KR102674449B1 - 연료유 전환 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이종의 연료유 간 전환 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 선박에서 사용되는 이종의 연료유를 전환하여 엔진으로 정상적으로 공급할 수 있도록 하는 연료유 전환 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 연료유 전환 시스템은, 고유황 연료유 및 초저유황 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 연료유로 전환하여 공급할 수 있는 연료유 전환유닛; 및 상기 연료유 전환유닛에 의해 배출된 연료유를 엔진으로 공급하는 연료 공급펌프;를 포함하고, 상기 연료유 전환유닛은, 상기 고유황 연료유와 저유황 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 연료유로 전환하여 공급하는 제1 전환유닛; 및 상기 저유황 연료유 및 상기 초저유황 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 연료유로 전환하여 공급하는 제2 전환유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

연료유 전환 시스템 및 방법{Fuel Oil Change-Over System and Method}
본 발명은 이종의 연료유 간 전환 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 선박에서 사용되는 이종의 연료유를 전환하여 엔진으로 정상적으로 공급할 수 있도록 하는 연료유 전환 시스템 및 방법에 관한 것이다.
국제해사기구(IMO; International Maritime Organization)의 대기오염 규제 협약에 의하면, 지난 2015년 01월부터 북해, 발트해 등 배출규제해역(ECA; Emission Control Area)을 운항하는 선박의 배기가스 유황분 상한(Global Sulphur Cap)을 0.1%로 규제하고 있다.
선박의 황산화물 규제의 강화로 인하여, 벙커C유(황 함유량 3.5%) 대비 약 2배 가격 수준의 저유황 연료의 사용을 권장하고 있으며, 예를 들어, ECA를 운항하는 선박은 MGO(Marine Gas Oil)와 같이 0.1% 미만의 유황을 포함하는 연료유의 사용만을 허용하고 있다.
따라서, 황산화물 배출 규제 지역에서는 연료유 사용 규제에 따라 저유황 연료유를 사용해야 하므로, 규제 대상이 아닌 지역을 운항할 때에는 상대적으로 저가의 고유황 연료유를 사용하거나 또는 고유황 연료유, 저유황 연료유 등 서로 다른 종류의 연료유를 적정 비율로 혼합한 혼합유를 사용하다가, 선박이 황산화물 배출 규제 지역에 진입하기 위해서는 규제 지역에 진입하기 전에 저가의 고유황 연료유에서 고가의 저유황 연료유로의 공급 전환을 완료해야 한다.
즉, 선박은 운항 중에 엔진에서 사용하는 연료의 종류를 전환하여 공급하여야 하는 경우가 빈번하게 발생한다.
이와 같이, 선박의 황산화물 규제가 강화됨에 따라, 저유황유의 사용이 요구되고, 선박에는 엔진에서 사용하는 연료유를 저장하는 하나 이상의 연료유 저장탱크가 서로 다른 이종의 연료유를 각각 개별적으로 저장하도록 마련된다. 즉, 고유황 연료유 저장탱크는 고유황 연료유를 저장하고, 저유황 연료유 저장탱크는 저유황 연료유를 저장한다.
도 1은 이종의 연료를 사용하는 엔진으로 연료유를 전환하여 공급할 수 있는 연료유 전환 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다. 도 1에서, 고유황 연료유 저장탱크(TK1, TK2) 및 저유황 연료유 저장탱크(TK3, TK4)에 저장되어 있는 연료유는 연료유 저장탱크(TK1~TK4)로부터 엔진(E)으로 연결되는 연료유 공급라인을 통해 엔진(E)으로 공급된다. 연료유 공급라인에는 연료유 공급 전환밸브(SCV)가 마련되며, 제어부(CR)에 의해 연료유 공급 전환밸브(SCV)를 제어하여 엔진으로 공급할 연료유를 선택적으로 공급할 수 있다. 즉, 연료유 공급 전환밸브(SCV)는 엔진(E)에 공급될 연료유를 고유황 연료유에서 저유황 연료유로 전환하거나, 저유황 연료유에서 고유황 연료유로 전환한다. 연료유 공급 전환밸브(SCV)에 의해 선택된 연료유는 필터(미도시)를 통과하면서 이물질이 걸러진 후 엔진(E)으로 공급된다.
