KR102473977B1 - Direct combustion calorimetry system of flare gas - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 플레어 가스가 유동되는 파이프에 마련되어 상기 플레어 가스를 샘플링하는 추출부; 상기 추출부에 의하여 추출된 플레어 가스를 전달받아 연소시키는 연소부; 및 상기 연소부에서 연소된 플레어 가스의 발열량을 산출하는 발열량 산출부;를 포함하며, 상기 추출부는, 상기 파이프에 마련된 벤트에 장착된 상태에서 플레어 가스를 추출하는 것을 특징으로 한다.The present invention, the extraction unit provided in the pipe through which the flare gas flows to sample the flare gas; a combustion unit receiving and burning the flare gas extracted by the extraction unit; and a calorific value calculator configured to calculate a calorific value of the flare gas burned in the combustion unit, wherein the extraction unit extracts the flare gas while being installed in a vent provided in the pipe.

Description

플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템{DIRECT COMBUSTION CALORIMETRY SYSTEM OF FLARE GAS}Direct combustion calorimetry system of flare gas {DIRECT COMBUSTION CALORIMETRY SYSTEM OF FLARE GAS}

본 발명은 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는, 파이프 라인을 따라 이동되는 플레어 가스의 발열량을 높은 정확도로 측정할 수 있도록 구성된 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a direct combustion calorimetry system for flare gas, and more particularly, to a direct combustion calorimetry system for flare gas configured to measure the calorific value of flare gas moving along a pipeline with high accuracy. will be.

일반적으로 플레어 가스란 정유공장이나 석유화학공장 등에서 발생되는 폐가스로서, 휘발성 및 가연성을 가지고 있는 가스를 의미하는데, 이러한 지속적, 대용량으로 발생하는 플레어 가스를 관리하고 처리 및 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.In general, flare gas is a waste gas generated in an oil refinery or petrochemical plant, and refers to a gas having volatility and flammability. It consists of a plurality of conduits (pipes), a flare header that collects discharged gas or liquid, a knockout drum that separates and collects the liquid transferred from the flare header from gas, a pilot burner as an incinerator, an ignition device, etc. Flare gas A flare system configured to include a flare stack for burning and discharging, a seal drum for preventing an accident due to flame flowing back from the flare stack, and the like is provided.

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.Therefore, the flare gas is discharged to the outside through a discharge and waste gas treatment device called a flare stack. That is, the flare gas is delivered to the flare stack through the pipe, and can be burned in the flare stack and discharged into the atmosphere.

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.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 pipes. In other words, various factors such as combustion efficiency of flare gas by the flare stack or 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 파이프의 이상유무, 또는, 플레어 가스의 누출유무 등을 파악하여 플레어 스택에서 발생될 수 있는 문제점을 사전에 방지하는 것이 매우 중요하다고 할 수 있다.Therefore, by measuring the flow rate of the flare gas flowing along the pipe, and determining whether the pipe is abnormal or leaking the flare gas according to the measured result, problems that may occur in the flare stack are prevented in advance. can be said to be very important.

최근에는 대기 환경을 위한 법률로 인하여 플레어 스택에서 배출되는 플레어 가스의 유량 뿐만 아니라 플레어 가스의 발열량에 대해서도 관심이 높아지고 있다. 즉, 이산화탄소의 배출량과 미세먼지를 줄이기 위하여 플레어 스택에서 배출되는 가스의 발열량을 지속적으로 측정하는 환경 법률이 2024년 부터 발효될 예정이다.In recent years, due to the atmospheric environment legislation, attention has been paid to the heating value of the flare gas as well as the flow rate of the flare gas discharged from the flare stack. In other words, an environmental law that continuously measures the calorific value of the gas emitted from the flare stack to reduce carbon dioxide emissions and fine dust is scheduled to take effect from 2024.

따라서, 플레어 가스의 열량을 실시간으로 감시하고 그에 따른 결과를 바탕으로 정유공장이나 석유화학공장 등의 운영 조건을 변경할 필요성이 있다.Therefore, there is a need to monitor the calorific value of flare gas in real time and change the operating conditions of an oil refinery or petrochemical plant based on the result thereof.

종래에는 시료를 채취하는 방식으로 파이프를 따라 유동되는 플레어 가스의 성분을 분석한 뒤, 성분별 단위 열량값으로 계산하거나, 또는, 채취된 플레어 가스를 직접 연소시켜 열량을 측정하는 방법이 사용되어왔다. 하지만, 이러한 방법은 과정이 복잡하고 번거로우며, 실시간으로 플레어 가스의 열량을 측정할 수 없는 문제점이 있다.Conventionally, after analyzing the components of the flare gas flowing along the pipe by taking a sample, a method of calculating the unit calorific value for each component or directly burning the sampled flare gas to measure the calorific value has been used. . However, this method has problems in that the process is complicated and cumbersome, and the calorific value of the flare gas cannot be measured in real time.

특히, 플레어 가스를 직접 연소시키는 방식은, 플레어 가스가 유동되는 파이프에 마련된 별도의 분기관(가지관)에서 플레어 가스를 채취한 뒤 수행되는데, 이 방식은, 파이프의 내벽을 따라 흐르는 플레어 가스만 분기관을 통하여 채취하기 때문에 다양한 성분으로 구성된 플레어 가스의 발열량을 정확하게 측정할 수 없는 문제점이 있다.In particular, the method of directly burning the flare gas is performed after collecting the flare gas from a separate branch pipe (branch pipe) provided in the pipe through which the flare gas flows. In this method, only the flare gas flowing along the inner wall of the pipe Since it is collected through the branch pipe, there is a problem in that the calorific value of the flare gas composed of various components cannot be accurately measured.

한편, 플레어 가스의 발열량을 실시간으로 정확하게 측정하기 위해서는 플레어 가스의 유량이 정확하게 측정되어야 한다. 그러나, 플레어 가스는 다양한 공정에서 발생되는 혼합가스이기 때문에 그 조성을 그 조성을 정확하게 파악하기 어려워 유량값의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.Meanwhile, in order to accurately measure the calorific value of the flare gas in real time, the flow rate of the flare gas must be accurately measured. However, since the flare gas is a mixed gas generated in various processes, it is difficult to accurately determine the composition of the flare gas, and thus the accuracy of the flow rate value is low.

종래에는, 실제 플레어 시스템이 설치된 현장에서는 파이프를 따라 유동되는 플레어 가스의 조성을 알기 어렵고, 또한, 파이프 내의 압력에 따른 플레어 가스의 밀도값도 수시로 변동되기도 하기 때문에, 설치 장소나 시설의 특징에 따라서 플레어 가스의 유량값이 차이가 나며, 결국, 플레어 스택에서 배출되는 가스의 열량값이 부정확한 문제점이 있다.Conventionally, it is difficult to know the composition of the flare gas flowing along the pipe at the site where the actual flare system is installed, and the density value of the flare gas according to the pressure in the pipe fluctuates from time to time, so flare There is a problem in that the flow rate value of the gas is different and, as a result, the calorific value of the gas discharged from the flare stack is inaccurate.

따라서, 본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명을 제안하게 되었으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는, 대한민국 등록특허 제10-1423566호의 '천연가스의 열량측정 시스템'이 있다.Therefore, the present applicant has proposed the present invention in order to solve the above problems, and as a related prior art document, there is a 'calorimetry system for natural gas' of Korean Patent Registration No. 10-1423566.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 샘플링된 플레어 가스와 교정용 가스를 개별적으로 연소시키는 방식으로 플레어 가스의 발열량을 정확하게 측정할 수 있도록 구성된 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템을 제공하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, and is configured to accurately measure the calorific value of the flare gas by separately combusting the sampled flare gas and the calibration gas. Provide a system for measuring direct combustion calorimetry of flare gas has a purpose to

또한, 본 발명은, 다양한 성분을 포함하고 있는 플레어 가스를 샘플링한 뒤 발열량을 측정할 수 있도록 구성된 플레어 가스의 직접 연속식 열량 측정 시스템을 제공하는데 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a direct continuous calorimetry system for flare gas configured to measure the calorific value after sampling the flare gas containing various components.

본 발명은, 플레어 가스가 유동되는 파이프에 마련되어 상기 플레어 가스를 샘플링하는 추출부; 상기 추출부에 의하여 추출된 플레어 가스를 전달받아 연소시키는 연소부; 및 상기 연소부에서 연소된 플레어 가스의 발열량을 산출하는 발열량 산출부;를 포함하며, 상기 추출부는, 상기 파이프에 마련된 벤트에 장착된 상태에서 플레어 가스를 추출할 수 있다.The present invention, the extraction unit provided in the pipe through which the flare gas flows to sample the flare gas; a combustion unit receiving and burning the flare gas extracted by the extraction unit; and a calorific value calculator configured to calculate a calorific value of the flare gas burned in the combustion unit, wherein the extraction unit may extract the flare gas while being installed in a vent provided in the pipe.

또한, 상기 연소부로 교정용 가스를 공급하는 교정용 가스 공급부; 및 상기 교정용 가스 공급부에 의하여 상기 연소부에서 연소된 상기 교정용 가스의 발열량을 바탕으로 상기 발열량 산출부의 교정값을 산출하는 교정부;를 포함할 수 있다.In addition, a calibration gas supply unit for supplying calibration gas to the combustion unit; and a calibrator configured to calculate a calorific value of the calorific value calculator based on the calorific value of the calorific gas burned in the combustion unit by the calorific gas supply unit.

