KR101826688B1 - 통합형 ｉｇｇ/ｇｃｕ 시스템 및 그의 증발가스 처리 방법 - Google Patents

통합형 ｉｇｇ/ｇｃｕ 시스템 및 그의 증발가스 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 GCU 모드 또는 동시모드 운전시 저장 탱크의 압력이 기준압력보다 낮으면 연소실로 공급되는 증발가스의 양을 감소시켜 저장 탱크의 압력을 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 통합형 ＩＧＧ/ＧＣＵ 시스템 및 그의 증발가스 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크 내의 증발가스를 처리하는 통합형 IGG/GCU 시스템에 있어서, 상기 저장탱크로부터 공급받은 증발가스의 연소가 이루어지는 연소실과, 상기 증발가스의 스크러빙이 이루어지는 스크러빙부와, 상기 증발가스를 태우는 버너를 구비한 통합유닛; 상기 통합유닛에서 배기되는 배기가스에 포함된 산소농도를 검출하는 산소농도 검출기; 상기 연소실로 공기를 공급하는 에어 블로워; 및 GCU 모드 또는 동시모드로 운전시 상기 저장탱크의 압력이 미리 설정된 기준압력보다 낮으면 상기 연소실에 공급되는 증발가스의 양을 감소시키는 압력 컨트롤러를 포함하는 특징으로 하는 통합형 IGG/GCU 시스템이 제공된다.

Description

통합형 ＩＧＧ/ＧＣＵ 시스템 및 그의 증발가스 처리 방법{COMBINED IGG/GCU SYSTEM AND BOIL-OFF GAS TREATMENT METHOD THEREOF}
본 발명은 통합형 ＩＧＧ/ＧＣＵ 시스템 및 그의 증발가스 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 GCU 모드 또는 동시모드 운전시 저장 탱크의 압력이 기준압력보다 낮으면 연소실로 공급되는 증발가스의 양을 감소시켜 저장 탱크의 압력을 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 통합형 ＩＧＧ/ＧＣＵ 시스템 및 그의 증발가스 처리 방법에 관한 것이다.
최근 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 'LNG'라 함)와 같은 액화가스는 연소 시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로써, 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있다.
일반적으로, 액화가스는 생산지에서 극저온으로 액화된 후 수송선에 의해 목적지까지 이송되는데, 가스를 극저온으로 액화시킨 액화가스는 기체 상태로 존재할 때에 비해 그 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송을 용이하게 하는 장점이 있다.
특히, 액화천연가스(LNG)는 상압 -162℃의 극저온에서 액화되는데, 따라서 LNG는 그 온도가 상압 -163℃보다 약간만 높아도 증발되기 쉽다. 이에 따라 LNG 저장탱크의 경우 단열처리가 되어 있지만, 외부의 열이 지속적으로 전달되어 수송과정에서 LNG 저장탱크 내부에 저장된 LNG는 지속적으로 자연 기화되면서 저장탱크 내부에는 증발가스(Boil-Off Gas, 이하 'BOG'라 함)가 발생하게 된다. 이는 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas, 이하 'LPG'라 함), 액화에탄가스(Liquefied Ethane Gas, 이하 'LEG'라 함)등 다른 액화가스의 경우에도 해당된다.
이러한 액화가스 저장탱크의 유지·보수 시에는 저장탱크 내에 존재하는 가연성 증발가스로 인한 폭발을 방지하기 위하여 액화가스 저장탱크 내의 액화가스를 모두 기화시킨 후, 액화가스 저장탱크 내에 불활성 가스를 불어 넣어 저장탱크 내에 존재하는 액화가스를 불활성 가스로 치환하는 과정이 필요하다.
이 과정에서 나온 저장탱크 내의 증발가스는 엔진으로 공급하여 연료로써 사용하고, 엔진에서 요구하는 양을 초과하거나 저장탱크 안전 압력 범위를 초과하는 경우에는 GCU(Gas Combustion Unit)에서 연소에 의해 소모시키도록 하는 방법이 있다.
한편, 이 과정에서 저장탱크에 공급하는 퍼징용(Purging) 불활성 가스(Inert Gas)는 IGG(Inert Gas Generator)에서 HFO(Heavy Fuel Oil), MDO(Marine Diesel Oil) 등의 액체연료를 연소시켜 생산하여 공급하는 방법이 있다.
