WO2014084542A1 - 탈질시스템의 환원제 공급장치 및 환원제 공급방법 - Google Patents

탈질시스템의 환원제 공급장치 및 환원제 공급방법 Download PDF

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WO2014084542A1
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송옥렬
정성원
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Definitions

  • the present invention relates to a reducing agent supplying device and a reducing agent supplying method for supplying a reducing agent in a denitrification system for denitrification of exhaust gas. Without the need for additional control panel between the and injection unit, control is possible through a one-way check valve installed on the line connecting the dosing unit and the injection unit to increase the cost savings and maintenance efficiency, The one-way check valve from the dosing portion, the reducing agent branch line which is the passage from which the reducing agent comes out, the water branch line which is the passage of water from the dosing portion, the spraying air branch line which is the passage through which the spraying air from the dosing portion and the dosing portion from All on each of the cleaning air branch lines, which are the passages for cleaning air
  • the one-way check valve is installed at a position immediately before the reducing mill line, the water branch line, the spraying air branch line, and the washing air branch line are integrated into one line at the rear end of the injection unit.
  • the present invention relates to
  • Exhaust gas emitted by a thermal power plant using fossil fuel as an energy source contains a large amount of nitrogen oxides (NOx), which are known as a causative agent of acid rain and respiratory diseases. Therefore, various techniques for removing nitrogen oxides contained in the exhaust gas have been developed.
  • NOx nitrogen oxides
  • FIG. 1 is a block diagram of a conventional exhaust gas denitrification system using a selective catalytic reduction (SCR) method most widely used to remove nitrogen oxides.
  • SCR selective catalytic reduction
  • a reducing agent used to denitrify the nitrogen oxide (NOx) in the gas that is, urea water (which becomes ammonia when the urea water is vaporized) is injected into the mixing chamber 93 through the injection nozzle 951 to mix the exhaust gas and the reducing agent.
  • the mixed gas is introduced into the reactor 94 including the SCR catalyst 944 so that the mixed gas in which the exhaust gas and the reducing agent are mixed in the reactor 94 passes through the SCR catalyst 944 and contains nitrogen contained in the exhaust gas.
  • the denitrification (denitrification reaction) of the oxide (NOx) component is used to obtain the optimum denitrification efficiency and to effectively prevent the environmental pollution caused by the nitrogen oxide (NOx) component or ammonia.
  • urea water movement in which the urea moves to or from the injection nozzle 951 is performed.
  • the remaining urea water is not discharged into the mixing chamber 93 and the remaining urea water is solidified to block the injection nozzle 951 or the urea water moving path, which is conventionally illustrated in FIG.
  • the urea water line 953 branched from the dosing unit 952 for controlling the supply of urea water and washing water in a structure for removing solidified urea water remaining in the injection nozzle 951 or the urea water movement path.
  • a separate purge panel 956 is installed at a portion where the compressed air line 954 and the washing water line 955 converge at the rear end of the spray nozzle 951, and control the purge panel 956.
  • a separate purge panel 956 must be installed at the rear end of the injection nozzle 951, thereby resulting in a separate panel or control line 957 (
  • the purge panel 956 is responsible for the electrical control of the configuration, such as various control valves included in the purge panel 956, so that the configuration such as the control line (957) used therein)
  • the cost and maintenance of the facilities are complicated, and the frequency of failures also increases.
  • the present invention has been made to solve the above problems,
  • An object of the present invention is a line for connecting the dosing portion and the injection portion without additional installation of a separate control panel between the dosing portion and the injection portion in the configuration for cleaning on the injection portion or line in which the reducing agent remains It is to provide a reducing agent supply device and a reducing agent supply method of the denitrification system that can be controlled through a one-way check valve is installed on the bed to reduce the cost and maintenance efficiency.
  • Another object of the present invention is a one-way check valve is a reductant branch line which is a passage through which the reducing agent comes from the dosing unit, a water branch line which is a passage through which water comes from the dosing unit, and a spraying air branch line which is a passage through which the spraying air comes out from the dosing unit.
  • washing air branch line which is the passage of the cleaning air from the dosing unit, as well as the reducing agent branch line, water branch line, spray air branch line and washing air branch line one at the rear end of the injection unit
  • Reducing agent supply and reducing agent of the denitrification system which minimizes the inflow of residual reducing agent into the engine by minimizing the distance between the one-way check valves and the injection unit by installing each one-way check valve at the position immediately integrated into the It is to provide a supply method.
  • Still another object of the present invention is to provide an additional control panel between the dosing part and the injection part as in the prior art through the control of connecting the one-way check valve and the on / off valve in the dosing part installed on each line. It is to provide a reductant supply device and a reductant supply method of the denitrification system that can solve the maintenance burden problem caused by the increase in cost and failure caused by the configuration such as a separate control control line installed in the control panel because there is no need. .
  • Reducing agent supply device for supplying a reducing agent in the mixing chamber of the denitrification system according to an embodiment of the present invention by selectively controlling the reducing agent supply line, water supply line and compressed air supply line injection unit for injecting the reducing agent or water in the mixing chamber
  • a dosing unit for selectively supplying a reducing agent or water thereto;
  • a one-way check valve installed on a line connecting the dosing unit and the injection unit.
  • the one-way check valve is a reducing agent branch line which is a passage from which the reducing agent comes from the dosing part, and a water branch which is a passage from which the water comes out from the dosing part.
  • the spraying air branch line which is the passage of the sprayed air from the dosing unit and the washing air branching line which is the passage of the cleaning air from the dosing unit, characterized in that both are installed.
  • the reducing agent branching line, water branching line, spraying air branching line and washing air branching line is one line at the rear end of the injection unit
  • the one-way check valve installed in each of the reducing mill line, the water branch line, the spraying air branch line, and the washing air branch line is installed at a position immediately before each line is integrated with the other line.
  • Reducing agent supply method for supplying a reducing agent in the mixing chamber of the denitrification system according to an embodiment of the present invention through the dosing unit controls the reducing agent branch line and the spraying air branch line through the one-way check valve on the reducing agent branch line and the spraying air branch line
  • a reducing agent spraying step in which a reducing agent is sprayed through the spray unit together with the spraying air Reducing agent injection stop step of reducing agent remaining in the section from the injection unit to the reducing agent branch line and the one-way check valve on the spraying air branch line when the dosing unit controls the reducing agent branch line and the spray air branch line;
  • Reducing agent removal step of removing the reducing agent remaining in the washing water with the washing air through the one-way check valve on the water branch line and the washing air branch line by the dosing unit controls the water branch line and the washing air branch line; It is characterized by including.
  • the reducing agent spraying step opens the first on / off valve in which the dosing unit opens an on / off valve on the reducing agent branch line and the spraying air branch line.
  • a first one-way check valve opening step in which a reducing agent is injected through the injection unit together with the spray air through the one-way check valve on the reducing mill line and the spraying air branch line after the first on / off valve opening step.
  • Reducing agent injection stop step is the on / off valve closing step of closing the on / off valve on the dosing unit the reducing mill line and the spraying air branch line, after the on / off valve closing step for the reducing mill line and spraying after the injection section Section from the injection section to the one-way check valve by each one-way check valve located just before the air branch line is integrated It consists of a one-way check valve closing step in which only a reducing agent remains, and the reducing agent removing step is a second on / off valve opening step of opening the on / off valve on the water dosing line and the air branch line for washing.
  • the second one-way check valve opening step of removing the remaining reducing agent while the washing water is sprayed with the washing air through the one-way check valve on the water branch line and the washing air branch line. It is characterized by.
  • the present invention can obtain the following effects by the configuration, combination, and use relationship described above with the present embodiment.
  • the present invention in the structure for cleaning on the injection portion or line in which the reducing agent remains, on the line connecting the dosing portion and the injection portion, without additionally installing a separate control panel between the dosing portion and the injection portion as in the prior art Controllable through the one-way check valve installed has the effect of reducing the cost and maintenance efficiency.
  • the present invention provides a one-way check valve, a reducing agent branching line which is a passage from which the reducing agent is discharged from the dosing portion, a water branching line which is a passage from which the water is discharged from the dosing portion, a spraying air branching line which is a passage for spraying air from the dosing portion, and the dough. It is installed in each of the washing air branch line, which is a passage through which cleaning air comes out from the section, and the reducing agent branch line, the water branch line, the spraying air branch line, and the washing air branch line are one line from the rear end of the spray unit.
  • the present invention does not need to additionally install a separate control panel between the dosing and the injection unit through the control associated with the one-way check valve and the on / off valve in the dosing unit installed on each line for control It is effective to solve the maintenance burden problem caused by the cost increase and failure caused by the configuration such as a separate control control line installed in the panel.
  • the present invention can control the amount of reducing agent injection in each denitrification system through one outlet analyzer that sequentially measures the amount of nitrogen oxide contained in the exhaust gas discharged through each exhaust pipe through the denitrification process in a plurality of denitrification systems. Has an effect.
  • FIG. 2 is a structural diagram showing a structure in which a reducing agent is supplied in FIG.
  • FIG. 3 is a structural diagram showing the structure of a reducing agent supply apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a reference diagram illustrating a process of spraying a reducing agent in FIG.
  • FIG. 5 is a reference diagram illustrating a section in which a reducing agent remains when the reducing agent injection is stopped in FIG. 3;
  • FIG. 6 is a reference diagram showing a process in which water is sprayed to remove the residual reducing agent in FIG.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the structure of a conventional SCR denitrification system
  • FIG. 9 is a structural diagram showing a structure of a plurality of denitrification system using one outlet analyzer according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a block diagram of a method for controlling a plurality of denitrification systems using one outlet analyzer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a reducing agent injection amount table showing an example of FIG.
  • FIG. 13 is a block diagram of a method for controlling a plurality of denitrification systems using one outlet analyzer according to another embodiment of the present invention.
  • the reducing agent supply apparatus of the denitrification system is controlled by selectively controlling the reducing agent supply line 563, the water supply line 564 and the compressed air supply line 565
  • a dosing unit 562 for selectively supplying a reducing agent or water to an injection unit 561 for injecting a reducing agent or (cleaning) water into the chamber 54;
  • a one-way check valve 560 installed on a line connecting the dosing unit 562 and the injection unit 561.
  • a selective catalytic catalytic reduction (SCR) denitrification system using urea (ammonia) as a reducing agent for nitrogen oxide (NOx) removal from exhaust gas as shown in FIG.
