KR20170051755A

KR20170051755A - 가스 압축기 시스템

Info

Publication number: KR20170051755A
Application number: KR1020150152472A
Authority: KR
Inventors: 김영훈; 남기일; 박상민
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2017-05-12

Abstract

본 발명은 가스 압축기 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 가스 온도 제어를 용이하게 하여 가스 압축기의 서지 현상 발생시 빠른 시간 내에 정상의 상태로 회복할 수 있도록 운전의 안정성을 향상시킨 가스 압축기 시스템에 관한 것이다.
이를 위해, 가스가 유입되는 흡입관에 설치되고 흡입관으로 흡입되어 이송되는 가스의 압력을 조절하는 압력조절밸브와 상기 압력조절밸브에서 이송된 가스의 유량을 제어하기 위한 흡입밸브를 포함하는 흡입부; 상기 흡입부에서 이송되는 가스를 압축하고 압축된 가스를 냉각하기 위한 제1쿨러가 구비된 압축부; 상기 압축부에서 이송된 가스를 이상 고압 발생 시 배출시키고, 정상 압력일 경우에는 가스 사용처로 배출하기 위한 배출부; 상기 압축관에 연결되도록 설치되고, 가스 압축기에서 서지 현상 발생 시 가스 압력을 재순환시켜 정상 압력을 유지하도록 하여 서지 현상으로부터 회복시키기 위한 안티서지부; 및 가스의 열을 교환하는 제2쿨러가 해수에 잠긴 상태로 상기 안티서지부에 설치되고, 해수를 이용하여 안티서지부에서 순환하는 가스를 냉각하는 냉각부;를 포함하는 가스 압축기 시스템을 제공한다.

Description

가스 압축기 시스템{Gas Compressor Systems}

본 발명은 가스 압축기 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 가스 온도 제어를 용이하게 하여 가스 압축기의 서지 현상 발생시 빠른 시간 내에 정상의 상태로 회복할 수 있도록 운전의 안정성을 향상시킨 가스 압축기 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 가스나 공기의 압력을 높이는 기계로써, 연결 장치의 저항에 대하여 밀도가 높은 가스를 내보내어 압축 공기 기구, 착암기 따위를 운전하거나 공기 구동 장치의 압력 원천으로 한다.

가스 압축기의 종류에는 왕복동, 원심형, 축류, 기어식, 스크류 방식이 있다.

이러한 가스 압축기는 운전 상황에 따라, 서지(Surge) 현상이 발생하게 된다.

서지(Surge) 현상이란 압축기를 통과하는 불안정 공기 흐름의 상태를 의미하는 것으로, 정격유량의 범위보다 낮은 흐름이 유지될 경우 압축기의 토출압(Discharge Pressure)이 부 배관 내의 압력보다 상대적으로 감소하게 되어 압축기 내로 역 흐름(reverse Flow)이 형성되고, 시간이 지남에 따라 배출부의 흐름 양이 감소하게 되어 다시 흐름이 정 방향으로 흐르게 되는 순서가 빠른 속도록 반복하게 되며, 이로 인해 소음 및 진동이 발생하게 되고 압축기에 기계적 손상을 가져오게 되는 현상을 말한다.

따라서, 상기와 같이 가스 압축기의 기계적 손상을 방지하기 위해 가스 압축기 시스템에는 서지 현상을 방지하기 위한 서지 방지 시스템을 구비하고 있다.

도 1은 종래의 가스 압축기 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 개략도이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 종래의 가스 압축기 시스템은 크게, 흡입부(10), 압축부(20), 배출부(30), 안티서지부(40)를 포함한다.

상기 흡입부(10)는 공급 가스가 유입되는 흡입관(11), 상기 흡입관(11)에 설치된 제1차단밸브(12), 흡입관(11)으로부터 유입된 가스의 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브(13), 상기 응축기에서 배출되어 이송하는 가스의 유량을 제어하기 위한 흡입밸브(14)를 포함하여 구성된다.

