KR20220086063A - 가스 퍼지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼지 시스템은 잔류 가스가 체류하는 제1 가스 배관의 양단에 설치되어 잔류 가스의 유동을 차단하는 수봉 밸브; 상기 제1 가스 배관의 일단에 연결되어 퍼지 가스를 상기 제1 가스 배관의 내부로 유입시키는 유입 방산관; 상기 제1 가스 배관의 타단에 연결되어 상기 퍼지 가스와 상기 잔류 가스가 혼합된 합성 가스를 상기 제1 가스 배관의 외부로 유출시키는 유출 방산관; 상기 유출 방산관을 상기 제1 가스 배관과 이격되어 설치되는 제2 가스 배관에 연결하는 합성 가스 배관; 그리고 상기 합성 가스 배관에 설치되어 상기 합성 가스 내부의 유해 화학 물질의 함량을 측정하는 물질 함량 측정기를 포함한다.

Description

가스 퍼지 시스템{GAS PURGE SYSTEM}

본 발명은 가스 퍼지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스 배관 내 가스 퍼지 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 연소로 또는 보일러가 설치된 곳에는 연료, 산화제 등을 공급하기 위한 배관이 설치된다. 고체 연료 또는 액체 연료와 달리 기체 연료는 배관 사용이 종료되거나 배관 작업을 위해 배관 내 잔류물을 포함하는 가스를 대기로 방출한다.

일반적인 가스 퍼지 시스템은 가스 배관의 양단에 설치되어 잔류 가스의 유동을 차단하는 수봉 밸브, 가스 배관의 양단에 연결되어 불활성 가스인 퍼지 가스를 가스 배관 내부로 유입하거나 가스 배관 내부로부터 유출하는 유입 방산관 및 유출 방산관, 그리고 방산관에 설치되어 퍼지 가스의 유입을 조절한 유입 차단 밸브, 퍼지 가스 및 잔류 가스를 포함하는 합성 가스의 유출을 조절하는 유출 차단 밸브를 포함한다. 유입 방산관으로 유입된 퍼지 가스는 가스 배관 내부의 잔류 가스와 함께 합성 가스가 되어 유출 방산관을 통해 배출된다. 가스 배관 내부에 잔류 가스가 제거될 때까지 퍼지 공정을 진행하게 된다.

가스 퍼지 시스템에 의해 배출되는 합성 가스의 경우 국내 법규상 유해 화학 물질로 규정되지 않는다면 대기 배출에 문제가 없으나, 유해 화학 물질이 포함된 합성 가스의 경우에는 인체 유해성 때문에 그대로 배출되면 안되며 법적 규제를 받게 된다. 가스 연료 내 유해 화학 물질이 포함된 경우 가스 퍼지 공정에서 배출된 합성 가스에 유해 화학 물질이 포함된 경우 합성 가스는 대기 조건에 의해 확산되며, 유해 조건 내 사람이 있다면 안전 사고가 발생할 수 있다. 이에 따라 가스 퍼지 공정에서 유해 화학 물질의 배출을 최대한 억제하여야 한다.

가스가 배출되는 방산관의 높이를 높여 가스 확산을 촉진하고 인체와 접촉하는 높이에서는 문제가 없도록 하고 있으나, 대기 조건에 따라 영향을 받기 때문에 모든 조건에서 무해하다고 확신하기 어렵다. 특히, 가스 퍼지 공정에서 배출되는 합성 가스의 발열량은 질소 투입에 따라 점차 하락된다.

