KR101875124B1 - Energy installation for district heating based on biogas, control method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a facility environment in which a biogas extracted from organic wastes is modified so as to satisfy a composition ratio required in a district heating facility, and the reformed biogas can be stably supplied in a required amount. The energy facility of the present invention comprises: a heat exchange facility; a desulfurization facility; a post treatment facility; and a sensor management facility.

Description

바이오가스 기반 지역난방 에너지설비 및 그 동작 방법{ENERGY INSTALLATION FOR DISTRICT HEATING BASED ON BIOGAS, CONTROL METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a biogas-based district heating energy facility,

본 발명은 바이오가스 기반 지역난방 에너지설비에 관한 것으로서, 구체적으로 유기성폐기물로부터 추출된 바이오가스를 지역난방설비에서 요구되는 성분 비를 충족할 수 있도록 개질하여, 개질된 바이오가스를 요구량만큼 안정적으로 공급할 수 있는 설비 환경에 관한 것이다.The present invention relates to a biogas-based district heating energy facility, and more particularly, to a biogas-based district heating energy facility, in which a biogas extracted from organic wastes is reformed to satisfy a composition ratio required in a district heating facility, And the like.

일반적으로 지역난방은 아파트, 주택, 상가, 사무실, 학교, 병원, 공장 등 각종건물이 개별난방 시설을 갖추는 대신 집중된 대규모 열원시설에서 경제적으로 생산된 열을 이용하여 지역전체에 난방 및 급탕을 공급하며, 쾌적한 도시환경을 창조하고 에너지 절약과 환경공해 개선에 기여하는 효율적인 난방방식으로 개별적으로 사용자가 난방설비를 갖추는 개별난방 시스템과는 차이가 있다.Generally, district heating provides heating and hot water to the entire area by using economically generated heat from concentrated heat source facilities instead of having individual heating facilities such as apartments, houses, shops, offices, schools, hospitals and factories. , It differs from the individual heating system, in which the user has heating facilities individually, in an efficient heating system that contributes to saving energy and improving the environment.

즉, 지역난방은 한 개의 도시 또는 일정한 지역 내에 있는 주택, 상가, 사무실, 학교, 병원, 공장 등 각종 건물이 개별적으로 난방설비를 갖추지 않고, 난방 및 급탕에 필요한 고온수를 생산하여 고압의 압력으로 열수송관을 통해 각 수용가에 공급하는 시스템으로 집단에너지 공급방식 중 하나이다.In other words, district heating does not have individual heating facilities for buildings, such as houses, shops, offices, schools, hospitals, factories, etc. in a single city or a certain area, and produces high temperature water necessary for heating and hot water supply, It is one of the collective energy supply system that supplies to each customer through the heat transfer pipe.

이러한 지역난방을 이용하기 위해서는 대규모 열생산시설, 즉 열병합 발전기가 필요하며, 열병합 발전기는 에너지원(연료)으로부터 전기와 열을 생성하여 전기는 수요처에 공급하며 생성된 열은 열교환하여 축열 기능의 온수 저장탱크에 저장하고 열에너지 부하에 유연하게 대처하는 난방과 급탕을 수행할 수 있다.In order to utilize such district heating, a large-scale heat production facility, that is, a cogeneration power generator, is required. The cogeneration power generator generates electricity and heat from the energy source (fuel), and electricity is supplied to the customer. Heat generated is heat- It can be stored in a storage tank and can be heated and hot water to flexibly cope with thermal energy load.

한편, 이와 관련하여 최근에는 음식물 쓰레기 등과 같이 바이오매스(biomass: 유기물)의 함량이 높은 유기성폐기물을 발효시킴에 따라 발생되는 바이오가스를 열병합 발전기의 에너지원으로서 활용하는 방안이 시도되고 있다.Meanwhile, in recent years, attempts have been made to utilize biogas generated as a result of fermenting organic waste having a high content of biomass (eg, food waste) as an energy source for cogeneration generators.

헌데, 이처럼, 바이오가스를 열병합 발전기의 에너지 원으로서 공급하고자 하는 경우 열병합 발전기를 비롯한 지역난방설비의 안정적인 운용 환경을 보장할 필요가 있으며, 이를 위해선 지역난방설비에서 요구되는 성분 비를 충족하도록 바이오가스를 개질하여, 요구량만큼 지속적으로 공급할 수 있는 설비 환경이 마련되어야만 한다.However, in order to supply biogas as an energy source for cogeneration generators, it is necessary to ensure a stable operating environment for the district heating facilities including cogeneration generators. To this end, the biogas And a facility environment capable of continuously supplying the required amount must be provided.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 유기성폐기물로부터 추출된 바이오가스를 지역난방설비에서 요구되는 성분 비를 충족할 수 있도록 개질하여, 요구량만큼 지속적으로 공급할 수 있는 설비 환경을 마련하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to improve the biogas extracted from organic wastes so as to satisfy a composition ratio required in a district heating facility and to continuously And to provide a facility environment that can supply.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오가스 기반 지역난방 에너지설비는, 유기성폐기물로부터 추출된 바이오가스가 인입설비를 통해서 인입되는 경우, 상기 인입된 바이오가스의 온도를 탈황 처리를 위한 설정 온도로 낮추는 열교환 처리를 수행하는 열교환설비; 상기 열교환 처리된 바이오가스 내 황화수소(H2SO) 농도가 지역난방설비에서 요구되는 설정 농도 이하가 되도록 상기 탈황 처리를 수행하는 탈황설비; 및 상기 탈황 처리된 바이오가스에 대해 상기 지역난방설비에서 요구되는 후처리를 수행하여, 후처리된 바이오가스가 상기 지역난발설비로 이송될 수 있도록 하는 후처리설비를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a biogas-based district heating energy facility, wherein when the biogas extracted from the organic waste is introduced through the inlet facility, the temperature of the introduced biogas is desulfurized A heat exchange facility for performing a heat exchange process for lowering the temperature to a set temperature for heating; A desulfurization facility for performing the desulfurization process so that the concentration of hydrogen sulfide (H2SO) in the heat-exchanged biogas becomes equal to or lower than a set concentration required in a district heating facility; And a post-treatment facility for performing a post-treatment required for the desulfurized biogas in the district heating facility so that the post-treated biogas can be transferred to the local heating facility.

구체적으로, 상기 지역난방 에너지설비는, 상기 탈황 처리된 바이오가스로부터 상기 탈황 처리 과정에서 발생될 수 있는 파티클을 제거하며, 상기 파티클이 제거된 바이오가스 내 수분 함량이 바이오가스의 승압에 요구되는 설정 함량 이하가 되도록 제습 처리를 수행하는 제반처리설비; 및 상기 제습 처리된 바이오가스에 대해 상기 제습 처리된 바이오가스를 상기 후처리를 위해 이송하는 배관 내에서의 압력을 설정 압력까지 상승시켜, 상승된 압력에 따라 상기 제습 처리된 바이오가스가 상기 후처리를 위해 상기 배관을 따라 이송될 수 있도록 하는 승압설비를 더 포함할 수 있다.Specifically, the district heating energy facility removes particles that may be generated during the desulfurization process from the desulfurized biogas, and the water content in the biogas from which the particles are removed is set to a value required for boosting the biogas A total treatment facility for performing dehumidification treatment so as to have a content equal to or lower than the content; And a controller for increasing the pressure in the piping for feeding the dehumidified biogas to the dehumidification treatment to the set pressure and for controlling the dehumidified biogas in the post- And to allow the water to be transported along the pipe.

구체적으로, 상기 지역난방 에너지설비는, 상기 인입설비를 통해서 바이오가스가 인입되어 지역난방설비로 이송되기까지의 바이오가스가 경유되는 각각의 설비 별로, 특정 시점의 동일한 위치에서의 바이오가스에 대해 동일한 속성을 측정하는 센서그룹을 구성하며, 상기 센서그룹 내 각 센서로부터의 센서값을 보정하여 상기 센서그룹에서 측정한 속성값을 출력하는 센서관리설비를 더 포함할 수 있다.Specifically, the district heating energy facility is divided into the same area for the biogas at the same position at a specific time point, for each facility through which the biogas from the introduction facility through which the biogas is transferred to the district heating facility And a sensor management apparatus that configures a sensor group to measure the attribute, and corrects the sensor value from each sensor in the sensor group to output the attribute value measured in the sensor group.