또한, 상기 교정용 가스 공급부는, 상기 추출부와 상기 연소부를 서로 연결하는 플레어 가스 유동관에 연결된 상태에서 상기 교정용 가스를 공급하거나 상기 연소부와 직접적으로 연결된 상태에서 상기 교정용 가스를 공급할 수 있다.In addition, the calibration gas supply unit may supply the calibration gas in a state connected to a flare gas flow pipe connecting the extraction unit and the combustion unit to each other or supply the calibration gas in a state directly connected to the combustion unit. .

또한, 상기 교정부는, 상기 교정용 가스 공급부에서 공급되는 교정용 가스의 이론적 발열량과 상기 발열량 산출부에서 실제로 측정된 교정용 가스의 발열량을 비교 분석하여 상기 발열량 산출부의 교정값을 산출할 수 있다.In addition, the calibration unit may compare and analyze a theoretical calorific value of the calorific value supplied from the calorific gas supply unit and a calorific value of the calorific value actually measured by the calorific value calculator to calculate a calorific value of the calorific value calculator.

또한, 상기 추출부는 상기 파이프에 마련된 벤트에 장착된 상태에서 상기 파이프의 내부 중앙부를 따라서 유동되는 플레어 가스를 샘플링할 수 있다.In addition, the extractor may sample the flare gas flowing along the inner central portion of the pipe in a state of being mounted on a vent provided in the pipe.

또한, 상기 추출부는, 상기 파이프로 길이방향 하단부위가 삽입되는 샘플링바; 상기 샘플링바에 연결된 상태로 플레어 가스의 속도를 측정하는 속도 측정부; 상기 샘플링바와 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 유량 분석부;를 포함할 수 있다.In addition, the extraction unit, a sampling bar into which the longitudinal lower portion is inserted into the pipe; a velocity measurement unit for measuring the velocity of the flare gas while connected to the sampling bar; a density measurement unit configured to measure the density of flare gas while connected to the sampling bar; and a flow rate analysis unit that calculates a flow rate of the flare gas based on the values measured by the velocity measurement unit and the density measurement unit, and stores and analyzes the calculated flow rate.

또한, 상기 샘플링바는, 상기 플레어 가스의 유동방향과 마주하게 배치되는 라운드면; 상기 라운드면의 배면측에 마련되는 면취부; 및 상기 면취부를 구획하되 상기 라운드면의 폭방향 양단을 서로 연결하는 수직면;을 포함할 수 있다.In addition, the sampling bar may include a round surface disposed facing the flow direction of the flare gas; A chamfer provided on the rear side of the round surface; and a vertical surface defining the chamfered portion and connecting both ends of the round surface in the width direction to each other.

또한, 상기 속도 측정부에 의하여 측정되는 상기 플레어 가스의 속도는, 상기 플레어 가스의 유동으로 인해 발생하는 압력 차이를 이용하여 산출되며, 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 velocity of the flare gas measured by the velocity measuring unit is calculated using a pressure difference generated due to the flow of the flare gas, and the velocity measuring unit measures the length of the first pressure sphere formed on the round surface. A first pipe to which one end in the direction is communicatively connected; a second pipe having one longitudinal end communicatively connected to the second pressure port formed on the vertical surface; and connected to the other end in the longitudinal direction of the first pipe and the other end in the longitudinal direction of the second pipe so as to be communicatively connected, and using a differential pressure between the pressure generated in the first pipe and the pressure generated in the second pipe to generate flare gas A first sensor unit for measuring the speed; may be included.

또한, 상기 밀도 측정부는, 상기 라운드면에 형성된 가스 유입구에 길이방향 일단이 연통 가능하게 연결되는 제3배관; 상기 샘플링바의 둘레면에 형성된 가스 배출구에 길이방항 일단이 연통 가능하게 연결되는 제4배관; 및 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, a third pipe having one end in the longitudinal direction communicatively connected to the gas inlet formed on the round surface; a fourth pipe having one longitudinal end communicatively connected to a gas outlet formed on a circumferential surface of the sampling bar; and a second sensor unit that is communicatively connected to the other longitudinal end of the third pipe and the other longitudinal end of the fourth pipe and measures the density of the flare gas introduced through the third pipe. .

또한, 상기 연소부는, 상기 밀도 측정부를 경유한 플레어 가스를 전달받아 연소시킬 수 있다.In addition, the combustion unit may receive and burn the flare gas passing through the density measurement unit.

본 발명에 따른 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템은, 플레어 스택에서 배출되는 플레어 가스의 발열량을 실시간으로 확인 가능하도록 하여, 정유공장이나 석유화학공장 등과 같이 플레어 가스를 대기중으로 배출시키는 시설의 운영 조건을 대기오염이 일어나지 않는 방향으로 용이하게 변경할 수 있다.The direct combustion calorimetry system of flare gas according to the present invention enables the calorific value of flare gas discharged from a flare stack to be checked in real time, thereby operating a facility that discharges flare gas into the atmosphere, such as an oil refinery or a petrochemical plant Conditions can be easily changed in a direction that does not cause air pollution.

또한, 본 발명에 따른 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템은, 파이프의 내부 중앙을 따라 유동되는 플레어 가스를 추출하여 연소시키는 방식으로 발열량을 측정하므로, 플레어 가스의 유속과 밀도로 인하여 발열량이 부정확하게 측정되는 것을 방지할 수 있다.In addition, since the direct combustion calorimeter measurement system of the flare gas according to the present invention measures the calorific value by extracting and burning the flare gas flowing along the inner center of the pipe, the calorific value is inaccurate due to the flow rate and density of the flare gas. measurement can be prevented.

또한, 본 발명에 따른 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템은, 플레어 가스의 발열량을 산출하는 발열량 산출부를 교정하기 위하여 이론적 발열량을 알고 있는 교정용 가스를 공급하고 연소시키는 구성을 제공하므로, 플레어 가스의 발열량이 높은 정밀도로 측정되고 있는지를 쉽게 파악할 수 있고, 그에 따른 보정작업을 수행하여 플레어 가스의 발열량을 높은 정확도로 획득할 수 있다.In addition, the direct combustion calorimeter measurement system of the flare gas according to the present invention provides a configuration for supplying and burning a calibration gas having a known theoretical calorific value in order to calibrate the calorific value calculator that calculates the calorific value of the flare gas, so the flare gas It is possible to easily determine whether the calorific value of the flare gas is measured with high precision, and the calorific value of the flare gas can be obtained with high accuracy by performing a correction operation accordingly.

또한, 본 발명에 따른 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템은, 플레어 가스의 유속에 따른 난류/층류에 영향을 받지 않는 압력산출 방식으로 플레어 가스의 속도를 측정하고 그 속도값을 이용하여 플레어 가스의 유량을 산출하는 구성을 가지므로, 높은 정확도로 측정된 플레어 가스의 유량값을 적용하여 플레어 가스의 열량을 정확하게 산출할 수 있다.In addition, the flare gas direct combustion calorimetry system according to the present invention measures the velocity of the flare gas in a pressure calculation method that is not affected by turbulent/laminar flow according to the flow rate of the flare gas and uses the velocity value to calculate the flare gas Since it has a configuration for calculating the flow rate, it is possible to accurately calculate the calorific value of the flare gas by applying the flow rate value of the flare gas measured with high accuracy.

또한, 본 발명에 따른 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템은, 플레어 가스 배출처에 마련되어 배관된 파이프 라인의 다양한 지점에 적용되어 유량과 열량을 동시에 측정할 수 있는 구성을 가지므로, 다수 지점에서 측정된 데이터를 종합적으로 분석하여 최종적으로 플레어 가스의 유량과 열량을 높은 정확도로 도출할 수 있다.In addition, since the direct combustion calorimeter measurement system of flare gas according to the present invention is applied to various points of a pipe line provided at a flare gas discharge point and has a configuration capable of simultaneously measuring flow rate and heat amount, at multiple points By comprehensively analyzing the measured data, it is possible to finally derive the flow rate and heat quantity of the flare gas with high accuracy.

또한, 본 발명에 따른 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템은, 플레어 가스 배출처에 마련되어 배관된 파이프 라인의 다양한 지점에 적용되어 유량과 열량을 동시에 측정할 수 있는 구성을 가지므로, 다수 지점에서 측정된 데이터를 종합적으로 분석하여 가스의 누출지점, 파이프의 파손 지점, 불균일 압력구간, 등을 정확하게 파악할 수 있고, 또한, 배관된 파이프 라인의 압력변동도 정확하게 파악하여 정유공장이나 석유화학공장의 운영 조건에 참고 데이터로 제공할 수 있다.In addition, since the direct combustion calorimeter measurement system of flare gas according to the present invention is applied to various points of a pipe line provided at a flare gas discharge point and has a configuration capable of simultaneously measuring flow rate and heat amount, at multiple points By comprehensively analyzing the measured data, it is possible to accurately identify gas leakage points, pipe breakage points, uneven pressure sections, etc., and also accurately identify pressure fluctuations in the piped pipelines to operate an oil refinery or petrochemical plant. Conditions can be provided as reference data.