본 발명에서는 합성 가스의 대기 방출에 의한 안전 사고를 방지할 수 있는 가스 퍼지 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼지 시스템은 잔류 가스가 체류하는 제1 가스 배관의 양단에 설치되어 잔류 가스의 유동을 차단하는 수봉 밸브; 상기 제1 가스 배관의 일단에 연결되어 퍼지 가스를 상기 제1 가스 배관의 내부로 유입시키는 유입 방산관; 상기 제1 가스 배관의 타단에 연결되어 상기 퍼지 가스와 상기 잔류 가스가 혼합된 합성 가스를 상기 제1 가스 배관의 외부로 유출시키는 유출 방산관; 상기 유출 방산관을 상기 제1 가스 배관과 이격되어 설치되는 제2 가스 배관에 연결하는 합성 가스 배관; 그리고 상기 합성 가스 배관에 설치되어 상기 합성 가스 내부의 유해 화학 물질의 함량을 측정하는 물질 함량 측정기를 포함한다.

상기 물질 함량 측정기에 의해 측정된 상기 합성 가스 내부의 유해 화학 물질의 함량이 대기 배출 기준보다 높은 경우, 상기 제2 가스 배관으로 상기 합성 가스를 이송시킬 수 있다.

상기 합성 가스 배관에 연결되며 상기 합성 가스를 대기로 배출하는 대기 배출 배관을 더 포함하고, 상기 물질 함량 측정기에 의해 측정된 상기 합성 가스 내부의 유해 화학 물질의 함량이 상기 대기 배출 기준보다 낮은 경우, 상기 대기 배출 배관을 통해 대기로 합성 가스를 배출할 수 있다.

상기 합성 가스의 대기 배출 기준은 상기 합성 가스의 발열량이 650kcal/Nm³인 경우일 수 있다.

상기 유입 방산관에 설치되어 상기 퍼지 가스의 유입을 조절하는 유입 차단 밸브, 그리고 상기 유출 방산관에 설치되어 상기 합성 가스의 유출을 조절하는 유출 차단 밸브를 포함할 수 있다.

상기 제2 가스 배관에 연결되며 상기 합성 가스 배관과 연결되는 방산관, 상기 방산관에 설치되는 제1 차단 밸브, 상기 합성 가스 배관 사이에 설치되는 제2 차단 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 대기 배출 배관에 설치되는 제3 차단 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 가스 배관에 설치되는 압력계를 더 포함할 수 있다.

상기 물질 함량 측정기는 가스 분석기 또는 열량계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼지 시스템은 제1 가스 배관으로부터 퍼지된 합성 가스 내의 유해 화학 물질의 함량이 대기 배출 기준보다 높으면 제2 가스 배관으로 합성 가스를 이송시키고, 합성 가스 내의 유해 화학 물질의 함량이 대기 배출 기준보다 낮으면 대기 배출 배관을 통해 대기로 합성 가스를 배출함으로써, 대기로 배출되는 합성 가스 내의 유해 화학 물질의 함량을 최소화하여 안전 사고를 방지할 수 있다.

또한, 합성 가스가 배출되는 합성 가스 배관에 물질 함량 측정기를 설치함으로써, 간편하게 합성 가스가 대기 배출 기준을 만족하는 지 판단할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼지 시스템의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 가스 퍼지 시스템에서 합성 가스가 대기 배출 기준을 만족하는 경우의 경로를 표시한 도면이다.
도 3은 도 1의 가스 퍼지 시스템에서 합성 가스가 대기 배출 기준을 만족하지 못하는 경우의 경로를 표시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼지 시스템의 개략적인 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼지 시스템은 수봉 밸브(V), 유입 방산관(L1), 유출 방산관(L2), 합성 가스 배관(L3), 물질 함량 측정기(HV), 유입 차단 밸브(V4), 유출 차단 밸브(V5), 방산관(L4), 대기 배출 배관(L5), 제1 차단 밸브(CV1), 제2 차단 밸브(CV2), 제3 차단 밸브(CV3), 그리고 압력계(P)를 포함한다.

