KR101403614B1 - 기액 분리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기액 분리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 압축기의 유입측 가스 압력에 따라 석션 스크러버로부터 액체가 배출되는 측의 가스 블로우 바이(blow-by)를 차단하고, 이로 인해 장비나 배관 등에 대한 스테인레스 스틸이나 티타늄 등과 같은 고가 저온 재질의 불필요한 적용을 회피하고, 이와 동시에 해석 결과에 따른 장비, 배관 등의 재질 변경을 방지할 수 있는 기액 분리 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 유입되는 유체를 가스와 액체로 분리하는 석션 스크러버와; 상기 석션 스크러버에서 분리된 가스가 배출되는 가스 이송 라인에 설치되는 압축기와; 상기 석션 스크러버에서 분리된 액체가 배출되는 액체배출 라인에 설치되는 액체차단 밸브와; 상기 압축기에 유입되는 가스의 압력을 측정하여 감지신호를 출력하는 압력 센서와; 상기 압력 센서로부터 출력되는 감지신호를 수신받으며, 상기 압축기에 유입되는 가스의 압력이 기설정된 제1 압력값에 도달하면 상기 액체차단 밸브를 폐쇄시키도록 제어하는 컨트롤러; 를 포함하는 기액 분리 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 유입되는 유체를 가스와 액체로 분리하는 석션 스크러버와; 상기 석션 스크러버에서 분리된 가스가 배출되는 가스 이송 라인에 설치되는 압축기와; 상기 석션 스크러버에서 분리된 액체가 배출되는 액체배출 라인에 설치되는 액체차단 밸브와; 상기 압축기에 유입되는 가스의 압력을 측정하여 감지신호를 출력하는 압력 센서와; 상기 압력 센서로부터 출력되는 감지신호를 수신받으며, 상기 압축기에 유입되는 가스의 압력이 기설정된 제1 압력값에 도달하면 상기 액체차단 밸브를 폐쇄시키도록 제어하는 컨트롤러; 를 포함하는 기액 분리 시스템이 제공된다.
Description
본 발명은 가스와 액체를 분리하는 기액 분리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 기체와 액체를 분리하는 가스 압축기 석션 스크러버의 가스 블로우 바이(blow-by) 발생으로 인한 저온현상을 방지하여 고가의 저온 재질의 적용을 회피할 수 있도록 구성된 기액 분리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 석션 스크러버(suction scrubber)는 유체 내의 액상의 물질을 걸러서 배출하는 장치로서, 예컨대 LNG 탱크로부터 발생되는 증발가스 등의 기체를 압축기로 압축시키고자 하는 경우, 압축기의 전단에 설치되어 압축기 내측으로 유입되는 가스에 포함된 액체 성분을 제거하는데 사용될 수 있다.
이와 같은 석션 스크러버는 다양한 방식에 의해 기체로부터 액체를 분리하도록 하는데, 예를 들면 응집(coalescing) 현상을 이용하여 기체에 함유된 미세한 액체 성분을 걸러내고, 걸러낸 액체 성분이 응집되어 밀도의 증가에 의해 응축되도록 하고, 이렇게 응축된 액체가 하부에 수집되어 배출관을 통해서 외부로 배출되도록 한다.
그러나 이와 같은 석션 스크러버는 액체를 배출시키기 위한 노즐을 통한 가스의 블로우 바이(blow-by) 발생시, 후단의 시스템에 압력 강하로 인한 과도한 저온 현상이 발생하게 되고, 이로 인해 후단의 시스템을 이루는 대형 장비, 밸브, 배관 등의 모든 재질을 저온에 강한 재질, 예컨대 스테인레스 스틸, 티타늄 등의 고가의 저온 재질로 설계 및 제작해야 하는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 석션 스크러버의 액체 배출을 위한 노즐에서의 가스의 블로우 바이(blow-by)를 차단하여, 후단의 장비 및 파이프 등에 대한 불필요한 고가 저온 재질의 적용을 회피하도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 유입되는 유체를 가스와 액체로 분리하는 석션 스크러버와; 상기 석션 스크러버에서 분리된 가스가 배출되는 가스 이송 라인에 설치되는 압축기와; 상기 석션 스크러버에서 분리된 액체가 배출되는 액체배출 라인에 설치되는 액체차단 밸브와; 상기 압축기에 유입되는 가스의 압력을 측정하여 감지신호를 출력하는 압력 센서와; 상기 압력 센서로부터 출력되는 감지신호를 수신받으며, 상기 압축기에 유입되는 가스의 압력이 기설정된 제1 압력값에 도달하면 상기 액체차단 밸브를 폐쇄시키도록 제어하는 컨트롤러; 를 포함하는 기액 분리 시스템이 제공된다.