  • urea ammonia
  • NOx nitrogen oxide
  • a reducing agent that is, urea water (which becomes ammonia when urea water is vaporized) is injected into the mixing chamber 93 through which the exhaust gas flows.
  • the mixed gas is introduced into the reactor 94 including the SCR catalyst 944 to exhaust gas and reducing agent in the reactor 94
  • the mixed gas passes through the SCR catalyst 944, it denitrates (denitrates) the nitrogen oxide (NOx) component contained in the exhaust gas to obtain an optimum denitrification efficiency, and the ring due to the nitrogen oxide (NOx) component or ammonia
  • a structure that effectively prevents contamination is adopted (for reference, such a structure is the same in the denitrification system of the present invention, so the engine 51, the exhaust pipe 52, the mixing chamber 54, and the reactor 55 of the present invention). And a detailed description of the SCR catalyst 551 will be omitted).
  • the urea water moves in the injection nozzle 951 or to the injection nozzle 951.
  • the urea water remaining without being discharged into the mixing chamber 93 always remains on the moving path, and the remaining urea water is solidified to block the injection nozzle 951 or the urea water moving path.
  • the structure is configured to remove solidified urea water remaining in the injection nozzle 951 or the urea water moving path, and is branched from the dosing unit 952 for controlling the supply of urea water and washing water.
  • the purge panel 956 is installed by installing a separate purge panel 956 at a portion where the urea water line 953, the compressed air line 954, and the washing water line 955 converge at the rear end of the injection nozzle 951. Ball of urea through control of Although the spray nozzle 951 or the urea water transfer furnace was selectively controlled and managed by the water supply or washing water, under the conventional structure, a separate purge panel 956 is additionally installed in addition to the existing dosing unit 952. As it is required to be installed at the rear end of the spray nozzle (951), the cost increase and maintenance by various equipments such as a separate panel or control line (957) is complicated, and the frequency of failure increases. do.
  • the dosing unit (dosing unit 952) and the injection unit (injection nozzle 951 Cost saving and maintenance by utilizing the dosing unit 562 and the one-way check valve 560 without installing a separate control panel (that is, the same configuration as the purge panel 956) between)) To increase efficiency.
  • the dosing unit 562 selectively controls the reducing agent supply line 563, the water supply line 564, and the compressed air supply line 565 connected to the dosing unit 562 (control the opening and closing of the corresponding lines).
  • the branching line 566 branched from the dosing unit 562 which is the passage through which the reducing agent comes out
  • the water branching line 567 the passage through which the water for washing comes out
  • the spraying of the reducing agent A one-way check valve installed in each of the spraying air branch line 568 and the washing air branch line 569 (which is the passage through which the cleaning air for spraying water at high pressure)
  • the injection unit 561 is configured to selectively supply a reducing agent or water for washing.
  • the spraying air branch line 568 and the washing air branch line 569 are respectively branched, and in the dosing unit 562, the reducing agent branch line 566, water branch line 567, spraying air branch line On / off valve 5221, which is a kind of control valve to turn on / off, i.e., open and close each line, is installed at each of the 568 and the cleaning air branch line 569, thereby selecting the reducing agent or the washing water. Select opening and closing of each line for supply To control.
  • the one-way check valve 560 is configured to control the flow rate to flow in only one direction on each line, as shown in Figure 3 the branching line 566, the branching branch from the dosing unit 562, water
  • the branch line 567, the spray air branch line 568 and the washing air branch line 569 are all installed on each line.
  • the reducing agent branch line 566, the water branch line 567, the spray air branch line 568 and the washing air branch line 569 are all the injection unit ( 561 is integrated into a single line at the rear end, that is, as close as possible to the injection unit 561 and connected to the injection unit 561, and the reducing agent branch line 566, water branch line 567, spraying air branch line ( 568) and the one-way check valves 560 installed in each of the cleaning air branch lines 569 are installed at positions immediately before the respective lines are integrated with the other lines, thereby providing the one-way check valves respectively installed on the respective lines.
  • a reducing agent for cleaning is introduced into the engine 51 through the exhaust pipe 52 makes it possible to reduce as much as possible to give an adverse effect to the engine 51.
  • the dosing unit 562 uses the reducing agent.
  • the reducing agent moving along the reducing agent branch line 566 is a reducing agent branch
  • the injection unit 561 is provided with compressed air injected through the spray air branch line 568 through a one-way check valve 560 installed at a portion where the spray air branch line 568 merges with the line 566.
  • the dosing unit 562 on / off valve (5621) of the reducing agent branch line 566 and the spraying air branch line 568 are closed, and a minimum section between the one-way check valve 560 of the reducing agent branch line 566 in the injection unit 561 as shown in FIG. Only in 'a') will the reductant remain completely unsprayed. Thereafter, the spraying unit 561 cleans the remaining reducing agent (to prevent solidification) in a minimum section (see 'a' in FIG. 5) between the one-way check valves 560 of the reducing agent branch line 566.
  • the dosing unit 562 is an on / off valve 5221 installed in the water branch line 567 for supplying the washing water as shown in FIG. 6 and compressed air for washing using water.
  • the on / off valve (5621) installed in the washing air branch line (569) is opened, and the washing water moving along the water branch line (567) is the water of the branch line (567)
  • the reducing agent branch line 566 at the injection unit 561 together with the compressed air injected through the one-way check valve 560 installed at the portion to be combined with the reducing agent branch line 566 through the washing air branch line 569. Reducing agent remaining between the one-way check valve 560 of It is washed and discharged through the injection unit 561.
  • some of the remaining reducing agent discharged through the injection unit 561 may be introduced into the engine 51 through the exhaust pipe 52 to adversely affect the engine 51, in the present invention in particular the reducing agent
  • the reducing agent By minimizing the gap between the one-way check valve 560 and the injection portion 561 of the branch line 566 on the reducing mill line 566 connected to the injection portion 561 and the injection portion 561 accordingly
  • By reducing the amount of reducing agent remaining in the repetitive washing with respect to the remaining reducing agent as described above to reduce the adverse effects on the engine 51 is introduced into the engine 51 through the exhaust pipe (52).
  • the reducing agent supplying apparatus of the denitrification system has a spraying unit 561 in which the reducing agent remains or a structure for washing on the line, and additionally a separate control panel is added between the dosing unit and the spraying unit as in the prior art.
  • a separate control panel 'purge panel 956' of FIG. 2 or a variety of equipment, such as control lines, cost rise and maintenance complicated, as well as the frequency of failures
  • Cost reduction and maintenance unlike the prior art by allowing control through the one-way check valve 560 respectively installed on each line connecting the dosing unit 562 and the injection unit 561, respectively. It has the characteristics to increase the efficiency of.
  • the dosing unit 562 controls the reducing agent branch line 566 and the spray air branch line 568 reducing agent branch line 566. And a reducing agent spraying step (S1) through which the reducing agent is injected through the spraying unit 561 together with the spraying air through the one-way check valve 560 on the spraying air branch line 568;
  • S1 reducing agent spraying step (S1) through which the reducing agent is injected through the spraying unit 561 together with the spraying air through the one-way check valve 560 on the spraying air branch line 568;
  • the reducing agent spraying step S1 may further include opening the first on / off valve for opening the on / off valve 5251 on the reducing agent branch line 566 and the spraying air branch line 568.
  • the reducing agent is injected with the spraying air
  • the first one-way check valve opening step (S12) is injected through 561.
  • the reducing agent is removed from the dosing part 562.
  • the on / off valve 5221 of the water branch line 567 and the cleaning air branch line 569 is closed.
  • the first one-way check valve opening step (S12) is a reducing agent moving along the reducing agent branch line (566) after the first on / off valve opening step (S11) of the spraying air branch line of the reducing agent branch line (566) 568 is sprayed into the mixing chamber 54 through the injection unit 561 with the compressed air injected through the one-way check valve 560 installed in the portion to be merged with the spraying air branch line 568. .
  • the reducing agent injection stop step (S2) is more specifically the on / off valve closing step of the dosing unit 562 closes the on / off valve (5621) on the reducing agent branch line 566 and the spraying air branch line 568.
  • S21 and each one-way check valve positioned immediately before the reducing agent branch line 566 and the spraying air branch line 568 at the rear end of the injection unit 561 after the on / off valve closing step (S21)
  • the one-way check valve closing step S22 in which the reducing agent remains only in the section from the injection part 561 to the one-way check valve 560 is performed.
  • the on / off valve closing step (S21) when the supply of the reducing agent into the mixing chamber 54 should be stopped, the on / off valve 5251 of the reducing agent branch line 566 in the dosing unit 562 and The on / off valve 5221 of the spray air branch line 568 is closed.
  • the one-way check valve closing step (S22) is between the one-way check valve 560 of the reducing agent branch line 566 in the injection unit 561 as shown in Figure 5 after the on / off valve closing step (S21). Only a minimal section of the (refer to 'a' of Fig. 5) will remain a reducing agent that is not completely sprayed.
  • the reducing agent removing step S3 may further include a second on / off valve in which the dosing unit 562 opens the on / off valve 5251 on the water branch line 567 and the washing air branch line 569.
  • the washing water is washed through the one-way check valve 560 on the water branch line 567 and the washing air branch line 569 after the opening step S31 and the second on / off valve opening step S31.
  • the second on / off valve opening step (S31) is a minimum section between the one-way check valve 560 of the reducing mill line 566 in the injection unit 561 after the one-way check valve closing step (S22).
  • the dosing unit 562 supplies the water for washing as shown in FIG. 6.
  • On / off valve (5621) installed in the 567 and the on / off valve (5621) installed in the air branch line (569) for supplying the compressed air required for washing with water is a process of opening. .
  • the reducing agent remaining between the one-way check valve 560 of the is discharged through the injection unit 561.
  • reducing agent injection (control) methods of a plurality of SCR (Selective Catalytic Reduction) denitrification systems using one outlet analyzer according to another embodiment of the present invention
  • the amount of nitrogen oxides (NOx) included in the exhaust gas discharged from the exhaust pipes 62 is sequentially measured using one outlet analyzer 69, and the engine load for each denitrification system is sequentially measured.
  • the measured value and the nitrogen oxides were sequentially measured by using an outlet analyzer 69 by measuring the amount of nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas finally discharged from each exhaust pipe 62.
