KR20190018878A - 통합 불활성가스 발생 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

통합 불활성가스 발생 시스템 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템은, 황산화물 정제 기능과 불활성가스 공급 기능을 통합하고, 불활성가스 스크러빙이 주목적인 소용량의 제2 스크러버를 별도로 구비하여, 보일러로부터 배출되는 배기가스의 일부뿐만 아니라, 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 일부도 SOLAS에서 규제하고 있는 산소 함량 조건을 만족시키면서 불활성가스로 활용할 수 있도록 구성함으로써, 황산화물 정제 기능과 불활성가스 공급기능을 통합한 시스템의 운전제약을 최소화할 수 있다.
본 발명의 통합 불활성가스 발생 시스템에 따르면, 엔진과 보조보일러의 분리운전이 가능하므로, 전체적인 스크러버의 용량 감소가 가능하다.

Description

통합 불활성가스 발생 시스템 및 그 제어 방법 {Combined Inert Gas Generating System and Control Method thereof}
본 발명은 선박에서 발생하는 배기가스를 처리하여 불활성가스를 저장탱크에 공급하기 위한 장치로써, 더욱 구체적으로는 불활성가스 공급 기능과 황산화물 정제 기능을 통합한, 통합 불활성가스 발생 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 원유 저장용 저장탱크를 갖는 원유 운반선이나 LNG/LPG 저장용 저장탱크를 갖는 LNG/LPG 운반선 등의 선박에서는 저장탱크에 저장된 원유 등으로부터 증발가스가 발생하며, 증발가스는 저장탱크 내의 공기층에 잔류하게 되어 외부의 공기가 유입되면 폭발성을 가지는 위험한 상태가 된다. 이러한 위험한 상태를 방지하기 위해 원유 또는 LNG/LPG 운반용 선박에서는 저장탱크에 외부공기가 유입되는 것을 방지하고 원유 등의 증발가스로 인한 폭발의 위험을 제거하는 수단으로서 불활성가스(inert gas)를 저장탱크 내에 강제 충전하는 방법을 이용하고 있다.
불활성가스는 산소 농도가 부족하여 가연(hydrocarbon)의 물질이 더 이상은 연소할 수 없는 가스로서, 통상 산소 농도가 5% 이하인 CO2, N2 등을 들 수 있다.
원유나 LNG/LPG 운반용 선박에는 원유 등의 저장탱크에 존재하는 가연성 가스로 인한 폭발을 방지하기 위해 저장탱크에 불활성가스를 공급하는 별도의 불활성가스 생성 장치가 설치되며, 불활성가스 생성방법은 주로 원유 운반선에 사용되는 IGS(Inert Gas System) 방식과, 석유제품이나 화학제품 및 LNG/LPG 운반선에 사용되는 IGG(Inert Gas Nenerator) 방식이 있다.
IGS 방식은 불활성 가스를 저장탱크에 채우기 위한 수단으로 선박용 보일러에서 배출되는 배기가스를 이용하는 방식으로, 보일러로부터 배출되는 배기가스에 물을 분무하여 냉각시키는 과정과, 냉각된 배기가스에 포함된 각종 불순물을 필터링으로 제거하는 정제 과정과, 상기 냉각 및 정제 과정을 통해 생성된 불활성가스를 불활성가스 송풍기를 이용하여 저장탱크로 충진하는 과정으로 이루어진다.
IGG 방식은 선박용 디젤유를 직접 연소시켜 불활성가스를 생성하는 방법으로서, 보일러의 배기가스를 활용하는 IGS 방식과 달리 디젤유를 직접 연소하여 생성되는 배기가스를 냉각 및 정제하는 과정을 통해 불활성가스를 생성하여 저장탱크에 충진하는 방식을 말한다. IGG 방식에서는 디젤유를 직접 연소하고, 그 배기가스를 냉각 및 정제하는 장치로서 스크러버(scrubber)가 별도로 설치된다.
SOLAS 협약에서는 가스 프리(gas free) 상태를 제외하고는 항상 저장탱크 내 산태를 산소(O2) 농도 8% 이하가 되도록, 또 저장탱크에 주입되는 불활성가스의 산소 농도는 5% 이하가 되도록 규제하고 있다.
한편, 선박에서 배출되는 배기가스(폐 가스)는 황산화물 등의 여러 유해한 성분이 배출되는데, 황산화물은 이산화항(SO2) 또는 삼산화황(SO3)을 통칭하여 황산화물(SOx)로 표시한다.
SECA(유럽)/CARB(미국) 지역 운항 및 정박 시에는 선박의 메인 엔진(main engine) 및 제너레이터 엔진에서 배출되는 황산화물을 0.1% 이하로 규정하고 있다.
이러한 황산화물 배출 제한 규정을 만족하기 위한 방안으로, 유황 0.1% 이하를 함유한 값이 비싼 저유황의 연료유(low sulfur fuel oil : LSFO)를 사용하는 방법과, 값이 싼 고유황 연료유(high sulfur fuel oil : HSFO)를 사용하면서 황산화물 정화 장치를 선박에 설치하여 배기가스 내의 황산화물을 제거하는 방법이 있다.
이 두 가지 방법 중 황산화물 정화 장치를 선박에 설치하는 경우는 초기 투자비용이 많이 들어가지만, 선박의 운항 가능 수명을 계산하면 결과적으로 더 이익으로 나타나므로, 최근에는 선박에 탈황장치를 설치하는 방법이 많이 적용되고 있다.
선박의 탈황장치에 대하여 살펴보면, 황산화물은 습식, 건식, 반건식의 염기용액 또는 고체 표면에 황산화물을 흡수, 흡착시켜 제거하는 방법이 적용되어 왔다.
습식방법은 물 또는 알카리 용액으로 세정하는 것으로 황산화물 제거 효유이 높고 공정 신뢰도도 우수한 편이긴 하지만, 다량의 용수가 필요하고 2차 오염물질이 발생하는 단점이 있다.
반면, 건식방법은 수산화칼슘이나 Na계 흡수제를 사용하여 황산화물을 제거하는 방법으로, 습식방법에 비해 2차 오염물질 발생기 저감되고, 배기가스 재가열이 필요 없는 장점이 있지만, 낮은 제거 효율과 흡수제가 고가인 단점이 있다.
종래에는 상기에서 설명한 불활성가스 시스템과 황산화물 정화 시스템이 별도로 구성되고, 별개로 운전되므로, 정화 장치의 설치가 중복되고 상호 간의 시너지 효과를 기대할 수 없었다.
또한, 종래의 불활성가스 시스템은 SOLAS에서 규정하고 있는 불활성가스의 산소 농도 제한을 만족시키기 위하여, 보일러에서 배출되는 배기가스의 일부만을 불활성가스로 활용하였다. 엔진에서 배출되는 배기가스는 산소 함유량이 많아, 저장탱크에 주입되는 불활성가스로 활용되기 적합하지 않기 때문이다.
또한, 선급에서는 대기 중으로 배출되는 불활성가스의 황산화물 배출제한 규정을 두고 있는 바, 보조 보일러의 배기가스 일부를 이용하여 불활성가스를 생성하는 종래의 불활성가스 시스템에서는 황산화물 배출 제한 규정을 충족하지 못하기 때문에, 저가의 HSFO 사용이 제한되고 상대적으로 고가의 LSFO를 사용하여야 하므로 OPEX가 증가할 수 밖에 없었다.
