KR101444838B1

KR101444838B1 - 플레어 라인 시스템 및 플레어 라인 모니터링 시스템

Info

Publication number: KR101444838B1
Application number: KR1020120107646A
Authority: KR
Inventors: 김상수
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-09-26
Also published as: KR20140040945A

Abstract

플레어 라인 시스템 및 플레어 라인 모니터링 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 플레어 라인 시스템은 소각 대상 가스를 수용하는 녹아웃 드럼(knockout drum)과; 상기 녹아웃 드럼에 연결되며 가스가 배출되는 가스 라인과; 상기 가스 라인에 개재되며, 상기 녹아웃 드럼 내부의 압력이 미리 설정된 기준치보다 커질 경우 개방되는 제1 압력 안전 밸브(pressure safety valve)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플레어 라인 시스템 및 플레어 라인 모니터링 시스템{Flare line and monitoring system thereof}

본 발명은 플레어 라인 시스템 및 플레어 라인 모니터링 시스템에 관한 것이다.

해양 플랜트 생산 설비에 등 환경 오염의 문제가 있는 가스가 배출되는 설비에는 소각 대상 가스를 모아 연소시키는 플레어 라인(flare line)이 설치된다.

플레어 라인에는 여러 설비로부터 소각 대상이 되는 플레어 가스들이 모이는데, 수집된 가스는 순수한 상태의 가스는 아니며, 불순물이 다량 함유되어 점도가 있는 상태의 가스가 모이게 된다.

이러한 플레어 가스들이 보다 잘 소각되도록 하기 위해, 소각 대상 가스들은 녹아웃 드럼(knockout drum)에 수집되어 수분이 제거된 후 플레어 팁(flare tip)으로 보내어져 소각이 이루어지게 된다.

녹아웃 드럼은 플레어 가스 중에 포함된 미스트(mist) 상의 액체를 분리, 제거하기 위해 설치되며, 수직형(vertical) 또는 수평형(horizontal) 드럼이 이용된다.

도 1에 도시된 것처럼, 종래의 플레어 라인 시스템에는 녹아웃 드럼(10)에서 배출되는 가스의 라인, 즉 녹아웃 드럼(10)에서 플레어 팁으로 연결되는 가스 라인에 파열판 안전 장치(rupture disc safety device, PSE)(20)가 설치되었다.

각 설비로부터 모여진 소각 대상 플레어 가스는 녹아웃 드럼(10)에 저장되는데, 저장되는 가스에 의해 압력이 증가하게 되면, 즉 녹아웃 드럼(10)의 압력이 설정 압력(operating set pressure) 이상으로 증가하게 되면, 파열판 안전 장치(20)가 터지게 된다. 여기서, 파열판(rupture disk)은 1회용 소모품으로서 사용되게 된다.

파열판이 터지면, 그와 동시에 ESD(Emergency Shutdown) 시스템에 의해 블로우 다운 밸브(blow down valve)(30) 개방(open)되면서 녹아웃 드럼(10) 내의 가스가 배출되게 되므로, 녹아웃 드럼(10)이 고압으로부터 보호되는 결과를 가져올 수 있다.

그러나, 종래의 플레어 라인 시스템에는 1회용 소모성 부품인 파열판이 사용되므로, 파열판 안전 장치(20)가 터질 때마다 빈번하게 유지, 보수를 해야 한다는 단점이 있으며, 이러한 상황이 컨트롤 룸(control room)에서 연속적으로 모니터링 되고 있지 않다는 한계가 있다.