다음으로, 압축부(20)는 상기 흡입부(10)에서 이송된 가스가 이송하는 압축관(21), 상기 압축관(21)으로 이송하는 가스를 압축하는 압축기(22), 상기 압축기(22)에서 압축되어 배출된 가스를 냉각하기 위한 쿨러(23)를 포함하여 구성된다.

다음으로, 배출부(30)는 상기 압축부(20)에서 압축되어 배출된 가스를 사용처로 이송하기 위한 배출관(31), 상기 배출관(31)에 설치되어 가스 압축기 내의 정상 압력 이상으로 고압이 발생 시 배출하기 위한 릴리프밸브(32), 상기 배출관(31)에서 이송되는 가스가 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브(33), 상기 배출관(31)에 설치되는 제2차단밸브(34)를 포함하여 구성된다.

다음으로, 안티서지부(40)는 서지현상 발생 시 압축부(20)에서 압축된 가스를 재순환시키기 위해 압축관(21)에 설치되는 순환관(41), 상기 순환관(41)으로 유입되어 이송하는 가스의 흐름을 제어하는 안티서지밸브(42)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 종래의 가스 압축기 시스템은 흡입부(10)를 통해 가스를 공급받아 가스의 압력을 조절한 뒤 압축부(20)로 보내 가스를 압축하고 냉각한 후 사용처로 배출하는 구조로 형성된다.

이때, 가스 압축기의 운전 시 서지 현상이 발생하게 되면, 고압이 형성될 경우 릴리프밸브(32)를 통해 가스를 배출하고, 저압이 형성될 경우 안티서지부(40)의 안티서지밸브(42)가 작동하여 압축가스를 다시 흡입부(10)로 재순환되도록 시스템을 구성하여 서지 현상에 대응하고 있다.

하지만, 종래의 가스 압축기 시스템은 상기 안티서지부(40)의 순환관(41)으로 재순환하는 가스를 냉각하는 설비가 구비되지 않아 순환관(41)을 통해 재순환하는 가스의 온도를 제어하기 어려운 문제가 있고, 이로 인해, 서지 현상이 발생하게 되면 정상 운전 상태로 회복되는데 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 별도의 냉각수 공급 설비를 구비하지 않고 해수를 이용하여 가스 압축기에서 순환하는 가스 냉각하고 용이하게 가스의 온도를 제어함으로써 빠른 시간 내에 정상의 운전 상태로 회복할 수 있도록 하는 가스 압축기 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 가스가 유입되는 흡입관에 설치되고 흡입관으로 흡입되어 이송되는 가스의 압력을 조절하는 압력조절밸브와 상기 압력조절밸브에서 이송된 가스의 유량을 제어하기 위한 흡입밸브를 포함하는 흡입부; 상기 흡입부에서 이송되는 가스를 압축하고 압축된 가스를 냉각하기 위한 제1쿨러가 구비된 압축부; 상기 압축부에서 이송된 가스를 이상 고압 발생 시 배출시키고, 정상 압력일 경우에는 가스 사용처로 배출하기 위한 배출부; 상기 압축관에 연결되도록 설치되고, 가스 압축기에서 서지 현상 발생 시 가스 압력을 재순환시켜 정상 압력을 유지하도록 하여 서지 현상으로부터 회복시키기 위한 안티서지부; 및 가스의 열을 교환하는 제2쿨러가 해수에 잠긴 상태로 상기 안티서지부에 설치되고, 해수를 이용하여 안티서지부에서 순환하는 가스를 냉각하는 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 압축부는, 상기 흡입부에서 전달된 가스가 이송하는 압축관; 상기 압축관으로 이송되는 가스를 압축하는 압축기; 및 상기 압축기에서 압축된 가스를 냉각하기 위한 쿨링부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 쿨링부는, 압축기에서 배출된 압축가스를 우회시키는 제1바이패스밸브; 상기 제1바이패스밸브를 통해 이송된 가스를 열교환하여 냉각시키는 제1쿨러; 상기 제1쿨러에서 냉각된 가스가 압축관으로 배출될 때 제1쿨러 방향으로 역류하는 것을 방지하기 위한 제1체크밸브; 상기 압축기에서 배출되어 이송하는 압축관 내의 가스 온도를 감지하기 위해 압축관에 설치되는 제1온도센서; 및 상기 제1온도센서를 통해 감지된 가스의 온도가 높을 경우 가스를 제1바이패스밸브로 우회하도록 하여 냉각시키기 위해 상기 제1바이패스밸브의 개폐를 제어하는 제1온도제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 안티서지부는, 일측은 압축관에 연결되고 타측은 흡입부의 흡입밸브 후단(後段)에 연결되도록 설치되며, 압축부에서 이송된 압축가스를 재순환시키기 위한 순환관; 및 상기 순환관으로 이송되는 가스의 흐름을 제어하기 위한 안티서지밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각부는, 안티서지부의 안티서지밸브 전단(前段) 또는 후단(後段)으로 복수개가 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 냉각부는, 상기 안티서지부의 순환관으로 순환하는 가스를 우회시키는 제2바이패스밸브; 상기 제2바이패스밸브를 통해 이송된 가스를 열교환하여 냉각시키는 제2쿨러; 상기 제2쿨러에서 냉각된 가스가 순환관으로 배출될 때 제2쿨러 방향으로 역류하는 것을 방지하기 위한 제2체크밸브; 상기 순환관에서 순환하는 순환관 내의 가스 온도를 감지하기 위해 순환관에 설치되는 제2온도센서; 및 상기 제2온도센서를 통해 감지된 가스의 온도가 높을 경우 가스를 제2바이패스밸브로 우회하도록 하여 냉각시키기 위해 상기 제2바이패스밸브의 개폐를 제어하는 제2온도제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 가스 압축기 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.