또한, 불활성가스의 황산화물 배출 제한 규정을 충족하기 위하여 별도의 황산화물 정화 시스템을 설치할 경우, 황산화물 정화 시스템의 설치 비용이 증가하고, 선박 내에서 황산화물 정화 시스템이 차지하는 설치 공간이 커져서 황산화물 정화 시스템의 배치의 어려움은 물론, 선박의 공간 활용도가 현저하게 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 불활성가스 시스템에 황산화물 정화 시스템을 통함 구성함으로써, 황산화물 정화 장치의 중복 설치를 방지하고 시너지 효과를 극대화하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 불활성가스 스크러빙이 주목적인 소용량의 제2 스크러버를 별도로 구비하여, 엔진과 보조보일러의 분리운전을 가능하게 함으로써, 보일러로부터 배출되는 배기가스의 일부뿐만 아니라, 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 일부도 SOLAS에서 규제하고 있는 산소 함량 조건을 만족시키면서 불활성가스로 활용할 수 있도록 구성함으로써, 친환경적이고 경제적인 선박 운전을 구현할 수 있는 통합 불활성가스 발생 시스템 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 엔진과 보조보일러의 분리운전을 가능하게 함으로써, 전체적인 스크러버의 용량을 감소시키고, 장비 배치를 단순화에 따른 기관실의 공간 효율 증대를 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 연료유(fuel oil)을 소모하여 배기가스를 배출하는 연소부; 상기 연소부에서 배출되는 배기가스를 공급받아 황산화물(SOx)을 제거하고 해수로 냉각하여 저장탱크에 주입하기 위한 불활성가스로 만드는 제1 스크러버; 상기 연소부에서 배출되는 배기가스를 공급받아 해수로 냉각하여 저장탱크에 주입하기 위한 불활성가스로 만드는 제2 스크러버; 상기 제1 스크러버와 상기 제2 스크러버에서 생성된 불활성가스를 저장탱크에 공급하는 불활성가스 공급부; 및 상기 연소부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 연소부는 메인엔진(ME), 발전용 엔진(GE) 및 보조보일러(Aux. Boiler)를 포함하며, 상기 제어부는 상기 메인엔진으로부터 배출되는 배기가스는 상기 제1 스크러버로 공급되거나 바이패스되도록 하고, 상기 발전용 엔진 또는 상기 보조보일러로부터 배출되는 배기가스는 상기 제1 스크러버 또는 상기 제2 스크러버로 선택적으로 공급되도록 제어함으로써, 상기 저장탱크에 공급되는 불활성가스에 함유된 산소 농도를 조절하는, 통합 불활성가스 발생 시스템을 제공한다.
상기 제2 스크러버는 상기 제1 스크러버보다 저용량으로 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템은, 상기 메인엔진으로부터 배출되는 배기가스를 상기 제1 스크러버로 공급하는 ME 배기가스 공급라인; 상기 발전용 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 상기 제1 스크러버로 공급하는 GE 배기가스 공급라인; 및 상기 보조보일러로부터 배출되는 배기가스를 상기 제1 스크러버로 공급하는 AB 배기가스 공급라인;을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템은, 상기 GE 배기가스 공급라인으로부터 분기되어 상기 발전용 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 상기 제2 스크러버로 공급하는 GE 배기가스 분기라인; 및 상기 AB 배기가스 공급라인으로부터 분기되어 상기 보조보일러로부터 배출되는 배기가스를 상기 제2 스크러버로 공급하는 AB 배기가스 분기라인;을 더 포함할 수 있다.
상기 GE 배기가스 공급라인에서 상기 GE 배기가스 분기라인이 분기되는 분기점과, 상기 AB 배기가스 공급라인에서 상기 AB 배기가스 분기라인이 분기되는 분기점에는 컨트롤밸브가 각각 설치되며, 상기 컨트롤밸브는 상기 제어부에 의해 제어될 수 있다.
본 발명에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템은, 상기 ME 배기가스 공급라인으로부터 분기되어 상기 메인엔진으로부터 배출되는 배기가스를 바이패스시키는 ME 바이패스라인; 및 상기 GE 배기가스 공급라인으로부터 분기되어 상기 발전용 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 바이패스시키는 GE 바이패스라인;을 더 포함할 수 있다.
상기 불활성가스 공급부는, 상기 제1 스크러버로부터 배출되는 불활성가스를 상기 저장탱크로 이송하는 불활성가스 공급라인; 상기 제2 스크러버로부터 배출되는 불활성가스를 상기 불활성가스 공급라인으로 합류시키는 불활성가스 합류라인; 및 상기 불활성가스 공급라인 상에 설치되어 불활성가스를 상기 저장탱크 측으로 흡입하는 블로워;를 포함할 수 있다.
상기 불활성가스 공급부는, 상기 불활성가스 공급라인 상에서 상기 블로워의 후단에 설치되어, 불활성가스의 역류를 방지하는 데크 워터 실;을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템은, 상기 불활성가스 공급라인을 통해 상기 저장탱크에 공급되는 불활성가스의 산소 농도를 측정하는 산소 모니터링 장치;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템은, 자체적으로 불활성가스를 생산하여 상기 불활성가스 공급라인으로 공급하는 불활성가스 생성기(IGG)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템은, 상기 불활성가스 공급라인으로부터 분기되어, 상기 스크러버로부터 불활성가스를 대기 중으로 배출하는 배기가스 배출라인;을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템은, 상기 배기가스 배출라인 또는 상기 불활성가스 공급라인을 통해 상기 스크러버로부터 배출되는 배기가스에 포함된 황산화물 오염 정도를 모니터링하는 황산화물 모니터링 장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 선박에서 배출되는 배기가스를 저장탱크에 공급되는 불활성가스로 활용하기 위한 통합 불활성가스 발생 시스템을 제어하는 방법에 있어서, 상기 선박의 메인엔진(ME)에서 배출되는 배기가스를 공급받아 황산화물(SOx)을 제거하고 해수로 냉각하여 저장탱크에 주입하기 적합한 불활성가스로 만드는 제1 스크러버; 및 상기 선박의 발전용 엔진(GE) 또는 보조보일러(Aux. Boiler)에서 배출되는 배기가스를 공급받아 해수로 냉각하여 저장탱크에 주입하기 적합한 불활성가스로 만드는 제2 스크러버;를 포함하고, 상기 메인엔진에서 배출되는 배기가스는 상기 제1 스크러버로 공급되거나 바이패스되도록 하고, 상기 발전용 엔진 또는 상기 보조보일러로부터 배출되는 배기가스는 상기 제1 스크러버 또는 상기 제2 스크러버로 선택적으로 공급되도록 제어함으로써, 저장탱크에 공급되는 불활성가스에 포함된 산소 농도를 조절하는, 통합 불활성가스 발생 시스템의 제어 방법을 제공한다.
상기 선박이 Cargo unloading mode로 운전 중인 경우, 상기 발전용 엔진에서 배출되는 배기가스는 상기 제2 스크러버로 공급하고, 상기 보조보일러에서 배출되는 배기가스는 상기 제1 스크러버로 공급할 수 있다.
상기 선박이 Normal Seagoing mode로 운전 중인 경우, 상기 메인엔진 및 상기 발전용 엔진으로부터 배출되는 배기가스는 상기 제1 스크러버로 공급하고, 상기 보조보일러로부터 배출되는 배기가스는 상기 제2 스크러버로 공급할 수 있다.