이처럼, 플레어 라인 시스템이 불완전한 상태로 운영되고 있어, 만일 플레어 시스템이 고압 등으로 인하여 파손될 경우, 인명 피해 뿐만 아니라 환경 오염에 지대한 악영향이 미치게 된다는 문제가 있다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

한편, 대한민국 공개특허 10-2008-0105165호에는 버너, 버너로의 가스 공급을 조절하기 위해 버너에 연결되는 가변 유량 밸브, 화염을 생산하는 버너에 의해 분배되는 가스를 점화하도록 구비되는 점화부, 화염의 존재를 모니터하도록 구비되는 화염 센서, 및 가변 유량 밸브, 점화부, 및 화염 센서에 각각 조작 가능하게 연결되는 전자 조절부를 포함하되, 전자 조절부는 점화부를 활성화하고 화염 센서를 모니터링하는 동안, 가스의 유량을 가변하기 자가 조정을 하며, 버너에서 화염이 검출되면 밸브 조작을 위한 개시 위치를 설정하는 전자 가스 조절 장치가 개시되어 있고, 대한민국 공개특허 10-2008-0068349호에는 유체의 과압 및 결빙 팽창압력을 효율적으로 배출할 수 있고, 압축스프링의 압축을 간편하게 조절할 수 있으며, 개폐부의 승강안내를 용이하게 할 수 있고, 압축스프링의 압축압력을 계측할 수 있는 간단한 구조의 압력 안전밸브가 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 10-2008-0105165호 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허 10-2008-0068349호

본 발명은 안전하게 운영이 가능하며 유지 보수가 간편한 플레어 라인 시스템 및 자동으로 모니터링이 가능한 플레어 라인 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 소각 대상 가스를 수용하는 녹아웃 드럼(knockout drum)과; 상기 녹아웃 드럼에 연결되며 가스가 배출되는 가스 라인과; 상기 가스 라인에 개재되며, 상기 녹아웃 드럼 내부의 압력이 미리 설정된 기준치보다 커질 경우 개방되는 제1 압력 안전 밸브(pressure safety valve)를 포함하는 플레어 라인 시스템(flare line system)이 제공된다.

상기 제1 압력 안전 밸브와 병렬로 연결되는 제2 압력 안전 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 압력 안전 밸브는, 상기 제1 압력 안전 밸브의 미사용시 대체 경로를 제공하도록 설치될 수 있다.

상기 한 쌍의 압력 안전 밸브와 병렬로 연결되어 상기 가스 라인에 개재되며, 상기 제1 압력 안전 밸브의 개방에 상응하여 개방됨으로써, 가스가 배출되도록 하는 블로우 다운 밸브(blow down valve)를 더 포함할 수 있다.

상기 녹아웃 드럼 내부의 압력이 상기 기준치보다 커질 경우 작동되는 ESD 시스템(Emergency Shutdown Systems)을 더 포함하며, 상기 블로우 다운 밸브는 상기 ESD 시스템의 작동에 의해 개방될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 소각 대상 가스를 수용하는 녹아웃 드럼(knockout drum)과; 상기 녹아웃 드럼에 연결되며 가스가 배출되는 가스 라인과; 상기 가스 라인에 개재되며, 상기 녹아웃 드럼 내부의 압력이 미리 설정된 기준치보다 커질 경우 개방되는 압력 안전 밸브(pressure safety valve)와; 상기 압력 안전 밸브에 직렬로 연결되며, 상기 압력 안전 밸브를 통한 가스의 배출을 감지하는 리크 디텍터(leak detector)를 포함하는 플레어 라인 모니터링 시스템(flare line monitoring system)이 제공된다.

상기 리크 디텍터는 상기 압력 안전 밸브의 배출관(discharge line)에 설치되는 써모커플(thermocouple)을 포함할 수 있다.

상기 압력 안전 밸브에 직렬로 연결되며, 상기 압력 안전 밸브의 작동 여부를 감지하는 인터락 리미트 스위치(interlock limit switch)를 더 포함할 수 있다.

상기 압력 안전 밸브의 전단과 후단에는 각각 매뉴얼 볼 밸브(manual ball valve)가 설치되며, 상기 인터락 리미트 스위치는 한 쌍으로 구비되어 상기 매뉴얼 볼 밸브에 각각 설치될 수 있다.