  • the first step (S1), the second step (S2) and the third step (S3) to be described later in the control method is made through the control unit 68 responsible for the overall control of each denitrification system operation.
  • an exhaust pipe 92 through which the exhaust gas finally discharged through the reactor 94 flows through the reactor 94 for each denitrification system.
  • Each outlet analyzer 98 for measuring the amount of nitrogen oxides contained in the exhaust gas discharged on the final exhaust pipe is installed to check whether the amount of nitrogen oxides contained in the exhaust gas discharged within the standard value is within the standard value. In case of exceeding this, the structure is used to control the amount of reducing agent sprayed from each denitrification system. In this way, the outlet analyzer 98 is installed and used for each of a plurality of denitrification systems.
  • the outlet analyzer 98 is connected to all the end exhaust pipes 92 of a plurality of denitrification systems, one outlet may be used. Intervals that occur during the sequential measurements of stone exhaustors 92 in the various denitrification systems of the various denitrification systems make it impossible for the nitrogen oxides in each denitrification system to feed back in real time (i.e. On the basis of a specific denitrification system, while the outlet analyzer 98 measures the amount of nitrogen oxides in the exhaust pipe 92 of another denitrification system, the final discharge due to the load change of the engine 91 in the denitrification system is performed.
  • the outlet analyzer 69 during the trial run of each denitrification system (in case of preliminary test operation before entering actual operation).
  • the engine load for each denitrification system engine load is the amount of fuel injected for each engine through the maximum minimum setting module 6811 for each section of the injection amount setting module 681 based on the measured value measured in the maximum fuel amount of the corresponding engine).
  • the ratio and the amount of reducing agent injected into the exhaust gas are divided into predetermined sections as shown in FIGS. 11 and 12.
  • Step 1-1 for setting the minimum value and the maximum value for the true load ratio and the amount of the reducing agent, and the first-first step (S11) through the injection amount calculation module 6812 of the injection amount setting module 681 ),
  • the function calculated by multiplying the engine load ratio by the engine load ratio divided by the difference between the maximum value and the minimum value of the engine load ratio as the denominator, and the difference between the maximum value and the minimum value of the reducing agent as the numerator. It may be made in the first step (S12) to set the reducing agent injection amount for the amount of exhaust gas.
  • the amount of nitrogen oxide contained in the exhaust gas finally discharged to the exhaust pipe 62 of each denitrification system through the outlet analyzer 69 throughout the commissioning process of each denitrification system.
  • the amount of the reducing agent injected into the exhaust gas according to the change of the engine load for each denitrification system through the maximum minimum setting module 6811 for each section of the injection amount setting module 681 based on the change of the measured value.
  • the minimum and maximum values for the engine load ratio and the amount of the reducing agent for each section are set by dividing whether or not the amount of nitrogen oxide that meets the reference value when adjusted to the range is shown in FIGS. 11 and 12. . For example, referring to FIG.
  • the amount of reducing agent to be injected is set from 0 kg / hr to 6 kg / hr, and the engine load ratio is 15%.
  • the amount of reducing agent sprayed is set from 6 kg / hr to 12 kg / hr minimum, and in the section with the engine load ratio within 30% to 50%, the amount of reducing agent injected is 12 kg / hr.
  • the maximum load is 19kg / hr.
  • the amount of reducing agent injected is set from the minimum 19kg / hr to the maximum 28kg / hr, and the engine load ratio is 75 In the range of% to 9%, the minimum and maximum values for the engine load ratio and the amount of the reducing agent for each of five sections are set, such as the amount of reducing agent injected from 28 kg / hr to 38 kg / hr. You can see an example.
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the engine load ratio of the specific section set in the first-first step (S11) through the injection amount calculation module 6812 of the injection amount setting module 681 Is the denominator, and the function calculation value calculated by multiplying the engine load ratio by the difference between the maximum value and the minimum value of the reducing agent in the corresponding interval set in the first step (S11) as the numerator for each denitrification system. It is set to the reducing agent injection amount for the amount of the exhaust gas introduced. That is, if an example is described with reference to FIG.
  • the function calculation value 14 kg / hr (ie, (7/20) * 40 14), which is calculated by multiplying the measured real-time engine load ratio by 40, is the injection amount of the reducing agent injected into the exhaust gas at the present time. It is set through the step S12. Therefore, when using the table set in the first-first step (S11) and the function calculation value set in the first-second step (S12) for each denitrification system through such a flow, a plurality of denitrification systems are operated. Even if it is, it is possible to inject and control the required reducing agent injection amount in real time according to the engine load ratio change for each denitrification system measured in real time.
  • the injection amount correction module 682 corrects the deviation occurring in the reductant injection amount for each denitrification system set in the first step S1 so that real-time feedback according to engine load change is performed.
  • the second step (S2) is to measure the amount of nitrogen oxide contained in the exhaust gas discharged from each of the exhaust pipes 62 during the actual operation of a plurality of denitrification system sequentially measured using the outlet analyzer 69
  • step 2-1 If the case is calculated by setting 1.1 as an additional correction value for the injection amount of the reducing agent injected for the denitrification of the exhaust gas in the step 2-1 (S21), the measured value of the nitrogen oxide is 12.5, the corresponding nitrogen In case of exceeding 25% of the emission standard of oxide by 25%, in step 2-1 (S21), an additional correction value for the injection amount of the reducing agent injected for denitrification of the exhaust gas is set to 1.05 and calculated. The difference between the measured value measured through the outlet analyzer 69 and the emission reference value is calculated in the form of proportional control between a minimum of 0.8 and a maximum of 1.2.
  • the second step (S22) is performed in step 2-1 (S21) to the reducing agent injection amount set in the first step (S12) through the correction calculation module (6822) of the injection amount correction module 682 It is a process of correcting the reducing agent injection amount by multiplying the calculated correction value. That is, although the reducing agent is injected in a specific denitrification system according to the reducing agent injection amount set in the first step (S12), the exhaust gas is finally included in the exhaust gas discharged from the corresponding denitrification system actually measured by the outlet analyzer 69. If the amount of the nitrogen oxide is different from the emission reference value, since the correction value for the reducing agent injection amount set in the first step (S12) in the second step (S21) was calculated by reflecting this.
  • the reducing agent sprayed in the denitrification system is multiplied by a value obtained by multiplying the reducing agent injection amount set in the first step S12 by the correction value calculated in the second step S21.
  • the reductant injection amount according to the engine load change amount for each denitrification system is set based on the measured value through the outlet analyzer 69 during the trial operation of the plurality of denitrification systems through the first step (S1).
  • the reducing agent injection amount is controlled in real time according to the reducing agent injection amount set in the first step (S12), and in addition, through the outlet analyzer 69 in the process of operating each denitrification system.
  • One outlet by controlling (controlling) the reducing agent injection amount by precise correction of the reducing agent injection amount injected through the second step (S2) process based on the sequentially measured amount of nitrogen oxide finally discharged from each denitrification system.
  • the analyzer (69) Despite it will have a characteristic that can be a reducing agent injection amount control in a plurality of denitration system in real time.
  • a third step S3 of generating and transmitting a warning signal may be further included.
  • the third step (S3) is to send a warning signal for the engine load ratio when the engine load ratio is lower than a certain criterion in the control method of the denitrification system according to the present invention, where the engine load ratio is the engine 61 It is calculated by dividing the amount of fuel injected into the maximum fuel amount of the engine 61.
  • the warning module of the controller 68 ( 683) warns of this and prevents a significant increase in the load on the SCR denitrification system of the exhaust gas.

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Abstract

본 발명은 배기가스의 탈질을 위한 탈질시스템 내에 환원제를 공급하는 환원제 공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환원제가 잔류하는 분사부나 라인 상의 세척을 위한 구성에 있어 종래와 같이 도우징부와 분사부 사이에 별도의 제어용 판넬을 추가로 설치하지 않고도, 상기 도우징부와 상기 분사부를 연결하는 라인 상에 설치되는 일방향체크밸브를 통해 제어가 가능하도록 하여 비용절감과 유지보수의 효율성을 높일 수 있는 탈질시스템의 환원제 공급장치치 및 환원제 공급방법에 관한 것이다.

Description

탈질시스템의 환원제 공급장치 및 환원제 공급방법
본 발명은 배기가스의 탈질을 위한 탈질시스템 내에 환원제를 공급하는 환원제 공급장치 및 환원제 공급방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환원제가 잔류하는 분사부나 라인 상의 세척을 위한 구성에 있어 종래와 같이 도우징부와 분사부 사이에 별도의 제어용 판넬을 추가로 설치하지 않고도, 상기 도우징부와 상기 분사부를 연결하는 라인 상에 설치되는 일방향체크밸브를 통해 제어가 가능하도록 하여 비용절감과 유지보수의 효율성을 높이며, 상기 일방향체크밸브를 상기 도우징부로부터 환원제가 나오는 통로인 환원제분기라인, 상기 도우징부로부터 물이 나오는 통로인 물분기라인, 상기 도우징부로부터 분무용공기가 나오는 통로인 분무용공기분기라인 및 상기 도우징부로부터 세척용공기가 나오는 통로인 세척용공기분기라인 각각에 모두 설치함은 물론, 상기 환원제분기라인, 물분기라인, 분무용공기분기라인 및 세척용공기분기라인이 분사부 후단에서 하나의 라인으로 통합되는 직전 위치에 각 일방향체크밸브를 설치하여, 상기 일방향체크밸브들과 분사부 사이의 간격을 최소화하여 잔류 환원제의 엔진으로의 유입을 최소화할 수 있는 탈질시스템의 환원제 공급장치 및 환원제 공급방법에 관한 것이다.
화석연료를 에너지원으로 사용하는 화력발전소 등이 배출하는 배기가스에는 다량의 질소산화물(NOx)이 포함되어 있는데, 상기 질소산화물은 산성비 및 호흡기 질환의 원인물질로 알려져 있다. 따라서, 배기가스에 포함된 질소산화물을 제거하기 위한 다양한 기술이 개발되고 있다.