구체적으로, 상기 센서관리설비는, 상기 센서그룹 내 각 센서의 센서값 간의 편차를 반영하여 각 센서값에 대한 중요도 가중치를 결정하며, 각 센서값에 대해 상기 중요도 가중치를 적용한 결과에 기초하여 상기 센서그룹에서 측정한 속성값을 출력할 수 있다.Specifically, the sensor management facility determines the importance weight for each sensor value by reflecting a deviation between sensor values of the sensors in the sensor group, and based on the result of applying the importance weight to each sensor value, The attribute values measured in the group can be output.

구체적으로, 상기 중요도 가중치는, 상기 센서그룹 내 각 센서의 센서값과 상기 센서그룹 내 센서값의 중앙값과의 차이, 및 상기 센서그룹 내 센서값의 평균값과 최대값 간의 차이에 대해 평균값과 최소값 간의 차이가 가지는 비율인 센서대칭률을 기초로 결정될 수 있다.Specifically, the importance weight is calculated by calculating a difference between a sensor value of each sensor in the sensor group and a median value of the sensor value in the sensor group, and a difference between an average value and a maximum value of the sensor value in the sensor group, Can be determined based on the sensor symmetry ratio, which is the ratio of the difference.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오가스 기반 지역난방 에너지설비의 동작 방법은, 유기성폐기물로부터 추출된 바이오가스가 인입설비를 통해서 인입되는 경우, 상기 인입된 바이오가스의 온도를 탈황 처리를 위한 설정 온도로 낮추는 열교환 처리를 수행하는 열교관처리단계; 상기 열교환 처리된 바이오가스 내 황화수소(H2SO) 농도가 지역난방설비에서 요구되는 설정 농도 이하가 되도록 상기 탈황 처리를 수행하는 탈황처리단계; 및 상기 탈황 처리된 바이오가스에 대해 상기 지역난방설비에서 요구되는 후처리를 수행하여, 후처리된 바이오가스가 상기 지역난발설비로 이송될 수 있도록 하는 후처리단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for operating a biogas-based district heating energy facility, the method comprising: when a biogas extracted from organic wastes is introduced through an inlet facility, A thermostat processing step of performing a heat exchange process for lowering the temperature to a set temperature for the desulfurization process; A desulfurization treatment step of performing the desulfurization treatment so that the concentration of hydrogen sulfide (H2SO) in the heat-exchanged biogas becomes equal to or lower than a set concentration required in a district heating facility; And a post-treatment step of performing post treatment required for the desulfurized biogas in the district heating facility so that the post-treated biogas can be transferred to the local heating facility.

구체적으로, 상기 방법은, 상기 탈황 처리된 바이오가스로부터 상기 탈황 처리 과정에서 발생될 수 있는 파티클을 제거하며, 상기 파티클이 제거된 바이오가스 내 수분 함량이 바이오가스의 승압에 요구되는 설정 함량 이하가 되도록 제습 처리를 수행하는 제반처리단계; 및 상기 제습 처리된 바이오가스에 대해 상기 제습 처리된 바이오가스를 상기 후처리를 위해 이송하는 배관 내에서의 압력을 설정 압력까지 상승시켜, 상승된 압력에 따라 상기 제습 처리된 바이오가스가 상기 후처리를 위해 상기 배관을 따라 이송될 수 있도록 하는 승압단계를 더 포함할 수 있다.Specifically, the method may further include removing particles that may be generated in the desulfurization process from the desulfurized biogas, wherein the water content in the biogas from which the particles are removed is less than or equal to a set content required for boosting the biogas So that the dehumidification process is performed as much as possible; And a controller for increasing the pressure in the piping for feeding the dehumidified biogas to the dehumidification treatment to the set pressure and for controlling the dehumidified biogas in the post- So that it can be transported along the pipe.

구체적으로, 상기 방법은, 상기 인입설비를 통해서 바이오가스가 인입되어 지역난방설비로 이송되기까지의 바이오가스가 전달되는 각 단계 별로, 특정 시점의 동일한 위치에서의 바이오가스에 대해 동일한 속성을 측정하는 센서그룹을 구성하며, 상기 센서그룹 내 각 센서로부터의 센서값을 보정하여 상기 센서그룹에서 측정한 속성값을 출력하는 센서관리단계를 더 포함할 수 있다.Specifically, the method includes the steps of measuring the same property of the biogas at the same position at a specific point in each step of transferring the biogas from the inlet facility to the transfer to the district heating facility And a sensor management step of configuring a sensor group and correcting sensor values from the sensors in the sensor group and outputting the measured attribute values in the sensor group.

구체적으로, 상기 센서관리단계는, 상기 센서그룹 내 각 센서의 센서값 간의 편차를 반영하여 각 센서값에 대한 중요도 가중치를 결정하며, 각 센서값에 대해 상기 중요도 가중치를 적용한 결과에 기초하여 상기 센서그룹에서 측정한 속성값을 출력할 수 있다.Specifically, the sensor management step may include a step of determining a weighting value for each sensor value by reflecting a deviation between sensor values of the sensors in the sensor group, and based on the result of applying the importance weighting value to each sensor value, The attribute values measured in the group can be output.

구체적으로, 상기 중요도 가중치는, 상기 센서그룹 내 각 센서의 센서값과 상기 센서그룹 내 센서값의 중앙값과의 차이, 및 상기 센서그룹 내 각 센서값의 중앙값과의 차이와, 상기 센서그룹 내 각 센서의 센서값의 평균값과 최대값 간의 차이에 대해서 평균값과 최소값 간의 차이가 가지는 비율인 센서대칭률을 기초로 결정될 수 있다.Specifically, the importance weight is calculated by calculating a difference between a sensor value of each sensor in the sensor group and a median value of the sensor value in the sensor group, and a median value of each sensor value in the sensor group, The sensor symmetry ratio which is the ratio of the difference between the average value and the minimum value to the difference between the average value and the maximum value of the sensor values of the sensor.

이에, 본 발명에 따른 바이오가스 기반 지역난방 에너지설비 및 그 동작 방법에 의하면, 구체적으로 유기성폐기물로부터 추출된 바이오가스를 지역난방설비에서 요구되는 성분 비를 충족할 수 있도록 개질하여, 요구량만큼 지속적으로 공급할 수 있으므로, 바이오가스를 에너지 원으로서 활용하는 지역난방설비의 안정적인 운용 환경을 보장할 수 있다.According to the biogas-based district heating energy facility and operation method of the present invention, specifically, the biogas extracted from organic wastes is reformed to meet the composition ratio required in the district heating facility, It is possible to guarantee a stable operating environment of the district heating facility utilizing biogas as an energy source.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이오가스 기반 지역난방 에너지설비 환경을 설명하기 위한 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지역난방 에너지설비를 설명하기 위한 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인입설비를 설명하기 위한 계략적인 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환설비를 설명하기 위한 개략적인 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈황설비를 설명하기 위한 개략적인 구성도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제반처리설비를 설명하기 위한 개략적인 구성도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 승압설비를 설명하기 위한 개략적인 구성도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 후처리설비를 설명하기 위한 개략적인 구성도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 지역난방 에너지설비의 동작 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a biogas-based district heating energy facility environment according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a schematic diagram for explaining a district heating energy facility according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic diagram for explaining an inlet facility according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a schematic view illustrating a heat exchange apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 5 is a schematic view illustrating a desulfurization apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 6 is a schematic structural view for explaining all treatment facilities according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 7 is a schematic view illustrating a booster according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a post-treatment equipment according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 9 and FIG. 10 are schematic flowcharts for explaining a method of operating a district heating energy facility according to an embodiment of the present invention; FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이오가스 기반 지역난방 에너지설비 환경을 보여주고 있다.1 shows a biogas-based district heating energy facility environment according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 지역난방 에너지설비 환경에서는, 유기설폐기물로부터 바이오가스를 추출하는 바이오가스추출설비(100), 바이오가스추출설비(100)로부터 바이오가스를 입력받아 지역난방 에너지설비(300)로 공급하는 지역난방 에너지설비(200), 및 바이오가스를 에너지 원으로서 공급받아, 지역난방을 위한 열에너지를 생성하는 지역난방설비(300)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.1, in a local heating energy facility environment according to an embodiment of the present invention, a biogas extraction facility 100 for extracting biogas from organic wastes, a biogas extraction facility 100 for extracting biogas And a district heating facility 300 for receiving the biogas as an energy source and generating heat energy for district heating, Lt; / RTI >

이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오가스 기반 지역난방 에너지설비 환경에서는 유기설폐기물로부터 추출되는 바이오가스를 지역난방을 위한 에너지 원으로서 활용하고 있음을 알 수 있다.As described above, in the biogas-based district heating energy facility environment according to an embodiment of the present invention, the biogas extracted from the organic wastes is utilized as an energy source for district heating.

