KR102124570B1 - Flow measurement method using vent nozzle - Google Patents

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KR102124570B1
KR102124570B1 KR1020190006297A KR20190006297A KR102124570B1 KR 102124570 B1 KR102124570 B1 KR 102124570B1 KR 1020190006297 A KR1020190006297 A KR 1020190006297A KR 20190006297 A KR20190006297 A KR 20190006297A KR 102124570 B1 KR102124570 B1 KR 102124570B1
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pipe
flow
flare gas
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flare
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KR1020190006297A
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최상규
나장훈
복형준
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필즈엔지니어링 주식회사
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Abstract

An objective of the present invention is to provide a flow measurement method using a vent nozzle capable of measuring a flow rate of flare gas with high accuracy even in a pipe having a curved shape and a pipe drawn thereon. The present invention includes: an insertion step of inserting a flow meter into the inside of the pipe; a measuring step of measuring the speed and density of flare gas using the flow meter disposed inside the pipe in the inserting step; a calculating step of calculating the flow rate of the flare gas based on a velocity value and a density value of the flare gas measured in the measuring step; and an analysis step of analyzing a flow value of the flare gas calculated in the calculating step.

Description

벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법{FLOW MEASUREMENT METHOD USING VENT NOZZLE}Flow measurement method using vent nozzle {FLOW MEASUREMENT METHOD USING VENT NOZZLE}

본 발명은 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법에 관한 것으로서, 구체적으로는, 기존의 플레어 시스템에 있어서 플레어 가스(flare gas)가 유동되는 파이프에 기 설치된 벤트 노즐을 활용하여 유량계를 설치함으로써, 플레어 가스의 유량을 손쉽게 비교적 높은 정확도로 측정할 수 있는 유량 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a flow measurement method using a vent nozzle, specifically, by installing a flow meter using a vent nozzle pre-installed in a pipe through which flare gas flows in an existing flare system, thereby providing It relates to a flow measurement method that can be easily measured with a relatively high accuracy.

일반적으로 플레어 가스란 정유공장이나 석유화학공장 등에서 발생되는 폐가스로서, 휘발성 및 가연성을 가지고 있는 가스를 의미하는데, 이러한 지속적, 대용량으로 발생하는 플레어 가스를 관리하고, 처리하여 배출하기 위해, 플레어 가스가 유동되는 다수의 관로(파이프), 방출 가스나 액체 등을 포집하는 플레어 헤더, 플레어 헤더로부터 전달된 액체를 가스와 분리 포집하는 녹아웃 드럼, 소각탑으로서 파일럿 버너, 점화 장치 등을 포함하여 구성되어 플레어 가스를 연소시키며 방출하는 플레어 스택, 플레어 스택으로부터 역류된 화염으로 인해 사고가 일어나는 것을 방지하기 위한 실 드럼 등을 포함하여 구성된 플레어 시스템이 마련된다. 따라서, 플레어 가스는 플레어 스택이라는 배출 및 폐가스 처리 장치를 통하여 외부로 배출된다. 즉, 플레어 가스는 파이프를 통하여 플레어 스택으로 전달되며, 이 플레어 스택에서 연소되어 대기중으로 배출될 수 있다.In general, the flare gas is a waste gas generated from an oil refinery or a petrochemical plant, and refers to a gas having volatile and flammable flare gas. Flare consists of a number of pipelines (pipes) flowing, a flare header for collecting discharged gas or liquid, a knockout drum for separating and collecting liquid delivered from the flare gas, a pilot burner as an incineration tower, an ignition device, etc. A flare system comprising a flare stack that burns and releases gas, a seal drum to prevent an accident from being caused by a flame backflowed from the flare stack, and the like is provided. Accordingly, the flare gas is discharged to the outside through an exhaust gas treatment device called a flare stack. That is, the flare gas is delivered to the flare stack through a pipe, and can be burned in the flare stack and discharged into the atmosphere.

한편, 플레어 스택은 다수개의 파이프와 연결되어 플레어 가스를 전달받기 때문에, 파이프의 내부 압력변동에 민감하게 영향을 받는다. 다시 말해, 플레어 스택에 의한 플레어 가스의 연소 효율이나 플레어 스택의 구조적 안정성 등 다양한 사항들이 파이프의 내부 압력이나 플레어 가스의 유동 상태에 영향을 받게 된다.On the other hand, since the flare stack is connected to a plurality of pipes and receives flare gas, it is sensitively affected by the internal pressure fluctuation of the pipe. In other words, various factors such as the combustion efficiency of flare gas by the flare stack and the structural stability of the flare stack are affected by the internal pressure of the pipe or the flow state of the flare gas.

따라서, 파이프를 따라 유동되는 플레어 가스의 유량을 측정하고, 그 측정된 결과에 따라 파이프 내 가스 유동의 이상 유무, 또는, 두 지점 사이에서 유량의 차이 데이터를 이용한 플레어 가스의 누출유무 등을 파악하여 플레어 스택 및 플레어 시스템 전체에서 발생될 수 있는 문제점을 사전에 방지하는 것이 매우 중요하다고 할 수 있다.Accordingly, the flow rate of the flare gas flowing along the pipe is measured, and the presence or absence of gas flow in the pipe is determined according to the measured result, or the presence or absence of a flare gas leak using the difference data between the flow points is determined. It can be said that it is very important to prevent problems that may occur in the flare stack and the flare system as a whole.

더욱이, 플레어 시스템에서 유동되는 플레어 가스의 유량을 다양한 위치에서 모니터링할 경우, 전체 유량을 동시적 관점에서 파악할 수 있기 때문에, 플레어 시스템의 제어 방향을 즉각적으로 결정하여 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 시스템의 효율적인 관리에 필요한 적절한 데이터를 수집할 수 있게 된다.Moreover, when the flow rate of flare gas flowing in the flare system is monitored from various locations, the entire flow rate can be grasped from a simultaneous point of view, so that the control direction of the flare system can be determined and performed immediately. It is possible to collect appropriate data necessary for efficient management.

하지만, 이미 설비 완료된 플레어 시스템에 기존의 유량 측정방법을 적용하기 위해서는, 유량계가 설치되지 않은 위치에 유량계를 삽입 설치하기 위해 파이프를 핫탭핑(Hot Tapping)하는 과정 등이 요구되기 때문에, 기존 설비에 유량계 모니터링 시스템을 구축하기 위한 설치 작업이 매우 번거롭고 고비용을 발생시키는 단점이 있다.However, in order to apply the existing flow measurement method to the already installed flare system, the process of hot tapping the pipe to insert and install the flow meter in a location where the flow meter is not installed is required. There is a disadvantage that installation work for building a flow meter monitoring system is very cumbersome and incurs high cost.

즉, 기존에는 파이프를 천공하고 그 천공된 위치에 공지의 유량계를 설치하는 방식으로 플레어 가스의 유량을 측정하였으나, 이와 같은 방식은 비용적으로나 안정성 측면에서 효율이 떨어지는 문제점이 있다.That is, in the past, the flow rate of flare gas was measured by drilling a pipe and installing a known flow meter at the perforated position, but this method has a problem of low efficiency in terms of cost and stability.

또한, 기존의 유량 측정방법은, 주변(특히 상류 방향)에 곡관이 위치하지 않는 직선형태로 길게 형성된 파이프의 일 지점(바람직하게는 곡관으로부터 파이프 직경의 10배이상 떨어진 길이의 직관)에 유량계를 설치하는 경우, 해당 위치에서는 안정적이고 균일한 유동 분포를 가지므로 파이프의 중앙에 유량계 측정부를 위치시켜 비교적 유량을 정확하게 측정할 수 있었으나 곡선 형태를 가지는 파이프나 상류 방향에 곡관이 인접하여 위치하는 파이프에 유량계를 설치하게 되는 경우는 파이프 내의 플레어 가스의 유동이 일정하게 분포하지 않으므로 유량을 정확하게 측정하는 못하는 문제점이 있다.In addition, the existing flow measurement method, the flowmeter at a point (preferably a length of at least 10 times the diameter of the pipe away from the bent pipe) formed in a long straight form with no curved pipe located around (especially upstream). In the case of installation, since it has a stable and uniform flow distribution at the corresponding position, it was possible to measure the flow rate relatively accurately by placing the flowmeter measuring part in the center of the pipe, but to a pipe having a curved shape or a pipe located adjacent to the upstream direction When a flow meter is installed, there is a problem in that the flow of flare gas in the pipe is not uniformly distributed, and thus the flow rate cannot be accurately measured.

