KR102327833B1 - Damper Opening Ratio Control System Predictable Quantity of Heat of Waste Gas - Google Patents

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Abstract

배가스의 열량을 예측할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 배가스의 열량을 예측할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템은 전기로에서 열교환기로 공급되는 배가스의 유량을 조절하는 제1 댐퍼; 상기 전기로로부터 상기 전기로의 설비상태를 나타내는 전기로 데이터 및 상기 제1 댐퍼를 통과하는 배가스의 온도를 측정하는 온도센서로부터 온도데이터를 수집하는 데이터 수집부; 상기 전기로 데이터 및 상기 온도데이터를 기초로 상기 제1 댐퍼를 통과하는 상기 배가스의 예측열량을 산출하는 배가스 열량 예측부; 및 상기 제1 댐퍼를 통과하는 배가스의 현재열량 및 상기 배가스의 예측열량에 따라 상기 제1 댐퍼의 개도율을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A damper opening rate control system capable of predicting the amount of heat of the exhaust gas according to an aspect of the present invention capable of predicting the amount of heat of the exhaust gas includes: a first damper for controlling the flow rate of the exhaust gas supplied from an electric furnace to a heat exchanger; a data collection unit for collecting temperature data from a temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas passing through the electric furnace data and the first damper indicating the equipment state of the electric furnace from the electric furnace; an exhaust gas heat quantity prediction unit for calculating a predicted heat quantity of the exhaust gas passing through the first damper based on the electric furnace data and the temperature data; and a controller configured to control an opening rate of the first damper according to a current amount of heat of the exhaust gas passing through the first damper and a predicted heat amount of the exhaust gas.

Description

배가스의 열량을 예측할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템{Damper Opening Ratio Control System Predictable Quantity of Heat of Waste Gas}Damper Opening Ratio Control System Predictable Quantity of Heat of Waste Gas

본 발명은 중저온발전에 관한 것이다.The present invention relates to low temperature power generation.

기존의 고온 발전에 비해 낮은 온도의 열원을 이용하는 중저온 발전시스템이 개발 및 확대되고 있다. 낮은 온도에서 발전하기 위해서는 낮은 온도에서 끓는 점을 갖는 작동유체가 이용된다. 중저온 발전 시스템은 작동유체의 특성 또는 발전시스템의 구성에 따라 유기랭킨 사이클, 카리나 사이클, 우에하라 사이클로 구분된다.Compared to the existing high-temperature power generation, a medium/low temperature power generation system using a low-temperature heat source is being developed and expanded. In order to generate electricity at a low temperature, a working fluid having a boiling point at a low temperature is used. The medium and low temperature power generation system is divided into an organic Rankine cycle, a Karina cycle, and a Uehara cycle according to the characteristics of the working fluid or the configuration of the power generation system.

상술한 바와 같은 중저온 발전 시스템은 배가스, 지열, 스팀 등과 같은 폐열을 이용하여 발전할 수 있다. 이와 같은 중저온 발전 시스템 중에서, 전기로에서 발생되는 배가스를 통해 발전될 수 있는데, 전기로에서 발생되는 배가스는 온도의 변동폭이 크다. The mid-low temperature power generation system as described above may generate power using waste heat such as flue gas, geothermal heat, steam, or the like. Among such medium and low temperature power generation systems, power may be generated through exhaust gas generated from an electric furnace, and the flue gas generated from the electric furnace has a large temperature fluctuation range.

구체적으로, 전기로는 전극봉으로 전력을 공급하여 고온의 플라즈마를 생성하고, 이를 통해 고철을 녹인다. 이와 같은 전기로가 동작될 때 배가스가 발생하는데, 고철을 녹이는 과정에서 고온의 열이 발생하면서 고온의 배가스가 방출되지만, 고철을 투입하거나 출탕할때는 상대적으로 저온의 배가스가 방출된다.Specifically, the electric furnace generates high-temperature plasma by supplying electric power to electrode rods, thereby melting the scrap iron. When such an electric furnace is operated, flue gas is generated. High temperature heat is generated in the process of melting scrap iron, and high temperature flue gas is emitted.

이러한 과정을 통해, 생성된 배가스는 중저온 발전시스템으로 열에너지를 전달하는 배열회수시스템과 열교환을 수행하고, 스택(Stack)을 통해 방출되는데 이때, 배가스를 흡인하는 ID FAN(Induced Draft Fan)에 의해 배가스가 빠르게 방출되게 된다. 이러한 ID FAN의 동작은 전기로의 상태에 따라 제어되기 때문에, 배가스의 유량 또한, 일정하지 않을 수 있다.Through this process, the generated exhaust gas exchanges heat with the heat recovery system that transfers thermal energy to the low and medium temperature power generation system, and is released through the stack. The flue gas is rapidly released. Since the operation of the ID FAN is controlled according to the state of the electric furnace, the flow rate of the exhaust gas may also not be constant.

도 1은 전기로에서 배출되는 배가스의 온도 사이클을 보여주는 도면이고, 도 2는 전기로에서 배출되는 배가스의 유량 사이클을 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 전기로에서 배출되는 배가스는 약 120도에서 약 400도까지 변동하게 된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 전기로에서 배출되는 배가스의 유량은 70000Nm3/h에서 110000Nm3/h까지 변동하게 된다.1 is a view showing the temperature cycle of the exhaust gas discharged from the electric furnace, Figure 2 is a view showing the flow rate cycle of the exhaust gas discharged from the electric furnace. As shown in FIG. 1, the exhaust gas discharged from the electric furnace fluctuates from about 120 degrees to about 400 degrees. In addition, as shown in FIG. 2, the flow rate of the exhaust gas discharged from the electric furnace varies from 70000 Nm3/h to 110000 Nm3/h.

배가스는 배가스의 열에너지를 중저온 발전시스템으로 전달하는 배열회수 시스템으로 공급된다. 이때, 배가스의 온도가 계속해서 변할 뿐만 아니라 배가스의 유량도 계속해서 변하기 때문에 배열회수 시스템으로 일정한 열량을 공급할 수 없다. The flue gas is supplied to the heat recovery system that transfers the thermal energy of the flue gas to the low and medium temperature power generation system. At this time, not only the temperature of the exhaust gas continuously changes, but also the flow rate of the exhaust gas continuously changes, so it is impossible to supply a constant amount of heat to the exhaust heat recovery system.

또한, 배가스의 열량이 열량 기준범위(상한치 또는 하한치)을 벗어나면 댐퍼에 의해 배열회수 시스템으로 배가스가 공급되는 것이 차단되는데, 댐퍼 개도 속도에 따라 배열회수 시스템으로 고열량의 배가스 또는 저열량의 배가스가 공급될 수 있다는 문제가 있다.In addition, when the amount of heat in the exhaust gas is outside the calorific value standard range (upper limit or lower limit), the exhaust gas is blocked from being supplied to the heat recovery system by the damper. The problem is that it could be.

이에 따라 고열량의 배가스가 배열회수시스템으로 공급되어 배열회수시스템의 열매유에 탄화현상이 발생하거나, 또는 저열량의 배가스가 배열회수시스템으로 공급되어 발전시스템의 효율이 낮아진다는 문제가 있다. Accordingly, there is a problem that the exhaust gas of high calorific value is supplied to the exhaust heat recovery system and carbonization occurs in the heat oil of the heat recovery system, or the efficiency of the power generation system is lowered because the exhaust gas of low calorific value is supplied to the exhaust heat recovery system.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배가스의 열량을 예측할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.The present invention is to solve the above-described problems, and it is a technical task of the present invention to provide a damper opening rate control system capable of predicting the amount of heat of exhaust gas.

또한, 본 발명은 예측된 배가스의 열량에 따라 배가스의 유량을 미리 조절하여 일정한 열량의 배가스를 공급할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a damper opening rate control system capable of supplying exhaust gas of a certain amount of heat by adjusting the flow rate of the exhaust gas in advance according to the predicted amount of heat of the exhaust gas.

또한, 본 발명은 예측된 배가스의 열량이 열량 기준범위를 벗어나면 미리 댐퍼의 개도율을 낮출 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide a damper opening rate control system capable of lowering the opening rate of the damper in advance when the predicted amount of heat in the exhaust gas is out of the calorific value reference range.

상술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일 측면에 따른 배가스의 열량을 예측할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템은 전기로에서 열교환기로 공급되는 배가스의 유량을 조절하는 제1 댐퍼; 상기 전기로로부터 상기 전기로의 설비상태를 나타내는 전기로 데이터 및 상기 제1 댐퍼를 통과하는 배가스의 온도를 측정하는 온도센서로부터 온도데이터를 수집하는 데이터 수집부; 상기 전기로 데이터 및 상기 온도데이터를 기초로 상기 제1 댐퍼를 통과하는 상기 배가스의 예측열량을 산출하는 배가스 열량 예측부; 및 상기 제1 댐퍼를 통과하는 배가스의 현재열량 및 상기 배가스의 예측열량에 따라 상기 제1 댐퍼의 개도율을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the damper opening rate control system capable of predicting the amount of heat of the exhaust gas according to an aspect of the present invention includes: a first damper for controlling the flow rate of the exhaust gas supplied from an electric furnace to a heat exchanger; a data collection unit for collecting temperature data from a temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas passing through the electric furnace data and the first damper indicating the equipment state of the electric furnace from the electric furnace; an exhaust gas heat quantity prediction unit for calculating a predicted heat quantity of the exhaust gas passing through the first damper based on the electric furnace data and the temperature data; and a controller configured to control an opening rate of the first damper according to a current amount of heat of the exhaust gas passing through the first damper and a predicted heat amount of the exhaust gas.

본 발명에 따르면 배가스의 열량을 예측할 수 있기 때문에 배가스의 온도뿐만 아니라 배가스의 유량 또한 고려하여 배열회수시스템으로 공급되는 배가스를 조절할 수 있어 배열회수시스템으로 일정한 열량을 전달할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, since the amount of heat of the exhaust gas can be predicted, the exhaust gas supplied to the exhaust gas recovery system can be adjusted in consideration of not only the temperature of the exhaust gas but also the flow rate of the exhaust gas, so that a constant amount of heat can be transmitted to the exhaust gas recovery system.

또한, 본 발명은 예측된 배가스의 열량에 따라 배가스의 유량을 미리 조절하여 일정한 열량의 배가스를 공급할 수 있기 때문에, 열매유의 탄화를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 발전시스템의 효율이 향상된다는 효과가 있다.In addition, since the present invention can supply exhaust gas of a certain amount of heat by adjusting the flow rate of the exhaust gas in advance according to the predicted amount of heat of the exhaust gas, it is possible to prevent carbonization of thermal oil, and there is an effect that the efficiency of the power generation system is improved. .

