KR20240035123A - 열풍로 연소축열 제어장치 및 방법 - Google Patents

열풍로 연소축열 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열풍로의 연소축열을 제어하는 장치 및 방법에 대한 것이다. 본 발명은 열풍로에 사용되는 혼합연료의 단위열량의 값을 설정값으로 받고, 측정값과 함께 혼소율과 공연비를 연산하여 제어함으로써, 최적의 공기 조건에서 연소를 제어하면서도 경제적으로 제어하도록 한다. 일 실시예에서, 혼합연료 단위열량 목표값이 저장되는 저장부와, 열풍로에 인입되는 개별연료의 유량과 열풍온도를 포함하는 열풍 연소운전조건의 데이터를 획득하는 정보획득부와, 상기 정보획득부에서 얻은 데이터와 상기 목표값을 이용하여 혼소율과 공연비를 연산하고, 상기 공연비를 이용하여 목표 공기유량을 계산하는 정보처리부 및 상기 목표 공기유량을 공급하도록 공기량을 조절하고, 상기 열풍로에 구비된 개별 연료가스 유량제어부를 통해 유량을 제어하여, 상기 저장부에 저장된 혼합연료 단위열량에 맞도록 연소를 제어하는 제어부를 포함하는 열풍로 연소축열 제어장치를 제공한다.

Description

열풍로 연소축열 제어장치 및 방법 {Combustion Operation Apparatus of Hot Blast Stove and Method thereof}
본 발명은 열풍로의 연소축열을 제어하는 장치 및 방법에 대한 것으로, 열풍로에 사용되는 혼합연료의 단위열량의 값을 설정값으로 받고, 측정값과 함께 혼소율과 공연비를 연산하여 제어함으로써, 에너지, 환경 및 경제성 측면을 통합적으로 고려한 최적의 공기 조건에서 연소를 제어하도록 하는 것이다.
고로(blast furnace) 공정에서는, 열풍로(hot blast stove)를 이용하여 고로 하부의 풍구를 통하여 약 1,100℃ 이상의 열풍을 고로 내로 공급한다. 열풍로에서는 연소실로 공급된 연료가스와 공기가 연소하여 고온의 연소가스를 발생시키고, 고온의 연소가스가 돔을 통해 축열실로 이동하여 축열재에 열을 저장하고, 송풍단계에서 공급된 압축공기가 축열재 채널(channel)을 통과하며 열을 빼서 고로 하부의 풍구로 이송되게 된다. 축열과정에서 열풍로의 축열실로부터 배출된 배가스(EG: Exhaust Gas)는 배열 회수 설비에 의해 현열(sensible heat)을 회수하여 연소공기 및 가스연료를 열교환기를 통해 예열하고, 배열회수 설비를 통과한 배가스는 연돌(stack)을 통해 배출된다.
열풍로는 연소실, 축열실, 혼냉실, 가스연료 및 연소공기공급부, 압축공기 공급부 등으로 구성되어 있으며, 운전은 연소(축열)과 송풍(열풍)의 사이클공정으로 이루어진다. 축열공정은 열풍로의 연소실 내에서 혼합연료와 공기가 만나 연소하여 고온의 연소배가스가 만들고, 열풍로의 축열실로 이들 고온 연소배가스가 넘어가 축열재에 열을 저장하고, 통상 350℃ 이하의 배가스로 축열실을 빠져나와 배열회수 열교환기를 통해 200℃ 이하의 배가스로 스택(stack)을 통해 배출하는 과정으로 이루어진다. 그리고 송풍 공정은 냉풍이 고온으로 축열된 축열실과 연소실을 통과한 후 혼냉실에서 냉풍과 혼합하여 목표하는 열풍온도로 제어하는 과정이며 이들 열풍은 연속적으로 고로로 제공하고 있다.
상기와 같은 공정에서 연속적으로 열풍을 생성하기 위해 고로인 경우 통상적으로, 3개의 호기 내지 4개의 호기 열풍로 설비가 갖추어져 있으며, 4호기를 가진 열풍로의 경우 통상 1개, 2개 호기 열풍로가 번갈아 연소과정일 경우, 나머지 열풍로는 송풍 과정을 수행하고, 1호에서 4호가 순차적으로 연소되며, 1호, 2호 연소 후 1호가 멈추고 2호만 연소하다가, 2호, 3호가 연소하고, 2호가 멈추고 3호만 연소하다가, 3호, 4호가 연소되는 방식으로 운전된다. 이와 같이, 2기 연소에서 1기 연소로 전환될 때 선행 열풍로(예를 들어, 1호)의 연소 운전은 중지되고 연속해서 송풍 운전을 시작하게 된다.
통상적으로, 열풍로 연료로는 BFG(Blast Furnace Gas) 및 COG(Coke Oven Gas)가 혼합된 혼합연료(이하, 혼합연료)를 사용한다. BFG는 고로를 떠나는 노정 가스(top gas)로 BFG의 주성분은 N2(45 내지 60%), CO (20~30% 범위) 및 CO2 (20~30% 범위)이며 1 내지 10% H2, H2O, 기타 미량성분 이 포함되어 있다. 열풍로 연료가스는 비교적 낮은 발열량(heating value)을 갖는 저등급 연료가 주성분이며, 화염 안정성, 화염온도 유지 등을 위해 낮은 발열량 BFG에 COG 또는 천연가스 등과 같은 높은 열량(calorific value) 가스를 혼합하여 사용하는 것이 일반적이다.
대형 열풍로 설비의 경우 미연소 일산화탄소 발생 억제, 안정적인 고온열풍 제조, 그리고 열풍로 노체 열화 등의 문제를 완화, 방지, 제거를 위한 열풍로 보호 등을 위해 연소(축열)과정에서는 배가스산소농도를 이용한 피드백(feedback) 공연비제어, 고정된 관리 돔온도와 고정된 관리 배가스 온도 이내에서 운전하고 있으며, 송풍과정에서 냉풍을 통해 과도한 열풍온도를 목표 열풍온도로 제어하는 운전 방식을 취하고 있다.