따라서, 본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명을 제안하게 되었으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는, 대한민국 공개특허 제10-2004-0065555호의 '관 또는 홈형상의 유로를 이동하는 유체유량의 측정방법'이 있다.Therefore, the applicant has proposed the present invention in order to solve the above problems, and related prior art documents include fluids moving through a tube or groove-shaped flow path of Korean Patent Publication No. 10-2004-0065555. There is a method of measuring the flow rate.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 파이프를 따라 유동되는 플레어 가스의 유량을 안정적으로 측정하고, 또한, 곡선의 형태를 가지는 파이프 및 이에 인전한 파이프 내에서도 플레어 가스의 유량을 높은 정확도로 측정할 수 있는 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, stably measure the flow rate of the flare gas flowing along the pipe, and also, in a pipe having a curved shape and a pipe drawn in it, the flow rate of the flare gas with high accuracy It is an object to provide a flow measurement method using a vent nozzle that can be measured.

본 발명은, 플로우 미터를 파이프의 내부로 삽입시키는 삽입단계; 상기 삽입단계에서 상기 파이프의 내부에 배치된 상기 플로우 미터를 이용하여 플레어 가스의 속도와 밀도를 측정하는 측정단계; 상기 측정단계에서 측정된 플레어 가스의 속도값과 밀도값을 기초로 플레어 가스의 유량을 산출하는 산출단계; 및 상기 산출단계에서 산출된 플레어 가스의 유량값을 분석하는 분석단계;를 포함할 수 있다.The present invention, the insertion step of inserting the flow meter into the interior of the pipe; A measuring step of measuring the velocity and density of flare gas using the flow meter disposed inside the pipe in the insertion step; A calculating step of calculating a flow rate of the flare gas based on the velocity value and the density value of the flare gas measured in the measuring step; And an analysis step of analyzing the flow value of the flare gas calculated in the calculation step.

또한, 상기 삽입단계에서는 상기 플로우 미터를 상기 파이프에 마련된 벤트 노즐을 통하여 상기 파이프의 내부로 삽입할 수 있다.In addition, in the insertion step, the flow meter may be inserted into the pipe through a vent nozzle provided in the pipe.

또한, 상기 측정단계에서 측정된 플레어 가스의 속도는, 상기 플레어 가스의 유동으로 인해 발생하는 압력 차이를 이용하여 산출될 수 있다.In addition, the velocity of the flare gas measured in the measuring step may be calculated using a pressure difference generated due to the flow of the flare gas.

또한, 상기 측정단계에서 측정된 플레어 가스의 속도는, 플레어 가스의 유동방향과 마주하는 방향에서 측정된 전압(Total Pressure)과 상기 플로우 미터가 삽입된 지점에서 측정된 정압(Static Pressure)으로 동압(dynamic pressure)을 산출한 뒤, 이 산출된 동압값을 기초로 베르누이 방정식을 이용하여 산출될 수 있다.In addition, the velocity of the flare gas measured in the measurement step is the same as the voltage measured in the direction facing the flow direction of the flare gas (Total Pressure) and the static pressure measured at the point where the flow meter is inserted ( After calculating the dynamic pressure), it can be calculated using the Bernoulli equation based on the calculated dynamic pressure value.

또한, 상기 파이프가 곡관 형태이거나 곡관에 의한 불균일 유동의 영향을 받는 위치에 있는 경우에는, CFD(Computational fluid dynamics)를 통하여 플레어 가스의 유동 프로파일을 파악후 보정하는 속도분포 해석단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, when the pipe is in the form of a curved tube or in a position affected by non-uniform flow due to the curved tube, a speed distribution analysis step of determining and correcting the flow profile of the flare gas through CFD (Computational fluid dynamics) is further included. Can be.

또한, 상기 플로우 미터는, 상기 벤트 노즐에 형성된 유로를 통하여 상기 파이프로 길이방향 하단부위가 삽입되는 측정 프로브; 상기 측정 프로브와 연결된 상태로 플레어 가스의 속도를 측정하는 속도 측정부; 상기 측정 프로브와 연결된 상태로 플레어 가스의 밀도를 측정하는 밀도 측정부; 및 상기 속도 측정부와 상기 밀도 측정부에 의해 측정된 값을 기초로 플레어 가스의 유량을 산출하고, 그 산출된 유량을 저장 및 분석하는 데이터 분석부;를 포함할 수 있다.In addition, the flow meter may include a measurement probe in which a lengthwise lower end portion is inserted into the pipe through a flow path formed in the vent nozzle; A speed measuring unit measuring a flare gas speed while connected to the measuring probe; Density measurement unit for measuring the density of the flare gas connected to the measurement probe; And a data analysis unit that calculates a flow rate of the flare gas based on the values measured by the speed measurement unit and the density measurement unit, and stores and analyzes the calculated flow rate.

또한, 상기 측정 프로브는, 상기 플레어 가스의 유동방향과 마주하게 배치되는 반원 형상의 라운드면; 상기 라운드면의 배면측에서 소정의 깊이를 가진 채 마련되는 면취부; 및 상기 면취부를 구획하되 상기 라운드면의 폭방향 양단을 서로 연결하는 수직면;을 포함할 수 있다.In addition, the measuring probe, the round surface of the semi-circular shape disposed to face the flow direction of the flare gas; A chamfer provided on the rear side of the round surface with a predetermined depth; And a vertical surface that divides the chamfered portion and connects both ends of the round surface in the width direction to each other.

또한, 상기 속도 측정부는, 상기 라운드면에 형성된 제1압력구에 길이방향 일단이 연통 가능하게 연결되는 제1배관; 상기 수직면에 형성된 제2압력구에 길이방향 일단이 연통 가능하게 연결되는 제2배관; 및 상기 제1배관의 길이방향 타단 및 상기 제2배관의 길이방향 타단과 연통 가능하게 연결되며, 상기 제1배관에서 발생되는 압력과 상기 제2배관에서 발생되는 압력의 차압을 이용하여 플레어 가스의 속도를 측정하는 제1센서부;를 포함할 수 있다.In addition, the speed measuring unit, a first pipe connected to one end in the longitudinal direction to the first pressure sphere formed on the round surface; A second pipe having one end longitudinally connected to a second pressure port formed on the vertical surface; And it is connected to the other end of the first pipe in the longitudinal direction and the other end of the second pipe in communication, the pressure of the pressure generated in the first pipe and the pressure generated in the second pipe of the flare gas It may include; a first sensor unit for measuring the speed.

또한, 상기 밀도 측정부는, 상기 라운드면에 형성된 가스 유입구에 길이방향 일단이 연통 가능하게 연결되는 제3배관; 상기 면취부가 배치되지 않은 상기 측정 프로브의 외면에 형성된 가스 배출구에 길이방항 일단이 연통 가능하게 연결되는 제4배관; 상기 제3배관의 길이방향 타단 및 상기 제4배관의 길이방향 타단과 연통 가능하게 연결되며, 상기 제3배관을 통하여 유입되는 플레어 가스의 밀도를 측정하는 제2센서부;를 포함할 수 있다.In addition, the density measuring unit, the third pipe is connected to one end in the longitudinal direction to the gas inlet formed on the round surface; A fourth pipe to which a lengthwise one end is communicatively connected to a gas outlet formed on an outer surface of the measuring probe in which the chamfer is not disposed; It may include; a second sensor unit which is connected to the other end of the third pipe in the longitudinal direction and the other end of the fourth pipe in communication, and measures the density of flare gas flowing through the third pipe.