나아가 IGG와 GCU를 이원적으로 처리함으로써 시스템이 복잡하다는 점 등의 문제점을 개선하기 위해 하나의 장치에서 이 공정들을 모두 수행할 수 있는 통합형 IGG/GCU(Combined IGG/GCU) 시스템 또한 개시된 바 있다.
종래의 통합형 IGG/GCU 시스템은 IGG의 경우 산소 농도를 1%로 유지하도록 제어하고 GCU의 경우 산소 농도를 5%로 유지하도록 되어 있어서, 에어 블로워(air blower)의 용량이 선정되어 있기 때문에 각 모드별 용량이 한번 정해지면 조정이 되지 않는다.
IGG의 경우, 치환을 목적으로 하기 때문에 최대용량으로 운전하는 것이 일반적이지만, GCU의 경우에는 저장 탱크에서 생성되는 증발가스의 양이 많으면 저장 탱크의 압력이 올라가고, 생성되는 증발가스의 양보다 GCU에서 태우는 양이 많으면 저장 탱크의 압력이 줄어들게 되어 생성되는 증발가스의 양에 맞춰 저장 탱크의 압력을 일정하게 제어할 수 있는 개선된 통합형 IGG/GCU 시스템이 요구된다.
특히, GCU의 경우, 저장탱크에서 생성되는 증발가스의 양을 고려하지 않고 항상 최대용량을 연소시킴에 따라 엔진의 연료로 사용될 증발가스마저 연소에 의해 소모가 되는 경우가 있었다.
대한민국 공개특허공보 제2014-0052292호(2012.10.24.) "통합형 IGG 및 GCU용 에너지 절약형 스크러빙 시스템"
본 발명의 목적은, GCU 모드 또는 동시모드 운전시 저장 탱크의 압력이 기준압력보다 낮으면 연소실로 공급되는 증발가스의 양을 감소시켜 저장 탱크의 압력을 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 통합형 ＩＧＧ/ＧＣＵ 시스템 및 그의 증발가스 처리 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크 내의 증발가스를 처리하는 통합형 IGG/GCU 시스템에 있어서, 상기 저장탱크로부터 공급받은 증발가스의 연소가 이루어지는 연소실과, 상기 증발가스의 스크러빙이 이루어지는 스크러빙부와, 상기 증발가스를 태우는 버너를 구비한 통합유닛; 상기 통합유닛에서 배기되는 배기가스에 포함된 산소농도를 검출하는 산소농도 검출기; 상기 연소실로 공기를 공급하는 에어 블로워; 및 GCU 모드 또는 동시모드로 운전시 상기 저장탱크의 압력이 미리 설정된 기준압력보다 낮으면 상기 연소실에 공급되는 증발가스의 양을 감소시키는 압력 컨트롤러를 포함하는 특징으로 하는 통합형 IGG/GCU 시스템이 제공된다.
상기 압력 컨트롤러는 상기 GCU 모드 또는 상기 동시모드로 운전 중에 상기 증발가스의 양을 감소시키기 위해 상기 저장탱크의 압력과 상기 기준압력간의 압력차이를 근거로 하여 산소농도 설정치를 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 IGG/GCU 시스템은 상기 GCU 모드로 운전 중에 상기 압력 컨트롤러로부터 설정된 산소농도 설정치와, 상기 산소농도 검출기로부터 검출된 산소농도 검출치를 각각 수신하여 수신된 산소농도 설정치와 산소농도 검출치간의 산소농도 차이에 따라 상기 연소실에 증발가스를 공급하는 공급라인에 설치된 가스 블로워의 구동속도를 줄이도록 VFD를 조절하는 제 1 및 제 2 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 IGG/GCU 시스템은 상기 동시모드로 운전 중에 상기 압력 컨트롤러로부터 설정된 산소농도 설정치와, 상기 산소농도 검출기로부터 검출된 산소농도 검출치를 각각 수신하여 수신된 산소농도 설정치와 산소농도 검출치간의 산소농도 차이에 따라 상기 연소실에 증발가스를 공급하는 공급라인에 설치된 밸브의 개도를 조절하는 제 3 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 IGG/GCU 시스템은 상기 에어 블로워와 상기 연소실 사이의 공기공급라인에 설치된 공기공급용 밸브를 더 포함하고, 상기 산소농도 설정치를 최대설정치로 증가시켜도 상기 저장탱크의 압력이 기준압력보다 낮으면 상기 연소실로 공급되는 공기의 양을 줄이도록 상기 공기공급용 밸브의 개도가 조절될 수 있다.