즉, 목표열풍온도는 연소과정에서 고정된 관리 돔온도에서 지속적으로 축열을 시킨 후 송풍과정에서 만들어진 과잉의 열풍온도를 냉풍으로 제어하는 방식을 취하고 있다. 돔 온도가 고정된 관리 온도로서 내화물 한계 직전온도 부근보다 높을 경우 과잉 공기를 투입하여 연소 화염온도를 낮추고, 이를 통해 돔 온도를 관리 온도 이하로 낮추는 제어를 수행하게 된다.
이 경우, 혼합연료의 조성 변동에 신속하게 대응하지 못한 조건에서 제어를 하게 됨으로써, 과잉공기조건에서의 연소, 공기가 충분히 공급되지 못해 미연소 일산화탄소의 발생이 빈번하게 발생하며, 축열량의 변동에 따라 열풍온도를 안정적으로 유지할 수 없는 문제가 발생한다.
또는, 연료가스의 연소성을 확보하기 위해 공연비를 기반으로 산출하여 제어하는 공기유량의 경우, 개별연료의 조성이나 BFG 및 COG의 혼합연료(이하, 혼합연료라 한다)의 개별연료 성분의 혼합비를 통해 산출할 수 있지만, 이들 혼합연료 내 성분혼합비율을 통해 공연비를 산출하는 방식은 혼합연료 내 주요 성분 및 소량 고발열량 성분에 대한 정밀하고 신속하게 분석할 수 있는 설비를 필요로 하는데, 이들 설비는 매우 고가이면서 혼합연료의 성분가스 중 폐색성이거나 부식성 불순물을 사전처리설비를 구비해야 함에 따라 운전제어 인자 산출에 안정적으로 활용하기 곤란한 점을 가지고 있다.
따라서, 상기 언급한 것과 같은, 과잉공기공급, 미연소 일산화탄소 발생 등의 문제를 해결하면서도 비교적 간단한 구성을 통하여 고로 공정의 열풍로 설비를 제어할 필요가 있다.
한국 등록특허공보 제 10-1388020호(2014.04.22 공고)
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 최적의 열풍로 연소조건으로 제어하여 연소효율을 최적화하고, 안정적으로 열풍공급을 하도록 하며, 미연소된 일산화탄소의 발생과 축열 과부족의 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 열풍로 연소축열 제어장치는, 혼합연료 단위열량 목표값이 저장되는 저장부와, 열풍로에 인입되는 개별연료의 유량과 열풍온도를 포함하는 열풍 연소운전조건의 데이터를 획득하는 정보획득부와, 상기 정보획득부에서 얻은 데이터와 상기 목표값을 이용하여 혼소율과 공연비를 연산하고, 상기 공연비를 이용하여 목표 공기유량을 계산하는 정보처리부 및 상기 목표 공기유량을 공급하도록 공기량을 조절하고, 상기 열풍로에 구비된 개별 연료가스 유량제어부를 통해 유량을 제어하여, 상기 저장부에 저장된 혼합연료 단위열량에 맞도록 연소를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 의한 열풍로 연소축열 제어방법은, 목표하는 연소 제어조건을 입력 받아 혼합연료 단위열량을 계산하거나 혼합연료 단위열량을 입력받아 저장하는 제1단계와, 개별연료 또는 혼합연료의 단위열량과 개별연료의 유량을 포함한 열풍로의 데이터를 획득하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 획득한 데이터를 이용하여 상기 개별연료의 혼소율을 연산하는 제3단계와, 상기 혼소율을 이용하여 공연비와 목표 공기유량을 연산하는 제4단계 및 상기 목표 공기량에 따라 공기유량을 제어하고, 상기 제1단계의 저장된 혼합연료 단위열량을 만족시키기 위하여 상기 혼소율을 이용하여 개별연료의 유량을 조절하는 제5단계를 포함한다.
본 발명은 위와 같은 제어 장치 및 방법을 통하여, 열풍로 설비의 열풍온도를 안정적으로 제어하고, 과도한 공기공급 및 미연소 일산화탄소의 발생을 최소화하는 효과를 제공한다.
또한, 과도한 비용의 장비를 설치하지 않고, 일정한 연산을 통하여 안정적이고 신속하게 열풍로를 최적 조건으로 제어할 수 있다.
또한, 변동되는 연료의 조성에 맞추어 연소 조건을 제어할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 열풍로 연소축열 제어장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 열풍로 연소축열 제어장치가 구비된 열풍로 설비의 개략도이다.
도 3은 COG의 메탄의 농도와 단위열량간의 관계를 도시한 그래프이다.
도 4는 혼합연료가스 단위열량과 혼합연료가스 단위열량으로 도출한 선형식으로 도출된 이론공연비 간의 관계를 도시한 그래프이다.
도 5는 실측한 데이터를 기준으로 한 이론공연비와 혼합연료가스 단위열량과 혼소율을 포함하여 도출한 선형식으로 도출한 이론공연비의 관계를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 열풍로 연소축열 제어방법의 개념도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 발명은 열풍로 설비에 있어서 열풍온도를 안정적으로 제어하고 과도한 공기공급 및 미연소로 인한 일산화탄소의 발생을 방지하기 위한 목적을 갖는다.
혼합연료의 단위열량을 목표값으로 설정받아 개별 연료가스의 혼소율을 계산하고, 실측, 예측 또는 계산된 단위열량과 혼소율을 이용하여 공연비를 계산하고, 이를 이용하여 열풍로의 연소를 제어를 하게 하는 열풍로 연소축열 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 개별연료, 예를 들면 BFG, COG, LNG 등의 단위열량으로부터 혼합연료의 단위열량에 맞는 혼소율을 이론적으로 구하고, 혼합연료의 단위열량과 혼소율을 이용한 선형함수로 이론 공연비를 구하며, 혼합연료 유량과 공연비의 곱으로서 목표 공기유량을 연산한다. 그리고, 연산한 값들을 제어목표 값으로 제어하는 장치 및 방법이다. 즉, 혼합연료 단위열량의 목표값를 설정하는 것만으로 그 외 제어에 필요한 설정 값들을 연산하고 제어할 수 있는 것이다.