예를 들어, 고유황 연료유에서 저유황 연료유로 전환할 때에는 현재 엔진(E)에서 사용되고 있는 연료유, 즉 고유황 연료유의 공급량은 서서히 감소시키고, 전환하여 공급할 연료유, 즉 저유황 연료유의 공급량은 서서히 증가시키도록 연료유 공급 전환밸브(SCV)를 제어한다. 이는 연료유 공급라인을 흐르는 연료유 중 저유황 연료유의 비율이 미리 정해진 임계치 이상, 예를 들어 연료유 공급라인을 흐르는 혼합 연료유 중 저유황 연료유의 비율이 97% 이상이 될 때까지 실시하여 전환을 완료할 수 있다.
즉, 서로 다른 연료유의 전환을 위해서는, 부득이하게 연료유의 혼합 과정이 일정 시간 필요한데, 선박의 엔진에서 사용되는 이종의 연료유가 서로 혼합하여도 문제가 발생하지 않는 연료유인 경우에는 혼합 과정에 의한 문제가 없으나, 서로 혼합하였을 때 혼합에 의해 문제가 발생하는 이종의 연료유를 사용하는 경우에는 상호 간의 연료유 전환(change over)이 불가능하다.
예를 들어, 특정의 고유황 연료유와 특정의 저유황 연료유가 혼합되었을 때 혼합에 의해 아스팔텐(asphaltene) 성분이 응집되면 아스팔텐 침전물에 의해 필터, 연료 분사 밸브, 배관 등에 막힘 현상을 유발할 수 있으며, 이러한 경우에는 연료유의 정상적인 공급이 불가하므로 사용이 부적합한 것으로 간주된다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 점차 강화되고 있는 선박의 대기오염 물질 규제를 준수하기 위하여, 혼합에 의해 문제가 발생하는 이종의 연료유의 경우에도 정상적으로 연료유를 전환 공급할 수 있는 연료유 전환 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 고유황 연료유 및 초저유황 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 연료유로 전환하여 공급할 수 있는 연료유 전환유닛; 및 상기 연료유 전환유닛에 의해 배출된 연료유를 엔진으로 공급하는 연료 공급펌프;를 포함하고, 상기 연료유 전환유닛은, 상기 고유황 연료유와 저유황 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 연료유로 전환하여 공급하는 제1 전환유닛; 및 상기 저유황 연료유 및 상기 초저유황 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 연료유로 전환하여 공급하는 제2 전환유닛;을 포함하는, 연료유 전환 시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기 제1 전환유닛은, 상기 고유황 연료유를 저장하는 제1 저장탱크 및 상기 저유황 연료유를 저장하는 제2 저장탱크와 연결되는 제1 전환밸브;를 포함하며, 상기 제1 전환밸브는 삼방밸브(3-way control valve)이고 나머지 하나의 출구는 상기 연료 공급펌프와 연결될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 전환유닛은, 상기 저유황 연료유를 저장하는 제2 저장탱크 및 상기 초저유황 연료유를 저장하는 제3 저장탱크와 연결되는 제2 전환밸브;를 포함하며, 상기 제2 전환밸브는 삼방밸브이고 나머지 하나의 출구는 상기 연료 공급펌프와 연결될 수 있다.
바람직하게는, 상기 고유황 연료유는 HFO(Heavy Fuel Oil)이고, 상기 저유황 연료유는 LSMGO(Low Sulphur Marine Gas Oil)이며, 상기 초저유황 연료유는 ULSFO(Ultra Low Sulphur Fuel Oil)일 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 고유황 연료유 및 초저유황 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 연료유로 공급을 전환하는 단계; 및 상기 공급 전환된 연료유를 엔진으로 공급하는 단계;를 포함하되, 상기 연료유를 전환하는 단계는, 고유황 연료유 및 초저유황 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 저유황 연료유로 공급을 전환하는 단계; 및 상기 저유황 연료유에서 고유황 연료유 및 초저유황 연료유 중 나머지 하나의 연료유로 공급을 전환하는 단계;를 포함하는, 연료유 전환 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 연료유를 전환하는 단계는, 상기 고유황 연료유, 저유황 연료유, 초저유황 연료유 및 혼합유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 하나의 연료유로 순차적으로 전환하여 상기 엔진으로 공급할 수 있다.
