KR102206962B1 - Method for adjusting combustion of coke oven - Google Patents
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Abstract
코크스 오븐 연소 조정 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 코크스 오븐 연소 조정 방법은, 적열 코크스 온도 측정 단계, 적열 코크스의 평균온도 판단 단계, 관리온도 이탈 여부 판단 단계, 및 각 탄화실에 공급되는 공급 열량을 조절하는 공급 열량 조절 단계를 포함한다. Provides a coke oven combustion control method. The coke oven combustion control method according to the present invention includes a red heat coke temperature measurement step, a red heat coke average temperature determination step, a control temperature deviation determination step, and a supply heat amount control step of adjusting the amount of heat supplied to each carbonization chamber. do.
Description
본 발명은 코크스 오븐 연소 조정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for adjusting the combustion of a coke oven.
코크스의 품질 편차를 줄이기 위한 노력은 전세계적으로 많은 연구가 이루어져 왔다. Efforts to reduce the quality deviation of coke have been studied worldwide.
코크스는 설정된 온도가 되면 건류가 완료되고, 이 후, 코크스의 균일한 건류를 위해 탄화실에서 목표 온도로 일정 시간, 이른바, 소킹 시간(Soaking Time) 동안 유지시킨다. When the coke reaches the set temperature, the curing is completed, and after that, the carbonization chamber is kept at the target temperature for a certain period of time, so-called soaking time, for uniform drying of the coke.
이 시간 동안 코크스는 연소실로부터 지속적으로 열을 공급받고, 코크스 자체적으로도 발열이 발생하여 코크스의 온도는 약간 상승하게 된다. During this time, the coke is continuously supplied with heat from the combustion chamber, and the coke itself generates heat, so that the temperature of the coke rises slightly.
따라서, 코크스의 온도는 설정된 관리온도로 관리되고 있는데, 코크스의 온도가 관리온도를 크게 이탈할 경우 코크스 품질 하락이 발생된다.Accordingly, the temperature of coke is managed at a set management temperature, and when the temperature of coke greatly deviates from the management temperature, a decrease in coke quality occurs.
즉, 코크스의 온도가 관리온도보다 낮을 경우에는 미건류에 의한 품질 하락이 발생되며, 코크스의 온도가 관리온도보다 온도가 높을 경우에는 과건류에 의한 품질 하락이 발생된다. That is, when the temperature of coke is lower than the control temperature, quality deterioration occurs due to undried, and when the temperature of coke is higher than the control temperature, quality decrease due to over-drying occurs.
미건류와 과건류가 발생되면, 압출 저항이 높아지게 되어 탄화실 벽에 손상이 가해지고, 심할 경우에는 탄화실의 압출 막힘이 발생되어 작업자가 개입하여 탄화실 내부의 코크스를 제거해야 한다. When undried or over-dried flow occurs, the extrusion resistance increases, causing damage to the carbonization chamber wall, and in severe cases, extrusion clogging of the carbonization chamber occurs, and an operator must intervene to remove coke inside the carbonization chamber.
이에 따라, 탄화실 벽의 손상, 탄화실의 내부 온도 하락에 의한 추가 열량의 보상, 및 조업 스케줄 변화에 따른 기회 비용이 발생된다. Accordingly, damage to the wall of the carbonization chamber, compensation of additional heat due to a decrease in the temperature inside the carbonization chamber, and opportunity cost according to a change in operation schedule are incurred.
따라서, 적열 코크스 온도 관리 기준이 필요하며, 적어도 미건류와 과건류에 의한 압출 막힘 방지에 대한 해결 방안이 필요하다. Accordingly, a red coke temperature management standard is required, and at least a solution for preventing clogging of extrusion due to undried and over-dried products is required.
코크스 품질이 하락될 경우에는, 코크스 물류 트래킹 시스템(tracking system)이 정립되지 않아 배터리(Battery) 단위 열량 조절로 기회 비용이 발생된다.If the quality of coke is deteriorated, the coke distribution tracking system is not established, and the opportunity cost is incurred by adjusting the amount of heat per battery.
또한, 연소실 온도 측정으로 관리온도 이탈 개소 확인이 어려워 신속한 대응이 현실적으로 힘든 실정이다. In addition, it is difficult to confirm a point deviating from the management temperature by measuring the combustion chamber temperature, making it difficult to respond quickly.
연소실 온도는 작업자가 일일이 수십개의 연도(Flue) 온도를 측정함으로써 관리온도를 측정하며, 온도 구배(temperature gradient)를 확인하여 직접 열량 조절하고 있다. The combustion chamber temperature is controlled by the operator by measuring dozens of flue temperatures, and the heat quantity is directly controlled by checking the temperature gradient.
즉, 코크스의 품질은 코크스의 온도와 직접적인 관련성이 있기 때문에 코크스 온도를 측정하는 방법이 가장 이상적이나, 그 실현 방법이 까다롭고 비효율적인 문제점이 있다. That is, since the quality of coke is directly related to the temperature of coke, the method of measuring the coke temperature is the most ideal, but there is a problem that the realization method is difficult and inefficient.
블랙 박스(Black Box)의 탄화실 온도 분포를 가장 잘 대변해주는 온도가 압출 시 측정된 적열 코크스의 온도이다. The temperature that best represents the temperature distribution of the carbonization chamber of the Black Box is the temperature of the red coke measured during extrusion.
그러나, 종래에는 적열 코크스의 온도는 측정 자체로의 의미만 있을 뿐 이를 연소조정에 참고자료로 활용하는 사례는 거의 없다. However, conventionally, the temperature of red coke has only meaning as a measurement itself, but there are few cases of using it as a reference material for combustion control.
즉, 적열 코크스의 온도로부터 탄화실 온도분포 예측용으로의 사용은 되지 않는 것이 현실이다. 탄화실의 온도분포를 가시화하는 방법이 있다면 각 개소별 공급유량 조절로 코크스의 온도를 관리할 수 있는 장점이 있다.In other words, it is a reality that it cannot be used for predicting the temperature distribution of the carbonization chamber from the temperature of the red coke. If there is a method to visualize the temperature distribution of the carbonization chamber, there is an advantage that the temperature of coke can be managed by adjusting the supply flow rate at each point.
적열 코크스의 온도는 연소실의 온도를 간접적으로 대변하고 있으며, 두 온도의 상관관계로부터 연소실 온도를 예측할 수 있고, 연소실 상태를 파악할 수 있는 장점이 있어 현 상태에서의 연소조정 방법보다 효율적일 것으로 판단된다. The temperature of the red coke indirectly represents the temperature of the combustion chamber, and the combustion chamber temperature can be predicted from the correlation between the two temperatures and the combustion chamber state can be grasped, so it is considered to be more efficient than the combustion control method in the current state.
즉, 연소실 온도는 푸셔 사이드(Pusher Side)부터 코크스 사이드(Coke Side)까지의 각 연도별 온도를 측정하게 되며, 적열 코크스의 온도 역시 압출 시 푸셔 사이드부터 코크스 사이드까지 연속적으로 측정하며, 적어도 1회/일 데이터를 얻을 수 있는 장점이 있다. That is, the combustion chamber temperature is measured for each year from the pusher side to the coke side, and the temperature of the red coke is also continuously measured from the pusher side to the coke side during extrusion, at least once. There is an advantage of getting /day data.
코크스 오븐은 건류 완료 후 용이한 압출을 위해 코크스 사이드가 푸셔 사이드보다 탄화실 폭이 넓다. The coke oven has a wider carbonization chamber than the pusher side for easy extrusion after completion of drying.