상기 압력 컨트롤러는 상기 산소농도 설정치를 최소설정치에서 최대설정치까지 연속적으로 증가시키면서 상기 저장탱크의 압력을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크 내의 증발가스를 처리하는 통합형 IGG/GCU 시스템의 증발가스 처리 방법으로서, GCU 모드 또는 동시모드로 운전시 상기 저장탱크의 압력을 수신하는 단계; 상기 수신된 저장탱크의 압력이 미리 설정된 기준압력보다 낮은지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단하는 단계의 판단결과, 상기 수신된 저장탱크의 압력이 미리 설정된 기준압력보다 낮으면 연소실에 공급되는 증발가스의 양을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 IGG/GCU 시스템의 증발가스 처리 방법이 제공된다.
상기 감소시키는 단계는 통합유닛의 모드가 GCU 모드 또는 동시모드로 운전 중에 상기 증발가스의 양을 감소시키기 위해 상기 저장탱크의 압력과 상기 기준압력간의 압력차이를 근거로 하여 산소농도 설정치를 설정하는 단계; 및 상기 GCU 모드 또는 동시모드별로 상기 설정된 산소농도 설정치와 상기 통합유닛에서 배기된 배기가스에 포함된 산소농도 검출치간의 산소농도 차이를 이용하여 상기 연소실과 연결된 공급라인을 통과하는 증발가스의 양을 줄이는 단계를 포함할 수 있다.
상기 줄이는 단계는 상기 GCU 모드로 운전 중에 압력 컨트롤러로부터 설정된 산소농도 설정치와, 산소농도 검출기로부터 검출된 산소농도 검출치를 각각 수신하여 수신된 산소농도 설정치와 산소농도 검출치간의 산소농도 차이에 따라 상기 연소실에 증발가스를 공급하는 공급라인에 설치된 가스 블로워의 구동속도를 줄이도록 VFD를 조절할 수 있다.
상기 줄이는 단계는 상기 동시모드로 운전 중에 압력 컨트롤러로부터 설정된 산소농도 설정치와, 산소농도 검출기로부터 검출된 산소농도 검출치를 각각 수신하여 수신된 산소농도 설정치와 산소농도 검출치간의 산소농도 차이에 따라 상기 연소실에 증발가스를 공급하는 공급라인에 설치된 밸브의 개도를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 통합형 IGG/GCU 시스템의 증발가스 처리 방법은 상기 줄이는 단계 이후에, 상기 산소농도 설정치를 최대설정치로 증가시켜도 상기 저장탱크의 압력이 상기 기준압력보다 낮으면 상기 연소실로 공급되는 공기의 양을 줄이는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 GCU 모드 또는 동시모드 운전시 저장 탱크의 압력이 기준압력보다 낮으면 연소실로 공급되는 증발가스의 양을 감소시켜 저장 탱크의 압력을 일정하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
즉, 증발가스의 양을 감소시키기 위해 저장 탱크의 압력이 기준압력간의 압력차이에 근거하여 산소농도 설정치를 증가시켜 GCU 모드 운전시 가스 블로워의 구동속도를 줄이고, 동시모드 운전시 연소실의 공급라인에 설치된 개도를 조절하여 쓸 수 있는 증발가스마저 소모되는 일없이 저장탱크의 압력을 일정하게 유지되도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 산소농도 설정치를 최대설정치로 증가시켜도 저장탱크의 압력이 기준압력보다 낮으면 에어 블로워와 연소실 사이의 공기공급라인에 설치된 밸브의 개도를 줄여 연소실에 공급되는 공기양을 조절함에 따라 효율적으로 저장탱크의 압력 제어를 가능하게 한 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 IGG/GCU 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 통합유닛을 설명하기 위한 도면, 그리고
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 IGG/GCU 시스템의 증발가스 처리 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 본 발명의 상세한 설명에서 통합형 IGG/GCU란 하나의 장치에서 가스를 연소시켜 불활성 가스를 생산하는 IGG(Inert Gas Generator), 가스를 연소시켜 외기로 배출(Venting)하는 GCU(Gas Combustion Unit), 연소가스에 포함된 수용성 가스나 찌꺼기를 제거하는 스크러버(Scrubber)의 역할을 모두 수행할 수 있도록 한 장치를 말하며, 증발가스를 연소시키는 연소실과 연소실에서 연소된 연소가스를 스크러빙(Scrubbing)하는 스크러빙부로 구성될 수 있다. 여기서 연소되고 스크러빙된 연소가스는 외기로 배출(Vent)되거나 냉각, 건조 등의 과정을 거쳐 불활성 가스로 생산될 수 있다.