상기 제1 압력값은, 상기 액체배출 라인에서 발생하는 블로우 바이(blow-by)에 의해, 장비나 배관의 재질이 견딜 수 있는 최저 온도를 유발하는 압력값인 것이 바람직하다.
상기 컨트롤러는 상기 압축기의 작동을 유지하도록 한 상태에서 상기 액체차단 밸브를 폐쇄시키는 것이 바람직하다.
상기 석션 스크러버는, 분리된 액체의 수위를 검출하는 레벨 센서를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 석션 스크러버는, 상부에 연결되어 비상시 가스를 배기하는 배기라인과; 상기 석션 스크러버 내의 압력이 정해진 압력에 도달시 안전을 위해 상기 배기라인을 개방시키는 안전 밸브; 를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 가스 이송 라인은, 상기 압축기를 바이패스(by-pass)하도록 연결되는 바이패스 라인과; 상기 바이패스 라인을 개폐시키도록 설치되는 개폐 밸브; 를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 컨트롤러는, 상기 압축기에 유입되는 가스의 압력이 상기 제1 압력값보다 낮은 제2 압력값에 도달하면, 상기 압축기 및 상기 압축기에 연결된 시스템의 동작을 정지시키도록 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 석션 스크러버를 통해 압축기에 유입되는 가스의 압력을 측정하여, 측정된 가스의 압력값이 제1 압력값에 도달하면 상기 압축기의 작동을 유지하도록 한 상태에서 상기 석션 스크러버로부터의 액체를 배출을 차단시키며, 상기 제1 압력값은, 상기 석션 스크러버의 액체배출 노즐을 통한 가스의 블로우 바이(blow-by) 발생시 상기 석션 스크러버 하류측 장비의 재질이 견딜 수 있는 최저 온도를 유발하는 압력값인 기액 분리 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 압축기의 유입측 가스 압력에 따라 석션 스크러버로부터 액체가 배출되는 측의 가스 블로우 바이(blow-by)를 차단하고, 이로 인해 장비나 배관 등에 대한 스테인레스 스틸이나 티타늄 등과 같은 고가 저온 재질의 불필요한 적용을 회피하고, 이와 동시에 해석 결과에 따른 장비, 배관 등의 재질 변경을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 시스템을 도시한 구성도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 시스템을 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 시스템(100)은, 유입된 유체를 기체 성분과 액체 성분으로 분리하기 위한 석션 스크러버(suction scrubber; 110)와, 이 석션 스크러버(110)에서 분리되어 압축기(compressor; 120)에 유입되는 기체 성분, 즉 가스의 압력을 측정하여 감지신호로 출력하는 압력센서(140)와, 이 압력센서(140)의 감지신호를 수신받는 컨트롤러(controller; 150)를 포함할 수 있다.
석션 스크러버(110)는 유입되는 가스로부터 액체 성분을 제거하여, 액체가 제거된 가스를 배출하도록 한다. 석션 스크러버(110)는 가스와 액체의 분리 및 액체의 제거를 위한 다양한 방식 및 구조를 가질 수 있고, 일례로 응축현상을 이용하여 가스에 포함되는 미세 액상의 물질을 걸러내어 응집 및 응축 과정에 의해 액체를 수집하여 하부의 액체배출노즐(111)을 통해서 배출되도록 할 수 있다. 여기서 가스는 증발가스나 천연가스를 비롯하여 후단 시스템의 장비, 파이프 등에 압력 강하로 인한 저온 현상을 유발할 수 있는 모든 기체가 포함될 수 있다.
석션 스크러버(110)에는 가스로부터 분리되어 수집되는 액체의 수위를 감지하여 액체의 수위가 정해진 범위 내에서 유지될 수 있도록 하는 레벨 센서(level sensor; 112)가 설치될 수 있다. 여기서, 레벨 센서(112)에서 감지된 정보를 활용하여 컨트롤러 혹은 작업자는 석션 스크러버(110) 내의 액체 수위가 정해진 범위 내에서 유지될 수 있도록 석션 스크러버(110)로부터의 액체의 배출을 조절하거나, 석션 스크러버(110)에 대한 가스의 유입을 조절할 수 있고, 그 밖에도 다양한 방식이 적용될 수 있다.