또한, 본 발명은 예측된 배가스의 열량이 열량 기준범위를 벗어나면 미리 댐퍼의 개도율을 낮출 수 있기 때문에, 배가스의 유속과 댐퍼의 개폐속도와 관계없이 고열량 또는 저열량의 배가스가 배열회수시스템으로 공급되는 것을 즉시 차단할 수 있다는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, since the opening rate of the damper can be lowered in advance when the predicted amount of heat in the exhaust gas is out of the calorific value range, the exhaust gas of high heat or low heat is supplied to the exhaust heat recovery system regardless of the flow rate of the exhaust gas and the opening/closing speed of the damper. It has the effect of being able to block it immediately.

도 1은 전기로에서 배출되는 배가스의 온도 사이클을 보여주는 도면이다.
도 2는 전기로에서 배출되는 배가스의 유량 사이클을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼 개도율 제어시스템이 전기로 시스템으로부터 배출되는 배가스의 열을 배열회수템으로 전달하는 것을 보여주는 도면
도 4는 전기로 시스템, 배열회수시스템, 및 댐퍼 개도율 제어시스템의 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스 열량 예측부에 대한 구성을 보여주는 도면이다.
도 6a는 제어부가 정상운전모드 시 댐퍼부를 제어하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6b는 제어부가 긴급운전모드 시 댐퍼부를 제어하는 것을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a temperature cycle of the exhaust gas discharged from the electric furnace.
2 is a view showing a flow cycle of the exhaust gas discharged from the electric furnace.
3 is a view showing that the damper opening rate control system according to an embodiment of the present invention transfers heat of the exhaust gas discharged from the electric furnace system to the heat recovery system;
4 is a view showing the configuration of an electric furnace system, a heat recovery system, and a damper opening degree control system.
5 is a view showing the configuration of the exhaust gas heat quantity predictor according to an embodiment of the present invention.
6A is a diagram illustrating that the control unit controls the damper unit in a normal operation mode.
6B is a diagram illustrating that the control unit controls the damper unit in an emergency operation mode.

본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of the terms described herein should be understood as follows.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.The singular expression is to be understood as including the plural expression unless the context clearly defines otherwise, and the terms "first", "second", etc. are used to distinguish one element from another, The scope of rights should not be limited by these terms.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that terms such as “comprise” or “have” do not preclude the possibility of addition or existence of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.The term “at least one” should be understood to include all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of “at least one of the first, second, and third items” means 2 of the first, second, and third items as well as each of the first, second, or third items. It means a combination of all items that can be presented from more than one.

이하, 본 발명에 따른 배가스의 열량을 예측할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템(이하, '댐퍼 개도율 제어시스템'이라 함)에 대해 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a damper opening rate control system (hereinafter referred to as a 'damper opening rate control system') capable of predicting the amount of heat of exhaust gas according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3 .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼 개도율 제어시스템이 전기로 시스템으로부터 배출되는 배가스의 열을 배열회수시스템으로 전달하는 것을 보여주는 도면이다.3 is a view showing that the damper opening rate control system according to an embodiment of the present invention transfers heat of the exhaust gas discharged from the electric furnace system to the exhaust heat recovery system.

전기로 시스템(1)은 고철을 녹이는 공정을 수행한다. 전기로 시스템(1)은 고철을 녹이면서 발생한 배가스를 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼 개도율 제어시스템(100)으로 전달한다. 또한, 전기로 시스템(1)은 댐퍼 개도율 제어시스템(100)을 통해 배열회수시스템(2)과 열교환된 배가스를 배출시킨다.The electric furnace system 1 performs a process of melting scrap iron. The electric furnace system 1 transfers the exhaust gas generated while melting the scrap metal to the damper opening rate control system 100 according to an embodiment of the present invention. In addition, the electric furnace system 1 discharges the exhaust gas heat-exchanged with the heat recovery system 2 through the damper opening rate control system 100 .

배열회수시스템(2)은 댐퍼 개도율 제어시스템(100)으로부터 전달되는 배가스의 열을 회수하여 발전시스템(미도시)으로 전달한다. 이때, 발전시스템은 중저온 발전시스템으로써, 유기랭킨 발전사이클, 카리나 발전사이클, 우에하라 발전사이클 중 어느 하나일 수 있다.The exhaust heat recovery system 2 recovers the heat of the exhaust gas transferred from the damper opening degree control system 100 and transfers it to a power generation system (not shown). In this case, the power generation system is a medium and low temperature power generation system, and may be any one of an organic Rankine power generation cycle, a Carina power generation cycle, and a Uehara power generation cycle.

댐퍼 개도율 제어시스템(100)은 전기로 시스템(1)에서 발생된 배가스의 열을 배열회수시스템(2)으로 전달한다. 이때, 댐퍼 개도율 제어시스템(100)은 배가스의 열량을 예측하여 배가스의 유량을 조절한다. 또한, 댐퍼 개도율 제어시스템(100)은 배열회수시스템(2)과 열교환된 배가스를 전기로 시스템(1)을 통해 배출한다.The damper opening rate control system 100 transfers the heat of the exhaust gas generated in the electric furnace system 1 to the exhaust heat recovery system 2 . At this time, the damper opening rate control system 100 adjusts the flow rate of the exhaust gas by predicting the heat amount of the exhaust gas. In addition, the damper opening rate control system 100 discharges the exhaust gas heat-exchanged with the heat recovery system 2 through the electric furnace system 1 .

이하, 도 4를 참조하여, 전기로 시스템(1), 배열회수시스템(2), 댐퍼 개도율 제어시스템(100)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 4 , the electric furnace system 1 , the heat recovery system 2 , and the damper opening degree control system 100 will be described in more detail.

도 4는 전기로 시스템, 배열회수시스템, 및 댐퍼 개도율 제어시스템의 구성을 보여주는 도면이다.4 is a view showing the configuration of an electric furnace system, a heat recovery system, and a damper opening degree control system.

전기로 시스템(1)은 도 4에 도시된 바와 같이 전기로(3), ID Fan(4, Induced Draft Fan), SDR 설비(5, Semi Dry Reactor), 및 전기로 제어부(6)를 포함한다. 전기로(3)에는 고철이 투입된다. 전기로(3)는 전기로(3)에 포함된 전극봉으로 전력을 공급하여 고온의 플라즈마를 생성하고, 이를 통해 투입된 고철을 녹인다. 전기로(3)는 고철이 투입되고 녹이는 과정에서 발생된 배가스를 댐퍼 개도율 제어시스템(100)으로 공급한다. The electric furnace system 1 includes an electric furnace 3, an ID Fan (4, Induced Draft Fan), an SDR facility (5, Semi Dry Reactor), and an electric furnace control unit 6 as shown in FIG. . Scrap iron is put into the electric furnace 3 . The electric furnace 3 generates high-temperature plasma by supplying electric power to the electrodes included in the electric furnace 3, and melts the inputted scrap iron through this. The electric furnace 3 supplies the exhaust gas generated during the process of putting and melting scrap iron to the damper opening rate control system 100 .

ID Fan(4)은 부압을 발생시켜 배가스를 흡인함으로써 배가스를 스택(Stack)을 통해 대기로 배출시킨다. 구체적으로 ID Fan(4)은 배열회수시스템(2)과 열교환된 배가스를 흡인하고, 스택을 통해 배가스를 대기로 배출시킨다. ID Fan (4) generates negative pressure and sucks the exhaust gas, thereby discharging the exhaust gas to the atmosphere through the stack. Specifically, the ID Fan 4 sucks the exhaust gas heat-exchanged with the heat recovery system 2 and discharges the exhaust gas to the atmosphere through the stack.

여기서, ID Fan(4)은 전기로 시스템(1)의 동작에 따라 제어되기 때문에 배열회수시스템(2)과 열교환된 배가스의 유량을 고려하여 제어되지 않아 일정한 유량으로 배가스가 배출되지 않는다. Here, since the ID Fan 4 is controlled according to the operation of the electric furnace system 1, it is not controlled in consideration of the flow rate of the exhaust gas heat-exchanged with the exhaust heat recovery system 2, so that the exhaust gas is not discharged at a constant flow rate.

ID Fan(4)은 배가스를 흡인할 때 공급된 전류를 전기로 제어부(6)로 전달한다. The ID Fan 4 transmits the supplied current to the electric furnace control unit 6 when the exhaust gas is sucked.

SDR 설비(5)는 ID Fan(4)에 의해 흡인된 배가스에 포함된 오염물질을 제거하고, 배가스의 온도를 낮춘다. SDR 설비(5)는 배가스가 해당 설비를 통과할 때의 온도를 측정하고, 이를 전기로 제어부(6)로 전달한다.The SDR facility 5 removes contaminants contained in the exhaust gas sucked by the ID Fan 4 and lowers the temperature of the exhaust gas. The SDR facility 5 measures the temperature when the exhaust gas passes through the facility, and transmits it to the electric furnace control unit 6 .

전기로 제어부(6)는 전기로(3), ID Fan(4), 및 SDR 설비(5)를 제어하고, 전기로(3), ID Fan(4), 및 SDR 설비(5)에서 발생된 전기로 데이터를 수집한다. 이때, 전기로 데이터는 전기로 시스템(1)에 포함된 설비의 상태를 나타내는 것으로서, 전기로(3)로 공급되는 유효전력, ID Fan(4)의 공급전류, SDR 설비(5)의 온도 등을 포함한다. The electric furnace control unit 6 controls the electric furnace 3 , the ID Fan 4 , and the SDR facility 5 , and generates the electric furnace 3 , the ID Fan 4 , and the SDR facility 5 . Collect data by electricity. At this time, the electric furnace data represents the state of the equipment included in the electric furnace system 1 , and the active power supplied to the electric furnace 3 , the supply current of the ID Fan 4 , the temperature of the SDR facility 5 , etc. includes

전기로 제어부(4)는 전기로 데이터를 댐퍼 개도율 제어시스템(100)으로 전달한다.The electric furnace control unit 4 transmits the electric furnace data to the damper opening rate control system 100 .

배열회수시스템(2)은 댐퍼 개도율 제어시스템(100)으로부터 전달되는 배가스의 열을 회수하여 발전시스템(미도시)로 전달한다. 이를 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 펌프(10), 제1 열교환기(20), 바이패스 밸브(30), 제2 열교환기(40), 및 팽창탱크(50)를 포함한다.The heat recovery system 2 recovers the heat of the exhaust gas transmitted from the damper opening degree control system 100 and transfers it to a power generation system (not shown). To this end, as shown in FIG. 4 , a pump 10 , a first heat exchanger 20 , a bypass valve 30 , a second heat exchanger 40 , and an expansion tank 50 are included.

