.
상기 제어 시스템은, 공연비 제어를 통해 상기 돔 온도를 상기 제1 목표 돔 온도로 제어하기 위한 운전과, 상기 연소 화염 온도 또는 상기 연소 시간의 제어를 통해 상기 축열실 온도를 상기 제1 목표 축열실 온도로 제어하기 위한 운전을 병행하는, 운전 시스템. According to claim 1,
The control system may include an operation for controlling the dome temperature to the first target dome temperature through air-fuel ratio control, and setting the heat storage chamber temperature to the first target heat storage chamber temperature through control of the combustion flame temperature or the combustion time. A driving system that parallels driving for control.
상기 제어 시스템은, 상기 열풍로 설비의 배가스가 연소실로 재순환되는 유량, 상기 열풍로 설비의 과잉 공기율, 상기 연소실로 공급되는 산소의 유량, 상기 연소실로 공급되는 연료 가스의 연료 혼소율, 및 연료 가스 유량 중 적어도 하나를 제어하여, 상기 연소 화염 온도를 조절하는, 운전 시스템. According to claim 1,
The control system includes a flow rate at which the exhaust gas of the hot stove facility is recirculated to a combustion chamber, an excess air rate of the hot stove facility, a flow rate of oxygen supplied to the combustion chamber, a fuel co-firing rate of fuel gas supplied to the combustion chamber, and fuel and controlling at least one of the gas flow rates to regulate the combustion flame temperature.
상기 열풍로 설비에서 공급하는 열풍의 온도와, 상기 돔 온도 및 상기 축열실 온도 간의 상관 관계에 기초하여, 목표 열풍 온도에 따라서 상기 제1 목표 돔 온도 및 상기 제1 목표 축열실 온도를 적응적으로 결정하는 분석 시스템을 더 포함하는 운전 시스템. According to claim 1,
Based on the correlation between the temperature of the hot air supplied from the hot stove facility and the dome temperature and the heat storage room temperature, the first target dome temperature and the first target heat storage room temperature are adaptively adjusted according to the target hot air temperature. The driving system further comprising an analysis system for determining.
상기 분석 시스템은, 시뮬레이션 또는 실험을 통해 상기 열풍로 설비의 돔 온도 데이터들, 축열실 온도 데이터들 및 열풍 온도 데이터들을 획득하고, 상기 돔 온도 데이터들, 상기 축열실 온도 데이터들 및 상기 열풍 온도 데이터들에 대한 통계 분석을 통해 상기 상관 관계에 대응하는 선형 모델을 도출하는, 운전 시스템. 6. The method of claim 5,
The analysis system obtains dome temperature data, heat storage room temperature data, and hot air temperature data of the hot stove facility through simulation or experiment, and the dome temperature data, the heat storage room temperature data, and the hot air temperature data A driving system for deriving a linear model corresponding to the correlation through statistical analysis on them.
상기 분석 시스템은, 상기 열풍로 설비에 대해 상기 돔 온도의 변화에 따른 상기 열풍의 온도 변화, 및 상기 축열실 온도의 변화에 따른 상기 열풍의 온도 변화를 모니터링하고, 상기 열풍의 온도가 상기 돔 온도의 변화에 대응하여 선형적으로 변화하는 구간 및 상기 열풍의 온도가 상기 축열실 온도의 변화에 대응하여 선형적으로 변화하는 구간에 기초하여 상기 상관 관계를 도출하는, 운전 시스템. 6. The method of claim 5,
The analysis system monitors a temperature change of the hot air according to a change in the dome temperature for the hot stove facility, and a temperature change of the hot air according to a change in the heat storage room temperature, and the temperature of the hot air is the dome temperature and deriving the correlation based on a section in which the temperature of the hot air changes linearly in response to a change in the heat storage room temperature and a section in which the temperature of the hot air changes linearly in response to a change in the heat storage room temperature.