본 발명에 따른 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법은, 파이프를 천공하는 핫태핑 작업을 수행하지 않고도 다수의 위치에 자유롭게 유량계를 설치하고 유량을 측정할 수 있도록 함으로써, 일 지점은 물론 플레어 시스템 전체의 플레어 가스의 유량을 안정적으로 측정할 수 있도록 한다.The flow measurement method using the vent nozzle according to the present invention allows the flowmeter to be freely installed in multiple locations and measure the flow rate without performing a hot tapping operation for drilling the pipe, thereby flaring the entire flare system as well as one point. It is possible to stably measure the flow rate of gas.

또한, 본 발명에 따른 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법은, 플레어 가스의 유속에 따른 난류/층류에 영향을 받지 않는 압력산출 방식으로 플레어 가스의 속도를 측정하고, 그 속도값을 이용하여 플레어 가스의 유량을 산출하므로, 유량을 측정하는 위치에 구애되지 않고 파이프 내 유체의 유략측정 정확도를 향상시킬 수 있다.In addition, in the flow measurement method using a vent nozzle according to the present invention, the velocity of the flare gas is measured by a pressure calculation method that is not affected by turbulent/laminar flow according to the flow rate of the flare gas, and the velocity value of the flare gas is measured. Since the flow rate is calculated, it is possible to improve the accuracy of the fluid measurement in the pipe regardless of the position where the flow rate is measured.

또한, 본 발명에 따른 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법은, 파이프의 길이방향을 따라 다수 마련된 기 설비 완료된 플레어 시스템의 벤트 노즐을 활용하여 플레어 가스의 유량을 측정하므로, 유량계 설치를 위한 별도의 복잡한 작업 없이 다양한 지점에서 플레어 가스의 유량을 측정하여 가스 누출지점 등을 정확하게 파악할 수 있고, 파이프의 각 구간별 압력변동도 정확하게 파악할 수 있다.In addition, the flow measurement method using a vent nozzle according to the present invention measures the flow of the flare gas by using the vent nozzle of a pre-installed flare system provided in a plurality along the longitudinal direction of the pipe, so a separate complicated operation for installing a flow meter Without measuring the flow of flare gas at various points, it is possible to accurately identify the gas leak point, and accurately understand the pressure fluctuations in each section of the pipe.

또한, 본 발명에 따른 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법은, 곡관의 형태를 가지는 파이프에서도 플레어 가스의 유량을 높은 정확도로 측정할 수 있도록 한다.In addition, the flow measurement method using the vent nozzle according to the present invention, it is possible to measure the flow rate of the flare gas with high accuracy even in a pipe having the shape of a curved tube.

도 1은 본 발명에 따른 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법의 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법에 사용되는 플로우 미터의 구성을 보여주는 도면.
도 3은 파이프의 상부에 마련된 벤트 노즐에 플로우 미터가 장착된 상태를 보여주는 사진.
도 4는 CFD를 이용하여 실측된 곡선 형태의 파이프에서 유동되는 플레어 가스의 속도분포를 보여주는 도면.
도 5는 도 2에 도시된 측정 프로브의 A영역을 확대하여 보여주는 사시도.
도 6은 도 2에 도시된 측정 프로브의 A영역의 내부 모습을 보여주는 측면도.
도 7은 도 2에 도시된 케이스의 내부에 마련된 제1센서부와 제2센서부를 보여주는 도면.
도 8은 측정 프로브의 하단부를 위에서 바라본 평단면도.
1 is a flow chart of a flow measurement method using a vent nozzle according to the present invention.
2 is a view showing the configuration of a flow meter used in a flow measurement method using a vent nozzle according to the present invention.
Figure 3 is a photograph showing a state in which the flow meter is mounted on the vent nozzle provided on the top of the pipe.
4 is a diagram showing the velocity distribution of flare gas flowing in a curved pipe measured using CFD.
5 is an enlarged perspective view showing area A of the measurement probe shown in FIG. 2.
FIG. 6 is a side view showing the internal appearance of area A of the measurement probe shown in FIG. 2.
7 is a view showing a first sensor unit and a second sensor unit provided inside the case shown in FIG. 2.
Fig. 8 is a plan sectional view of the lower end of the measuring probe as viewed from above.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the person having the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법이 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략된다.Hereinafter, a flow rate measuring method using a vent nozzle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8. In describing the present invention, detailed descriptions of related known functions or configurations are omitted so as not to obscure the subject matter of the invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법은, 플레어 가스를 유동시키는 파이프에서 플레어 가스의 유량을 높은 정확도로 측정하기 위한 것에 특징이 있다고 할 수 있으며, 특히, 플레어 가스의 조성을 정확하게 파악하기 어려운 상태에서도 플레어 가스의 밀도와 동압(dynamic pressure)을 정확하게 측정함으로써 유량을 파악할 수 있게 하는데 특징이 있다고 할 수 있다.The flow measurement method using a vent nozzle according to an embodiment of the present invention can be said to be characterized by measuring the flow rate of the flare gas with high accuracy in a pipe through which the flare gas flows. In particular, the composition of the flare gas is accurately It can be said to be characterized by accurately measuring the density and dynamic pressure of the flare gas even in a difficult state to grasp.

더욱이, 플레어 가스의 유동이 균일하지 않은 곡관 또는 곡관 부근에서도 얻고자하는 정확한 유량값을 파악할 수 있게 하는데 특징이 있다고 할 수 있다.Moreover, it can be said that the flow of flare gas is characterized by being able to grasp the exact flow value to be obtained even in a non-uniform curved tube or near a curved tube.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법은, 1 to 3, a flow measurement method using a vent nozzle according to an embodiment of the present invention,

플로우 미터(100)를 파이프(P)의 내부로 삽입시키는 삽입단계(S100); 상기 삽입단계(S100)에서 상기 파이프(P)의 내부에 배치된 상기 플로우 미터(100)를 이용하여 플레어 가스의 속도와 밀도를 측정하는 측정단계(S200); 상기 측정단계(S200)에서 측정된 플레어 가스의 속도값과 밀도값을 기초로 플레어 가스의 유량을 산출하는 산출단계(S300); 및 상기 산출단계(S300)에서 산출된 플레어 가스의 유량값을 분석하는 분석단계(S400);를 크게 포함할 수 있다.Insertion step (S100) of inserting the flow meter 100 into the interior of the pipe (P); A measuring step (S200) of measuring the speed and density of flare gas by using the flow meter 100 disposed inside the pipe P in the insertion step S100; A calculating step (S300) of calculating the flow rate of the flare gas based on the velocity value and the density value of the flare gas measured in the measuring step (S200); And an analysis step (S400) of analyzing the flow value of the flare gas calculated in the calculation step (S300).

먼저, 상기 삽입단계(S100)에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 플로우 미터(100)를 파이프(P)의 상부에 마련된 벤트 노즐(N)을 통하여 파이프(P)의 내부로 삽입시키는 단계라 할 수 있다.First, in the insertion step (S100), as shown in Figure 3, the step of inserting the flow meter 100 into the interior of the pipe (P) through the vent nozzle (N) provided on the top of the pipe (P) can do.

참고로, 벤트 노즐(N)은, 파이프(P)의 길이방향 부위에 간격을 두고 다수개로 마련되어 파이프(P)의 압력 변동을 조절하는 노즐로서, 공지의 밸브 장치에 의해 개방되거나 폐쇄될 수 있는 구조를 가지고 있다.For reference, the vent nozzle (N) is provided with a plurality of spaced apart in the longitudinal portion of the pipe (P) to control the pressure fluctuation of the pipe (P), which can be opened or closed by a known valve device It has a structure.

따라서, 상기 삽입단계(S100)에서는 파이프(P)의 길이방향 부위에 일정간격을 두고 마련된 다수개의 밴트 노즐(N) 중 적어도 하나 이상을 이용하여 플로우 미터(100)를 파이프(P) 내부로 삽입할 수 있다.Therefore, in the inserting step (S100), the flow meter 100 is inserted into the pipe P using at least one of the plurality of vent nozzles N provided at regular intervals in the longitudinal portion of the pipe P. can do.