상기 압력 안전 밸브와 병렬로 연결되는 부가 압력 안전 밸브와, 상기 부가 압력 안전 밸브에 직렬로 연결되며 상기 부가 압력 안전 밸브의 작동 여부를 감지하는 부가 인터락 리미트 스위치를 더 포함할 수 있다.

상기 리크 디텍터, 상기 인터락 리미트 스위치 및 상기 부가 인터락 리미트 스위치로부터 신호를 수신하여, 상기 녹아웃 드럼 내부의 압력이 상기 기준치보다 커져 상기 압력 안전 밸브가 작동되었는지 여부 및 상기 압력 안전 밸브와 상기 부가 압력 안전 밸브 중 어느 쪽이 작동되었는지 여부를 자동으로 감시할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 해양 플랜트 생산 설비 등에 적용되는 플레어 라인에 1개의 여분(spare)을 포함한 2중 압력 안전 밸브(dual pressure safety valve)를 설치함으로써, 녹아웃 드럼을 보호하고 플레어 라인 시스템을 안전하게 운영할 수 있으며 어느 하나의 압력 안전 밸브가 파손되더라도 쉽게 유지, 보수를 할 수 있다.

또한, 플레어 라인에 K 타입 써모커플(K type thermocouple)로 리크 디텍터(leak detector)를 설치하고, PSV(pressure safety valve)의 전, 후단에 설치되는 매뉴얼 볼 밸브(manual ball valve)에 인터락 리미트 스위치(interlock limit switches)를 설치함으로써, PSV의 작동 상태를 자동으로 감지할 수 있는 자동 플레어 모니터링 시스템을 구축할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 플레어 라인 시스템의 P&ID 다이어그램(Piping & Instrument Diagram)을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플레어 라인 시스템의 P&ID 다이어그램을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 플레어 모니터링 시스템의 다이어그램을 나타낸 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플레어 라인 시스템의 P&ID 다이어그램을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 플레어 라인 시스템(100), 녹아웃 드럼(110), 가스 라인(120), 압력 안전 밸브(130, 132), 블로우 다운 밸브(140), 재생오일 배수 라인(150)이 도시되어 있다.

해양 플랜트 생산 설비 등에는 플레어 라인이 설치되는데, 본 실시예에 따른 플레어 라인 시스템(100)은 녹아웃 드럼(knockout drum)(110)에서 플레어 팁(flare tip)으로 연결되는 라인에 종래의 파열판 안전 장치(rupture disc safety device) 대신에 2중의 압력 안전 밸브(dual pressure safety valve)(130, 132)를 설치한 것을 특징으로 한다.

즉, 압력 안전 밸브로 '1+1Spare' 시스템을 구성함으로써, 만일 하나의 압력 안전 밸브(130)가 터진 후 고장이 발생하더라도 여분으로 설치한 나머지 하나의 압력 안전 밸브(132)를 사용할 수 있으므로, 종래의 빈번한 유지보수 문제 및 시스템의 불완전성 문제를 해결할 수 있다.

본 실시예에 따른 플레어 라인 시스템(100)은, 기본적으로 녹아웃 드럼(110), 가스 라인(120), 재생오일 배수 라인(150), 및 가스 라인(120)에 설치되는 압력 안전 밸브(130)로 구성될 수 있다.

녹아웃 드럼(110)은 각종 설비로부터 플레어 가스가 모이는 곳으로, 소각 대상 가스를 수집하여 수분을 제거하는 역할을 한다.

녹아웃 드럼(110)으로부터 배출되는 가스는 플레어 팁으로 보내어져 소각되고, 플레어 가스로부터 분리된 재생오일은 펌프를 통해 배수된다. 여기에서는 녹아웃 드럼(110)에 연결되는 배관 중 가스가 배출되는 배관을 가스 라인(120)으로, 가스로부터 분리된 액체가 배출되는 배관을 재생오일 배수 라인(150)으로 명명하여 설명한다.