본 발명에서 지칭하는 혼합연료는 개별연료가 2개 이상 혼합되어 사용될 수 있고, 이하 실례에서 언급하는 개별연료는 제1 개별연료인 COG와, 제2 개별연료인 BFG이다. 그러나, 개별연료의 종류 및 개수는 한정되지 않고, 열풍로에서 혼합하여 사용될 수 있는 모든 개별연료를 포함한다.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 열풍로 연소축열 제어장치의 블록도를 도시한다.
본 발명의 일실시예에 따른 열풍로 연소축열 제어장치(1)는, 저장부(100), 정보획득부(200), 정보처리부(300) 및 제어부(400)를 포함한다.
도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 열풍로 연소축열 제어장치가 포함된 열풍로 설비를 도시한다.
열풍로 설비는, 축열실(21)과 연소실(22)이 포함되는 열풍로(20)를 중심으로 형성된다. 열풍로(20)의 내부에 인입되는 개별연료인 제1 개별연료인 COG와 제2 개별연료인 BFG가 일측에서 각각 인입된다. 인입되는 구간에는 COG 유량 제어밸브(42)와 BFG 유량 제어밸브(43)가 구비된다. 그리고, 각각의 온도를 측정할 수 있는 COG 온도 측정부(14) 및 BFG 온도 측정부(15)가 구비되어 있을 수 있다. 인입된 개별연료가 혼합되고, 이 혼합된 양을 조절할 수 있도록 혼합연료 유량 제어밸브(44)가 위치되며, 그 선단에 혼합연료 온도 측정부(16)가 구비되어 혼합연료의 온도도 측정될 수 있다. 그리고 축열실(21)로 혼합연료가 이동된다. 축열실(21)에는 공기도 함께 인입된다. 이를 위하여 송풍기(30) 구비되어 있을 수 있고, 축열실(21)에 연결된 공기의 온도를 측정할 수 있는 공기온도 측정부(13)가 구비되며, 유량을 제어할 수 있도록 공기 유량제어 밸브가 더 구비되어 있을 수 있다. 그러나 공기 유량은 송풍기(30) 등을 포함한 송풍장치를 조절하여 변경할 수도 있다.
열풍로(20)의 온도를 측정할 수 있도록 돔온도 측정부(11) 및 열풍온도 측정부(12)도 구비되어 있을 수 있다. 그리고 배기되는 가스에 대한 값을 측정할 수 있고, 대표적으로 배기가스의 온도를 측정할 수 있도록 배기가스 온도 측정부(17)가 구비되어 있을 수 있으며, 배기가스의 배출을 개폐하거나 유량을 조절할 수 있도록 배기가스 유량 제어밸브(45)도 포함할 수 있다. 또한, 다른 일반적인 열풍로 설비와 마찬가지로, 연돌(60)과 혼냉실(70) 등을 포함하고 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 개별가스의 주요 구성의 농도를 측정할 수 있도록 수소/메탄/일산화탄소 농도 측정부(50)가 더 구비되어 있을 수 있고, 이는 제1 개별연료 또는 제2 개별연료만 존재하는 파이프 등에 구비되어 있을 수 있다.
또는, 혼합연료 단위열량을 직접적으로 측정할 수 있도록 혼합연료 단위열량 측정기를 더 구비하고 있을 수도 있다.
그리고 본 발명의 일실시예에 따른 열풍로 연소축열 제어장치(1)는, 각 온도를 측정하는 구성 등을 포함하는 센서부로부터 데이터를 입력 받을 수 있고, 각 유량제어 밸브나 기타 설비를 제어하도록 연결되어 있을 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 열풍로 연소축열 제어장치(1)는, 혼합연료 단위열량 목표값이 저장되는 저장부(100)와, 상기 열풍로(20)에서 혼합연료를 이루는 개별연료의 유량과 열풍 온도를 포함하는 열풍 연소운전조건의 데이터를 획득하는 정보획득부(200)와, 상기 정보획득부(200)에서 얻은 데이터와 상기 목표값을 이용하여 혼소율 즉, 혼합연료비율과 공연비를 연산하고, 상기 공연비를 이용하여 목표 공기유량을 계산하는 정보처리부(300) 및 상기 목표 공기유량을 공급하도록 공기유량을 조절하고, 상기 열풍로(20)에 구비된 개별 연료가스 유량제어부(400)를 통해 유량을 제어하여, 상기 저장부(100)의 저장된 혼합연료 단위열량에 맞도록 연소를 제어하는 제어부(400)를 포함한다.
기존의 열풍로 연소축열 제어장치 또는 방법에 따르면, 특정 혼합연료조건을 가정하고, 과잉공기를 공급하여 고정된 관리 값의 돔온도 부근에서 축열을 시키며, 송풍공정에서 송풍기를 통하여 냉풍량을 과잉으로 공급하여, 가열된 열풍을 목표온도로 낮추는 제어방식으로 구성되어 있다.
그로 인하여, 고로 연,원료 및 노황에 따라 제2 개별연료인 BFG의 조성 및 열량이 매우 크게 변동을 하는 특성과 제1 개별연료인 COG의 코크스 오븐(coke oven)의 연,원료 운전조건에 대응하는 것이 어려운 문제가 있다. 특히, 하나의 배치(batch) 반응기에서 발생하는 COG를 다른 건류 진행률의 배치에서 발생하는 COG와 어떻게 혼합하는지에 따라 열량 및 조성에 큰 변화가 발생하여 혼합연료의 연료조건이 달라짐에 대응이 쉽지 않은 문제가 있다.
본 발명의 일실시예 따르면, 저장부(100)는 혼합연료의 단위열량 값을 목표값으로 설정받아 저장한다.
이를 통하여, 앞서 설명한 바와 같이, 혼합연료를 이루는 개별연료의 조성이 달라지는 경우에도 대응할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
저장부(100)에 저장되는 목표값은 혼합연료의 단위열량을 설정 값으로 직접적으로 입력받아 저장될 수도 있고, 또는 간접적으로 목표하는 열풍로(20)의 조건에 따른 값을 설정 받고 일정 식에 따라 연산하여 도출된 혼합연료 단위열량을 목표 값으로 저장할 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 저장부(100)는, 상기 열풍로(20)의 열풍온도와 열풍유량 값을 설정 받고, 기설정된 열풍온도와 열풍유량 값을 일정한 식에 따라 연산하여 도출된 혼합연료 단위열량이 상기 목표값으로 저장될 수 있다.