바람직하게는, 상기 혼합유는, 상기 고유황 연료유와 저유황 연료유의 혼합유 및 상기 저유황 연료유와 초저유황 연료유의 혼합유 중 어느 하나일 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 의하면, 혼합에 의해 침전물을 형성하는 제1 연료유 및 제3 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 연료유로 전환하여 공급할 수 있는 연료유 전환밸브; 및 상기 연료유 전환밸브에 의해 배출된 연료유를 엔진으로 공급하는 연료 공급펌프;를 포함하고, 상기 연료유 전환밸브는, 상기 제1 연료유에서 제2 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 연료유로 전환하여 공급하는 제1 전환밸브; 및 상기 제2 연료유에서 제3 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 연료유로 전환하여 공급하는 제2 전환밸브;를 포함하는, 연료유 전환 시스템이 제공된다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 의하면, 혼합에 의해 침전물을 형성하는 제1 연료유 및 제3 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 연료유로 전환하여 공급하는 단계; 및 상기 공급이 전환된 연료유를 엔진으로 공급하는 단계;를 포함하되, 상기 연료유를 전환하여 공급하는 단계는, 상기 제1 연료유 및 제2 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 연료유로 전환하여 공급하는 단계; 및 상기 제2 연료유 및 제3 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 연료유로 전환하여 공급하는 단계;를 포함하되, 상기 엔진으로의 연료유 전환 공급 시에는, 제1 연료유 또는 제3 연료유, 제1 연료유 및 제2 연료유의 혼합유 또는 제3 연료유 및 제2 연료유의 혼합유 및 제3 연료유 또는 제1 연료유가 순차적으로 엔진으로 공급되는, 연료유 전환 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 연료유 전환 시스템 및 방법은, 혼합에 의해 침전물 등이 생성되는 이종의 연료유를 상호 전환하여 사용하는 경우에도 연료유를 정상적으로 공급할 수 있고, 침전물에 의한 연료유의 유동 방해와 필터 등 장치의 막힘 현상 등을 방지할 수 있으며, 엔진 및 시스템의 내구성, 안전성 및 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 고유황 연료유와 초저유황 연료유를 모두 선박용 엔진의 연료로 사용할 수 있고, 정상적인 연료유 전환 공급으로 선박의 오염물질 배출 규제를 만족시킬 수 있다.
도 1은 혼합에 의해 문제가 발생하지 않는 이종의 연료유의 전환 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료유 전환 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료유 전환 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다. 이하, 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 연료유 전환 시스템 및 방법을 설명하기로 한다.
본 실시예는 이중 연료 엔진 또는 오일 연료 엔진이 적용된 선박에 적용될 수 있다.
이중 연료 엔진은, 디젤유(Diesel Oil), 중유(Heavy Fuel Oil), MGO(Marine Gas Oil) 등 이종의 오일 연료를 연료로 사용할 수 있고, 또한 천연가스(Natural Gas)와 같은 가스 연료도 사용할 수 있는 엔진이며, 일례로 ME-GI 엔진(Man Electronic Gas Injection Engine), DFDE(Dual Fuel Diesel Electric Engine), X-DF 엔진(eXtra long stroke Dual Fuel Engine) 등이 있다.
또한, 본 발명에서 엔진은, 선박의 메인 엔진(Main Engine) 또는 보조 엔진(Aux. Engine)일 수 있으나, 본 실시예에서는 선박의 메인 엔진으로 마련되는 이중 연료 엔진으로 연료유를 전환하여 공급하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 연료유 전환 시스템은, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 연료유를 저장하는 제1 연료유 저장탱크(110), 제2 연료유를 저장하는 제2 연료유 저장탱크(120), 제3 연료유를 저장하는 제3 연료유 저장탱크(130) 및 제1 연료유, 제2 연료유, 제3 연료유 및 혼합유 등 이종의 연료를 연료로 공급받아 구동되는 메인 엔진(미도시), 메인 엔진으로 이종의 연료를 전환하여 공급하는 연료유 전환유닛(Fuel Change Over Unit)(210, 220) 및 연료유 전환유닛(210, 220)으로부터 배출된 연료유를 메인 엔진으로 공급하는 연료 공급펌프(Fuel Oil Supply Pump)(310, 320)를 포함한다.