상기 선박이 Normal Seagoing mode로 운전 중인 경우, 상기 메인엔진으로부터 배출되는 배기가스는 바이패스시키고, 상기 발전용 엔진으로부터 배출되는 배기가스는 상기 제1 스크러버로 공급하고, 상기 보조보일러로부터 배출되는 배기가스는 상기 제2 스크러버로 공급하며, 별도의 불활성가스 생성기(IGG)를 구비하여, 자체적으로 불활성가스를 생성함으로써, 부족한 불활성가스 양을 충족시킬 수 있다.
상기 불활성가스 생성기에서 생성되는 불활성가스의 양에 따라, 상기 발전용 엔진으로부터 배출되는 배기가스는 상기 제1 스크러버로 공급하거나 또는 바이패스시킬 수 있다.
본 발명에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템은, 불활성가스 공급 기능과 황산화물 정제 기능을 통합 구성함으로써, 황산화물 정화 장치의 중복 설치를 방지하고, 시너지 효과를 극대화함으로써 장치의 효용성을 증대시킨다.
또한, 본 발명은 불활성가스 시스템에 배기가스의 황산화물 정제 기능을 통합함으로써, 저가의 HSFO와 고가의 LSFO를 적절하게 교체하여 사용할 수 있으며, HSFO의 사용 확대에 따라 OPEX 절감의 효과가 있다.
본 발명의 제2 실시예에 의하면, 불활성가스 스크러빙이 주목적인 소용량의 제2 스크러버를 별도로 구비하여, 엔진과 보조보일러의 분리운전을 가능하게 함으로써, 보일러로부터 배출되는 배기가스의 일부뿐만 아니라, 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 일부도 SOLAS에서 규제하고 있는 산소 함량 조건을 만족시키면서 불활성가스로 활용할 수 있다.
특히, 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 불활성가스 스크러빙이 주목적인 소용량의 제2 스크러버를 별도로 구비하여, 엔진과 보조보일러의 분리운전이 가능하므로, 전체적인 스크러버의 용량 감소가 가능하고, 장비 배치를 단순화 할 수 있으며, 이에 따라 기관실의 공간 효율이 증대된다.
본 발명의 제2 실시예는, NSG with cargo tank heating mode가 없어 메인엔진(ME)과 보조보일러(AB)가 동시에 사용되는 경우가 없는, VLCC 선종에 적용하면 전체 스크러버의 용량을 획기적으로 줄일 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템에서 연소부의 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템에서 연소부의 제어를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템(1)은, 연료유(fuel oil)을 소모하여 배기가스를 배출하는 연소부(100); 연소부(100)로부터 배출되는 배기가스를 공급받아 유해성분을 제거하는 제1 스크러버(200); 및 스크러버(200)를 통과하면서 유해성분이 제거된 배기가스를 불활성가스로서 저장탱크(400)에 공급하는 불활성가스 공급부(300);를 포함한다.
연소부(100)는 선박의 추진용 엔진인 메인엔진(ME, 110); 선박 내 전력 공급을 위한 발전용 엔진(GE, 120); 및 보조보일러(Aux. Boiler, 130);를 포함하며, 연료의 연소과정에서 배기가스가 발생한다.
스크러버(200)는 연소부(100)에서 배출되는 배기가스를 공급받아 냉각 및 정제하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 스크러버(200)는, 연소부(100)에서 배출되는 배기가스의 성분 중 유해성분인 황 산화물(SOx)을 제거하여 정제하는 기능과, 인화성 저장탱크 내 불활성가스의 주입을 목적으로 배기가스를 해수로 스크러빙하는 기능이 통합된 스크러버이다.
스크러버(200)는 해수공급라인(210)에 의해 공급된 해수를 분무하여 배기가스에 포함된 황산화물을 정제한다. 해수공급라인(210) 상에는 해수를 흡입하기 위한 해수펌프(211)가 설치될 수 있다.
스크러버(200)에서 배기가스의 정제에 사용된 세정수는 세정수 배출라인(220)을 통해 선외로 배출되거나, 세정수 배출라인(220)을 거쳐 세정수 저장탱크(230)로 보내질 수 있다.
세정수 저장탱크(230)에 저장된 세정수 일부는 수처리 장치(240)으로 공급되어 수처리 과정을 거친 후, 수처리된 처리수는 처리수 배출라인(241)을 통해 선외로 배출될 수 있으며, 세정수에서 처리수가 분리된 슬러지는 슬러지탱크(250)로 보내질 수 있다.
오염된 세정수 배출을 금지하는 환경 규제 지역에서는 세정 후 배출 요건을 만족하는 배출수만 선외로 배출할 수 있으므로, 세정수는 반드시 수처리 장치(240)에서 수처리 과정을 거친 후 배출되어야 한다.
세정수 배출라인(220) 또는 처리수 배출라인(241)으로 배출되는 세정수 또는 처리수는 수 모니터링 장치(510)에 의해 오염정도가 각각 모니터링 될 수 있다.
한편, 세정수 저장탱크(230)에 저장된 세정수 일부는 세정수 순환라인(260)을 통해 다시 해수공급라인(210) 측으로 순환시킬 수 있다.
해수공급라인(210)에 설치된 해수공급펌프(211)로부터 흡입되는 해수는 자체적으로 염기성을 지니지만, 세정수 순환라인(260)을 통해 해수공급라인(210) 측으로 합류하는 세정수는 염기성을 띠지 않거나 약 염기성을 가지므로, 배기가스의 황산화물 제거 효율을 높이기 위하여 세정수 순환라인(270)에 NaOH 등의 중화제가 투입될 수 있다.
또한, 세정수 순환라인(260) 상에는 세정수의 온도를 낮춰주기 위한 쿨러(261)가 설치될 수 있으며, 세정수의 원활한 순환을 위하여 세정수공급펌프(262)가 설치될 수 있다.
연소부(100)에서 배출된 배기가스는 스크러버(200)에 의해 질소산화물(NOx), 황산화물 및 분진 등의 오염물질이 제거된 상태이므로, 배기가스 배출라인(270)을 통해 대기 중으로 배출될 수 있다.
배기가스 배출라인(270)을 통해 배출되는 배기가스는 황산화물 모니터링 장치(520)에 의해 오염정도가 모니터링 될 수 있으며, 배기가스의 황산화물 오염정도가 배기기준에 적합할 때에만 배기가스 배출라인(270)을 개방하여 배출한다.
한편, 스크러버(200)에서 배출되는 배기가스는 선외로 배출되지 않고, 저장탱크(400)에 공급되는 불활성가스로 활용될 수도 있는데, 불활성가스 공급부(300)에 의해 스크러버(200)로부터 저장탱크(400)로의 불활성가스 공급이 이루어진다.
불활성가스 공급부(300)는 스크러버(200)에서 생성된 불활성가스를 저장탱크(400)로 공급하는 불활성가스 공급라인(310)과; 불활성가스 공급라인(310) 상에 설치되어 불활성가스를 저장탱크(400) 측으로 흡입하는 블로워(blower, 311);를 포함한다.
불활성가스 공급부(300)는 불활성가스 공급라인(310) 상에서 블로워(311)의 후단에 설치되어 불활성가스의 역류를 방지하는 데크 워터 실(deck water seal, 312)을 더 포함할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, SOLAS 협약에서는 가스 프리(gas free) 상태를 제외하고 항상 저장탱크 내 상태를 산소(O2) 농도 8% 이하가 되도록, 또 주입되는 불활성가스의 산소 농도는 5% 이하가 되도록 규정하고 있다.