펌프(10)는 팽창탱크(50)로부터 공급되는 열매유를 가압하여 제1 열교환기(20)로 토출한다. 제1 열교환기(20)는 펌프(10)에서 토출되는 열매유를 배가스의 열과 열교환시킴으로써 열매유를 가열한다. 제1 열교환기(20)는 가열된 열매유를 제2 열교환기(40)로 공급한다. The pump 10 pressurizes the thermal oil supplied from the expansion tank 50 and discharges it to the first heat exchanger 20 . The first heat exchanger 20 heats the thermal oil by exchanging the thermal oil discharged from the pump 10 with the heat of the exhaust gas. The first heat exchanger 20 supplies the heated thermal oil to the second heat exchanger 40 .

이때, 열매유의 온도가 미리 정해진 온도보다 낮은 경우, 바이패스 밸브(30)에 의해 제2 열교환기(40)로 공급되는 열매유는 팽창탱크(50)로 바이패스되어 미리 정해진 온도 이상이 될 때까지 순환된다. 그리고, 열매유의 온도가 미리 정해진 온도 이상인 경우, 바이패스 밸브(30)에 의해 제2 열교환기(40)로 열매유가 공급되게 된다.At this time, when the temperature of the thermal oil is lower than the predetermined temperature, the thermal oil supplied to the second heat exchanger 40 by the bypass valve 30 is bypassed to the expansion tank 50 and becomes above the predetermined temperature. cycled up to And, when the temperature of the thermal oil is equal to or higher than a predetermined temperature, the thermal oil is supplied to the second heat exchanger 40 by the bypass valve 30 .

제 2열교환기(40)는 제1 열교환기(20)로부터 공급되는 가열된 열매유를 발전시스템의 작동유체와 열교환시킴으로써 작동유체를 기화시킨다. 제2 열교환기(40)는 작동유체와의 열교환에 이용된 열매유를 팽창탱크(50)로 공급한다. The second heat exchanger 40 vaporizes the working fluid by exchanging the heated thermal oil supplied from the first heat exchanger 20 with the working fluid of the power generation system. The second heat exchanger 40 supplies the thermal oil used for heat exchange with the working fluid to the expansion tank 50 .

팽창탱크(50)는 제2 열교환기(40)로부터 공급되는 열매유을 펌프(10)로 공급하여 열매유가 다시 순환될 수 있게 한다. 이때, 팽창탱크(50)는 배열회수시스템(2)을 통해 순환되는 열매유의 온도 변화에 따라 열매유의 적어도 일부를 저장하거나 기 저장되어 있는 열매유를 배열회수시스템(2) 내로 공급하여 열매유의 부피변화를 보상한다. The expansion tank 50 supplies the thermal oil supplied from the second heat exchanger 40 to the pump 10 so that the thermal oil can be circulated again. At this time, the expansion tank 50 stores at least a portion of the thermal oil according to the temperature change of the thermal oil circulated through the heat recovery system 2 or supplies the previously stored thermal oil into the exhaust heat recovery system 2 to supply the volume of thermal oil. compensate for change.

본 발명에 따른 댐퍼 개도율 제어시스템(100)은 전기로(3)로부터 전달되는 배가스를 제1 열교환기(20)로 전달하여 배열회수시스템(2)의 열매유와 열교환시킨다. 댐퍼 개도율 제어시스템(100)은 열교환된 열매유를 전기로 시스템(1)을 통해 대기로 방출시킨다.The damper opening rate control system 100 according to the present invention transfers the exhaust gas delivered from the electric furnace 3 to the first heat exchanger 20 to exchange heat with the heat oil of the exhaust heat recovery system 2 . The damper opening rate control system 100 discharges heat-exchanged thermal oil to the atmosphere through the electric furnace system 1 .

특히, 본 발명에 따른 댐퍼 개도율 제어시스템(100)은 배가스의 열량을 예측하여 배열회수시스템(2)으로 공급되는 배가스의 유량을 조절하는 댐퍼의 개도율을 미리 조절함으로써 미리 정해진 기준열량을 벗어나는 배가스가 배열회수시스템(2)으로 공급되는 것을 미연에 차단할 수 있다. 이때, 열량은 배가스의 유량과 배가스의 온도에 비례한다. In particular, the damper opening rate control system 100 according to the present invention predicts the amount of heat of the exhaust gas and adjusts the opening rate of the damper that controls the flow rate of the exhaust gas supplied to the exhaust gas recovery system 2 in advance. It is possible to prevent the exhaust gas from being supplied to the exhaust heat recovery system (2) in advance. At this time, the amount of heat is proportional to the flow rate of the exhaust gas and the temperature of the exhaust gas.

또한, 본 발명에 따른 댐퍼 개도율 제어시스템(100)은 예측된 배가스의 열량이 열량 기준범위를 벗어나는 경우 배가스의 유량을 조절하는 댐퍼의 개도율을 미리 조절하여 열량 기준범위(상한치 또는 하한치)를 벗어나는 배가스가 배열회수시스템(2)으로 공급되는 것을 즉시 차단할 수 있다. 이때, 열량 기준범위는 미리 정해진 하한치 내지 상한치 내의 열량범위를 의미한다.In addition, the damper opening rate control system 100 according to the present invention adjusts the opening rate of the damper that controls the flow rate of the exhaust gas in advance when the predicted amount of heat of the exhaust gas is out of the reference range of the amount of heat, so that the reference range of heat (upper limit or lower limit) It is possible to immediately block the exhaust gas from being supplied to the exhaust heat recovery system (2). In this case, the caloric reference range means a caloric range within a predetermined lower limit to an upper limit.

이를 위해 본 발명에 따른 댐퍼 개도율 제이시스템(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 댐퍼부(110), 데이터 수집부(130), 배가스 열량 산출부(135), 배가스 열량 예측부(140), 및 제어부(150)를 포함한다.To this end, the damper opening rate J system 100 according to the present invention includes a damper unit 110 , a data collection unit 130 , an exhaust gas heat quantity calculation unit 135 , and an exhaust gas heat quantity prediction unit 140 as shown in FIG. 4 . , and a control unit 150 .

댐퍼부(110)는 개폐동작에 따라 전기로(3)로부터 공급되는 배가스의 유량을 제어한다. 댐퍼부(110)는 제어부(150)에 의해 제어된다.The damper unit 110 controls the flow rate of the exhaust gas supplied from the electric furnace 3 according to the opening/closing operation. The damper unit 110 is controlled by the control unit 150 .

이를 위해 댐퍼부(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 댐퍼(112), 제2 댐퍼(114), 바이패스 댐퍼(116), 및 긴급 댐퍼(118), 제1 온도센서(120), 제2 온도센서(125)를 포함한다.To this end, the damper unit 110 includes a first damper 112 , a second damper 114 , a bypass damper 116 , and an emergency damper 118 , and a first temperature sensor 120 as shown in FIG. 4 . , and a second temperature sensor 125 .

제1 댐퍼(112)는 전기로(3)에서 제1 열교환기(20)로 공급되는 배가스의 유량을 조절한다. 구체적으로 제1 댐퍼(112)는 개폐동작에 따라 전기로(3)에서 제1 열교환기(20)로 공급되는 배가스의 유량을 조절한다. 제1 댐퍼(112)는 정상운전모드시 개방되어 전기로(3)에서 제1 열교환기(20)로 배가스를 공급한다. 제1 댐퍼(112)는 긴급운전모드시 폐쇄되어 전기로(3)에서 제1 열교환기(20)로 공급되는 배가스를 차단한다.The first damper 112 controls the flow rate of the exhaust gas supplied from the electric furnace 3 to the first heat exchanger 20 . Specifically, the first damper 112 adjusts the flow rate of the exhaust gas supplied from the electric furnace 3 to the first heat exchanger 20 according to the opening/closing operation. The first damper 112 is opened in the normal operation mode to supply the exhaust gas from the electric furnace 3 to the first heat exchanger 20 . The first damper 112 is closed in the emergency operation mode to block the exhaust gas supplied from the electric furnace 3 to the first heat exchanger 20 .

이때, 정상운전모드는 전기로(3)에서 공급되는 배가스로 배열회수시스템(2)의 열매유를 가열시켜 열매유와 발전시스템의 작동유체를 열교환시키는 운전모드를 의미한다. 긴급운전모드란 발전시스템에 이상이 발생하거나 전기로(3)에서 공급되는 배가스의 열량이 열량 기준범위를 벗어난 경우로서, 배가스의 열량이 미리 정해진 상한치를 초과하거나 또는 하한치 미만일때의 운전모드를 의미한다.At this time, the normal operation mode refers to an operation mode in which the thermal oil of the heat recovery system 2 is heated with the exhaust gas supplied from the electric furnace 3 to exchange heat between the thermal oil and the working fluid of the power generation system. Emergency operation mode means an operation mode when an abnormality occurs in the power generation system or when the amount of heat from the exhaust gas supplied from the electric furnace 3 is out of the calorific value standard range do.

제1 댐퍼(112)는 정상운전모드시 배가스 열량 산출부(135)에 의해 산출된 배가스의 현재열량과 배가스 열량 예측부(140)에 의해 산출된 배가스의 예측열량에 따라 제어부(150)에 의해 개도율이 제어된다. 개도율은 댐퍼의 개방비율을 의미한다.The first damper 112 is controlled by the control unit 150 according to the current heat quantity of the exhaust gas calculated by the exhaust gas calorific value calculation unit 135 in the normal operation mode and the estimated heat quantity of the exhaust gas calculated by the flue gas heat quantity prediction unit 140 in the normal operation mode. The opening rate is controlled. The opening rate means the opening rate of the damper.

제1 댐퍼(112)는 배가스의 예측열량이 배가스의 현재열량에 비해 미리 정해진 기준치보다 낮으면, 제어부(150)에 의해 개도율이 높아진다. 제1 댐퍼(112)는 배가스의 예측열량이 배가스의 현재열량에 비해 미리 정해진 기준치보다 높으면 제어부(150)에 의해 개도율이 낮아진다. 이에 따라 제1 댐퍼(112)를 통과하는 배가스는 미리 정해진 기준열량에 따라 공급되게 된다.When the predicted heat amount of the exhaust gas is lower than a predetermined reference value compared to the current heat amount of the exhaust gas, the opening rate of the first damper 112 is increased by the control unit 150 . The opening rate of the first damper 112 is lowered by the control unit 150 when the predicted heat amount of the exhaust gas is higher than a predetermined reference value compared to the current heat amount of the exhaust gas. Accordingly, the exhaust gas passing through the first damper 112 is supplied according to a predetermined reference amount of heat.