도 1은 본 발명에 따른 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템의 구성을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 추출부의 구성을 보여주는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 샘플링바의 A영역을 확대한 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 샘플링바의 A영역의 내부 모습을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 추출부의 제1센서부와 제2센서부를 보여주는 도면.
도 6은 도 3에 도시된 샘플링바의 하단을 위에서 바라본 평단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템의 구성을 보여주는 도면.1 is a view showing the configuration of a direct combustion calorimeter system for flare gas according to the present invention.
2 is a view showing the configuration of an extraction unit according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged perspective view of a region A of the sampling bar shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a view showing the inside of an area A of the sampling bar shown in FIG. 3;
5 is a view showing a first sensor unit and a second sensor unit of an extraction unit according to the present invention.
6 is a planar cross-sectional view of a lower end of the sampling bar shown in FIG. 3 viewed from above;
7 is a view showing the configuration of a direct combustion calorimeter system for flare gas according to another embodiment of the present invention.

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 of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction 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 and will be implemented in various forms different from each other, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템이 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략된다.Hereinafter, a flare gas direct combustion calorimetry system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7 . In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템(100)은, 플레어 가스를 유동시키는 파이프 라인의 다양한 지점에서 플레어 가스의 발열량을 실시간으로 측정하고, 더불어, 플레어 가스의 발열량이 정확하게 측정되고 있는 가의 여부를 파악할 수 있도록 구성된 것에 특징이 있다.The flare gas direct combustion calorimeter measurement system 100 according to an embodiment of the present invention measures the calorific value of the flare gas in real time at various points in a pipeline through which the flare gas flows, and in addition, the calorific value of the flare gas It is characterized by being configured to determine whether or not it is being accurately measured.

상기 열량 측정 시스템(100)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, The calorimetry system 100, as shown in FIGS. 1 and 2,

플레어 가스가 유동되는 파이프(P)에 마련되어 상기 플레어 가스를 샘플링하는 추출부(200); 상기 추출부(200)에 의하여 추출된 플레어 가스를 전달받아 연소시키는 연소부(300); 상기 연소부(300)로 교정용 가스를 공급하는 교정용 가스 공급부(400); 상기 연소부(300)에서 연소되는 가스의 발열량을 산출하는 발열량 산출부(500); 및 상기 연소부(300)에서 연소된 상기 교정용 가스의 발열량과 상기 플레어 가스의 발열량을 바탕으로 상기 발열량 산출부(500)의 교정값을 산출하는 교정부(600);를 크게 포함할 수 있다.An extractor 200 provided in a pipe P through which flare gas flows to sample the flare gas; a combustion unit 300 that receives and burns the flare gas extracted by the extraction unit 200; a calibration gas supply unit 400 supplying calibration gas to the combustion unit 300; a calorific value calculator 500 for calculating calorific value of the gas burned in the combustion unit 300; and a calibrator 600 that calculates a calorific value of the calorific value calculator 500 based on the calorific value of the calibration gas burned in the combustion unit 300 and the calorific value of the flare gas. .

상기 추출부(200)는, 파이프(P)를 따라 유동되는 플레어 가스를 파이프(P)의 외부로 추출하는 구성요소라 할 수 있다. 다시 말해, 파이프(P)의 길이방향 일 지점에 마련될 수 있으며, 파이프(P)의 내부를 따라 흐르는 플레어 가스를 뽑아내는 구성요소라 할 수 있다.The extraction unit 200 may be referred to as a component that extracts the flare gas flowing along the pipe P to the outside of the pipe P. In other words, it may be provided at one point in the longitudinal direction of the pipe (P), and may be referred to as a component for extracting flare gas flowing along the inside of the pipe (P).

상기 연소부(300)는, 상기 추출부(200)에 추출된 플레어 가스를 전달받아 연소시키는 구성요소라 할 수 있다. 즉, 연소부(300)는 연소용 챔버와 상기 챔버에 저장된 가스를 연소시키는 버너를 포함하여 구성될 수 있다. 참고로, 상기 연소용 챔버는, 별도의 유동관을 매개로 상기 추출부(200)와 연결된다.The combustion unit 300 may be a component that receives and burns the flare gas extracted by the extraction unit 200 . That is, the combustion unit 300 may include a combustion chamber and a burner that burns the gas stored in the chamber. For reference, the combustion chamber is connected to the extraction unit 200 through a separate flow pipe.

상기 교정용 가스 공급부(400)는, 연소부(300)에 이론적 발열량을 알고있는 가스를 공급할 수 있다. 예컨대, 교정용 가스 공급부(400)는 연소부(300)에 부탄(butane) 가스나 프로판(propane) 가스를 공급할 수 있다.The gas supply unit 400 for calibration may supply gas having a known theoretical calorific value to the combustion unit 300 . For example, the gas supply unit 400 for calibration may supply butane gas or propane gas to the combustion unit 300 .

교정용 가스 공급부(400)는, 추출부(200)와 연소부(300)를 서로 연결하는 플레어 가스 유동관에 직접적으로 연결되거나, 또는, 상기 연속부(300)의 챔버와 직접적으로 연결된 상태에서 교정용 가스를 공급할 수 있다. 참고로, 본 발명의 일 실시예에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 교정용 가스 공급부(400)가 연소부(300)에 직접적으로 연결된 것으로 도시되어 있다.The calibration gas supply unit 400 is directly connected to the flare gas flow pipe connecting the extraction unit 200 and the combustion unit 300 to each other, or is directly connected to the chamber of the continuous unit 300 for calibration gas can be supplied. For reference, in one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2 , the calibration gas supply unit 400 is shown as being directly connected to the combustion unit 300 .

상기 발열량 산출부(500)는, 상기 연소부(300)에서 연소된 플레어 가스의 발열량을 측정할 수 있다. 아울러, 발열량 산출부(500)는, 연소부(300)에 교정용 가스가 공급되었을 시에는, 연소부(300)에서 연소된 교정용 가스의 발열량을 측정할 수도 있다.The calorific value calculator 500 may measure the calorific value of the flare gas burned in the combustion unit 300 . In addition, the calorific value calculator 500 may measure the calorific value of the calorific gas burned in the burner 300 when the calorific gas is supplied to the burner 300 .

파이프(P) 라인을 따라서 유동되는 플레어 가스의 발열량은, 추출부(200)에 의해 추출된 플레어 가스를 연소부(300)에서 연소시키는 과정으로 산출할 수 있다.The calorific value of the flare gas flowing along the pipe P may be calculated by burning the flare gas extracted by the extraction unit 200 in the combustion unit 300 .

따라서, 상기 발열량 산출부(500)에서 산출되는 발열량 데이터를 바탕으로 플레어 시스템을 구성하는 파이프(P) 라인을 따라서 유동되는 플레어 가스의 발열량을 실시간을 파악할 수 있고, 더불어, 이 발열량 데이터를 바탕으로 플레어 시스템의 운영 조건을 제어할 수 있다.Therefore, based on the calorific value data calculated by the calorific value calculation unit 500, the calorific value of the flare gas flowing along the pipe P constituting the flare system can be grasped in real time, and based on this calorific value data The operating conditions of the flare system can be controlled.

한편, 상기 교정부(600)는, 상기 교정용 가스 공급부(400)와 함께, 상기 발열량 산출부(500)가 연소부(300)에서 연소된 플레어 가스의 발열량을 정확하게 측정하고 있는지 파악하는 구성요소라 할 수 있다.On the other hand, the calibration unit 600, along with the calibration gas supply unit 400, is a component that determines whether the calorific value calculation unit 500 accurately measures the calorific value of the flare gas burned in the combustion unit 300 can be called

교정부(600)는, 교정용 가스 공급부(400)에서 연소부(300)로 공급된 교정용 가스의 이론적 발열량과 상기 발열량 산출부(500)에서 실제로 측정된 교정용 가스의 발열량을 비교 분석하여 상기 발열량 산출부의 교정값을 산출할 수 있다.The calibration unit 600 compares and analyzes the theoretical calorific value of the calibration gas supplied from the calibration gas supply unit 400 to the combustion unit 300 and the calorific value of the calibration gas actually measured by the calorific value calculator 500 A calibration value of the calorific value calculator may be calculated.

다시 말해, 상기 교정부(600)는, 연소부(300)에서 연소된 교정용 가스의 실제 측정 발열량과, 교정용 가스의 이론적 발열량을 비교 분석하고, 이 데이터를 바탕으로 발열량 산출부(500)를 교정할 수 있다.In other words, the calibration unit 600 compares and analyzes the actual measured calorific value of the calibration gas burned in the combustion unit 300 and the theoretical calorific value of the calibration gas, and based on this data, the calorific value calculation unit 500 can be corrected.

예컨대, 교정부(600)는, 발열량 산출부(500)에 의하여 실제로 측정된 교정용 가스의 발열량이 이론적 발열량의 미만이거나 초과한 경우, 발열량 산출부(500)를 교정할 수 있다.For example, the calorific value calculator 600 may calibrate the calorific value calculator 500 when the calorific value of the calibration gas actually measured by the calorific value calculator 500 is less than or exceeds the theoretical calorific value.

