KR20150008569A - 혼합 가스 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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한국동서발전(주)
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Abstract

혼합 가스 제어 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 혼합 가스 제어 장치는 바이오 가스(biogas) 저장소로부터 바이오 가스 배관을 통해 공급되는 바이오 가스와, LNG(Liquefied Natural Gas) 저장소로부터 LNG 배관을 통해 공급되는 LNG를 혼합하여 혼합 가스를 생성하고, 상기 혼합 가스를 수요처에 공급하는 가스 혼합부, 생성된 혼합 가스의 열량 또는 유량과 상기 수요처에서 요구하는 혼합 가스의 열량 또는 유량을 비교 분석하여 상태 정보를 생성하는 분석부 및 상태 정보를 수신하여 상기 상태 정보를 기반으로 상기 바이오 가스, 상기 LNG 및 상기 혼합 가스의 공급 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

혼합 가스 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING MIXED GAS}
본 발명은 혼합 가스 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 저열량 저유량의 바이오 가스를 LNG와 혼합함으로써, 사용자가 필요로 하는 열량과 유량의 조건의 혼합 가스를 생성하고, 제어하는 혼합 가스 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 바이오 가스의 성상은 원료인 축산분뇨, 음식물 폐기물, 하수 슬러지 등의 상태(양, 구성성분 등)에 따라 바이오 가스의 메탄 농도 및 발생량이 달라진다.
또한, 효소의 상태, 온도 조건 등에도 영향을 받으므로 실제로 요구되는 조건의 균일하고 안정적인 바이오 가스를 공급하는 것이 어렵다.
한국공개특허 제 2012-0002328 호에서는 바이오 가스와 고열량 기체를 혼합하는 기술을 개시하고 있으나, 혼합 가스의 열량을 분석하여, 바이오 가스와 LNG 등 혼합되는 각각의 가스들의 유량을 제어하는 기술 및 바이오 가스의 압력을 제어하는 기술이 개시되어 있지 않다.
수요처에서 요구하는 조건으로 바이오 가스가 공급이 되지 않을 경우 수요처의 에너지 발생설비(가스 터빈, 가스 엔진 등)에 악영향을 주게 된다.
따라서 변동되는 바이오 가스의 메탄 농도와 유량을 수요처에서 요구하는 조건의 메탄 농도와 유량으로 제어하여 공급하되, 혼합된 가스의 조건(열량, 유량 등)을 측정하여 사전에 밸브로 혼합가스를 차단함으로써 설비 보호 및 작업자의 안전을 보호할 수 있는 기술이 시급하다.
본 발명의 목적은, 바이오 가스와 LNG를 혼합함으로써, 안정되고 균일한 열량과 유량의 혼합 가스를 생성하는 것을 가능케 하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 혼합 가스의 상태를 분석하여, 수요처에서 요구하는 조건을 만족하지 못하는 혼합 가스를 차단하는 것을 가능케 하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 수요처에서 요구하는 조건을 만족하지 못하는 혼합 가스를 차단함으로써 설비 보호 및 작업자의 안전을 제공하는 것을 가능케 하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 혼합 가스의 열량 및 유량을 조절함으로써 혼합 가스를 다양한 용도로 활용하는 것을 가능케 하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 혼합 가스 제어 장치는 바이오 가스(biogas) 저장소로부터 바이오 가스 배관을 통해 공급되는 바이오 가스와, LNG(Liquefied Natural Gas) 저장소로부터 LNG 배관을 통해 공급되는 LNG를 혼합하여 혼합 가스를 생성하고, 상기 혼합 가스를 수요처에 공급하는 가스 혼합부, 상기 생성된 혼합 가스의 열량 또는 유량과 상기 수요처에서 요구하는 혼합 가스의 열량 또는 유량을 비교 분석하여 상태 정보를 생성하는 분석부 및 상기 상태 정보를 수신하여 상기 상태 정보를 기반으로 상기 바이오 가스, 상기 LNG 및 상기 혼합 가스의 공급 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부를 포함한다.