도 1은 질소산화물 제거를 위해서 가장 널리 사용되는 선택적 환원촉매법(SCR, Selective Catalytic Reduction)을 이용한 종래의 배기가스 탈질시스템의 구성도인데, 도 1을 참조하면, 엔진(91)으로부터 배출되는 배기가스 중의 질소산화물(NOx)을 탈질시키기 위해 사용되는 환원제 즉, 요소수(요소수가 기화되면 암모니아가 됨)를 분사노즐(951)을 통해 혼합챔버(93) 내에 분사시켜 배기가스와 환원제를 혼합시킨 혼합가스를 SCR촉매(944)를 포함하고 있는 반응기(94)에 유입시켜 상기 반응기(94) 내에서 배기가스와 환원제가 혼합된 혼합가스가 SCR촉매(944)를 통과하면서 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx) 성분을 탈질(탈질반응)시켜 최적의 탈질효율을 얻고 질소산화물(NOx) 성분이나 암모니아로 인한 환경오염을 효율적으로 방지하는 구조를 채택하고 있다. 이때, 도 2를 참조하면 상기 분사노즐(951)을 통해 상기 혼합챔버(93) 내로 요소수를 분사하는 과정에서, 분사노즐(951) 내 또는 분사노즐(951)까지 요소수가 이동하는 요소수이동로 상에는 혼합챔버(93) 내로 배출되지 않고 잔류하는 요소수가 있게 되고 잔류하는 요소수가 고형화되어 분사노즐(951) 또는 요소수이동로를 막게 되는 문제가 발생하게 되는바, 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이, 분사노즐(951) 또는 요소수이동로에 잔류하는 고형화된 요소수를 제거하기 위한 구조로, 요소수와 세척수의 공급을 제어하는 도우징유닛(952)으로부터 분기되는 요소수라인(953), 압축공기라인(954), 세척수라인(955)이 분사노즐(951) 후단에 수렴하게 되는 부분에 별도의 퍼지용판넬(956)을 설치하여, 상기 퍼지용판넬(956)의 제어를 통해 요소수의 공급 또는 세척수에 의한 분사노즐(951) 또는 요소수이동로의 세척을 선택적으로 제어관리하게 된다.
그러나, 이와 같은 종래의 구조하에서는 기존 도우징유닛(952) 이외에 추가로 별도의 퍼지용판넬(956)을 분사노즐(951) 후단에 설치하여야 함에 따라 그로 인한 별도의 판넬 또는 제어선(957)(상기 퍼지용판넬(956)은 퍼지용판넬(956) 내에 포함된 각종 컨트롤밸브 등과 같은 구성에 대한 전기적 제어를 담당하기 때문에 이에 사용되는 제어선(957)과 같은 구성들이 설치되게 됨)과 같은 각종 설비들로 인한 원가상승 및 유지보수가 복잡하게 됨은 물론 고장 발생 빈도도 상승하게 되는 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 환원제가 잔류하는 분사부나 라인 상의 세척을 위한 구성에 있어 종래와 같이 도우징부와 분사부 사이에 별도의 제어용 판넬을 추가로 설치하지 않고도, 상기 도우징부와 상기 분사부를 연결하는 라인 상에 설치되는 일방향체크밸브를 통해 제어가 가능하도록 하여 비용절감과 유지보수의 효율성을 높이는 탈질시스템의 환원제 공급장치 및 환원제 공급방법를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 일방향체크밸브를 상기 도우징부로부터 환원제가 나오는 통로인 환원제분기라인, 상기 도우징부로부터 물이 나오는 통로인 물분기라인, 상기 도우징부로부터 분무용공기가 나오는 통로인 분무용공기분기라인 및 상기 도우징부로부터 세척용공기가 나오는 통로인 세척용공기분기라인 각각에 모두 설치함은 물론, 상기 환원제분기라인, 물분기라인, 분무용공기분기라인 및 세척용공기분기라인이 분사부 후단에서 하나의 라인으로 통합되는 직전 위치에 각 일방향체크밸브를 설치하여, 상기 일방향체크밸브들과 분사부 사이의 간격을 최소화하여 잔류 환원제의 엔진으로의 유입을 최소화할 수 있는 탈질시스템의 환원제 공급장치 및 환원제 공급방법를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 각 라인 상에 설치되는 상기 일방향체크밸브 및 도우징부 내의 온/오프밸브를 연계하는 제어를 통해 종래와 같이 도우징부와 분사부 사이에 별도의 제어용 판넬을 추가로 설치하지 않아도 됨으로 인해 제어용 판넬 내에 설치되는 별도의 제어용 제어선 등과 같은 구성들로 인해 발생하는 비용증가와 고장 등으로 인한 유지보수 부담 문제를 해결할 수 있도록 하는 탈질시스템의 환원제 공급장치 및 환원제 공급방법를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다수의 탈질시스템에서 탈질과정을 거쳐 각 배기관을 통해 최종 배출되는 배출가스에 포함된 질소산화물의 양을 순차적으로 측정하는 하나의 아울렛분석기를 통해 각 탈질시스템의 환원제 분사량을 제어할 수 있는 하나의 아울렛분석기를 이용한 다수의 탈질시스템의 환원제 공급방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 탈질시스템의 환원제 공급장치 및 환원제 공급방법는 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 탈질시스템의 혼합챔버 내에 환원제를 공급하는 환원제 공급장치는 환원제공급라인, 물공급라인 및 압축공기공급라인을 선택적으로 제어하여 혼합챔버 내에 환원제 또는 물을 분사하는 분사부에 환원제 또는 물이 선택적으로 공급될 수 있도록 하는 도우징부와; 상기 도우징부와 상기 분사부를 연결하는 라인 상에 설치되는 일방향체크밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 탈질시스템의 환원제 공급장치에 있어서 상기 일방향체크밸브는 상기 도우징부로부터 환원제가 나오는 통로인 환원제분기라인, 상기 도우징부로부터 물이 나오는 통로인 물분기라인, 상기 도우징부로부터 분무용공기가 나오는 통로인 분무용공기분기라인 및 상기 도우징부로부터 세척용공기가 나오는 통로인 세척용공기분기라인 각각에 모두 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 탈질시스템의 환원제 공급장치에 있어서 상기 환원제분기라인, 물분기라인, 분무용공기분기라인 및 세척용공기분기라인은 상기 분사부 후단에서 하나의 라인으로 통합되고, 상기 환원제분기라인, 물분기라인, 분무용공기분기라인 및 세척용공기분기라인 각각에 설치되는 상기 일방향체크밸브는 각 라인이 다른 라인과 통합되기 직전 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 탈질시스템의 혼합챔버 내에 환원제를 공급하는 환원제 공급방법은 도우징부가 환원제분기라인 및 분무용공기분기라인을 제어하여 환원제분기라인 및 분무용공기분기라인 상의 일방향체크밸브를 통해 환원제가 분무용공기와 함께 분사부를 통해 분사되는 환원제분사단계; 도우징부가 환원제분기라인 및 분무용공기분기라인을 제어하여 환원제 분사가 정지되는 경우 분사부에서 환원제분기라인 및 분무용공기분기라인 상의 일방향체크밸브까지 구간에 환원제가 잔존하게 되는 환원제분사정지단계; 도우징부가 물분기라인 및 세척용공기분기라인을 제어하여 물분기라인 및 세척용공기분기라인 상의 일방향체크밸브를 통해 세척용 물이 세척용공기와 함께 잔존하는 환원제를 제거하는 환원제제거단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 환원제 공급방법에 있어서 상기 환원제분사단계는 상기 도우징부가 환원제분기라인 및 분무용공기분기라인 상의 온/오프밸브를 개방하는 제1온/오프밸브개방단계와, 상기 제1온/오프밸브개방단계 이후 환원제분기라인 및 분무용공기분기라인 상의 일방향체크밸브를 통해 환원제가 분무용공기와 함께 분사부를 통해 분사되는 제1일방향체크밸브개방단계로 이루어지고, 상기 환원제분사정지단계는 상기 도우징부가 환원제분기라인 및 분무용공기분기라인 상의 온/오프밸브를 폐쇄하는 온/오프밸브폐쇄단계와, 상기 온/오프밸브폐쇄단계 이후 분사부 후단에서 환원제분기라인과 분무용공기분기라인이 통합되기 직전에 위치하는 각각의 일방향체크밸브에 의해 분사부에서 일방향체크밸브까지의 구간에만 환원제가 잔존하게 되는 일방향체크밸브폐쇄단계로 이루어지고, 상기 환원제제거단계는 상기 도우징부가 물분기라인 및 세척용공기분기라인 상의 온/오프밸브를 개방하는 제2온/오프밸브개방단계와, 상기 온/오프밸브개방단계 이후 물분기라인 및 세척용공기분기라인 상의 일방향체크밸브를 통해 세척용 물이 세척용공기와 함께 분사되면서 잔존하는 환원제를 제거하는 제2일방향체크밸브개방단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 환원제가 잔류하는 분사부나 라인 상의 세척을 위한 구성에 있어 종래와 같이 도우징부와 분사부 사이에 별도의 제어용 판넬을 추가로 설치하지 않고도, 상기 도우징부와 상기 분사부를 연결하는 라인 상에 설치되는 일방향체크밸브를 통해 제어가 가능하도록 하여 비용절감과 유지보수의 효율성을 높이는 효과를 갖는다.