앞서 언급한 것과 같이, 목표값은 기설정된 값을 입력받아 저장될 수 있다. 또는, 혼합연료 단위열량인 목표 값을, 목표하는 열풍로(20)의 열풍온도와 열풍유량을 통해 열풍 소요 열량과, 열풍에 사용되는 열이용효율 또는 혼합연료 유량 등을 통해 계산하여 도출할 수도 있다. 또한, 축열량이나 축열온도 또는 배열 및 방열손실열량 등과 열량, 유량, 온도 등의 열풍 연소운전조건 등의 데이터 분석 등을 복합하여 계산할 수도 있다.
일 예로서, 열풍온도와 송풍시간의 데이터를 통하여 목표값을 도출하는 식은 다음의 식 (1) 및 식(2)와 같다.
식 (1) : 축열량 = (열풍온도+ 송풍온도) X (송풍시간) X (100/열이용효율)
식 (2) : 혼합연료 단위열량 = (축열량) + {(배열+표면방열)X손실열량} + {현열량/(혼합연료의 유량X축열시간)}
상기와 같이, 열풍 시스템에서 측정되거나, 열풍로(20)에서 목표로 하는 운전 조건 등을 통하여 목표값인 혼합연료 단위열량을 도출할 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 정보획득부(200)는 열풍로에서 혼합연료를 이루는 개별연료의 유량과 열풍 온도를 포함하는 열풍 연소운전조건의 데이터를 획득한다.
열풍 연소운전조건의 데이터는 기존의 축적된 연소 데이터를 그대로 입력 받아 획득할 수 있다. 또는, 열풍로 설비에 설치된 센서부를 통하여 특정 값을 측정하여 획득할 수 있다. 일부는 기존의 데이터를 입력 받고, 일부는 측정을 통하여 획득할 수도 있다.
열풍 연소운전조건의 데이터로서, 혼합연료를 이루는 개별연료인 COG와 BFG에 대한 데이터를 측정 또는 예측할 수 있다.
COG 단위유량은 열풍로에 인입되는 COG의 단위유량을 측정하거나 기존의 설정값으로 저장된 값의 데이터이다. BFG 단위유량은 열풍로에 인입되는 BFG의 단위유량을 측정하거나 기존의 설정값으로 저장된 값의 데이터이다.
그리고 열풍로 설비에 존재하는 여러 센서부 중에 온도를 측정하기 위하여, 돔온도 측정부(11), 열풍온도 측정부(12), 공기온도 측정부(13), COG 온도 측정부(14), BFG 온도 측정부(15), 혼합연료 온도 측정부(16) 및 배기가스 온도 측정부(17) 등이 시스템에 구비되어 있을 수 있다. 따라서, 해당 온도 측정부에서 측정된 데이터를 사용할 수 있다. 또는 기존에 열풍로 설비에서 경험상 축적된 데이터를 사용할 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 정보획득부(200)에서, 상기 열풍로(20)에 인입되는 혼합연료를 구성하는 개별연료의 단위열량을 측정 또는 예측할 수 있다.
열풍로(20)에 인입되는 혼합연료를 구성하는 개별연료의 단위열량은 실측될 수 있다. 또는 개별연료의 단위열량을 예측 시스템을 사용하여 예측할 수도 있다.
개별연료의 연료가스 열량을 측정 또는 예측하는 설비는, 가스 크로마토피(Gas Chromatography), 질량분석 (Mass Spectrometry), 연소기반 열량측정기 및 TDLS (Tunable Diode Laser Spectroscopy) 등이 가능하다. 그러나 이에 한정되지 않고, 열량 측정 또는 예측할 수 있는 통상의 설비를 모두 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 개별연료의 단위열량을 획득하기 위하여, 인입되는 개별연료의 일산화탄소, 메탄 또는 수소 중 적어도 하나의 농도가 측정될 수 있다. 또한, 상기 혼합연료의 단위열량을 획득하기 위하여 개별연료가 혼합된 연료의 일산화탄소, 메탄 또는 수소 중 적어도 하나의 농도가 측정될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 개별연료 또는 혼합연료에서 하나 이상의 주성분 분석결과를 이용한 열량예측 방식을 사용할 수 있다.
개별연료인 COG나 BFG 또는 혼합연료는 모두 일산화탄소, 메탄 또는 수소가 포함되어 있다. 일 예로서, TDLS 기반 설비를 이용하면, 개별연료 또는 혼합연료에서 일산화탄소의 농도, 메탄의 농도 또는 수소의 농도를 측정할 수 있다. 가스 연료 배관에 TDLS 기반 설비를 부착시켜서 상기 농도 값들을 측정할 수 있다. 이 경우에는 가스 샘플링 및 가스 전 처리 설비가 포함되지 않거나 간단하게 적용할 수 있다. 그러므로, 미량 불순물 성분, 수분성분 등에 대한 영향을 최소화하므로 개별연료 또는 혼합연료의 열량 데이터가 정확하게 측정 또는 예측될 수 있다.
제1 개별연료인 COG의 경우, 배치 반응기에서 COG 가스가 발생하기 때문에, 비록 각 배치 건류 반응기 다수가 시간간격을 두고 운전되면서 넓은 조성 범위의 배치 반응기에서 발생한 COG간에 혼합되어 시간에 따라 COG 조성 및 열량의 변동이 줄어든다 하더라도, 건류 초기, 중기, 말기에 따라 넓은 범위의 조성 및 열량의 가스가 발생한다. 그러므로 COG의 조성 및 열량의 시간 변동성이 존재하고 코크스 오븐의 사용 원료 및 가동율 등의 운전조건에 따라 이러한 변동성은 커질 수 있다.
그러나, 본 발명의 일실시예와 같이, COG의 열량과 주성분인 수소, 메탄가스 또는 일산화탄소의 농도구간별 상관식을 이용하는 경우, 인입되는 COG에서 주성분 중 적어도 하나가 측정되므로, 앞서 언급한 배치에서 발생한 COG에 영향을 받지 않기 때문에, COG의 열량을 높은 정확도로 예측할 수 있는 효과를 제공한다.
도 3은 COG에 포함된 메탄의 농도와 COG의 발열량의 관계를 그래프를 도시한다.