제1온도센서를 통해 압축기에서 압축된 가스의 온도를 감지하고 기설정된 가스의 온도보다 높을 경우 가스가 제1바이패스밸브를 통해 제1쿨러로 유입되도록 하여 가스의 온도를 최적의 상태로 유지할 수 있도록 제어할 수 있게 된다.

또한, 제2온도센서를 통해 순환관으로 재순환하는 가스의 온도를 감지하고 기설정된 가스의 온도보다 높을 경우 가스가 제2바이패스밸브를 통해 제2쿨러로 유입되도록 하여 가스의 온도를 최적의 상태로 유지할 수 있도록 제어할 수 있게 된다.

또한, 해수를 이용하여 안티서지부의 순환관으로 재순환하는 가스를 냉각시킴으로써 냉각부를 간소화시키고 냉각수 비용을 절감할 수 있게 된다.

이에 따라, 가스의 온도를 최적의 상태로 용이하게 제어할 수 있어 서지 현상에서 정상의 운전 상태로 빠르게 회복할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 가스 압축기 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 가스 압축기 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 개략도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 가스 압축기 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 개략도이다.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 가스 압축기 시스템은 크게, 흡입부(100), 압축부(200), 배출부(300), 안티서지부(400), 냉각부(500)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 가스 압축기 시스템은 해수를 이용하여 냉각부의 설비를 간소화시키고, 서지 현상 발생 시 재순환하는 가스의 온도를 최적의 상태로 유지할 수 있도록 제어하여 서지 현상 발생 시에 빠른 시간 내에 서지 현상에서 정상 운전 상태로 전환되도록 할 수 있는 가스 압축기 시스템에 관한 것이다.

먼저, 흡입부(100)는 가스 압축기의 작동유체로 사용되는 LNG, CO2, N2, H2S 등의 가스를 공급받는 부분이다.

상기 흡입부(100)는 가스공급원(미도시)으로부터 상기 가스들을 공급받는 흡입관(110)이 구성된다.

상기 흡입부(100)는 흡입관(110) 상에 제1차단밸브(120), 압력조절밸브(130), 흡입밸브(140) 순으로 배치되어 설치될 수 있다.