따라서, 발열량 산출부(500)는, 교정용 가스 공급부(400)와 교정부(600)에 의하여 연소부(300)에서 연소되는 플레어 가스의 발열량을 높은 정확도로 측정할 수 있다.Therefore, the calorific value calculation unit 500 can measure the calorific value of the flare gas burned in the combustion unit 300 by the calibration gas supply unit 400 and the calibration unit 600 with high accuracy.

참고로, 본 발명의 일 실시예에서는 하나의 연소부(300)에서 플레어 가스가 연소되거나 교정용 가스가 연소되는 것으로 설명되었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 본 발명에 따른 열량 측정 시스템(100)은, 발열량 산출부(500)를 교정하기 위하여, 상기 연소부(300)로 공급되는 교정용 가스를 연소시키는 연소용 챔버와, 상기 추출부(200)에 의하여 추출된 플레어 가스를 연소시키는 연소용 챔버를 별도로 갖출 수 있다. 즉, 교정용 가스를 연소시키기 위한 별도의 연소부를 더 마련할 수도 있다. 이때, 플레어 가스를 연소시키는 연소부의 챔버와 교정용 가스를 연소시키는 연소부의 챔버는 당연히 동일한 체적을 가지고 있고, 동일한 연소 조건을 가진다고 할 수 있다.For reference, in one embodiment of the present invention, it has been described that flare gas is burned or calibration gas is burned in one combustion unit 300, but is not limited thereto. For example, in order to calibrate the calorific value calculation unit 500, the calorific value measuring system 100 according to the present invention includes a combustion chamber for burning a calibration gas supplied to the combustion unit 300, and the extraction unit 200. ) may be separately equipped with a combustion chamber for burning the extracted flare gas. That is, a separate combustion unit for burning the calibration gas may be further provided. At this time, it can be said that the chamber of the combustion unit that burns the flare gas and the chamber of the combustion unit that burns the calibration gas naturally have the same volume and have the same combustion conditions.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 추출부(200)는, 파이프(P)의 내부 중앙부를 따라서 유동되는 플레어 가스를 추출하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the extraction unit 200 according to an embodiment of the present invention preferably extracts the flare gas flowing along the inner central portion of the pipe P.

왜냐하면, 플레어 가스를 구성하는 여러 종류의 기체 중에서 어느 하나의 기체가 유난히 큰 비중을 차지할 경우, 플레어 가스의 발열량을 높은 정확도로 파악하지 못하는 현상이 발생될 수 있다.This is because, when one of several types of gases constituting the flare gas has an exceptionally high specific gravity, a phenomenon in which the calorific value of the flare gas cannot be determined with high accuracy may occur.

좀더 구체적으로 설명하면, 파이프(P)를 따라서 유동되는 플레어 가스는 다양한 공정에서 발생되는 가스의 혼합물질이라 할 수 있다. 따라서, 플레어 가스를 구성하는 각각의 가스들은 자체 비중이나 성질에 의해 파이프(P)의 내부에서 뷸규칙한 흐름으로 유동될 수 있다. 만약, 추출부(200)가 파이프(P)의 내벽을 따라서 유동되는 플레어 가스만 추출하면, 추출된 플레어 가스가 일부 가스 성분만 포함하고 있을 확률이 높기 때문에 플레어 가스의 발열량이 부정확해질 수 있다.More specifically, the flare gas flowing along the pipe P may be a mixture of gases generated in various processes. Therefore, each of the gases constituting the flare gas can flow in an irregular flow inside the pipe P due to its own specific gravity or property. If the extraction unit 200 extracts only the flare gas flowing along the inner wall of the pipe P, the extracted flare gas is highly likely to contain only some gas components, so the calorific value of the flare gas may be inaccurate.

따라서, 다양한 가스 성분을 포함하고 있는 플레어 가스를 추출하고 높은 정확되의 발열량을 산출하기 위해서는 추출부(200)가 파이프(P)의 내부 중앙부를 따라서 유동되는 플레어 가스를 추출하는 것이 바람직하다.Therefore, in order to extract the flare gas containing various gas components and calculate the calorific value with high accuracy, it is preferable that the extractor 200 extracts the flare gas flowing along the inner central portion of the pipe P.

상기 추출부(200)는, 위와 같은 관점에서, 다음과 같은 구성을 가질 수 있다.The extraction unit 200 may have the following configuration in view of the above.

추출부(200)는, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 파이프(P)로 길이방향 하단부위가 삽입되는 샘플링바(210); 상기 샘플링바(210)에 연결된 상태로 플레어 가스의 속도를 측정하는 속도 측정부(220); 상기 샘플링바(210)와 연결된 상태로 플레어 가스의 밀도를 측정하는 밀도 측정부(230); 및 상기 속도 측정부(220)와 상기 밀도 측정부(230)에 의해 측정된 값을 기초로 플레어 가스의 유량을 산출하고, 그 산출된 유량을 저장 및 분석하는 유량 분석부(240);를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 2 to 5 , the extraction unit 200 includes a sampling bar 210 having a longitudinal lower portion inserted into the pipe P; a velocity measurement unit 220 for measuring the velocity of the flare gas while connected to the sampling bar 210; Density measurement unit 230 for measuring the density of the flare gas while connected to the sampling bar 210; and a flow rate analyzer 240 that calculates the flow rate of the flare gas based on the values measured by the velocity measurement unit 220 and the density measurement unit 230, and stores and analyzes the calculated flow rate. can do.

상기 샘플링바(210)는 전체적으로 수직봉의 형태를 가지며, 비교적 작은 직경의 벤트(B)를 통해 파이프(P)의 길이방향과 교차되는 수직방향으로 삽입될 수 있다.The sampling bar 210 has a vertical bar shape 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 B.

상기 샘플링바(210)의 상단부에는 후술할 속도 측정부(220)의 제1센서부(221)와 밀도 측정부(230)의 제2센서부(231)가 내장되는 케이스(미도시)가 마련될 수 있으며, 이 케이스를 포함한 상기 샘플링바(210)의 상단 부위는 파이프(P)의 외부로 노출되게 배치되는 구성요소라 할 수 있다.At the upper end of the sampling bar 210, a case (not shown) is provided in which the first sensor unit 221 of the speed measuring unit 220 and the second sensor unit 231 of the density measuring unit 230, which will be described later, are embedded. The top portion of the sampling bar 210 including the case may be a component disposed to be exposed to the outside of the pipe P.

상기 샘플링바(210)의 하단은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 플레어 가스의 유동방향(A)과 마주하게 배치되는 원호 형상의 라운드면(211); 상기 라운드면(211)의 배면측에서 소정의 깊이를 가진 채 마련되는 면취부(212); 및 상기 면취부(212)를 구획하며, 상기 라운드면(211)의 폭방향 양단을 서로 연결하는 수직면(213);을 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the lower end of the sampling bar 210 includes an arc-shaped round surface 211 disposed facing the flow direction A of the flare gas; A chamfer 212 provided with a predetermined depth on the rear side of the round surface 211; and a vertical surface 213 that partitions the chamfered portion 212 and connects both ends of the round surface 211 in the width direction to each other.

즉, 전체적으로 원형의 단면을 가지는 수직봉 형태의 샘플링바(210) 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 sampling bar 210 in the form of a vertical bar having a circular cross section as a whole may have a 'c' shape cut, and this lower part is substantially used to measure the velocity and density of flare gas It can be said to be a part of

상기 라운드면(211)은 반원의 곡률을 가진 채로 플레어 가스의 유동방향(A)과 마주하게 배치될 수 있다. 즉, 샘플링바(210)의 하단이 파이프(P)에 마련된 벤트(B)를 통하여 파이프(P)의 내부로 삽입되면 상기 라운드면(211)은 플레어 가스의 유동방향과 마주하게 배치된다고 할 수 있다.The round surface 211 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 sampling bar 210 is inserted into the pipe P through the vent B provided in the pipe P, the round surface 211 faces the flow direction of the flare gas. have.

그리고, 상기 라운드면(211)에는 플레어 가스의 속도를 측정하기 위한 제1압력구(h1)가 형성될 수 있으며, 이 제1압력구(h1)는 상기 라운드면(211)의 길이방향 중단 부위에 배치될 수 있다.In addition, a first pressure sphere (h1) for measuring the velocity of the flare gas may be formed on the round surface 211, and the first pressure sphere (h1) is a longitudinal stop portion of the round surface 211 can be placed in

또한, 상기 면취부(212)가 마련되지 않은 라운드면(211)의 상측 부위에는 플레어 가스의 밀도를 측정하기 위한 가스 유입구(h2)가 형성될 수 있으며, 이 가스 유입구(h2)는 상기 제1압력구(h1)에 간섭되지 않는 위치상에 배치될 수 있다.In addition, a gas inlet h2 for measuring the density of the flare gas may be formed at an upper portion of the round surface 211 where the chamfer 212 is not provided, and the gas inlet h2 is the first It can be disposed on a position where it does not interfere with the pressure sphere h1.