상기 측정단계(S200)에서는, 상기 플로우 미터(100)를 이용하여 파이프(P)의 내부에서 유동되는 플레어 가스의 밀도를 측정하고, 더불어, 플레어 가스의 유동으로 인해 발생되는 압력 차이를 이용하여 플레어 가스의 속도를 측정하는 단계라 할 수 있다.In the measurement step (S200), the density of the flare gas flowing in the pipe P is measured using the flow meter 100, and in addition, flare is performed using a pressure difference generated by the flow of the flare gas. It is a step to measure the speed of gas.

즉, 상기 측정단계(S200)에서 측정된 플레어 가스의 속도는, 플레어 가스의 유동방향과 마주하는 방향에서 측정된 전압(Total Pressure)과 상기 플로우 미터(100)가 삽입된 지점에서 측정된 정압(Static Pressure)으로 동압(dynamic pressure)을 산출한 뒤, 이 산출된 동압값을 기초로 베르누이 방정식을 이용하여 산출된다고 할 수 있다.That is, the velocity of the flare gas measured in the measurement step (S200) is the voltage measured in the direction facing the flow direction of the flare gas (Total Pressure) and the static pressure measured at the point where the flow meter 100 is inserted ( It can be said that the dynamic pressure is calculated using Static Pressure, and then calculated using the Bernoulli equation based on the calculated dynamic pressure value.

그리고, 상기 측정단계(S200)에서 측정된 플레어 가스의 밀도는, 플레어 가스를 매질로 하여 진동되는 공지의 수정 진동식 가스 센서(quartz oscillator gas sensor) 등에 의하여 측정될 수 있다.In addition, the density of the flare gas measured in the measuring step S200 may be measured by a known quartz oscillator gas sensor or the like that vibrates using the flare gas as a medium.

참고로, 상기 측정단계(S200)에서 플레어 가스의 밀도와 속도를 측정하는데 사용되는 플로우 미터(100)의 상세한 구성은 아래에서 구체적으로 설명된다.For reference, the detailed configuration of the flow meter 100 used to measure the density and speed of the flare gas in the measurement step (S200) will be described in detail below.

한편, 상기 플로우 미터(100)가 삽입된 파이프(P)가 곡관 형태이거나 곡관에 의한 불균일 유동의 영향을 받는 위치에 있는 경우에는, CFD(Computational fluid dynamics)를 통하여 플레어 가스의 유동 프로파일을 파악후 보정하는 속도분포 해석단계(S150);를 더 포함할 수 있다.On the other hand, when the pipe P in which the flow meter 100 is inserted is in the form of a curved tube or in a position affected by uneven flow due to the curved tube, after determining the flow profile of the flare gas through CFD (Computational fluid dynamics) The speed distribution analysis step of correcting (S150); may further include.

즉, 플레어 가스가 유동되는 파이프의 여러 구간들 중, 유체가 흐름의 저항을 받지 않고 균일하게 흐를 수 있는 직관의 경우에는, 관 내의 플레어 가스의 속도 분포가 거의 균일한 형태를 가진다(중앙지점이 가장 빠르고 파이프 내측에 접하는 지점이 가장 느린 정규 분포 그래프와 같은 형태). 따라서, 이러한 위치에서는 삽입되는 플로우 미터(100)의 길이와 파이프(P)의 직경과의 관계에서 측정되는 플레어 가스의 속도가 해당 단면에서의 유체 평균 속도와 어떤 관계를 가지는지 정확하게 파악할 수 있지만, 관 내의 유속 분포가 균일하게 예측되지 않는 곡관, 또는 곡관의 영향을 받는 위치의 지점에서 상기 플로우 미터(100)에 의해 측정된 속도가 해당 지점의 속도와 어떤 관계를 가지는지를 파악하기가 어렵다.That is, in the case of a straight pipe through which the fluid can flow uniformly without resistance to flow, among the various sections of the pipe through which the flare gas flows, the velocity distribution of the flare gas in the pipe has a substantially uniform shape (central point The fastest and slowest point on the inside of the pipe, like a normal distribution graph). Therefore, in such a position, it is possible to accurately grasp how the velocity of the flare gas measured in the relationship between the length of the flow meter 100 to be inserted and the diameter of the pipe P has a relationship with the average fluid velocity in the corresponding section, It is difficult to determine how the velocity measured by the flow meter 100 has a relationship with the velocity of the corresponding point at a point where the flow velocity distribution in the pipe is not uniformly predicted, or at a point where the curve is affected.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 플로우 미터(100)가 설치된 파이프(P) 내의 속도 분포를 정확하게 파악하면, 해당 지점에서의 측정된 값과 평균 속도와의 관계를 명확하게 파악할 수 있다.To solve this problem, when the flow rate distribution in the pipe P in which the flow meter 100 is installed is accurately grasped, it is possible to clearly grasp the relationship between the measured value at the corresponding point and the average velocity.

다시 말해, 플로우 미터(100)가 곡관의 형태를 가지는 파이프(P)의 지점에 삽입되거나, 또는 직선의 형태를 가지는 파이프(P)의 지점에 삽입되더라도 그 지점이 파이프(P)의 곡관 부위와 근접하게 배치되어 불균일 유체 유동의 영향을 받을 경우에는, 상기 속도분포 해석단계(S150)에서 CFD(Computational fluid dynamics)를 통하여 플레어 가스의 유동 프로파일을 파악후 보정할 수 있다.In other words, even if the flow meter 100 is inserted at a point of the pipe P having a shape of a curved tube, or even when inserted at a point of the pipe P having a straight shape, the point of the pipe P and the curved portion of the pipe P When placed in close proximity and influenced by a non-uniform fluid flow, the flow profile of the flare gas can be determined and corrected through CFD (Computational fluid dynamics) in the velocity distribution analysis step (S150 ).

상기 속도분포 해석단계(S150)는, 상기 측정단계(S200) 이전에 3차원 스캔이나 실측, 또는 설계 도면상의 값 등을 통해 파이프의 3차원 데이터를 확보함으로써 실시될 수 있으며, CFD를 수행하기 위한 상용 프로그램인 STAR-CCM+ 를 이용할 수 있다. 참고로, 도 4에는 CFD를 이용하여 파이프(P)의 곡선부위 및 이 곡선부위와 근접하게 배치된 직선부위에서 플레어 가스의 속도분포를 파악하는 모습이 도시되어 있다.The speed distribution analysis step (S150) may be performed by obtaining 3D data of the pipe through a 3D scan or actual measurement, or a value on a design drawing before the measurement step (S200), for performing CFD The commercial program STAR-CCM+ can be used. For reference, FIG. 4 shows a state in which the velocity distribution of the flare gas is grasped at the curved portion of the pipe P and the straight portion disposed close to the curved portion using CFD.

따라서, 플로우 미터(100)가 삽입된 지점, 즉, 벤트 노즐(N)이 마련된 위치가 파이프(P)의 곡선 부위이거나 곡선 부위와 근접하게 배치된 직선 부위일 경우에는 상기 속도분포 해석단계(S150)를 더욱 수행하여 플레어 가스의 유동 프로파일을 보정한 후 상기 측정단계(S200)를 수행하여 곡선 형태의 파이프(P)에서 플레어 가스의 유량을 측정할 수도 있다.Therefore, when the flow meter 100 is inserted, that is, the position where the vent nozzle N is provided is a curved portion of the pipe P or a straight portion disposed close to the curved portion, the speed distribution analysis step (S150) ) To further correct the flow profile of the flare gas, and then perform the measurement step S200 to measure the flow rate of the flare gas in the curved pipe P.

상기 산출단계(S300)는, 전술한 바와 같이, 상기 측정단계(S200)에서 측정된 플레어 가스의 속도값과 밀도값을 기초로 플레어 가스의 유량을 산출하는 단계로서, 벤트 노즐(N)을 통해 파이프(P)의 내부로 플로우 미터(100)가 삽입된 지점의 플레어 가스 유량을 산출할 수 있다.The calculation step (S300), as described above, is a step of calculating the flow rate of the flare gas based on the velocity value and the density value of the flare gas measured in the measurement step (S200), through the vent nozzle (N) The flow of the flare gas at the point where the flow meter 100 is inserted into the pipe P may be calculated.