도 3을 참조하면, 메탄의 농도가 약 30%인 지점을 기준으로, 그보다 메탄의 농도가 낮은 경우, 1차식에 의하여 발열량을 예측할 수 있고, 농도가 높은 경우에는 2차식에 의하여 발열량을 예측할 수 있다.
이와 같은 상관식은, 메탄뿐만 아니라, 일산화탄소나 수소 또한 각각 개별연료의 발열량과 상관관계를 가지고 있으므로, 해당 주성분의 측정을 통해서도 개별연료의 발열량을 예측할 수 있다.
열풍로에 사용하는 BFG의 경우, 가스의 유독성 및 대형저장탱크의 비용문제로 인하여, 고로에서 발생하는 가스의 저장을 최소화하기 위하여 측면에서 노정관에 바로 연결하여 사용하고 있는 경우가 많다. 그리고 노황 평가 등을 이유로 고로 노정가스 중 CO, H2, CO2 등을 준 실시간으로 분석하는 분석설비가 일반적으로 구비되어 있다. 이러한 측면에서 노정가스 분석설비를 활용할 수도 있다.
BFG의 경우에도 마찬가지로 주 성분인 일산화탄소, 메탄 또는 수소의 농도 값을 측정하여, BFG의 주성분의 농도와 BFG의 열량 간의 상관식을 이용하여, 제2 개별연료인 BFG의 열량을 측정할 수 있다.
이는 혼합연료에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
즉, 개별연료 또는 혼합연료의 주성분 중 적어도 하나의 농도를 측정하면, 그에 따른 발열량을 예측할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 정보획득부(200)에서, 열풍로에 인입되는 혼합연료 단위열량을 측정할 수 있다.
정보획득부(200)에서는 열풍로에 인입되는 혼합연료 단위열량을 직접적으로 측정할 수도 있다.
혼합연료 단위열량 측정 및 예측 시스템을 구비하고 있는 경우, 혼합연료 단위열량을 개별연료의 측정 또는 예측 없이, 직접적으로 실측된 혼합연료 단위열량을 구할 수 있다.
정보처리부(300)는 상기 정보획득부(200)에서 얻은 데이터와 상기 목표값을 이용하여 혼소율과 공연비를 연산하고, 상기 공연비를 이용하여 목표 공기유량을 계산한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 정보획득부(200)에서 개별연료의 단위열량을 획득한 경우, 정보처리부(300)는 상기 개별연료의 단위열량으로부터 보상연료가스의 혼소율을 연산하고, 상기 연산된 혼소율을 이용하여 상기 개별연료의 유량과 공연비를 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 정보획득부(200)에서 혼합연료의 단위열량을 실측하여 획득한 경우, 상기 정보획득부(200)에서 획득한 개별연료의 유량을 이용하여 혼소율을 연산하고, 상기 정보획득부(200)에서 획득한 혼합연료 단위열량과 연산된 혼소율을 통하여 공연비를 계산할 수 있다.
정보처리부(300)는 1차적으로 혼소율을 연산하고, 2차적으로 목표 개별연료 단위유량 및 공연비를 연산하며, 3차적으로 목표 공기유량을 연산한다.
목표 공기유량을 도출하여 열풍로 설비에 인입되는 공기 유량을 제어함으로서 최적의 공기비에서 연료가 연소되며 에너지 효율을 최적으로 할 수 있다.
일반적으로 주연료가스인 BFG에 통상적으로 사용되는 고열량의 보상연료 가스인 COG나 LNG 등을 혼합하여 혼합연료가 된다. 여기서, 혼소율이란, 혼합연료의 유량 대비 개별 보상가스 유량의 비율이다. 혼소율을 결정할 때는, 개별연료 단위열량으로부터 이론적으로 고열량의 보상연료가스의 혼소율을 계산한다. 2개 이상의 개별연료를 사용할 경우에는 주연료가스를 제외한 부가스연료 혹은 열량보상가스연료들 간의 혼합비를 산정하여 혼소율을 계산할 수 있다.
일 예로서, 주연료가스가 BFG이고, 부연료가스가 COG와 LNG 2개 라면, BFG를 제외한 COG와 LNG의 혼합비를 산정하여 혼합비를 계산한다.
이하, 2개의 개별연료가 혼합되어 사용되고, 개별연료는 COG와 BFG인 경우로 설명하도록 한다. 혼소율은 하기의 식(3)과 식 (4)를 통하여 계산될 수 있다.
식(3) : COG 혼소율(%)={FCOG/(FBFG+FCOG)} ×100
식(4) : BFG 혼소율 (%) = 100 - COG 혼소율
상기 식에서, FCOG는 COG의 유량을 나타내고, FBFG는 BFG의 유량을 나타낸다.
상기와 같이 결정된 혼소율을 통하여, 하기의 식 (5)와 식(6)과 같이, 목표 개별연료 유량을 계산할 수 있다.
식 (5) : COG 단위유량 = COG 혼소율 X 혼합연료 단위유량
식 (6) : BFG 단위유량 = BFG 혼소율 X 혼합연료 단위유량
혼합연료 단위유량은 혼합연료 단위유량 그 자체가 열풍로 설비에 구비된 혼합연료 단위유량이 측정장치에서 정보획득부(200)에서 구해졌을 수 있고, 또는 획득된 개별연료 단위유량을 더하여 구할 수도 있다.
개별연료 단위유량을 변경하면, 혼합연료의 성분비가 달라지고, 따라서 혼합연료 단위열량이 변경되므로, 목표값에 따라 목표 개별연료 단위유량이 결정된다.
도 4는 혼합연료 발열량 대비 혼합연료 발열량을 이용하여 계산한 이론공연비 값을 도시한 그래프이다.
공연비는 열풍 시스템에 인입되는 공기유량을 결정하기 위하여 필요한 값이다.