또한, 본 발명은 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크에서 지속적으로 발생하는 증발가스가 액화가스 저장탱크에 축적되면 압력이 과도하게 상승하여 폭발의 위험은 물론 증발가스 발생으로 인한 비용 손실을 초래하므로 이러한 증발가스를 처리하기 위한 통합형 IGG/GCU 시스템 및 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 IGG/GCU 시스템을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.
본 발명은 도 1에 도시한 바와 같이, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 예를 들면, 이중연료 엔진(미도시)으로 공급하여 연료로써 사용할 수 있고, 엔진에서 요구하는 양을 초과하거나 저장탱크(10) 안전 압력 범위를 초과하는 경우에는 증발가스를 통합형 IGG/GCU 시스템(1)으로 공급하여 IGG모드에 의해 불활성 가스를 생산하거나, GCU모드에 의해 연소가스로써 외기로 배출시켜 소모시킬 수 있다.
도 1을 참조하면 상술된 통합형 IGG/GCU 시스템(1)은 연소실, 스크러빙부 및 버너를 구비한 통합유닛(11), IGG 모드 및 GCU 모드별로 산소 농도 설정치를 설정하고, 통합유닛(11)에서 배기되는 배기가스의 산소농도를 검출하는 산소농도 검출기(12), 연소실로 공기를 공급하기 위한 에어 블로워(Air Blower)(19), 저장탱크(10)의 압력을 검출하여 검출된 압력과 미리 설정된 기준압력을 비교하여 검출된 압력이 기준압력보다 낮으면 통합유닛(11)의 연소실에 공급되는 증발가스를 감소시키기 위한 압력 컨트롤러(13)를 포함하여 구성된다.
특히 본 발명은 IGG모드 및 GCU 모드 운전시 각 모드별 산소농도 설정치가 설정되어 있다. IGG 모드의 경우는 산소농도 설정치가 약 1%로 유지하도록 제어하고, GCU 모드의 경우는 압력 컨트롤러(13)에 의해 산소농도 설정치를 최소설정치인 약 5%에서 최대설정치인 약 8%로 유지하도록 설정 변경될 수 있다.
GCU 모드로 운전시 저장탱크(10)로부터 배출되는 증발가스는 히터(17)에 의해 가열되고, 가열된 증발가스는 통합유닛(11)의 연소실(111)로 공급된다.
IGG 모드 및 GCU 모드가 동시에 동작하는 동시모드로 운전시 저장 탱크(10)로부터 배출된 증발가스는 압축기(18)에 의해 압축되고, 압축된 증발가스는 통합유닛(11)의 연소실(111)로 공급된다. 이때 압축기(18)는 예컨대 2단 압축된 증발가스를 통합유닛(11)의 연소실(111)로 공급하거나 또는 이중연료발전엔진(DFGE)으로 공급할 수 있다.
통합유닛(11)은 도 2에 도시된 바와 같이, 증발가스의 연소가 이루어지는 연소실(111), 연소실(111)에서 연소된 연소가스의 스크러빙(Scrubbing)이 이루어지는 스크러빙부(112), 스크러빙부(112)에 마련되어, 제거된 찌꺼기를 거르는 필터(113), 연소실(111)로 공급된 증발가스를 연소시키기 위한 점화를 실시하는 점화플러그(114), 저장 탱크(10)로부터 공급받은 증발가스의 연소를 위한 버너(115)를 포함하여 구성된다.
압력 컨트롤러(13)는 저장 탱크(10)의 압력을 검출하여 검출된 압력과 미리 설정된 기준압력을 비교하여 검출된 압력이 기준압력보다 낮으면 검출된 압력과 기준압력간의 차이에 따라 정해지는 산소농도 설정치로 변경한다.