본 실시예에서 제1 연료유는 중질유, 제2 및 제3 연료유는 경질유일 수 있으며, 바람직하게는, 제1 연료유는 고유황 연료유(High Sulphur Content Fuels), 제2 연료유는 저유황 연료유(Low Sulphur Content Fuels), 제3 연료유는 초저유황 연료유(Ultra Low Sulphur Content Fuels)일 수 있다.
고유황 연료유는 유황의 함유량이 약 0.3%를 초과하는 등 유황의 함량이 높은 중유를 의미하며, 본 실시예에서 고유황 연료유가 반드시 황 함유량이 0.3%를 초과하는 것으로 한정되는 것은 아니고 저유황 연료유 또는 초저유황 연료유의 황 함유량에 상대적인 개념일 수 있다. 바람직하게는, 본 실시예에서 제1 연료유는 고유황 연료유로써 HFO(Heavy Fuel Oil)일 수 있다.
저유황 연료유 및 초저유황 연료유는 유황의 함유량이 약 0.3% 이하로 낮은 연료유이며, 본 실시예에서 저유황 연료유 및 초저유황 연료유가 반드시 황 함유량이 0.3% 미만인 것으로 한정되는 것은 아니고, 고유황 연료유의 황 함유량에 상대적인 개념일 수 있으며, 단, 초저유황 연료유의 황 함유량은 저유황 연료유의 황 함유량보다 낮다. 바람직하게는, 본 실시예에서 제2 연료유는 저유황 연료유로써 MGO(Marine Gas Oil) 또는 LSMGO(Low Sulphur Marine Gas Oil)일 수 있고, 제3 연료유는 초저유황 연료유로써 ULSFO(Ultra Low Sulphur Fuel Oil)일 수 있다.
본 실시예에서 메인 엔진은 제1 연료유, 제2 연료유, 제3 연료유와 제1, 제2 및 제3 연료유 중 어느 2종의 연료유의 혼합유를 연료로써 공급받아 구동될 수 있고, 연료유 전환유닛(210, 220)은 제1 연료유, 제2 연료유 및 제3 연료유의 공급을 전환하여 제1 연료유, 제2 연료유, 제3 연료유 및 혼합유를 연료 공급펌프(310, 320) 측으로 배출시키고, 연료 공급펌프(310, 320)는 연료유 전환유닛(210, 220)으로부터 배출된 연료유를 엔진으로 공급하는데, 제1 연료유, 즉 HFO와 제3 연료유, 즉 ULSFO는 혼합하였을 때 슬러지와 같은 침전물, 구체적으로는 아스팔텐(asphaltene) 성분이 응집될 수 있다.
본 실시예에 따른 연료유 전환 시스템의 연료유 전환유닛(210, 220)은 도 2에 도시한 바와 같이, HFO에서 LSMGO 또는 LSMGO에서 HFO로 전환하여 공급하는 제1 전환유닛(210), LSMGO에서 ULSFO 또는 ULSFO에서 LSMGO로 전환하여 공급하는 제2 전환유닛(220)을 포함한다.
제1 전환유닛(210)은 제1 저장탱크(110) 및 제2 저장탱크(120)와 연결되며, 제1 저장탱크(110)에 저장된 HFO 및 제2 저장탱크(120)에 저장된 LSMGO의 공급을 전환하는 제1 전환밸브(211)를 포함하고, 제2 전환유닛(220)은 제2 저장탱크(120) 및 제3 저장탱크(130)와 연결되며 제2 저장탱크(120)에 저장된 LSMGO 및 제3 저장탱크(130)에 저장된 ULSFO의 공급을 전환하는 제2 전환밸브(221)를 포함한다. 제1 전환밸브(211) 및 제2 전환밸브(221)는 삼방밸브(3-way control valve)일 수 있다.