수봉 밸브(V)는 잔류 가스가 체류하는 제1 가스 배관(GL1)의 양단에 설치되어 잔류 가스의 유동을 차단할 수 있다. 수봉 밸브(V)는 제1 가스 배관(GL1)의 일단에 설치되는 제1 수봉 밸브(V1), 그리고 제1 가스 배관(GL1)의 타단에 설치되는 제2 수봉 밸브(V2)를 포함할 수 있다.

유입 방산관(L1)은 제1 가스 배관(GL1)의 일단에 연결되어 퍼지 가스(PG)를 제1 가스 배관(GL1)의 내부로 유입시킬 수 있다. 유입 방산관(L1)은 제1 수봉 밸브(V1)에 인접하여 설치될 수 있다. 퍼지 가스(PG)는 질소(N₂)와 같은 불활성 가스를 포함할 수 있다.

유출 방산관(L2)은 제1 가스 배관(GL1)의 타단에 연결되어 퍼지 가스(PG)와 잔류 가스가 혼합된 합성 가스(CG)를 제1 가스 배관(GL1)의 외부로 유출시킬 수 있다. 유출 방산관(L2)은 제2 수봉 밸브(V2)에 인접하여 설치될 수 있다.

유입 차단 밸브(V4)는 유입 방산관(L1)에 설치되어 퍼지 가스(PG)가 제1 가스 배관(GL1)으로 유입되는 것을 조절할 수 있다.

유출 차단 밸브(V5)는 유출 방산관(L2)에 설치되어 퍼지 가스(PG)와 잔류 가스가 혼합된 합성 가스(CG)가 유출 방산관(L2)을 통해 유출되는 것을 조절할 수 있다.

압력계(P)는 제1 가스 배관(GL1)에 설치되어 퍼지 가스(PG)의 압력을 측정할 수 있다. 제1 가스 배관(GL1) 내부의 압력이 과도할 경우, 가스 누출 또는 배관 손상 등이 발생할 수 있으므로, 압력계(P)를 이용하여 제1 가스 배관(GL1) 내부의 퍼지 가스(PG)의 압력을 조절하면서 가스 퍼지 공정을 수행하게 된다.

잔류 가스가 체류하여 퍼지 공정이 진행되는 제1 가스 배관(GL1)과 이격되어 제2 가스 배관(GL2)이 설치될 수 있다.

방산관(L4)은 제2 가스 배관(GL2)에 연결되며 합성 가스 배관(L3)과 연결될 수 있다. 그리고, 제1 차단 밸브(CV1)는 방산관(L4)에 설치되어 방산관(L4)을 통해 흐르는 합성 가스(CG)의 양을 조절할 수 있다.

합성 가스 배관(L3)은 유출 방산관(L2)을 제2 가스 배관(GL2)에 연결할 수 있다. 유출 방산관(L2)을 통해 유출되는 합성 가스(CG)가 합성 가스 배관(L3)을 통해 흐를 수 있다.

제2 차단 밸브(CV2)는 합성 가스 배관(L3)에 설치되어 합성 가스 배관(L3)을 통해 흐르는 합성 가스(CG)의 양을 조절할 수 있다.

물질 함량 측정기(HV)는 합성 가스 배관(L3)에 설치되어 합성 가스(CG) 내부의 유해 화학 물질의 함량을 측정할 수 있다.

물질 함량 측정기(HV)는 가스 분석기 또는 열량계를 포함할 수 있다.

가스 분석기는 합성 가스(CG)의 성분을 분석하여 합성 가스(CG) 내부의 유해 화학 물질의 함량을 측정할 수 있다. 또한, 열량계는 실시간으로 가스 성분의 측정이 불가능한 경우, 총 가스 열량 내 유해 화학 물질의 열량비 또는 측정 가능한 가스 성분과의 유해 화학 물질 성분비로부터 배출되는 합성 가스(CG) 내부의 유해 화학 물질의 함량을 추정할 수 있다.