본 발명에 따른 통합 불활성 가스 시스템(1)은 SOLAS 규제 조건을 만족시키기 위하여, 불활성가스 공급라인(310)을 통해 저장탱크(400)로 공급되는 불활성가스에 함유된 산소 농도를 산소 모니터링 장치(530)에 의해 모니터링하여, 불활성가스에 함유된 산소 농도를 제어한다.
본 발명에서 저장탱크(400)에 공급되는 불활성가스에 함유된 산소 농도의 제어는 연소부(100)의 제어를 통해서 이루어진다.
더욱 구체적으로는, 엔진(110, 120) 및 보조보일러(130)의 부하를 제어하거나, 또는 엔진(110, 120)의 사용 연료유 모드를 제어하는 것인데, 하기에서 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 통합 불활성 가스 시스템(1)은, 불활성가스에 포함된 산소 농도에 따라 연소부(100)의 작동을 제어하는 제어부(600)를 더 포함할 수 있다.
제어부(600)는 산소 모니터링 장치(530)에서 측정된 불활성가스에 함유된 산소 농도 측정값에 따라, 연소부(100)의 엔진(110, 120) 및 보일러(130)의 부하, 또는 엔진(110, 120)의 사용 연료유 모드를 제어한다.
제어부(600)의 연소부(100) 제어를 설명하기에 앞서, 우선 선박의 운항모드를 정의할 필요가 있다. 선박의 운항 상태에 따라 연소부(100)의 운전모드가 달라지고, 이에 따라 연소부(100)에서 배출되는 배기가스에 함유된 산소 농도가 달라지기 때문이다.
본 발명에서는 선박의 운항모드를 1. Cargo Unloading mode; 2. Normal Seagoing mode; 의 두 가지로 나누어 설명한다.
Cargo Unloading mode에서는 선박이 항구에 접안되어 있는 상태이므로 메인엔진(110)은 운전되지 않는 상태이며, 선박에 필요한 전력을 생산하는 발전용 엔진(120)과 선박에 필요한 열원과 증기를 생산하는 보조보일러(130)만 운전되는 상태이다.
Normal Seagoing Mode(NSG mode)에서는 메인엔진(110)과 발전용 엔진(120) 및 보조보일러(130)가 모두 운전되며, 저장탱크(400) 내에 충전된 불활성가스는 일정 시간이 경과하면 누설되거나 액화가스에 용해되므로, 불활성가스의 충전(IG/ Topping IP)이 필요하다. 따라서 NSG mode를 Topping-up mode라고도 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템에서 연소부의 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하여, 상기에서 정의한 선박의 두 가지 운항모드에 따라 연소부(100)의 제어가 어떻게 이루어지는지 살펴본다.
먼저, Cargo Unloading mode에서 불활성가스 내 산소 함량이 기준치를 초과한 경우이다. Cargo Unloading mode에서는 발전용 엔진(120)과 보조보일러(130)만 운전되고 있는 상태이므로, 이 두 장치에 대한 제어가 이루어질 수 있다.
발전용 엔진(120)에 대한 제어는 다음의 두 가지로 이루어질 수 있으며, 다음의 두 가지 제어 중 하나 이상을 조합하여 제어될 수 있다.
1) 발전용 엔진(120)에 연료를 공급하는 GE 연료공급라인(121) 상에 설치된 컨트롤밸브를 제어하여, 고유황유(HSFO) 대신 저유황유(LSFO)가 발전용 엔진(120)에 공급되도록 한다.
2) 발전용 엔진(120)에서 배출되는 배기가스를 스크러버(200) 측으로 공급하는 GE 배기가스 공급라인(122)에 설치된 컨트롤밸브를 제어하여, 발전용 엔진(120)에서 배출되는 배기가스가 스크러버(200) 측으로 공급되는 것을 차단하고, GE 바이패스라인(123)을 통해 바이패스시킨다.
보조보일러(130)에 대한 제어는 다음의 두 가지로 이루어질 수 있으며, 다음의 두 가지 제어 중 하나 이상을 조합하여 제어될 수 있다.
1) 보조보일러(130)의 부하(load)를 높인다.
2) 보조보일러(130)에서 생산되는 증기(steam)에서 남는 증기를 콘덴서(140)에 공급하는 스팀 덤핑라인(141) 상에 설치된 스팀 덤핑밸브(142)를 더 개방하여, 보조보일러(130)로부터 콘덴서(140)로 공급되는 잉여 증기의 양을 늘림으로써, 보조보일러(130)의 부하를 높아지도록 유도한다.
이는 배기가스에 함유된 산소 농도 관리를 위해 보조보일러(130)에서 필요 소모량 이상의 증기를 생산하고, 남는 증기를 콘덴서(140)를 통해 회수한다는 의미이다.
발전용 엔진(120) 및 보조보일러(130)의 제어는 선택적으로 이루어질 수 있다. 즉, 발전용 엔진(120) 또는 보조보일러(130) 중 한 장치에 대해서만 제어가 이루어질 수도 있고, 두 장치에 대한 제어가 조합될 수도 있다.
한편, Cargo Unloading mode에서는 저장탱크 내의 연료를 COPT(Cargo Oil Pump Turbine)을 구동시켜 선외로 이송하게 되는데, 이때 COPT에 필요한 동력으로 증기가 이용되며, 이 증기는 보조보일러의 부하를 높여 필요한 양을 공급하게 된다. 따라서, Cargo Unloading mode에서는 보조보일러(130)의 부하가 높기 때문에, 상기와 같은 발전용 엔진(120) 또는 보조보일러(130)의 제어가 필요하지 않거나, 제어가 필요한 상황이 빈번하게 발생하지는 않는다.
다음으로, Normal Seagoing mode(NSG mode)에서 불활성가스 내 산소 함량이 기준치를 초과한 경우이다.
Normal Seagoing mode에서는 메인엔진(110)과 발전용 엔진(120) 및 보조보일러(130)가 모두 운전되고 있는 상태이므로, 이 세 장치에 대한 제어가 이루어질 수 있다.
메인엔진(110)에 대한 제어는 다음의 세 가지로 이루어질 수 있으며, 다음의 세 가지 제어 중 하나 이상을 조합하여 제어될 수 있다.
1) 메인엔진(110)의 부하를 낮춘다.
2) 메인엔진(110)에 연료를 공급하는 ME 연료공급라인(111) 상에 설치된 컨트롤밸브를 제어하여, 고유황유(HSFO) 대신 저유황유(LSFO)가 메인 엔진(110)에 공급되도록 한다.
3) 메인엔진(110)에서 배출되는 배기가스를 스크러버(200) 측으로 공급하는 ME 배기가스 공급라인(112)에 설치된 컨트롤밸브를 제어하여, 메인엔진(110)에서 배출되는 배기가스가 스크러버(200) 측으로 공급되는 것을 차단하고, ME 바이패스라인(113)을 통해 바이패스시킨다.
발전용 엔진(120)에 대한 제어와, 보조보일러(130)에 대한 제어는 Cargo Unloading mode에서 설명한 바와 동일하다.
Normal Seagoing mode에서도 Cargo Unloading mode와 마찬가지로, 메인엔진(110), 발전용 엔진(120) 및 보조보일러(130)의 제어가 선택적으로 이루어질 수 있다. 즉, 메인엔진(110), 발전용 엔진(120) 또는 보조보일러(130) 중 한 장치에 대해서만 제어가 이루어질 수도 있고, 세 장치 중 하나 이상의 장치에 대한 제어가 조합될 수도 있다.
연소부(100)의 제어는 상기에서 설명하였듯이 제어부(600)에 의해 이루어질 수 있다.
제1 실시예에 의한 연소부(100)의 제어를, 선박의 운항모드에 따라 표로 정리하면 표 1과 같다.