제1 전환밸브(211)는 2개의 입구 중 어느 하나는 제1 저장탱크(110)와 연결되고, 나머지 하나는 제2 저장탱크(120)와 연결되며, 1개의 출구는 연료 공급펌프(310, 320)와 연결된다.
제1 저장탱크(110)와 제1 전환밸브(211)는 제1 연료유 공급라인(911)에 의해 연결되고, 제2 저장탱크(120)와 제1 전환밸브(211)는 제2 연료유 공급라인(912)에 의해 연결되며, 제1 전환밸브(211)와 연료 공급펌프(310, 320)는 제1 유닛 연료유 공급라인(910) 및 연료 공급라인(930)에 의해 연결된다.
또한, 제2 전환밸브(221)는 2개의 입구 중 어느 하나는 제2 저장탱크(120)와 연결되고, 나머지 하나는 제3 저장탱크(130)와 연결되며, 1개의 출구는 연료 공급펌프(310, 320)와 연결된다.
제2 저장탱크(120)와 제2 전환밸브(221)는 제2 연료유 공급라인(922)에 의해 연결되고, 제3 저장탱크(130)와 제2 전환밸브(221)는 제3 연료유 공급라인(923)에 의해 연결되며, 제2 전환밸브(221)와 연료 공급펌프(310, 320)는 제2 유닛 연료유 공급라인(920) 및 연료 공급라인(930)에 의해 연결된다.
즉, 본 실시예에 따르면, 연료 공급펌프(310, 320) 전단에 연료유 전환유닛을 HFO와 LSMGO를 상호 전환하여 공급하는 제1 전환유닛(210)과 LSMGO와 ULSFO를 상호 전환하여 공급하는 제2 전환유닛(220)을 각각 마련함으로써, HFO는 제1 전환유닛(210)에 의해 제1 연료유 공급라인(911) 및 제1 유닛 연료유 공급라인(910)을 따라 연료 공급펌프(310, 320)로 공급되고, ULSFO는 제2 전환유닛(220)에 의해 제3 연료유 공급라인(923) 및 제2 유닛 연료유 공급라인(920)을 따라 연료 공급펌프(310, 320)로 공급되므로, 메인 엔진으로 HFO와 ULSFO를 모두 연료유로 공급할 수 있도록 연료유 전환 시스템을 마련하면서도 HFO와 ULSFO의 혼합에 의해 아스팔텐 성분이 응집되지 않을 수 있다.
예를 들어, HFO에서 ULSFO로 연료유로 전환할 때, 연료 공급펌프(310, 320)는 제1 전환밸브(211) 및 제2 전환밸브(221)의 제어에 의해 HFO를 메인 엔진으로 공급하다가, HFO와 LSMGO의 혼합유, LSMGO, LSMGO와 ULSFO의 혼합유 및 ULSFO를 순차적으로 메인 엔진으로 공급함으로써 연료유를 전환 공급할 수 있으며, 따라서 HFO와 ULSFO가 혼합되는 일 없이 연료유의 전환을 안정적으로 실시할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 연료유 전환유닛(210, 220)은 선박의 운항 상태에 따라 메인 엔진으로 공급할 연료유를 전환하는 제1 전환밸브(211)와 제2 전환밸브(221)를 제어하는 제어부(CS)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 연료 공급펌프(310, 320)는 도 2에 도시한 바와 같이, 병렬로 2개 이상이 마련될 수 있는데, 2개 이상의 연료 공급펌프(310, 320) 중 적어도 하나의 연료 공급펌프(320)는 나머지 하나의 연료 공급펌프(310)가 작동이 불가할 때 리던던시용으로 마련될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 제1 유닛 연료유 공급라인(910), 제2 유닛 연료유 공급라인(920) 및 연료 공급라인(930) 중 어느 하나 이상의 공급라인(910, 920, 930) 상에는 공급라인(910, 920, 930)을 따라 연료 공급펌프(310, 320)로 공급되는 연료유의 불순물을 제거하는 필터(Filter)(도면부호 미부여)가 마련될 수 있다.