본 발명은 일방향체크밸브를 상기 도우징부로부터 환원제가 나오는 통로인 환원제분기라인, 상기 도우징부로부터 물이 나오는 통로인 물분기라인, 상기 도우징부로부터 분무용공기가 나오는 통로인 분무용공기분기라인 및 상기 도우징부로부터 세척용공기가 나오는 통로인 세척용공기분기라인 각각에 모두 설치함은 물론, 상기 환원제분기라인, 물분기라인, 분무용공기분기라인 및 세척용공기분기라인이 분사부 후단에서 하나의 라인으로 통합되는 직전 위치에 각 일방향체크밸브를 설치하여, 상기 일방향체크밸브들과 분사부 사이의 간격을 최소화하여 잔류 환원제의 엔진으로의 유입을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 각 라인 상에 설치되는 상기 일방향체크밸브 및 도우징부 내의 온/오프밸브를 연계하는 제어를 통해 종래와 같이 도우징부와 분사부 사이에 별도의 제어용 판넬을 추가로 설치하지 않아도 됨으로 인해 제어용 판넬 내에 설치되는 별도의 제어용 제어선 등과 같은 구성들로 인해 발생하는 비용증가와 고장 등으로 인한 유지보수 부담 문제를 해결할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
본 발명은 다수의 탈질시스템에서 탈질과정을 거쳐 각 배기관을 통해 최종 배출되는 배출가스에 포함된 질소산화물의 양을 순차적으로 측정하는 하나의 아울렛분석기를 통해 각 탈질시스템의 환원제 분사량을 제어할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 종래 SCR 탈질시스템의 구조를 도시한 개략도
도 2는 도 1에서 환원제가 공급되는 구조를 도시한 구조도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급장치의 구조를 도시한 구조도
도 4는 도 3에서 환원제가 분사되는 과정을 도시한 참고도
도 5는 도 3에서 환원제 분사가 정지된 경우 환원제가 잔류하는 구간을 도시한 참고도
도 6은 도 3에서 잔류 환원제를 제거하기 위해 물이 분사되는 과정을 도시한 참고도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급방법의 블럭도
도 8은 종래 SCR 탈질시스템의 구조를 도시한 개략도
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하나의 아울렛분석기를 이용한 다수의 탈질시스템 구조를 도시한 구조도
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하나의 아울렛분석기를 이용한 다수의 탈질시스템 제어방법의 블럭도
도 11은 제1단계에서 설정된 환원제 분사량 테이블
도 12는 도 11의 일 예를 도시한 환원제 분사량 테이블
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하나의 아울렛분석기를 이용한 다수의 탈질시스템 제어방법의 블럭도
이하에서는 본 발명에 따른 탈질시스템의 환원제 공급장치 및 환원제 공급방법의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도 3 내지 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탈질시스템의 환원제 공급장치는 환원제공급라인(563), 물공급라인(564) 및 압축공기공급라인(565)을 선택적으로 제어하여 혼합챔버(54) 내에 환원제 또는 (세척용)물을 분사하는 분사부(561)에 환원제 또는 물이 선택적으로 공급될 수 있도록 하는 도우징부(562)와; 상기 도우징부(562)와 상기 분사부(561)를 연결하는 라인 상에 설치되는 일방향체크밸브(560);를 포함할 수 있다.
앞서 종래기술에서 설명한 바와 같이, 배기가스에서의 질소산화물(NOx) 제거를 위해 특히 요소(암모니아)를 환원제로 하는 SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 환원촉매법) 탈질시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(91)에서 배출되는 배기가스 중의 질소산화물(NOx)을 탈질시키기 위해 배기가스가 흐르는 혼합챔버(93) 내로 환원제 즉, 요소수(요소수가 기화되면 암모니아가 됨)를 분사노즐(951)을 통해 분사시켜 배기가스와 환원제가 혼합된 혼합가스를 생성한 후, 해당 혼합가스를 SCR촉매(944)를 포함하고 있는 반응기(94)에 유입시켜 상기 반응기(94) 내에서 배기가스와 환원제가 혼합된 혼합가스가 SCR촉매(944)를 통과하면서 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx) 성분을 탈질(탈질반응)시켜 최적의 탈질효율을 얻고 질소산화물(NOx) 성분이나 암모니아로 인한 환경오염을 효율적으로 방지하는 구조를 채택하고 있는데(참고로, 이와 같은 구조는 본 발명의 탈질시스템에서도 동일하므로 본 발명의 엔진(51), 배기관(52), 혼합챔버(54), 반응기(55) 및 SCR촉매(551)에 대한 구체적 설명은 생략함),
특히, 종래의 SCR 탈질시스템에서는 상기 분사노즐(951)을 통해 상기 혼합챔버(93) 내로 요소수를 분사하는 과정에서, 분사노즐(951) 내 또는 분사노즐(951)까지 요소수가 이동하는 요소수이동로 상에 항상 혼합챔버(93) 내로 배출되지 않고 잔류하는 요소수가 있게 되고 잔류하는 요소수가 고형화되어 분사노즐(951) 또는 요소수이동로를 막게 되는 문제가 발생하게 되는바, 이를 해결하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 분사노즐(951) 또는 요소수이동로에 잔류하는 고형화된 요소수를 제거하기 위한 구조로, 요소수와 세척수의 공급을 제어하는 도우징유닛(952)으로부터 분기되는 요소수라인(953), 압축공기라인(954), 세척수라인(955)이 분사노즐(951) 후단에 수렴하게 되는 부분에 별도의 퍼지용판넬(956)을 설치하여, 상기 퍼지용판넬(956)의 제어를 통해 요소수의 공급 또는 세척수에 의한 분사노즐(951) 또는 요소수이동로의 세척을 선택적으로 제어관리하고 있었으나, 이와 같은 종래의 구조하에서는 기존 도우징유닛(952) 이외에 추가로 별도의 퍼지용판넬(956)을 분사노즐(951) 후단에 설치하여야 함에 따라 그로 인한 별도의 판넬 또는 제어선(957)과 같은 각종 설비들로 인한 원가상승 및 유지보수가 복잡하게 됨은 물론 고장 발생 빈도도 상승하게 되는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 탈질시스템의 환원제 공급장치에서는 위와 같은 종래의 문제점을 해결할 수 있도록, 환원제 또는 물이 선택적으로 공급될 수 있도록 각 라인이 분기되고 제어되는 도우징부(562)와, 상기 도우징부(562)와 상기 분사부(561) 사이를 연결하는 각 라인 상에 설치되는 일방향체크밸브(560)를 통해, 종래와 같이 도우징부(도우징유닛(952))와 분사부(분사노즐(951)) 사이에 별도의 제어용 판넬(즉, 상기 퍼지용판넬(956)과 같은 구성)을 추가로 설치하지 않고도, 상기 도우징부(562) 및 일방향체크밸브(560)들을 활용하여 비용절감과 유지보수의 효율성을 높일 수 있게 한다.
상기 도우징부(562)는 도우징부(562)에 연결되는 환원제공급라인(563), 물공급라인(564) 및 압축공기공급라인(565)을 선택적으로 제어(해당 라인들에 대한 개폐를 제어)함은 물론, 후술할 바와 같이 도우징부(562)로부터 분기되는 (환원제가 나오는 통로인)환원제분기라인(566), (세척용 물이 나오는 통로인)물분기라인(567), (환원제를 분무시키기 위한 분무용공기가 나오는 통로인)분무용공기분기라인(568) 및 (물을 고압으로 분사시키기 위한 세척용공기가 나오는 통로인)세척용공기분기라인(569) 각각에 모두 설치되는 일방향체크밸브(560)를 활용하여, 분사부(561)에 환원제 또는 세척용 물이 선택적으로 공급될 수 있도록 하는 구성이다. 환원제 저장탱크로부터 환원제가 공급되는 상기 환원제공급라인(563)은 상기 도우징부(562)에 연결된 후 상기 환원제분기라인(566)으로 분기되고, 세척용 물을 저장하는 물탱크로부터 물이 공급되는 상기 물공급라인(564)은 상기 도우징부(562)에 연결된 후 상기 물분기라인(567)으로 분기되고, 압축공기가 공급되는 상기 압축공기공급라인(565)은 상기 도우징부(562)에 연결된 후 상기 분무용공기분기라인(568) 및 세척용공기분기라인(569)으로 각각 분기되게 되고, 상기 도우징부(562) 내에서는 상기 환원제분기라인(566), 물분기라인(567), 분무용공기분기라인(568) 및 세척용공기분기라인(569) 각각에 각 라인을 온/오프(on/off) 즉, 개폐시키는 컨트롤밸브의 일종인 온/오프밸브(5621)가 설치되어 환원제 또는 세척용 물의 선택적으로 공급을 위해 각 라인들의 개폐를 선택적으로 제어하게 된다.
상기 일방향체크밸브(560)는 각 라인상에서 한쪽 방향으로만 유량이 흐를 수 있도록 컨트롤하는 구성으로, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 도우징부(562)로부터 분기되는 상기 환원제분기라인(566), 물분기라인(567), 분무용공기분기라인(568) 및 세척용공기분기라인(569)의 각각의 라인 상에 모두 설치되게 된다. 특히, 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 환원제분기라인(566), 물분기라인(567), 분무용공기분기라인(568) 및 세척용공기분기라인(569)이 모두 상기 분사부(561) 후단 즉, 분사부(561)에 최대한 근접한 위치에서 하나의 라인으로 통합되어 분사부(561)와 연결되고, 상기 환원제분기라인(566), 물분기라인(567), 분무용공기분기라인(568) 및 세척용공기분기라인(569) 각각에 설치되는 상기 일방향체크밸브(560)들은 각 라인이 다른 라인과 통합되기 직전 위치에 설치됨으로써, 각 라인들 상에 각각 설치되는 상기 일방향체크밸브(560)들과 상기 분사부(561) 사이의 간격을 최소화하여 그에 따라 상기 분사부(561) 및 분사부(561)에 연결되는 라인 상에 잔존하는 환원제의 양을 줄여, 상기 분사부(561) 및 분사부(561)에 연결되는 라인 상에 잔존하는 환원제에 대한 반복적인 세척시 환원제가 배기관(52)을 통해 엔진(51)으로 유입되어 엔진(51)에 악영향을 주는 것을 최대한 감소시킬 수 있게 한다.