상기 면취부(212)는, 전술한 바와 같이, 상기 라운드면(211)의 폭방향 양단을 서로 연결하는 수직면(213)과, 상기 수직면(213)의 상단 및 하단에서 각각 수평방향으로 연장된 수평면(131d)에 의해 구획될 수 있다.As described above, the chamfering portion 212 includes a vertical surface 213 connecting both ends of the round surface 211 in the width direction to each other, and a horizontal surface extending in a horizontal direction from the upper and lower ends of the vertical surface 213, respectively. (131d).

한편, 상기 수직면(213)에는 플레어 가스의 속도를 측정하기 위한 제2압력구(h3)가 형성될 수 있으며, 이 제2압력구(h3)는 상기 수직면(213)의 길이방향 중단 부위에 배치될 수 있다.On the other hand, a second pressure sphere (h3) for measuring the velocity of the flare gas may be formed on the vertical surface 213, and the second pressure sphere (h3) is disposed at an interruption portion in the longitudinal direction of the vertical surface 213 It can be.

참고로, 상기 라운드면(211)에 형성된 제1압력구(h1)는, 샘플링바(210)가 파이프(P)로 삽입된 지점의 전압을 측정하기 위한 구멍이라 할 수 있고, 반대로, 상기 수직면(213)에 형성된 제2압력구(h3)는 샘플링바(210)가 파이프(P)로 삽입된 지점의 정압을 측정하기 위한 구멍이라 할 수 있다.For reference, the first pressure hole h1 formed on the round surface 211 can be referred to as a hole for measuring the voltage at the point where the sampling bar 210 is inserted into the pipe P, and conversely, the vertical surface The second pressure hole h3 formed in 213 may be referred to as a hole for measuring static pressure at a point where the sampling bar 210 is inserted into the pipe P.

위와 같이, 플레어 가스의 유동방향(A)과 마주하는 라운드면(211)에 제1압력구(h1)를 마련하고, 상기 라운드면(211)과 반대되는 수직면(213)에 제2압력구(h3)를 형성시키는 이유는, 도 6에 도시된 바와 같이, 플레어 가스가 라운드면(211)과 접촉될 시에 발생되는 와류(vortex)가 상기 수직면(213)이 배치된 방향으로 유동되어 제2압력구(h3)로 유입되는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 라운드면(211)과 접촉된 후 유동되는 플레어 가스가 제2압력구(h3)가 형성된 방향으로 유동되는 것을 방지하여 제2압력구(h3)에서 정확한 정압을 측정할 수 있도록 하기 위함이다.As described above, the first pressure port (h1) is provided on the round surface 211 facing the flow direction (A) of the flare gas, and the second pressure port (h1) is provided on the vertical surface 213 opposite to the round surface 211 The reason for forming h3) is, as shown in FIG. 6, the vortex generated when the flare gas comes into contact with the round surface 211 flows in the direction in which the vertical surface 213 is disposed, so that the second This is to prevent the inflow into the pressure port h3. That is, it is to prevent the flare gas flowing after contact with the round surface 211 from flowing in the direction in which the second pressure sphere h3 is formed so that the accurate static pressure can be measured in the second pressure sphere h3. .

따라서, 제1압력구(h1)는 플레어 가스를 양 방향으로 분기시키는 라운드면(211)에 형성되는 것이 바람직하고, 제2압력구(h3)는, 라운드면(211)에 의해 분기되어 유동되는 플레어 가스에 영향을 받지 않는 수직면(213)에 형성되는 것이 바람직하다.Therefore, the first pressure port (h1) is preferably formed on the round surface 211 that diverges the flare gas in both directions, and the second pressure port (h3) is branched by the round surface 211 to flow It is preferable to form on the vertical surface 213 that is not affected by flare gas.

한편, 상기 면취부(212)가 형성되지 않은 상기 샘플링바(210)의 하단 부위에는 가스 배출구(h4)가 마련될 수 있다.Meanwhile, a gas outlet h4 may be provided at a lower portion of the sampling bar 210 where the chamfer 212 is not formed.

상기 속도 측정부(220)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 라운드면(211)에 형성된 제1압력구(h1)에 길이방향 일단이 연통 가능하게 연결되는 제1배관(L1); 상기 수직면(213)에 형성된 제2압력구(h3)에 길이방향 일단이 연통 가능하게 연결되는 제2배관(L2); 및 상기 제1배관(L1)의 길이방향 타단 및 상기 제2배관(L3)의 길이방향 타단과 연통 가능하게 연결되며, 상기 제1배관(L1)에서 발생되는 압력과 상기 제2배관(L2)에서 발생되는 압력의 차압을 이용하여 플레어 가스의 속도를 측정하는 제1센서부(221);를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 4 and 5 , the speed measurement unit 220 has a first pipe L1 having one longitudinal end communicatively connected to the first pressure port h1 formed on the round surface 211 . ); a second pipe (L2) having one longitudinal end communicatively connected to the second pressure port (h3) formed on the vertical surface (213); And the other end in the longitudinal direction of the first pipe (L1) and the other end in the longitudinal direction of the second pipe (L3) are communicatively connected, and the pressure generated in the first pipe (L1) and the second pipe (L2) A first sensor unit 221 for measuring the velocity of the flare gas using the differential pressure of the pressure generated in the first sensor unit 221; may include.

상기 제1배관(L1)과 상기 제2배관(L2)은, 상기 샘플링바(210)의 내부에서 상기 샘플링바(210)의 길이방향을 따라 마련될 수 있다.The first pipe L1 and the second pipe L2 may be provided along the longitudinal direction of the sampling bar 210 inside the sampling bar 210 .

상기 제1배관(L1)의 길이방향 일단, 즉, 하단은 전술한 바와 같이 상기 제1압력구(h1)와 연통 가능하게 연결되고, 길이방향 타단, 즉 상단은 상기 제1센서부(221)와 연결될 수 있다.As described above, one end in the longitudinal direction of the first pipe (L1), that is, the lower end is communicatively connected to the first pressure port (h1), and the other end in the longitudinal direction, that is, the upper end is connected to the first sensor unit 221. can be connected with

상기 제2배관(L2)의 길이방향 일단, 즉, 하단은 전술한 바와 같이 상기 제2압력구(h3)와 연통 가능하게 연결되고, 길이방향 타단, 즉 상단은 상기 제1센서부(221)와 연결될 수 있다.As described above, one end in the longitudinal direction of the second pipe L2, that is, the lower end is communicatively connected to the second pressure port h3, and the other end in the longitudinal direction, that is, the upper end, is connected to the first sensor unit 221. can be connected with

상기 제1센서부(221)는, 공지의 차압센서라 할 수 있으며, 상기 제1배관(L1)에서 발생되는 압력과 상기 제2배관(L2)에서 발생되는 압력의 차압(동압)을 산출하고, 그 산출된 값을 이용하여 플레어 가스의 속도를 산출할 수 있다.The first sensor unit 221 may be referred to as a known differential pressure sensor, and calculates the differential pressure (dynamic pressure) between the pressure generated in the first pipe (L1) and the pressure generated in the second pipe (L2), , the velocity of the flare gas can be calculated using the calculated value.

그리고, 상기 제1센서부(221)에서 산출된 플에어 가스의 속도는 유량 분석부(240)로 전달될 수 있다.Also, the velocity of the flare gas calculated by the first sensor unit 221 may be transmitted to the flow rate analyzer 240 .

상기 밀도 측정부(230)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 라운드면(211)에 형성된 가스 유입구(h1)에 길이방향 일단이 연통 가능하게 연결되는 제3배관(L3); 상기 면취부(212)가 배치되지 않은 상기 샘플링바(110)의 외면에 형성된 가스 배출구(h4)에 길이방항 일단이 연통 가능하게 연결되는 제4배관(L4); 상기 제3배관(L3)의 길이방향 타단 및 상기 제4배관(L4)의 길이방향 타단과 연통 가능하게 연결되며, 상기 제3배관(L3)을 통하여 유입되는 플레어 가스의 밀도를 측정하는 제2센서부(231);를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 4 and 5 , the density measurement unit 230 includes a third pipe L3 having one longitudinal end communicatively connected to the gas inlet h1 formed on the round surface 211; a fourth pipe (L4) having one longitudinal end communicatively connected to the gas outlet (h4) formed on the outer surface of the sampling bar (110) where the beveled portion (212) is not disposed; The third pipe (L3) is communicatively connected to the other longitudinal end of the fourth pipe (L4) and measures the density of the flare gas introduced through the third pipe (L3) A second A sensor unit 231; may be included.

상기 제3배관(L3)과 상기 제4배관(L4)도, 상기 샘플링바(210)의 내부에서 상기 샘플링바(210)의 길이방향을 따라 마련될 수 있다.The third pipe L3 and the fourth pipe L4 may also be provided along the longitudinal direction of the sampling bar 210 inside the sampling bar 210 .