이 때, 상기 상태 정보는, 상기 생성된 혼합 가스의 열량과 상기 수요처에서 요구하는 열량의 일치 여부 및 상기 생성된 혼합 가스의 유량과 상기 수요처에서 요구하는 유량의 일치 여부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 LNG의 유량을 분석하여, 상기 LNG 저장소로부터 공급되는 LNG의 압력을 산출하는 산출부 및 산출된 LNG의 압력에 대응하여, 상기 바이오 가스 저장소로부터 공급되는 바이오 가스의 압력을 제어하는 승압부를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 가스 혼합부는, 혼합 챔버(mixing chamber)일 수 있다.
이 때, 상기 혼합 챔버의 형태는, 수직 배관형, 수평 배관형 및 Vessel 형태 중 어느 하나일 수 있다.
이 때, 상기 혼합 챔버의 내부에는, 상기 바이오 가스와 상기 LNG의 유동을 촉진하는 혼합 촉진 형상물이 설치될 수 있다.
이 때, 상기 혼합 촉진 형상물은, 스크류 형상, 익형 날개 형상 및 다공성 블레이드 형상 중 어느 하나일 수 있다.
이 때, 상기 분석부는, 상기 혼합 가스의 온도를 분석하며, 상기 상태 정보는 상기 혼합 가스의 온도에 대한 정보를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제어부는, 상기 상태 정보를 기반으로 상기 혼합 가스의 열량을 제어하는 열량 제어부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 열량 제어부는, 상기 바이오 가스 배관과 상기 가스 혼합부 사이에 설치되며, 상기 상태 정보를 기반으로 바이오 가스의 유량을 조절하는 바이오 가스 밸브일 수 있다.
이 때, 상기 생성된 혼합 가스의 열량이 상기 수요처에서 요구하는 열량에 미달된다는 상태 정보를 수신하는 경우, 상기 바이오 가스의 유량이 감소되도록 상기 바이오 가스 밸브를 제어하여 상기 수요처에서 요구하는 열랑을 만족하는 혼합가스를 생성할 수 있다.
이 때, 상기 열량 제어부는, 상기 LNG 배관과 상기 가스 혼합부 사이에 설치되며, 상기 상태 정보를 기반으로 LNG의 유량을 조절하는 LNG 밸브일 수 있다.
이 때, 상기 생성된 혼합 가스의 열량이 상기 수요처에서 요구하는 열량에 미달된다는 상태 정보를 수신하는 경우, 상기 LNG의 유량이 증가되도록 상기 LNG 밸브를 제어하여 상기 수요처에서 요구하는 열량을 만족하는 혼합 가스를 생성할 수 있다.
이 때, 상기 제어부는, 상기 상태 정보를 기반으로 상기 혼합 가스의 유량을 제어하는 유량 제어부를 포함하며, 상기 유량 제어부는 상기 혼합 가스의 유량을 조절하는 혼합 가스 밸브일 수 있다.