혼합연료의 발열량만으로 선형회귀식을 도출한 경우에는, 도 4를 참조하면, 혼합연료 발열량으로만 공연비를 계산하는 경우, 이론이론 공연비와 상당한 차이가 발생하는 것을 알 수 있다. 도 4에서, 혼합연료의 발열량만으로 이론공연비를 구한 경우의 선형회귀식으로는 정교하지 못하기 때문에 갖게 되는 오차 값을 나타낸다. 즉, 혼합연료 발열량만으로 특정한 식을 세우고 이를 통해 도출되는 이론공연비 값은, 도 4와 같이, 이론적으로 기울기가 b이어야 함에도, 기울기 b'1와 b'2로 전혀 다른 선형회귀식이 도출된다. 따라서, 같은 발열량 지점인 1100과 1150kcal/Nm3의 한 값에서도 서로 u의 값만큼 차이가 나는 것을 알 수 있다. 즉, 오차가 매우 클 수 있으므로, 의미 있는 이론 공연비를 연산하는 것이 어렵다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 선형회귀식으로 도출된 선형공연비와 이론공연비를 비교한 그래프이다.
선형공연비는 혼합연료의 단위열량과 혼소율을 인자로 선형회귀식을 도출하고, 이 선형식을 이용하여 계산될 수 있다.
이론공연비는 혼합가스의 조성을 통해 개별성분의 연소 시 산소 당량을 통해 계산하고 이를 연료대비 이론적으로 필요한 공기요구량을 산출할 수 있다.
도 5에서 보듯이 조성을 기반으로 계산된 이론공연비와 단위발열량 및 혼소율을 기반으로 계산된 선형공연비간의 우수한 선형성이 있음을 확인할 수 있다.
목표값으로 저장된 혼합연료 단위열량이나, 실측된 개별연료 유량으로 계산된 혼합연료 단위열량으로 모두 하기의 식에 사용할 수 있다. 또한, 상기 식(3)과 식(4)에서 목표값으로 구한 혼소율 값 또는 실측 개별연료 유량기반 혼소율 값을 모두 사용할 수 있다.
목표로 하거나 계산된 혼합연료 단위열량과 식 (3)과 식(4)에 따른 혼소율 값 기반으로 하기의 식(7)의 선형회귀식을 이용하여 공연비를 도출할 수 있다.
식 (7) : 공연비 = uf ⅹ M-gas 단위열량 + ∑mi ⅹ 혼소율i + C
상기 식(7)에서, uf는 혼합연료 단위열량에 따른 선형계수 값이고, mi는 열량보상 연료가스별 혼소율에 따른 선형계수 값이며, 이때 BFG와 같은 주연료가스는 제외하고 해당값이 계산된다. 또한, C는 상수계수로서, 고로 공정의 상황에 따라 달라질 수 있는 값이고, M-gas 단위열량은 기존의 저장부(100)에 설정된 목표값 또는 실측된 혼합연료 단위열량 값이다. 또한 상기 식(7)에서 혼소율은 개별연료의 단위열량을 실측하여 공급 전열량에 대한 개별연료 종별 열량의 비율 값으로 계산한 값 또는 식 (3)과 식(4)를 통하여 개별연료 유량의 실측값을 기반하여 계산된 혼소율을 사용할 수 있다.
Uf, mi, C의 경우, 혼합연료 단위열량 선형계수 값, 혼소율 선형계수 값, 상수계수 값이고 이론공연비 데이터를 기반으로 통계적 기법으로 산출할 수 있다. mi의 경우 주연료가스에 대해서는 선형분석에 포함시키지 않으며, C는 이론공연비에서 얻은 결과를 여건 예를 들면 연료특성, 온도와 같은 주입조건, 버너구조 및 수분 농도 등을 포함하는 연소공기조건 등을 감안한 과잉공기비를 산정하고 이를 보정하여 사용할 수 있다.
상기의 식(7)에 의하여 계산된 공연비를 이용하여 목표 공기유량을 설정할 수 있다. 목표 공기유량은 공연비와 혼합연료의 유량의 계측 값을 곱하여 계산된다.
도 5를 참조하면, 식 (7)에 의하여 계산한 결과 값과 이론 공연비가 선형 관계를 이루므로, 선형계산식을 이용하여 이론공연비를 비교적 정교하게 도출할 수 있다는 것을 알 수 있다.
따라서, 정보획득부(200)에서 개별연료의 단위열량을 획득하거나 혼합연료의 단위열량을 실측한 경우 모두 혼소율과 공연비 및 그에 따른 목표 공기량이 연산될 수 있다.
정보처리부(300)에서 연산된 혼소율 및 공연비는 저장부(100)에 새로운 값으로서 저장될 수 있다. 정보획득부(200)에서 획득한 값과 함께 정보처리부(300)에서 연산된 값이 저장부(100)에 모니터링을 위하여 저장 및 보관될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(400)는, 상기 목표 공기유량을 공급하도록 공기량을 조절하고, 상기 열풍로에 구비된 개별 연료가스 유량제어부(400)를 통해 유량을 제어하여, 상기 저장부(100)에 저장된 혼합연료의 단위열량에 맞도록 연소를 제어한다.
제어부(400)는 열풍로 설비에 구비되어 있는 공기유량 제어밸브(41)를 제어하여, 고로 공정의 내부에 인입되는 공기유량의 값을 상기 정보처리부(300)에서 연산된 목표 공기유량이 되도록 제어한다. 이를 통하여 기존에 사용하는 경험적이나 가정된 조성을 기반으로 하는 초기 공연비를 기준 배가스 중 산소농도를 피드백 신호로 하여 피드백 제어하는 방식에 비하여, 신속하고 안정적이며 경제적으로 열풍로 연소축열운전이 가능하다.
또한, 제어부(400)는 상기 개별연료 가스 유량제어부(400)를 통하여 개별연료의 유량을 제어한다. 열풍로 설비에 구비된 COG 유량 제어밸브(42)와 BFG 유량 제어밸브(43)의 개도 등을 제어하여, 정보처리부(300)에서 연산된 COG유량과 BFG유량의 값에 도달하도록 제어한다. 상기와 같이 개별연료의 유량을 제어하여, 상기 저장부(100)에 저장된 목표 값에 도달할 수 있도록 제어가 될 수 있다.
또한, 일회적 제어가 아니라, 열풍 연소운전조건 데이터 모니터링을 통하여 목표값에 도달되도록 계속 제어부(400)에서 수정된 연산값으로 제어하는 피드백제어를 할 수 있다.