이하, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 연료유 전환 시스템을 참고하여 연료유의 전환 방법 및 연료유의 흐름을 간략하게 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료유 전환 시스템이 적용된 선박이 메인 엔진의 연료로 제1 저장탱크(110)에 저장된 HFO를 사용하면서 일반 해역을 운항하다가, 배기가스 규제 지역에 진입하기 전에 메인 엔진의 연료를 HFO에서 ULSFO로 전환하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
메인 엔진으로 HFO를 연료로 공급할 때에 제어부(CS)는 제1 전환밸브(211)가 제1 저장탱크(110) 및 연료 공급펌프(310, 320) 측으로 개방되고, 제2 저장탱크(120)와 연결된 측은 폐쇄되도록 제어한다. 제1 저장탱크(110)에 저장된 HFO는 제1 연료유 공급라인(911), 제1 전환밸브(211), 제1 유닛 연료유 공급라인(910) 및 연료 공급라인(930)을 따라 연료 공급펌프(310, 320)로 공급되고, 연료 공급펌프(310, 320)에 의해 메인 엔진으로 공급된다.
이때, 제어부(CS)는 제2 전환밸브(221)는 폐쇄된 상태로 제어하고, 제2 유닛 연료유 공급라인(920)으로 연료유가 흐르지 않도록 할 수 있다.
연료 공급펌프(310, 320)로 공급되는 연료유는 필터를 통과하면서 불순물이 제거될 수 있고, 제어부(CS)는 유량 조절 밸브(도면부호 미부여) 또는 연료 공급펌프(310, 320)를 제어하여 메인 엔진으로 공급되는 연료유의 유량을 조절할 수도 있다.
연료 공급펌프(310, 320)에 의해 메인 엔진으로 공급되는 연료유는 히터(미도시) 또는 쿨러(미도시)와 같은 온도 조절 수단에 의해 메인 엔진에서 요구되는 온도 또는 점도가 조절되어 공급될 수 있다.
작업자 또는 도시하지 않은 중앙 제어부 등에 의해 연료유 전환 신호가 제어부(CS)로 송신되면, 제어부(CS)는, 제1 전환밸브(211)를 제1 저장탱크(110)와 연결된 측은 서서히 폐쇄하고 제2 저장탱크(120)와 연결된 측은 서서히 개방하도록 제어하여, 연료 공급펌프(310, 320)로 공급되는 HFO의 유량은 서서히 줄이고, 연료 공급펌프(310, 320)로 공급되는 제2 저장탱크(120)에 저장된 LSMGO의 유량은 서서히 증가시킨다.
이때, 제1 전환밸브(211)를 통과하여 제1 유닛 연료유 공급라인(910) 및 연료 공급라인(930)을 따라 연료 공급펌프(310, 320)로 공급되고 연료 공급펌프(310, 320)에 의해 메인 엔진으로 공급되는 연료유는, HFO와 LSMGO의 혼합유이고, 제1 전환밸브(211)를 제어함으로써 혼합유 중 HFO의 비율은 서서히 감소시키고 LSMGO의 비율은 서서히 증가시킨다. 이는, 제1 유닛 연료유 공급라인(910)과 연료 공급라인(930)을 따라 연료 공급펌프(310, 320)로 공급되는 혼합유 중 LSMGO의 비율이 설정값 이상이 될 때까지 실시할 수 있다.
여기서 설정값은, 미리 설정된 값으로 전환이 안정적으로 이루어졌다고 판단되는 혼합유의 비율일 수 있다.
제1 전환밸브(211)의 제어에 의해 혼합유의 비율이 설정값에 도달하면, 제어부(CS)는 제2 전환밸브(221)를 제어하여 제2 저장탱크(120)와 연결된 측을 서서히 개방한다. 이때, 연료 공급라인(930)을 따라 연료 공급펌프(310, 320)로 공급되는 연료유는, 제1 유닛 연료유 공급라인(910)을 통해 공급되는 LSMGO와 제2 유닛 연료유 공급라인(920)을 통해 공급되는 LSMGO일 수 있고, 제2 전환밸브(221)의 제2 저장탱크(120)와 연결된 측을 개방하는 초기에는 제1 유닛 연료유 공급라인(910)을 통해 공급되는 적어도 일부의 HFO가 포함될 수도 있다.