이때, 상기 흡입관(110)에는 흡입관(110)으로 가스가 유입되는 것을 차단하기 위해 제1차단밸브(120)가 설치되는데, 후술하는 제2차단밸브(340)와 연동하여 가스 압축기 내로 가스가 유입되거나 배출되지 못하도록 차단하는 역할을 하며, 이는 일시적으로 가스 압축기의 작동을 멈춰 유지보수 작업을 수행하기 위해 가스 압축기로 가스가 유입되거나 배출되지 못하도록 하기 위함이다.

또한, 상기 제1차단밸브(120)는 솔레노이드 방식의 밸브로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 흡입관(110)에는 제1차단밸브(120) 다음으로 제1차단밸브(120)를 거쳐 이송된 가스의 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브(130)가 흡입관(110)에 설치된다.

상기 압력조절밸브(130)는 가스 압축기 내의 가스 압력을 일정하게 유지하거나 최고 압력을 제어하기 위한 것으로, 과부하 방지 역할을 겸한다.

한편, 상기 흡입밸브(140)는 압력조절밸브(130) 다음 위치의 흡입관(110)에 설치된다.

상기 흡입밸브(140)는 상기 압력조절밸브(130)을 거쳐 압력이 조절된 가스가 흡입되는 부분으로, 흡입관(110)으로 이송되는 가스의 유량을 제어하기 위한 것이다.

이러한 상기 흡입밸브(140)는 밸브의 개방 정도에 따라 흡입밸브(140)를 통과하는 가스의 양을 설정할 수 있다.

이렇게 상기 흡입부(100)는 가스를 공급받아 압력을 조절하고 유량을 제어하여 후술하는 압축부(200)로 보내는 역할을 수행한다.

다음으로, 압축부(200)는 상기 흡입부에서 이송되는 가스를 압축하기 위한 부분이다.

상기 압축부(200)는 흡입부(100)의 흡입관(110) 끝단에 연결되도록 압축관(210)이 설치된다.

상기 압축관(210)에는 압축기(220)가 설치되고, 상기 압축기(230) 다음으로 쿨링부(230)가 배치되도록 설치된다.

상기 압축기(220)는 흡입밸브(160)를 통해 유량이 제어된 가스를 고압의 상태로 압축하기 위한 부분이다.

상기 압축기(220)는 압축관(210)을 통해 이송된 가스를 압축하는 것으로, 기계적 에너지를 통해 가스를 고압으로 생성하여 공급하기 위한 것이다.

상기 압축기(220)의 작동 방식에 따라 왕복동, 원심형, 축류, 스크류 방식이 적용될 수 있다.

한편, 상기 압축기(220)를 통해 압축된 가스를 저온으로 냉각 시기키 위해 압축관(210)에는 쿨링부(230)가 설치된다.

상기 쿨링부(230)는 압축기(220)에서 이송되어 고온 상태로 전환된 압축된 가스가 고온이라고 판단되면 이를 우회시켜 저온 상태로 냉각하기 위한 것이다.

이러한 상기 쿨링부(230)는 크게, 제1바이패스밸브(231), 제1쿨러(232), 제1체크밸브(233), 제1온도센서(234), 제1온도제어기(235)를 포함한다.

상기 제1바이패스밸브(231)는 압축기(220)에서 압축되어 배출된 압축가스를 우회시키는 역할을 한다.

즉, 상기 제1바이패스밸브(231)는 압축기(220)에서 압축된 가스가 유입될 수 있도록 설치되어, 압축가스가 후술하는 배출부(300)로 이송되기 전에 재순환되도록 하기 위함이다.

한편, 상기 제1쿨러(232)는 제1바이패스밸브(231)를 통해 이송된 가스를 열교환하여 냉각시키는 역할을 한다.

상기 제1쿨러(232)는 제1바이패스밸브(231)와 연결되도록 설치되어 제1바이패스밸브(231)를 통해 이송된 가스를 냉각시킨다.

상기 제1체크밸브(233)는 제1쿨러(232)에서 냉각된 가스가 압축관(210)으로 배출될 때 제1쿨러(232) 방향으로 역류하는 것을 방지하기 위한 역할을 한다.