상기 분석 시스템은, 상기 상관 관계로부터 과소 축열을 발생시키지 않는 운전 조건에서 상기 목표 열풍 온도를 만족하는 열풍을 공급하기 위해 허용되는 하한 온도인 제2 목표 돔 온도 및 제2 목표 축열실 온도를 도출하고, 상기 제2 목표 돔 온도 및 상기 제2 목표 축열실 온도 각각에 대응하는 오프셋을 적용하여 상기 제1 목표 돔 온도 및 상기 제1 목표 축열실 온도를 도출하는, 운전 시스템. 8. The method of claim 6 or 7,
The analysis system derives, from the correlation, a second target dome temperature and a second target heat storage room temperature, which are lower limit temperatures allowed to supply hot air that satisfies the target hot air temperature under an operating condition that does not generate excessive heat storage, , to derive the first target dome temperature and the first target heat storage room temperature by applying an offset corresponding to each of the second target dome temperature and the second target heat storage room temperature.
상기 분석 시스템은, 상기 열풍로 설비의 특성 인자, 송풍 운전 조건, 및 축열실 내부의 축열재의 특성 인자에 기초하여 상기 대응하는 오프셋을 도출하는, 운전 시스템. 9. The method of claim 8,
and the analysis system derives the corresponding offset based on the characteristic factor of the hot stove facility, the blowing operation condition, and the characteristic factor of the thermal storage material inside the heat storage chamber.
상기 제2 온도 측정 장치는, 축열실의 내부에서 축열실 높이의 1/5 내지 4/5인 구간에 위치하는, 운전 시스템. According to claim 1,
The second temperature measuring device is located in a section of the heat storage chamber that is 1/5 to 4/5 of the height of the heat storage room.
연소 운전이 개시되면, 정해진 유량의 연료 가스 및 공기를 연소실로 공급하여 상기 열풍로 설비의 온도를 상승시키는 단계,
공연비 제어를 통해 상기 열풍로 설비의 돔 온도가 제1 목표 돔 온도를 유지하도록 관리하는 단계, 그리고
상기 열풍로 설비의 축열실 온도가 제1 목표 축열실 온도에 도달하도록 연소 화염 온도 또는 연소 시간을 제어하는 단계를 포함하는 운전 방법. A method of operating a hot stove facility, comprising:
When the combustion operation is started, supplying a predetermined flow rate of fuel gas and air to the combustion chamber to increase the temperature of the hot stove facility;
managing the dome temperature of the hot stove facility to maintain a first target dome temperature through air-fuel ratio control, and
and controlling the combustion flame temperature or combustion time so that the heat storage chamber temperature of the hot stove facility reaches a first target heat storage chamber temperature.
상기 제어하는 단계는, 상기 돔 온도가 상기 제1 목표 돔 온도에 도달한 이후에 수행되는, 운전 방법.12. The method of claim 11,
The controlling is performed after the dome temperature reaches the first target dome temperature.
상기 관리하는 단계, 및 상기 제어하는 단계는, 동시에 수행되는, 운전 방법.12. The method of claim 11,
The managing and the controlling are performed simultaneously.
상기 제어하는 단계는,
상기 축열실 온도가 상기 제1 목표 축열실 온도에 도달하도록, 상기 열풍로 설비의 배가스가 연소실로 재순환되는 유량, 상기 열풍로 설비의 과잉 공기율, 상기 연소실로 공급되는 산소의 유량, 상기 연소실로 공급되는 연료 가스의 연료 혼소율, 및 연료 가스 유량 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함하는, 운전 방법. 12. The method of claim 11,
The controlling step is
A flow rate at which the exhaust gas of the hot stove facility is recirculated to a combustion chamber, an excess air rate of the hot stove facility, a flow rate of oxygen supplied to the combustion chamber, and the combustion chamber so that the heat storage chamber temperature reaches the first target heat storage chamber temperature A driving method comprising controlling at least one of a fuel co-firing rate of the supplied fuel gas and a fuel gas flow rate.
상기 열풍로 설비에서 공급하는 열풍의 온도와, 상기 돔 온도 및 상기 축열실 온도 간의 상관 관계에 기초하여, 목표 열풍 온도에 따라서 상기 제1 목표 돔 온도 및 상기 제1 목표 축열실 온도를 적응적으로 결정하는 단계를 더 포함하는 운전 방법.12. The method of claim 11,
Based on the correlation between the temperature of the hot air supplied from the hot stove facility and the dome temperature and the heat storage room temperature, the first target dome temperature and the first target heat storage room temperature are adaptively adjusted according to the target hot air temperature. The method of driving further comprising the step of determining.