압력 컨트롤러(13)에 의해 변경된 산소농도 설정치는 GCU 모드 운전시 가스 블로워의 VFD(Variable Frequency Drive)를 조절하는 제 1 및 제 2 컨트롤러(14, 15)와, 동시모드 운전시 연소실(111)에 공급되는 증발가스의 양을 단속하는 밸브(B)의 개도를 조절하는 제 3 컨트롤러(16)에 전달된다.
산소농도 검출기(12)는 가스 블로워의 VFD를 조절하기 위한 제 1 및 제 2 컨트롤러(14, 15)와, 연소실(111)과 연결된 공급라인(L) 중 연소실(111)에 인접한 공급라인(L)에 설치된 밸브(B)의 개도를 조절하는 제 3 컨트롤러(16)와 연결되어 있다. 연소실(111)에 인접한 공급라인(L)에 설치된 밸브(B)외에 리던던시 밸브를 더 구비할 수 있다. 리던던시 밸브의 개도는 제 3 컨트롤러(16)에 의해 제어된다.
압력 컨트롤러(13)는 상술된 제 1 내지 제 3 컨트롤러(14, 15, 16)와 연결되어 있다.
제 1 및 제 2 컨트롤러(14, 15)는 압력 컨트롤러(13)에서 전달된 산소농도 설정치와 산소농도 검출기(12)에 의해 검출된 산소농도 검출치간의 산소농도 차이를 계산하고 계산된 산소농도별로 설정되어 있는 가스 블로워의 구동속도를 조절하기 위한 VFD값을 통해 VFD를 조절하여 가스 불러워를 통해 연소실에 공급되는 증발가스의 양을 조절할 수 있다.
제 3 컨트롤러(16)는 압력 컨트롤러(13)에서 전달된 산소농도 설정치와, 산소농도 검출기(12)에 의해 검출된 산소농도 검출치간의 산소농도 차이를 계산하고 계산된 산소농도별로 설정되어 있는 밸브개도값에 이용하여 공급라인(L)에 설치된 밸브(B)의 개도를 조절하여 연소실(111)에 공급되는 증발가스의 양을 조절할 수 있다.
더 설명하면, 제 1 및 제 2 컨트롤러(14, 15)는 압력 컨트롤러(13)로부터 수신된 산소농도 설정치(예를 들면, 7%)와 산소농도 검출기(12)에 의해 검출된 산소농도 검출치(예를 들면, 5%)를 비교하여 그 차이의 산소농도에 따라 가스 블로워의 VFD를 조절하여 연소실에 공급되는 증발가스의 양을 감소시킨다.
제 3 컨트롤러(16)는 압력 컨트롤러(13)로부터 수신된 산소농도 설정치와 산소농도 검출기(12)에 의해 검출된 산소농도 검출치를 비교하여 그 차이의 산소농도에 따라 밸브(B)의 개도를 제어하여 연소실(111)에 공급되는 증발가스의 양을 감소시킬 수 있다.
만일, 압력 컨트롤러(13)에 의해 산소농도 최대설정치로 증가시켰음에도 불구하고 저장 탱크(10)의 압력이 기준압력보다 낮으면, 연소실(111)에 공급되는 공기의 양을 줄이도록 에어 블로워(19)와 통합유닛(11) 사이의 공기공급라인(AL)에 설치된 공기공급용 밸브(AB)의 개도를 조절한다.
이와 같이 연소실(111)에 공급되는 공기의 양이 줄어들면 연소실(111)에서 연소되어 배기되는 배기가스의 산소농도도 감소되므로, 결국 제 1 및 제 2 컨트롤러(14, 15)에 산소농도 검출기(12)를 통해 감소된 산소농도 검출치가 제공되고, 제 1 및 제 2 컨트롤러(14, 15)는 감소된 산소농도 검출치와 압력 컨트롤러(13)에서 전달된 산소농도 설정치와의 산소농도 차이만큼 가스 블로워의 구동속도를 VFD를 통해 조절하여 연소실(111)에 공급되는 증발가스의 양을 더 감소시킬 수 있다.