이 때, 상기 생성된 혼합 가스의 유량과 상기 수요처에서 요구하는 유량이 일치하지 않는다는 상태 정보를 수신하는 경우, 상기 혼합 가스 밸브를 제어하여 상기 수요처에서 요구하는 유량을 만족하는 혼합 가스를 생성할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 혼합 가스 제어 방법은 바이오(biogas) 가스 저장소로부터 바이오 가스 배관을 통해 공급되는 바이오 가스와, LNG(Liquefied Natural Gas) 저장소로부터 LNG 배관을 통해 공급되는 LNG를 혼합하여 혼합 가스를 생성하는 단계, 상기 생성된 혼합 가스의 열량 또는 유량과 수요처에서 요구하는 혼합 가스의 열량 또는 유량을 비교 분석하여 상태 정보를 생성하는 단계, 상기 상태 정보를 기반으로 상기 바이오 가스, 상기 LNG 및 상기 혼합 가스 의 공급 중 적어도 어느 하나를 제어하는 단계 및 상기 혼합 가스를 상기 수요처에 공급하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 상태 정보는, 상기 생성된 혼합 가스의 열량과 상기 수요처에서 요구하는 열량의 일치 여부 및 상기 생성된 혼합 가스의 유량과 상기 수요처에서 요구하는 유량의 일치 여부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 혼합 가스를 생성하는 단계 이전에, 상기 LNG의 유량을 분석하여, 상기 LNG 저장소로부터 공급되는 LNG의 압력을 산출하는 단계 및 산출된 LNG의 압력에 대응하여, 상기 바이오 가스 저장소로부터 공급되는 바이오 가스의 압력을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 상태 정보를 생성하는 단계는, 상기 혼합 가스의 온도를 분석하며, 상기 상태 정보는 상기 혼합 가스의 온도에 대한 정보를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제어하는 단계는,상기 상태 정보를 기반으로 상기 혼합 가스의 열량을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 혼합 가스의 열량을 제어하는 단계는, 상기 바이오 가스의 유량을 제어하거나 상기 LNG의 유량을 제어할 수 있다.
이 때, 상기 제어하는 단계는, 상기 상태 정보를 기반으로 상기 혼합 가스의 유량을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 바이오 가스와 LNG를 혼합함으로써, 안정되고 균일한 열량과 유량의 혼합 가스를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 혼합 가스의 상태를 분석하여, 수요처에서 요구하는 조건을 만족하지 못하는 혼합 가스를 차단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 수요처에서 요구하는 조건을 만족하지 못하는 혼합 가스를 차단함으로써 설비 보호 및 작업자의 안전을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 혼합 가스의 열량 및 유량을 조절함으로써 혼합 가스를 다양한 용도로 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 혼합 가스 제어 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어부(130)의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 혼합 가스 제어 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 혼합 가스 제어 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 혼합 가스 제어 방법의 일 실시예이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
바이오 가스(biogas)는 미생물의 작용에 의하여 유기질 폐기물에서 생성되는 메탄 가스를 의미하며, 발전이나 열 에너지원으로 사용되는 가스이다.
LNG(Liquefied Natural Gas)는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 주성분은 메탄이다.
도 1은 본 발명에 따른 혼합 가스 제어 장치의 블록도이다. 도 2는 도 1에 도시된 제어부(130)의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본발명에 혼합 가스 제어 장치(100)는 바이오 가스(biogas) 저장소로부터 바이오 가스 배관을 통해 공급되는 바이오 가스와, LNG(Liquefied Natural Gas) 저장소로부터 LNG 배관을 통해 공급되는 LNG를 혼합하여 혼합 가스를 생성하고, 상기 혼합 가스를 수요처에 공급하는 가스 혼합부(110), 상기 생성된 혼합 가스의 열량 또는 유량과 상기 수요처에서 요구하는 혼합 가스의 열량 또는 유량을 비교 분석하여 상태 정보를 생성하는 분석부(120) 및 상기 상태 정보를 수신하여 상기 상태 정보를 기반으로 상기 바이오 가스, 상기 LNG 및 상기 혼합 가스의 공급 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부(130)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 상기 제어부(130)는 상기 상태 정보를 기반으로 상기 혼합 가스의 열량을 제어하는 열량 제어부(131)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부(130)는 상기 상태 정보를 기반으로 상기 혼합 가스의 유량을 제어하는 유량 제어부(132)를 포함할 수 있다.
상기 가스 혼합부(110)는 바이오(biogas) 가스 저장소로부터 바이오 가스 배관을 통해 공급되는 바이오 가스와, LNG(Liquefied Natural Gas) 저장소로부터 LNG 배관을 통해 공급되는 LNG를 혼합하여 혼합 가스를 생성하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 생성된 혼합 가스를 수요처에 공급하는 기능을 수행한다.