따라서, 전체적으로 코크스의 건류를 균일하게 하기 위하여 코크스 사이드의 온도가 푸셔 사이드의 온도보다 높게 관리되어야 한다. Therefore, the temperature of the coke side must be managed higher than that of the pusher side in order to uniformly dry the coke as a whole.
이러한 온도 분포를 확인하기 위해서 수시로 온도 측정을 해야 상기와 같은 이유로 인하여 신속한 대응이 곤란하다는 문제점이 있었다. In order to check the temperature distribution, there is a problem in that it is difficult to quickly respond due to the above-described reasons when the temperature is frequently measured.
본 발명은 압출시 측정되는 적열 코크스의 온도로부터 탄화실 및 연소실의 온도 분포를 가시화하여 불량 개소의 공급 열량을 조절할 수 있는 코크스 오븐 연소 조정 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a method for controlling combustion of a coke oven capable of controlling the amount of heat supplied to a defective location by visualizing the temperature distribution of the carbonization chamber and the combustion chamber from the temperature of red coke measured during extrusion.
또한, 본 발명은 코크스의 품질을 예측할 수 있고, 불량 개소에 대한 신속 대응이 가능하여 코크스 품질 편차를 저감하는데 효율적으로 사용할 수 있는 코크스 오븐 연소 조정 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a coke oven combustion control method that can predict the quality of coke and can quickly respond to defective areas and thus can be effectively used to reduce coke quality deviation.
또한, 본 발명은 건류 완료 후 압출 시 측정되는 적열 코크스의 온도를 활용하여 과건류와 미건류를 판단하여 압출 저항 감소 및 압출 막힘을 방지하고, 연소조정을 통해 코크스 품질 편차를 저감시킬 수 있는 코크스 오븐 연소 조정 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention uses the temperature of the red-heated coke measured during extrusion after the completion of the drying to determine the over-dried and un-dried products to reduce extrusion resistance and prevent extrusion clogging, and reduce coke quality deviation through combustion adjustment. It is intended to provide a method of adjusting oven combustion.
또한, 본 발명은 코크스의 관리온도를 초과 또는 부족한 탄화실에 대하여 연소조정으로 최적의 연소상태를 구현하여, 코크스 품질에 영향을 미치지 않는 범위에서 소비열량을 최소화 할 수 있는 코크스 오븐 연소 조정 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention provides a coke oven combustion control method capable of minimizing the amount of heat consumed within a range that does not affect coke quality by implementing an optimal combustion state by adjusting combustion for a carbonization chamber that exceeds or lacks the management temperature of coke. I want to provide.
본 발명의 일 구현예에 따른 코크스 오븐 연소 조정 방법은, 적열 코크스 온도 측정 장치를 이용하여 복수개의 탄화실 내의 복수의 높이 지점에서 적열 코크스의 온도를 측정하는 적열 코크스 온도 측정 단계를 포함할 수 있다. The coke oven combustion control method according to an embodiment of the present invention may include measuring the temperature of the red coke at a plurality of height points in the plurality of carbonization chambers using a red coke temperature measuring device. .
코크스 오븐 연소 조정 방법은, 적열 코크스 온도 측정 단계에서 측정된 각 탄화실의 복수 높이 지점의 측정된 적열 코크스 온도로부터 각 탄화실의 적열 코크스의 평균온도를 판단하는 평균온도 판단 단계를 포함할 수 있다. The coke oven combustion adjustment method may include an average temperature determination step of determining the average temperature of the red coke in each carbonization chamber from the measured red coke temperature at a plurality of height points of each carbonization chamber measured in the red coke temperature measurement step. .
코크스 오븐 연소 조정 방법은, 평균온도 판단 단계에서 판단된 적열 코크스의 평균온도가 각 탄화실 내 건류 완료되어 관리되는 코크스 관리온도와 비교하여 관리온도의 이탈 여부를 판단하는 관리온도 이탈 여부 판단 단계를 포함할 수 있다. In the coke oven combustion adjustment method, the average temperature of red-hot coke determined in the average temperature determination step is compared with the coke management temperature managed by the completion of carbonization in each carbonization chamber to determine whether the management temperature deviates from the management temperature. Can include.
또한, 코크스 오븐 연소 조정 방법은, 관리온도 이탈 여부 판단 단계에서 적열 코크스의 평균온도가 코크스 관리온도를 이탈하는 경우, 이탈되는 온도에 따라 각 탄화실에 공급되는 공급 열량을 조절하는 공급 열량 조절 단계를 포함할 수 있다. In addition, the coke oven combustion adjustment method includes a step of adjusting the amount of heat supplied to each carbonization chamber according to the temperature at which the average temperature of the red coke deviates from the coke management temperature in the step of determining whether to deviate from the management temperature. It may include.
적열 코크스 온도 측정 단계에서 측정된 각 탄화실의 적열 코크스의 온도 구배로부터 각 연소실의 온도가 과잉 또는 부족으로 공급되는 여부를 판단하는 연소실 온도 판단 단계를 포함할 수 있다. It may include a combustion chamber temperature determination step of determining whether the temperature of each combustion chamber is excessively or insufficiently supplied from the temperature gradient of the red thermal coke of each carbonization chamber measured in the red thermal coke temperature measurement step.
공급 열량 조절 단계를 행할 시, 탄화실의 온도 분포를 적열 코크스 온도 측정 장치로부터 수집한 데이터를 가시화하여 맵(Map)을 작성하는 맵 작성 단계를 포함할 수 있다. When performing the step of adjusting the amount of heat supplied, a map creation step of creating a map by visualizing data collected from the apparatus for measuring the temperature distribution of the carbonization chamber may be included.
평균온도 판단 단계는 적열 코크스 온도 측정 단계에서 탄화실 내의 복수의 높이 지점 중에서 중간 높이 지점에서 측정된 적열 코크스의 온도를 평균온도로 판단하는 것일 수 있다. The average temperature determination step may be to determine a temperature of the red heat coke measured at an intermediate height point among a plurality of height points in the carbonization chamber as an average temperature in the measurement of the red heat coke temperature.
평균온도 판단 단계는 적열 코크스 온도 측정 단계에서 탄화실 내의 복수의 높이 지점의 측정된 적열 코크스의 온도들로부터 평균온도를 산출하여 이 온도를 평균온도로 판단하는 것일 수 있다. The average temperature determination step may be to determine the average temperature by calculating the average temperature from the measured temperatures of the red coke at a plurality of height points in the carbonization chamber in the measurement of the red heat coke temperature.
적열 코크스 온도 측정 단계에서 온도 측정은, 탄화실 내의 적열 코크스를 촬영하는 열화상 카메라에 의하여 측정되는 것일 수 있다. The temperature measurement in the red heat coke temperature measurement step may be measured by a thermal imaging camera that photographs red heat coke in the carbonization chamber.
공급 열량 조절 단계는 연소 가스 공급관의 유량 제어 밸브를 제어하여 각 연소실에 공급되는 가스 유량을 조절하여 이루어지는 것일 수 있다. The step of adjusting the amount of heat supplied may be performed by controlling the flow rate control valve of the combustion gas supply pipe to adjust the flow rate of gas supplied to each combustion chamber.
공급 열량 조절 단계는 각 연소실 하부에 설치된 노즐 플레이트에 형성된 복수개의 구멍의 개도율을 조절하여 연소실 하부의 복수개의 연도로 공급되는 공급 열량을 제어하여 이루어지는 것일 수 있다. The step of adjusting the amount of heat supplied may be performed by controlling the amount of heat supplied to the plurality of flues under the combustion chamber by adjusting the opening rate of the plurality of holes formed in the nozzle plate installed in the lower part of each combustion chamber.