운항모드
장치
제어 방법



Cargo
Unloading
mode
발전용
엔진
(GE)
1) 발전용 엔진(120)의 연료유로 저유황유(LSFO)를 공급 받음
2) 배출되는 배기가스를 스크러버(200)로 공급하지 않고 바이패스시킴

보조
보일러
(AB)
1) 보조보일러(130)의 부하를 높임
2) 보조보일러(130)의 잉여 증기를 콘덴서(140)에 공급하는 스팀 덤핑라인(141) 상에 설치된 스팀 덤핑밸브(142)를 더 개방






Normal
Seagoing
mode
(NSG mode)
메인
엔진
(ME)
1) 메인엔진(110)의 부하를 낮춤
2) 메인엔진(110)의 연료유로 저유황유(LSFO)를 공급 받음
3) 배출되는 배기가스를 스크러버(200)로 공급하지 않고 바이패스시킴

발전용
엔진
(GE)
1) 발전용 엔진(120)의 연료유로 저유황유(LSFO)를 공급 받음
2) 배출되는 배기가스를 스크러버(200)로 공급하지 않고 바이패스시킴

보조
보일러
(AB)
1) 보조보일러(130)의 부하를 높임
2) 보조보일러(130)의 잉여 증기를 콘덴서(140)에 공급하는 스팀 덤핑라인(141) 상에 설치된 스팀 덤핑밸브(142)를 더 개방
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템(2)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 통합 불활상가스 발생 시스템(1)의 모든 구성요소들을 그대로 포함할 수 있으며, 연소부(100)의 구성 중 발전용 엔진(120) 또는 보조보일러(130)으로부터 배출되는 배기가스를 공급받아 저장탱크(400)에 공급되기에 적합한 불활성가스로 만드는 제2 스크러버(700)를 더 포함할 수 있다.
제2 실시예에서는 제1 실시예의 스크러버(200)의 명칭을 제1 스크러버(200)라 하고, 나머지 동일한 구성요소에 대한 자세한 설명은 생략한다.
제2 스크러버(700)는, 발전용 엔진(120) 또는 보조보일러(130)으로부터 배출되는 배기가스를 저장탱크(400)에 주입되는 불활성가스로 사용하기 적합하도록 해수로 스크러빙(SOx 제거 목적의 스크러빙이 아님)한다.
제2 스크러버(700)는, 비교적 연료 소모양이 적은 발전용 엔진(120) 또는 보조보일러(130)으로부터 배출되는 배기가스만을 스크러빙하기 때문에, 제1 스크러버(200)에 비해 소용량으로 구비할 수 있다.
제2 스크러버(700)는 배기가스를 스크러빙하기 위한 해수를 해수공급라인(210)으로부터 공급받을 수 있다.
발전용 엔진(120)에서 배출되는 배기가스는 GE 배기가스 공급라인(122) 상에서 분기되는 GE 배기가스 분기라인(722)를 통해 제2 스크러버(700) 측으로 공급될 수 있다.
GE 배기가스 공급라인(122)과 GE 배기가스 분기라인(722)이 분기되는 분기점에는 컨트롤밸브가 설치될 수 있으며, 컨트롤밸브를 제어하여 발전용 엔진(120)에서 배출되는 배기가스를 제1 스크러버(200) 또는 제2 스크러버(700) 측으로 선택적으로 공급할 수 있다.
보조보일러(130)에서 배출되는 배기가스는 AB 배기가스 공급라인(132) 상에서 분기되는 AB 배가가스 분기라인(732)를 통해 제2 스크러버(700) 측으로 공급될 수 있다.
AB 배기가스 공급라인(132)과 AB 배기가스 분기라인(732)이 분기되는 분기점에는 컨트롤밸브가 설치될 수 있으며, 컨트롤밸브를 제어하여 보조보일러(130)에서 배출되는 배기가스를 제1 스크러버(200) 또는 제2 스크러버(700) 측으로 선택적으로 공급할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 메인엔진(110), 발전용 엔진(120) 및 보조보일러(130)로부터 배출되는 배기가스를 제1 스크러버(200)에서 모두 감당하는 것이 아니라, 발전용 엔진(120) 또는 보조보일러(130)로 배출되는 배기가스는 제2 스크러버(700) 측으로 공급되어 처리되므로, 제1 스크러버(200)의 용량을 제1 실시예에서보다 줄일 수 있다.
제2 스크러버(700)는 배기가스를 불활성가스로 사용되기 적합하도록 해수로 스크러빙하는 것이 주목적이지만, 제1 스크러버(200)와 유사하게 황산화물(SOx) 정제 기능이 통합되도록 구비될 수도 있다.
제2 스크러버(700)에 의해 저장탱크(400)에 주입되기에 적합한 상태가 된 불활성가스는, 불활성가스 합류라인(320)을 통해 불활성가스 공급라인(310) 측으로 합류된 후 저장탱크(400)로 공급될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템에서 연소부의 제어를 설명하기 위한 도면이다.
제2 실시예에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템(2)도, SOLAS 협약에서 규정하는 불활성 가스 내 산소 농도 조건을 만족하기 위하여, 저장탱크(400)로 공급되는 불활성가스에 함유된 산소 농도를 산소 모니터링 장치(530)에 의해 모니터링 한 후, 제어부(600)의 연소부(100) 제어에 의해 불활성가스에 함유된 산소 농도를 제어한다.