상기 산출단계(S300)에서는 플로우 미터(100)에 마련된 산출부가 플레어 가스의 속도값과 밀도값을 기초로 플레어 가스의 유량을 산출할 수 있으며, 이 산출값은 후술할 플로우 미터(100)의 데이터 분석부(140)에 저장되어 파이프(P)의 또 다른 길이방향 지점에서 산출된 플레어 가스의 유량값과 비교 분석될 수 있다.In the calculation step (S300), the calculation unit provided in the flow meter 100 may calculate the flow rate of the flare gas based on the velocity value and the density value of the flare gas, and the calculated value is data of the flow meter 100 to be described later. It may be stored in the analysis unit 140 and compared with the flow value of the flare gas calculated at another longitudinal point of the pipe P.

참고로, 상기 산출부에는 파이프(P)의 형상, 곡률, 두께, 내경 및 외경 등과 같이 파이프(P)의 사양 데이터가 저장되어 있으며, 이 데이터와 상기 측정단계(S200)에서 측정된 측정값을 이용하여 플레어 가스의 유량을 산출할 수 있다.For reference, specification data of the pipe P is stored in the calculation unit such as shape, curvature, thickness, inner diameter and outer diameter of the pipe P, and this data and measured values measured in the measuring step S200 are stored. It can be used to calculate the flow rate of the flare gas.

상기 분석단계(S400)는, 전술한 바와 같이, 상기 산출단계(S300)에서 산출된 플레어 가스의 유량을 분석하여 파이프(P)의 이상유무 또는 플레어 가스의 누출지점 등을 파악하는 단계라 할 수 있다.The analysis step (S400), as described above, by analyzing the flow rate of the flare gas calculated in the calculation step (S300), it can be said to be a step to determine whether there is an abnormality in the pipe P or a leak point of the flare gas. have.

즉, 하나의 파이프(P) 상에는 다수개의 벤트 노즐(N)이 서로 간격을 두고 배치되었기 때문에, 플로우 미터(100)를 이용하여 다수개의 벤트 노즐(N)이 마련된 지점 각각에서 산출된 유량값들을 서로 비교하여 플레어 가스의 누출지점을 파악할 수 있고, 더불어, 파이프(P)의 압력상태도 파악할 수 있다.That is, since a plurality of vent nozzles (N) are disposed at a distance from each other on one pipe (P), the flow rate values calculated at each of the points where the plurality of vent nozzles (N) are provided using the flow meter (100) Compared with each other, it is possible to grasp the point of leakage of flare gas and, in addition, the pressure state of the pipe P.

또한, 플레어 스택과 연결된 다수개의 파이프(P)들 상태도 상기 분석단계(S400)에서 파악할 수 있다.In addition, the state of the plurality of pipes P connected to the flare stack can also be identified in the analysis step S400.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법은, 파이프(P)에 마련된 기존의 벤트 노즐(N)을 활용하여 플레어 가스의 유량을 측정할 수 있으므로, 파이프를 천공하는 핫태핑의 작업을 수행할 필요없이 안정적으로 다수의 지점에서 플레어 가스의 유량을 측정할 수 있다.Therefore, in the flow measurement method using the vent nozzle according to an embodiment of the present invention, since the flow rate of the flare gas can be measured using the existing vent nozzle N provided in the pipe P, it is hot to puncture the pipe. The flow of flare gas can be measured stably at multiple points without the need for tapping.

아울러, 플레어 가스의 유속에 따른 난류/층류 영향이 적은 차압방식으로 플레어 가스의 속도를 측정하기 때문에 저속/저유량을 가지는 플레어 가스의 유량값도 높은 정확도로 측정할 수 있다.In addition, since the velocity of the flare gas is measured by a differential pressure method with less turbulent/laminate flow effect according to the flow velocity of the flare gas, the flow rate value of the flare gas having a low/low flow rate can be measured with high accuracy.

이하, 도 2와 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법에 사용되는 플로우 미터(100)의 구성이 설명된다.Hereinafter, with reference to FIGS. 2 and 5 to 8, the configuration of the flow meter 100 used in the flow measurement method using the vent nozzle according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2와 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 플로우 미터(100)는, 상기 벤트 노즐(N)에 형성된 유로를 통하여 상기 파이프(P)의 내부로 길이방향 하단부위가 삽입되는 측정 프로브(110); 상기 측정 프로브(110)와 연결된 상태로 플레어 가스의 속도를 측정하는 속도 측정부(120); 상기 측정 프로브(110)와 연결된 상태로 플레어 가스의 밀도를 측정하는 밀도 측정부(130); 및 상기 속도 측정부(120)와 상기 밀도 측정부(130)에 의해 측정된 값을 기초로 플레어 가스의 유량을 산출하고, 그 산출된 유량을 저장 및 분석하는 데이터 분석부(140);를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 5 to 8, the flow meter 100 includes a measurement probe (in which a longitudinal lower end portion is inserted into the pipe P through a flow path formed in the vent nozzle N) ( 110); A speed measurement unit 120 configured to measure the speed of the flare gas while connected to the measurement probe 110; Density measurement unit 130 for measuring the density of the flare gas connected to the measurement probe 110; And a data analysis unit 140 that calculates a flow rate of flare gas based on values measured by the speed measurement unit 120 and the density measurement unit 130, and stores and analyzes the calculated flow rate. can do.

먼저, 상기 측정 프로브(110)는 전체적으로 수직봉의 형태를 가지며, 비교적 작은 직경의 벤트 노즐(N)을 통해 파이프(P)의 길이방향과 교차되는 수직방향으로 삽입될 수 있다.First, the measurement probe 110 has a shape of a vertical rod as a whole, and may be inserted in a vertical direction crossing the longitudinal direction of the pipe P through a relatively small diameter vent nozzle N.

상기 측정 프로브(110)의 상단부에는 후술할 속도 측정부(120)의 제1센서부(123)와 밀도 측정부(130)의 제2센서부(133)가 내장되는 케이스(C)가 마련되어 있으며, 이 케이스(C)를 포함한 상기 측정 프로브(110)의 상단 부위는 파이프(P)의 외부에 배치되는 구성요소라 할 수 있다.A case C in which the first sensor unit 123 of the speed measurement unit 120 and the second sensor unit 133 of the density measurement unit 130 are built is provided at an upper end of the measurement probe 110. , The upper part of the measuring probe 110 including the case C may be a component disposed outside the pipe P.

상기 측정 프로브(110)의 하단은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 플레어 가스의 유동방향(A)과 마주하게 배치되는 원호 형상의 라운드면(111); 상기 라운드면(111)의 배면측에서 소정의 깊이를 가진 채 마련되는 면취부(112); 및 상기 면취부(112)를 구획하며, 상기 라운드면(111)의 폭방향 양단을 서로 연결하는 수직면(113);을 포함할 수 있다.The lower end of the measuring probe 110, as shown in Figures 5 and 6, the circular surface of the arc-shaped round surface 111 disposed facing the flow direction (A) of the flare gas; A chamfering portion 112 provided with a predetermined depth on the rear side of the round surface 111; And a vertical surface 113 which divides the chamfer 112 and connects both ends of the round surface 111 in the width direction to each other.

즉, 전체적으로 원형의 단면을 가지는 수직봉 형태의 측정 프로브(110) 중에서 하단부위는 'ㄷ'자로 절개된 형태를 가질 수 있으며, 이 하단부위가 실질적으로 플레어 가스의 속도와 밀도를 측정하기 위하여 사용되는 부분이라 할 수 있다.That is, the lower part of the measuring probe 110 in the form of a vertical rod having a circular cross section as a whole may have an incision shaped as a'c', and this lower part is used to measure the velocity and density of the flare gas. It can be said to be a part.

상기 라운드면(111)은 반원의 곡률을 가진 채로 플레어 가스의 유동방향(A)과 마주하게 배치될 수 있다. 즉, 측정 프로브(110)의 하단이 벤트 노즐(N)을 통하여 파이프(P)의 내부로 삽입되면 상기 라운드면(111)은 플레어 가스의 유동방향과 마주하게 배치된다고 할 수 있다.The round surface 111 may be disposed to face the flow direction A of the flare gas while having a semicircular curvature. That is, when the lower end of the measurement probe 110 is inserted into the pipe P through the vent nozzle N, the round surface 111 can be said to be disposed facing the flow direction of the flare gas.