대기 배출 배관(L5)은 합성 가스 배관(L3)에 연결되며 합성 가스(CG)를 대기로 배출할 수 있다. 제3 차단 밸브(CV3)는 대기 배출 배관(L5)에 설치되어 합성 가스(CG)의 배출량을 조절할 수 있다.

이와 같이, 합성 가스가 배출되는 합성 가스 배관에 물질 함량 측정기를 설치함으로써, 간편하게 합성 가스가 대기 배출 기준을 만족하는 지 판단할 수 있다

도 2는 도 1의 가스 퍼지 시스템에서 합성 가스가 대기 배출 기준을 만족하는 경우의 경로를 표시한 도면이고, 도 3은 도 1의 가스 퍼지 시스템에서 합성 가스가 대기 배출 기준을 만족하지 못하는 경우의 경로를 표시한 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 물질 함량 측정기(HV)에 의해 측정된 합성 가스(CG) 내의 유해 화학 물질의 함량이 대기 배출 기준보다 높으면 제2 가스 배관(GL2)으로 합성 가스(CG)를 이송시키고, 합성 가스(CG) 내의 유해 화학 물질의 함량이 대기 배출 기준보다 낮으면 대기 배출 배관을 통해 대기로 방출할 수 있다. 여기서, 합성 가스(CG)의 대기 배출 기준은 합성 가스(CG)의 발열량이 650kcal/Nm³인 경우일 수 있다.

합성 가스(CG)의 대기 배출 기준은 제2 가스 배관(GL2)에 공급되는 합성 가스(CG)의 발열량 또는 합성 가스(CG) 성분의 농도 하한 기준으로서, 제2 가스 배관(GL2)을 흐르는 가스와 합성 가스(CG)의 유량비, 합성 가스(CG)의 발열량 등을 이용하여 설정될 수 있으므로, 안정적이다.

본 발명에서는 물질 함량 측정기(HV)를 이용하여 제1 가스 배관(GL1)에서 배출되는 합성 가스(CG)의 발열량 또는 유해 화학 물질 등의 가스 농도를 지속적으로 측정하여 합성 가스(CG)가 대기 배출 기준에 도달되었을 때 대기로 배출하기 때문에 안정적이다.

제2 가스 배관(GL2)은 제1 가스 배관(GL1)의 가스 퍼지 공정 중 가스 유동이 있을 수 있다. 합성 가스(CG)가 합성 가스 배관(L3)을 통해 이송되는 동안 합성 가스(CG)의 발열량은 점차 하락하므로, 제2 가스 배관(GL2)을 이용하여 공급받은 가스는 발열량의 변동이 클 수 있다. 이 때, 제2 가스 배관(GL2)을 이용하여 공급받은 가스가 가스 유동이 있는 경우에는 발열량의 변동이 있어도 그 하락 정도가 적어서 운용하는 열 설비에 영향이 적을 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 합성 가스(CG) 내의 유해 화학 물질의 함량이 대기 배출 기준보다 높은 경우, 제3 차단 밸브(CV3)를 닫아 합성 가스(CG)가 대기로 배출되지 못하도록 한다. 그리고, 제1 차단 밸브(CV1) 및 제2 차단 밸브(CV2)를 열어 제2 가스 배관(GL2)으로 합성 가스(CG)가 공급되도록 한다. 따라서, 제1 경로(X1)를 통해 제2 가스 배관(GL2)에 공급된 합성 가스(CG)는 타 연료와 혼합된 후 열 설비에 공급되어 사용될 수 있다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 합성 가스(CG) 내의 유해 화학 물질의 함량이 대기 배출 기준보다 낮은 경우, 제1 차단 밸브(CV1) 및 제2 차단 밸브(CV2)를 닫고 제3 차단 밸브(CV3)를 열어 합성 가스(CG)가 대기 배출 배관(L5)을 통해 대기로 배출되도록 한다. 따라서, 합성 가스(CG)는 제2 경로(X2)를 통해 대기로 배출될 수 있다. 이 때, 대기 배출 배관(L5)의 연장 방향을 상부 방향으로 설치함으로써, 합성 가스(CG)의 확산 범위를 넓혀 합성 가스(CG)의 농도를 낮출 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼지 시스템은 제1 가스 배관으로부터 퍼지된 합성 가스 내의 유해 화학 물질의 함량이 대기 배출 기준보다 높으면 제2 가스 배관으로 합성 가스를 이송시키고, 합성 가스 내의 유해 화학 물질의 함량이 대기 배출 기준보다 낮으면 대기 배출 배관을 통해 대기로 합성 가스를 배출함으로써, 대기로 배출되는 합성 가스 내의 유해 화학 물질의 함량을 최소화하여 안전 사고를 방지할 수 있다.