본 실시예에 따른 플레어 라인 시스템(100)은 가스 라인(120)의 중간에 종래의 파열판 대신 압력 안전 밸브(pressure safety valve, PSV)(130)가 설치된 것을 특징으로 한다.

녹아웃 드럼(110)에는 각종 설비로부터 플레어 가스가 모이게 되므로, 경우에 따라서는 드럼 내부의 압력이 급격하게 증가하는 경우도 있을 수 있다. 이처럼 드럼 내의 압력이 증가하게 되면 드럼이 파손되어 플레어 라인이 작동하지 않는 사고가 발생할 수 있다.

이에 대해, 녹아웃 드럼(110)에 대해서는 소정의 압력 기준치 미리 설정되어 있으며, 드럼 내의 압력이 기준치 이상으로 증가하게 되면 드럼 내의 가스가 신속히 밖으로 배출되도록 안전 장치가 작동된다.

즉, 각종 설비로부터 모여진 플레어 가스는 녹아웃 드럼(110)에 저장되는데, 드럼 내의 압력이 기준치(operating set pressure) 이상 증가하게 되면, 본 실시예에 따른 플레어 라인 시스템(100)에서는 압력 안전 밸브(130)가 터지도록(개방되도록) 한 것이다.

압력 안전 밸브는, 압축스프링의 탄성압력으로 작동되는 안전밸브를 유체수용체에 설치한 밸브로서, 유체로부터 규정된 압력을 초과하는 과압(overpressure)이 작용할 경우 장비의 손상 및 유체 사용의 부작용을 방지할 수 있는 구성요소이다.

압력 안전 밸브는 내부에 스프링이 있어 개방 임계 압력을 세팅할 수 있으며, 정기적 검사를 통해 밀봉 여부를 주기적으로 확인할 수 있다. 또한, 일정 압력 이상이 작용하여 밸브가 터지더라도 다시 세팅하여 재사용이 가능한 밸브이다.

본 실시예에 따른 플레어 라인 시스템(100)은, 도 2에 도시된 것처럼, 한 쌍의 압력 안전 밸브(130, 132)가 병렬로 연결되어 설치된 것을 특징으로 한다. 즉, 제1 압력 안전 밸브(130)에 추가하여 제2 압력 안전 밸브(132)가 병렬로 더 연결되어 구성된다.

이처럼 하나의 압력 안전 밸브(132)를 더 추가하여 병렬로 연결함으로써, 추가된 압력 안전 밸브(132)는 본래의 압력 안전 밸브(130)에 대한 여분(spare)으로 사용될 수 있다.

즉, 어느 하나의 압력 안전 밸브(130)가 보수 등의 사정으로 미사용될 경우, 여분의 압력 안전 밸브(132)가 본래의 압력 안전 밸브(130)에 대한 대체 경로를 제공할 수 있다.

예를 들어, 어느 하나의 압력 안전 밸브(130)가 고장을 일으켜 수리가 필요한 경우, 하나의 압력 안전 밸브만 설치되어 있다면 플레어 라인 시스템(100) 전체의 작동을 정지시키고 압력 안전 밸브(130)를 수리해야 하나, 본 실시예에서처럼 여분의 압력 안전 밸브(132)가 병렬로 추가되어 있을 경우에는 고장난 밸브가 설치된 라인을 폐쇄하고 이를 대체할 수 있도록 여분의 밸브가 설치된 라인을 개방함으로써, 전체적인 시스템은 여전히 작동되도록 한 상태에서 고장난 밸브만 간편하게 수리할 수 있게 된다.