제1 실시예에서와 마찬가지로, 선박의 운항모드에 따라 연소부(100)의 제어가 다르게 이루어질 수 있다.
먼저, Cargo loading mode에서 불활성가스 내 산소 함량이 기준치를 초과하는 경우를 살펴본다. Cargo Unloading mode에서는 발전용 엔진(120)과 보조보일러(130)만 운전되고 있는 상태이다.
Cargo Unloading mode에서는 보조보일러(130)의 운전 부하가 높으므로, 보조보일러(130)로부터 배출되는 배기가스는 AB 배기가스 공급라인(132)을 통해 제1 스크러버(200) 측으로 보내지며, 제1 스크러버(200)를 거치면서 유해성분이 제거된 후, 불활성가스 공급라인(310)을 통해 저장탱크(400)로 공급된다.
보조보일러(130)에 비해 상대적으로 연료 소모량이 적은 발전용 엔진(120)에서 배출되는 배기가스는 GE 배기가스 분기라인(722)을 통해 제2 스크러버(700) 측으로 보내지며, 제2 스크러버(700)에서 해수로 스크러빙 된 후, 불활성가스 합류라인(320)을 통해 불활성가스 공급라인(310)에 합류되어 저장탱크(400)로 공급된다.
발전용 엔진(120)의 연료로 저유황유(LSFO)를 사용하는 경우, 제2 스크러버(700)는 황산화물 정제 기능을 가지지 않아도 되며, 발전용 엔진(120)의 연료로 고유황유(HSFO)를 사용하는 경우에는, 제2 스크러버(700)가 황산화물 정제 기능까지 통합되는 것이 바람직하다.
다음으로, Normal Seagoing mode에서 불활성가스 내 산소 함량이 기준치를 초과한 경우를 살펴본다. Normal Seagoing mode에서는 메인엔진(110)과 발전용 엔진(120) 및 보조보일러(130)가 모두 운전되고 있는 상태이다.
Normal Seagoing mode에서 연소부(100)의 제어는 두 가지 옵션으로 이루어질 수 있다.
첫 번째 옵션은 다음과 같다. Normal Seagoing mode에서 메인엔진(110)과 발전용 엔진(120)으로부터 배출되는 배기가스는 각각 ME 배기가스 공급라인(112)과 GE 배기가스 공급라인(122)를 통해 제1 스크러버(200) 측으로 보내지며, 제1 스크러버(200)를 거치면서 유해성분이 제거된 후, 불활성가스 공급라인(310)을 통해 저장탱크(400)로 공급된다.
보조보일러(130)에서 배출되는 배기가스는 AB 배기가스 분기라인(732)을 통해 제2 스크러버(700) 측으로 보내지며, 제2 스크러버(700)에서 해수로 스크러빙 된 후, 불활성가스 합류라인(320)을 통해 불활성가스 공급라인(310)에 합류되어 저장탱크(400)로 공급된다.
이때, 메인엔진(110)과 발전용 엔진(120)으로부터 제1 스크러버(200)를 거쳐 저장탱크(400)로 공급되는 불활성가스의 양이 충분하기 때문에, 보조보일러(130)는 하나만 운전되어도 충분하며, 복수로 구비되는 보조보일러(130) 중 하나의 보조보일러(130)에서 배출되는 배기가스만 제2 스크러버(700)로 공급될 수 있다.
두 번째 옵션은 다음과 같다. 메인엔진(110)에서 배출되는 배기가스에는 산소 함량이 높기 때문에, 제1 스크러버(200)를 거치게 하더라도, 불활성가스 내 산소 농도를 조절하기 위하여 엔진(110, 120) 및 보조보일러(130)의 부하 또는 사용 연료유 모드를 제어해야 할 필요성이 빈번하게 발생할 수 있다.
이러한 번거로움을 피하기 위하여, 메인엔진(110)에서 배출되는 배기가스는 ME 바이패스라인(113)을 통해 바이패스시키고, 대신 부족한 불활성가스의 양을 충족시키기 위하여 별도의 불활성가스 생성기(800, Inert Gas Generator)를 구비하는 방법이다.
불활성가스 생성기(800)에서 생성된 불활성가스는 별도로 스크러빙을 거칠 필요가 없기 때문에, 산소 모니터링 장치(530) 전단의 불활성가스 공급라인(310) 상으로 바로 공급될 수 있다.
발전용 엔진(120)과 보조보일러(130)에 대한 제어는 첫 번째 옵션에서와 같다. 즉, 발전용 엔진(120)에서 배출되는 배기가스는 GE 배기가스 공급라인(122)를 통해 제1 스크러버(200) 측으로 보내지고, 보조보일러(130)에서 배출되는 배기가스는 AB 배기가스 분기라인(732)을 통해 제2 스크러버(700) 측으로 보내져, 각각의 장치를 거친 후, 불활성가스 공급라인(310)을 통해 저장탱크(400)로 공급될 수 있다.
이때, 불활성가스 생성기(800)에서 생성되는 불활성가스의 양을 충분히 할 경우, 발전용 엔진(120)에서 배출되는 배기가스는 GE 바이패스라인(123)을 통해 바이패스시키는 것도 가능하다.
연소부(100)의 제어는 제어부(600)에 의해 이루어질 수 있다.
제2 실시예에 의한 연소부(100)의 제어를, 선박의 운항모드에 따라 표로 정리하면 표 2와 같다.