본 개시를 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

V1: 제1 수봉 밸브 V2: 제2 수봉 밸브
L1: 유입 방산관 L2: 유출 방산관
L3: 합성 가스 배관 HV: 물질 함량 측정기
V4: 유입 차단 밸브 V5: 유출 차단 밸브
L4: 방산관 L5: 대기 배출 배관
CV1: 제1 차단 밸브 CV2: 제2 차단 밸브
CV3: 제3 차단 밸브 P: 압력계

Claims (9)

1. 잔류 가스가 체류하는 제1 가스 배관의 양단에 설치되어 잔류 가스의 유동을 차단하는 수봉 밸브;
   상기 제1 가스 배관의 일단에 연결되어 퍼지 가스를 상기 제1 가스 배관의 내부로 유입시키는 유입 방산관;
   상기 제1 가스 배관의 타단에 연결되어 상기 퍼지 가스와 상기 잔류 가스가 혼합된 합성 가스를 상기 제1 가스 배관의 외부로 유출시키는 유출 방산관;
   상기 유출 방산관을 상기 제1 가스 배관과 이격되어 설치되는 제2 가스 배관에 연결하는 합성 가스 배관; 그리고
   상기 합성 가스 배관에 설치되어 상기 합성 가스 내부의 유해 화학 물질의 함량을 측정하는 물질 함량 측정기
   를 포함하는 가스 퍼지 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 물질 함량 측정기에 의해 측정된 상기 합성 가스 내부의 유해 화학 물질의 함량이 대기 배출 기준보다 높은 경우, 상기 제2 가스 배관으로 상기 합성 가스를 이송시키는 가스 퍼지 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 합성 가스 배관에 연결되며 상기 합성 가스를 대기로 배출하는 대기 배출 배관을 더 포함하고,
   상기 물질 함량 측정기에 의해 측정된 상기 합성 가스 내부의 유해 화학 물질의 함량이 상기 대기 배출 기준보다 낮은 경우, 상기 대기 배출 배관을 통해 대기로 합성 가스를 배출하는 가스 퍼지 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 합성 가스의 대기 배출 기준은 상기 합성 가스의 발열량이 650kcal/Nm³인 경우인 가스 퍼지 시스템.
5. 제3항에 있어서,
   상기 유입 방산관에 설치되어 상기 퍼지 가스의 유입을 조절하는 유입 차단 밸브, 그리고
   상기 유출 방산관에 설치되어 상기 합성 가스의 유출을 조절하는 유출 차단 밸브
   를 포함하는 가스 퍼지 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2 가스 배관에 연결되며 상기 합성 가스 배관과 연결되는 방산관,
   상기 방산관에 설치되는 제1 차단 밸브, 그리고
   상기 합성 가스 배관 사이에 설치되는 제2 차단 밸브를 더 포함하는 가스 퍼지 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 대기 배출 배관에 설치되는 제3 차단 밸브를 더 포함하는 가스 퍼지 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1 가스 배관에 설치되는 압력계를 더 포함하는 가스 퍼지 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 물질 함량 측정기는 가스 분석기 또는 열량계를 포함하는 가스 퍼지 시스템.
   

Images