여기서, 바이오가스가 지역난방을 위한 에너지 원으로 활용된다는 것은, 바이오가스가 지역난방설비(300) 내 대규모 열생산시설 즉, 열병합 발전기가 전기와 열을 생성하는데 필요한 에너지 원(연료)으로서 공급되고 있다는 것을 의미한다.Here, the fact that the biogas is utilized as an energy source for district heating means that the biogas is supplied as a large-scale heat production facility in the district heating facility 300, that is, the cogeneration unit is used as an energy source (fuel) .

이처럼, 바이오가스가 지역난방설비(300) 내 열병합 발전기의 에너지 원으로 공급되는 경우, 바이오가스의 품질은 곧 열병합의 발전기의 안정적인 운용과 직결된다.When the biogas is supplied as an energy source of the cogeneration unit in the district heating facility 300, the quality of the biogas is directly related to the stable operation of the cogeneration generator.

다시 말해 만약, 바이오가스의 품질이 지역난방설비(300)에서 요구되는 성분비를 충족하지 못한다거나, 지역난방설비(300)에서의 요구량만큼 지속적으로 공급되지 못하는 경우, 열병합 발전기의 발전 효율 저하 심지어 고장을 유발하여 지역난방설비의 안정적인 운용 환경을 보장할 수 없는 것이다.In other words, if the quality of the biogas does not meet the composition ratio required in the district heating facility 300, or if it is not continuously supplied as much as the demand in the district heating facility 300, It is impossible to guarantee a stable operating environment of the district heating facilities.

이에, 본 발명의 일 실시예에서는 바이오가스를 지역난방설비(300)에서 요구되는 성분 비를 충족할 수 있도록 개질하여, 개질된 바이오가스를 요구량만큼 안정적으로 공급할 수 있는 설비 환경을 제공하고자 하며, 이하에서는 이를 실현하기 위한 지역난방 에너지설비(200)의 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Accordingly, in one embodiment of the present invention, the biogas is reformed to satisfy the component ratio required in the district heating facility 300, and a facility environment capable of stably supplying the reformed biogas by a required amount is provided. Hereinafter, the configuration of the district heating energy facility 200 for realizing this will be described in more detail.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 지역난방 에너지설비(200)의 개략적인 구성을 보여주고 있다.FIG. 2 shows a schematic configuration of a district heating energy facility 200 according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 지역난방 에너지설비(200)는 유기성폐기물로부터 추출된 바이오가스가 인입되는 인입설비(210), 바이오가스에 대한 열교환 처리를 수행하는 열교환설비(220), 바이오가스에 대한 탈황 처리를 수행하는 탈황설비(230), 및 바이오가스에 대한 후처리를 수행하는 후처리설비(260)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.2, the district heating energy facility 200 according to an embodiment of the present invention includes an inlet facility 210 through which the biogas extracted from the organic waste is introduced, a heat exchange A facility 220, a desulfurization facility 230 for performing a desulfurization process on the biogas, and a post-treatment facility 260 for performing post-treatment on the biogas.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 지역난방 에너지설비(200)는 바이오가스로부터의 파티클 제거 및 제습 등의 제반의 처리를 수행하는 제반처리설비(240), 바이오가스의 압력을 상승시키는 승압설비(250), 및 바이오가스의 속성(예: 수분, 압력, 황화수소, 온도, 농도)을 측정한 속성값의 출력을 지원하는 센서관리설비(270)를 더 포함하는 구성을 가질 수 있다.In addition, the district heating energy facility 200 according to an embodiment of the present invention includes various treatment facilities 240 for performing various treatments such as particle removal and dehumidification from the biogas, And a sensor management facility 270 that supports the output of an attribute value that measures the characteristics of the biogas (e.g., water, pressure, hydrogen sulfide, temperature, concentration).

한편, 센서관리설비(270)의 경우, 하드웨어 모듈 형태 또는 소프트웨어 모듈 형태로 구현되거나, 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈이 조합된 형태로도 구현될 수 있다.Meanwhile, in the case of the sensor management facility 270, it may be implemented in the form of a hardware module or a software module, or a combination of a hardware module and a software module.

여기서, 소프트웨어 모듈이란 연산을 제어하는 프로세서에 의해 실행되는 명령어로 이해될 수 있으며, 이러한 명령어는 메모리에 탑재된 형태를 가질 수 잇다.Here, a software module can be understood as a command executed by a processor that controls an operation, and the command can have a form mounted on a memory.

이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 지역난방 에너지설비(200)는 전술을 구성을 통해서 지역난방설비(300)에서 요구되는 성분 비를 충족할 수 있도록 개질하여, 개질된 바이오가스를 요구량만큼 안정적으로 공급할 수 있는 데, 이하에서는 이를 실현하기 위한 지역난방 에너지설비(200) 내 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.As described above, the district heating energy facility 200 according to the embodiment of the present invention is modified to meet the composition ratio required in the district heating facility 300 through the above-described constitution, so that the reformed biogas can be stably In the following description, each component in the district heating energy facility 200 for realizing this will be described in more detail.

인입설비(210)는 유기성폐기물로부터 추출된 바이오가스가 열교환설비(220)로 전달하는 기능을 수행한다.The inlet facility 210 functions to transfer the biogas extracted from the organic waste to the heat exchange facility 220.

보다 구체적으로, 인입설비(210)는 예컨대, 도 3에서와 같이 바이오가스추출설비(100)에서 생성되는 바이오가스를 예컨대, 50mm bar의 압력으로 tie in point(211)로 가지고 와 워터트랩(212)를 통해서 바이오가스 내 수분을 제거한 이후 버퍼(213)에 저장하게 되며, 버퍼(213)에 축적되는 바이오가스를 블로워(214)를 통해서 열교환설비(230)까지 전달한다.3, for example, the biogas produced at the biogas extraction facility 100 is brought to a tie-in point 211 at a pressure of, for example, 50 mm bar, and the water trap 212 And then the biogas accumulated in the buffer 213 is transferred to the heat exchange facility 230 through the blower 214. [

열교환설비(220)는 인입설비(210)를 통해서 전달되는 바이오가스의 온도를 낮추기 위한 열교환처리의 기능을 수행한다.The heat exchange facility 220 performs a heat exchange function to lower the temperature of the biogas delivered through the inlet facility 210.

보다 구체적으로, 열교환설비(220)는 유기성폐기물로부터 추출된 바이오가스가 인입설비(210)를 통해서 전달되는 경우, 예컨대, 도 4에서와 같이 열교환기(211)를 통해서 인입된 바이오가스의 온도를 탈황 처리를 위한 설정 온도로 낮추는 열교환 처리를 수행한다.More specifically, when the biogas extracted from the organic waste is transferred through the inlet device 210, for example, the temperature of the biogas introduced through the heat exchanger 211 as shown in FIG. A heat exchange process for lowering the temperature to a set temperature for the desulfurization process is performed.

이때, 열교환기(211)는 수냉식 열교환기로서 열교환기를 감싸는 튜브에 물을 공급하는 방식을 통해서 전술의 블로워(214)에 의해 예컨대, 1bar의 압력으로 전달되는 바이오가스의 온도(약 60°)를 탈황 처리를 위한 설정 온도(약 33°)까지 낮추게 된다.At this time, the heat exchanger 211 is a water-cooled heat exchanger, and the temperature of the biogas transferred at a pressure of, for example, 1 bar (about 60 degrees) by the blower 214 described above is supplied to the tube surrounding the heat exchanger And is lowered to the set temperature (about 33 °) for the desulfurizing treatment.