이렇게 함으로써 압력 컨트롤러(13)에 의해 저장 탱크(10)의 압력을 검출하여 기준압력보다 낮으면 검출된 압력과 기준압력간의 차이압력을 고려하여 설정된 산소농도 설정치를 통해 연소실(111)에 공급되는 증발가스를 감소시키고, 산소농도 최대설정치로 증가시킨 후에도 저장 탱크(10)의 압력이 기준압력보다 낮으면 연소실(111)에 공급되는 공기의 양을 감소시킴으로써 연소실(111)에 공급되는 증발가스의 더 감소시켜 저장 탱크(10)의 압력을 일정하게 유지시킬 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 통합형 IGG/GCU 시스템의 증발가스 처리 방법을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 IGG/GCU 시스템의 증발가스 처리 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있다.
도 3을 참조하면, IGG/GCU 시스템(1)에 포함된 압력 컨트롤러(13)는 저장탱크(10)의 압력을 수신한다(S11). 저장탱크(10)에 설치된 압력센서를 통해 저장탱크(10)의 압력을 검출할 수 있고, 검출된 저장탱크(10)의 압력은 압력 컨트롤러(13)에 전달된다.
압력 컨트롤러(13)는 수신된 압력과 미리 설정된 기준압력을 비교하여 수신된 압력이 기준압력보다 낮은지 여부를 판단한다(S13).
상기 S13 단계의 판단결과, 수신된 압력이 기준압력보다 낮지 않은 경우, 압력 컨트롤러(13)는 상술된 S11 단계로 프로세스를 이동하여 저장탱크(10)의 압력을 수신한다.
상기 S13 단계의 판단결과, 수신된 압력이 기준압력보다 낮은 경우 압력 컨트롤러(13)는 수신된 압력과 기준압력간의 차이압력에 따라 산소농도 설정치를 설정한다(S15). 이때 산소농도 설정치는 최소설정치, 예를 들면 5%에서 최대설정치, 예를 들면 8%로 최대설정치까지 차이압력별로 설정되어 있을 수 있다.
압력 컨트롤러(15)는 설정된 산소농도 설정치를 제 1 내지 제 3 컨트롤러(14, 15, 16)에 전달한다(S17).
GCU 모드로 운전시 저장 탱크(10)의 증발가스는 히터(17)를 거쳐 가열되고, 가열된 증발가스는 가스 블로워를 통해 통합유닛(11)의 연소실(111)에 공급된다. 연소실(111)에는 에어 블로워(19)를 통해 공기도 공급된다.
IGG 모드 및 GCU 모드가 동시에 동작하는 동시모드 운전시 저장탱크(10)의 증발가스는 압축기(18)를 거쳐 압축된 증발가스를 연소실(111)에 공급되도록 한다. 연소실(111)에는 에어 블로워(19)를 통해 공기는 역시 공급된다.
GCU 모드 또는 동시모드 운전시 연소실(111)에 공급된 증발가스를 연소시키기 위한 점화가 이루어져 연소시킨 배기가스를 통합유닛(11)의 외측으로 배출시킨다.
통합유닛(11)과 연결된 산소농도 검출기(12)는 배기가스의 산소농도를 검출하고 검출된 산소농도 검출치를 제 1 내지 제 3 컨트롤러(14, 15, 16)에 전달한다(S19).
이후, 제 1 내지 제 3 컨트롤러(14, 15, 16) 중 통합유닛(11)의 운전모드가 GCU모드 운전시 제 1 및 제 2 컨트롤러(14, 15)는 압력 컨트롤러(15)에서 수신된 산소농도 설정치와, 산소농도 검출기(12)로부터 수신된 산소농도 검출치를 이용하여 연소실(111)로 공급되는 증발가스를 줄이고, IGG 모드와 GCU 모드가 모두 동작하는 동시모드 운전시 제 3 컨트롤러(16)는 압력 컨트롤러(15)에서 수신된 산소농도 설정치와, 산소농도 검출기(12)로부터 수신된 산소농도 검출치를 이용하여 연소실(111)로 공급되는 증발가스를 줄인다(S21).
GCU 모드 운전시 연소실(111)에 공급되는 증발가스를 줄이는 방법은 압력 컨트롤러(15)에서 수신된 산소농도 설정치와, 산소농도 검출기(12)로부터 수신된 산소농도 검출치간의 차이산소농도별로 설정되어 있는 VFD값으로 VFD를 조절하여 가스 블러워의 구동속도를 줄인다.