석션 스크러버(110)의 상부에는 액체가 분리된 가스를 압축기(120) 쪽으로 공급하기 위한 가스 이송 라인(160)과 비상시 가스의 배기를 위한 배기 라인(113)이 연결될 수 있다. 석션 스크러버(110) 내의 압력이 정해진 압력에 도달하면 안전을 위해 배기 라인(113)을 개방시키도록 배기 라인(113)에는 안전 밸브(Pressure Safety Valve, PSA; 114)가 설치될 수 있다.
석션 스크러버(110)의 하단에는 액체배출 노즐(111)을 통해 액체의 배출을 위한 경로를 제공함과 아울러 액체차단 밸브(130)가 설치되는 액체배출 라인(131)이 연결된다.
압축기(120)는 석션 스크러버(110)로부터 가스를 공급받기 위하여 석션 스크러버(110)로부터 배출되는 가스의 이송을 가능하도록 하는 가스 이송 라인(160) 상에 설치되고, 석션 스크러버(110)로부터 액체의 제거과정을 마치고서 유입되는 가스를 모터(121)의 구동력을 이용하여 압축시킬 수 있다.
가스 이송 라인(160)에는 압축기(120)를 바이패스(by-pass)하도록 바이패스 라인(161)이 연결될 수 있다. 또한 바이패스 라인(161)에는 압축기(120)에 대한 가스의 바이패스를 개폐시키도록 개폐 밸브(162)가 설치될 수 있다.
액체차단 밸브(130)는 석션 스크러버(110)로부터 액체가 배출되는 배출 라인(131)에 설치되고, 컨트롤러(150)의 제어신호에 의해 동작할 수 있는 제어밸브로 이루어질 수 있는데, 예컨대 컨트롤러(150)의 제어에 의해 공급되는 공압이나 유압 또는 전기적인 신호에 따라 동작하는 밸브로 이루어질 수 있다.
압력 센서(140)는 압축기(120)에 유입되는 가스의 압력을 측정하여 감지신호로 출력하고, 일례로 석션 스크러버(110)로부터 배출되는 기체가 이송되는 가스 이송 라인(160)에서 압축기(120)의 전단에 설치될 수 있다.
컨트롤러(150)는 압력 센서(140)로부터 출력되는 감지신호를 수신받아 압축기(120)에 유입되는 가스의 압력이 기설정된 제1 압력값에 도달시, 압축기(120)의 작동을 유지하도록 한 상태에서 액체차단 밸브(130)를 폐쇄시키도록 제어한다.
여기서 제1 압력값은, 석션 스크러버(110)의 액체배출 노즐(111)을 통한 블로우 바이(blow-by)가 발생할 수 있는 압력값이다. 액체배출 노즐(111)을 통한 블로우 바이(blow-by)가 발생하면, 석션 스크러버(110)의 하류측에 위치한 장비나 배관에 압력 강하로 인한 극저온 현상이 발생할 수 있어 바람직하지 않다.
제1 압력값은, 석션 스크러버(110)의 액체배출 노즐(111)을 통한 가스의 블로우 바이(blow-by) 발생시 이로 인한 과도한 저온(low temperature)의 발생으로 인해 후단의 장비나 배관에 선정된 재질에 대한 문제발생을 방지하기 위하여 계산을 수행함으로써 얻어질 수 있는데, 즉, 이러한 장비나 배관의 재질이 견딜 수 있는 최저 온도를 유발하는 압력을 줄 톰슨 효과에 의해 구할 수 있으며, 이와 달리 실험적으로도 구할 수 있다.
한편, 컨트롤러(150)는, 압축기(120)에 유입되는 가스의 압력이 제1 압력값을 넘어서 기설정된 제2 압력값에 도달시, 압축기(120)에 연결된 시스템, 예컨대 석션 스크러버 후단의 장치나 압축기(120) 및 이 압축기(120) 후단의 장치 등의 동작을 정지시키도록 제어할 수도 있다. 여기서 제2 압력값은 제1 압력값보다 작은 값을 가질 수 있다.
압력 센서(140)는 제2 압력값에 대한 컨트롤러(150)의 제어를 대신하여, 압축기(120)에 유입되는 가스의 압력이 상기한 제2 압력값에 도달시, 압축기(120)에 연결된 시스템의 동작을 정지시키도록 하는 압력 스위치(pressure switch)를 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 기액 분리 시스템의 작용을 설명하기로 한다.