탈황설비(230)는 바이오가스에 대한 탈황 처리 기능을 수행한다.The desulfurization facility 230 performs a desulfurization treatment function for the biogas.

보다 구체적으로, 탈황설비(230)는 열교환 처리된 바이오가스가 열교환설비(220)로부터 전달되면, 예컨대, 도 5에서와 같이 병렬 연결되는 탈황기(231, 232)를 통해 열교환 처리된 바이오가스 내 황화수소(H2SO) 농도가 지역난방설비(300)에서 요구되는 설정 농도 이하가 되도록 탈황 처리를 수행한다.More specifically, when the heat exchanged biogas is transferred from the heat exchange facility 220 to the desulfurization facility 230, the desulfurization facility 230 may be connected to the desulfurizer 231, 232 connected in parallel as shown in FIG. 5, The desulfurizing treatment is performed so that the concentration of hydrogen sulfide (H2SO) is lower than the set concentration required in the district heating facility 300.

이때, 탈황기(231, 232)는 건식 방식으로서 열교환 처리된 바이오가스 내 황화수소 농도(약 250ppm)를 지역난방설비(300)에서 요구되는 설정 농도(약 5ppm) 이하가 되도록 탈황 처리할 수 있다.At this time, the desulfurizers 231 and 232 can perform the desulfurization treatment so that the concentration of hydrogen sulfide (about 250 ppm) in the heat-exchanged biogas as a dry process becomes equal to or lower than the set concentration (about 5 ppm) required in the district heating facility 300.

제반처리설비(240)는 바이오가스에 대한 제반 처리의 기능을 수행한다.The overall processing facility 240 performs a function of all processes for the biogas.

보다 구체적으로, 제반처리설비(240)는 탈황 처리된 바이오가스가 탈황설비(230)로부터 전달되면, 예컨대, 도 6에서와 같이 파티클필터(241)를 통해 탈황 처리 과정에서 발생될 수 있는 파티클(예: 탈황여제, 기타 분진)을 제거하며, 제습장치(242)를 통해서 파티클이 제거된 바이오가스 내 수분 함량이 바이오가스의 승압에 요구되는 설정 함량 이하가 되도록 제습하는 제습 처리를 포함한 제반의 처리를 수행한다.More specifically, when the desulfurization-treated biogas is delivered from the desulfurization facility 230, the processing facility 240 collects the particulate matter (for example, water) generated in the desulfurization process through the particle filter 241 Including dehumidification to dehumidify so that the moisture content in the biogas from which particles have been removed through the dehumidifier 242 is lower than the set content required for the pressure increase of the biogas, .

이때, 파티클필터(241)는 하우징안 복수개(예: 24개)의 필터가 패키징될 수 있으며, 제습장치(242)는 스위칭 방식으로 사용 가능한 2 대의 칠러(chiller)를 이용하는 방식을 통해 바이오가스 내 수분 함량을 바이오가스의 승압에 요구되는 설정 함량(50pp) 이하가 되도록 제습 처리할 수 있다.At this time, the particle filter 241 can be packaged with a plurality of filters (for example, 24 filters) in the housing, and the dehumidifying device 242 can use the two chillers usable in a switching manner, The moisture content can be dehumidified so as to be equal to or less than the set content (50 pp) required for boosting the biogas.

승압설비(250)는 바이오가스의 압력을 상승시키는 기능을 수행한다.The booster 250 performs a function of raising the pressure of the biogas.

보다 구체적으로, 승압설비(250)는 제습 처리된 바이오가스가 전달되는 경우, 예컨대, 도 7에서와 같이 가스압축기(251)를 통해서 제습 처리된 바이오가스에 대해 배관 내 압력을 설정 압력까지 상승시킴으로써, 제습 처리된 바이오가스를 지역난방설비(300)와 지리적으로 가깝게 위치한 후처리설비(260)까지 배관을 통해서 이송될 수 있도록 한다.More specifically, when the dehumidified biogas is delivered, for example, by increasing the pressure in the piping to the set pressure with respect to the biogas dehumidified through the gas compressor 251 as shown in FIG. 7 , And the dehumidified biogas can be transported through the piping to the post-treatment facility 260 located near the district heating facility 300.

이때, 가스압축기(251)는 oil free 방식의 압축기로서 배관 내 바이오가스의 압력을 이송을 위한 설정 압력(약 9 bar)까지 상승시켜 배관 자체가 버퍼의 역할을 할 수 있도록 한다.At this time, the gas compressor 251 is an oil-free type compressor, and the pressure of the biogas in the pipe is increased to a set pressure (about 9 bar) for the transfer so that the pipe itself can serve as a buffer.

후처리설비(260)는 바이오가스에 대해 후처리 기능을 수행한다.The post-treatment facility 260 performs a post-treatment function on the biogas.

보다 구체적으로, 후처리설비(250)는 제습 처리된 바이오가스가 전달되는 경우, 예컨대, 도 8에서와 같이 온압보정기(261)를 통해서 전달된 바이오가스의 압력을 지역난방설비(300)에서 요구되는 적정압력(예: 3~3.5bar)으로 조정하고, 압력이 조정된 바이오가스를 누출 시 냄새가 날 수 있도록 부취탱크(262)를 경유시키는 후처리를 수행함으로써, 후처리된 바이오가스가 매설된 배관을 통해서 지역난방설비(300)로 전달될 수 있도록 한다.More specifically, when the dehumidified biogas is delivered, the post-treatment facility 250 requests the pressure of the biogas delivered through the pressure compensator 261 from the district heating facility 300, for example, (For example, 3 to 3.5 bar), and performing a post-treatment in which the pressure-adjusted biogas is passed through the deodorization tank 262 so as to smell the leaking gas, whereby the post-treated biogas is buried So that it can be delivered to the district heating facility 300 through the piping.

센서관리설비(270)는 바이오가스의 속성(예: 수분, 압력, 황화수소, 온도, 농도)을 측정한 속성값의 출력을 지원하는 기능을 수행한다.The sensor management facility 270 performs a function of supporting the output of the property value measuring the properties (e.g., moisture, pressure, hydrogen sulfide, temperature, concentration) of the biogas.

보다 구체적으로, 센서관리설비(270)는 인입설비(210)를 통해서 바이오가스가 인입되어 지역난방설비(300)로 이송되기까지의 바이오가스가 경유되는 각각의 설비 별로, 특정 시점의 동일한 위치에서의 바이오가스에 대해 동일한 속성(예: 수분, 압력, 황화수소, 온도, 농도)을 측정하는 센서그룹을 구성하며, 해당 센서그룹 내 각 센서로부터의 센서값을 보정하는 방식을 통해서 센서그룹에서 측정한 속성값을 출력하게 된다.More specifically, the sensor management facility 270 is installed at the same position at a specific time point, for each facility through which the biogas is introduced via the inlet facility 210 and is transported to the district heating facility 300 (Eg, water, pressure, hydrogen sulfide, temperature, and concentration) for the biogas of the sensor group, and by measuring the sensor value from each sensor in the sensor group The attribute value is output.

여기서, 센서그룹이란 동일한, 시점, 위치에서 바이오가스에 대해 동일한 속성(예: 수분, 압력, 황화수소, 온도, 농도)을 측정하는 다중 센서로 이해될 수 있으며, 이처럼 다중 센서를 적용하는 것은 바이오가스가 전달되는 각 설비별로 바이오가스에 대해 측정된 속성값에 대해서 신뢰성, 안정성, 및 정확성을 제고함으로써, 각 설비에서의 장비의 고장 및 오류 발생을 방지하며 궁극적으로 지역난방설비(300)에서 요구되는 성분 비를 만족하는 바이오가스를 요구량만큼 안정적으로 공급하기 위함으로 이해될 수 있다.Here, the sensor group can be understood as multiple sensors for measuring the same properties (e.g., moisture, pressure, hydrogen sulfide, temperature, concentration) for biogas at the same point in time and position, Stability, and accuracy with respect to the property values measured for the biogas for each facility to which the facility 300 is connected, thereby preventing the occurrence of faults and errors in each facility, and ultimately, It can be understood that the biogas satisfying the composition ratio is stably supplied as much as the required amount.