도 4 내지 6을 참조하여 구체적으로 설명하면, 먼저 도 4에 도시된 바와 같이 상기 분사부(561)를 통해 혼합챔버(54) 내에 환원제를 분사시키는 과정에서는, 상기 도우징부(562)에서 환원제를 공급하기 위해 상기 환원제분기라인(566)에 설치된 온/오프밸브(5621) 및 환원제를 분무하기 위해 필요한 공기를 함께 공급하기 위해 상기 분무용공기분기라인(568)에 설치된 온/오프밸브(5621)를 개방(이때, 상기 물분기라인(567) 및 세척용공기분기라인(569)의 온/오프밸브(5621)는 폐쇄됨)하게 되면, 상기 환원제분기라인(566)을 따라 이동하는 환원제는 환원제분기라인(566)의 상기 분무용공기분기라인(568)과 합쳐지는 부위에 설치된 일방향체크밸브(560)를 지나 상기 분무용공기분기라인(568)을 통해 주입되는 압축공기와 함께 상기 분사부(561)를 통해 혼합챔버(54) 내로 분무되게 된다. 이때, 상기 분사부(561)를 통한 환원제의 공급이 정지되는 경우에는, 상기 도우징부(562)에서는 상기 환원제분기라인(566)의 온/오프밸브(5621) 및 상기 분무용공기분기라인(568)의 온/오프밸브(5621)를 폐쇄하게 되고, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 분사부(561)에서 상기 환원제분기라인(566)의 일방향체크밸브(560) 사이의 최소한의 구간(도 5의 'ⓐ'참조)에서만 완전히 분무되지 않은 환원제가 잔존하게 된다. 이후, 상기 분사부(561)에서 상기 환원제분기라인(566)의 일방향체크밸브(560) 사이의 최소한의 구간(도 5의 'ⓐ'참조)에 잔존하는 환원제를 (고형화를 방지하기 위해)세척하기 위해서는, 상기 도우징부(562)는 도 6에 도시된 바와 같이 세척용 물을 공급하는 상기 물분기라인(567)에 설치된 온/오프밸브(5621) 및 물을 이용한 세척을 위해 필요한 압축공기를 함께 공급하기 위해 상기 세척용공기분기라인(569)에 설치된 온/오프밸브(5621)를 개방하게 되고, 상기 물분기라인(567)을 따라 이동하는 세척용 물은 물분기라인(567)의 상기 환원제분기라인(566)과 합쳐지는 부위에 설치된 일방향체크밸브(560)를 지나 상기 세척용공기분기라인(569)을 통해 주입되는 압축공기와 함께 상기 분사부(561)에서 상기 환원제분기라인(566)의 일방향체크밸브(560) 사이에 잔존하는 환원제를 세척하여 분사부(561)를 통해 배출시키게 된다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 분사부(561)를 통해 배출되는 잔존 환원제의 일부는 배기관(52)을 통해 엔진(51)으로 유입되어 엔진(51)에 악영향을 미칠 수 있으나, 본 발명에서는 특히 상기 환원제분기라인(566)의 일방향체크밸브(560)와 상기 분사부(561) 사이의 간격을 최소화함으로써 그에 따라 상기 분사부(561) 및 분사부(561)에 연결되는 상기 환원제분기라인(566) 상에 잔존하는 환원제의 양을 줄여 위와 같이 잔존하는 환원제에 대한 반복적인 세척시 환원제가 배기관(52)을 통해 엔진(51)으로 유입되어 엔진(51)에 악영향을 주는 것을 최대한 감소시킬 수 있게 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 탈질시스템의 환원제 공급장치는 환원제가 잔류하는 분사부(561)나 라인 상의 세척을 위한 구성에 있어, 종래와 같이 도우징부와 분사부 사이에 별도의 제어용 판넬을 추가로 설치하지 않고도(따라서, 별도의 제어용 판넬(도 2의 '퍼지용판넬(956)') 또는 제어선과 같은 각종 설비들로 인한 원가상승 및 유지보수가 복잡하게 됨은 물론 고장 발생 빈도도 상승하게 되는 문제가 야기됨), 상기 도우징부(562)와 상기 분사부(561)를 연결하는 각 라인 상에 모두 각각 설치되는 일방향체크밸브(560)를 통해서도 제어가 가능하도록 함으로 종래와 달리 비용절감과 유지보수의 효율성을 높일 수 있는 특징을 갖는다.
이하에서는 상기 본 발명의 환원제 공급장치를 이용한 환원제 공급방법에 대해 설명하도록 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탈질시스템의 환원제 공급방법은 도우징부(562)가 환원제분기라인(566) 및 분무용공기분기라인(568)을 제어하여 환원제분기라인(566) 및 분무용공기분기라인(568) 상의 일방향체크밸브(560)를 통해 환원제가 분무용공기와 함께 분사부(561)를 통해 분사되는 환원제분사단계(S1); 도우징부(562)가 환원제분기라인(566) 및 분무용공기분기라인(568)을 제어하여 환원제 분사가 정지되는 경우 분사부(561)에서 환원제분기라인(566) 및 분무용공기분기라인(568) 상의 일방향체크밸브(560)까지 구간에 환원제가 잔존하게 되는 환원제분사정지단계(S2); 도우징부(562)가 물분기라인(567) 및 세척용공기분기라인(569)을 제어하여 물분기라인(567) 및 세척용공기분기라인(569) 상의 일방향체크밸브(560)를 통해 세척용 물이 세척용공기와 함께 잔존하는 환원제를 제거하는 환원제제거단계(S3);로 이루어질 수 있다.
상기 환원제분사단계(S1)는 보다 구체적으로 상기 도우징부(562)가 환원제분기라인(566) 및 분무용공기분기라인(568) 상의 온/오프밸브(5621)를 개방하는 제1온/오프밸브개방단계(S11)와, 상기 제1온/오프밸브개방단계(S11) 이후 환원제분기라인(566) 및 분무용공기분기라인(568) 상의 일방향체크밸브(560)를 통해 환원제가 분무용공기와 함께 분사부(561)를 통해 분사되는 제1일방향체크밸브개방단계(S12)로 이루어지게 된다.
상기 제1온/오프밸브개방단계(S11)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 분사부(561)를 통해 혼합챔버(54) 내에 환원제를 분사시키는 과정에서는, 상기 도우징부(562)에서 환원제를 공급하기 위해 상기 환원제분기라인(566)에 설치된 온/오프밸브(5621) 및 환원제를 분무하기 위해 필요한 공기를 함께 공급하기 위해 상기 분무용공기분기라인(568)에 설치된 온/오프밸브(5621)를 개방(이때, 상기 물분기라인(567) 및 세척용공기분기라인(569)의 온/오프밸브(5621)는 폐쇄됨)하게 되는 과정이다
상기 제1일방향체크밸브개방단계(S12)는 상기 제1온/오프밸브개방단계(S11) 이후 상기 환원제분기라인(566)을 따라 이동하는 환원제는 환원제분기라인(566)의 상기 분무용공기분기라인(568)과 합쳐지는 부위에 설치된 일방향체크밸브(560)를 지나 상기 분무용공기분기라인(568)을 통해 주입되는 압축공기와 함께 상기 분사부(561)를 통해 혼합챔버(54) 내로 분무되게 된다.
상기 환원제분사정지단계(S2)는 보다 구체적으로 상기 도우징부(562)가 환원제분기라인(566) 및 분무용공기분기라인(568) 상의 온/오프밸브(5621)를 폐쇄하는 온/오프밸브폐쇄단계(S21)와, 상기 온/오프밸브폐쇄단계(S21) 이후 분사부(561) 후단에서 환원제분기라인(566)과 분무용공기분기라인(568)이 통합되기 직전에 위치하는 각각의 일방향체크밸브(560)에 의해 분사부(561)에서 일방향체크밸브(560)까지의 구간에만 환원제가 잔존하게 되는 일방향체크밸브폐쇄단계(S22)로 이루어지게 된다.
상기 온/오프밸브폐쇄단계(S21)는 혼합챔버(54) 내로의 환원제 공급을 중지하여야 하는 경우에 있어서 상기 도우징부(562)에서 상기 환원제분기라인(566)의 온/오프밸브(5621) 및 상기 분무용공기분기라인(568)의 온/오프밸브(5621)를 폐쇄하게 되는 과정이다.
상기 일방향체크밸브폐쇄단계(S22)는 상기 온/오프밸브폐쇄단계(S21) 이후 도 5에 도시된 바와 같이 상기 분사부(561)에서 상기 환원제분기라인(566)의 일방향체크밸브(560) 사이의 최소한의 구간(도 5의 'ⓐ'참조)에서만 완전히 분무되지 않은 환원제가 잔존하게 된다.
상기 환원제제거단계(S3)는 보다 구체적으로 상기 도우징부(562)가 물분기라인(567) 및 세척용공기분기라인(569) 상의 온/오프밸브(5621)를 개방하는 제2온/오프밸브개방단계(S31)와, 상기 제2온/오프밸브개방단계(S31) 이후 물분기라인(567) 및 세척용공기분기라인(569) 상의 일방향체크밸브(560)를 통해 세척용 물이 세척용공기와 함께 분사되면서 잔존하는 환원제를 제거하는 제2일방향체크밸브개방단계(S32)로 이루어지게 된다.
상기 제2온/오프밸브개방단계(S31)는 상기 일방향체크밸브폐쇄단계(S22) 이후, 상기 분사부(561)에서 상기 환원제분기라인(566)의 일방향체크밸브(560) 사이의 최소한의 구간(도 5의 'ⓐ'참조)에 잔존하는 환원제를 (고형화를 방지하기 위해)세척하기 위해, 상기 도우징부(562)가 도 6에 도시된 바와 같이 세척용 물을 공급하는 상기 물분기라인(567)에 설치된 온/오프밸브(5621) 및 물을 이용한 세척을 위해 필요한 압축공기를 함께 공급하기 위해 상기 세척용공기분기라인(569)에 설치된 온/오프밸브(5621)를 개방하게 되는 과정이다.
상기 제2일방향체크밸브개방단계(S32)는 상기 제2온/오프밸브개방단계(S31) 이후, 상기 물분기라인(567)을 따라 이동하는 세척용 물은 물분기라인(567)의 상기 환원제분기라인(566)과 합쳐지는 부위에 설치된 일방향체크밸브(560)를 지나 상기 세척용공기분기라인(569)을 통해 주입되는 압축공기와 함께 상기 분사부(561)에서 상기 환원제분기라인(566)의 일방향체크밸브(560) 사이에 잔존하는 환원제를 세척하여 분사부(561)를 통해 배출시키게 된다.