상기 적응적으로 결정하는 단계는,
시뮬레이션 또는 실험을 통해 상기 열풍로 설비의 돔 온도 데이터들, 축열실 온도 데이터들 및 열풍 온도 데이터들을 획득하는 단계, 그리고
상기 돔 온도 데이터들, 상기 축열실 온도 데이터들 및 상기 열풍 온도 데이터들에 대한 통계 분석을 통해 상기 상관 관계에 대응하는 선형 모델을 도출하는 단계를 포함하는, 운전 방법.16. The method of claim 15,
The adaptively determining step includes:
Acquiring dome temperature data, heat storage room temperature data, and hot air temperature data of the hot stove facility through simulation or experiment, and
and deriving a linear model corresponding to the correlation through statistical analysis of the dome temperature data, the heat storage room temperature data, and the hot air temperature data.
상기 적응적으로 결정하는 단계는,
상기 열풍로 설비에 대해 상기 돔 온도의 변화에 따른 상기 열풍의 온도 변화, 및 상기 축열실 온도의 변화에 따른 상기 열풍의 온도 변화를 모니터링하는 단계, 그리고
상기 열풍의 온도가 상기 돔 온도의 변화에 대응하여 선형적으로 변화하는 구간 및 상기 열풍의 온도가 상기 축열실 온도의 변화에 대응하여 선형적으로 변화하는 구간에 기초하여 상기 상관 관계를 도출하는 단계를 포함하는, 운전 방법.16. The method of claim 15,
The adaptively determining step includes:
Monitoring the temperature change of the hot air according to the change in the dome temperature for the hot stove facility, and the temperature change of the hot air according to the change in the temperature of the heat storage room, and
Deriving the correlation based on a section in which the temperature of the hot air linearly changes in response to a change in the temperature of the dome and a section in which the temperature of the hot air changes linearly in response to a change in the temperature of the heat storage room Including, a driving method.
상기 적응적으로 결정하는 단계는,
상기 상관 관계로부터 과소 축열을 발생시키지 않는 운전 조건에서 상기 목표 열풍 온도를 만족하는 열풍을 공급하기 위해 허용되는 하한 온도인 제2 목표 돔 온도 및 제2 목표 축열실 온도를 도출하는 단계, 그리고
상기 제2 목표 돔 온도 및 상기 제2 목표 축열실 온도 각각에 대응하는 오프셋을 적용하여 상기 제1 목표 돔 온도 및 상기 제1 목표 축열실 온도를 도출하는 단계를 더 포함하는, 운전 방법.18. The method of claim 16 or 17,
The adaptively determining step includes:
deriving a second target dome temperature and a second target heat storage room temperature, which are lower limit temperatures allowed to supply hot air that satisfies the target hot air temperature under an operating condition that does not generate excessive heat storage from the correlation; and
and deriving the first target dome temperature and the first target heat storage room temperature by applying an offset corresponding to each of the second target dome temperature and the second target heat storage room temperature.
상기 적응적으로 결정하는 단계는,
상기 열풍로 설비의 특성 인자, 송풍 운전 조건, 및 축열실 내부의 축열재의 특성 인자에 기초하여 상기 대응하는 오프셋을 도출하는 단계를 더 포함하는, 운전 방법.
19. The method of claim 18,
The adaptively determining step includes:
and deriving the corresponding offset based on the characteristic factor of the hot stove facility, the blowing operation condition, and the characteristic factor of the heat storage material inside the heat storage chamber.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN118036500A (en) * | 2024-03-05 | 2024-05-14 | 鞍钢股份有限公司 | Blast furnace hot blast stove gas consumption prediction method based on digital twin model |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009084620A (en) | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Jfe Steel Kk | Method and apparatus for controlling combustion in hot blast stove |
JP2013095946A (en) | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Jfe Steel Corp | Combustion control method and combustion control device for hot stove |
-
2020
- 2020-12-21 KR KR1020200179585A patent/KR102466507B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009084620A (en) | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Jfe Steel Kk | Method and apparatus for controlling combustion in hot blast stove |
JP2013095946A (en) | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Jfe Steel Corp | Combustion control method and combustion control device for hot stove |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118036500A (en) * | 2024-03-05 | 2024-05-14 | 鞍钢股份有限公司 | Blast furnace hot blast stove gas consumption prediction method based on digital twin model |
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