이를 위해 센서관리설비(270)는 센서그룹 내 각 센서로부터 바이오가스의 동일한 속성(예: 수분, 압력, 황화수소, 온도, 농도)을 측정한 센서 값이 수집되면, 수집된 센서값들 간의 편차 즉, 센서값이 서로 동떨어진 상태를 나타내는 센서대칭률을 계산한다.To this end, the sensor management facility 270 acquires the deviation between the collected sensor values, that is, when sensor values that measure the same properties (e.g., moisture, pressure, hydrogen sulfide, temperature, concentration) of biogas from each sensor in the sensor group are collected , And the sensor symmetry ratio indicating a state in which the sensor values are distant from each other is calculated.

여기서, 센서대칭률은 수집된 센서값들이 서로 일치되는 정도로도 해석될 수 있다.Here, the sensor symmetry ratio can be interpreted to the extent that the collected sensor values coincide with each other.

이때, 센서관리설비(270)는 센서그룹으로부터 수집된 각 센서값의 평균값, 최대값, 및 최소값을 구하고, 평균값과 최대값 간의 차이에 대해 평균값과 최소값 간의 차이가 가지는 비율을 센서대칭률로서 계산할 수 있다.At this time, the sensor management facility 270 calculates the average value, the maximum value, and the minimum value of each sensor value collected from the sensor group, and calculates the ratio of the difference between the average value and the minimum value as the sensor symmetry rate have.

예를 들어, 센서그룹 내 5개의 센서로부터 [31,30,29,28,5]의 센서값이 수집된 경우를 가정하면, 평균값은 24.6, 최대값은 31, 최소값은 5로 센서대칭률은 3.0625로 계산될 수 있다.For example, assuming that sensor values of [31,30,29,28,5] are collected from five sensors in a sensor group, the average value is 24.6, the maximum value is 31, the minimum value is 5, and the sensor symmetry rate is 3.0625 Lt; / RTI >

한편, 모든 센서값이 동일한 경우 분모가 0이 되기 때문에 최대값과 최소값이 1인 경우 센서대칭률은 1로 정해질 수 있다.On the other hand, if all sensors are the same, the denominator becomes 0. Therefore, the sensor symmetry rate can be set to 1 when the maximum value and the minimum value are 1.

또한, 이러한 센서대칭률은 센서그룹 내 센서의 개수와 무관하게 특정 범위내의 값(0~1)을 가질 수 있도록 정규화 처리될 수 있으며, 이때의 정규화 처리 방식에 특별한 제한은 따르지 않는다.In addition, the sensor symmetry ratio may be normalized so as to have a value within a specific range (0 to 1) irrespective of the number of sensors in the sensor group, and there is no particular restriction on the normalization processing method at this time.

그리고, 센서관리설비(270)는 센서그룹에 대한 센서대칭률이 계산되면, 센서그룹 내 각 센서값에 대해 중요도 가중치를 결정한다.When the sensor symmetry rate for the sensor group is calculated, the sensor management facility 270 determines importance weights for each sensor value in the sensor group.

이때, 센서그룹 내 각 센서값에 대한 중요도 가중치는, 센서그룹 내 센서값 별로 중앙값의 차이로부터 도출되는 중앙편차값과, 전술의 센서대칭률을 기초로 결정될 수 있으며, 이러한 중요도 가중치의 결정은, 예컨대, 아래의 [수식 1]에 따라 결정될 수 있다.The importance weight for each sensor value in the sensor group may be determined on the basis of the central deviation value derived from the difference in the median value for each sensor value in the sensor group and the sensor symmetry ratio described above. , Can be determined according to the following [Equation 1].

[수식 1][Equation 1]

Figure 112018034592433-pat00001
Figure 112018034592433-pat00001

여기서, 중앙편차값은 센서값과 중앙값과의 차이가 '1 '미만 경우 '1'이 되며, '1' 이상인 경우에는 센서값과 중앙값과의 차이의 역수인 것으로 상정할 수 있다.Here, the central deviation value can be assumed to be '1' when the difference between the sensor value and the median value is less than '1', and is a reciprocal of the difference between the sensor value and the median value when the difference is greater than '1'.

여기서, 중요도 가중치는, 오류로 인해 편차가 심한 센서값의 중요도를 낮추고, 반대로 정상 범주에 속하는 센서값들에 대해서는 그 중요도를 높여 센서그룹에 대해서 출력되는 속성값에 대한 신뢰도를 제고하기 위한 것으로 이해될 수 있다.Here, the importance weight is intended to lower the importance of the sensor value with a large deviation due to the error, and to raise the reliability of the attribute value output to the sensor group by increasing the importance of the sensor value belonging to the normal category .

이와 관련하여, 센서관리설비(270)는 센서그룹 내 각 센서값에 대한 중요도 가중치가 결정되면, 각 센서값에 대해 중요도 가중치를 적용하여 그 적용 결과를 기초로 해당 센서그룹에서 측정한 속성값을 출력하게 된다.In this regard, when the importance weight for each sensor value in the sensor group is determined, the sensor management facility 270 applies the importance weight to each sensor value, and determines the attribute value measured in the corresponding sensor group based on the application result .

참고로, 센서그룹의 속성값은 예컨대, 아래의 [수식 2]에서와 같은 방식을 통해서 출력될 수 있다.For reference, the attribute value of the sensor group can be output, for example, in the same manner as in the following [Expression 2].

[수식 2][Equation 2]

Figure 112018034592433-pat00002
Figure 112018034592433-pat00002

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른, 지역난방 에너지설비(200)의 구성에 따르면, 유기성폐기물로부터 추출된 바이오가스를 지역난방설비(300)에서 요구되는 성분 비를 충족할 수 있도록 개질하여, 개질된 바이오가스를 요구량만큼 지속적으로 공급할 수 있으므로, 바이오가스를 에너지 원으로서 활용하는 지역난방설비(300)의 안정적인 운용 환경을 보장할 수 있다.As described above, according to the configuration of the district heating energy facility 200 according to an embodiment of the present invention, the biogas extracted from the organic waste can be supplied to the district heating facility 300 And the reformed biogas can be continuously supplied in a required amount, so that a stable operation environment of the district heating facility 300 utilizing the biogas as an energy source can be guaranteed.

이하에서는, 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지역난방 에너지설비(200)에서 바이오가스를 공급하기 위한 동작 방법을 설명하기로 한다Hereinafter, an operation method for supplying biogas in the district heating energy facility 200 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9

먼저, 인입설비(210)는 앞서 예시한, 도 3에서와 같이 바이오가스추출설비(100)에서 생성되는 바이오가스를 예컨대, 50mm bar의 압력으로 tie in point(211)로 가지고 와 워터트랩(212)를 통해서 바이오가스 내 수분을 제거한 이후 버퍼(213)에 저장하게 되며, 버퍼(213)에 축적되는 바이오가스를 블로워(214)를 통해서 열교환설비(230)까지 전달한다(S11-S13).3, the inlet facility 210 takes the biogas produced in the biogas extraction facility 100 as a tie-in point 211 at a pressure of, for example, 50 mm bar as shown in FIG. 3, The biogas accumulated in the buffer 213 is transferred to the heat exchange facility 230 through the blower 214 in steps S11 to S13.

그리고 나서, 열교환설비(220)는 유기성폐기물로부터 추출된 바이오가스가 인입설비(210)를 통해서 전달되는 경우, 앞서 예시한, 도 4에서와 같이 열교환기(211)를 통해서 인입된 바이오가스의 온도를 탈황 처리를 위한 설정 온도로 낮추는 열교환 처리를 수행한다(S14).When the biogas extracted from the organic waste is transferred through the inlet facility 210, the heat exchange facility 220 converts the temperature of the biogas introduced through the heat exchanger 211, as shown in FIG. 4, (S14) so as to lower the temperature to the set temperature for the desulfurization treatment.