상기 제1체크밸브(233)는 일측이 제1쿨러(232)와 연결되도록 설치되며, 타측이 제1쿨러(232)를 통해 냉각된 가스가 배출되는 배관과 연결되어 압축관(210)에 연결되게 설치된다.

한편, 상기 제1온도센서(234)는 압축기(220)에서 배출되어 이송하는 압축관(210) 내의 가스 온도를 감지하기 위한 역할을 한다.

상기 제1온도센서(234)는 압축관(210)에 설치되어 가스의 온도를 측정한다.

여기서, 상기 제1온도제어기(235)는 제1온도센서(234)를 통해 감지된 가스의 온도를 판단하여 제1바이패스밸브(231)를 제어하기 위한 것으로, 제1온도센서(234)에서 측정된 가스의 온도가 높을 경우 압축관(210)으로 이송하는 가스를 제1바이패스밸브(231)로 우회하도록 하기 위해 제1바이패스밸브(231)의 개폐를 제어하게 된다.

즉, 상기 제1온도제어기(235)는 제1온도센서(234)에서 가스의 온도를 측정하고 측정된 가스의 온도에 따라 제1바이패스밸브(231)가 작동되도록 함으로써 제1쿨러(232)로 가스가 유입되도록 제어할 수 있게 되는 것이다.

이에 따라, 상기 쿨링부(230)를 통해 압축관(210)으로 이송되는 가스는 최적의 온도를 갖는 압축된 가스로 열교환 하게 되는 것이다.

이때, 상기 쿨링부(230) 다음으로 상기 압축기(220)가 더 설치될 수도 있다.

즉, 압축관(210) 상에 먼저 압축기(220)가 배치되고, 그 다음 쿨링부(230)가 배치되며, 다시 압축기(220)가 배치되도록 하여, 압축기(220)에서 압축된 가스를 쿨링부(230)에서 냉각시킨 후 다시 압축기(220)를 통해 다시 한 번 압축하는 과정으로 가스를 압축할 수도 있다.

다음으로, 배출부(300)는 압축부(200)에서 압축된 가스가 이송되어 사용처로 배출되기 위한 부분이다.

상기 배출부(300)는 상기 압축관(210)과 연결되도록 배출관(310)이 설치된다.

또한, 상기 배출관(310)에는 가스 압축기 시스템에서 과도한 압력이 발생할 경우 가스를 외부로 배출시키기 위해 릴리프밸브(320)가 설치된다.

상기 릴리프밸브(320)는 배출관(310)으로 이송되는 가스가 이상 고압으로 형성될 경우 자동으로 개방되어 정상의 압력을 유지할 때까지 개방된 상태를 유지시킨다.

이러한 상기 릴리프밸브(320)는 가스의 기설정 압력에 반응하여 기계식으로 동작하는 기계식 밸브일 수 있다.

그 다음, 상기 배출관(310)에는 배출관(310)으로 이송되는 가스가 압력차에 의해 역류하는 것을 방지하기 위해 체크밸브(330)가 설치된다.

상기 체크밸브(330)는 서지 현상 발생시 배출관(310) 내의 압력의 변화에 따라 압력관(210)이 위치된 역방향으로 가스가 역류하여 흐르는 것을 방지한다.

한편, 상기 배출관(310)에는 체크밸브(330) 다음으로 제2차단밸브(340)가 설치된다.

상기 제2차단밸브(340)는 상기 설명한 흡입부(100)의 제1차단밸브(120)와 연동하여 흡입관(110)으로부터 배출관(310)까지 가스가 유입되거나 배출되지 못하도록 차단하기 위한 역할을 한다.

즉, 가스가 유입되는 입구에 해당하는 흡입관(110)과 가스가 배출되는 배출관(310) 사이를 차단함으로써 개별적인 가스 압축기 시스템 중 하나의 유닛에 해당하는 시스템을 유지보수 작업이 필요로 할 때 상기 제1차단밸브(120)와 제2차단밸브(340)를 통해 가스의 유입 및 배출을 차단할 수 있게 된다.