한편, 도 9 내지 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하나의 아울렛분석기를 이용한 다수의 SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 환원촉매법) 탈질시스템에서의 환원제 분사(제어)방법은 다수의 탈질시스템의 시운전시 각 배기관(62)들에서 최종 배출되는 배출가스에 포함된 질소산화물(NOx)의 양을 하나의 아울렛분석기(69)를 이용하여 순차적으로 측정하여 이를 통해 각 탈질시스템별로 엔진로드 비율에 따른 환원제 분사량을 설정하는 제1단계(S1); 다수의 탈질시스템의 실제 운전시 각 배기관(62)들에서 최종 배출되는 배출가스에 포함된 질소산화물(NOx)의 양을 하나의 아울렛분석기(69)를 이용하여 순차적으로 측정하여 측정값과 질소산화물의 배출기준치와의 대비를 통해 상기 제1단계(S1)에서 설정된 각 탈질시스템별 환원제 분사량을 보정하는 제2단계(S2);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 위 제어방법에서 상기 제1단계(S1), 제2단계(S2) 및 후술할 제3단계(S3)는 각 탈질시스템 운용의 전반적 제어를 담당하는 상기 제어부(68)를 통해 이루어지게 된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 종래의 SCR 탈질시스템에서는 다수의 탈질시스템이 병렬적으로 배치되어 사용되는 경우에도 통상 각 탈질시스템 별로 상기 반응기(94)를 거쳐 최종 배출되는 배기가스가 흐르는 배기관(92)의 관로 상에 최종 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물의 양을 측정하는 아울렛분석기(98)을 각각 설치하여 최종 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물의 양이 기준치 이내인지를 체크한 후 기준치를 초과하는 경우 이를 토대로 각 탈질시스템에서 분사되는 환원제의 양을 제어하는데 활용하는 구조를 취하고 있는데, 이와 같이 종래에 다수의 탈질시스템 별로 각각 아울렛분석기(98)를 설치하여 사용하는 것은 만약, 하나의 아울렛분석기(98)를 다수의 탈질시스템의 최종 배기관(92)에 모두 연결시켜 사용하는 경우라면, 하나의 아울렛분석기(98)가 여러 탈질시스템의 각 배기관(92)들에 대해 순차적으로 측정하는 과정에서 발생하는 간격(interval) 때문에 각 탈질시스템에서의 질소산화물의 변동값이 실시간으로 피드백할 수 없게 되어(즉, 특정 탈질시스템을 기준으로 보면, 아울렛분석기(98)가 다른 탈질시스템의 배기관(92)에서의 질소산화물의 양을 측정하는 동안에는 해당 탈질시스템에서의 엔진(91)의 로드변화 등에 따른 최종 배출되는 배기가스 내의 질소산화물의 변동값을 실시간으로 피드백할 수 없게 됨), 그로 인해 각 탈질시스템별 엔진의 로드변화 등에 따른 즉각적이고 정확한 실시간 제어가 느려지게 되는 문제가 발생하기 때문이다. 따라서, 설사 종래에 다수의 탈질시스템에 하나의 아울렛분석기(98)를 연결시켜 사용하는 경우라 하더라도, 이는 단순히 각 탈질시스템에서의 배출되는 질소산화물의 값에 대한 모니터링을 위한 것일 뿐, 이를 통해 각 탈질시스템에 대한 환원제 분사량의 실시간 변동제어에 활용되는 것은 아니라 할 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 하나의 아울렛분석기를 이용한 다수의 탈질시스템에서의 환원제 분사(제어)방법에서는 위와 같은 종래의 문제점을 해결할 수 있도록 먼저, 각 탈질시스템들의 시운전시 각 배기관(62)들에서 최종 배출되는 배출가스에 포함된 질소산화물(NOx)의 양을 하나의 아울렛분석기(69)를 이용하여 순차적으로 측정(도 9 참조)한 값을 토대로 제어부(68)에서 미리 각 탈질시스템별로 엔진로드 비율에 따른 환원제 분사량을 설정(도 11 및 12 참조)한 다음, 이를 이용해 하나의 아울렛분석기(69)를 통해 다수의 탈질시스템들의 실제 운전시 각 배기관(62)에서 최종 배출되는 배출가스에 포함된 질소산화물의 양을 순차적으로 측정하는 과정에서의 간격에도 불구하고 다수의 탈질시스템에서의 환원제 분사량 제어를 실시간으로 제어 및 보정할 수 있도록 한다.
먼저, 각 탈질시스템별 시운전시에 각 엔진로드 비율에 따른 환원제 분사량을 미리 설정하는 상기 제1단계(S1)는, 도 9에 도시된 바와 같이 다수의 탈질시스템에서 각각 탈질처리된 최종 배출가스가 배출되는 각각의 배기관(62) 모두에 하나의 아울렛분석기(69)가 연결되는 구조하에서, 각 탈질시스템의 시운전(본격적인 실제 운전에 들어가기 전 예비적으로 시험운전하는 경우)시 상기 아울렛분석기(69)에서 측정되는 측정값을 기준으로 상기 분사량설정모듈(681)의 구간별최대최소설정모듈(6811)을 통해 각 탈질시스템 별로 엔진로드(엔진로드란, 각 엔진별 주입되는 연료량을 해당 엔진의 최대연료량으로 나누어 산출되는 값을 의미함) 비율 및 그에 따라 배기가스에 분사되는 환원제의 양을 도 11 및 12에 도시된 바와 같이 일정 구간별로 나누어 각 구간별 엔진로드 비율 및 환원제의 양에 대한 최소값과 최대값을 설정하는 제1-1단계(S11)와, 상기 분사량설정모듈(681)의 분사량산출모듈(6812)을 통해 상기 제1-1단계(S11)에서 설정된 엔진로드 비율의 최대값과 최소값의 차를 분모로 하고 환원제 양의 최대값과 최소값의 차를 분자로 하여 나눈 값에 엔진로드 비율을 곱하여 산출되는 함수산출값을 각 탈질시스템별로 유입되는 배기가스의 양에 대한 환원제 분사량으로 설정하는 제1-2단계(S12)로 이루어질 수 있다.
상기 제1-1단계(S11)에서는 각 탈질시스템의 시운전 과정의 전반에 걸쳐 상기 아울렛분석기(69)를 통해 각 탈질시스템의 배기관(62)으로 최종 배출되는 배출가스에 포함된 질소산화물의 양을 측정하여, 그 측정값의 변화를 기준으로 상기 분사량설정모듈(681)의 구간별최대최소설정모듈(6811)을 통해 각 탈질시스템 별로 엔진로드의 변화에 따라 배기가스에 분사되는 환원제의 양을 어떤 범위로 조절하였을 때 기준치에 부합하는 질소산화물의 양이 도출되는지를 도 11 및 12에 도시된 바와 같이 일정 구간별로 나누어 각 구간별 엔진로드 비율 및 환원제의 양에 대한 최소값과 최대값을 설정하게 된다. 일 예로, 도 12를 참조하면, 엔진로드 비율이 0% 에서 15% 이내인 구간에서는 분사되는 환원제의 양을 최소 0㎏/hr 에서 최대 6㎏/hr로 설정하고, 엔진로드 비율이 15% 에서 30% 이내인 구간에서는 분사되는 환원제의 양을 최소 6㎏/hr 에서 최대 12㎏/hr로 설정하고, 엔진로드 비율이 30% 에서 50% 이내인 구간에서는 분사되는 환원제의 양을 최소 12㎏/hr 에서 최대 19㎏/hr로 설정하고, 엔진로드 비율이 50% 에서 75% 이내인 구간에서는 분사되는 환원제의 양을 최소 19㎏/hr 에서 최대 28㎏/hr로 설정하고, 엔진로드 비율이 75% 에서 9% 이내인 구간에서는 분사되는 환원제의 양을 최소 28㎏/hr 에서 최대 38㎏/hr로 설정하는 등 총 5개의 구간별 엔진로드 비율 및 환원제의 양에 대한 최소값과 최대값을 설정하는 예를 볼 수 있다.
상기 제1-2단계(S12)에서는 상기 분사량설정모듈(681)의 분사량산출모듈(6812)을 통해 상기 제1-1단계(S11)에서 설정된 특정 구간의 엔진로드 비율의 최대값과 최소값의 차를 분모로 하고 역시 상기 제1-1단계(S11)에서 설정된 해당 구간의 환원제 양의 최대값과 최소값의 차를 분자로 하여 나눈 값에 엔진로드 비율을 곱하여 산출되는 함수산출값을 각 탈질시스템별로 유입되는 배기가스의 양에 대한 환원제 분사량으로 설정하게 된다. 즉, 도 12를 참조하여 일 예를 들어 설명하면, 만약 실시간 측정되는 엔진로드 비율이 10%인 경우라면 해당 엔진로드 비율(10%)이 도 12의 미리 설정된 테이블에서 속하는 구간(엔진로드 비율이 0% 에서 15% 이내인 구간)에서의 엔진로드 비율의 최대값과 최소값의 차인 15(즉, 15-0=15)를 분모로 하고 해당 구간의 환원제 양의 최대값과 최소값의 차인 6(즉, 6-0=6)을 분자로 하여 나눈 값에 측정된 실시간 엔진로드 비율인 10을 곱하여 산출되는 함수산출값 4㎏/hr(즉, (6/15)*10=4)가 현 시점에서 배기가스에 분사되는 환원제의 분사량으로 상기 제1-2단계(S12)를 통해 설정되게 되고, 만약 실시간 측정되는 엔진로드 비율이 40%인 경우라면 해당 엔진로드 비율(40%)이 도 12의 미리 설정된 테이블에서 속하는 구간(엔진로드 비율이 30% 에서 50% 이내인 구간)에서의 엔진로드 비율의 최대값과 최소값의 차인 20(즉, 50-30=20)를 분모로 하고 해당 구간의 환원제 양의 최대값과 최소값의 차인 7(즉, 19-12=7)을 분자로 하여 나눈 값에 측정된 실시간 엔진로드 비율인 40을 곱하여 산출되는 함수산출값 14㎏/hr(즉, (7/20)*40=14)가 현 시점에서 배기가스에 분사되는 환원제의 분사량으로 상기 제1-2단계(S12)를 통해 설정되게 된다. 따라서, 이와 같은 플로우를 통해 각 탈질시스템 별로 상기 제1-1단계(S11)에서 설정된 테이블과 상기 제1-2단계(S12)에서 설정되는 함수산출값을 이용하게 되면, 다수의 탈질시스템이 운용되는 경우에도 실시간 측정되는 각 탈질시스템 별 엔진로드 비율 변화에 따라 필요한 환원제 분사량을 실시간으로 분사,제어할 수 있게 된다.
또한, 각 탈질시스템별 실제 운전시 상기 분사량보정모듈(682)을 통해 상기 제1단계(S1)에서 설정된 각 탈질시스템별 환원제 분사량에 발생하는 편차를 보정하여 엔진로드 변화에 따른 실시간 피드백이 이루어지도록 하는 제2단계(S2)는, 다수의 탈질시스템들의 실제 운전시 각 배기관(62)들에서 배출되는 배출가스에 포함된 질소산화물의 양을 상기 아울렛분석기(69)를 이용하여 순차적으로 측정한 측정값과 질소산화물의 배출기준치와의 대비를 통해 상기 분사량보정모듈(682)의 보정값산출모듈(6821)에서 보정값을 산출하는 제2-1단계(S21)와, 상기 분사량보정모듈(682)의 보정연산모듈(6822)을 통해 상기 제1-2단계(S12)에서 설정된 환원제 분사량에 상기 제2-1단계(S21)에서 산출된 보정값을 곱하여 환원제 분사량을 보정하는 제2-2단계(S22)로 이루어질 수 있다.