운항모드
장치
제어 방법



Cargo
Unloading
mode
발전용
엔진
(GE)
발전용 엔진(120)에서 배출되는 배기가스는 GE 배기가스 분기라인(722)을 통해 제2 스크러버(700) 측으로 공급

보조
보일러
(AB)
보조보일러(130)로부터 배출되는 배기가스는 AB 배기가스 공급라인(132)을 통해 제1 스크러버(200) 측으로 공급














Normal
Seagoing
mode
(NSG mode)




옵션1

엔진
(ME/GE)
메인엔진(110)과 발전용 엔진(120)으로부터 배출되는 배기가스는 각각 ME 배기가스 공급라인(112)과 GE 배기가스 공급라인(122)를 통해 제1 스크러버(200) 측으로 공급

보조
보일러
(AB)
보조보일러(130)에서 배출되는 배기가스는 AB 배기가스 분기라인(732)을 통해 제2 스크러버(700) 측으로 공급











옵션2
메인
엔진
(ME)
메인엔진(110)에서 배출되는 배기가스는 ME 바이패스라인(113)을 통해 바이패스시킴


발전용
엔진
(GE)
발전용 엔진(120)에서 배출되는 배기가스는,
1) GE 배기가스 공급라인(122)를 통해 제1 스크러버(200) 측으로 공급, 또는
2) 불활성가스 생성기(800)에서 생성되는 불활성가스의 양을 충분히 할 경우, GE 바이패스라인(123)을 통해 바이패스시키는 것도 가능

보조
보일러
(AB)
보조보일러(130)에서 배출되는 배기가스는 AB 배기가스 분기라인(732)을 통해 제2 스크러버(700) 측으로 공급

불활성가스
생성기
(IGG)
부족한 불활성가스의 양을 충족시키기 위하여 별도의 불활성가스 생성기(800, Inert Gas Generator)를 추가
본 발명에 따른 통합 불활성가스 발생 시스템은, 불활성가스 공급 기능과 황산화물 정제 기능을 통합 구성함으로써, 황산화물 정화 장치의 중복 설치를 방지하고, 시너지 효과를 극대화함으로써 장치의 효용성을 증대시킨다.
또한, 본 발명은 엔진 및 보일러의 부하 또는 사용 연료유 모드(HSFO/LSFO mode)를 적절히 제어하여, 보일러로부터 배출되는 배기가스의 일부뿐만 아니라, 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 일부도 SOLAS에서 규제하고 있는 산소 함량 조건을 만족시키면서 불활성가스로 활용할 수 있다.
또한, 본 발명은 불활성가스 시스템에 배기가스의 황산화물 정제 기능을 통합함으로써, 저가의 HSFO와 고가의 LSFO를 적절하게 교체하여 사용할 수 있으며, HSFO의 사용 확대에 따라 OPEX 절감의 효과가 있다.
특히, 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 불활성가스 스크러빙이 주목적인 소용량의 제2 스크러버를 별도로 구비하여, 엔진과 보조보일러의 분리운전이 가능하므로, 전체적인 스크러버의 용량 감소가 가능하고, 장비 배치를 단순화 할 수 있으며, 이에 따라 기관실의 공간 효율이 증대된다.
본 발명의 제2 실시예는, NSG with cargo tank heating mode가 없어 메인엔진(ME)과 보조보일러(AB)가 동시에 사용되는 경우가 없는, VLCC 선종에 적용하면 전체 스크러버의 용량을 획기적으로 줄일 수 있다는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 특정 실시예를 중심으로 하여 설명하였지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술 분야에 있을 수 있으며, 따라서 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 통합 불활성가스 발생 시스템 100 : 연소부
110 : 메인엔진 120 : 발전용 엔진
130 : 보조보일러 122 : GE 배기가스 공급라인
132 : AB 배기가스 공급라인 200 : 제1 스크러버
300 : 불활성가스 공급부 310 : 불활성가스 공급라인
320 : 불활성가스 합류라인 400 : 저장탱크
530 : 산소 모니터링 장치 600 : 제어부
700 : 제2 스크러버 722 : GE 배기가스 분기라인
732 : AB 배기가스 분기라인 800 : 불활성가스 생성기(IGG)

Claims (17)