상기 제3배관(L3)의 길이방향 일단, 즉, 하단은, 전술한 바와 같이 상기 가스 유입구(h1)와 연통가능하게 연결되고, 길이방향 타단, 즉, 상단은 상기 제2센서부(231)와 연결될 수 있다.As described above, one end in the longitudinal direction of the third pipe L3, that is, the lower end, is communicatively connected to the gas inlet h1, and the other end in the longitudinal direction, that is, the upper end, is connected to the second sensor unit 231. can be connected with

상기 제4배관(L4)의 길이방향 일단, 즉, 하단은, 전술한 바와 같이 상기 가스 배출구(111c)와 연통 가능하게 연결되고, 길이방향 타단, 즉, 상단은 상기 제2센서부(231)와 연결될 수 있다.As described above, one end in the longitudinal direction of the fourth pipe (L4), ie, the lower end, is communicatively connected to the gas outlet 111c, and the other end in the longitudinal direction, ie, the upper end, is connected to the second sensor unit 231. can be connected with

따라서, 상기 가스 유입구(h1)로 유입된 플레어 가스는 상기 제3배관(L3)을 통해 상기 제2센서부(231)로 전달될 수 있으며, 상기 제2센서부(231)를 경유한 플레어 가스는 상기 제4배관(L4)을 통해 상기 가스 배출구(111c)로 배출될 수 있다.Therefore, the flare gas introduced through the gas inlet h1 can be transferred to the second sensor unit 231 through the third pipe L3, and the flare gas passing through the second sensor unit 231 may be discharged to the gas outlet 111c through the fourth pipe L4.

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 샘플링바(210)의 둘레면 부위에 마련되는 것이 바람직하다.Here, the gas outlet 111c is disposed above the vertical surface 113 so that the 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 circumference of the sampling bar 210.

상기 제2센서부(231)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 유량 분석부(240)로 전달할 수 있다.The second sensor unit 231 may be referred to as a known quartz oscillator gas sensor that vibrates with flare gas as a medium, measures the density of flare gas, and converts the measured value to the flow rate analyzer (240).

한편, 연소부(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 밀도 측정부(230)를 경유한 플레어 가스를 전달받아 플레어 가스를 연소시킬 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2 , the combustion unit 300 may receive the flare gas via the density measurement unit 230 and burn the flare gas.

정유공장 또는 석유화학공장에 마련되는 플레어 시스템의 파이프(P)는 다양한 형태와 개수를 가진 채로 광범위하게 배관되는데, 이와 같이 배관된 파이프(P)에서 플레어 가스의 발열량을 정확하게 산출하기 위해서는 한 지점에서 측정되는 플레어 가스의 유량값을 정확하게 측정하는 것이 바람직하다. 그리고, 이와 같이 측정된 플레어 가스의 유량값 및 열량값은 파이프(P)의 또 다른 다양한 지점에서 측정된 유량값 및 열량값들과 비교 분석되는 데이터로 활용될 수 있다.Pipes (P) of flare systems provided in oil refineries or petrochemical plants are widely piped with various shapes and numbers. It is desirable to accurately measure the flow rate value of the flare gas being measured. In addition, the flow rate value and calorific value of the flare gas measured in this way can be used as data to be compared and analyzed with the flow rate value and caloric value measured at other various points in the pipe (P).

상기 유량 분석부(240)는, 도시되지 않은 전원 공급부로부터 전력을 공급받을 수 있으며, 속도 측정부(220), 밀도 측정부(230)로 전달할 수 있다.The flow rate analyzer 240 may receive power from a power supply unit (not shown) and may transmit power to the speed measurement unit 220 and the density measurement unit 230 .

또한, 유량 분석부(240)는, 전술한 바와 같이, 속도 측정부(220)와 밀도 측정부(230)로부터 측정된 데이터 값을 전달받아 플레어 가스의 유량을 산출하고 저장 및 분석하며, 또한, 그 데이터를 상기 교정부(600)로 전달할 수 있다.In addition, as described above, the flow rate analyzer 240 receives the measured data values from the speed measurer 220 and the density measurer 230 to calculate, store, and analyze the flow rate of the flare gas. The data may be transmitted to the correction unit 600 .

그러면 교정부(600)는, 유량 분석부(240)에서 전달되는 플레어 가스의 유량 데이터를 바탕으로 상기 발열량 산출부(500)의 교정값을 산출할 수 있다.Then, the calibrator 600 may calculate the calorific value of the calorific value calculator 500 based on the flow rate data of the flare gas transmitted from the flow analyzer 240 .

한편, 상기 샘플링바(210)가 곡관 형태이거나 곡관에 의한 불균일 유동의 영향을 받는 위치에 있는 경우에는, CFD(Computational fluid dynamics)를 통하여 플레어 가스의 유동 프로파일을 우선적으로 파악하고, 상기 플레어 가스의 유동 프로파일을 보정후 플레어 가스의 속도 및 밀도를 측정하는 것이 바람직하다.On the other hand, when the sampling bar 210 is in the form of a bend pipe or is in a position affected by non-uniform flow due to the bend pipe, the flow profile of the flare gas is first identified through CFD (Computational Fluid Dynamics), and the flare gas It is desirable to measure the velocity and density of the flare gas after calibrating the flow profile.

즉, 플레어 가스가 유동되는 파이프(P)의 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 샘플링바(210)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 샘플링바(210)에 의해 측정된 속도가 해당 지점의 속도와 어떤 관계를 가지는지를 파악하기가 어렵다.That is, in the case of a straight pipe in which the fluid can flow uniformly without receiving flow resistance among various sections of the pipe P through which the flare gas flows, the velocity distribution of the flare gas in the pipe has an almost uniform form ( The same shape as a normal distribution graph where the central point is fastest and the point tangent to the inside of the pipe is slowest). Therefore, in this position, it is possible to accurately determine the relationship between the length of the sampling bar 210 and the diameter of the pipe P, the relationship between the velocity of the flare gas and the average velocity of the fluid in the cross section. It is difficult to determine what relationship the velocity measured by the sampling bar 210 has with the velocity at the point at a bend where the flow velocity distribution in the pipe is not uniformly predicted or at a position affected by the bend.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 샘플링바(210)가 설치된 파이프(P) 내의 속도 분포를 정확하게 파악하면, 해당 지점에서의 측정된 값과 평균 속도와의 관계를 명확하게 파악할 수 있다.In order to solve this problem, if the speed distribution in the pipe (P) in which the sampling bar 210 is installed is accurately identified, the relationship between the measured value and the average speed at the corresponding point can be clearly identified.

다시 말해, 샘플링바(210)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, CFD(Computational fluid dynamics)를 통하여 플레어 가스의 유동 프로파일을 파악후 보정할 수 있다. 즉, 보정은 3차원 스캔이나 실측, 또는 설계 도면상의 값 등을 통해 파이프의 3차원 데이터를 확보함으로써 이루어 질 수 있으며, CFD를 수행하기 위한 상용 프로그램인 STAR-CCM+ 를 이용할 수 있다.In other words, even if the sampling bar 210 is inserted into the point of the pipe P having the shape of a bend, or inserted into the point of the pipe P having the shape of a straight line, that point is the same as the bend portion of the pipe P. When they are arranged close to each other and are affected by non-uniform fluid flow, the flow profile of the flare gas can be identified and corrected through CFD (Computational Fluid Dynamics). That is, correction can be performed by securing 3D data of the pipe through 3D scan, actual measurement, or values on design drawings, and STAR-CCM+, a commercial program for performing CFD, can be used.

따라서, 샘플링바(210)가 삽입된 지점이 파이프(P)의 곡선 부위이거나 곡선 부위와 근접하게 배치된 직선 부위일 경우에는 플레어 가스의 유동 프로파일을 보정한 후 속도와 밀도를 측정하는 것이 바람직하다.Therefore, when the point where the sampling bar 210 is inserted is a curved portion of the pipe P or a straight portion disposed close to the curved portion, it is preferable to measure the velocity and density after correcting the flow profile of the flare gas .

상기와 같이 구성된 추출부(200)는, 플레어 가스의 유속에 따른 난류/층류에 영향을 받지 않는 압력산출 방식으로 플레어 가스의 속도를 측정하고, 그 속도값을 이용하여 플레어 가스의 유량을 산출하므로, 파이프를 따라 흐르는 플레어 가스의 유량을 높은 정확도로 측정할 수 있다.The extraction unit 200 configured as described above measures the velocity of the flare gas in a pressure calculation method that is not affected by turbulent/laminar flow according to the flow velocity of the flare gas, and calculates the flow rate of the flare gas using the velocity value. , the flow rate of flare gas flowing along the pipe can be measured with high accuracy.

따라서, 추출부(200)는 연소부(300)에서 연소될 플레어 가스를 추출함과 동시에 이 추출된 플레어 가스를 이용하여 유량값도 산출할 수 있으므로, 플레어 시스템에 마련된 파이프 라인의 각 구간별 유량, 발열량, 압력 변동을 정확하게 파악하고, 그에 따른 플레어 시스템의 운영 조건을 변경할 수 있다.Therefore, since the extraction unit 200 extracts the flare gas to be burned in the combustion unit 300 and simultaneously calculates the flow rate value using the extracted flare gas, the flow rate for each section of the pipeline provided in the flare system , calorific value and pressure fluctuations can be accurately identified, and the operating conditions of the flare system can be changed accordingly.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템(100)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 추출부(200)에 의하여 추출된 플레어 가스의 성분을 검출하는 검출부(700) 및 상기 검출부(700)와 상기 추출부(200)의 유량 분석부(240)에서 측정된 데이터를 바탕으로 상기 플레어 가스의 전체 열량을 산출하는 열량 분석부(800);를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 7, the flare gas direct combustion calorimeter system 100 according to an embodiment of the present invention includes a detection unit for detecting components of the flare gas extracted by the extraction unit 200 700 and a calorific value analyzer 800 for calculating the total calorific value of the flare gas based on the data measured by the detection unit 700 and the flow rate analyzer 240 of the extraction unit 200; can

상기 검출부(700)는, 파이프(P)를 따라 유동되는 플레어 가스의 성분을 검출하는 구성요소라 할 수 있다. 다시 말해, 검출부(700)는 플레어 가스를 구성하는 각 성분 및 해당 성분의 농도를 검출하는 구성요소라 할 수 있다.The detection unit 700 may be referred to as a component that detects components of the flare gas flowing along the pipe P. In other words, the detector 700 may be a component that detects each component constituting the flare gas and the concentration of the component.