이때, 열교환기(211)는 수냉식 열교환기로서 열교환기를 감싸는 튜브에 물을 공급하는 방식을 통해서 전술의 블로워(214)에 의해 예컨대, 1bar의 압력으로 전달되는 바이오가스의 온도(약 60°)를 탈황 처리를 위한 설정 온도(약 33°)까지 낮추게 된다.At this time, the heat exchanger 211 is a water-cooled heat exchanger, and the temperature of the biogas transferred at a pressure of, for example, 1 bar (about 60 degrees) by the blower 214 described above is supplied to the tube surrounding the heat exchanger And is lowered to the set temperature (about 33 °) for the desulfurizing treatment.

그런 다음, 탈황설비(230)는 열교환 처리된 바이오가스가 열교환설비(220)로부터 전달되면, 앞서 예시한, 도 5에서와 같이 병렬 연결되는 탈황기(231, 232)를 통해 열교환 처리된 바이오가스 내 황화수소(H2SO) 농도가 지역난방설비(300)에서 요구되는 설정 농도 이하가 되도록 탈황 처리를 수행한다(S15).Then, the desulfurization facility 230 transfers the heat-exchanged biogas from the heat exchange facility 220 to the desulfurizers 231 and 232 connected in parallel as shown in FIG. 5, The desulfurization treatment is performed so that the concentration of hydrogen sulfide (H2SO) is lower than the set concentration required in the district heating facility 300 (S15).

이때, 탈황기(231, 232)는 건식 방식으로서 열교환 처리된 바이오가스 내 황화수소 농도(약 250ppm)를 지역난방설비(300)에서 요구되는 설정 농도(약 5ppm) 이하가 되도록 탈황 처리할 수 있다.At this time, the desulfurizers 231 and 232 can perform the desulfurization treatment so that the concentration of hydrogen sulfide (about 250 ppm) in the heat-exchanged biogas as a dry process becomes equal to or lower than the set concentration (about 5 ppm) required in the district heating facility 300.

이어서, 제반처리설비(240)는 탈황 처리된 바이오가스가 탈황설비(230)로부터 전달되면, 앞서 예시한, 도 6에서와 같이 파티클필터(241)를 통해 탈황 처리 과정에서 발생될 수 있는 파티클(예: 탈황여제, 기타 분진)을 제거하며, 제습장치(242)를 통해서 파티클이 제거된 바이오가스 내 수분 함량이 바이오가스의 승압에 요구되는 설정 함량 이하가 되도록 제습하는 제습 처리를 포함한 제반의 처리를 수행한다(S16-S17).When the desulfurized biogas is delivered from the desulfurization facility 230, the overall treatment facility 240 removes particles (hereinafter referred to as " biogas ") that can be generated in the desulfurization process through the particle filter 241 Including dehumidification to dehumidify so that the moisture content in the biogas from which particles have been removed through the dehumidifier 242 is lower than the set content required for the pressure increase of the biogas, (S16-S17).

이때, 파티클필터(241)는 하우징안 복수개(예: 24개)의 필터가 패키징될 수 있으며, 제습장치(242)는 스위칭 방식으로 사용 가능한 2 대의 칠러(chiller)를 이용하는 방식을 통해 바이오가스 내 수분 함량을 바이오가스의 승압에 요구되는 설정 함량(50pp) 이하가 되도록 제습 처리할 수 있다.At this time, the particle filter 241 can be packaged with a plurality of filters (for example, 24 filters) in the housing, and the dehumidifying device 242 can use the two chillers usable in a switching manner, The moisture content can be dehumidified so as to be equal to or less than the set content (50 pp) required for boosting the biogas.

나아가, 승압설비(250)는 제습 처리된 바이오가스가 전달되는 경우, 앞서 예시한 도 7에서와 같이 가스압축기(251)를 통해서 제습 처리된 바이오가스에 대해 배관 내 압력을 설정 압력까지 상승시킴으로써, 제습 처리된 바이오가스를 지역난방설비(300)와 지리적으로 가깝게 위치한 후처리설비(260)까지 배관을 통해서 이송될 수 있도록 한다(S18).Further, when the dehumidified biogas is delivered, the pressure in the piping is increased to the set pressure with respect to the biogas dehumidified through the gas compressor 251 as shown in FIG. 7, The dehumidified biogas can be transported through the piping to the post-treatment facility 260 located near the district heating facility 300 (S18).

이때, 가스압축기(251)는 oil free 방식의 압축기로서 배관 내 바이오가스의 압력을 이송을 위한 설정 압력(약 9 bar)까지 상승시켜 배관 자체가 버퍼의 역할을 할 수 있도록 한다.At this time, the gas compressor 251 is an oil-free type compressor, and the pressure of the biogas in the pipe is increased to a set pressure (about 9 bar) for the transfer so that the pipe itself can serve as a buffer.

이후, 후처리설비(250)는 제습 처리된 바이오가스가 전달되는 경우, 앞서 예시한 도 8에서와 같이 온압보정기(261)를 통해서 전달된 바이오가스의 압력을 지역난방설비(300)에서 요구되는 적정압력(예: 3~3.5bar)으로 조정하고, 압력이 조정된 바이오가스를 누출 시 냄새가 날 수 있도록 부취탱크(262)를 경유시키는 후처리를 수행함으로써, 후처리된 바이오가스가 매설된 배관을 통해서 지역난방설비(300)로 전달될 수 있도록 한다(S21-S22).8, when the dehumidified biogas is delivered, the post-treatment facility 250 converts the pressure of the biogas delivered through the on-pressure corrector 261 into the pressure required by the district heating facility 300 The post-treatment is performed by adjusting the pressure of the biogas adjusted to an appropriate pressure (for example, 3 to 3.5 bar) and passing the deodorization tank 262 through the odor tank 262 so that the biogas having the pressure adjusted is leaked, To be transmitted to the district heating facility 300 through the pipe (S21-S22).

이하에서는 도 10을 참조하여 일 실시예에 따른 지역난방 에너지설비(200)에서 바이오가스의 속성(예: 수분, 압력, 황화수소, 온도, 농도)을 측정한 속성값의 출력하기 위한 동작 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 10, a description will be given of an operation method for outputting an attribute value obtained by measuring properties (e.g., moisture, pressure, hydrogen sulfide, temperature, concentration) of biogas in the district heating energy facility 200 according to an embodiment .

먼저, 센서관리설비(270)는 인입설비(210)를 통해서 바이오가스가 인입되어 지역난방설비(300)로 이송되기까지의 바이오가스가 경유되는 각각의 설비 별로, 특정 시점의 동일한 위치에서의 바이오가스에 대해 동일한 속성(예: 수분, 압력, 황화수소, 온도, 농도)을 측정하는 센서그룹을 구성함으로써,해당 센서그룹 내 각 센서로부터의 센서값을 보정하는 방식을 통해서 센서그룹에서 측정한 속성값을 출력하게 된다(S31).First, the sensor management facility 270 determines whether or not the biogas from the same location at a specific point in time, for each facility through which the biogas is introduced, through which the biogas is introduced through the inlet facility 210 and transferred to the district heating facility 300, By configuring a sensor group that measures the same properties (eg, moisture, pressure, hydrogen sulfide, temperature, concentration) of the gas, the sensor value from each sensor in the sensor group is corrected, (S31).

여기서, 센서그룹이란 동일한, 시점, 위치에서 바이오가스에 대해 동일한 속성(예: 수분, 압력, 황화수소, 온도, 농도)을 측정하는 다중 센서로 이해될 수 있으며, 이처럼 다중 센서를 적용하는 것은 바이오가스가 전달되는 각 설비별로 바이오가스에 대해 측정된 속성값에 대해서 신뢰성, 안정성, 및 정확성을 제고함으로써, 각 설비에서의 장비의 고장 및 오류 발생을 방지하며 궁극적으로 지역난방설비(300)에서 요구되는 성분 비를 만족하는 바이오가스를 요구량만큼 안정적으로 공급하기 위함으로 이해될 수 있다.Here, the sensor group can be understood as multiple sensors for measuring the same properties (e.g., moisture, pressure, hydrogen sulfide, temperature, concentration) for biogas at the same point in time and position, Stability, and accuracy with respect to the property values measured for the biogas for each facility to which the facility 300 is connected, thereby preventing the occurrence of faults and errors in each facility, and ultimately, It can be understood that the biogas satisfying the composition ratio is stably supplied as much as the required amount.