여기서 바이오 가스 저장소란 바이오 가스를 저장하고 있는 소화조를 의미한다, 또한, LNG 저장소 역시 LNG를 저장하고 있는 저장소를 의미한다.
이 때, 가스 혼합부는 혼합 챔버(mixing chamber)일 수 있다. 상기 혼합 챔버란 혼합기를 의미하는 것이다.
노심에서 방출되는 가스의 온도는 장소에 따라 차이가 있으므로 각 열교환기에 들어가기 전에 온도를 균일하게 할 필요가 있다. 따라서 이러한 목적으로 상기 혼합 챔버는 가스 혼합을 촉진하는 역할을 수행하는 것이다.
또한, 상기 혼합 챔버의 형태는 수직 배관형, 수평 배관형 및 Vessel 형태 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 혼합 챔버의 내부에는 상기 바이오 가스와 상기 LNG의 유동을 촉진하는 혼합 촉진 형상물이 설치 될 수 있다.
이 때, 상기 혼합 촉진 형상물은, 스크류 형상, 익형 날개 형상 및 다공성 블레이드 형상 중 어느 하나일 수 있다.
상기 분석부(120)는 상기 혼합 가스의 열량 또는 유량을 분석하여, 상기 생성된 혼합 가스의 상태에 대한 상태 정보를 생성하는 기능을 수행한다.
구체적으로 상기 상태 정보는, 상기 생성된 혼합 가스의 열량과 상기 수요처에서 요구하는 열량의 일치 여부 및 상기 생성된 혼합 가스의 유량과 상기 수요처에서 요구하는 유량의 일치 여부를 포함할 수 있다.
상기 혼합 가스의 열량이란, 통상적으로 메탄의 농도를 의미하며, 상기 혼합 가스의 유량이란, 상기 혼합 가스가 배관에 흐르는 양을 의미한다.
상기 상태 정보는 상기 혼합 가스의 상태에 대한 정보를 의미하는 것으로서 구체적으로, 상기 혼합 가스의 열량 또는 유량을 분석하게 된다.
또한, 상기 분석부(120)는 상기 혼합 가스의 온도를 분석하며, 상기 상태 정보는 상기 혼합 가스의 온도에 대한 정보를 포함할 수도 있다.
이 때, 상기 혼합 가스의 공급처에 따라 기준이 되는 혼합 가스의 열량 또는 유량은 변동할 수 있다.
따라서 상기 기준과 현재의 상태를 대비하여 상기 혼합 가스의 열량 또는 유량이 적당한지를 분석하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 상태 정보를 제어부(130)에 전달하는 기능을 수행한다.
상기 제어부(130)는 상태 정보를 기반으로 상기 바이오 가스, 상기 LNG 및 상기 혼합 가스 중 적어도 어느 하나를 제어하는 기능을 수행한다.
상기 분석부(120)로부터 상태 정보를 수신하여 상기 바이오 가스, 상기 LNG 및 상기 혼합 가스 중 적어도 어느 하나를 제어하는 것이다.
이 때, 상기 제어부(130)는 상기 상태 정보를 기반으로 상기 혼합 가스의 열량을 제어하는 열량 제어부(131)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부(130)는 상기 상태 정보를 기반으로 상기 혼합 가스의 유량을 제어하는 유량 제어부(132)를 더 포함할 수 있다.
상기 열량 제어부(131)는, 상기 바이오 가스 배관과 상기 가스 혼합부 사이에 설치되며, 상기 상태 정보를 기반으로 바이오 가스의 유량을 조절하는 바이오 가스 밸브일 수 있다.
또한, 상기 열량 제어부(131)는, 상기 LNG 배관과 상기 가스 혼합부 사이에 설치되며, 상기 상태 정보를 기반으로 LNG의 유량을 조절하는 LNG 밸브일 수 있다.
즉, 상기 혼합 가스의 열량을 제어하기 위해서, 상기 가스 혼합부(110)를 통과하기 전에 상기 바이오 가스 또는 상기 LNG의 유량을 조절하는 것이다.