검출부(700)에서 검출되는 성분별 농도는 상기 플레어 가스의 전체 부피에서 상기 성분이 차지하고 있는 상대 부피 농도(volumn percent)이다.The concentration of each component detected by the detection unit 700 is a relative volume percent occupied by the component in the total volume of the flare gas.

이러한 검출부(700)는, 플레어 가스에 포함된 특정 성분과 해당 성분의 농도를 검출하는 메스 스펙트로미터(mass spectrometer, 질량 분석계)로 구성될 수 있으며, 전술한 추출부(200)의 밀도 측정부(230)를 경유한 플레어 가스를 전달받을 수 있다. 참고로, 메스 스펙트로미터는, 물질의 조성 분석에 사용되는 공지의 장치이므로 그 구체적인 구성설명이 본 발명의 명세서상에서는 생략된다.This detection unit 700 may be composed of a mass spectrometer (mass spectrometer) that detects a specific component included in the flare gas and the concentration of the component, and the density measurement unit of the above-described extraction unit 200 ( 230) may receive the flare gas. For reference, since the mass spectrometer is a well-known device used for composition analysis of materials, a detailed configuration description thereof is omitted from the specification of the present invention.

또한, 상기 검출부(700)는, 사전 조사, 또는 실험에 의해 파악된 플레어 가스의 구성 성분을 바탕으로 특정 성분에 반응하여 검출 농도를 파악하는 공지의 분석장치로 구성될 수 있으며, 플레어 가스를 구성하는 다양한 성분들의 수와 대응되거나 그 이상의 개수를 가진 채 마련될 수도 있다.In addition, the detection unit 700 may be configured with a known analysis device that detects the detected concentration in response to a specific component based on the components of the flare gas identified by prior investigation or experiment, and constitutes the flare gas It may be provided with a number corresponding to or greater than the number of various components that do.

또한, 검출부(700)에 의하여 검출되는 성분의 농도는, 전술한 바와 같이, 파이프(P)를 따라 유동되는 플레어 가스의 전체 부피에서 검출된 가스가 차지하고 있는 상대 부피 농도(volume percent)라 할 수 있으며, 이 데이터는 후술할 발열량 분석부(800)에서 플레어 가스의 전체 열량을 산출하는데 활용될 수 있다.In addition, the concentration of the component detected by the detection unit 700, as described above, is a relative volume concentration occupied by the detected gas in the total volume of the flare gas flowing along the pipe P. It can be referred to as a volume percent. And, this data can be used to calculate the total calorific value of the flare gas in the calorific value analyzer 800 to be described later.

상기 발열량 분석부(800)는, 전술한 바와 같이, 검출부(700)와 추출부(200)의 유량 분석부(240)에서 측정된 데이터를 기초로 하여 플레어 가스의 전체 열량을 산출할 수 있다.As described above, the calorific value analyzer 800 may calculate the total calorific value of the flare gas based on data measured by the detection unit 700 and the flow rate analyzer 240 of the extraction unit 200.

다시 말해, 발열량 분석부(800)는, 검출부(700)에서 검출된 플레어 가스의 성분과 그 성분의 농도 데이터를 바탕으로 플레어 가스의 유량값에서 상기 성분이 차지하고 있는 유량값을 산출한 뒤, 그 성분 유량값에 해당 성분의 단위 발열량을 곱하여 플레어 가스의 전체 열량을 산출할 수 있다.In other words, the calorific value analyzer 800 calculates the flow rate value occupied by the component from the flow rate value of the flare gas based on the component of the flare gas detected by the detection unit 700 and the concentration data of the component, The total calorific value of the flare gas can be calculated by multiplying the component flow rate by the unit calorific value of that component.

예컨대, 플레어 가스를 이루고 있는 성분이 검출부(700)에 의해 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 수소, 질소라고 가정하면, 상기 발열량 분석부(800)는 각 가스에 대한 농도 데이터를 바탕으로 하여 상기 추출부(200)의 유량 분석부(240)에 의해 측정된 플레어 가스의 유량값에서 가스 각각이 차지하고 있는 성분 유량값을 산출한 뒤, 그 성분 유량값에 해당 가스의 단위 발열량을 곱하여 단일 가스에 대한 열량을 산출할 수 있다. 그 다음 단일 가스들에 대한 열량을 모두 합하여 플레어 가스의 전체 열량을 산출 할 수 있다.For example, assuming that the components constituting the flare gas are methane, ethane, propane, butane, hydrogen, and nitrogen by the detection unit 700, the calorific value analyzer 800 performs the extraction based on the concentration data for each gas. After calculating the component flow rate value occupied by each gas from the flow rate value of the flare gas measured by the flow rate analyzer 240 of the unit 200, the component flow rate value is multiplied by the unit calorific value of the gas to obtain a single gas calorific value can be calculated. The total heat capacity of the flare gas can then be calculated by summing up the heat capacity for the single gases.

이와 같이 산출된 플레어 가스 전체 열량은, 플레어 스택에서 배출되는 배출가스의 열량을 산출하는 하나의 데이터로서 활용될 수 있다. 즉, 플레어 스택에서 배출되는 플레어 가스의 열량은, 다양한 파이프(P)의 지점에서 각각 산출된 플레어 가스의 열량값 데이터를 이용하여 산출될 수도 있다.The total calorific value of the flare gas thus calculated may be used as one data for calculating the calorific value of the exhaust gas discharged from the flare stack. That is, the calorific value of the flare gas discharged from the flare stack may be calculated using calorific value data of the flare gas calculated at various points of the pipe P.

더불어, 발열량 분석부(800)에서 산출된 플레어 가스의 전체 열량은, 상기 발열량 산출부(500)에서 산출된 플레어 가스의 발열량 데이터와 비교 분석될 수 있다.In addition, the total calorific value of the flare gas calculated by the calorific value analyzer 800 may be compared and analyzed with calorific value data of the flare gas calculated by the calorific value calculator 500 .

즉, 연소부(300)에서 플레어 가스를 연소시키기 위하여 사용되는 에너지를 줄이는 측면에서 상기 검출부(700)와 발열량 분석부(800)가 사용되어 플레어 가스의 발열량을 산출할 수도 있다.That is, in terms of reducing the energy used to burn the flare gas in the combustion unit 300, the detection unit 700 and the calorific value analyzer 800 may be used to calculate the calorific value of the flare gas.

아울러, 연소부(300)에서 연소된 플레어 가스의 발열량을 상기 발열량 산출부(500)에 의하여 산출하고, 이 산출된 데이터로 상기 검출부(700)와 상기 발열량 분석부(800)의 이상 유무를 판단할 수 있다.In addition, the calorific value of the flare gas burned in the combustion unit 300 is calculated by the calorific value calculation unit 500, and the detection unit 700 and the calorific value analyzer 800 are judged to have abnormalities based on the calculated data can do.

반대뢰, 상기 검출부(700)와 상기 발열량 분석부(800)에서 산출된 데이터를 바탕으로 상기 발열량 산출부(500)의 이상 유무를 판단할 수도 있다.It is also possible to determine whether or not there is an abnormality in the calorific value calculator 500 based on the data calculated by the anti-collision, the detector 700 and the calorific value analyzer 800 .

즉, 연소부(300)에서 연소된 플레어 가스의 발열량을 산출하는 발열량 산출부(500)와, 상기 검출부(700)와 상기 추출부(200)의 유량 분석부(240)에서 측정된 데이터를 바탕으로 플레어 가스의 발열량을 산출하는 발열량 분석부(800)는, 서로 비교 분석되어 진단 역할을 수행할 수 있다.That is, based on the data measured by the calorific value calculation unit 500 that calculates the calorific value of the flare gas burned in the combustion unit 300, the detection unit 700 and the flow rate analyzer 240 of the extraction unit 200 The calorific value analyzer 800 that calculates the calorific value of the flare gas may perform a diagnostic role by comparing and analyzing each other.

예컨대, 상기 발열량 산출부(500)의 산출되는 발열량 또는 발열량 분석부(700)에서 산출되는 발열량이 높은 정확도로 측정되는지 여부는 상기 연소부(300)로 공급되어 연소되는 교정용 가스의 발열량에 의하여 비교분석될 수 있다.For example, whether the calorific value calculated by the calorific value calculator 500 or the calorific value calculated by the calorific value analyzer 700 is measured with high accuracy depends on the calorific value of the calibration gas supplied to the combustion unit 300 and burned. can be comparatively analyzed.