열화상 카메라는 복수개 구비되어 탄화실에 구비된 코크스 가이드의 복수개의 홀을 통해 탄화실 내의 복수의 높이 지점에서 적열 코크스를 각각 촬영하는 것일 수 있다. A plurality of thermal imaging cameras may be provided to photograph red coke at a plurality of height points in the carbonization chamber through a plurality of holes of a coke guide provided in the carbonization chamber.
상기 코크스 관리온도는 970℃ 내지 1050℃의 범위로 설정되는 것일 수 있다. The coke management temperature may be set in the range of 970°C to 1050°C.
본 발명의 구현예에 따르면, 적열 코크스의 온도 측정으로 탄화실 내부 온도 분포를 예측할 수 있으며, 온도의 과잉/부족 개소에 대한 공급 열량 조절로 코크스 온도를 제어 가능하여, 코크스 온도 편차를 저감할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the temperature distribution inside the carbonization chamber can be predicted by measuring the temperature of the red coke, and the coke temperature can be controlled by adjusting the amount of heat supplied to the excess/short of temperature, thereby reducing the coke temperature deviation. have.
또한, 코크스 온도 프로파일(profile)을 통하여 연소실 불량 개소에 대한 연소 조정 개소의 정상화에 사용될 수 있다. In addition, it can be used to normalize combustion control points for defective combustion chamber locations through a coke temperature profile.
건류 완료 후 압출 시 측정되는 적열 코크스의 온도를 활용하여 과건류와 미건류를 판단하여 압출 저항 감소 및 압출 막힘을 방지하고, 연소조정을 통해 코크스 품질 편차를 저감시킬 수 있다.It is possible to reduce extrusion resistance and prevent clogging of extrusion by using the temperature of red coke measured during extrusion after completion of drying to determine over-dried and non-dried products, and reduce coke quality deviation through combustion adjustment.
또한, 코크스의 관리온도를 초과 또는 부족한 탄화실에 대하여 연소조정으로 최적의 연소상태를 구현하여, 코크스 품질에 영향을 미치지 않는 범위에서 소비열량을 최소화 할 수 있다. In addition, it is possible to minimize the amount of heat consumed within a range that does not affect the quality of coke by implementing an optimal combustion state by adjusting combustion for a carbonization chamber that exceeds or lacks the management temperature of coke.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 연소 조정 방법의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 연소 조정 방법에 사용되는 코크스 오븐 연소 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 적열 코크스 온도 활용 기준 선정을 위한 날짜와 온도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는 해당 탄화실의 연소실 온도와 적열 코크스 온도 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 연소실 온도와 적열 코크스 온도 변화 상관관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 열량 과잉 공급개소의 정상화 사례를 연소실 온도와 코크스 온도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 7은 열량 부족 공급개소의 정상화 사례를 연소실 온도와 코크스 온도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 8은 연소실 온도로부터 온도 불량 개소의 확인 예를 연소실 온도와 코크스 온도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 9는 불량 연소실 연소조정에 의한 적열 코크스 온도 정상화의 예를 연소실 온도와 코크스 온도와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 10은 적열 코크스 온도로부터 탄화실 온도 분포를 가시화한 맵(map)이다.
도 11은 탄화실 최종 건류 온도 변화에 따른 코크스 냉간 강도와 코크스 평균 크기의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 12는 최종 건류 온도 변화에 따른 코크스 중심부의 온도와 코크스 평균 크기의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 13은 최종 건류 온도 변화에 따른 코크스 냉간강도와 코크스 중심부의 온도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 14는 최종 건류 온도 변화에 따른 적열 코크스 온도 변화를 나타낸 그래프이다. 1 is a schematic configuration diagram of a coke oven combustion control method according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic configuration diagram of a coke oven combustion system used in a coke oven combustion control method according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the relationship between the date and temperature for selection of a criterion for using red coke temperature.
4 is a graph showing the relationship between the combustion chamber temperature and the red coke temperature of the carbonization chamber.
5 is a graph showing a correlation between a combustion chamber temperature and a red heat coke temperature change.
6 is a graph showing the relationship between the combustion chamber temperature and the coke temperature in a normalization case of an excess heat supply point.
7 is a graph showing a relationship between a combustion chamber temperature and a coke temperature in a normalization case of a supply point with insufficient heat quantity.
Fig. 8 is a graph showing a relationship between a combustion chamber temperature and a coke temperature as an example of confirming a defective point from the combustion chamber temperature.
9 is a graph showing the relationship between the combustion chamber temperature and the coke temperature as an example of normalization of the red-heat coke temperature by combustion adjustment of a defective combustion chamber.
10 is a map visualizing the temperature distribution of the carbonization chamber from the red coke temperature.
11 is a graph showing the relationship between coke cold strength and average coke size according to a change in final carbonization temperature in a carbonization chamber.
12 is a graph showing the relationship between the temperature of the center of coke and the average size of coke according to the change in the final drying temperature.
13 is a graph showing the relationship between the cold strength of coke and the temperature of the central portion of the coke according to the change in the final drying temperature.
14 is a graph showing a change in the temperature of red coke according to a change in the final carbonization temperature.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. As those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can be easily understood, the embodiments to be described later may be modified in various forms without departing from the concept and scope of the present invention. As far as possible, the same or similar parts are indicated using the same reference numerals in the drawings.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는" 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used below is only for referring to specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. Singular forms as used herein also include plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. The meaning of "comprising" as used in the specification specifies a particular characteristic, region, integer, step, action, element and/or component, and other specific characteristic, region, integer, step, action, element, component and/or group It does not exclude the existence or addition of
이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical and scientific terms used below have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. The terms defined in the dictionary are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed content, and are not interpreted in an ideal or very formal meaning unless defined.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 연소 조정 방법의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 연소 조정 방법에 사용되는 코크스 오븐 연소 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a coke oven combustion control method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration of a coke oven combustion system used in a coke oven combustion control method according to an embodiment of the present invention Is also.
도 1 및 도 2를 참고하면, 코크스 오븐 연소 조정 방법은, 적열 코크스 온도 측정 장치(100)에 의하여 복수개의 탄화실(10) 내 복수의 높이 지점의 적열 코크스(11)의 온도를 측정하는 적열 코크스 온도 측정 단계(S10)를 포함할 수 있다. 1 and 2, the coke oven combustion adjustment method is a red heat measuring the temperature of the
코크스 오븐 연소 조정 방법은, 적열 코크스 온도 측정 단계(S10)에서 측정된 각 탄화실(10)의 복수 높이 지점의 측정된 적열 코크스 온도로부터 각 탄화실(10)의 적열 코크스의 평균온도를 판단하는 평균온도 판단 단계(S11)를 포함할 수 있다. The coke oven combustion adjustment method is to determine the average temperature of the red coke in each
코크스 오븐 연소 조정 방법은, 평균온도 판단 단계(S11)에서 판단된 적열 코크스의 평균온도를, 각 탄화실(10) 내에서 건류 완료되어 관리되는 코크스 관리온도와 비교하여 관리온도의 이탈 여부를 판단하는 관리온도 이탈 여부 판단 단계(S20)를 포함할 수 있다. The coke oven combustion adjustment method compares the average temperature of the red-heated coke determined in the average temperature determination step (S11) with the coke management temperature managed by carbonization in each
코크스 오븐 연소 조정 방법은, 관리온도 이탈 여부 판단 단계(S20)에서 적열 코크스(11)의 평균온도가 코크스 관리온도를 이탈하는 경우, 이탈되는 온도에 따라 각 탄화실(10)에 공급되는 공급 열량을 조절하는 공급 열량 조절 단계(S30)를 포함할 수 있다. In the coke oven combustion adjustment method, when the average temperature of the
또한, 적열 코크스 온도 측정 단계(S10)에서 측정된 각 탄화실(10)의 적열 코크스의 온도 구배(temperature gradient)로부터 각 연소실(20)의 온도가 과잉 또는 부족으로 공급되는 여부를 판단하는 연소실 온도 판단 단계(S40)를 포함할 수 있다. In addition, the combustion chamber temperature to determine whether the temperature of each
여기서, 온도 구배라 함은 푸셔 사이드와 코크스 사이드의 온도 기울기를 가리킨다. Here, the temperature gradient refers to the temperature gradient between the pusher side and the coke side.