이처럼, 본 실시예에 따른 플레어 라인 시스템(100)은 한 쌍의 압력 안전 밸브(130, 132)를 병렬로 설치함으로써, 녹아웃 드럼(110)을 보호할 수 있을 뿐만 아니라 시스템의 유지, 보수를 용이하고 간편하게 할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 본 실시예에 따른 플레어 라인 시스템(100)은, 녹아웃 드럼(110) 내의 압력이 기준치 이상으로 증가하여 압력 안전 밸브(130)가 개방될 경우, 이와 동시에 ESD(Emergency Shutdown) 시스템이 작동하여 블로우 다운 밸브(blow down valve)(140)가 개방되도록 함으로써, 녹아웃 드럼(110)을 보호하고 플레어 시스템의 파손을 방지하며 인명 피해와 환경 오염의 문제를 미연에 방지하도록 한 것을 특징으로 한다.

즉, 압력 안전 밸브(130, 132)와 병렬로 가스 라인(120)에 블로우 다운 밸브(140)를 설치하여, 녹아웃 드럼(110) 내의 압력이 기준치 이상으로 증가할 경우(압력 안전 밸브(130)가 개방될 뿐만 아니라) 블로우 다운 밸브(140)가 개방되도록 함으로써, 고압의 가스가 외부로 배출되도록 하여 녹아웃 드럼(110)을 보호할 수 있다.

블로우 다운 밸브는 보일러나 화학 설비 등의 본체나 접속 배관 부분 등에 이상 사태가 발생할 경우에 대비하여 설치되는 안전장치의 하나로서, 화학 설비 등의 기기에 높은 압력이 걸려 이상 사태가 발생하였을 때 수동 또는 자동으로 고압의 기체를 기기 밖으로 방출해 내기 위한 밸브이며, 자압(自壓)형, 솔리노이드형, 다이어프램형 등 다양한 방식 및 구조로 이루어질 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 다른 플레어 라인 시스템(100)에 설치되는 블로우 다운 밸브(140)는 녹아웃 드럼(110)을 보호하기 위한 안전장치로서, 시스템에 이상 사태가 발생하였을 때 작동되는 ESD 시스템(미도시)에 의해 그 작동이 제어될 수 있다.

즉, 녹아웃 드럼(110) 내부의 압력이 기준치보다 커질 경우, 시스템 전체의 이상 사태를 컨트롤하는 ESD 시스템이 작동할 수 있으며, 본 실시예에 따른 블로우 다운 밸브(140)는 이러한 ESD 시스템의 작동에 상응하여 개방되어 고압의 가스가 배출되도록 함으로써, 녹아웃 드럼(110)에 고압이 걸리지 않도록 보호할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 플레어 모니터링 시스템의 다이어그램을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 플레어 라인 시스템(100), 블로우 다운 밸브(140), 플레어 라인 모니터링 시스템(200), 리크 디텍터(210), 인터락 리미트 스위치(220)가 도시되어 있다.

본 실시예는 전술한 플레어 라인 시스템(100)의 작동 상황을 자동으로 모니터링하기 위한 시스템에 관한 것이다.

본 실시예에 따른 플레어 모니터링 시스템이 자동으로 동작하도록 하기 위해, 플레어 라인 시스템(100)에는 리크 디텍터(leak detector)(210)와 매뉴얼 볼 밸브 인터락 리미트 스위치(manual ball valve interlock limit switches)(220)가 설치될 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 모니터링 시스템의 감시 대상이 되는 플레어 라인 시스템(100)은, 전술한 바와 같이, 소각 대상 가스를 수용하는 녹아웃 드럼(110), 녹아웃 드럼(110)에 연결되는 가스 배출 라인, 가스 라인(120)에 개재되는 압력 안전 밸브(130, 132)로 구성될 수 있다.

압력 안전 밸브(130, 132)는 녹아웃 드럼(110) 내부의 압력이 기준치보다 커질 경우 개방됨으로써 녹아웃 드럼(110)을 고압으로부터 보호할 수 있으며, 한 쌍으로 구비되어 병렬로 연결됨으로써 어느 하나가 사용되지 않을 때 나머지 하나가 대체 경로를 제공하는 방식으로, 즉 어느 하나의 밸브가 나머지 하나의 밸브에 대해 여분(spare)으로서 기능할 수 있음은 전술한 바와 같다.