다음으로, 안티서지부(400)는 가스 압축기 시스템에서 서지 현상 발생 시 이를 정상의 운전 상태로 회복시키기 위한 부분으로, 가스 압력을 재순환시켜 정상 압력을 유지하도록 하는 역할을 한다.

상기 안티서지부(400)는 크게, 순환관(410), 안티서지밸브(420)를 포함하여 구성된다.

상기 순환관(410)은 일측은 압축부(200)와 배출부(300) 사이에 배치된 압축관(210)과 연결되도록 설치되고, 타측은 상기 흡입부(100)의 흡입밸브(140) 후단(後段)에 연결되도록 설치된다.

상기 순환관(410)은 압축부(200)에서 이송된 압축가스를 흡입부(100)와 압축부(200) 사이에 배치된 압축관(210)으로 재순환시키는 역할을 한다.

이때, 상기 순환관(410)에는 순환관(410)으로 이송되는 가스의 흐름을 제어하기 위해 안티서지밸브(420)가 설치된다.

즉, 상기 순환관(410)을 통해 유입되어 이송되는 가스가 안티서지밸브(420)의 개폐에 따라 흡입부(100)와 압축부(200) 사이에 배치된 압축관(210)으로 재순환될 수 있는 것이다.

이와 같이, 상기 순환관(410)을 통해 압축관(210)으로 가스를 재순환시킴으로써, 압축관(210)으로 이송하는 가스의 압력을 일정 수준으로 올릴 수 있게 되는 것이다.

상기 안티서지밸브(420)를 통해 일반 운전시 압축 성능을 향상시킬 수 있고, 서지 현상 발생 시에는 서지 현상을 빠른 시간 내에 벗어나 정상 압력 상태를 유지할 수 있도록 한다.

다음으로, 냉각부(500)는 안티서지부(400)에서 순환하는 가스를 냉각하는 역할을 한다.

상기 냉각부(500)는 안티서지부(400)의 순환관(410)에 설치된다.

이러한 상기 냉각부(500)는 해수를 이용하여 냉각시키는 방식으로 구성되고, 크게, 제2바이패스밸브(510), 제2쿨러(520), 제2체크밸브(530), 제2온도센서(540), 제2온도제어기(550)를 포함한다.

상기 제2바이패스밸브(510)는 안티서지부(400)의 순환관(410)으로 순환하는 가스를 우회시키는 역할을 한다.

즉, 상기 제2바이패스밸브(510)는 순환관(410)으로 순환하는 가스가 냉각부(500)로 유입될 수 있도록 순환관(410)에 설치된다.

한편, 상기 제2쿨러(520)는 제2바이패스밸브(510)를 통해 이송된 가스를 열교환하여 냉각시키는 역할을 한다.

상기 제2쿨러(520)는 제2바이패스밸브(510)와 연결되도록 설치되어 제2바이패스밸브(510)를 통해 이송된 가스를 냉각시킨다.

상기 제2체크밸브(530)는 제2쿨러(520)에서 냉각된 가스가 순환관(410)으로 배출될 때 제2쿨러(520) 방향으로 역류하는 것을 방지하기 위한 역할을 한다.

상기 제2체크밸브(530)는 일측이 제2쿨러(520)와 연결되도록 설치되며, 타측이 제2쿨러(520)를 통해 냉각된 가스가 배출되는 배관과 연결되어 순환관(410)에 연결되게 설치된다.

한편, 상기 제2온도센서(540)는 순환관(410)에서 순환하는 순환관(410) 내의 가스 온도를 감지하기 위한 역할을 한다.

상기 제2온도센서(540)는 순환관(410)에 설치되어 가스의 온도를 측정한다.

여기서, 상기 제2온도제어기(550)는 제2온도센서(540)를 통해 감지된 가스의 온도를 판단하여 제2바이패스밸브(510)를 제어하기 위한 것으로, 제2온도센서(540)에서 측정된 가스의 온도가 높을 경우 순환관(410)으로 순환하는 가스를 제2바이패스밸브(510)로 우회하도록 하기 위해 제2바이패스밸브(510)의 개폐를 제어하게 된다.