이는 배가스의 유량을 조절하여 제1 열교환기(20)로 기준열량의 배가스가 공급될 수 있게 함으로써, 고열량으로 인한 열매유의 탄화현상을 방지하면서도 저열량으로 인한 발전시스템의 효율이 낮아지는 것을 방지하기 위함이다.This is to control the flow rate of the exhaust gas so that the exhaust gas of the reference amount of heat can be supplied to the first heat exchanger 20, thereby preventing the carbonization of heat oil due to the high amount of heat, while preventing the efficiency of the power generation system from being lowered due to the low amount of heat. am.

제1 댐퍼(112)는 배가스 열량 예측부(140)에 의해 산출된 배가스의 예측열량이 열량 기준범위를 벗어나면 제어부(150)에 의해 개도율이 낮아진다. 이때, 열량 기준범위는 미리 정해진 하한치 내지 상한치 범위 내를 의미한다. The opening rate of the first damper 112 is lowered by the control unit 150 when the estimated heat amount of the exhaust gas calculated by the exhaust gas heat amount prediction unit 140 is out of the calorific value reference range. In this case, the calorific value reference range means within the predetermined lower limit to the upper limit range.

배가스의 현재열량이 상한치를 초과하거나 하한치 미만인 긴급운전모드가 되면 재1 댐퍼(112)의 개폐 속도에 따라 해당 배가스가 제1 열교환기(20)로 공급될 수 있다. 이에 따라 제1 댐퍼(112)는 배가스의 예측열량에 따라 점진적으로 개도율이 낮아짐에 따라 긴급운전모드가 되는 경우에 배열회수시스템(2)으로 배가스가 공급되는 것을 즉시 차단할 수 있다. When the current heat quantity of the exhaust gas exceeds the upper limit or is less than the lower limit in the emergency operation mode, the corresponding exhaust gas may be supplied to the first heat exchanger 20 according to the opening/closing speed of the first damper 112 . Accordingly, the first damper 112 can immediately block the supply of the exhaust gas to the exhaust gas recovery system 2 when the emergency operation mode is entered as the opening rate is gradually lowered according to the predicted heat quantity of the exhaust gas.

이와 같이 본 발명은 제1 댐퍼(112)의 개도율을 미리 조절함으로써 상한치 이상의 열량을 갖는 배가스가 배열회수시스템(2)으로 공급되는 것을 차단할 수 있어 배열회수시스템(2)의 열매유의 탄화현상을 방지할 수 있다는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by adjusting the opening rate of the first damper 112 in advance, it is possible to block the exhaust gas having a calorific value higher than the upper limit from being supplied to the exhaust heat recovery system 2 , so that the carbonization of the heat oil of the heat recovery system 2 can be prevented. It has the effect of preventing it.

또한, 본 발명은 제1 댐퍼(112)의 개도율을 미리 조절함으로써 하한치 미만의 열량을 갖는 배가스가 배열회수시스템(2)으로 공급되는 것을 차단할 수 있어 발전시스템의 발전효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, by adjusting the opening rate of the first damper 112 in advance, it is possible to block the exhaust gas having a calorific value less than the lower limit from being supplied to the exhaust heat recovery system 2 , so that the power generation efficiency of the power generation system can be improved. there is

여기서 제1 댐퍼(112)은 배가스의 예측열량이 배가스의 현재열량에 비해 미리 정해진 기준치보다 낮으면 개도율이 높여 일정한 기준열량으로 배가스가 공급되게 하지만, 배가스의 예측열량이 미리 정해진 하한치미만인 경우에는 개도율이 낮아지게 되어 배가스의 공급을 차단하게 된다.Here, the first damper 112 increases the opening rate when the predicted heat amount of the exhaust gas is lower than the predetermined reference value compared to the current heat amount of the exhaust gas, so that the exhaust gas is supplied with a constant reference heat amount. As the opening rate is lowered, the supply of exhaust gas is cut off.

제2 댐퍼(114)는 개폐동작에 따라 제1 열교환기(20)에서 열교환되어 스택(미도시)으로 방출되는 배가스의 유량을 조절한다. 이때, 배가스는 스택을 통해 외부로 방출되게 된다. The second damper 114 controls the flow rate of the exhaust gas that is heat-exchanged in the first heat exchanger 20 and discharged to the stack (not shown) according to the opening/closing operation. At this time, the exhaust gas is discharged to the outside through the stack.

제2 댐퍼(114)는 정상운전모드시 개방되어 제1 열교환기(20)에서 스택으로 배가스를 배출하고, 긴급운전모드시 폐쇄되어 제3 댐퍼(112)의 개방에 의해 방출되는 배가스의 역류를 차단한다. 제2 댐퍼(114)는 정상운전모드시 개도율을 100%로 하여 개방된다. 이는 제1 열교환기(20)에서 열교환된 배가스를 모두 배출하기 위함이다. 제2 댐퍼(114)는 제어부(150)에 의해 제어된다.The second damper 114 is opened in the normal operation mode to discharge the exhaust gas from the first heat exchanger 20 to the stack, and is closed in the emergency operation mode to prevent the reverse flow of the exhaust gas discharged by the opening of the third damper 112 . block The second damper 114 is opened with an opening rate of 100% in the normal operation mode. This is to discharge all of the exhaust gas heat-exchanged in the first heat exchanger 20 . The second damper 114 is controlled by the controller 150 .

제3 댐퍼(116)는 개폐동작에 따라 전기로(3)에서 제1 열교환기(20)로 공급되는 배가스를 바이패스시킨다. 구체적으로 제3 댐퍼(116)는 정상운전모드시 폐쇄되어 전기로(3)에서 제1 열교환기(20)로 배가스가 공급되게 하고, 긴급운전모드시 개방되어 전기로(3)에서 제1 열교환기(20)로 공급되는 배가스를 바이패스시킨다. 제3 댐퍼(116)는 바이패스된 배가스를 스택으로 배출되게 한다. 제3 댐퍼(116)는 제어부(150)에 의해 제어된다.The third damper 116 bypasses the exhaust gas supplied from the electric furnace 3 to the first heat exchanger 20 according to the opening/closing operation. Specifically, the third damper 116 is closed in the normal operation mode to supply the exhaust gas from the electric furnace 3 to the first heat exchanger 20 , and is opened in the emergency operation mode to provide the first heat exchange in the electric furnace 3 . The exhaust gas supplied to the unit 20 is bypassed. The third damper 116 allows the bypassed exhaust gas to be discharged to the stack. The third damper 116 is controlled by the controller 150 .

긴급 댐퍼(118)는 제1 온도센서(120)와 제1 열교환기(20) 사이에 설치되어 개폐동작에 따라 제1 댐퍼(112)를 통과한 배가스에 외기를 공급한다. 구체적으로 긴급댐퍼(118)는 배가스의 현재열량이 상한치를 초과하면 개방되어 제1 열교환기(20)로 공급되는 배가스에 외기가 공급되도록 한다. 이에 따라 배가스의 열량이 낮아진다. 긴급 댐퍼(118)는 제어부(150)에 의해 제어된다.The emergency damper 118 is installed between the first temperature sensor 120 and the first heat exchanger 20 to supply external air to the exhaust gas that has passed through the first damper 112 according to the opening/closing operation. Specifically, the emergency damper 118 is opened when the current amount of heat of the exhaust gas exceeds the upper limit value so that outdoor air is supplied to the exhaust gas supplied to the first heat exchanger 20 . Accordingly, the calorific value of the exhaust gas is lowered. The emergency damper 118 is controlled by the control unit 150 .

제1 온도센서(120)는 제1 댐퍼(112)를 통과하는 배가스의 온도를 측정한다. 구체적으로 제1 온도센서(120)는 제1 댐퍼(112)를 통과하고 제1 열교환기(20)를 통과하기 전의 배가스의 온도를 측정한다. 제1 온도센서(120)는 측정된 배가스의 온도를 제어부(150)로 전달한다. 이때, 제 1 온도센서(120)는 제1 댐퍼(112)와 제1 열교환기(20) 사이인 제1 위치에 설치된다.The first temperature sensor 120 measures the temperature of the exhaust gas passing through the first damper 112 . Specifically, the first temperature sensor 120 measures the temperature of the exhaust gas before passing through the first damper 112 and passing through the first heat exchanger 20 . The first temperature sensor 120 transmits the measured temperature of the exhaust gas to the controller 150 . At this time, the first temperature sensor 120 is installed at a first position between the first damper 112 and the first heat exchanger 20 .

제2 온도센서(125)는 제1 댐퍼(112)를 통과하고 제1 열교환기(20)를 통과한 후의 배가스의 온도를 측정한다. 제2 온도센서(125)는 이를 제어부(150)로 전달한다. 이때, 제2 온도센서(125)는 제1 열교환기(20)와 제2 댐퍼(1140) 사이에 설치된다.The second temperature sensor 125 measures the temperature of the exhaust gas after passing through the first damper 112 and passing through the first heat exchanger 20 . The second temperature sensor 125 transmits this to the control unit 150 . At this time, the second temperature sensor 125 is installed between the first heat exchanger 20 and the second damper 1140 .

데이터 수집부(130)는 전기로 제어부(4)로부터 전기로 데이터를 수집한다. 또한 데이터 수집부(130)는 제어부(150)로부터 온도데이터를 수집한다. 이때, 전기로 데이터는 전기로(3)로 공급되는 유효전력, ID Fan(4)의 공급전류, SDR 설비(5)의 온도 등을 포함한다. 또한, 온도데이터는 제1 온도센서(120)는 제1 댐퍼(112)를 통과하고 제1 열교환기(20)를 통과하기 전의 배가스의 온도와, 제1 댐퍼(112)를 통과하고 제1 열교환기(20)를 통과한 후의 배가스의 온도 등을 포함한다.The data collection unit 130 collects electric furnace data from the electric furnace control unit 4 . In addition, the data collection unit 130 collects temperature data from the control unit 150 . At this time, the electric furnace data includes active power supplied to the electric furnace 3 , the supply current of the ID Fan 4 , the temperature of the SDR facility 5 , and the like. In addition, the temperature data of the first temperature sensor 120 passes through the first damper 112 and the temperature of the exhaust gas before passing through the first heat exchanger 20 , and passes through the first damper 112 and the first heat exchange The temperature of the exhaust gas after passing through the group 20 is included.

데이터 수집부(130)는 수집된 전기로 데이터 및 온도데이터를 배가스 열량예측부(140)로 전달한다.The data collection unit 130 transmits the collected electric furnace data and temperature data to the exhaust gas calorific value prediction unit 140 .