본 실시예에 따른 모니터링 시스템은, 압력 안전 밸브(130, 132)에 리크 디텍터(210)가 직렬로 연결된 것을 특징으로 한다.

리크 디텍터(210), 즉 누출 감지기는 압력 안전 밸브(130, 132)를 통해 가스가 배출되는지 여부를 감지하는 장치로서, 압력 안전 밸브(130, 132)가 제대로 작동되어 가스가 차단되는지, 압력 안전 밸브(130, 132)를 통하여 가스가 일부 누출되는지 여부를 감지할 수 있다.

이와 같이 리크 디텍터(210)를 설치함으로써, 압력 안전 밸브(130, 132)가 이상 없이 작동되는지, 또는 압력 안전 밸브(130, 132)에 고장이 발생하여 가스가 새어 나오는지 여부를 모니터링 할 수 있다.

본 실시예에 따른 리크 디텍터(210)로는 써모커플(thermocouple)이 사용될 수 있다.

써모커플(열전대)은, 두 종류의 금속을 조합하였을 때 접합 양단의 온도가 서로 다르면 이 두 금속 사이에 전류가 흐르는 원리를 이용하여 온도를 측정하는 장치로서 백금, 크롬, 알루미늄, 철, 콘스탄탄, 구리 등 써모커플을 구성하는 금속의 종류에 따라 B, R, S, K, E, J, T 타입 등으로 구분된다.

즉, 본 실시예에 따른 리크 디텍터(210)는 압력 안전 밸브(130, 132)의 배출관(discharge line)의 온도를 측정함으로써, 압력 안전 밸브(130, 132)를 통해 가스가 누출되는지 여부를 감지할 수 있다.

써모커플의 종류는 측정하고자 하는 온도 범위에 따라 선택될 수 있는데, 예를 들어 본 실시예에 따른 리크 디텍터(210)로는 압력 안전 밸브(130, 132)를 통해 가스가 누출될 경우 그 온도를 측정할 수 있도록 K 타입 써모커플이 사용될 수 있다.

K 타입 써모커플은 크로멜(chromel)과 알루멜(alumel)로 구성되는 것으로, 섭씨 -200도에서 섭씨 1,250도의 범위의 온도를 측정하는 데에 사용될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 모니터링 시스템은, 압력 안전 밸브(130, 132)에 인터락 리미트 스위치(220)가 직렬로 연결된 것을 특징으로 한다.

인터락 리미트 스위치(220)는 압력 안전 밸브(130, 132)가 작동되었는지, 즉 녹아웃 드럼(110)의 압력 증가에 따라 압력 안전 밸브(130, 132)가 개방되었는지 여부를 감지하는 역할을 한다.

압력 안전 밸브(130, 132)의 전단과 후단에는 각각 매뉴얼 볼 밸브(manual ball valve) 가 설치되는데, 이 볼 밸브에 각각 인터락 리미트 스위치(220)를 설치함으로써 압력 안전 밸브(130, 132)의 작동 여부, 즉 폐쇄된 상태인지 개방되었는지를 감지할 수 있다.

이와 같이 리미트 스위치를 설치함으로써, 녹아웃 드럼(110)에 고압이 걸려 압력 안전 밸브(130, 132)가 개방되었는지, 또는 전술한 것처럼 한 쌍의 압력 안전 밸브(130, 132)가 병렬로 설치된 경우에는 어느 쪽의 압력 안전 밸브(130, 132)가 작동되었는지 여부를 모니터링 할 수 있다.

즉, 압력 안전 밸브(130, 132)가 한 쌍으로 구비되어 병렬로 연결된 경우, 각각의 압력 안전 밸브(130, 132)에 인터락 리미트 스위치(220)를 설치함으로써, 어느 쪽의 압력 안전 밸브(130, 132)가 작동되었는지 여부를 감지할 수 있다.