상기 혼합 가스의 열량은 상기 바이오 가스 또는 상기 LNG의 비율에 따라 달라질 수 있기 때문이다.
만약, 수요처에서 요구하는 혼합 가스의 열량보다, 상기 분석부(120)에서 분석된 현재의 혼합 가스의 열량이 더 작다면, 상기 열량 제어부(131)가 동작하게 될 것이다.
구체적으로, 열량을 제어하기 위해서는 바이오 가스의 유량을 조절할 수도 있고, LNG의 유량을 조절할 수도 있다.
바이오 가스의 유량을 조절하기 위해서는 상기 바이오 가스 밸브를 활용할 것이고, LNG의 유량을 조절하기 위해서는 상기 LNG 밸브를 활용하게 되는 것이다.
다만, 수요처에서 요구하는 혼합 가스의 유량도 고려해야 하므로, 상기 바이오 가스 밸브와 상기 LNG 밸브는 이러한 혼합 가스의 유량을 반영하여 선택적으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부(130)는 상기 상태 정보를 기반으로 상기 혼합 가스의 유량을 제어하는 유량 제어부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 유량 제어부는 상기 혼합 가스의 유량을 조절하는 혼합 가스 밸브일 수 있다.
즉, 상기 가스 혼합부(110)에서 생성되는 혼합 가스의 유량을 조절하기 위하여 혼합 가스 밸브를 사용할 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 혼합 가스 제어 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, LNG 저장소(10)는 LNG를 공급하는 기능을 수행한다. 따라서 상기 LNG 저장소(10)로부터 LNG는 LNG 배관을 통해 공급된다.
이 때, 산출부(110)는 공급되는 LNG의 압력을 산출하는 기능을 수행한다. 상기 산출부(110)에서 산출되는 LNG의 압력을 기반으로 하여 후술할 승압부(21)가 작동하게 되는 것이다.
승압부(21)는 바이오 가스 저장소(20)에서 생산된 바이오 가스가 LNG와 혼합이 잘 이루어지도록, LNG 저장소(10)에서 공급되는 LNG의 압력만큼 바이오 가스의 압력을 상승시키는 기능을 수행한다.
분석부(31)는 혼합 가스의 열량 또는 유량을 분석하여, 상기 혼합 가스의 상태에 대한 상태 정보를 생성하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 상태 정보를 LNG 밸브(12), 바이오 가스 밸브(22) 또는 혼합 가스 밸브(32)에 제공한다.
LNG 밸브(12)는 열량 제어부(131)의 일 실시예이며, 바이오 가스 밸브(22) 역시 상기 열량 제어부(131)의 일 실시예이다.
또한, 혼합 가스 밸브(32)는 유량 제어부(132)의 일 실시예이다.
즉, 혼합 가스의 열량을 제어하기 위해서, 가스 혼합부(30)를 통과하기 전에 상기 바이오 가스 또는 상기 LNG의 유량을 조절하는 것이다.
상기 혼합 가스의 열량은 상기 바이오 가스 또는 상기 LNG의 비율에 따라 달라질 수 있기 때문이다.
만약, 수요처(40)에서 요구하는 혼합 가스의 열량보다, 분석부(31)에서 분석된 현재의 혼합 가스의 열량이 더 작다면, 상기 LNG 밸브(12) 또는 바이오 가스 밸브(22)가 동작하게 될 것이다.
구체적으로, 열량을 제어하기 위해서는 바이오 가스의 유량을 조절할 수도 있고, LNG의 유량을 조절할 수도 있다.
바이오 가스의 유량을 조절하기 위해서는 상기 바이오 가스 밸브(22)를 활용할 것이고, LNG의 유량을 조절하기 위해서는 상기 LNG 밸브(12)를 활용하게 되는 것이다.