또한, 데이터 수집부(130)는 제1 열교환기(20)를 통해 배가스와 열교환하는 열매유의 온도 및 열매유의 유량을 포함하는 열매유 데이터를 제어부(150)를 통해 수집한다. In addition, the data collection unit 130 collects heat-heat data including the temperature and the flow rate of the heat-heat oil heat-exchanged with the exhaust heat through the first heat exchanger 20 through the controller 150 .

이러한 경우, 배열회수시스템(2)은 도 4에 도시된 바와 같이, 제3 온도 센서(60), 제4 온도센서(70), 유량센서(80)를 더 포함한다.In this case, the heat recovery system 2 further includes a third temperature sensor 60 , a fourth temperature sensor 70 , and a flow rate sensor 80 as shown in FIG. 4 .

제3 온도센서(60) 및 제4 온도센서(70)는 제1 댐퍼(112)를 통과하는 배가스와 열교환되는 열매유의 온도를 측정한다. 이때, 제3 온도센서(60)는 제1 열교환기(20)에 의해 열교환되기 전 열매유의 온도를 측정하고, 제4 온도센서(70)는 제1 열교환기(20)에 의해 열교환된 후 열매유의 온도를 측정한다. 이에 따라 제3 온도센서(60)는 펌프(10)와 제1 열교환기(20) 사이에 설치되고, 제4 온도센서(70)는 제1 열교환기(20)와 바이패스 밸브(30) 사이에 설치된다.The third temperature sensor 60 and the fourth temperature sensor 70 measure the temperature of the heat oil heat-exchanged with the exhaust passing through the first damper 112 . At this time, the third temperature sensor 60 measures the temperature of the heat oil before heat exchange by the first heat exchanger 20 , and the fourth temperature sensor 70 measures the heat temperature after heat exchange by the first heat exchanger 20 . Measure the temperature of the oil. Accordingly, the third temperature sensor 60 is installed between the pump 10 and the first heat exchanger 20 , and the fourth temperature sensor 70 is between the first heat exchanger 20 and the bypass valve 30 . is installed on

유량센서(80)는 열교환되는 열매유의 유량을 측정한다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이 유량센서(80)는 제1 열교환기(20)와 바이패스 밸브(30) 사이에 설치될 수 있으나, 펌프(10)와 제1 열교환기(20) 사이에 설치될 수도 있다. 이때, 펌프(10)가 일정한 유량을 공급하는 정량펌프인 경우에는 유량센서(80)를 생략할 수도 있다.The flow rate sensor 80 measures the flow rate of heat exchange oil. At this time, as shown in FIG. 4 , the flow sensor 80 may be installed between the first heat exchanger 20 and the bypass valve 30 , but between the pump 10 and the first heat exchanger 20 . may be installed. In this case, when the pump 10 is a metering pump that supplies a constant flow rate, the flow rate sensor 80 may be omitted.

제3 온도센서(60)에 의해 측정된 열교환되기 전 열매유의 온도와, 제4 온도센서(70)에 의해 측정된 열교환된 후 열매유의 온도와, 유량센서(80)에 의해 측정된 열교환되는 열매유의 유량을 포함하는 열매유 데이터는 제어부(150)로 전달된다.The temperature of the thermal oil before heat exchange measured by the third temperature sensor 60, the temperature of the thermal oil after heat exchange measured by the fourth temperature sensor 70, and the heat exchange heat measured by the flow rate sensor 80 Heat oil data including the oil flow rate is transmitted to the control unit 150 .

데이터 수집부(130)는 제어부(150)를 통해 열매유 데이터를 수집하고, 이를 배가스 열량 산출부(135)로 전달한다.The data collection unit 130 collects heat oil data through the control unit 150 , and transmits it to the exhaust gas calorific value calculation unit 135 .

배가스 열량 산출부(135)는 제1 댐퍼(112)를 통과하는 배가스의 현재열량을 산출한다. 구체적으로 배가스 열량 산출부(135)는 제1 열교환기(20)를 통해 열매유에 회수된 열량을 산출하고, 회수된 열량을 배가스의 현재열량으로 산출한다.The exhaust gas calorific value calculation unit 135 calculates the current calorific value of the exhaust gas passing through the first damper 112 . Specifically, the exhaust gas calorific value calculation unit 135 calculates the amount of heat recovered in the thermal oil through the first heat exchanger 20 , and calculates the recovered heat amount as the current heat amount of the exhaust gas.

배가스 열량 산출부(135)는 데이터 수집부(130)로부터 전달된 열매유 데이터를 이용하여 제1 댐퍼(112)를 통과하는 배가스의 현재열량을 산출한다. 구체적으로, 배가스 열량 산출부(135)는 열매유 데이터에 포함된 제1 열교환기(20)를 통해 배가스와 열교환하는 열매유의 온도 및 유량에 따라 열매유에 회수된 열량을 산출하고, 이를 제1 댐퍼(112)를 통과하는 배가스의 현재열량으로 산출한다.The exhaust gas calorific value calculation unit 135 calculates the current calorific value of the exhaust gas passing through the first damper 112 using the hot oil data transmitted from the data collection unit 130 . Specifically, the exhaust gas calorific value calculation unit 135 calculates the amount of heat recovered in the thermal oil according to the temperature and flow rate of the thermal oil that exchanges heat with the flue gas through the first heat exchanger 20 included in the thermal oil data, and uses this as the first damper. It is calculated as the current calorific value of the exhaust gas passing through (112).

배가스 열량 산출부(135)는 아래의 수학식 1에 따라 열매유의 현재열량을 산출한다.The exhaust gas calorific value calculation unit 135 calculates the current calorific value of the thermal oil according to Equation 1 below.

Figure 112019130447834-pat00001
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이때, Q는 열매유의 열량을 의미하고, C는 열매유의 비열을 의미하며, M은 제1 열교환기(20)를 통과하는 열매유의 유량을 의미하고, △T는 제1 열교환기(20)를 통과하기 전 열매유의 온도와 제1 열교환기(20)를 통과한 후 열매유의 온도간의 차이를 의미한다.At this time, Q means the amount of heat of the thermal oil, C means the specific heat of the thermal oil, M means the flow rate of the thermal oil passing through the first heat exchanger 20, ΔT is the first heat exchanger (20) It means the difference between the temperature of the thermal oil before passing and the temperature of the thermal oil after passing through the first heat exchanger 20 .

배가스 열량 산출부(135)는 산출된 배가스의 현재열량을 배가스 열량 예측부(140) 및 제어부(150)로 전달한다.The flue gas calorific value calculator 135 transmits the calculated current calorific value of the flue gas to the flue gas calorific value predictor 140 and the controller 150 .

배가스 열량 예측부(140)는 전기로 데이터 및 온도데이터를 기초로 제1 댐퍼(112)를 통과하는 배가스의 예측열량을 산출한다. The exhaust gas heat quantity prediction unit 140 calculates the predicted heat quantity of the exhaust gas passing through the first damper 112 based on the electric furnace data and the temperature data.

이하, 도 5를 참조하여 배가스 열량 예측부(140)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the exhaust gas calorific value prediction unit 140 will be described in more detail with reference to FIG. 5 .

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스 열량 예측부에 대한 구성을 보여주는 도면이다.5 is a diagram showing the configuration of an exhaust gas calorific value predictor according to an embodiment of the present invention.

배가스 열량 예측부(140)는 데이터 가공부(210), 예측열량 산출부(220), 배가스 열량 예측모델(230), 정확도 산출부(240), 및 데이터 베이스(250)를 포함한다.The exhaust gas heat quantity prediction unit 140 includes a data processing unit 210 , a predicted heat quantity calculation unit 220 , an exhaust gas heat quantity prediction model 230 , an accuracy calculation unit 240 , and a database 250 .

데이터 가공부(210)는 전기로 데이터 및 온도데이터를 미리 정해진 수식에 따라 가공한다. 이때, 전기로 데이터는 전기로 시스템(1)에 포함된 설비의 상태를 나타내는 것으로서, 전기로(3)로 공급되는 유효전력, ID Fan(4)의 공급전류, SDR 설비(5)의 온도 등을 포함한다. 또한, 온도데이터는 제1 온도센서(120)는 제1 댐퍼(112)를 통과하고 제1 열교환기(20)를 통과하기 전의 배가스의 온도와, 제1 댐퍼(112)를 통과하고 제1 열교환기(20)를 통과한 후의 배가스의 온도 등을 포함한다.The data processing unit 210 processes the electric furnace data and the temperature data according to a predetermined formula. At this time, the electric furnace data represents the state of the equipment included in the electric furnace system 1 , and the active power supplied to the electric furnace 3 , the supply current of the ID Fan 4 , the temperature of the SDR facility 5 , etc. includes In addition, the temperature data of the first temperature sensor 120 passes through the first damper 112 and the temperature of the exhaust gas before passing through the first heat exchanger 20 , and passes through the first damper 112 and the first heat exchange The temperature of the exhaust gas after passing through the group 20 is included.

일 실시예에 있어서, 데이터 가공부(210)에 의해 가공된 전기로 데이터는 전기로(3)로 공급되는 유효전력, ID Fan(4)의 공급전류, SDR 설비(5)의 온도를 포함하고, 전기로(3)로 공급되는 현재유효전력과 이전시점에서 전기로(3)로 공급된 과거 유효전력간의 차이, ID FAN(4)의 현재공급전류와 이전시점에서 ID FAN(4)의 과거공급전류간의 차이, SDR 설비(5)의 온도의 제곱, 전기로(3)의 상태와 운전방식을 나타내는 상수(Constant)등을 더 포함한다. 이때, 이전시점은 현재시점으로부터 미리 정해진 시간이전을 의미한다. In one embodiment, the electric furnace data processed by the data processing unit 210 includes the active power supplied to the electric furnace 3 , the supply current of the ID Fan 4 , and the temperature of the SDR facility 5 , , the difference between the current active power supplied to the electric furnace 3 and the past active power supplied to the electric furnace 3 at the previous time, the current supply current of the ID FAN 4 and the past of the ID FAN 4 at the previous time The difference between the supply currents, the square of the temperature of the SDR facility 5, and a constant indicating the state and operation method of the electric furnace 3 are further included. In this case, the previous time refers to a predetermined time advance from the current time.