나아가, 센서관리설비(270)는 센서그룹 내 각 센서로부터 바이오가스의 동일한 속성(예: 수분, 압력, 황화수소, 온도, 농도)을 측정한 센서 값이 수집되면, 수집된 센서값들 간의 편차 즉, 센서값이 서로 동떨어진 상태를 나타내는 센서대칭률을 계산한다(S32-S33).Further, when the sensor management device 270 collects sensor values that measure the same properties (e.g., moisture, pressure, hydrogen sulfide, temperature, concentration) of the biogas from each sensor in the sensor group, , And a sensor symmetry ratio indicating a state in which the sensor values are distant from each other is calculated (S32-S33).

여기서, 센서대칭률은 수집된 센서값들이 서로 일치되는 정도로도 해석될 수 있다.Here, the sensor symmetry ratio can be interpreted to the extent that the collected sensor values coincide with each other.

이때, 센서관리설비(270)는 센서그룹으로부터 수집된 각 센서값의 평균값, 최대값, 및 최소값을 구하고, 평균값과 최대값 간의 차이에 대해 평균값과 최소값 간의 차이가 가지는 비율을 센서대칭률로서 계산할 수 있다.At this time, the sensor management facility 270 calculates the average value, the maximum value, and the minimum value of each sensor value collected from the sensor group, and calculates the ratio of the difference between the average value and the minimum value as the sensor symmetry rate have.

한편, 모든 센서값이 동일한 경우 분모가 0이 되기 때문에 최대값과 최소값이 1인 경우 센서대칭률은 1로 정해질 수 있다.On the other hand, if all sensors are the same, the denominator becomes 0. Therefore, the sensor symmetry rate can be set to 1 when the maximum value and the minimum value are 1.

또한, 이러한 센서대칭률은 센서그룹 내 센서의 개수와 무관하게 특정 범위내의 값(0~1)을 가질 수 있도록 정규화 처리될 수 있으며, 이때의 정규화 처리 방식에 특별한 제한은 따르지 않는다.In addition, the sensor symmetry ratio may be normalized so as to have a value within a specific range (0 to 1) irrespective of the number of sensors in the sensor group, and there is no particular restriction on the normalization processing method at this time.

그리고 나서, 센서관리설비(270)는 센서그룹에 대한 센서대칭률이 계산되면, 센서그룹 내 각 센서값에 대해 중요도 가중치를 결정한다(S34).Then, when the sensor symmetry rate for the sensor group is calculated, the sensor management facility 270 determines importance weights for each sensor value in the sensor group (S34).

이때, 센서그룹 내 각 센서값에 대한 중요도 가중치는, 앞서 예시한 [수식 1]에서와 같이 센서그룹 내 센서값 별로 중앙값의 차이로부터 도출되는 중앙편차값과, 전술의 센서대칭률을 기초로 결정될 수 있다.In this case, the importance weight for each sensor value in the sensor group can be determined based on the central deviation value derived from the difference in the median value for each sensor value in the sensor group and the sensor symmetry ratio described above as in the above-described [Expression 1] have.

여기서, 중요도 가중치는, 오류로 인해 편차가 심한 센서값의 중요도를 낮추고, 반대로 정상 범주에 속하는 센서값들에 대해서는 그 중요도를 높여 센서그룹에 대해서 출력되는 속성값에 대한 신뢰도를 제고하기 위한 것으로 이해될 수 있다.Here, the importance weight is intended to lower the importance of the sensor value with a large deviation due to the error, and to raise the reliability of the attribute value output to the sensor group by increasing the importance of the sensor value belonging to the normal category .

이후, 센서관리설비(270)는 센서그룹 내 각 센서값에 대한 중요도 가중치가 결정되면, 각 센서값에 대해 중요도 가중치를 적용하여 앞서 예시한 [수식 2]에서와 그 적용 결과를 기초로 해당 센서그룹에서 측정한 속성값을 출력한다(S35-S36).Then, when the importance weight for each sensor value in the sensor group is determined, the sensor management facility 270 applies the importance weight to each sensor value, And outputs the attribute value measured by the group (S35-S36).

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른, 지역난방 에너지설비(200)의 구성에 따르면, 유기성폐기물로부터 추출된 바이오가스를 지역난방설비(300)에서 요구되는 성분 비를 충족할 수 있도록 개질하여, 개질된 바이오가스를 요구량만큼 지속적으로 공급할 수 있으므로, 바이오가스를 에너지 원으로서 활용하는 지역난방설비(300)의 안정적인 운용 환경을 보장할 수 있다.As described above, according to the configuration of the district heating energy facility 200 according to an embodiment of the present invention, the biogas extracted from the organic waste can be supplied to the district heating facility 300 And the reformed biogas can be continuously supplied in a required amount, so that a stable operation environment of the district heating facility 300 utilizing the biogas as an energy source can be guaranteed.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 지역난방 에너지설비(200)의 동작 방법에 따르면, 유기성폐기물로부터 추출된 바이오가스를 지역난방설비(300)에서 요구되는 성분 비를 충족할 수 있도록 개질하여, 개질된 바이오가스를 요구량만큼 지속적으로 공급할 수 있으므로, 바이오가스를 에너지 원으로서 활용하는 지역난방설비(300)의 안정적인 운용 환경을 보장할 수 있다.As described above, according to the operation method of the district heating energy facility 200 according to an embodiment of the present invention, the biogas extracted from the organic waste can be supplied to the district heating facility 300 And the reformed biogas can be continuously supplied in a required amount, so that a stable operation environment of the district heating facility 300 utilizing the biogas as an energy source can be guaranteed.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

본 발명에 따른 바이오가스 기반 지역난방 에너지설비 및 그 동작 방버에 따르면, 유기성폐기물로부터 추출된 바이오가스를 지역난방설비에서 요구되는 성분 비를 충족할 수 있도록 개질하여, 개질된 바이오가스를 요구량만큼 안정적으로 공급할 수 있다는 점에서 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.According to the biogas-based district heating energy facility and its operation barrier according to the present invention, the biogas extracted from the organic waste can be modified to meet the composition ratio required in the district heating facility, and the reformed biogas can be stably It is possible not only to use the related technology but also to have a possibility of commercialization or sales of the applied device, but also to be able to carry out clearly in reality, Invention.

100: 가스추출설비
200: 지역난방 에너지설비
210: 인입설비 220: 연교환설비
230: 탈황설비 240: 제반처리설비
250: 승압설비 260: 후처리설비
270: 센서관리설비
300: 지역난방설비100: Gas extraction equipment
200: District Heating Energy Equipment
210: incoming facility 220: open exchange facility
230: Desulfurization facility 240: All treatment facilities
250: booster plant 260: post-treatment plant
270: Sensor management facility
300: District heating facility

Claims (10)