다시 말해, 발열량 산출부(500)에서 측정된 플레어 가스의 발열량, 발열량 산출부(500)에서 측정된 교정용 가스의 발열량, 그리고, 발열량 분석부(800)에서 산출된 플레어 가스의 발열량을 상호 비교분석하여 각각의 구성요소들의 이상 유무를 정확하게 판단할 수 있다.In other words, the calorific value of the flare gas measured by the calorific value calculator 500, the calorific value of the calibration gas measured by the calorific value calculator 500, and the calorific value of the flare gas calculated by the calorific value analyzer 800 are compared. By analyzing, it is possible to accurately determine the presence or absence of abnormalities in each component.

전술한 바와 가이, 플레어 가스를 연소시키는데 사용되는 에너지와 작업상의 번거로움을 줄이는 측면에서는 상기 발열량 분석부(800)에서 플레어 가스의 발열량을 산출하는것이 바람직하다. 그러나, 플레어 가스를 직접적으로 연소시켜 발열량을 측정하는 것보다는 측정 정확도가 떨어질 우려가 있기 때문에 플레어 가스의 발열량을 높은 정확도로 측정하는 측면에서는 연소부(300)와 교정용 가스 공급부(400)와 발열량 산출부(500) 및 교정부(600)를 이용하여 플레어 가스의 발열량을 측정하는 것이 바람직하다. 두 가지의 방식을 적절히 활용하여 플레어 가스의 발열량을 높은 정확도로 측정할 수 있을 뿐만 아니라 에너지를 절감하고 작업의 편의성도 도모할 수 있다.As described above, it is preferable to calculate the calorific value of the flare gas in the calorific value analyzer 800 in terms of reducing the energy used for burning the flare gas and the inconvenience of work. However, since the measurement accuracy may be lower than that of directly burning the flare gas to measure the calorific value, in terms of measuring the calorific value of the flare gas with high accuracy, the combustion unit 300, the calibration gas supply unit 400 and the calorific value It is preferable to measure the calorific value of the flare gas using the calculation unit 500 and the calibration unit 600 . By properly utilizing the two methods, the calorific value of the flare gas can be measured with high accuracy, as well as saving energy and promoting convenience in work.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.Although specific embodiments according to the present invention have been described so far, 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 and should not be defined, but should be defined by not only the scope of the claims to be described later, but also those equivalent to the scope of these claims.

100 : 열량 측정 시스템
200 : 추출부 210 : 샘플링바
220 : 속도 측정부 230 : 밀도 측정부
240 : 유량 분석부 300 : 연소부
400 : 교정용 가스 공급부
500 : 발열량 산출부
600 : 교정부
700 : 검출부
800 : 발열량 분석부100: calorimetry system
200: extraction unit 210: sampling bar
220: speed measurement unit 230: density measurement unit
240: flow rate analysis unit 300: combustion unit
400: calibration gas supply unit
500: calorific value calculator
600: proofreading department
700: detection unit
800: calorific value analysis unit

Claims (10)

플레어 가스가 유동되는 파이프에 마련되어 상기 플레어 가스를 샘플링하는 추출부;
상기 추출부에 의하여 추출된 플레어 가스를 전달받아 연소시키는 연소부; 및
상기 연소부에서 연소된 플레어 가스의 발열량을 산출하는 발열량 산출부;를 포함하며,
상기 추출부는, 상기 파이프에 마련된 벤트에 장착된 상태에서 플레어 가스를 추출하며,
상기 연소부로 교정용 가스를 공급하는 교정용 가스 공급부; 및
상기 교정용 가스 공급부에 의하여 상기 연소부에서 연소된 상기 교정용 가스의 발열량을 바탕으로 상기 발열량 산출부의 교정값을 산출하는 교정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템.
an extraction unit provided in a pipe through which flare gas flows to sample the flare gas;
a combustion unit receiving and burning the flare gas extracted by the extraction unit; and
A calorific value calculation unit for calculating the calorific value of the flare gas burned in the combustion unit;
The extractor extracts the flare gas in a state mounted on a vent provided in the pipe,
a calibration gas supply unit supplying calibration gas to the combustion unit; and
A calibration unit for calculating a calorific value of the calorific value calculation unit based on the calorific value of the calibration gas burned in the combustion unit by the calibration gas supply unit; .
 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 교정용 가스 공급부는,
상기 추출부와 상기 연소부를 서로 연결하는 플레어 가스 유동관에 연결된 상태에서 상기 교정용 가스를 공급하거나 상기 연소부와 직접적으로 연결된 상태에서 상기 교정용 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템.
According to claim 1,
The calibration gas supply unit,
Direct combustion of flare gas, characterized in that for supplying the calibration gas in a state connected to a flare gas flow pipe connecting the extraction unit and the combustion unit or in a state directly connected to the combustion unit calorimetry system.
 제 1 항에 있어서,
상기 교정부는,
상기 교정용 가스 공급부에서 공급되는 교정용 가스의 이론적 발열량과 상기 발열량 산출부에서 실제로 측정된 교정용 가스의 발열량을 비교 분석하여 상기 발열량 산출부의 교정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템.
According to claim 1,
The correction unit,
The calorific value of the calorific value calculator is calculated by comparing and analyzing the calorific value of the calorific value of the calorific value supplied from the calorific gas supply unit and the calorific value of the calorific value actually measured by the calorific value calculator Direct connection of the flare gas, characterized in that News calorimetry system.
 제 1 항에 있어서,
상기 추출부는 상기 파이프에 마련된 벤트에 장착된 상태에서 상기 파이프의 내부 중앙부를 따라서 유동되는 플레어 가스를 샘플링하는 것을 특징으로 하는 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템.
According to claim 1,
The direct combustion calorimeter system of the flare gas, characterized in that for sampling the flare gas flowing along the inner central portion of the pipe in a state where the extractor is mounted on a vent provided in the pipe.
 제 5 항에 있어서,
상기 추출부는,
상기 파이프로 길이방향 하단부위가 삽입되는 샘플링바;
상기 샘플링바에 연결된 상태로 플레어 가스의 속도를 측정하는 속도 측정부;
상기 샘플링바와 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 유량 분석부;를 포함하는 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템.
According to claim 5,
The extraction part,
a sampling bar having a longitudinal lower end inserted into the pipe;
a velocity measurement unit for measuring the velocity of the flare gas while connected to the sampling bar;
a density measurement unit configured to measure the density of flare gas while connected to the sampling bar; and
A direct combustion caloric measurement system for flare gas comprising a flow rate analyzer that calculates the flow rate of 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. .
 제 6 항에 있어서,
상기 샘플링바는,
상기 플레어 가스의 유동방향과 마주하게 배치되는 라운드면;
상기 라운드면의 배면측에 마련되는 면취부; 및
상기 면취부를 구획하되 상기 라운드면의 폭방향 양단을 서로 연결하는 수직면;을 포함하는 것을 특징으로 하는 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템.
According to claim 6,
The sampling bar,
a round surface disposed facing the flow direction of the flare gas;
A chamfer provided on the rear side of the round surface; and
A direct combustion caloric measurement system for flare gas, characterized in that it comprises a;
 제 7 항에 있어서,
상기 속도 측정부에 의하여 측정되는 상기 플레어 가스의 속도는,
상기 플레어 가스의 유동으로 인해 발생하는 압력 차이를 이용하여 산출되며,
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 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템
According to claim 7,
The velocity of the flare gas measured by the velocity measuring unit,
It is calculated using the pressure difference caused by the flow of the flare gas,
The speed measuring unit,
a first pipe having one end in the longitudinal direction communicatively connected to the first pressure port formed on the round surface;
a second pipe having one longitudinal end communicatively connected to the second pressure port formed on the vertical surface; and
It is communicatively connected to the other longitudinal end of the first pipe and the other longitudinal end of the second pipe, and uses the differential pressure between the pressure generated in the first pipe and the pressure generated in the second pipe. Velocity of the flare gas A direct combustion calorimeter measuring system for flare gas comprising a first sensor unit for measuring
 제 7 항에 있어서,
상기 밀도 측정부는,
상기 라운드면에 형성된 가스 유입구에 길이방향 일단이 연통 가능하게 연결되는 제3배관;
상기 샘플링바의 둘레면에 형성된 가스 배출구에 길이방항 일단이 연통 가능하게 연결되는 제4배관; 및
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 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템.
According to claim 7,
The density measurement unit,
a third pipe having one longitudinal end communicatively connected to the gas inlet formed on the round surface;
a fourth pipe having one longitudinal end communicatively connected to a gas outlet formed on a circumferential surface of the sampling bar; and
A second sensor unit connected to the other end in the longitudinal direction of the third pipe and the other end in the longitudinal direction of the fourth pipe to be communicatively connected and measuring the density of the flare gas introduced through the third pipe; characterized in that it comprises a Direct Combustion Calorimetry System for Flare Gases.
 제 9 항에 있어서,
상기 연소부는,
상기 밀도 측정부를 경유한 플레어 가스를 전달받아 연소시키는 것을 특징으로 하는 플레어 가스의 직접 연소식 열량 측정 시스템.According to claim 9,
the combustion unit,
A direct combustion calorimetry system for flare gas, characterized in that for receiving and burning the flare gas via the density measuring unit.
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