또한, 데이터 가공부(210)에 의해 가공된 온도 데이터는 제1 댐퍼(112)를 통과하고 제1 열교환기(20)를 통과하기 전의 배가스의 온도, 제1 댐퍼(112)를 통과하고 제1 열교환기(20)를 통과한 후의 배가스의 온도를 포함하고, 제1 댐퍼(112)를 통과하고 제1 열교환기(20)를 통과하기 전의 배가스의 온도와 이전시점에 제1 댐퍼(112)를 통과하고 제1 열교환기(20)를 통과하기 전의 배가스의 온도간의 차이, 제1 댐퍼(112)를 통과하고 제1 열교환기(20)를 통과하기 전의 배가스의 온도의 제곱, 배가스의 열량, 이전 시점에서 배가스의 과거열량 등을 더 포함한다. 이때, 이전시점은 현재시점으로부터 미리 정해진 시간이전을 의미한다.In addition, the temperature data processed by the data processing unit 210 passes through the first damper 112 and passes through the temperature of the exhaust gas before passing through the first heat exchanger 20, the first damper 112 and the first Including the temperature of the exhaust gas after passing through the heat exchanger 20, the temperature of the exhaust gas before passing through the first damper 112 and passing through the first heat exchanger 20 and the first damper 112 at the previous time point The difference between the temperature of the exhaust gas before passing through and passing through the first heat exchanger 20, the square of the temperature of the exhaust gas passing through the first damper 112 and before passing through the first heat exchanger 20, the calorific value of the exhaust gas, before It further includes the past calorific value of the exhaust gas at the time point. In this case, the previous time refers to a predetermined time advance from the current time.

데이터 가공부(210)는 가공된 전기로 데이터 및 온도 데이터를 예측열량 산출부(220)로 전달한다.The data processing unit 210 transmits the processed electric furnace data and temperature data to the predicted calorie calculation unit 220 .

예측열량 산출부(220)는 미리 생성된 배가스 열량 예측 모델(230)에 전기로 데이터 및 온도 데이터를 입력하여 배가스의 예측열량을 산출한다. 구체적으로 예측열량 산출부(220)는 배가스 열량 예측 모델(230)에 데이터 가공부(210)에 의해 가공된 전기로 데이터 및 온도 데이터를 입력하여 배가스의 예측열량을 산출한다. 이때, 예측열량 산출부(220)는 미리 정해진 시점의 배가스 예측열량을 산출할 수 있다. 미리 정해진 시점은 초단위, 분단위, 시단위 등을 포함할 수 있다.The predicted calorie calculation unit 220 calculates the predicted calorie of the exhaust gas by inputting the electric furnace data and temperature data to the pre-generated exhaust gas calorie prediction model 230 . Specifically, the predicted calorie calculation unit 220 calculates the predicted calorie of the exhaust gas by inputting the electric furnace data and temperature data processed by the data processing unit 210 to the exhaust gas calorie prediction model 230 . In this case, the predicted calorie calculation unit 220 may calculate the predicted calorie amount of the exhaust gas at a predetermined time. The predetermined time may include a second unit, a minute unit, an hour unit, and the like.

배가스 열량 예측 모델(230)은 일정기간동안 수집된 전기로 데이터 및 온도데이터를 이용하여 생성된다. 이때, 배가스 열량 예측 모델(230)은 선형 회귀 모델 또는 다중 신경망 모델일 수 있다.The exhaust gas heat quantity prediction model 230 is generated using the electric furnace data and temperature data collected for a certain period of time. In this case, the exhaust gas calorific value prediction model 230 may be a linear regression model or a multi-neural network model.

정확도 산출부(240)는 예측열량 산출부(220)에 의해 산출된 배가스의 예측열량의 정확도를 산출한다.The accuracy calculation unit 240 calculates the accuracy of the predicted heat quantity of the exhaust gas calculated by the predicted heat quantity calculation unit 220 .

일 실시예에 있어서, 정확도 산출부(240)는 미리 정해진 기간동안 수집된 특정시점에서 복수개의 배가스의 실제열량 및 해당시점에서 예측된 복수개의 배가스의 예측열량들간의 복수개의 평균 제곱근 오차(RMSE, Root Mean Square Error)를 산출한다. 그리고, 정확도 산출부(240)는 배가스 열량 산출부(135)에 의해 산출된 배가스의 현재열량와 배가스 열량 예측부(140)에 의해 산출된 배가스의 예측열량의 차이를 산출한다. 정확도 산출부(240)는 배가스의 현재 및 예측열량의 차이가 각 평균 제곱근 오차 범위 내에 포함되는지 판단한다. 그리고, 정확도 산출부(240)는 배가스의 현재 및 예측열량의 차이가 각 평균 제곱근 오차 범위내에 포함되는 비율을 정확도로 산출한다.In one embodiment, the accuracy calculation unit 240 is a plurality of root mean square errors (RMSE) between the actual heat quantity of a plurality of exhaust gases at a specific point in time collected for a predetermined period and the predicted heat amounts of a plurality of exhaust gases predicted at the time point (RMSE, Root Mean Square Error) is calculated. Then, the accuracy calculation unit 240 calculates a difference between the current heat quantity of the exhaust gas calculated by the exhaust gas calorific value calculation unit 135 and the predicted heat quantity of the exhaust gas calculated by the flue gas heat quantity prediction unit 140 . The accuracy calculation unit 240 determines whether the difference between the current and predicted heat quantity of the exhaust gas is included in each root mean square error range. And, the accuracy calculation unit 240 calculates with accuracy a ratio in which the difference between the current and predicted heat amounts of the exhaust gas is included in each root mean square error range.

예컨대, 복수개의 평균 제곱근 오차가 10, 20, 30, 40로 산출되고, 배가스의 현재열량에서 배가스의 예측열량를 감산한 값(Gap)이 -15로 산출된 경우, 정확도 산출부(240)는 열량의 차이(Gap)가 각 평균 제곱근 오차 범위 내에 포함되는지 판단한다. 이때, 정확도 산출부(240)는 -각 평균 제곱근 오차<GAP<각 평균 제곱근 오차로 포함되는지 판단한다. 이에 따라 정확도 산출부(240)는 배가스의 현재 및 예측열량의 차이(Gap)가 20, 30, 40에 포함되므로 정확도를 75%로 산출한다.For example, when a plurality of root mean square errors are calculated as 10, 20, 30, 40, and the value (Gap) obtained by subtracting the predicted heat amount of the exhaust gas from the current heat amount of the exhaust gas is calculated as -15, the accuracy calculation unit 240 is the heat amount It is determined whether the difference (Gap) is included in each root mean square error range. At this time, the accuracy calculator 240 determines whether -each root mean square error < GAP < each root mean square error. Accordingly, the accuracy calculation unit 240 calculates an accuracy of 75% because the difference (Gap) between the current and predicted heat amounts of the exhaust gas is included in 20, 30, and 40.

정확도 산출부(240)는 산출된 정확도를 제어부(150)로 전달한다.The accuracy calculator 240 transmits the calculated accuracy to the controller 150 .

데이터 베이스250)에는 데이터 수집부(130)에 의해 수집된 전기로 데이터 및 온도 데이터와 배가스 열량 산출부(135)에 의해 산출된 배가스의 현재열량이 저장된다. 또한 데이터 베이스(250)에는 데이터 가공부(210)에 의해 가공된 전기로 데이터 및 온도 데이터가 저장된다. 또한 데이터 베이스(250)에는 일정기간 수집된 전기로 데이터 및 온도데이터가 저장되고, 예측열량 산출부(220)에 의해 산출된 배가스의 예측열량이 저장된다. 또한, 데이터 베이스(250)에는 정확도 산출부(240)에 의해 산출된 정확도가 저장된다. In the database 250 , the electric furnace data and temperature data collected by the data collection unit 130 and the current heat quantity of the exhaust gas calculated by the exhaust gas heat quantity calculation unit 135 are stored. In addition, the data base 250 stores the electric furnace data and temperature data processed by the data processing unit 210 . In addition, the electric furnace data and temperature data collected for a certain period are stored in the database 250 , and the predicted heat amount of the exhaust gas calculated by the predicted heat amount calculating unit 220 is stored. In addition, the accuracy calculated by the accuracy calculation unit 240 is stored in the database 250 .

다시 도 4를 참조하면, 제어부(150)는 댐퍼부(110)를 제어한다. 이하, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 제어부(150)가 정상운전모드 및 긴급운전모드에서 댐퍼부(110)를 제어하는 것에 대해 설명한다. Referring back to FIG. 4 , the control unit 150 controls the damper unit 110 . Hereinafter, a description will be given of the control unit 150 controlling the damper unit 110 in the normal operation mode and the emergency operation mode with reference to FIGS. 6A and 6B .

도 6a는 제어부(150)가 정상운전모드 시 댐퍼부를 제어하는 것을 나타내는 도면이고, 도 6b는 제어부(150)가 긴급운전모드 시 댐퍼부를 제어하는 것을 나타내는 도면이다. 6A is a diagram illustrating that the control unit 150 controls the damper unit in the normal operation mode, and FIG. 6B is a diagram illustrating the control unit 150 controlling the damper unit in the emergency operation mode.

도 6a 에 도시된 바와 같이 제어부(150)는 정상운전모드 시 제1 댐퍼(112)를 개방하고, 제2 댐퍼(114)를 개방하며, 제3 댐퍼(114)를 폐쇄하여 제1 열교환기(20)로 배가스가 공급되게 한다. 6A, the control unit 150 opens the first damper 112, opens the second damper 114, and closes the third damper 114 in the normal operation mode to close the first heat exchanger ( 20) to supply flue gas.

또한, 도 6b에 도시된 바와 같이 제어부(150)는 긴급운전모드 시 제1 댐퍼(112)를 폐쇄하고, 제2 댐퍼(114)를 폐쇄하며, 제3 댐퍼(116)를 개방하여 제1 열교환기(20)로 배가스가 공급되는 것을 차단한다. 또한, 제어부(150)는 긴급운전모드 시 긴급 댐퍼(118)를 개방하여 제1 열교환기(20)로 공급되는 배가스에 외기를 공급한다. 이에 따라 제1 열교환기(20)에 공급되는 배가스와 외기간의 열교환을 통해 배가스의 열량이 낮아지게 된다.In addition, as shown in FIG. 6B , the control unit 150 closes the first damper 112 , closes the second damper 114 , and opens the third damper 116 in the emergency operation mode to open the first heat exchange The exhaust gas is blocked from being supplied to the group 20 . In addition, the controller 150 supplies external air to the exhaust gas supplied to the first heat exchanger 20 by opening the emergency damper 118 in the emergency operation mode. Accordingly, the heat quantity of the exhaust gas is lowered through heat exchange between the exhaust gas supplied to the first heat exchanger 20 and the outside period.