바이오가스 기반 지역난방 에너지설비에 있어서,
유기성폐기물로부터 추출된 바이오가스가 인입설비를 통해서 인입되는 경우, 상기 인입된 바이오가스의 온도를 탈황 처리를 위한 설정 온도로 낮추는 열교환 처리를 수행하는 열교환설비;
상기 열교환 처리된 바이오가스 내 황화수소(H2SO) 농도가 지역난방설비에서 요구되는 설정 농도 이하가 되도록 상기 탈황 처리를 수행하는 탈황설비;
상기 탈황 처리된 바이오가스에 대해 상기 지역난방설비에서 요구되는 후처리를 수행하여, 후처리된 바이오가스가 상기 지역난방설비로 이송될 수 있도록 하는 후처리설비; 및
상기 인입설비를 통해서 바이오가스가 인입되어 상기 지역난방설비로 이송되기까지의 바이오가스가 경유되는 각각의 설비 별로, 특정 시점의 동일한 위치에서의 바이오가스에 대해 동일한 속성을 측정하는 센서그룹을 구성하며, 상기 센서그룹 내 각 센서로부터의 센서값을 보정하여 상기 센서그룹에서 측정한 속성값을 출력하는 센서관리설비를 포함하며,
상기 센서관리설비는,
상기 센서그룹 내 각 센서의 센서값 간의 편차를 반영하여 각 센서값에 대한 중요도 가중치를 결정하며, 각 센서값에 대해 상기 중요도 가중치를 적용한 결과에 기초하여 상기 센서그룹에서 측정한 속성값을 출력하는 것을 특징으로 하는 지역난방 에너지설비.In biogas-based district heating energy installations,
A heat exchange facility for performing a heat exchange process for lowering the temperature of the introduced biogas to a set temperature for desulfurization when the biogas extracted from the organic waste is introduced through the inlet facility;
A desulfurization facility for performing the desulfurization process so that the concentration of hydrogen sulfide (H2SO) in the heat-exchanged biogas becomes equal to or lower than a set concentration required in a district heating facility;
A post-treatment facility for performing a post-treatment required for the desulfurized biogas in the district heating facility so that the post-treated biogas can be transferred to the district heating facility; And
A sensor group for measuring the same property with respect to the biogas at the same position at a specific time point for each facility through which the biogas is introduced through the inlet facility and transferred to the district heating facility And a sensor management facility for correcting sensor values from the sensors in the sensor group and outputting the attribute values measured in the sensor group,
The sensor management facility includes:
A weighting value for each sensor value is determined by reflecting a deviation between sensor values of the sensors in the sensor group, and an attribute value measured in the sensor group is output based on the result of applying the importance weighting value to each sensor value A district heating energy facility featuring. 제 1 항에 있어서,
상기 지역난방 에너지설비는,
상기 탈황 처리된 바이오가스로부터 상기 탈황 처리 과정에서 발생될 수 있는 파티클을 제거하며, 상기 파티클이 제거된 바이오가스 내 수분 함량이 바이오가스의 승압에 요구되는 설정 함량 이하가 되도록 제습 처리를 수행하는 제반처리설비; 및
상기 제습 처리된 바이오가스를 상기 후처리를 위해 이송하는 배관 내에서 상기 제습 처리된 바이오가스의 압력을 설정 압력까지 상승시켜, 상승된 압력에 따라 상기 제습 처리된 바이오가스가 상기 후처리를 위해 상기 배관을 따라 이송될 수 있도록 하는 승압설비를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지역난방 에너지설비.The method according to claim 1,
The district heating energy facility includes:
Removing debris generated in the desulfurization process from the desulfurized biogas and performing a dehumidification process so that the moisture content in the biogas from which the particles are removed is lower than a set content required for boosting the biogas Treatment facilities; And
The dehumidified biogas is raised to a set pressure in the pipe for feeding the dehumidified biogas for the post-treatment, and the dehumidified biogas is supplied to the dehumidifying process Further comprising a booster facility that allows the boiler to be transported along the piping. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 중요도 가중치는,
상기 센서그룹 내 각 센서의 센서값과 상기 센서그룹 내 센서값의 중앙값과의 차이, 및 상기 센서그룹 내 센서값의 평균값과 최대값 간의 차이에 대해 평균값과 최소값 간의 차이가 가지는 비율인 센서대칭률을 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 지역난방 에너지설비.The method according to claim 1,
The importance weighting value
A sensor symmetry rate which is a ratio of a difference between an average value and a minimum value to a difference between a sensor value of each sensor in the sensor group and a median value of the sensor value in the sensor group and a difference between an average value and a maximum value of the sensor value in the sensor group And is determined based on the area heating energy facility. 바이오가스 기반 지역난방 에너지설비의 동작 방법에 있어서,
유기성폐기물로부터 추출된 바이오가스가 인입설비를 통해서 인입되는 경우, 상기 인입된 바이오가스의 온도를 탈황 처리를 위한 설정 온도로 낮추는 열교환 처리를 수행하는 열교관처리단계;
상기 열교환 처리된 바이오가스 내 황화수소(H2SO) 농도가 지역난방설비에서 요구되는 설정 농도 이하가 되도록 상기 탈황 처리를 수행하는 탈황처리단계;
상기 탈황 처리된 바이오가스에 대해 상기 지역난방설비에서 요구되는 후처리를 수행하여, 후처리된 바이오가스가 상기 지역난방설비로 이송될 수 있도록 하는 후처리단계; 및
상기 인입설비를 통해서 바이오가스가 인입되어 상기 지역난방설비로 이송되기까지의 바이오가스가 전달되는 각 단계 별로, 특정 시점의 동일한 위치에서의 바이오가스에 대해 동일한 속성을 측정하는 센서그룹을 구성하며, 상기 센서그룹 내 각 센서로부터의 센서값을 보정하여 상기 센서그룹에서 측정한 속성값을 출력하는 센서관리단계를 포함하며,
상기 센서관리단계는,
상기 센서그룹 내 각 센서의 센서값 간의 편차를 반영하여 각 센서값에 대한 중요도 가중치를 결정하며, 각 센서값에 대해 상기 중요도 가중치를 적용한 결과에 기초하여 상기 센서그룹에서 측정한 속성값을 출력하는 것을 특징으로 하는 지역난방 에너지설비의 동작 방법.A method of operating a biogas-based district heating energy facility,
Performing a heat exchange process for lowering the temperature of the introduced biogas to a set temperature for the desulfurization process when the biogas extracted from the organic waste is introduced through the inlet facility;
A desulfurization treatment step of performing the desulfurization treatment so that the concentration of hydrogen sulfide (H2SO) in the heat-exchanged biogas becomes equal to or lower than a set concentration required in a district heating facility;
A post-treatment step of performing a post-treatment required for the desulfurized biogas in the district heating facility so that the post-treated biogas can be transferred to the district heating facility; And
A sensor group for measuring the same property with respect to the biogas at the same position at a specific point in each step of transferring the biogas from the inlet facility to the transfer to the district heating facility, And a sensor management step of correcting a sensor value from each sensor in the sensor group and outputting an attribute value measured in the sensor group,
The sensor management step includes:
A weighting value for each sensor value is determined by reflecting a deviation between sensor values of the sensors in the sensor group, and an attribute value measured in the sensor group is output based on the result of applying the importance weighting value to each sensor value And operating the district heating energy facility. 제 6 항에 있어서,
상기 방법은,
상기 탈황 처리된 바이오가스로부터 상기 탈황 처리 과정에서 발생될 수 있는 파티클을 제거하며, 상기 파티클이 제거된 바이오가스 내 수분 함량이 바이오가스의 승압에 요구되는 설정 함량 이하가 되도록 제습 처리를 수행하는 제반처리단계; 및
상기 제습 처리된 바이오가스를 상기 후처리를 위해 이송하는 배관 내에서 상기 제습 처리된 바이오가스의 압력을 설정 압력까지 상승시켜, 상승된 압력에 따라 상기 제습 처리된 바이오가스가 상기 후처리를 위해 상기 배관을 따라 이송될 수 있도록 하는 승압단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지역난방 에너지설비의 동작 방법.The method according to claim 6,
The method comprises:
Removing debris generated in the desulfurization process from the desulfurized biogas and performing a dehumidification process so that the moisture content in the biogas from which the particles are removed is lower than a set content required for boosting the biogas Processing step; And
The dehumidified biogas is raised to a set pressure in the pipe for feeding the dehumidified biogas for the post-treatment, and the dehumidified biogas is supplied to the dehumidified Further comprising a step-up step for allowing the water to be transported along the piping. 삭제delete 삭제delete 제 6 항에 있어서,
상기 중요도 가중치는,
상기 센서그룹 내 각 센서의 센서값과 상기 센서그룹 내 센서값의 중앙값과의 차이, 및 상기 센서그룹 내 각 센서값의 중앙값과의 차이와, 상기 센서그룹 내 각 센서의 센서값의 평균값과 최대값 간의 차이에 대해서 평균값과 최소값 간의 차이가 가지는 비율인 센서대칭률을 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 지역난방 에너지설비의 동작 방법.The method according to claim 6,
The importance weighting value
A difference between a sensor value of each sensor in the sensor group and a median value of the sensor value in the sensor group and a median value of each sensor value in the sensor group, Is determined on the basis of the sensor symmetry ratio, which is the ratio of the difference between the mean value and the minimum value with respect to the difference between the values.
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