즉, 상기 제2온도제어기(550)는 제2온도센서(540)에서 가스의 온도를 측정하고 측정된 가스의 온도에 따라 제2바이패스밸브(510)가 작동되도록 함으로써 제2쿨러(520)로 가스가 유입되도록 제어할 수 있게 되는 것이다.

이에 따라, 상기 냉각부(500)를 통해 순환관(410)으로 순환되는 가스는 최적의 온도를 갖는 가스로 열교환 하게 되는 것이다.

이때, 상기 제2쿨러(520)는 해수에 잠긴 상태로 순환관(410)을 순환하는 가스를 냉각시킬 수 있음으로써 냉각수를 공급하는 수단을 생략할 수 있게 된다.

한편, 이러한 상기 냉각부(500)는 안티서지부(400)의 안티서지밸브(420) 전단(前段) 또는 후단(後段)으로 복수개가 설치될 수도 있다.

이하에서는 도 2를 참조하여 상기 설명한 가스 압축기 시스템의 작용에 대하여 설명한다.

먼저, 일반 운전 상황 시 가스 흐름을 알아보면, 흡입관(110)을 통해 작동유체로 사용되는 가스가 유입되고, 유입된 가스는 1차단밸브(120)을 거쳐 압력조절밸브(130)에 의해 설정된 압력으로 조절되어 흡입밸브(140)로 보내진다.

그 다음, 흡입밸브(140)에서 이송된 가스는 압축관(210)을 통해 이송되어 압축기(220)로 이송되고 고압으로 압축된 후 쿨링부(230)에 의해 냉각처리 된다.

그 다음, 압축관(210)을 통해 배출부로(300)의 배출관(310)으로 이송되며, 이때, 가스의 압력이 기설정된 압력 이상으로 과압될 경우 릴리프밸브(320)를 통해 외부로 배출된다.

그 다음, 배출관(310)으로 이송되는 가스는 체크밸브(330)와 제2차단밸브(340)을 거쳐 사용처로 배출되게 된다.

한편, 가스 압축기 시스템에서 서지 현상 발생 시 가스 흐름을 보면, 압축부(200)를 통해 압축된 가스가 순환관(410)으로 순환되어 안티서지밸브(420))가 개방됨에 따라 흡입밸브(160)의 후단(後段)으로 압축가스를 재순환되게 된다.

한편, 압축기(220)의 고장 또는 유지 보수를 할 경우, 흡입부(100)의 제1차단밸브(120)와 배출부(300)의 제2차단밸브(340)를 폐쇄하여 가스가 유입되거나 배출되지 못하도록 제어할 수 있게 된다.

상기 설명한 바와 같이, 제1온도센서(234)를 통해 압축기(220)에서 압축된 가스의 온도를 감지하고 기설정된 가스의 온도보다 높을 경우 가스가 제1바이패스밸브(2310를 통해 제1쿨러(232)로 유입되도록 하여 가스의 온도를 최적의 상태로 유지할 수 있도록 제어할 수 있게 된다.

또한, 제2온도센서(540)를 통해 순환관(410)으로 재순환하는 가스의 온도를 감지하고 기설정된 가스의 온도보다 높을 경우 가스가 제2바이패스밸브(510)를 통해 제2쿨러(520)로 유입되도록 하여 가스의 온도를 최적의 상태로 유지할 수 있도록 제어할 수 있게 된다.

또한, 해수를 이용하여 안티서지부(400)의 순환관(410)으로 재순환하는 가스를 냉각시킴으로써 냉각부(500)를 간소화시키고 냉각수 비용을 절감할 수 있게 된다.

이에 따라, 가스의 온도를 최적의 상태로 용이하게 제어할 수 있어 서지 현상에서 정상의 운전 상태로 빠르게 회복할 수 있는 특징이 있는 것이다.

한편, 본 발명은 앞서 설명한 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.