동시모드 운전시 연소실(111)에 공급되는 증발가스를 줄이는 방법은 압력 컨트롤러(15)에서 수신된 산소농도 설정치와, 산소농도 검출기(12)로부터 수신된 산소농도 검출치간의 차이산소농도별로 설정되어 있는 밸드개도값으로 공급라인(L)에 설치된 밸브(B)의 개도를 증가시켜 연소실(111)로 공급되는 증발가스의 유량을 줄인다.
상술된 바와 같이 산소농도설정치를 최대설정치로 증가시켜 연소실(111)에 공급되는 증발가스의 양을 줄인 후에 압력 컨트롤러(13)는 저장탱크(10)의 압력이 기준압력보다 낮은지를 판단한다(S23). 즉, 산소농도가 최대설정치, 예를 들면 8%임에도 불구하고 저장탱크(10)의 압력이 기준압력보다 낮은 경우는 산소농도로 용량 조절을 할 때의 한계점으로, 저장탱크(10)의 압력을 일정하게 유지시키기 위해 저장탱크(10)에서 배출되는 증발가스의 양을 줄여야 한다.
상기 S23 단계의 판단결과, 저장탱크(10)의 압력이 기준압력보다 낮지 않으면 압력 컨트롤러(13)는 상술된 S21 단계로 프로세스를 이동한다.
상기 S23 단계의 판단결과, 저장탱크(10)의 압력이 기준압력보다 낮으면 연소실(111)에 공급되는 공기량을 줄이도록 에어 블로워(19)의 밸브(AB) 개도를 조절한다(S25).
상술된 S25 단계를 통해 에어 블로워(19)의 밸브(AB) 개도를 조절하여 연소실(111)에 공급되는 공기의 양이 감소되어 연소실(111)에서 연소시켜 배기된 배기가스에도 산소의 농도가 감소되므로, 산소농도 검출치(12)를 통해 감소된 산소농도 검출치가 제 1 내지 제 3 컨트롤러(14, 15, 16)에 전달되어 제 1 내지 제3 컨트롤러(14, 15, 16)에서 연소실로 공급되는 증발가스의 양을 더 감소시켜 저장탱크(10)의 효율적인 압력제어를 제공한다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
1 : 통합형 IGG/GCU 시스템 10 : 저장탱크
11 : 통합유닛 12 : 산소농도 검출기
13 : 압력 컨트롤러 14 : 제 1 컨트롤러
15 : 제 2 컨트롤러 16 : 제 3 컨트롤러
17 : 히터 18 : 압축기
19 : 에어 블로워 111 : 연소실
112 : 스크러빙부 113 : 필터
114 : 점화플러그 115 : 버너

Claims (11)

  1. 액화가스를 저장하는 저장탱크 내의 증발가스를 처리하는 통합형 IGG/GCU 시스템에 있어서,
    상기 저장탱크로부터 공급받은 증발가스의 연소가 이루어지는 연소실과, 상기 증발가스의 스크러빙이 이루어지는 스크러빙부와, 상기 증발가스를 태우는 버너를 구비한 통합유닛;
    상기 통합유닛에서 배기되는 배기가스에 포함된 산소농도를 검출하는 산소농도 검출기;
    상기 연소실로 공기를 공급하는 에어 블로워; 및
    GCU 모드 또는 동시모드로 운전시 상기 저장탱크의 압력이 미리 설정된 기준압력보다 낮으면 상기 연소실에 공급되는 증발가스의 양을 감소시키는 압력 컨트롤러를 포함하되,
    상기 압력 컨트롤러는 상기 GCU 모드 또는 상기 동시모드로 운전 중에 상기 증발가스의 양을 감소시키기 위해 상기 저장탱크의 압력과 상기 기준압력간의 압력차이를 근거로 하여 산소농도 설정치를 설정하고, 상기 GCU 모드 또는 동시모드별로 상기 설정된 산소농도 설정치와 상기 통합유닛에서 배기된 배기가스에 포함된 산소농도 검출치간의 산소농도 차이를 이용하여 상기 연소실과 연결된 공급라인을 통과하는 증발가스의 양을 줄이는 것을 특징으로 하는 통합형 IGG/GCU 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 GCU 모드로 운전 중에 상기 압력 컨트롤러로부터 설정된 산소농도 설정치와, 상기 산소농도 검출기로부터 검출된 산소농도 검출치를 각각 수신하여 수신된 산소농도 설정치와 산소농도 검출치간의 산소농도 차이에 따라 상기 연소실에 증발가스를 공급하는 공급라인에 설치된 가스 블로워의 구동속도를 줄이도록 VFD를 조절하는 제 1 및 제 2 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 IGG/GCU 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 동시모드로 