그리고, 상기 라운드면(111)에는 플레어 가스의 속도를 측정하기 위한 제1압력구(111a)가 형성될 수 있으며, 이 제1압력구(111a)는 상기 라운드면(111)의 길이방향 중단 부위에 배치될 수 있다.In addition, a first pressure sphere 111a for measuring the speed of flare gas may be formed on the round surface 111, and the first pressure sphere 111a is a longitudinal stop portion of the round surface 111. Can be placed on.

또한, 상기 라운드면(111)에는 플레어 가스의 밀도를 측정하기 위한 가스 유입구(111b, 도6 및 도8참조)가 형성될 수 있으며, 이 가스 유입구(111b)는 상기 제1압력구(111a)에 간섭되지 않는 위치상에 배치될 수 있다.In addition, a gas inlet 111b (see FIGS. 6 and 8) for measuring the density of flare gas may be formed on the round surface 111, and the gas inlet 111b is the first pressure inlet 111a. It can be placed on a location that does not interfere with.

상기 면취부(112)는, 전술한 바와 같이, 상기 라운드면(111)의 폭방향 양단을 서로 연결하는 수직면(113)과, 상기 수직면(113)의 상단 및 하단에서 각각 수평방향으로 연장된 수평면(114)에 의해 구획될 수 있다.The chamfer 112, as described above, the vertical surface 113 connecting the both ends of the width direction of the round surface 111 to each other, and horizontal surfaces extending in the horizontal direction from the top and bottom of the vertical surface 113, respectively (114).

한편, 상기 수직면(113)에는 플레어 가스의 속도를 측정하기 위한 제2압력구(113a)가 형성될 수 있으며, 이 제2압력구(113a)는 상기 수직면(113)의 길이방향 중단 부위에 배치될 수 있다.On the other hand, a second pressure sphere 113a for measuring the velocity of flare gas may be formed on the vertical surface 113, and the second pressure sphere 113a is disposed at a longitudinal stopping portion of the vertical surface 113 Can be.

참고로, 상기 라운드면(111)에 형성된 제1압력구(111a)는, 측정 프로브(110)가 파이프(P)로 삽입된 지점의 전압을 측정하기 위한 구멍이라 할 수 있고, 반대로, 상기 수직면(113)에 형성된 제2압력구(113a)는 측정 프로브(110)가 파이프(P)로 삽입된 지점의 정압을 측정하기 위한 구멍이라 할 수 있다.For reference, the first pressure sphere 111a formed on the round surface 111 may be a hole for measuring the voltage at the point where the measurement probe 110 is inserted into the pipe P. On the contrary, the vertical surface The second pressure sphere 113a formed in 113 may be said to be a hole for measuring the static pressure at the point where the measurement probe 110 is inserted into the pipe P.

위와 같이, 플레어 가스의 유동방향(A)과 마주하는 라운드면(111)에 제1압력구(111a)를 마련하고, 상기 라운드면(111)과 반대되는 수직면(113)에 제2압력구(113a)를 형성시키는 이유는, 도 8에 도시된 바와 같이, 플레어 가스가 라운드면(111)과 접촉될 시에 발생되는 와류(vortex)가 상기 수직면(113)이 배치된 방향으로 유동되어 제2압력구(113a)로 유입되는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 라운드면(111)과 접촉된 후 유동되는 플레어 가스가 제2압력구(113a)가 형성된 방향으로 유동되는 것을 방지하여 제2압력구(113a)에서 정확한 정압을 측정할 수 있도록 하기 위함이다.As described above, the first pressure sphere 111a is provided on the round face 111 facing the flow direction A of the flare gas, and the second pressure sphere is provided on the vertical face 113 opposite to the round face 111 ( The reason for forming 113a) is that, as shown in FIG. 8, the vortex generated when the flare gas comes into contact with the round surface 111 flows in the direction in which the vertical surface 113 is disposed, and the second This is to prevent entry into the pressure port (113a). That is, to prevent the flare gas flowing after contacting the round surface 111 from flowing in the direction in which the second pressure sphere 113a is formed, so that the correct static pressure can be measured at the second pressure sphere 113a. .

따라서, 제1압력구(111a)는 플레어 가스를 양 방향으로 분기시키는 라운드면(111)에 형성되는 것이 바람직하고, 제2압력구(113a)는, 라운드면(111)에 의해 분기되어 유동되는 플레어 가스에 영향을 받지 않는 수직면(113)에 형성되는 것이 바람직하다.Therefore, the first pressure sphere (111a) is preferably formed on the round surface 111 to branch the flare gas in both directions, the second pressure sphere (113a) is branched by the round surface 111 to flow It is preferably formed on a vertical surface 113 that is not affected by flare gas.

한편, 상기 면취부(112)가 형성되지 않은 상기 측정 프로브(110)의 하단 부위에는 가스 배출구(111c)가 마련되며, 이 가스 배출구(111c)는 후술할 밀도 측정부(130)의 제4배관(132)과 연결될 수 있다.Meanwhile, a gas outlet 111c is provided at a lower portion of the measurement probe 110 in which the chamfered portion 112 is not formed, and the gas outlet 111c is a fourth pipe of the density measurement unit 130 to be described later. It can be connected to (132).

상기 속도 측정부(120)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 라운드면(111)에 형성된 제1압력구(111a)에 길이방향 일단이 연통 가능하게 연결되는 제1배관(121); 상기 수직면(113)에 형성된 제2압력구(113a)에 길이방향 일단이 연통 가능하게 연결되는 제2배관(122); 및 상기 제1배관(121)의 길이방향 타단 및 상기 제2배관(122)의 길이방향 타단과 연통 가능하게 연결되며, 상기 제1배관(121)에서 발생되는 압력과 상기 제2배관(122)에서 발생되는 압력의 차압을 이용하여 플레어 가스의 속도를 측정하는 제1센서부(123);를 포함할 수 있다.The speed measurement unit 120, as shown in Figures 6 and 7, the first pipe 121 is connected to the first pressure port (111a) formed in the round surface 111 in the longitudinal direction so as to be communicatively ); A second pipe 122 having one end longitudinally connected to a second pressure port 113a formed on the vertical surface 113; And the other end of the first pipe 121 and the other end of the second pipe 122 in communication with the other end, the pressure generated in the first pipe 121 and the second pipe 122 It may include; a first sensor unit 123 for measuring the speed of the flare gas using the differential pressure of the pressure generated in the.

상기 제1배관(121)과 상기 제2배관(122)은, 상기 측정 프로브(110)의 내부에서 상기 측정 프로브(110)의 길이방향을 따라 마련될 수 있다.The first pipe 121 and the second pipe 122 may be provided along the longitudinal direction of the measuring probe 110 inside the measuring probe 110.

상기 제1배관(121)의 길이방향 일단, 즉, 하단은 전술한 바와 같이 상기 제1압력구(111a)와 연통 가능하게 연결되고, 길이방향 타단, 즉 상단은 상기 제1센서부(123)와 연결될 수 있다.One end of the first pipe 121 in the longitudinal direction, that is, the lower end is communicatively connected to the first pressure sphere 111a as described above, and the other end of the longitudinal direction, that is, the upper end of the first sensor part 123 It can be connected with.

상기 제2배관(122)의 길이방향 일단, 즉, 하단은 전술한 바와 같이 상기 제2압력구(113a)와 연통 가능하게 연결되고, 길이방향 타단, 즉 상단은 상기 제1센서부(123)와 연결될 수 있다.One end of the second pipe 122 in the longitudinal direction, that is, the lower end is communicatively connected to the second pressure sphere 113a as described above, and the other end of the longitudinal direction, that is, the upper end of the second sensor part 123 It can be connected with.