공급 열량 조절 단계(S30)를 행할 시, 탄화실(10)의 온도 분포를 적열 코크스 온도 측정 장치(100)로부터 수집한 데이터를 가시화하여 맵(Map)을 작성하는 맵 작성 단계(S50)를 포함할 수 있다. When performing the supply calorie control step (S30), the temperature distribution of the
평균온도 판단 단계(S11)는 적열 코크스 온도 측정 단계(S10)에서 탄화실(10) 내의 복수의 높이 지점 중에서 중간 높이 지점에서 측정된 적열 코크스의 온도를 평균온도로 판단할 수 있다. The average temperature determination step S11 may determine the temperature of the red coke measured at an intermediate height point among a plurality of height points in the
또한, 평균온도 판단 단계(S11)는 적열 코크스 온도 측정 단계(S10)에서 탄화실(10) 내의 복수의 높이 지점의 측정된 적열 코크스의 온도들로부터 각 탄화실 내의 적열 코크스의 평균온도를 산출하여 이 온도를 평균온도로 판단할 수 있다. In addition, the average temperature determination step (S11) calculates the average temperature of the red coke in each carbonization chamber from the measured temperatures of the red coke at a plurality of height points in the
적열 코크스 온도 측정 장치(100)는 탄화실(10)에 구비된 코크스 가이드(110)의 복수개의 홈을 통해 탄화실(10) 내의 적열 코크스(11)를 촬영하는 복수개의 열화상 카메라 등으로 이루어질 수 있다. The
코크스 가이드(110)는 적열 코크스(11)의 압출 시 탄화실에서 적열 코크스(11)의 이탈을 방지하기 위한 것이다. The
특히, 탄화실(10)의 상부, 중부, 및 하부의 3개 지점의 적열 코크스의 온도를 측정하는 경우에, 코크스 가이드(110)에는 그 상부로부터 하부로 탄화실(10)의 상부, 중부, 및 하부 지점의 촬영을 위한 상부 홀(111), 중부 홀(112), 하부 홀(113)이 배치될 수 있다. In particular, in the case of measuring the temperature of the red coke at three points of the upper, middle, and lower portions of the
여기서, 탄화실(10)의 상부, 중부, 및 하부 지점의 기준은 하기에서 설명한다. Here, the criteria of the upper, middle, and lower points of the
상부 홀(111)에는 상부 홀(111)을 통하여 탄화실(10) 상부의 적열 코크스를 촬영하기 위한 상부 열화상 카메라(101)가 배치될 수 있다. In the
중부 홀(112)에는 중부 홀(112)을 통하여 탄화실(10) 중부의 적열 코크스를 촬영하기 위한 중부 열화상 카메라(102)가 배치될 수 있다. A central
하부 홀(113)에는 하부 홀(113)을 통하여 탄화실(10) 하부의 적열 코크스를 촬영하기 위한 하부 열화상 카메라(103)가 배치될 수 있다. In the
공급 열량 조절 단계(S30)는 각 연소실(20)에 연결된 연소 가스 공급관(30)의 유량 제어 밸브(31)를 제어하여 각 연소실(20)에 공급되는 가스 유량을 조절하여 이루어질 수 있다. The supply heat amount control step S30 may be performed by controlling the flow
또한, 공급 열량 조절 단계(S30)는 각 연소실(20) 하부에 설치된 노즐 플레이트(21)에 복수개로 형성된 구멍의 개도율을 조절하여 연소실 하부의 복수개의 연도(flue)(23)로 공급되는 공급 열량을 제어하여 이루어질 수 있다. In addition, the supply of heat quantity control step (S30) is supplied to a plurality of
한 개의 코크스 오븐에는 수개의 연소실(20)이 구비되어 있으며, 각 연소실(20)에는 연소 가스 이동 통로인 연도(23)가 복수개 구비되어 있으며, 연도(23)는 노즐 플레이트(21)의 개도율을 조절하여 공급 열량을 제어할 수 있다. One coke oven is equipped with
따라서, 노즐 플레이트(21)의 개도율 조절로 연소실(20) 내의 온도 구배를 제어할 수 있다. Accordingly, the temperature gradient in the
맵 작성 단계(S50)는 적열 코크스 온도 측정 장치(100)에서 측정된 각 탄화실(10)의 적열 코크스(11)의 온도로부터 탄화실(10)의 온도분포를 예측하고, 연소조정으로 정상화하는 기본 데이터로 활용할 수 있도록 탄화실 온도분포를 가시화한다.The map creation step (S50) predicts the temperature distribution of the
이하에서, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 연소 조정 방법의 과정에 대해서 설명한다.Hereinafter, a process of a method for adjusting combustion of a coke oven according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
먼저, 적열 코크스 온도 측정 장치(100)에 의하여 복수개의 탄화실(10) 내 복수의 높이 지점의 적열 코크스(11)의 온도를 측정한다(S10). First, the temperature of the
즉, 탄화실(10)에 구비된 코크스 가이드(110)의 복수개의 홀(111, 112, 113)을 통해 탄화실(10) 내의 적열 코크스(11)를 촬영하는 복수개의 열화상 카메라(101, 102, 103)로 적열 코크스(11)의 온도를 측정한다. That is, a plurality of
여기에서는, 모든 탄화실(10)의 건류 완료 후 압출 시 코크스의 복수개의 지점 중에서 상부, 중부, 하부의 3개 지점의 온도를 실시간으로 측정하는 경우를 예로 들어 설명한다. Here, the case of measuring the temperature of the upper, the middle, and the lower three points among a plurality of points of coke during extrusion after completion of carbonization of all
즉, 상부 열화상 카메라(101), 중부 열화상 카메라(102), 및 하부 열화상 카메라(103)가 코크스 가이드(110)의 상부 홀(111), 중부 홀(112), 및 하부 홀(113)을 통하여 탄화실(10)의 상부, 중부, 하부 지점의 적열 코크스를 각각 촬영한다. That is, the upper
측정 지점의 개수가 3개 이상 또는 3개 이하인 경우에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다. It goes without saying that the same can be applied even when the number of measurement points is 3 or more or 3 or less.
여기서, 탄화실(10)의 상부, 중부, 하부 지점의 기준은 다음과 같다. Here, the criteria for the upper, middle, and lower points of the
탄화실(10)의 상부는 코크스 상부 홀(111)이 형성된 제1 높이에 위치하고 있으며, 즉, 탄화실(10)을 기준으로 헤어 핀(Hair Pin)(22)의 높이에 해당되며, 탄화실(10)에 코크스를 정상적으로 장입했을 경우 코크스 레벨(coke level)이 되는 위치이다. The upper portion of the
탄화실(10) 중부는 코크스 중부 홀(112)이 형성된 제2 높이에 위치하고 있으며, 즉, 탄화실(10)을 기준으로 멀티 홀(Multi hole) 높이에 해당되는데, 연소실의 2차 연소가 이루어지는 곳으로 Nox 생성에 많은 영향을 주는 레벨(level)이다. The central portion of the
또한, 탄화실(10) 하부는 코크스 하부 홀(113)이 형성된 제3 높이에 위치하고 있으며, 탄화실(10)을 기준으로 코크스 오븐 가스 버너(COG burner)의 높이에 해당되며, 연소실 불꽃 길이에 해당되는 곳이다. In addition, the lower portion of the
탄화실 하부는 연소실 내의 온도가 최고 온도가 되는 곳으로 연소실 온도와 가장 근접한 레벨(level)이다. The lower part of the carbonization chamber is a place where the temperature in the combustion chamber reaches the highest temperature and is the level closest to the combustion chamber temperature.