기존의 배가스 중 산소농도를 측정하여 공기유량을 계산하고 이를 제어하여 운전하는 경우, 연소성이 나빠질 것을 대비하여 높은 공연비 수준에서 운전하게 되거나 비교적 낮은 공연비에서 운전하다가 다량의 미연소 일산화탄소를 배출하는 경우가 있다. 본 발명의 일실시예의 경우, 적정한 공연비를 계속적으로 유지할 수 있어 배가스 중 산소 농도을 일정하게 유지하게 되므로, 미연소 일산화탄소의 발생이 거의 없다.
일반적으로 기존의 경우, 산소농도가 변화하는 폭이 1.5% 이상이나, 본 발명의 경우 0.2% 이내에서 산소농도를 유지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 열풍로의 열이용효율 증대 및 배가스 배출 저감, 열풍로 설비 열화 최소화가 가능하며, 고온의 열풍을 효과적으로 만들수 있어 고로에서 높은 미분탄 취입비(Pulverized Coal Ratio, PCR)로 조업이 가능하다.
도 6은 본발명의 일실시예에 따라 열풍로 연소축열을 제어하는 방법을 도시한다.
본 발명의 일실시예에 따른 열풍로 연소축열 제어방법은, 목표하는 연소 제어조건을 입력 받아 혼합연료 단위열량을 계산하거나 혼합연료 단위열량을 입력받아 저장하는 제1단계(S1)와, 개별연료 또는 혼합연료의 단위열량과 개별연료의 유량을 포함한 열풍로의 데이터를 획득하는 제2단계(S2)와, 상기 제2단계(S2)에서 획득한 데이터를 이용하여 개별연료 혼소율을 연산하는 제3단계(S3)와, 상기 혼소율을 이용하여 공연비와 목표 공기량을 산정하는 제4단계(S4) 및 상기 목표 공기량에 따라 공기유량을 제어하고, 상기 제1단계(S1)의 혼합연료의 단위열량을 만족시키기 위하여 상기 혼소율을 이용하여 개별연료의 유량을 조절하는 제5단계(S5)를 포함한다.
상기 2단계에서는 개별연료의 일산화탄소, 메탄 또는 수소의 농도를 측정하여 개별연료의 단위열량을 예측하는 방식으로 획득할 수도 있다.
제1단계(S1)에서는 열풍로 설비에서 배풍을 포함하여 전환한 후, 축방열시간을 포함하여 열풍로 설비의 초기값을 설정한다. 이 때, 앞서 본 발명의 일실시예에 따른 열풍로 연소축열 제어장치와 마찬가지로, 혼합연료의 단위열량을 기설정 값으로 입력받아 목표값으로 설정될 수 있다. 또는, 상기 열풍로의 열풍온도와 열풍유량 값을 초기 값으로 설정받고, 기설정된 열풍온도와 열풍유량 값을 일정한 식인 상기 제어장치에서 설명한 식(1) 및 (2) 또는 식 (2)만을 이용하여 연산 도출된 혼합연료의 단위열량이 상기 목표값으로 저장될 수도 있다.
제2단계(S2)에서는 열풍로 연소조건의 데이터가 획득된다. 이때, 제1단계(S1)에서 입력받은 초기 값이 이용될 수도 있고, 초기 값이 없거나 열풍로 설비에서 필요한 값에 대한 센서가 부착되어 있는 경우, 예를 들면 돔온도 측정부, 열풍온도 측정부, 공기온도 측정부, COG 온도 측정부, BFG 온도 측정부, 혼합연료 온도 측정부 및 배기가스 온도 측정부 등 온도 측정의 경우 이에 따라 측정하여 획득될 수 있다.
또한, 개별연료의 단위열량이 측정 및 예측되는 시스템이 구비된 경우, 이에 따라 개별연료의 단위열량 값이 획득된다. 이 경우, 개별연료의 일산화탄소, 메탄 또는 수소의 농도를 측정하여 개별연료의 단위열량을 예측하는 방식일 수도 있다. 또는 혼합연료의 단위열량을 측정 및 예측되는 시스템이 구비된 경우, 이에 따라 실측된 혼합연료의 단위열량이 획득된다. 혼합연료의 단위열량 측정 및 예측 시스템도 개별연료와 마찬가지로서 일산화탄소, 메탄 또는 수소의 농도를 측정한 후 예측하는 방식일 수 있다.
제3단계(S3)에 있어서, 상기 제2단계(S2)에서 획득된 데이터를 이용하여 혼소율이 산정된다. 혼소율은 상기 제어장치에서 언급된 식(3)과 (4)를 통하여 연산된다. 그리고 혼소율의 값을 통하여 상기 식(5)과 (6)과 같이 목표 개별연료의 유량이 결정될 수 있다.
제4단계(S4)에 있어서, 상기 제3단계(S3)에서 연산된 혼소율을 이용하여 공연비가 연산된다. 일례로서, 공연비는 상기 제어장치에서 언급된 식(7)을 통하여 연산될 수 있다.
상기 제3단계에서 연산된 혼소율과 상기 제1단계에서 저장된 혼합연료의 단위열량 또는 상기 제2단계에서 측정된 혼합연료의 단위열량과 개별연료가스의 혼소율의 선형 식을 통하여 공연비가 연산될 수 있다.
또한, 공연비와 혼합연료의 유량이 곱해져서, 목표 공기유량이 연산된다.
제5단계(S5)에 있어서, 상기 목표 공기유량에 따라 열풍로 설비에 구비된 공기유량 제어밸브를 제어될 수 있다. 그리고, 상기 제3단계(S3)에 산정된 혼소율의 값으로 결정된 목표 개별연료 유량 값에 따라 열풍로 설비에 구비된 COG 유량밸브 또는 BGF 유량밸브가 제어될 수 있다.
제6단계로서, 제5단계(S5)에 의하여 유량이 변화된 후에, 다시 2단계의 개별연료 또는 혼합연료의 단위열량과 개별연료의 유량을 포함한 열풍로의 데이터를 획득하여, 제1단계(S1)에서 저장된 혼합연료의 단위열량의 값을 만족하는지 판단하고, 이하 제2단계(S2) 내지 제5단계(S5)가 다시 반복 수행될 수 있다.