  1. 연료유(fuel oil)을 소모하여 배기가스를 배출하는 연소부;
    상기 연소부에서 배출되는 배기가스를 공급받아 황산화물(SOx)을 제거하고 해수로 냉각하여 저장탱크에 주입하기 위한 불활성가스로 만드는 제1 스크러버;
    상기 연소부에서 배출되는 배기가스를 공급받아 해수로 냉각하여 저장탱크에 주입하기 위한 불활성가스로 만드는 제2 스크러버;
    상기 제1 스크러버와 상기 제2 스크러버에서 생성된 불활성가스를 저장탱크에 공급하는 불활성가스 공급부; 및
    상기 연소부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 연소부는 메인엔진(ME), 발전용 엔진(GE) 및 보조보일러(Aux. Boiler)를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 메인엔진으로부터 배출되는 배기가스는 상기 제1 스크러버로 공급되거나 바이패스되도록 하고, 상기 발전용 엔진 또는 상기 보조보일러로부터 배출되는 배기가스는 상기 제1 스크러버 또는 상기 제2 스크러버로 선택적으로 공급되도록 제어함으로써, 상기 저장탱크에 공급되는 불활성가스에 함유된 산소 농도를 조절하는,
    통합 불활성가스 발생 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 스크러버는 상기 제1 스크러버보다 저용량으로 구비되는,
    통합 불활성가스 발생 시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 메인엔진으로부터 배출되는 배기가스를 상기 제1 스크러버로 공급하는 ME 배기가스 공급라인;
    상기 발전용 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 상기 제1 스크러버로 공급하는 GE 배기가스 공급라인; 및
    상기 보조보일러로부터 배출되는 배기가스를 상기 제1 스크러버로 공급하는 AB 배기가스 공급라인;을 더 포함하는,
    통합 불활성가스 발생 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 GE 배기가스 공급라인으로부터 분기되어 상기 발전용 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 상기 제2 스크러버로 공급하는 GE 배기가스 분기라인; 및
    상기 AB 배기가스 공급라인으로부터 분기되어 상기 보조보일러로부터 배출되는 배기가스를 상기 제2 스크러버로 공급하는 AB 배기가스 분기라인;을 더 포함하는,
    통합 불활성가스 발생 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 GE 배기가스 공급라인에서 상기 GE 배기가스 분기라인이 분기되는 분기점과, 상기 AB 배기가스 공급라인에서 상기 AB 배기가스 분기라인이 분기되는 분기점에는 컨트롤밸브가 각각 설치되며, 상기 컨트롤밸브는 상기 제어부에 의해 제어되는,
    통합 불활성가스 발생 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 ME 배기가스 공급라인으로부터 분기되어 상기 메인엔진으로부터 배출되는 배기가스를 바이패스시키는 ME 바이패스라인; 및
    상기 GE 배기가스 공급라인으로부터 분기되어 상기 발전용 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 바이패스시키는 GE 바이패스라인;을 더 포함하는,
    통합 불활성가스 발생 시스템.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 불활성가스 공급부는,
    상기 제1 스크러버로부터 배출되는 불활성가스를 상기 저장탱크로 이송하는 불활성가스 공급라인;
    상기 제2 스크러버로부터 배출되는 불활성가스를 상기 불활성가스 공급라인으로 합류시키는 불활성가스 합류라인; 및
    상기 불활성가스 공급라인 상에 설치되어 불활성가스를 상기 저장탱크 측으로 흡입하는 블로워;를 포함하는,
    통합 불활성가스 발생 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 불활성가스 공급부는,
    상기 불활성가스 공급라인 상에서 상기 블로워의 후단에 설치되어, 불활성가스의 역류를 방지하는 데크 워터 실;을 더 포함하는,
    통합 불활성가스 발생 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 불활성가스 공급라인을 통해 상기 저장탱크에 공급되는 불활성가스의 산소 농도를 측정하는 산소 모니터링 장치;를 더 포함하는,
    통합 불활성가스 발생 시스템.
  10. 청구항 7에 있어서,
    자체적으로 불활성가스를 생산하여 상기 불활성가스 공급라인으로 공급하는 불활성가스 생성기(IGG)를 더 포함하는,
    통합 불활성가스 발생 시스템.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 불활성가스 공급라인으로부터 분기되어, 상기 스크러버로부터 불활성가스를 대기 중으로 배출하는 배기가스 배출라인;을 더 포함하는,
    통합 불활성가스 발생 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 배기가스 배출라인 또는 상기 불활성가스 공급라인을 통해 상기 스크러버로부터 배출되는 배기가스에 포함된 황산화물 오염 정도를 모니터링하는 황산화물 모니터링 장치를 더 포함하는,
    통합 불활성가스 발생 시스템.
  13. 선박에서 배출되는 배기가스를 저장탱크에 공급되는 불활성가스로 활용하기 위한 통합 불활성가스 발생 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 선박의 메인엔진(ME)에서 배출되는 배기가스를 공급받아 황산화물(SOx)을 제거하고 해수로 냉각하여 저장탱크에 주입하기 적합한 불활성가스로 만드는 제1 스크러버; 및
    상기 선박의 발전용 엔진(GE) 또는 보조보일러(Aux. Boiler)에서 배출되는 배기가스를 공급받아 해수로 냉각하여 저장탱크에 주입하기 적합한 불활성가스로 만드는 제2 스크러버;를 포함하고,
    상기 메인엔진에서 배출되는 배기가스는 상기 제1 스크러버로 공급되거나 바이패스되도록 하고, 상기 발전용 엔진 또는 상기 보조보일러로부터 배출되는 배기가스는 상기 제1 스크러버 또는 상기 제2 스크러버로 선택적으로 공급되도록 제어함으로써, 저장탱크에 공급되는 불활성가스에 포함된 산소 농도를 조절하는,
    통합 불활성가스 발생 시스템의 제어 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 선박이 Cargo unloading mode로 운전 중인 경우,
    상기 발전용 엔진에서 배출되는 배기가스는 상기 제2 스크러버로 공급하고,
    상기 보조보일러에서 배출되는 배기가스는 상기 제1 스크러버로 공급하는,
    통합 불활성가스 발생 시스템의 제어 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 선박이 Normal Seagoing mode로 운전 중인 경우,
    상기 메인엔진 및 상기 발전용 엔진으로부터 배출되는 배기가스는 상기 제1 스크러버로 공급하고,
    상기 보조보일러로부터 배출되는 배기가스는 상기 제2 스크러버로 공급하는,
    통합 불활성가스 발생 시스템의 제어 방법.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 선박이 Normal Seagoing mode로 운전 중인 경우,
    상기 메인엔진으로부터 배출되는 배기가스는 바이패스시키고,
    상기 발전용 엔진으로부터 배출되는 배기가스는 상기 제1 스크러버로 공급하고,
    상기 보조보일러로부터 배출되는 배기가스는 상기 제2 스크러버로 공급하며,
    별도의 불활성가스 생성기(IGG)를 구비하여, 자체적으로 불활성가스를 생성함으로써, 부족한 불활성가스 양을 충족시키는,
    통합 불활성가스 발생 시스템의 제어 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 불활성가스 생성기에서 생성되는 불활성가스의 양에 따라, 상기 발전용 엔진으로부터 배출되는 배기가스는 상기 제1 스크러버로 공급하거나 또는 바이패스시키는,
    통합 불활성가스 발생 시스템의 제어 방법.
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KR20150087409A (ko) * 2012-11-29 2015-07-29 알파 라발 코포레이트 에이비 배기 가스 세정을 위한 시스템, 이러한 시스템의 용도 및 다중 시스템

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