예컨대, 탄화실 중부와 탄화실 하부의 온도 차이는 크지 않고, 탄화실 상부 온도는 탄화실 중부 및 탄화실 하부보다 낮게 측정된다. For example, the temperature difference between the central portion of the carbonization chamber and the lower portion of the carbonization chamber is not large, and the upper temperature of the carbonization chamber is measured lower than that of the central portion of the carbonization chamber and the lower portion of the carbonization chamber.
코크스의 품질과 가장 상관성이 높은 온도는 탄화실 중부의 온도이고, 이 온도로부터 코크스 평균 온도를 측정하여 예측한다. The temperature most correlated with the quality of coke is the temperature in the center of the carbonization chamber, and is estimated by measuring the average coke temperature from this temperature.
또한, 탄화실 상부, 탄화실 중부 및 탄화실 하부의 평균 온도 분포는 탄화실 중부의 온도 분포와 거의 유사함을 실측온도 분석으로부터 도 3에 상관관계를 도출하였다.In addition, the correlation in FIG. 3 was derived from the actual temperature analysis that the average temperature distribution of the upper carbonization chamber, the central part of the carbonization chamber, and the lower part of the carbonization chamber are almost similar to the temperature distribution of the central part of the carbonization chamber.
즉, 적열 코크스 온도 측정 단계(S10)에서 측정된 각 탄화실(10)의 복수 높이 지점 중 탄화실(10) 중부에서 측정된 적열 코크스 온도를 탄화실(10)의 적열 코크스의 평균온도로 판단한다(S11). That is, the red coke temperature measured in the central part of the
그리고, 평균온도 판단 단계(S11)에서 판단된 적열 코크스의 평균온도가 각 탄화실(10) 내 건류 완료되어 관리되는 코크스 관리온도와 비교하여 관리온도의 이탈 여부를 판단한다(S20). In addition, the average temperature of the red-hot coke determined in the average temperature determination step (S11) is compared with the coke management temperature managed by the completion of carbonization in each
코크스 관리온도는 최적의 연소와 코크스 품질에 영향을 미치지 않으면서 소비열량을 최소화 할 수 있도록 970℃ 내지 1050℃의 범위로 설정될 수 있다. 더욱이, 970℃ 내지 1000℃의 범위로 설정되는 것이 좋다. The coke management temperature may be set in the range of 970°C to 1050°C so as to minimize the amount of heat consumed without affecting optimal combustion and coke quality. Moreover, it is preferably set in the range of 970°C to 1000°C.
또한, 적열 코크스 온도 측정 단계(S10)에서 측정된 각 탄화실(10)의 적열 코크스의 온도 구배로부터 각 연소실(20)의 온도가 과잉 또는 부족으로 공급되는 여부를 판단한다(S40). In addition, it is determined whether the temperature of each
또한, 공급 열량 조절 단계(S30)를 행할 시, 탄화실(10)의 온도 분포를 적열 코크스 온도 측정 장치(100)로부터 수집한 데이터를 가시화하여 맵(Map)을 작성하는 맵 작성 단계(S50)를 포함할 수 있다. In addition, when performing the supply heat amount control step (S30), a map creation step (S50) of creating a map by visualizing the data collected from the red coke
관리온도 이탈 여부 판단 단계(S20)에서 적열 코크스(11)의 평균온도가 코크스 관리온도를 이탈하는 경우, 이탈되는 온도의 차이에 따라 각 탄화실(10)에 공급되는 공급 열량을 조절한다(S30). When the average temperature of the
즉, 적열 코크스(11)의 평균온도가 코크스 관리온도(예컨대, 950℃ 내지 1070℃)보다 낮을 경우에는, 적열 코크스(100)의 미건류로 판단하고 그 온도 차이에 해당하는 열량만큼 공급 열량을 증가시킨다. That is, if the average temperature of the
이와는 반대로, 적열 코크스(11)의 평균온도가 코크스 관리온도(예컨대, 970℃ 내지 1070℃)보다 높을 경우에는, 적열 코크스(100)의 과건류로 판단하고 그 온도 차이에 해당하는 열량만큼 공급 열량을 감소시킨다. On the contrary, if the average temperature of the
즉, 공급 열량 조절 단계(S30)는 각 연소실(20)에 연결된 연소 가스 공급관(30)의 유량 제어 밸브(31)를 제어하여 각 연소실(20)에 공급되는 가스 유량을 조절하여 이루어질 수 있다. That is, the supply heat amount control step S30 may be performed by controlling the flow
또한, 공급 열량 조절 단계(S30)는 각 연소실(20) 하부에 설치된 노즐 플레이트(21)에 복수개 형성된 구멍의 개도율을 조절하여 연소실 하부의 복수개의 연도(flue)(23)로 공급되는 공급 열량을 제어하여 이루어질 수 있다. In addition, in the step of adjusting the amount of heat supplied (S30), the amount of heat supplied to the plurality of
한 개의 코크스 오븐에는 수개의 연소실(20)이 구비되어 있으며, 각 연소실(20)에는 연소 가스 이동 통로인 연도(23)가 복수개 구비되어 있으며, 연도(23)는 노즐 플레이트(21)의 개도율을 조절하여 공급 열량을 제어할 수 있다. One coke oven is equipped with
따라서, 노즐 플레이트(21)의 개도율 조절로 연소실(20) 내의 온도 구배를 제어할 수 있다. Accordingly, the temperature gradient in the
맵 작성 단계(S50)에서 작성된 탄화실 온도분포를 가시화 맵으로부터, 각 탄화실(10)의 적열 코크스(11)의 온도로부터 탄화실(10)의 온도분포를 예측하고, 연소조정으로 정상화하는 기본 데이터로 활용할 수 있다.The basis for predicting the temperature distribution of the
도 3은 일별 탄화실 상부, 중부, 하부의 평균온도 경향을 날짜와 온도의 관계로 나타낸 그래프이다. 3 is a graph showing daily average temperature trends in the upper, middle, and lower carbonization chambers as a relationship between date and temperature.
즉, 일별 상부, 중부, 하부의 평균온도는 탄화실 중부의 온도와 거의 일치함을 알 수 있으며, 따라서, 적열 코크스의 탄화실 중부 온도는 탄화실의 온도로 대표될 수 있다는 것을 도출하였다. That is, it can be seen that the average temperature of the upper, middle, and lower portions per day almost coincides with the temperature of the central portion of the carbonization chamber, and therefore, it was derived that the temperature of the central portion of the carbonization chamber of the red coke can be represented by the temperature of the carbonization chamber.
또한, 압출시 연속적으로 측정되는 온도 분포도 연소실의 온도분포와 유사한 경향을 보임을 알 수 있다. In addition, it can be seen that the temperature distribution continuously measured during extrusion also shows a similar tendency to that of the combustion chamber.
도 4는 해당 탄화실의 적열 코크스 온도와 연소실 온도의 상관관계를 도출하여 연소실의 온도를 예측할 수 있었다. FIG. 4 shows the temperature of the combustion chamber by deriving a correlation between the red-hot coke temperature of the carbonization chamber and the combustion chamber temperature.