상기 제1센서부(123)는, 공지의 차압센서라 할 수 있으며, 상기 제1배관(121)에서 발생되는 압력과 상기 제2배관(122)에서 발생되는 압력의 차압(동압)을 산출하고, 그 산출된 값을 이용하여 플레어 가스의 속도를 산출할 수 있다.The first sensor unit 123 may be a known differential pressure sensor, and calculates a differential pressure (dynamic pressure) between the pressure generated in the first pipe 121 and the pressure generated in the second pipe 122 , The flare gas velocity can be calculated using the calculated value.

그리고, 상기 제1센서부(123)에서 산출된 플에어 가스의 속도는 데이터 분석부(140)로 전달될 수 있다.In addition, the speed of the air gas calculated by the first sensor unit 123 may be transmitted to the data analysis unit 140.

상기 밀도 측정부(130)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 라운드면(111)에 형성된 가스 유입구(111b)에 길이방향 일단이 연통 가능하게 연결되는 제3배관(131); 상기 면취부(112)가 배치되지 않은 상기 측정 프로브(110)의 외면에 형성된 가스 배출구(111c)에 길이방항 일단이 연통 가능하게 연결되는 제4배관(132); 상기 제3배관(131)의 길이방향 타단 및 상기 제4배관(132)의 길이방향 타단과 연통 가능하게 연결되며, 상기 제3배관(131)을 통하여 유입되는 플레어 가스의 밀도를 측정하는 제2센서부(133);를 포함할 수 있다.The density measurement unit 130, as shown in Figures 6 and 7, the third pipe 131, which is longitudinally connected to the gas inlet 111b formed in the round surface 111 is connected to the pipe; A fourth pipe 132 having one end of the length connected to the gas outlet 111c formed on the outer surface of the measurement probe 110 in which the chamfer 112 is not disposed; The second end of the third pipe 131 and the other end of the length of the fourth pipe 132 is in communication with the other end, the second to measure the density of the flare gas flowing through the third pipe 131 It may include; the sensor unit 133;

상기 제3배관(131)과 상기 제4배관(132)도, 상기 측정 프로브(110)의 내부에서 상기 측정 프로브(110)의 길이방향을 따라 마련될 수 있다.The third pipe 131 and the fourth pipe 132 may also be provided along the longitudinal direction of the measuring probe 110 inside the measuring probe 110.

상기 제3배관(131)의 길이방향 일단, 즉, 하단은, 전술한 바와 같이 상기 가스 유입구(111b)와 연통가능하게 연결되고, 길이방향 타단, 즉, 상단은 상기 제2센서부(133)와 연결될 수 있다.One end of the third pipe 131 in the longitudinal direction, that is, the lower end, is communicatively connected to the gas inlet 111b as described above, and the other end of the longitudinal direction, that is, the upper end of the second sensor unit 133 It can be connected with.

상기 제4배관(132)의 길이방향 일단, 즉, 하단은, 전술한 바와 같이 상기 가스 배출구(111c)와 연통 가능하게 연결되고, 길이방향 타단, 즉, 상단은 상기 제2센서부(133)와 연결될 수 있다.One end of the fourth pipe 132 in the longitudinal direction, that is, the lower end is communicatively connected to the gas outlet 111c as described above, the other end in the longitudinal direction, that is, the upper end is the second sensor unit 133 It can be connected with.

따라서, 상기 가스 유입구(111b)로 유입된 플레어 가스는 상기 제3배관(131)을 통해 상기 제2센서부(133)로 전달될 수 있으며, 상기 제2센서부(133)를 경유한 플레어 가스는 상기 제4배관(132)을 통해 상기 가스 배출구(111c)로 배출될 수 있다.Therefore, the flare gas introduced into the gas inlet 111b may be transmitted to the second sensor unit 133 through the third pipe 131, and the flare gas passed through the second sensor unit 133. May be discharged to the gas outlet 111c through the fourth pipe 132.

여기서, 상기 가스 배출구(111c)로 통해 배출되는 플레어 가스가 상기 수직면(113)에 형성된 제2압력구(113a)로 유입되지 않도록, 상기 가스 배출구(111c)는 상기 수직면(113)의 상부에 배치된 측정 프로브(110)의 둘레면 부위에 마련되는 것이 바람직하다.Here, the gas outlet 111c is disposed above the vertical surface 113 so that flare gas discharged through the gas outlet 111c does not flow into the second pressure port 113a formed on the vertical surface 113. It is preferable to be provided on the circumferential surface portion of the measured probe 110.

상기 제2센서부(133)는, 플레어 가스를 매질로 하여 진동되는 공지의 수정 진동식 가스 센서(quartz oscillator gas sensor)라 할 수 있으며, 플레어 가스의 밀도를 측정하고 그 측정값을 상기 데이터 분석부(140)로 전달할 수 있다.The second sensor unit 133 may be a known quartz oscillator gas sensor that vibrates using flare gas as a medium, measures the density of flare gas, and measures the measured value of the data. (140).

상기 데이터 분석부(140)는, 배터리부(B)로부터 전력을 공급받을 수 있으며, 그 전력을 상기 제1센서부(123) 및 제2센서부(133)로 전달할 수도 있다.The data analysis unit 140 may receive power from the battery unit B, and may transmit the power to the first sensor unit 123 and the second sensor unit 133.

위와 같인 데이터 분석부(140)는, 전술한 바와 같이, 상기 제1센서부(123)와 상기 제2센서부(133)로부터 측정된 데이터 값을 전달받아 플레어 가스의 유량을 산출하고 저장하며, 또한, 그 데이터 값을 분석할 수 있다.As described above, the data analysis unit 140 receives the measured data values from the first sensor unit 123 and the second sensor unit 133 to calculate and store the flow rate of flare gas, In addition, the data values can be analyzed.

상기와 같이 구성된 플로우 미터(100)를 이용한 한 본 발명에 따른 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법은, 기존 파이프를 천공하는 핫태핑 작업을 수행하지 않고도 벤트 노즐이 위치한 다양한 위치에 플로우 미터(100)의 설치가 가능하고, 곡관에 의한 불균일 유동의 영향까지 감안하여 속도 보정하여 계산하게 되므로 플레어 가스의 유량을 다양한 지점에서 모니터링 할 수 있는 기반 기술을 제공함으로써, 플레어 시스템 전체에 대한 효율적인 관리가 가능하도록 한다.The flow measurement method using the vent nozzle according to the present invention using the flow meter 100 configured as described above, without performing a hot tapping operation to puncture an existing pipe, the flow meter 100 is located at various positions where the vent nozzle is located. It is possible to install and calculate speed correction in consideration of the effect of non-uniform flow caused by a curved tube, so it provides a basic technology to monitor the flow of flare gas at various points, thereby enabling efficient management of the entire flare system. .

또한, 본 발명에 따른 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법은, 플레어 가스의 유속에 따른 난류/층류에 영향을 받지 않는 압력산출 방식으로 플레어 가스의 속도를 측정하고, 그 속도값을 이용하여 플레어 가스의 유량을 산출하므로, 파이프 내 유체의 유량측정 정확도를 향상시킬 수 있다.In addition, in the flow measurement method using a vent nozzle according to the present invention, the velocity of the flare gas is measured by a pressure calculation method that is not affected by turbulent/laminar flow according to the flow rate of the flare gas, and the velocity value of the flare gas is measured. By calculating the flow rate, it is possible to improve the accuracy of the flow rate measurement of the fluid in the pipe.

또한, 본 발명에 따른 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법은, 파이프의 길이방향을 따라 간격을 두고 마련된 벤트 노즐을 활용하여 플레어 가스의 유량을 측정하므로, 복수의 유량계 사이에 위치한 가스 누출지점을 정확하게 파악할 수 있고, 파이프의 각 구간별 압력변동도 정확하게 파악할 수 있다.In addition, since the flow measurement method using the vent nozzle according to the present invention measures the flow rate of flare gas using the vent nozzle provided at intervals along the longitudinal direction of the pipe, it is possible to accurately grasp the gas leakage point located between the plurality of flow meters. The pressure fluctuation for each section of the pipe can be accurately identified.

또한, 본 발명에 따른 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법은, 곡관의 형태를 가지는 파이프에서도 플레어 가스의 유량을 높은 정확도로 측정할 수 있도록 한다.In addition, the flow measurement method using the vent nozzle according to the present invention, it is possible to measure the flow rate of the flare gas with high accuracy even in a pipe having the shape of a curved tube.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.So far, specific embodiments according to the present invention have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the claims described below, but also by the claims and equivalents.