즉, 제1 전환밸브(211)는 시간이 지남에 따라 제1 저장탱크(110)와 연결된 측은 서서히 폐쇄하고, 제2 저장탱크(120)와 연결된 측은 서서히 개방한 후, 혼합유가 설정값에 도달하면 제1 전환밸브(211)의 제2 저장탱크(120)와 연결된 측은 서서히 폐쇄함과 동시에 제2 전환밸브(221)의 제2 저장탱크(120)와 연결된 측을 서서히 개방하도록 제어할 수도 있고, 제1 전환밸브(211)의 제1 저장탱크(110)와 연결된 측은 서서히 폐쇄하면서, 제1 전환밸브(211)의 제2 저장탱크(120)와 연결된 측과 제2 전환밸브(221)의 제2 저장탱크(120)와 연결된 측을 동시에 서서히 개방하도록 제어할 수도 있다.
제1 전환밸브(211) 및 제2 전환밸브(221) 또는 제2 전환밸브(221)의 제어에 의해 메인 엔진(310, 320)으로 공급되는 연료유가 HFO에서 LSMGO로 안정적으로 전환되었다고 판단되면, 제어부(CS)는 제2 전환밸브(221)의 제3 저장탱크(130)와 연결된 측을 서서히 개방하여 LSMGO에서 제3 저장탱크(130)에 저장된 ULSFO로의 공급 전환을 실시한다.
이때, 제1 전환밸브(211)의 제1 저장탱크(110)와 연결된 측은 완전히 폐쇄된 상태이고, 제1 유닛 연료유 공급라인(910) 및 연료 공급라인(930)을 따라 연료 공급펌프(310, 320)로 공급되는 연료유에는 HFO가 포함되지 않는다.
즉, 연료 공급펌프(310, 320) 및 메인 엔진으로 공급되는 연료유는 LSMGO와 ULSFO의 혼합유이다.
LSMGO에서 ULSFO로의 공급 전환이 시작되면 제어부(CS)는 제2 전환밸브(221)를 시간이 지남에 따라 제2 저장탱크(120)와 연결된 측은 서서히 폐쇄하고, 제3 저장탱크(130)와 연결된 측은 서서히 개방하도록 제어한다.
즉, 제2 전환밸브(221)를 제어함으로써 혼합유 중 LSMGO의 비율은 서서히 감소시키고, ULSFO의 비율은 서서히 증가시킨다. 이는, 제2 유닛 연료유 공급라인(920)과 연료 공급라인(930)을 따라 연료 공급펌프(310, 320)로 공급되는 혼합유 중 ULSFO의 비율이 설정값 이상이 될 때까지 실시할 수 있다. 여기서 설정값은, 미리 설정된 값으로 전환이 안정적으로 이루어졌다고 판단되는 혼합유의 비율일 수 있다.
또 다른 예로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료유 전환 시스템이 적용된 선박이 메인 엔진의 연료로써 제3 저장탱크(130)에 저장된 ULSFO를 사용하며 운항하다가 제1 저장탱크(110)에 저장된 HFO로 전환하는 경우에는, 제2 전환밸브(221)를 제어하여 ULSFO에서 LSMGO로의 연료유 공급 전환을 먼저 실시하고, 제1 전환밸브(211)를 제어하여 LSMGO에서 HFO로의 연료유 공급 전환을 실시할 수 있으며, 기본 개념은 상술한 실시예와 비교하여 그 제어 순서가 반대일 뿐 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
즉, 본 발명에 따른 연료유 전환 시스템 및 방법은, 혼합하면 아스팔텐 등의 응집물이 생성되는 이종의 연료유, 예를 들어 HFO와 ULSFO의 경우에도, 제1 전환유닛과 제2 전환유닛을 마련하여 순차적으로 제어함으로써 메인 엔진의 연료로써 전환 공급할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 연료유 전환 시스템 및 방법은, 메인 엔진의 연료로써 LSMGO만을 공급하도록 제어할 수도 있음은 자명하다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시 예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시 예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로 상술한 실시 예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고, 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
110 : 제1 저장탱크
120 : 제2 저장탱크
130 : 제3 저장탱크
210 : 제1 전환유닛
211 : 제1 전환밸브
220 : 제2 전환유닛
221 : 제2 전환밸브