운전 중에 상기 압력 컨트롤러로부터 설정된 산소농도 설정치와, 상기 산소농도 검출기로부터 검출된 산소농도 검출치를 각각 수신하여 수신된 산소농도 설정치와 산소농도 검출치간의 산소농도 차이에 따라 상기 연소실에 증발가스를 공급하는 공급라인에 설치된 밸브의 개도를 조절하는 제 3 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 IGG/GCU 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 에어 블로워와 상기 연소실 사이의 공기공급라인에 설치된 공기공급용 밸브를 더 포함하고,
    상기 산소농도 설정치를 최대설정치로 증가시켜도 상기 저장탱크의 압력이 기준압력보다 낮으면 상기 연소실로 공급되는 공기의 양을 줄이도록 상기 공기공급용 밸브의 개도가 조절되는 것을 특징으로 하는 통합형 IGG/GCU 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 압력 컨트롤러는 상기 산소농도 설정치를 최소설정치에서 최대설정치까지 연속적으로 증가시키면서 상기 저장탱크의 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 통합형 IGG/GCU 시스템.
  7. 액화가스를 저장하는 저장탱크 내의 증발가스를 처리하는 통합형 IGG/GCU 시스템의 증발가스 처리 방법으로서,
    GCU 모드 또는 동시모드로 운전시 상기 저장탱크의 압력을 수신하는 단계;
    상기 수신된 저장탱크의 압력이 미리 설정된 기준압력보다 낮은지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단하는 단계의 판단결과, 상기 수신된 저장탱크의 압력이 미리 설정된 기준압력보다 낮으면 연소실에 공급되는 증발가스의 양을 감소시키는 단계를 포함하되,
    상기 감소시키는 단계는
    통합유닛의 모드가 GCU 모드 또는 동시모드로 운전 중에 상기 증발가스의 양을 감소시키기 위해 상기 저장탱크의 압력과 상기 기준압력간의 압력차이를 근거로 하여 산소농도 설정치를 설정하는 단계; 및
    상기 GCU 모드 또는 동시모드별로 상기 설정된 산소농도 설정치와 상기 통합유닛에서 배기된 배기가스에 포함된 산소농도 검출치간의 산소농도 차이를 이용하여 연소실과 연결된 공급라인을 통과하는 증발가스의 양을 줄이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 IGG/GCU 시스템의 증발가스 처리 방법.
  8. 삭제
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 줄이는 단계는
    상기 GCU 모드로 운전 중에 압력 컨트롤러로부터 설정된 산소농도 설정치와, 산소농도 검출기로부터 검출된 산소농도 검출치를 각각 수신하여 수신된 산소농도 설정치와 산소농도 검출치간의 산소농도 차이에 따라 상기 연소실에 증발가스를 공급하는 공급라인에 설치된 가스 블로워의 구동속도를 줄이도록 VFD를 조절하는 것을 특징으로 하는 통합형 IGG/GCU 시스템의 증발가스 처리 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 줄이는 단계는
    상기 동시모드로 운전 중에 압력 컨트롤러로부터 설정된 산소농도 설정치와, 산소농도 검출기로부터 검출된 산소농도 검출치를 각각 수신하여 수신된 산소농도 설정치와 산소농도 검출치간의 산소농도 차이에 따라 상기 연소실에 증발가스를 공급하는 공급라인에 설치된 밸브의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 통합형 IGG/GCU 시스템의 증발가스 처리 방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 줄이는 단계 이후에,
    상기 산소농도 설정치를 최대설정치로 증가시켜도 상기 저장탱크의 압력이 상기 기준압력보다 낮으면 상기 연소실로 공급되는 공기의 양을 줄이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 IGG/GCU 시스템의 증발가스 처리 방법.
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