즉, 연소실 온도를 측정한 날과 적열 코크스 온도 측정 날을 일치시켜 해당 탄화실의 온도를 나타낸 것으로, 연소실의 온도가 100% 탄화실로 전달되지 않기 때문에 온도의 차이는 발생하지만 경향이 유사함을 확인하였다. That is, the temperature of the carbonization chamber is indicated by matching the temperature of the combustion chamber and the blade of measuring the red coke temperature. Because the temperature of the combustion chamber is not transferred to the
연소실 온도와 적열 코크스 온도의 상관관계로부터 온도 차이를 정량화하여 연소실 온도를 예측 가능함을 알 수 있었다. It was found that the combustion chamber temperature can be predicted by quantifying the temperature difference from the correlation between the combustion chamber temperature and the red coke temperature.
연소실 열내 온도는 적열 코크스의 온도보다 약 150℃ 정도 높은 것을 알 수 있으며, 양 끝단을 제외하고 각 연도(flue)의 연소조정에 대해서는 온도 상관관계가 높다. It can be seen that the temperature in the heat of the combustion chamber is about 150℃ higher than the temperature of the red coke, and the temperature correlation is high for the combustion control of each flue except for both ends.
적열 코크스 온도로부터 연소실 온도 예측시 배터리(Battery)별 열전달 정도가 다르기 때문에, 일별 온도 경향으로부터 정량화 하였으며, 도 5에 나타내었다.When predicting the combustion chamber temperature from the red coke temperature, since the degree of heat transfer for each battery was different, it was quantified from the daily temperature trend, and is shown in FIG. 5.
도 5는 연소실 온도와 적열 코크스 온도의 상관관계를 나타낸 그래프로, 연소실 온도 변화에 따라 코크스 온도 변화를 측정한 것이다. 5 is a graph showing the correlation between the combustion chamber temperature and the red heat coke temperature, and measures the change in coke temperature according to the change in the combustion chamber temperature.
연소실의 온도(Flue Temp.)는 A/B Battery에 따라 큰 차이가 없음을 확인할 수 있으나, 적열 코크스 온도(Coke Temp.)는 A/B Battery에 따라 차이가 발생함을 알 수 있었다. It can be seen that the temperature of the combustion chamber (Flue Temp.) does not differ greatly depending on the A/B battery, but it was found that the red heat coke temperature (Coke Temp.) differs according to the A/B battery.
이는 적열 코크스 온도 보정을 통하여 해결 가능하다. 또한, 연소실 온도 변화에 따른 적열 코크스 온도 변화 또한 확인할 수 있으며, 1A/1B의 경우 연소실 온도 1℃ 변화 시 적열 코크스 온도는 1.8℃ 변화하는 관계가 도출되었다. This can be solved by correcting the red coke temperature. In addition, it is possible to check the change of the red coke temperature according to the change of the combustion chamber temperature, and in the case of 1A/1B, a relationship in which the red coke temperature changes by 1.8°C when the combustion chamber temperature changes by 1°C was derived.
따라서, 연소실 전체의 열량 공급 조절 시 온도 변화율을 참고하여 활용해야 한다. 예를 들어, 적열 코크스 온도를 10℃ 정도 하향화가 필요할 경우에는 연소실의 온도는 약 5℃ 정도로 낮추도록 열량 공급을 조절해야 한다.Therefore, when controlling the supply of heat to the entire combustion chamber, the temperature change rate should be referred to and utilized. For example, when it is necessary to lower the temperature of red coke by about 10°C, the heat supply must be adjusted so that the temperature of the combustion chamber is reduced to about 5°C.
도 6은 관리온도 이탈 개소에 대한 열량 조절을 한 사례의 연소실 온도와 코크스 온도의 관계를 나타낸 그래프이다. 6 is a graph showing the relationship between the combustion chamber temperature and the coke temperature in a case in which the amount of heat is adjusted for a point deviating from the management temperature.
열량이 과잉(점선, Before)으로 공급된 경우에는, 열량 과잉 개소에 대한 공급 열량 조절로 코크스 온도 정상화(실선, After)한 것으로, 관리온도가 1050±20℃를 40℃ 이상 과잉 열량 공급된 탄화실에 대해 공급 열량을 조절하여 정상화한 사례이다. When the amount of heat is supplied in excess (dotted line, before), the coke temperature is normalized (solid line, after) by adjusting the amount of heat supplied to the place where the amount of heat is excessive. This is an example of normalization by adjusting the amount of heat supplied to the yarn.
도 7은 열량 부족 공급개소의 정상화 사례를 연소실 온도와 코크스 온도의 관계를 나타낸 그래프이다. 7 is a graph showing a relationship between a combustion chamber temperature and a coke temperature in a normalization case of a supply point with insufficient heat quantity.
열량이 부족(점선, Before)으로 공급된 경우에는, 열량 부족 개소에 대한 공급 열량 조절로 온도를 정상화(실선, After)한 것으로, 관리온도보다 40℃ 이상 열량 부족 공급된 탄화실에 대해 공급 열량을 조절하여 정상화한 사례이다. In the case of insufficient heat (dotted line, before), the temperature is normalized (solid line, After) by adjusting the amount of heat supplied to the point where the amount of heat is insufficient, and the amount of heat supplied to the supplied carbonization chamber is 40℃ or more insufficient than the management temperature. This is an example of normalization by controlling
관리온도를 40℃ 이상 이탈한 탄화실이 약 8.3% 정도이고, 30℃ 이상 이탈한 탄화실이 약 15.2% 정도로, 전체적으로 관리온도를 이탈한 탄화실이 23.5%이다. About 8.3% of the carbonization chambers deviated from the management temperature by 40℃ or higher, and about 15.2% were the carbonization chambers deviated from 30℃ or more.
이와 같이, 과잉 공급 열량 개소가 부족 공급열량 개소보다 많아 소비열량 저감에 기여할 것으로 판단된다. In this way, it is judged that the excess heat quantity points are larger than the insufficient heat quantity points, which contributes to the reduction of the heat consumption.
도 8은 연소실 온도와 적열 코크스 온도를 비교함으로써, 불량 연소실을 선정하는데 사용하기 위한 그래프이다. 8 is a graph for use in selecting a defective combustion chamber by comparing the combustion chamber temperature and the red coke temperature.
현재는 1회/월 열내 온도 측정으로 불량 연소실을 확인 및 연소조정을 하여 정상화하고 있기 때문에 불량 연소실에 대한 파악에 많은 시간이 소요되고, 조업에 부담이 발생한다. Currently, since the defective combustion chamber is normalized by checking and adjusting combustion by measuring the temperature in heat once/month, it takes a lot of time to identify the defective combustion chamber, and a burden is generated on the operation.
그러나, 적열 코크스 온도를 활용하면, 불량 연소실을 쉽게 파악할 수 있을 뿐만 아니라 불량 지점에 대한 파악도 용이하여 보수하는데 빠른 대응이 가능하다. However, if the red coke temperature is used, not only can the defective combustion chamber be easily identified, but also the defective point can be easily identified, thereby enabling a quick response to repair.
도 8에서 확인할 수 있는 바와 같이, 두 온도의 하락 개소가 일정한 패턴을 보임을 알 수 있으며, 이 결과를 연소실 보수 위치 선정하는데 사용될 수 있다. As can be seen in FIG. 8, it can be seen that the two temperature drop points show a constant pattern, and this result can be used to select the combustion chamber maintenance location.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 예컨대, 해당 연소실의 26번 연도(Flue)의 온도가 하락하여 적열 코스스 온도가 하락함이 확인되면, 26번 연도(Flue)의 온도 하락 원인을 파악할 수 있고, 보수를 통하여 정상화할 수 있다. That is, as shown in FIG. 8, for example, if it is confirmed that the temperature of the
또한, 정상화된 온도는 적열 코크스 온도로 확인이 가능하다. In addition, the normalized temperature can be checked with the red coke temperature.