만일, 제1단계(S1)에서 저장된 값을 만족시키는 경우에는, 일정한 시간 뒤에 다시 제2단계(S2)의 데이터를 측정하여, 혼합연료의 단위열량 값을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다.
따라서, 적정한 공연비를 계속적으로 유지하고, 그에 따라 열풍로내에서 산소의 농도가 일정한 폭으로 유지된다.
본 발명의 열풍로 연소 제어장치 및 방법에 따르면, 기존의 열풍로 제어 방법에 비해 안정적이고 신속하면서 경제적으로 제어할 수 있다.
특히 고로의 연,원료 및 노황에 따로 BFG의 조성과 열량의 변동과 코크스 오븐의 연,원료, 운전조건에 따른 COG 조성과 열량변동에 의해 발생하는 혼합연료 조성과 열량 변동과, 공연비 변동에 대응하는 변경을 신속하게 처리하지 못하여 발생하는 문제인 과잉공기공급, 미연소 일산화탄소의 발생, 축열과잉, 축열부족 및 이에 따른 배열 및 방열손실 과다, 연소효율 저하, 안정적 열풍공급 저해 및 노체 열화 등의 문제가 해소되는 효과를 제공한다.
이상에서는 본 발명을 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상의 변화 없이 통상의 기술자에 의해서 변형되어 실시될 수 있음은 물론이다.
1 : 열풍로 연소축열 제어장치 11 : 돔온도 측정부
12 : 열풍온도 측정부 13 : 공기온도 측정부
14 : COG 온도 측정부 15 : BFG 온도 측정부
16 : 혼합연료 온도 측정부 17 : 배기가스 온도 측정부
20 : 열풍로 21 : 축열실
22 : 연소실 30 : 송풍기
41 : 공기유량 제어밸브 42 : COG 유량 제어밸브
43 : BFG 유량 제어밸브 44 : 혼합연료 유량 제어밸브
45 : 배기가스 유량 제어밸브 50 : 수소/메탄/일탄화산소 농도 측정부
60 : 연돌 70 : 혼냉실
100 : 저장부 200 : 정보획득부
300 : 정보처리부 400 : 제어부
S1 : 제1 단계 S2 : 제2 단계
S3 : 제3 단계 S4 : 제4 단계
S5 : 제5 단계

Claims (11)

  1. 혼합연료 단위열량 목표값이 저장되는 저장부;
    열풍로에 인입되는 개별연료의 유량과 열풍온도를 포함하는 열풍 연소운전조건의 데이터를 획득하는 정보획득부;
    상기 정보획득부에서 얻은 데이터와 상기 목표값을 이용하여 혼소율과 공연비를 연산하고, 상기 공연비를 이용하여 목표 공기유량을 계산하는 정보처리부; 및
    상기 목표 공기유량을 공급하도록 공기량을 조절하고, 상기 열풍로에 구비된 개별 연료가스 유량제어부를 통해 유량을 제어하여, 상기 저장부에 저장된 혼합연료 단위열량에 맞도록 연소를 제어하는 제어부; 를 포함하는 열풍로 연소축열 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정보획득부에서,
    상기 열풍로에 인입되는 혼합연료를 구성하는 개별연료의 단위열량을 측정 또는 예측하는 열풍로 연소축열 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정보획득부에서,
    상기 열풍로에 인입되는 혼합연료의 단위열량을 측정하는 열풍로 연소축열 제어장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 개별연료의 단위열량을 획득하기 위하여,
    인입되는 개별연료의 일산화탄소, 메탄 또는 수소 중 적어도 하나의 농도가 측정되는 열풍로 연소축열 제어장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 저장부는,
    상기 열풍로의 열풍온도와 열풍유량 값을 설정 받고,
    기설정된 열풍온도와 열풍유량 값을 일정한 식에 따라 연산하여 도출된 혼합연료의 단위열량이 상기 목표값으로 저장되는 열풍로 연소축열 제어장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 정보처리부는,
    상기 개별연료의 단위열량으로부터 보상연료가스의 혼소율을 연산하고,
    상기 연산된 혼소율을 이용하여 상기 개별연료의 유량과 공연비를 계산하는 열풍로 연소축열 제어장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 정보처리부는,
    상기 정보획득부에서 획득한 개별연료의 유량을 이용하여 혼소율을 연산하고,
    상기 정보획득부에서 획득한 혼합연료 단위열량과 연산된 혼소율을 통하여 공연비를 계산하는 열풍로 연소축열 제어장치.
  8. 목표하는 연소 제어조건을 입력 받아 혼합연료 단위열량을 계산하거나 혼합연료 단위열량을 입력받아 저장하는 제1단계;
    개별연료 또는 혼합연료의 단위열량과 개별연료의 유량을 포함한 열풍로의 데이터를 획득하는 제2단계;
    상기 제2단계에서 획득한 데이터를 이용하여 상기 개별연료의 혼소율을 연산하는 제3단계;
    상기 혼소율을 이용하여 공연비와 목표 공기유량을 연산하는 제4단계; 및
    상기 목표 공기유량에 따라 공기유량을 제어하고, 상기 제1단계의 저장된 혼합연료 단위열량을 만족시키기 위하여 상기 혼소율을 이용하여 개별연료의 유량을 조절하는 제5단계;를 포함하는 열풍로 연소축열 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2단계는,
    개별연료의 일산화탄소, 메탄 또는 수소의 농도를 측정하여 개별연료의 단위열량을 획득하는 열풍로 연소축열 제어방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제4단계는,
    상기 제3단계에서 연산된 혼소율과 상기 제1단계에서 저장된 혼합연료의 단위열량 또는 상기 제2단계에서 측정된 혼합연료의 단위열량과 개별연료가스의 혼소율의 선형 식을 통하여 공연비가 연산되는 열풍로 연소축열 제어방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1단계에서 저장된 혼합연료의 단위열량 값을 만족하는지 여부를 판단하는 제6단계를 더 포함하고,
    상기 저장된 값을 만족하지 못하는 경우, 상기 제2단계 내지 제5단계를 반복하고,
    상기 저장된 값을 만족하는 경우, 일정한 시간 후에 제6단계를 다시 수행하는 열풍로 연소축열 제어방법.

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