다만, 수요처(40)에서 요구하는 혼합 가스의 유량도 고려해야 하므로, 상기 바이오 가스 밸브(22)와 상기 LNG 밸브(12)는 이러한 혼합 가스의 유량을 반영하여 선택적으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 혼합 가스 밸브(32)는 상기 분석부(31)로부터 상태 정보를 수신하여 혼합 가스의 유량을 조절하는 기능을 수행한다. 그리고, 상기 혼합 가스 밸브(32)는 상기 혼합 가스가 수요처(40)에 공급되는 것을 차단할 수도 있다.
수요처(40)에서 요구하는 조건으로 혼합 가스가 제공되지 않을 경우, 수요처(40)의 에너지 발생설비(가스 터빈, 가스 엔진 등)에 악영향을 주게되며, 작업자의 안전이 위협될 수 있다.
따라서, 혼합된 가스의 조건(열량, 유량 등)을 분석부(31)에서 분석하여 상기 혼합 가스 밸브(32)를 통해 사전에 혼합 가스를 차단할 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 혼합 가스 제어 방법의 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 혼합 가스 제어 방법은 바이오(biogas) 가스 저장소로부터 바이오 가스 배관을 통해 공급되는 바이오 가스와, LNG(Liquefied Natural Gas) 저장소로부터 LNG 배관을 통해 공급되는 LNG를 혼합하여 혼합 가스를 생성하는 단계(S10), 상기 혼합 가스의 열량 또는 유량을 분석하여, 상기 혼합 가스의 상태에 대한 상태 정보를 생성하는 단계(S20) 및 상기 상태 정보를 기반으로 상기 바이오 가스, 상기 LNG 및 상기 혼합 가스 중 적어도 어느 하나를 제어하는 단계(S30)를 포함한다.
이 때, 상기 혼합 가스를 생성하는 단계(S10) 이전에, 상기 LNG의 유량을 분석하여, 상기 LNG 저장소로부터 공급되는 LNG의 압력을 산출하는 단계 및 산출된 LNG의 압력에 대응하여, 상기 바이오 가스 저장소로부터 공급되는 바이오 가스의 압력을 상승시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 혼합 가스를 생성하는 단계(S10)는, 혼합 챔버(mixing chamber)로 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 혼합 챔버의 형태는, 수직 배관형, 수평 배관형 및 Vessel 형태 중 어느 하나일 수 있다.
이 때, 상기 혼합 챔버의 내부에는, 상기 바이오 가스와 상기 LNG의 유동을 촉진하는 혼합 촉진 형상물이 설치될 수 있다.
이 때, 상기 혼합 촉진 형상물은, 스크류 형상, 익형 날개 형상 및 다공성 블레이드 형상 중 어느 하나일 수 있다.
이 때, 상기 상태 정보를 생성하는 단계(S20)는, 상기 혼합 가스의 온도를 분석하며, 상기 상태 정보는 상기 혼합 가스의 온도에 대한 정보를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제어하는 단계(S30)는, 상기 상태 정보를 기반으로 상기 혼합 가스의 열량을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제어하는 단계(S30)는, 상기 상태 정보를 기반으로 상기 혼합 가스의 유량을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 혼합 가스 제어 방법의 일 실시예이다.
도 5를 참조하면, 우선, 바이오 가스와 LNG를 혼합하여 혼합 가스를 생성하게 된다(S110).
이 때, 상기 생성된 혼합 가스의 열량이 수요처에서 요구하는 열량을 만족하는지를 판단(S120)하게 된다.
만약, 만족하지 않는 경우라면, 상기 열량 제어부의 일 실시예인 LNG 밸브 또는 바이오 가스 밸브를 제어하여 상기 수요처에서 요구하는 열량을 만족하도록 한다.
구체적으로, 상기 생성된 혼합 가스의 열량이 수요처에서 요구하는 열량보다 적은 경우, 상기 LNG 밸브를 개방하여 열량을 증가시키고, 상기 생성된 혼합 가스의 열량이 수요처에서 요구하는 열량보다 높은 경우, 상기 바이오 가스 밸브를 개방하여 열량을 감소 시킬 수 있을 것이다.