도 9는 연소실 불량 개소에 대한 연소조정으로 적열 코크스 온도를 정상화한 사례이다. 9 is a case in which the red coke temperature is normalized by combustion adjustment for defective locations in the combustion chamber.
연소실 상태가 불량할 경우에는 많은 시간을 소요하여 정상화를 해야 하나, 시간이 많이 소요된다. If the combustion chamber is poor, it takes a lot of time to normalize, but it takes a lot of time.
이 때문에, 노즐 플레이트(Nozzle Plate) 형성된 구멍의 개도율 조절로 연소실 개소별 공급 열량을 조절하여 임시적으로 적열 코크스 온도를 정상화할 수 있다. For this reason, it is possible to temporarily normalize the red coke temperature by adjusting the amount of heat supplied for each combustion chamber by adjusting the opening rate of the hole in which the nozzle plate is formed.
또한, 임시 열량 조절을 오래 유지할 경우에는 고온에 의해 연와의 손상이 발생하기 때문에 빠른 연소실 보수에 의한 정상화가 필요하다.In addition, if the temporary heat amount control is maintained for a long time, the combustion chamber is damaged by high temperature, so it is necessary to normalize the combustion chamber quickly.
도 10은 탄화실 온도 분포를 가시화한 맵으로, 매회 압출시 측정되는 적열 코크스 온도로 탄화실 온도 분포를 예측할 수 있으며, 연소조정으로 정상화하는데 기본 데이터로 활용이 가능하다. FIG. 10 is a map visualizing the temperature distribution of the carbonization chamber, and the temperature distribution of the carbonization chamber can be predicted with the red coke temperature measured during each extrusion, and can be used as basic data for normalization by combustion control.
붉은색으로 표시된 부분은 과잉으로 열량이 공급되는 개소를 표시하고, 파란색으로 표시된 부분은 부족하게 열량이 공급되는 개소를 표시한다. The part marked in red indicates the location where the amount of heat is supplied excessively, and the part marked in blue indicates the part where the amount of heat is insufficiently supplied.
또한, 색의 채도에 따라 그 정도를 쉽게 파악할 수 있을 뿐만 아니라 숫자로도 표현이 되기 때문에 해당 개소에 대하여 열량 조절을 하면 된다. In addition, not only can the degree of color saturation be easily grasped according to the color saturation, but it is also expressed in numbers.
즉, 붉은색은 이탈온도 범위를 초과하여 이탈한 정도를 표시한 것이고, 파란색은 이탈온도 범위를 부족하게 이탈한 정도를 표시한 것이다. That is, the red color indicates the degree of departure beyond the departure temperature range, and the blue color indicates the degree of departure from the range insufficiently.
이 맵(map)으로부터 연소조절 개소에 대하여 쉽게 파악할 수 있으며, 연소조절이 필요한 개소에 대하여 쉽게 연소제어가 가능하다.From this map, it is possible to easily grasp the combustion control point, and it is possible to easily control the combustion of the point requiring combustion control.
이와 같이, 연소실 연소조정 온도가 적열 코크스 온도로 대응하는데 상관관계가 있기 때문에, 해당 코크스 오븐의 상태에 따라 연소조정이 이루어져야 한다. In this way, since there is a correlation in the correspondence between the combustion chamber combustion adjustment temperature and the red coke temperature, combustion adjustment must be made according to the state of the coke oven.
즉, 적열 코크스 온도는 연소실 온도보다 1.8배 정도 온도 변화를 보이기 때문에 이를 반영해야 한다. That is, since the red coke temperature shows a temperature change of about 1.8 times that of the combustion chamber temperature, this must be reflected.
따라서, 이러한 데이터를 바탕으로 공급 열량을 조절하여 적열 코크스 온도 균일화로 코크스 품질 편차를 저감할 수 있다. Therefore, by adjusting the amount of heat supplied based on these data, it is possible to reduce coke quality deviation by uniformizing the temperature of red coke.
도 11은 탄화실 최종 건류 온도 변화에 따른 코크스 냉간 강도와 코크스 평균 크기의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 12는 최종 건류 온도 변화에 따른 코크스 중심부의 온도와 코크스 평균 크기의 관계를 나타낸 그래프이다. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the coke cold strength and the average size of coke according to the change in the final carbonization temperature of the carbonization chamber, and FIG. 12 is a graph showing the relationship between the temperature at the center of the coke and the average size of coke according to the change in the final carbonization temperature.
또한, 도 13은 최종 건류 온도 변화에 따른 코크스 냉간강도와 코크스 중심부의 온도의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 14는 최종 건류 온도 변화에 따른 적열 코크스 온도 변화를 나타낸 그래프이다.In addition, FIG. 13 is a graph showing the relationship between the cold strength of coke and the temperature of the center of the coke according to the change of the final dry temperature, and FIG. 14 is a graph showing the change of the red coke temperature according to the change of the final dry temperature.
도 11 내지 도 14는 테스트 오븐(Test Oven)에서 최종 건류 온도를 다르게 설정하여 코크스를 제조한 결과를 나타낸 그래프이다. 11 to 14 are graphs showing the results of manufacturing coke by differently setting the final drying temperature in a test oven.
테스트 시 석탄(coal)은 동일 석탄을 사용하였으며, 테스트 오븐은 예컨대, 850℃로 예열된 탄화실에 석탄을 장입하였으며, 2℃/min의 승온 속도로 건류하고, 6시간 동안 건류 상태 유지 후 압출하였다. During the test, the same coal was used, and in the test oven, for example, coal was charged in a carbonization chamber preheated to 850° C., dried at a heating rate of 2° C./min, and maintained in a dry state for 6 hours before extrusion. I did.
건류 완료 후 압출 시 열화상 카메라를 활용하여 적열 코크스 온도를 측정하였으며, 적열 코크스의 냉각 후 코크스 품질(예: 냉간 강도)을 측정 및 코크스 입도(평균 크기) 등을 측정하였다. After completion of the drying, the temperature of red coke was measured using a thermal imaging camera during extrusion, and the quality of coke (eg, cold strength) after cooling of the red coke was measured, and the coke particle size (average size) was measured.
여기서, 코크스 평균 크기는 탄화실의 상부, 중부, 및 하부의 모든 지점에서의 모든 코크스의 평균 크기를 가리킨다. Here, the average size of coke refers to the average size of all coke at all points in the upper, middle, and lower portions of the carbonization chamber.
도 11을 참고하면, 탄화실의 온도가 970℃~1050℃의 구간에서 코크스 품질은 안정되게 유지되고 있다. Referring to FIG. 11, the quality of coke is stably maintained in the range of 970°C to 1050°C in the carbonization chamber.
그러나, 900℃ 이하의 미건류 조건과 1100℃ 이상의 과건류 조건에서 코크스 품질이 하락되었으며, 따라서 1050℃의 건류 온도를 970℃ 내지 1000℃까지 낮춰도 코크스 품질 및 코크스 크기에는 큰 영향을 미치지 않는 것임을 확인할 수 있다.However, the quality of coke was deteriorated in the undrying condition of 900℃ or less and the over-dried condition of 1100℃ or higher, and therefore, even if the drying temperature of 1050℃ was lowered to 970℃ to 1000℃, the quality of coke and coke size were not significantly affected. I can confirm.
도 12를 참고하면, 미건류나 과건류 조건에서 탄화실 중심부의 온도가 건류 조건을 이탈하여 미건류와 과건류가 발생되는 것을 보여준다. Referring to FIG. 12, it is shown that the temperature in the center of the carbonization chamber deviates from the dry condition in the undried or over-dried condition, resulting in the occurrence of un-dried and over-dried.
