정밀한 연소 제어를 통해 회전식 가마의 안정성 향상

회전식 가마는 예열기와 냉각기를 연속적인 열처리 공정으로 연결합니다. 원료는 가마 입구로 유입되어 연소 구역에서 가열 및 소결된 후 클링커 형태로 배출되며, 이 과정에서 고온 가스는 예열기로 향하는 역방향으로 흐릅니다.

열 에너지를 효율적으로 활용하고 시스템 전반의 장애를 방지하려면 예열기와 사이클론을 집중적으로 최적화하여 막힘 현상을 줄이고 열 손실을 최소화해야 합니다. 연소, 통풍 및 원료 흐름은 서로 밀접하게 연결되어 있어서 시스템의 한 부분에서 발생한 교란은 전체 공정 라인으로 빠르게 확산됩니다.

• 높은 분진 부하: 가마와 예열기 주변을 흐르는 가스 유량에는 고농도의 미립자가 포함되어 있어 광학 장치가 빠르게 오염되고, 샘플 채취 라인이 막히며, 노출된 센서의 측정값 편차가 증가합니다. 따라서 시간 경과에 따라 신호 품질이 저하되고, 측정 결과의 신뢰성을 유지하려면 더 많은 노력이 필요합니다.
• 입자 속도와 마모: 고속으로 이동하는 분진과 클링커 미립자는 프로브, 광학 부품 및 하우징을 사포로 계속 문지르는 것처럼 마모시킵니다. 기계적 침식은 센서의 무결성을 저하시키고, 보호 코팅을 약화시키며, 가마 후드, 라이저 덕트 및 예열기 배출구와 같은 부위의 고장 발생률을 높입니다.
• 극한 온도 노출: 화염 근처의 가스 온도는 1,900°C에 육박할 수 있으며, 클링커는 약 1,450°C의 온도로 연소 구역에서 나갑니다. 멀리 떨어진 곳에 설치된 기기도 복사열과 열 사이클링에 노출되어, 감지 소자 및 전자 부품의 편차, 조기 노화 또는 완전한 소손이 발생할 수 있습니다.
• 휘발성 주기(S, Cl, 알칼리): 유황, 염소 및 알칼리는 가마, 상승관 및 예열기 사이에서 순환합니다. 이러한 화합물은 반복적으로 응축과 재증발을 거치며, 센서 표면을 덮는 끈적끈적한 침전물을 형성하여 신호 전달을 방해합니다. 또한 특히 가스 분석 시스템에서 부식, 센서 오염 및 측정 불안정성을 유발하기도 합니다.

가마를 안정적으로 가동하려면 몇 가지 핵심 변수를 계속 지켜봐야 하는데, 이러한 변수는 열, 분진 및 기계적 마모가 심해도 계속 측정할 수 있어야 합니다. 다음은 가마 주변의 연소 성능, 열 균형 및 원료 흐름을 조기에 파악할 수 있게 해주는 핵심 측정 대상입니다.

• 온도: 연소 구역, 후드 및 2차 공기 온도(화염 안정성, 열 부하, 클링커 소결 거동을 나타냄)
• 압력: 후드 압력 및 통풍/ID 팬 압력 차(연소 상태, 공기 누출 및 가스 유량 일관성을 나타내는 주요 지표)
• 유량: 2차/3차 공기 및 연료 공급 유량(혼합, 연소 효율 및 열 균형 제어)
• 높이/축적량: 가마 입구 또는 공급 지점에서 비접촉 높이 또는 막힘 감지(방사선식 또는 마이크로파 방식 적용, 열악한 환경에 적합; 공급 중단 및 입구 막힘 방지)
• 가스 분석: O₂/CO/NO/SO₂와 같은 연소 지표(연소 품질 및 휘발성 물질 순환의 영향을 평가하기 위해 가마 입구 또는 다운스트림에서 측정)