또한, 상기 생성된 혼합 가스의 열량이 수요처에서 요구하는 열량보다 적은 경우, 상기 LNG 밸브를 제어하지 않고, 상기 바이오 가스 밸브를 제어하여 상기 바이오 가스가 공급되는 양을 줄이는 방법도 있다.
마찬가지로, 상기 생성된 혼합 가스의 열량이 수요처에서 요구하는 열량보다 높은 경우, 상기 바이오 가스 밸브를 제어하지 않고, 상기 LNG 밸브를 제어하여 상기 LNG가 공급되는 양을 줄이는 방법도 있다.
상기 바이오 가스 밸브 및 상기 LNG 밸브는 개방/차단의 기능만을 수행하는 것이 아니라, 공급되는 양의 미세 조절이 가능하다.
만약, 상기 혼합 가스의 열량이 상기 수요처에서 요구하는 열량을 만족하는 경우라면, 상기 생성된 혼합 가스의 유량이 수요처에서 요구하는 유량을 만족하는지를 추가적으로 판단(S140)하게 된다.
이 때, 상기 생성된 혼합 가스의 유량이 수요처에서 요구하는 유량을 만족하지 못하는 경우라면, 상기 유량 제어부의 일 실시예인 혼합 가스 밸브를 제어함으로써 상기 생성된 혼합 가스의 유량이 상기 수요처에서 요구하는 유량을 만족할 수 있도록 한다.
구체적으로, 상기 생성된 혼합 가스의 유량이 상기 수요처에서 요구하는 유량보다 많은 경우에는, 상기 혼합 가스 밸브를 제어하여 상기 혼합 가스의 유량을 감소시켜서 수요처에 제공하는 것이다.
이처럼, 상기 생성된 혼합 가스의 열량 또는 유량을, 상기 수요처에서 요구하는 혼합 가스의 열량 또는 유량에 대응되도록 제어할 수 있으므로, 수요처의 설비보호 또는 수요처에서 근무하는 사람들의 안전을 보장할 수 있게 되는 장점이 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 혼합 가스 제어 장치 및 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100: 가스 혼합 장치 110: 가스 혼합부
120: 분석부 130: 제어부
131: 열량 제어부 132: 유량 제어부

Claims (22)

  1. 바이오 가스(biogas) 저장소로부터 바이오 가스 배관을 통해 공급되는 바이오 가스와, LNG(Liquefied Natural Gas) 저장소로부터 LNG 배관을 통해 공급되는 LNG를 혼합하여 혼합 가스를 생성하고, 상기 혼합 가스를 수요처에 공급하는 가스 혼합부;
    상기 생성된 혼합 가스의 열량 또는 유량과 상기 수요처에서 요구하는 혼합 가스의 열량 또는 유량을 비교 분석하여 상태 정보를 생성하는 분석부; 및
    상기 상태 정보를 수신하여 상기 상태 정보를 기반으로 상기 바이오 가스, 상기 LNG 및 상기 혼합 가스의 공급 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상태 정보는,
    상기 생성된 혼합 가스의 열량과 상기 수요처에서 요구하는 열량의 일치 여부 및 상기 생성된 혼합 가스의 유량과 상기 수요처에서 요구하는 유량의 일치 여부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 LNG의 유량을 분석하여, 상기 LNG 저장소로부터 공급되는 LNG의 압력을 산출하는 산출부; 및
    산출된 LNG의 압력에 대응하여, 상기 바이오 가스 저장소로부터 공급되는 바이오 가스의 압력을 제어하는 승압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 혼합부는,
    혼합 챔버(mixing chamber)인 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 혼합 챔버의 형태는,
    수직 배관형, 수평 배관형 및 Vessel 형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 혼합 챔버의 내부에는,
    상기 바이오 가스와 상기 LNG의 유동을 촉진하는 혼합 촉진 형상물이 설치 된 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 혼합 촉진 형상물은,
    스크류 형상, 익형 날개 형상 및 다공성 블레이드 형상 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 혼합 가스의 온도를 분석하며, 상기 상태 정보는 상기 혼합 가스의 온도에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 상태 정보를 기반으로 상기 혼합 가스의 열량을 제어하는 열량 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 열량 제어부는,