S100 : 플로우 미터 삽입단계 S150 : 속도분포 해석단계
S200 : 측정단계 S300 : 유량 산출단계
S400 : 분석단계 100 : 플로우 미터
110 : 측정 프로브 120 : 속도 측정부
130 : 밀도 측정부 140 : 데이터 분석부
S100: Flow meter insertion step S150: Speed distribution analysis step
S200: Measurement step S300: Flow calculation step
S400: analysis step 100: flow meter
110: measuring probe 120: speed measuring unit
130: density measurement unit 140: data analysis unit

Claims (9)

플로우 미터를 파이프의 내부로 삽입시키는 삽입단계;
상기 삽입단계에서 상기 파이프의 내부에 배치된 상기 플로우 미터를 이용하여 플레어 가스의 속도와 밀도를 측정하는 측정단계;
상기 측정단계에서 측정된 플레어 가스의 속도값과 밀도값을 기초로 플레어 가스의 유량을 산출하는 산출단계; 및
상기 산출단계에서 산출된 플레어 가스의 유량값을 분석하는 분석단계;를 포함하며,
상기 파이프가 곡관 형태이거나 곡관에 의한 불균일 유동의 영향을 받는 위치에 있는 경우에는, CFD(Computational fluid dynamics)를 통하여 플레어 가스의 유동 프로파일을 파악후 보정하는 속도분포 해석단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법.
An insertion step of inserting a flow meter into the inside of the pipe;
A measuring step of measuring the velocity and density of flare gas using the flow meter disposed inside the pipe in the insertion step;
A calculating step of calculating a flow rate of the flare gas based on the velocity value and the density value of the flare gas measured in the measuring step; And
Includes; analysis step of analyzing the flow value of the flare gas calculated in the calculation step,
When the pipe is in the form of a curved tube or in a position affected by non-uniform flow due to the curved tube, a speed distribution analysis step of determining and correcting the flow profile of the flare gas through CFD (Computational fluid dynamics) is further included. Flow measurement method using a vent nozzle.
제 1 항에 있어서,
상기 삽입단계에서는 상기 플로우 미터를 상기 파이프에 마련된 벤트 노즐을 통하여 상기 파이프의 내부로 삽입하는 것을 특징으로 하는 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법.
According to claim 1,
In the inserting step, a flow measurement method using a vent nozzle, characterized in that the flow meter is inserted into the pipe through a vent nozzle provided in the pipe.
제 2 항에 있어서,
상기 측정단계에서 측정된 플레어 가스의 속도는,
상기 플레어 가스의 유동으로 인해 발생하는 압력 차이를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법.
According to claim 2,
The velocity of the flare gas measured in the measuring step is
Flow measurement method using a vent nozzle, characterized in that calculated using the pressure difference generated by the flow of the flare gas.
제 3 항에 있어서,
상기 측정단계에서 측정된 플레어 가스의 속도는,
플레어 가스의 유동방향과 마주하는 방향에서 측정된 전압(Total Pressure)과 상기 플로우 미터가 삽입된 지점에서 측정된 정압(Static Pressure)으로 동압(dynamic pressure)을 산출한 뒤, 이 산출된 동압값을 기초로 베르누이 방정식을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법.
The method of claim 3,
The velocity of the flare gas measured in the measuring step is
After calculating the dynamic pressure from the voltage measured in the direction facing the flow direction of the flare gas and the static pressure measured at the point where the flow meter is inserted, the calculated dynamic pressure value is calculated. Flow measurement method using a vent nozzle, characterized in that calculated using the Bernoulli equation as a basis.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 플로우 미터는,
상기 벤트 노즐에 형성된 유로를 통하여 상기 파이프로 길이방향 하단부위가 삽입되는 측정 프로브;
상기 측정 프로브와 연결된 상태로 플레어 가스의 속도를 측정하는 속도 측정부;
상기 측정 프로브와 연결된 상태로 플레어 가스의 밀도를 측정하는 밀도 측정부; 및
상기 속도 측정부와 상기 밀도 측정부에 의해 측정된 값을 기초로 플레어 가스의 유량을 산출하고, 그 산출된 유량을 저장 및 분석하는 데이터 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법.
According to claim 1,
The flow meter,
A measurement probe in which a lengthwise lower end portion is inserted into the pipe through a flow path formed in the vent nozzle;
A speed measuring unit measuring a flare gas speed while connected to the measuring probe;
Density measurement unit for measuring the density of the flare gas connected to the measurement probe; And
Flow rate using a vent nozzle comprising a; data analysis unit for calculating the flow rate of the flare gas based on the value measured by the speed measurement unit and the density measurement unit, and stores and analyzes the calculated flow rate; How to measure.
제 6 항에 있어서,
상기 측정 프로브는,
상기 플레어 가스의 유동방향과 마주하게 배치되는 반원 형상의 라운드면;
상기 라운드면의 배면측에서 소정의 깊이를 가진 채 마련되는 면취부; 및
상기 면취부를 구획하되 상기 라운드면의 폭방향 양단을 서로 연결하는 수직면;을 포함하는 것을 특징으로 하는 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법.
The method of claim 6,
The measurement probe,
A semi-circular round surface disposed to face the flow direction of the flare gas;
A chamfer provided on the rear side of the round surface with a predetermined depth; And
A method of measuring a flow rate using a vent nozzle, comprising: a vertical surface that divides the chamfered portion and connects both ends of the round surface in the width direction to each other.
제 7 항에 있어서,
상기 속도 측정부는,
상기 라운드면에 형성된 제1압력구에 길이방향 일단이 연통 가능하게 연결되는 제1배관;
상기 수직면에 형성된 제2압력구에 길이방향 일단이 연통 가능하게 연결되는 제2배관; 및
상기 제1배관의 길이방향 타단 및 상기 제2배관의 길이방향 타단과 연통 가능하게 연결되며, 상기 제1배관에서 발생되는 압력과 상기 제2배관에서 발생되는 압력의 차압을 이용하여 플레어 가스의 속도를 측정하는 제1센서부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법.
The method of claim 7,
The speed measurement unit,
A first pipe connected at one end in the longitudinal direction to a first pressure port formed on the round surface;
A second pipe having one end longitudinally connected to a second pressure port formed on the vertical surface; And
The speed of flare gas is connected to the other end of the first pipe in the longitudinal direction and the other end of the second pipe to be communicatively connected to the pressure generated in the first pipe and the pressure generated in the second pipe The first sensor unit for measuring; Flow measurement method using a vent nozzle comprising a.
제 8 항에 있어서,
상기 밀도 측정부는,
상기 라운드면에 형성된 가스 유입구에 길이방향 일단이 연통 가능하게 연결되는 제3배관;
상기 면취부가 배치되지 않은 상기 측정 프로브의 둘레면에 형성된 가스 배출구에 길이방항 일단이 연통 가능하게 연결되는 제4배관;
상기 제3배관의 길이방향 타단 및 상기 제4배관의 길이방향 타단과 연통 가능하게 연결되며, 상기 제3배관을 통하여 유입되는 플레어 가스의 밀도를 측정하는 제2센서부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 벤트 노즐을 이용한 유량 측정방법.
The method of claim 8,
The density measurement unit,
A third pipe having one end connected in a longitudinal direction to a gas inlet formed in the round surface;
A fourth pipe to which a lengthwise one end is communicatively connected to a gas outlet formed on a circumferential surface of the measurement probe in which the chamfer is not disposed;
It is characterized in that it comprises; a second sensor part which is communicatively connected to the other end of the third pipe in the longitudinal direction and the other end of the fourth pipe and measures the density of the flare gas flowing through the third pipe; Flow measurement method using a vent nozzle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS593315A (en) * 1982-06-30 1984-01-10 Nikken Syst Kk Rod-type detection terminal for measuring flow speed of fluid
CN101178321A (en) * 2007-12-11 2008-05-14 郑侠 Rotatable multi-parameter gas collecting device

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