한편, 제어부(150)는 배가스의 예측열량에 따라 제1 댐퍼(112)의 개도율을 제어한다. 구체적으로 제어부(150)는 배가스 열량 산출부(135)에 의해 산출된 배가스의 현재열량과 배가스 열량 예측부(140)에 의해 산출된 배가스의 예측열량에 따라 제1 댐퍼(112)의 개도율을 제어한다.Meanwhile, the control unit 150 controls the opening rate of the first damper 112 according to the predicted amount of heat of the exhaust gas. Specifically, the control unit 150 determines the opening rate of the first damper 112 according to the current calorific value of the flue gas calculated by the flue gas calorific value calculation unit 135 and the predicted calorific value of the flue gas calculated by the flue gas calorific value prediction unit 140 . Control.

제어부(150)는 정확도 산출부(240)에 의해 산출된 정확도가 미리 정해진 기준정확도보다 높으면, 배가스의 현재 및 예측열량에 따라 제1 댐퍼(112)의 개도율을 제어한다.When the accuracy calculated by the accuracy calculation unit 240 is higher than the predetermined reference accuracy, the control unit 150 controls the opening rate of the first damper 112 according to the current and predicted heat quantity of the exhaust gas.

제어부(150)는 정확도 산출부(240)에 의해 산출된 정확도가 미리 정해진 기준정확도보다 낮으면, 배가스의 예측열량에 따라 제1 댐퍼(112)를 제어하지 않는다. 이에 따라 제어부(150)는 배가스의 현재열량에 따라 제1 댐퍼(112)를 제어한다.When the accuracy calculated by the accuracy calculation unit 240 is lower than the predetermined reference accuracy, the control unit 150 does not control the first damper 112 according to the predicted heat quantity of the exhaust gas. Accordingly, the controller 150 controls the first damper 112 according to the current amount of heat of the exhaust gas.

이때, 제어부(150)가 정확도에 따라 제1 댐퍼(112)의 개도율을 제어하는 것으로 설명하였으나, HMI(Human Machin Interface)를 통해 사용자가 정확도를 확인하고, 사용자가 정확도에 따라 제어부(150)의 제1 댐퍼(112)의 제어여부를 결정할 수도 있다. At this time, it has been described that the control unit 150 controls the opening rate of the first damper 112 according to the accuracy, but the user checks the accuracy through the HMI (Human Machine Interface), and the user checks the accuracy through the control unit 150 according to the accuracy. It is also possible to determine whether to control the first damper 112 of the

제어부(150)는 배가스의 현재열량과 배가스의 예측열량을 비교하여 제1 댐퍼(112)의 개도율을 조절한다. 제어부(150)는 배가스의 예측열량이 배가스의 현재열량에 비해 미리 정해진 기준치보다 낮으면 제1 댐퍼(112)의 개도율을 높인다. 이에 따라 전기로(3)에서 제1 열교환기(20)로 공급되는 배가스의 유량이 증가되면서 배가스의 예측열량에 비해 해당 시점에서 열량이 증가될 수 있다. 또한 제어부(150)는 배가스의 예측열량이 배가스의 현재열량에 비해 미리 정해진 기준치보다 높으면 제1 댐퍼(112)의 개도율을 낮춘다. 이에 따라 전기로(3)에서 제1 열교환기(20)로 공급되는 배가스의 유량이 감소되면서 배가스의 예측열량에 비해 해당 시점에서 열량이 감소될 수 있다.The control unit 150 adjusts the opening rate of the first damper 112 by comparing the current amount of heat of the exhaust gas and the predicted heat amount of the exhaust gas. The controller 150 increases the opening rate of the first damper 112 when the predicted heat amount of the exhaust gas is lower than a predetermined reference value compared to the current heat amount of the exhaust gas. Accordingly, as the flow rate of the exhaust gas supplied from the electric furnace 3 to the first heat exchanger 20 is increased, the amount of heat may be increased at a corresponding point in time compared to the predicted heat amount of the exhaust gas. In addition, the controller 150 lowers the opening rate of the first damper 112 when the predicted heat amount of the exhaust gas is higher than a predetermined reference value compared to the current heat amount of the exhaust gas. Accordingly, as the flow rate of the exhaust gas supplied from the electric furnace 3 to the first heat exchanger 20 is reduced, the amount of heat may be reduced at a corresponding point in time compared to the predicted heat amount of the exhaust gas.

일예로, 배가스의 현재열량이 1000Kcal이고, 배가스의 예측열량이 1200Kcal도이며, 미리 정해진 기준치가 100이면, 제어부(150)는 배가스의 예측열량이 배가스의 현재열량에 비해 200Kcal 높고, 기준치보다 높으므로, 제1 댐퍼(112)의 개도율을 낮춘다. 다른 예로, 배가스의 현재열량이 1000Kcal이고, 제 배가스의 예측열량이 800Kcal이며, 미리 정해진 기준치가 100이면, 제어부(150)는 배가스의 예측열량이 배가스의 현재열량에 비해 200Kcal 낮고, 기준치보다 낮으므로, 제1 댐퍼(112)의 개도율을 높인다.For example, if the current calorific value of the flue gas is 1000Kcal, the predicted calorific value of the flue gas is 1200Kcal degrees, and the predetermined reference value is 100, the control unit 150 is higher than the current calorific value of the flue gas by 200Kcal and is higher than the reference value. , to lower the opening rate of the first damper 112 . As another example, if the current calorie of the exhaust gas is 1000 Kcal, the predicted calorie of the first exhaust gas is 800 Kcal, and the predetermined reference value is 100, the controller 150 lowers the predicted calorie of the exhaust gas by 200 Kcal compared to the current calorie of the exhaust gas, and is lower than the reference value. , to increase the opening rate of the first damper 112 .

이와 같이 배가스가 일정한 기준열량으로 제1 열교환기(20)에 공급되기 때문에, 고열량으로 인해 발생하는 열매유의 탄화현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 적정수준의 열량으로 열매유가 가열되기 때문에, 열매유를 재차 가열시킬 필요가 없어 발전시스템의 효율이 상승한다.As such, since the exhaust gas is supplied to the first heat exchanger 20 with a constant reference amount of heat, it is possible to prevent carbonization of the heat oil caused by the high calorific value, and since the heat oil is heated to an appropriate level of heat, the heat oil There is no need to reheat the generator, so the efficiency of the power generation system is increased.

일 실시예에 있어서, 기준치는 미리 정해진 기간동안 수집된 복수개의 배가스의 예측된 온도 및 예측된 시점에서 복수개의 배가스의 실제온도들 간의 평균 제곱근 오차로 설정된다.In one embodiment, the reference value is set as a root-mean-square error between the predicted temperatures of the plurality of exhaust gases collected during a predetermined period and the actual temperatures of the plurality of exhaust gases at the predicted time.

일 실시예에 있어서, 제어부(150)는 배가스의 예측열량이 열량 기준범위를 벗어나면, 제1 댐퍼(112)의 개도율을 낮춘다. 이때, 열량 기준범위는 미리 정해진 하한치 내지 상한치 범위을 의미한다.In an embodiment, the controller 150 lowers the opening rate of the first damper 112 when the predicted heat amount of the exhaust gas is out of the calorific value reference range. In this case, the calorific value reference range means a predetermined lower limit to an upper limit range.

제1 댐퍼(112)의 개폐속도에 비해 제1 댐퍼(112)로 공급되는 배가스의 유속이 빠르다. 이에 따라 배가스가 배가스 열량 산출부(135)를 통해 미리 정해진 상한치 또는 하한치를 벗어나는 것으로 판단하여 제1 댐퍼(112)를 폐쇄하면, 제1 댐퍼(112)가 폐쇄되는 도중에 열량 기준범위를 벗어난 배가스가 배열회수시스템(2)으로 공급되게 된다.The flow rate of the exhaust gas supplied to the first damper 112 is faster than the opening/closing speed of the first damper 112 . Accordingly, when the first damper 112 is closed by determining that the exhaust gas is out of the predetermined upper limit or lower limit through the exhaust gas calorific value calculation unit 135, the exhaust gas outside the calorific value while the first damper 112 is closed It is supplied to the exhaust heat recovery system (2).

이에 따라 제어부(150)는 배가스의 예측열량이 열량 기준범위를 벗어나면 점차적으로 제1 댐퍼(112)의 개도율을 낮추어 실제로 배가스가 열량 기준범위를 벗어나는 경우 즉시 제1 댐퍼(112)를 폐쇄할 수 있게 한다.Accordingly, the control unit 150 gradually lowers the opening rate of the first damper 112 when the predicted calorific value of the exhaust gas is out of the calorific value reference range. make it possible

제어부(150)는 현재시점으로부터 예측시점까지의 시간, 배가스의 현재열량과 배가스의 예측열량간의 차이, 및 제1 열교환기(20)의 성능에 따라 제1 댐퍼(112)의 개도율을 증감시킨다. The control unit 150 increases or decreases the opening rate of the first damper 112 according to the time from the current time to the predicted time, the difference between the current heat amount of the exhaust gas and the predicted heat amount of the exhaust gas, and the performance of the first heat exchanger 20 . .

일 실시예에 있어서, 제어부(150)는 제1 댐퍼(112)의 개도율을 배가스의 예측열량과 배가스의 현재열량간의 차이에 비례되게 제어한다.In one embodiment, the controller 150 controls the opening rate of the first damper 112 in proportion to the difference between the predicted heat amount of the exhaust gas and the current heat amount of the exhaust gas.

본 발명에 따른 댐퍼 개도율 제어시스템(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 예비 온도 센서(127)를 더 포함할 수 있다. 예비 온도 센서(127)는 전기로(3)와 제1 댐퍼(112) 사이인 제2 위치에 설치된다. 예비 온도 센서(127)는 제1 댐퍼(112)를 통과하기 전 배가스의 온도를 측정한다. 이에 따라 데이터 수집부(220)가 수집하는 온도 데이터는 예비 온도 센서(127)에 의해 측정된 배가스의 온도를 더 포함하고, 배가스 열량 예측부(160)는 예비 온도 센서(127)에 의해 측정된 배가스의 온도를 포함하는 온도 데이터를 더 이용하여 배가스의 예측열량을 산출한다.The damper opening rate control system 100 according to the present invention may further include a preliminary temperature sensor 127 as shown in FIG. 4 . The preliminary temperature sensor 127 is installed at a second position between the electric furnace 3 and the first damper 112 . The preliminary temperature sensor 127 measures the temperature of the exhaust gas before passing through the first damper 112 . Accordingly, the temperature data collected by the data collection unit 220 further includes the temperature of the exhaust gas measured by the preliminary temperature sensor 127 , and the exhaust gas calorific value prediction unit 160 is measured by the preliminary temperature sensor 127 . The predicted calorific value of the flue gas is calculated by further using the temperature data including the temperature of the flue gas.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the above-described present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof.