100: 흡입부 110: 흡입관
120: 제1차단밸브 130: 압력조절밸브
140: 흡입밸브 200: 압축부
210: 압축관 220: 압축기
230: 쿨링부 231: 제1바이패스밸브
232: 제1쿨러 233: 제1체크밸브
234: 제1온도센서 235: 제1온도제어기
300: 배출부 310: 배출관
320: 릴리프밸브 330: 체크밸브
340: 제2차단밸브 400: 안티서지부
410: 순환관 420: 안티서지밸브
500: 냉각부 510: 제2바이패스밸브
520: 제2쿨러 530: 제2체크밸브
540: 제2온도센서 550: 제2온도제어기

Claims

가스가 유입되는 흡입관에 설치되고 흡입관으로 흡입되어 이송되는 가스의 압력을 조절하는 압력조절밸브와 상기 압력조절밸브에서 이송된 가스의 유량을 제어하기 위한 흡입밸브를 포함하는 흡입부;
상기 흡입부에서 이송되는 가스를 압축하고 압축된 가스를 냉각하기 위한 제1쿨러가 구비된 압축부;
상기 압축부에서 이송된 가스를 이상 고압 발생 시 배출시키고, 정상 압력일 경우에는 가스 사용처로 배출하기 위한 배출부;
상기 압축관에 연결되도록 설치되고, 가스 압축기에서 서지 현상 발생 시 가스 압력을 재순환시켜 정상 압력을 유지하도록 하여 서지 현상으로부터 회복시키기 위한 안티서지부; 및
가스의 열을 교환하는 제2쿨러가 해수에 잠긴 상태로 상기 안티서지부에 설치되고, 해수를 이용하여 안티서지부에서 순환하는 가스를 냉각하는 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 압축기 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 압축부는,
상기 흡입부에서 전달된 가스가 이송하는 압축관;
상기 압축관으로 이송되는 가스를 압축하는 압축기; 및
상기 압축기에서 압축된 가스를 냉각하기 위한 쿨링부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 압축기 시스템.
제 2항에 있어서,
상기 쿨링부는,
압축기에서 배출된 압축가스를 우회시키는 제1바이패스밸브;
상기 제1바이패스밸브를 통해 이송된 가스를 열교환하여 냉각시키는 제1쿨러;
상기 제1쿨러에서 냉각된 가스가 압축관으로 배출될 때 제1쿨러 방향으로 역류하는 것을 방지하기 위한 제1체크밸브;
상기 압축기에서 배출되어 이송하는 압축관 내의 가스 온도를 감지하기 위해 압축관에 설치되는 제1온도센서; 및
상기 제1온도센서를 통해 감지된 가스의 온도가 높을 경우 가스를 제1바이패스밸브로 우회하도록 하여 냉각시키기 위해 상기 제1바이패스밸브의 개폐를 제어하는 제1온도제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 압축기 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 안티서지부는,
일측은 압축관에 연결되고 타측은 흡입부의 흡입밸브 후단(後段)에 연결되도록 설치되며, 압축부에서 이송된 압축가스를 재순환시키기 위한 순환관; 및
상기 순환관으로 이송되는 가스의 흐름을 제어하기 위한 안티서지밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 압축기 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 냉각부는,
안티서지부의 안티서지밸브 전단(前段) 또는 후단(後段)으로 복수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 가스 압축기 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 냉각부는,
상기 안티서지부의 순환관으로 순환하는 가스를 우회시키는 제2바이패스밸브;
상기 제2바이패스밸브를 통해 이송된 가스를 열교환하여 냉각시키는 제2쿨러;
상기 제2쿨러에서 냉각된 가스가 순환관으로 배출될 때 제2쿨러 방향으로 역류하는 것을 방지하기 위한 제2체크밸브;
상기 순환관에서 순환하는 순환관 내의 가스 온도를 감지하기 위해 순환관에 설치되는 제2온도센서; 및
상기 제2온도센서를 통해 감지된 가스의 온도가 높을 경우 가스를 제2바이패스밸브로 우회하도록 하여 냉각시키기 위해 상기 제2바이패스밸브의 개폐를 제어하는 제2온도제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 압축기 시스템.