이처럼, 본 실시예에 따른 플레어 라인 모니터링 시스템(200)은, 플레어 라인에 리크 디텍터(210)와 인터락 리미트 스위치(220)를 설치하고 그로부터 신호를 수신함으로써, 녹아웃 드럼(110)의 보호를 위해 설치된 압력 안전 밸브(130, 132)가 제대로 작동되는지, 녹아웃 드럼(110) 내부의 압력이 기준치보다 커질 경우 압력 안전 밸브(130, 132)가 작동하였는지, 한 쌍의 압력 안전 밸브(130, 132)가 병렬로 설치된 경우에는 어느 쪽의 압력 안전 밸브(130, 132)가 작동되는지 등을 자동으로 모니터링 할 수 있다.

본 실시예에 따른 플레어 라인 시스템(100)은 한 쌍의 압력 안전 밸브(130, 132)를 병렬로 설치함으로써, 녹아웃 드럼(110)을 보호하고, 빈번한 유지 보수 및 시스템의 불안전 문제를 해결한 것을 특징으로 한다.

또한, 플레어 라인 시스템(100)의 가스 라인(120)(flare knockout drum to flare tip line) 전단에 압력 안전 밸브(130, 132), 리크 디텍터(210), 및 매뉴얼 볼 밸브 인터락 리미트 스위치(220)를 설치함으로써, 자동 플레어 모니터링 시스템을 구성한 것을 특징으로 한다.

즉, 압력 안전 밸브(PSV)를 2중(dual)으로 설치하여 "1+1Spare" 시스템으로 구축하였고, PSV 배출관에 리크 디텍터(210) 장치로서 K 타입 써모커플을 설치하였으며, PSV의 전,후단 매뉴얼 볼 밸브에 인터락 리미트 스위치(220)를 설치하였다.

이에 따라, 플레어 시스템의 안정화 및 유지보수 성능이 증대되고, 플레어 시스템의 리스크(risk)를 사전에 예방할 수 있으며, 플레어 시스템의 파손으로 인한 인명피해를 줄이고 환경에의 영향을 방지할 수 있으며, 자동 플레어 모니터링 시스템을 구축할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 플레어 라인 시스템 110 : 녹아웃 드럼
120 : 가스 라인 130, 132 : 압력 안전 밸브
140 : 블로우 다운 밸브 150 : 재생오일 배수 라인
200 : 플레어 라인 모니터링 시스템
210 : 리크 디텍터 220 : 인터락 리미트 스위치

Claims

소각 대상 가스를 수용하는 녹아웃 드럼(knockout drum)과;
상기 녹아웃 드럼에 연결되며 가스가 배출되는 가스 라인과;
상기 가스 라인에 개재되며, 상기 녹아웃 드럼 내부의 압력이 미리 설정된 기준치보다 커질 경우 개방되는 제1 압력 안전 밸브(pressure safety valve)와;
상기 제1 압력 안전 밸브의 미사용시 대체 경로를 제공하기 위해 상기 제1 압력 안전 밸브에 병렬로 연결되는 제2 압력 안전 밸브와;
상기 제1 압력 안전 밸브 및 상기 제2 압력 안전 밸브로 구성된 한 쌍의 압력 안전 밸브와 병렬로 연결되어 상기 가스 라인에 개재되며, 상기 제1 압력 안전 밸브 또는 상기 제2 압력 안전 밸브의 개방에 상응하여 개방됨으로써, 가스가 배출되도록 하는 블로우 다운 밸브(blow down valve)를 포함하는 플레어 라인 시스템(flare line system).
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제1항에 있어서,
상기 녹아웃 드럼 내부의 압력이 상기 기준치보다 커질 경우 작동되는 ESD 시스템(Emergency Shutdown Systems)을 더 포함하며, 상기 블로우 다운 밸브는 상기 ESD 시스템의 작동에 의해 개방되는 플레어 라인 시스템.
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