따라서, 탄화실 온도는 970℃~1050℃ 정도가 적당한 것임을 확인할 수 있다. Therefore, it can be confirmed that the temperature of the carbonization chamber is about 970°C to 1050°C.
도 13을 참고하면, 코크스 품질이 안정된 970℃~1050℃ 범위에서 특히 코크스 중심부의 온도가 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 13, it can be seen that the temperature of the center of the coke is kept constant in the range of 970°C to 1050°C where the coke quality is stable.
도 14를 참고하면, 970℃~1050℃의 구간에서 품질과 코크스 중심부 온도 및 코크스 크기에 대해 고찰한 결과를 바탕으로 940℃~960℃의 적열 코크스 온도 범위를 나타낸다. Referring to FIG. 14, the temperature range of red coke from 940°C to 960°C is shown based on the results of examining the quality, coke center temperature, and coke size in the range of 970°C to 1050°C.
S10: 적열 코크스 온도 측정 단계
S11: 평균온도 판단 단계
S20: 관리온도 이탈 여부 판단 단계
S30: 공급 열량 조절 단계
S40: 연소실 온도 판단 단계
S50: 맵 작성 단계S10: Red heat coke temperature measurement step
S11: Average temperature determination step
S20: Determining whether the management temperature deviates
S30: Supply calorie control step
S40: combustion chamber temperature determination step
S50: Steps to create a map
Claims (10)
상기 적열 코크스 온도 측정 단계에서 측정된 각 탄화실의 복수 높이 지점의 측정된 적열 코크스 온도로부터 각 탄화실의 적열 코크스의 평균온도를 판단하는 평균온도 판단 단계,
상기 평균온도 판단 단계에서 판단된 적열 코크스의 평균온도를, 각 탄화실 내 건류 완료되어 관리되는 코크스 관리온도와 비교하여 관리온도의 이탈 여부를 판단하는 관리온도 이탈 여부 판단 단계, 및
상기 관리온도 이탈 여부 판단 단계에서 적열 코크스의 평균온도가 코크스 관리온도를 이탈하는 경우, 이탈되는 온도에 따라 각 탄화실에 공급되는 공급 열량을 조절하는 공급 열량 조절 단계
를 포함하고,
상기 적열 코크스 온도 측정 단계에서 온도 측정은, 상기 탄화실 내의 적열 코크스를 촬영하는 열화상 카메라에 의하여 측정되며,
상기 열화상 카메라는 복수개로 구비되어 상기 탄화실에 구비된 코크스 가이드에 그 상부로부터 하부로 탄화실의 복수 지점의 촬영을 위해 배치된 복수개의 홀에 각각 배치되어 복수개의 홀을 통해 상기 탄화실 내의 복수의 높이 지점에서 적열 코크스를 각각 촬영하며,
상기 적열 코크스 온도 측정 단계에서 측정된 각 탄화실의 적열 코크스의 온도 구배로부터 각 연소실의 온도가 과잉 또는 부족으로 공급되는 여부를 판단하는 연소실 온도 판단 단계, 및
상기 공급 열량 조절 단계를 행할 시, 상기 탄화실의 온도 분포를 적열 코크스 온도 측정 장치로부터 수집한 데이터를 가시화하여 맵(Map)을 작성하는 맵 작성 단계를 포함하고,
상기 맵 작성 단계는 상기 적열 코크스 온도 측정 장치에서 측정된 상기 각 탄화실의 적열 코크스의 온도로부터 상기 탄화실의 온도분포를 예측하고, 연소조정으로 정상화하는 기본 데이터로 활용할 수 있도록 탄화실 온도분포를 가시화하는 것인, 코크스 오븐 연소 조정 방법.A red-hot coke temperature measuring step of measuring the temperature of red-hot coke at a plurality of height points in a plurality of carbonization chambers using a red-hot coke temperature measuring device,
An average temperature determination step of determining the average temperature of the red coke in each carbonization chamber from the measured red coke temperature at a plurality of height points of each carbonization chamber measured in the red coke temperature measurement step,
A step of determining whether to deviate from the management temperature by comparing the average temperature of the red coke determined in the determination of the average temperature with the management temperature of coke that is managed after drying in each carbonization chamber, and
When the average temperature of the red coke deviates from the coke management temperature in the step of determining whether to deviate from the management temperature, a supply heat amount control step of adjusting the amount of heat supplied to each carbonization chamber according to the temperature at which the red coke is deviated
Including,
The temperature measurement in the step of measuring the temperature of the red coke is measured by a thermal imaging camera that photographs the red coke in the carbonization chamber,
The thermal imaging camera is provided in plural and is disposed in a plurality of holes arranged for photographing a plurality of points of the carbonization chamber from the top to the bottom of the coke guide provided in the carbonization chamber. Each of the glowing coke is photographed at multiple height points,
A combustion chamber temperature determination step of determining whether the temperature of each combustion chamber is excessively or insufficiently supplied from the temperature gradient of the red thermal coke of each carbonization chamber measured in the red thermal coke temperature measurement step, and
When performing the step of adjusting the amount of heat supplied, a map creation step of creating a map by visualizing data collected from a red coke temperature measuring device on the temperature distribution of the carbonization chamber,
The map creation step predicts the temperature distribution of the carbonization chamber from the temperature of the red coke in each of the carbonization chambers measured by the red thermal coke temperature measuring device, and calculates the carbonization chamber temperature distribution so that it can be used as basic data for normalization by combustion control. How to visualize the coke oven combustion adjustment.
상기 평균온도 판단 단계는 상기 적열 코크스 온도 측정 단계에서 탄화실 내의 복수의 높이 지점 중에서 중간 높이 지점에서 측정된 적열 코크스의 온도를 평균온도로 판단하는 것인, 코크스 오븐 연소 조정 방법.The method of claim 1,
The average temperature determination step is to determine the temperature of the red coke measured at an intermediate height point among a plurality of height points in the carbonization chamber as an average temperature in the measurement of the red heat coke temperature.
상기 평균온도 판단 단계는 상기 적열 코크스 온도 측정 단계에서 탄화실 내의 복수의 높이 지점의 측정된 적열 코크스의 온도들로부터 평균온도를 산출하여 이 온도를 평균온도로 판단하는 것인, 코크스 오븐 연소 조정 방법.The method of claim 1,
The average temperature determination step is to determine the average temperature by calculating the average temperature from the measured temperature of the red coke at a plurality of height points in the carbonization chamber in the measurement of the red heat coke temperature. .
상기 공급 열량 조절 단계는 연소 가스 공급관의 유량 제어 밸브를 제어하여 각 연소실에 공급되는 가스 유량을 조절하여 이루어지는 것인, 코크스 오븐 연소 조정 방법.The method according to any one of claims 1, 4 and 5,
The step of adjusting the amount of heat supplied is performed by controlling the flow rate control valve of the combustion gas supply pipe to adjust the flow rate of gas supplied to each combustion chamber.
상기 공급 열량 조절 단계는 각 연소실 하부에 설치된 노즐 플레이트에 형성된 복수개의 구멍의 개도율을 조절하여 연소실 하부의 복수개의 연도로 공급되는 공급 열량을 제어하여 이루어지는 것인, 코크스 오븐 연소 조정 방법.The method of claim 1,
The step of adjusting the amount of heat supplied is performed by controlling the amount of heat supplied to the plurality of flues under the combustion chamber by controlling the opening rate of the plurality of holes formed in the nozzle plate installed in the lower part of each combustion chamber.
상기 코크스 관리온도는 970℃ 내지 1050℃의 범위로 설정되는 것인, 코크스 오븐 연소 조정 방법.
The method of claim 1,
The coke management temperature will be set in the range of 970 ℃ to 1050 ℃, coke oven combustion control method.
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