310, 320 : 연료 공급펌프
910 : 제1 유닛 연료유 공급라인
920 : 제2 유닛 연료유 공급라인
911 : 제1 연료유 공급라인
912, 922 : 제2 연료유 공급라인
923 : 제3 연료유 공급라인
930 : 연료 공급라인
CS : 제어부

Claims (8)

  1. 고유황 연료유를 저장하는 제1 저장탱크;
    상기 고유황 연료유와 혼합되면 침전물이 생성되는 초저유황 연료유를 저장하는 제3 저장탱크;
    저유황 연료유를 저장하는 제2 저장탱크;
    상기 고유황 연료유, 저유황 연료유, 초저유황 연료유 및 혼합유를 포함하는 이종의 연료유를 공급받아 구동되는 엔진;
    상기 엔진으로 상기 이종의 연료유를 전환하여 공급할 수 있는 연료유 전환유닛; 및
    상기 연료유 전환유닛에 의해 배출된 연료유를 엔진으로 공급하는 연료 공급펌프;를 포함하고,
    상기 연료유 전환유닛은,
    상기 고유황 연료유와 저유황 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 연료유로 전환하여 공급하는 제1 전환유닛;
    상기 저유황 연료유 및 상기 초저유황 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 연료유로 전환하여 공급하는 제2 전환유닛; 및
    상기 고유황 연료유와 초저유황 연료유는 서로 혼합되지 않고 상기 연료 공급펌프에 공급되도록 상기 연료유 전환유닛을 제어하는 제어부;를 포함하는, 연료유 전환 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전환유닛은,
    상기 고유황 연료유를 저장하는 제1 저장탱크 및 상기 저유황 연료유를 저장하는 제2 저장탱크와 연결되는 제1 전환밸브;를 포함하며,
    상기 제1 전환밸브는 삼방밸브(3-way Control Valve)이고 나머지 하나의 출구는 상기 연료 공급펌프와 연결되는, 연료유 전환 시스템.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제2 전환유닛은,
    상기 저유황 연료유를 저장하는 제2 저장탱크 및 상기 초저유황 연료유를 저장하는 제3 저장탱크와 연결되는 제2 전환밸브;를 포함하며,
    상기 제2 전환밸브는 삼방밸브이고 나머지 하나의 출구는 상기 연료 공급펌프와 연결되는, 연료유 전환 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 고유황 연료유는 HFO(Heavy Fuel Oil)이고,
    상기 저유황 연료유는 LSMGO(Low Sulphur Marine Gas Oil)이며,
    상기 초저유황 연료유는 ULSFO(Ultra Low Sulphur Fuel Oil)인, 연료유 전환 시스템.
  5. 고유황 연료유, 저유황 연료유, 초저유황 연료유 및 혼합유를 포함하는 이종의 연료유를 공급받아 구동되는 엔진으로, 상기 이종의 연료유를 상호 전환하여 공급하는 단계;를 포함하고,
    상기 고유황 연료유와 초저유황 연료유는 혼합되면 침전물이 생성되며,
    상기 연료유를 전환하여 공급하는 단계는,
    고유황 연료유 및 초저유황 연료유 중 어느 하나의 연료유에서 저유황 연료유로 공급을 전환하는 단계; 및
    상기 저유황 연료유에서 고유황 연료유 및 초저유황 연료유 중 나머지 하나의 연료유로 공급을 전환하는 단계;를 포함하여,
    상기 고유황 연료유와 초저유황 연료유는 서로 혼합되지 않고 상기 이종의 연료유가 엔진으로 공급되도록 제어하는, 연료유 전환 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 연료유를 전환하는 단계는,
    상기 고유황 연료유, 저유황 연료유, 초저유황 연료유 및 혼합유 중 어느 하나의 연료유에서 다른 하나의 연료유로 순차적으로 전환하여 상기 엔진으로 공급하는, 연료유 전환 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 혼합유는,
    상기 고유황 연료유와 저유황 연료유의 혼합유 및
    상기 저유황 연료유와 초저유황 연료유의 혼합유 중 어느 하나인, 연료유 전환 방법.
  8. 삭제
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