컨트롤러(150)는 압력 센서(140)에 의해 측정된 압축기(120) 전단의 가스 압력이 제1 설정값, 예컨대 석션 스크러버(110)의 후단에 위치하는 장비나 배관의 재질이 견딜 수 있는 최저 온도를 유발하는 압력에 도달시, 압축기(120)의 정상 동작을 유지한 상태에서 석션 스크러버(110)로부터 배출되는 액체를 차단하는 액체차단 밸브(130)가 닫히도록 한다. 따라서 석션 스크러버(110)의 액체배출 노즐(111)을 통한 가스의 블로우 바이(blow-by)를 원천적으로 차단하게 된다.
이로 인해, 상기한 장비 및 배관 등에 대한 스테인레스 스틸이나 티타늄 등과 같은 고가 저온 재질의 불필요한 적용을 회피할 수 있도록 하고, 이와 동시에 해석 결과에 따른 장비 및 배관 등의 재질 변경을 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
110 : 석션 스크러버 111 : 액체배출 노즐
112 : 레벨 센서 113 : 배기 라인
114 : 안전 밸브 120 : 압축기
121 : 모터 130 : 액체차단 밸브
131 : 액체배출 라인 140 : 압력 센서
150 : 컨트롤러 160 : 가스 이송 라인
161 : 바이패스 라인 162 : 개폐 밸브
112 : 레벨 센서 113 : 배기 라인
114 : 안전 밸브 120 : 압축기
121 : 모터 130 : 액체차단 밸브
131 : 액체배출 라인 140 : 압력 센서
150 : 컨트롤러 160 : 가스 이송 라인
161 : 바이패스 라인 162 : 개폐 밸브
Claims (8)
- 유입되는 유체를 가스와 액체로 분리하는 석션 스크러버와;
상기 석션 스크러버에서 분리된 가스가 배출되는 가스 이송 라인에 설치되는 압축기와;
상기 석션 스크러버에서 분리된 액체가 배출되는 액체배출 라인에 설치되는 액체차단 밸브와;
상기 압축기에 유입되는 가스의 압력을 측정하여 감지신호를 출력하는 압력 센서와;
상기 압력 센서로부터 출력되는 감지신호를 수신받으며, 상기 압축기에 유입되는 가스의 압력이 기설정된 제1 압력값에 도달하면 상기 액체차단 밸브를 폐쇄시키도록 제어하는 컨트롤러;
를 포함하는 기액 분리 시스템. - 청구항 1에 있어서, 상기 제1 압력값은, 상기 액체배출 라인에서 발생하는 블로우 바이(blow-by)에 의해, 장비나 배관의 재질이 견딜 수 있는 최저 온도를 유발하는 압력값인 기액 분리 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 압축기의 작동을 유지하도록 한 상태에서 상기 액체차단 밸브를 폐쇄시키는 기액 분리 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 석션 스크러버는, 분리된 액체의 수위를 검출하는 레벨 센서를 포함하는 기액 분리 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 석션 스크러버는,
상부에 연결되어 비상시 가스를 배기하는 배기라인과;
상기 석션 스크러버 내의 압력이 정해진 압력에 도달시 안전을 위해 상기 배기라인을 개방시키는 안전 밸브;
를 포함하는 기액 분리 시스템. - 청구항 1에 있어서, 상기 가스 이송 라인은,
상기 압축기를 바이패스(by-pass)하도록 연결되는 바이패스 라인과;
상기 바이패스 라인을 개폐시키도록 설치되는 개폐 밸브;
를 포함하는 기액 분리 시스템. - 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 압축기에 유입되는 가스의 압력이 상기 제1 압력값보다 낮은 제2 압력값에 도달하면, 상기 압축기의 동작을 정지시키도록 제어하는 기액 분리 시스템.
- 석션 스크러버를 통해 압축기에 유입되는 가스의 압력을 측정하여, 측정된 가스의 압력값이 제1 압력값에 도달하면 상기 압축기의 작동을 유지하도록 한 상태에서 상기 석션 스크러버로부터의 액체를 배출을 차단시키며,
상기 제1 압력값은, 상기 석션 스크러버의 액체배출 노즐을 통한 가스의 블로우 바이(blow-by) 발생시 상기 석션 스크러버 하류측 장비의 재질이 견딜 수 있는 최저 온도를 유발하는 압력값인 기액 분리 시스템.
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KR1020120102612A KR101403614B1 (ko) | 2012-09-17 | 2012-09-17 | 기액 분리 시스템 |
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