상기 제2-1단계(S21)는 상기 아울렛분석기(69)를 이용하여 다수의 탈질시스템들의 실제 운전시 각 배기관(62)들에서 배출되는 배출가스에 포함된 질소산화물의 양을 순차적으로 측정하여 얻어지는 측정값과 질소산화물의 배출기준치를 상기 분사량보정모듈(682)의 보정값산출모듈(6821)에서 대비하여, 측정값이 배출기준치와 차이 나는 정도를 최소 0.8에서 최대 1.2 사이로 설정하여 산출되는 보정값을 계산해내는 과정이다. 즉 일 예로, 상기 아울렛분석기(69)를 이용하여 순차적으로 측정하여 얻어지는 질소산화물의 양들 중 특정 탈질시스템에서 측정된 질소산화물의 측정값이 15로 해당 질소산화물의 배출기준치인 10을 50% 초과하는 경우에 대해 상기 제2-1단계(S21)에서 배기가스의 탈질을 위해 분사되는 환원제의 분사량에 대한 추가적인 보정값으로 1.1을 설정하여 산출한다면, 만약 측정된 질소산화물의 측정값이 12.5로 해당 질소산화물의 배출기준치인 10을 25% 초과하는 경우에 대해서는 상기 제2-1단계(S21)에서는 배기가스의 탈질을 위해 분사되는 환원제의 분사량에 대한 추가적인 보정값으로 1.05을 설정하여 산출하는 식으로, 아울렛분석기(69)를 통해 측정되는 측정값과 배출기준치 사이의 차이 나는 정도를 최소 0.8에서 최대 1.2 사이에서 비례제어 형태로 산출하게 된다. 상기 제2-1단계(S21)에서 산출하는 보정값의 최소와 최대를 각각 0.8~1.2 사이로 한정하는 것은 보정에 의한 환원제 분사량의 급격한 증감을 방지하여 그로 인한 부수적인 탈질시스템에서의 부작용 발생이나 대기오염 증대 등의 문제를 예방할 수 있게 하기 위함이다.
상기 제2-2단계(S22)는 상기 분사량보정모듈(682)의 보정연산모듈(6822)을 통해 상기 제1-2단계(S12)에서 설정된 환원제 분사량에 상기 제2-1단계(S21)에서 산출된 보정값을 곱하여 환원제 분사량을 보정하는 과정이다. 즉, 상기 제1-2단계(S12)에서 설정된 환원제 분사량에 따라 특정 탈질시스템에서 환원제가 분사되고 있음에도 불구하고 상기 아울렛분석기(69)에서 실제 측정되는 해당 탈질시스템에서의 최종 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물의 양이 배출기준치와 괴리를 보이고 있다면, 이를 반영하여 상기 제2-1단계(S21)에서 상기 제1-2단계(S12)에서 설정된 환원제 분사량에 대한 보정값을 산출하였기 때문에, 상기 제2-2단계(S22)에서는 상기 제1-2단계(S12)에서 설정된 환원제 분사량에 상기 제2-1단계(S21)에서 산출된 보정값을 곱한 값으로 현재 해당 탈질시스템 내에 분사되고 있는 환원제 분사량을 조절(제어)함으로써, 실시간으로 배출되는 질소산화물의 양이 배출기준치에 부합할 수 있게 제어할 수 있게 된다. 즉, 본 발명에서는 상기 제1단계(S1) 과정을 통해 다수의 탈질시스템의 시운전 과정에서 상기 아울렛분석기(69)를 통한 측정값을 기준으로 하여 각 탈질시스템별 엔진로드 변화량에 따른 환원제 분사량을 설정한 후 실제 각 탈질시스템의 운용시 상기 제1-2단계(S12)에서 설정된 환원제 분사량에 따라 실시간으로 환원제 분사량이 제어되며, 또한 실제 각 탈질시스템이 운용되는 과정에서 상기 아울렛분석기(69)를 통해 각 탈질시스템에서 최종 배출되는 질소산화물의 양을 순차적으로 측정한 값을 토대로 상기 제2단계(S2) 과정을 통해 분사되는 환원제 분사량에 대한 정밀한 보정으로 환원제 분사량을 조절(제어)함으로써, 하나의 아울렛분석기(69)를 통해 다수의 탈질시스템의 최종 배출가스에 포함된 질소산화물의 양을 순차적으로 측정하는 과정에서의 간격에도 불구하고 다수의 탈질시스템에서의 환원제 분사량 제어를 실시간으로 할 수 있는 특징을 갖게 된다.
또한, 도 13을 참조하면, 본 발명의 하나의 아울렛분석기를 이용한 다수의 SCR 탈질시스템에서의 환원제 분사(제어)방법에 있어서 상기 제어부(68)의 경고모듈(683)을 통해 각 탈질시스템에 연결된 엔진(61)에 주입되는 연료량을 최대연료량으로 나누어 산출되는 엔진로드 비율이 15% 이하인 경우 경고신호를 생성하여 전송하는 제3단계(S3)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제3단계(S3)는 본 발명에 따른 탈질시스템의 제어방법에서 추가로 엔진로드 비율이 특정 기준 이하로 내려갔을 때 이에 대한 경고신호를 전송하는 것으로, 여기서 엔진로드 비율이란 해당 엔진(61)에 주입되는 연료량을 해당 엔진(61)의 최대연료량으로 나누어 산출되는 값으로, 일 예로 최대연료량이 7,110㎏/hr인 엔진에서 현재 주입되고 있는 연료량이 711㎏/hr인 경우라면 엔진로드 비율은 10%가 된다((711/7110)*9=10%). 특정 엔진(61)의 엔진로드 비율이 15% 이하인 경우에는 불완전 연소 등의 이유로 평소보다 많은 양의 배기가스 및 그에 함유된 유해물질의 농도 역시 큰 폭으로 증가되므로 상기 제어부(68)의 경고모듈(683)을 통해 이에 대한 경고를 해서 배기가스의 SCR 탈질시스템에 걸리는 부하가 큰 폭으로 증가하는 것을 사전에 방지하게 된다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 탈질시스템의 혼합챔버 내에 환원제를 공급하는 환원제 공급장치에 있어서,
    환원제공급라인, 물공급라인 및 압축공기공급라인을 선택적으로 제어하여 혼합챔버 내에 환원제 또는 물을 분사하는 분사부에 환원제 또는 물이 선택적으로 공급될 수 있도록 하는 도우징부와;
    상기 도우징부와 상기 분사부를 연결하는 라인 상에 설치되는 일방향체크밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈질시스템의 환원제 공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 일방향체크밸브는 상기 도우징부로부터 환원제가 나오는 통로인 환원제분기라인, 상기 도우징부로부터 물이 나오는 통로인 물분기라인, 상기 도우징부로부터 분무용공기가 나오는 통로인 분무용공기분기라인 및 상기 도우징부로부터 세척용공기가 나오는 통로인 세척용공기분기라인 각각에 모두 설치되는 것을 특징으로 하는 탈질시스템의 환원제 공급장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 환원제분기라인, 물분기라인, 분무용공기분기라인 및 세척용공기분기라인은 상기 분사부 후단에서 하나의 라인으로 통합되고,
    상기 환원제분기라인, 물분기라인, 분무용공기분기라인 및 세척용공기분기라인 각각에 설치되는 상기 일방향체크밸브는 각 라인이 다른 라인과 통합되기 직전 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 탈질시스템의 환원제 공급장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 도우징부는 도우징부 내 상기 환원제분기라인, 물분기라인, 분무용공기분기라인 및 세척용공기분기라인 각각에 온/오프밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈질시스템의 환원제 공급장치.
  5. 탈질시스템의 혼합챔버 내에 환원제를 공급하는 환원제 공급방법에 있어서,
    도우징부가 환원제분기라인 및 분무용공기분기라인을 제어하여 환원제분기라인 및 분무용공기분기라인 상의 일방향체크밸브를 통해 환원제가 분무용공기와 함께 분사부를 통해 분사되는 환원제분사단계;
    도우징부가 환원제분기라인 및 분무용공기분기라인을 제어하여 환원제 분사가 정지되는 경우 분사부에서 환원제분기라인 및 분무용공기분기라인 상의 일방향체크밸브까지 구간에 환원제가 잔존하게 되는 환원제분사정지단계;
    도우징부가 물분기라인 및 세척용공기분기라인을 제어하여 물분기라인 및 세척용공기분기라인 상의 일방향체크밸브를 통해 세척용 물이 세척용공기와 함께 잔존하는 환원제를 제거하는 환원제제거단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈질시스템의 환원제 공급방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 환원제분사단계는 상기 도우징부가 환원제분기라인 및 분무용공기분기라인 상의 온/오프밸브를 개방하는 제1온/오프밸브개방단계와, 상기 제1온/오프밸브개방단계 이후 환원제분기라인 및 분무용공기분기라인 상의 일방향체크밸브를 통해 환원제가 분무용공기와 함께 분사부를 통해 분사되는 제1일방향체크밸브개방단계로 이루어지고,
    상기 환원제분사정지단계는 상기 도우징부가 환원제분기라인 및 분무용공기분기라인 상의 온/오프밸브를 폐쇄하는 온/오프밸브폐쇄단계와, 상기 온/오프밸브폐쇄단계 이후 분사부 후단에서 환원제분기라인과 분무용공기분기라인이 통합되기 직전에 위치하는 각각의 일방향체크밸브에 의해 분사부에서 일방향체크밸브까지의 구간에만 환원제가 잔존하게 되는 일방향체크밸브폐쇄단계로 이루어지고,
    상기 환원제제거단계는 상기 도우징부가 물분기라인 및 세척용공기분기라인 상의 온/오프밸브를 개방하는 제2온/오프밸브개방단계와, 상기 온/오프밸브개방단계 이후 물분기라인 및 세척용공기분기라인 상의 일방향체크밸브를 통해 세척용 물이 세척용공기와 함께 분사되면서 잔존하는 환원제를 제거하는 제2일방향체크밸브개방단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탈질시스템의 환원제 공급방법.
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