    상기 바이오 가스 배관과 상기 가스 혼합부 사이에 설치되며, 상기 상태 정보를 기반으로 바이오 가스의 유량을 조절하는 바이오 가스 밸브인 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 생성된 혼합 가스의 열량이 상기 수요처에서 요구하는 열량에 미달된다는 상태 정보를 수신하는 경우,
    상기 바이오 가스의 유량이 감소되도록 상기 바이오 가스 밸브를 제어하여 상기 수요처에서 요구하는 열랑을 만족하는 혼합 가스를 생성하는 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 장치.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 열량 제어부는,
    상기 LNG 배관과 상기 가스 혼합부 사이에 설치되며, 상기 상태 정보를 기반으로 LNG의 유량을 조절하는 LNG 밸브인 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 생성된 혼합 가스의 열량이 상기 수요처에서 요구하는 열량에 미달된다는 상태 정보를 수신하는 경우,
    상기 LNG의 유량이 증가되도록 상기 LNG 밸브를 제어하여 상기 수요처에서 요구하는 열량을 만족하는 혼합 가스를 생성하는 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 상태 정보를 기반으로 상기 혼합 가스의 유량을 제어하는 유량 제어부를 포함하며, 상기 유량 제어부는 상기 혼합 가스의 유량을 조절하는 혼합 가스 밸브인 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 생성된 혼합 가스의 유량과 상기 수요처에서 요구하는 유량이 일치하지 않는다는 상태 정보를 수신하는 경우,
    상기 혼합 가스 밸브를 제어하여 상기 수요처에서 요구하는 유량을 만족하는 혼합 가스를 생성하는 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 장치.
  16. 바이오(biogas) 가스 저장소로부터 바이오 가스 배관을 통해 공급되는 바이오 가스와, LNG(Liquefied Natural Gas) 저장소로부터 LNG 배관을 통해 공급되는 LNG를 혼합하여 혼합 가스를 생성하는 단계;
    상기 생성된 혼합 가스의 열량 또는 유량과 수요처에서 요구하는 혼합 가스의 열량 또는 유량을 비교 분석하여 상태 정보를 생성하는 단계;
    상기 상태 정보를 기반으로 상기 바이오 가스, 상기 LNG 및 상기 혼합 가스 의 공급 중 적어도 어느 하나를 제어하는 단계; 및
    상기 혼합 가스를 상기 수요처에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 상태 정보는,
    상기 생성된 혼합 가스의 열량과 상기 수요처에서 요구하는 열량의 일치 여부 및 상기 생성된 혼합 가스의 유량과 상기 수요처에서 요구하는 유량의 일치 여부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 혼합 가스를 생성하는 단계 이전에,
    상기 LNG의 유량을 분석하여, 상기 LNG 저장소로부터 공급되는 LNG의 압력을 산출하는 단계; 및
    산출된 LNG의 압력에 대응하여, 상기 바이오 가스 저장소로부터 공급되는 바이오 가스의 압력을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 방법.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 상태 정보를 생성하는 단계는,
    상기 혼합 가스의 온도를 분석하며, 상기 상태 정보는 상기 혼합 가스의 온도에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 방법.
  20. 청구항 16에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 상태 정보를 기반으로 상기 혼합 가스의 열량을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 혼합 가스의 열량을 제어하는 단계는,
    상기 바이오 가스의 유량을 제어하거나 상기 LNG의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 방법.
  22. 청구항 16에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 상태 정보를 기반으로 상기 혼합 가스의 유량을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 가스 제어 방법.
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