예컨대, 도 4 및 도 5에 도시된 댐퍼 개도 제어시스템은 프로그램 형태로 구현될 수도 있을 것이다. 본 발명에 따른 댐퍼 개도 제어시스템이 프로그램으로 구현되는 경우, 도 4 및 도 5에 도시된 각 구성들이 코드로 구현되고, 특정 기능을 구현하기 위한 코드들이 하나의 프로그램으로 구현되거나, 복수개의 프로그램을 분할되어 구현될 수도 있을 것이다.For example, the damper opening control system shown in FIGS. 4 and 5 may be implemented in the form of a program. When the damper opening control system according to the present invention is implemented as a program, each configuration shown in FIGS. 4 and 5 is implemented as a code, and codes for implementing a specific function are implemented as one program, or a plurality of programs It may be divided and implemented.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

1: 전기로 시스템 2: 배열회수시스템
100: 댐퍼 개도율 제어시스템 110: 댐퍼부
130: 데이터 수집부 135: 배가스 열량 산출부
140: 배가스 열량 예측부 150: 제어부1: Electric furnace system 2: Heat recovery system
100: damper opening rate control system 110: damper unit
130: data collection unit 135: exhaust gas calorific value calculation unit
140: exhaust gas heat quantity prediction unit 150: control unit

Claims (14)

전기로에서 열교환기로 공급되는 배가스의 유량을 조절하는 제1 댐퍼;
상기 전기로로 공급되는 유효전력을 포함하는 전기로 데이터 및 상기 제1 댐퍼를 통과하는 배가스의 온도를 측정하는 온도센서로부터 온도데이터를 수집하는 데이터 수집부;
미리 정해진 선형 회귀 모델 또는 다중 신경망 모델을 이용하여 생성된 배가스 열량 예측 모델에 상기 전기로 데이터 및 상기 온도데이터를 입력하여 상기 제1 댐퍼를 통과하는 상기 배가스의 예측열량을 산출하는 배가스 열량 예측부; 및
상기 배가스의 예측열량이 상기 배가스의 현재열량에 비해 미리 정해진 기준치보다 낮으면 상기 제1 댐퍼의 개도율을 높여 상기 배가스의 유량을 증가시키고, 상기 배가스의 예측열량이 상기 배가스의 현재열량에 비해 상기 기준치보다 높으면 상기 제1 댐퍼의 개도율을 낮추어 상기 배가스의 유량을 감소시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배가스의 열량을 예측할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템.a first damper for controlling the flow rate of the exhaust gas supplied from the electric furnace to the heat exchanger;
a data collection unit for collecting temperature data from a temperature sensor measuring the temperature of the exhaust gas passing through the electric furnace data and the first damper including active power supplied to the electric furnace;
an exhaust gas calorific value prediction unit for calculating a predicted calorific value of the exhaust gas passing through the first damper by inputting the electric furnace data and the temperature data to an exhaust gas calorific value prediction model generated using a predetermined linear regression model or a multiple neural network model; and
When the predicted calorie of the exhaust gas is lower than a predetermined reference value compared to the current calorie of the exhaust gas, the opening rate of the first damper is increased to increase the flow rate of the exhaust gas, and the predicted calorie of the exhaust gas is higher than the current calorie of the exhaust gas. When it is higher than the reference value, the damper opening rate control system capable of predicting the amount of heat of the exhaust gas, characterized in that it includes a control unit for reducing the flow rate of the exhaust gas by lowering the opening rate of the first damper. 제1항에 있어서,
상기 열교환기를 통해 상기 배가스와 열교환하는 열매유의 온도 및 유량에 따라 상기 제1 댐퍼를 통과하는 배가스의 현재열량을 산출하는 배가스 열량 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배가스의 열량을 예측할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템.According to claim 1,
Damper opening degree capable of predicting heat quantity of exhaust gas, characterized in that it further comprises a flue gas calorific value calculating unit for calculating the current calorific value of the flue gas passing through the first damper according to the temperature and flow rate of thermal oil that exchanges heat with the flue gas through the heat exchanger rate control system. 제2항에 있어서,
상기 배가스 열량 산출부는,
수학식
Figure 112019130447834-pat00002
에 따라 상기 열매유의 현재열량을 산출하고,
상기 Q는 상기 열매유의 현재열량을 의미하고, 상기 C는 상기 열매유의 비열이며, 상기 M은 상기 열교환기를 통과하는 상기 열매유의 유량이고, 상기 △T는 상기 열교환기를 통과하기 전 열매유의 온도와 상기 열교환기를 통과한 후 열매유의 온도간의 차이인 것을 특징으로 하는 배가스의 열량을 예측할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템. 3. The method of claim 2,
The exhaust gas calorific value calculation unit,
formula
Figure 112019130447834-pat00002
Calculate the current calorific value of the thermal oil according to
Wherein Q means the current heat quantity of the thermal oil, C is the specific heat of the thermal oil, M is the flow rate of the thermal oil passing through the heat exchanger, and ΔT is the temperature of the thermal oil before passing through the heat exchanger and the A damper opening rate control system that can predict the amount of heat in the exhaust gas, characterized in that it is the difference between the temperatures of the heat oil after passing through the heat exchanger. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 배가스 열량 예측부는,
상기 전기로 데이터 및 상기 온도데이터를 미리 정해진 수식에 따라 가공하는 데이터 가공부; 및
상기 가공된 전기로 데이터 및 온도데이터를 상기 배가스 열량 예측 모델에 입력하여 상기 배가스의 예측열량을 산출하는 예측열량 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배가스의 열량를 예측할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템.According to claim 1,
The exhaust gas heat quantity prediction unit,
a data processing unit for processing the electric furnace data and the temperature data according to a predetermined formula; and
Damper opening rate control system capable of predicting the amount of heat of the exhaust gas, characterized in that it includes a predicted heat amount calculating unit for calculating the predicted heat amount of the exhaust gas by inputting the processed electric furnace data and temperature data into the exhaust gas heat amount prediction model. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 기준치는 미리 정해진 기간동안 수집된 복수개의 배가스의 예측열량 및 예측된 시점에서 복수개의 배가스의 실제열량들간의 평균 제곱근 오차(RMSE, Root Mean Square Error)로 설정되는 것을 특징으로 하는 배가스의 열량을 예측할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템.According to claim 1,
The reference value is the amount of heat of the exhaust gas, characterized in that it is set as a Root Mean Square Error (RMSE) between the predicted heat amount of a plurality of exhaust gases collected during a predetermined period and the actual heat amount of the plurality of exhaust gases at the predicted time. Predictable damper opening rate control system. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 배가스의 예측열량과 상기 배가스의 현재열량간의 차이에 비례되게 상기 제1 댐퍼의 개도율을 제어하는 것을 특징으로 하는 배가스의 열량을 예측할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템.According to claim 1,
The control unit is
A damper opening rate control system capable of predicting the amount of heat of the exhaust gas, characterized in that the opening rate of the first damper is controlled in proportion to a difference between the predicted heat amount of the exhaust gas and the current heat amount of the exhaust gas. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 배가스의 예측열량이 미리 정해진 열량 기준범위를 벗어나면 상기 제1 댐퍼의 개도율을 낮추는 것을 특징으로 하는 배가스의 열량을 예측할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템.According to claim 1,
The control unit is
The damper opening rate control system capable of predicting the amount of heat of the exhaust gas, characterized in that lowering the opening rate of the first damper when the predicted calorific value of the exhaust gas is out of a predetermined calorific value reference range. 제1항에 있어서,
상기 전기로 데이터는 상기 열교환기를 통과하는 배가스가 대기로 방출되게 부압을 발생시켜 상기 배가스를 흡인하는 ID FAN의 공급전류 및 상기 대기로 방출되는 배가스의 온도를 낮추는 SDR 설비의 온도 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배가스의 열량을 예측할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템.According to claim 1,
The electric furnace data generates a negative pressure so that the exhaust gas passing through the heat exchanger is discharged to the atmosphere, so that at least one of the supply current of the ID FAN for sucking the exhaust gas and the temperature of the SDR facility for lowering the temperature of the exhaust gas discharged to the atmosphere is further added Damper opening rate control system that can predict the amount of heat of the exhaust gas, characterized in that it includes. 제1항에 있어서,
상기 온도데이터는 상기 열교환기를 통과하기 전 상기 배가스의 온도와 상기 열교환기를 통과한 후 상기 배가스의 온도 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배가스의 열량을 예측할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템.According to claim 1,
The temperature data is a damper opening rate control system capable of predicting the amount of heat of the exhaust gas, characterized in that it includes at least one of the temperature of the exhaust gas before passing through the heat exchanger and the temperature of the exhaust gas after passing through the heat exchanger. 제1항에 있어서,
상기 배가스 열량 예측부는,
상기 배가스의 예측열량의 정확도를 산출하는 정확도 산출부를 포함하고,
상기 제어부는
상기 정확도가 미리 정해진 기준정확도보다 높으면, 상기 배가스의 예측열량에 따라 상기 제1 댐퍼를 제어하는 것을 특징으로 하는 배가스의 열량을 예측할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템.According to claim 1,
The exhaust gas heat quantity prediction unit,
Comprising an accuracy calculation unit for calculating the accuracy of the predicted heat quantity of the exhaust gas,
the control unit
When the accuracy is higher than the predetermined reference accuracy, the damper opening rate control system capable of predicting the amount of heat of the exhaust gas, characterized in that for controlling the first damper according to the predicted heat amount of the exhaust gas. 제13항에 있어서,
상기 정확도 산출부는,
미리 정해진 기간동안 수집된 복수개의 배가스의 실제열량 및 복수개의 배가스의 예측열량들간의 복수개의 평균 제곱근 오차(RMSE, Root Mean Square Error)를 산출하고, 상기 배가스의 현재열량과 배가스의 예측열량의 차이가 상기 복수개의 평균 제곱근 오차 범위 내에 포함되는 비율을 상기 정확도로 산출하는 것을 특징으로 하는 배가스의 열량을 예측할 수 있는 댐퍼 개도율 제어시스템.14. The method of claim 13,
The accuracy calculation unit,
Calculates a plurality of Root Mean Square Error (RMSE) between the actual calorific value of a plurality of flue gases and predicted calorific values of a plurality of flue gases collected for a predetermined period, and the difference between the current calorific value of the flue gas and the predicted calorific value of the flue gas A damper opening rate control system capable of predicting the amount of heat of exhaust gas, characterized in that calculating a ratio included within the plurality of root mean square error ranges with the accuracy.
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