• 제목/요약/키워드: 액화효율

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LNG 액화 사이클 효율에 미치는 2단 압축 인터쿨러의 영향 (Effect of Two staged Inter-cooler on Efficiency of LNG Liquefaction Process)

  • 유선일;오승택;이호생;윤정인;최건형;이상규
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제34권1호
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    • pp.46-52
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    • 2010
  • 본 논문에서는 천연가스 액화 플랜트 산업에서의 경쟁력 확보를 위한 핵심기술인 2단 압축 인터쿨러 방식을 적용한 액화공정에 대해 시뮬레이션을 수행하였다. 이 공정들은 기본 케스케이드 공정을 기초로 하였으며, 모든 공정에 2단 압축 방식을 적용하였다. 먼저 프로판, 에틸렌, 메탄 사이클에 각각 인터쿨러를 적용하였으며 성능 특성을 비교하였다. 모든 사이클에 인터쿨러를 적용한 공정의 COP가 13.7 ~ 20.5%로 가장 크게 증가하였고, LNG 단위 생산량 당 소요 에너지는 기본 케스케이드 공정에 비해 23.8% ~ 35%로 가장 크게 감소하였다.

다중모드 주성분분석에 기반한 천연가스 액화플랜트의 성분 분리공정 감시 시스템 개발 (Development of Monitoring System for the LNG plant fractionation process based on Multi-mode Principal Component Analysis)

  • 편하형;이철진;이원보
    • 한국가스학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.19-27
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    • 2019
  • 세계 환경규제가 강화되면서 액화천연가스의 사용량이 지속해서 증가하고 있다. 안정적이고 효율적인 액화천연가스 생산을 위해서는 운전 조건을 세분화하여 감시하는 시스템 구축이 필수적이다. 본 연구에서는 천연가스 액화플랜트 성분 분리공정을 해석하여 구축한 동적 모델 데이터를 대상으로 다중 모드 감시시스템 개발 방법을 제안하였다. 먼저 전체 정상 데이터를 주성분분석과 k-평균 군집화 방법론을 사용하여 다중 정상 운전 모델로 구분하였다. 그 다음, 새로운 데이터 값을 k-최근접 알고리즘으로 구축된 다중 정상 모드와 매칭하였다. 마지막으로, 다중 모드 주성분분석 감시 기법을 통해 공정 데이터의 이상 여부를 판별하였다. 제시된 방법론은 45가지 이상경우에 적용하였고, 기본 주성분분석 방법론과 단변수 감시 방법론과의 비교를 통해 속도와 정확도 지표에서 평균 약 5~10%이상 우수함을 입증하였다.

액화수소 고압 펌프 Rod 및 챔버 내부 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Rod and Inside of Chamber of High Pressure Pump for Liquid Hydrogen)

  • 김현세;함영복;박중호
    • 한국가스학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.32-37
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    • 2024
  • 최근 화석연료를 대체할 수 있는 수소에너지를 이용한 이동 수단에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 한편 이를 이용하기 위해서는 수소를 생산 저장 이송하는 과정이 필수적이다. 특히 수소를 90 MPa에 이르는 고압으로 저장 이송할 경우 기체 상태가 아닌 액체 상태이므로 부피가 감소하여, 상대적으로 비용을 절감 할 수 있다. 본 연구에서는 수소 액화에 필수적인 액화수소 펌프 개발을 위해 챔버 내의 유동을 유한요소해석 (Finite Element Methods (FEM)) 프로그램인 ANSYS를 이용하여 해석하였다. 그 결과, 1차 챔버에서 2차 챔버 사이에 밸브가 없는 경우, 2차 챔버 내의 최대 속도는 9.075 m/s, 밸브가 3 mm 열린 경우의 최대 속도는 8.111 m/s 로 10.6% 감소하였다. 또한 밸브가 없는 경우의 최대 압력은 0.62 MPa, 밸브가 3 mm 열린 경우의 최대 압력은 0.63 MPa 로 1.6% 증가하였다. 이 결과를 바탕으로 액화수소 펌프의 상세 설계에 활용할 경우, 좀 더 효율적인 펌프의 설계가 가능할 것으로 판단된다.

유한요소 해석을 이용한 액화수소 펌프 누설량 예측 (Prediction of a Leakage in a Liquid Hydrogen Pump Using a Finite Element Method)

  • 김현세;함영복
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제34권3호
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    • pp.292-296
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    • 2023
  • Until recently, ships, automobiles, and drones using hydrogen energy are being actively researched. In addition, stations and facilities for hydrogen supply are being developed widely. Among them, a hydrogen pump is necessary for compressing it and transfer to other stations. The liquid hydrogen pump is operated at very high pressure up to 90 MPa. In our research, a reciprocating plunger pump is studied. Especially, a leakage in a liquid hydrogen pump is predicted using a finite element method. As a result, it was found that leak mass flow rates changed from 0.09 to 2.20 kg/h, when the gaps were given from 2 to 6 ㎛. Thus pump efficiencies were calculated from 99.9 to 97.9%, when the gaps changed from 2 to 6 ㎛. These results are useful for the design of the liquid hydrogen pump.

인천 LPG 수입기지 현장 (LPG Cavern in Inchon, Korea)

  • 김동규;오두환;정찬균
    • 지질공학
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    • 제9권3호
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    • pp.267-280
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    • 1999
  • 인천 남동공단에서 약 9Km 떨어진 해상에 준설, 매립하여 조성된 3만평의 인공섬에 위치한 인천 LPG 수입기지 현장은 인천광역시와 수도권 지역에 민수용 LPG의 안정적인 공급을 하기 위하여 건설되는 LPG저장용 지하동굴 공사 현장이다. 저장 용량은 Propane가스 17만톤($34만5천\textrm{mm}^3$), Butane가스 7만톤($12만5천\textrm{mm}^3$) 이다. 지하저장시설은 대용량의 액화가스를 주변환경을 해치지 않으면서 화재나 전쟁, 지진등 재해로부터 안전하게 보호 하는데 가장 경제적이고 효율적이며, 운전 및 유지 보수 비용이 적게 드는데다 국토의 효율적인 활용과 공사비가 저렴하다는 장점을 갖고 있다.(중략)

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LNG-FPSO(Liquefied Natural Gas-Floating Production Storage and Offloading)용 질소 팽창 사이클의 효율 개선에 대한 연구 (Investigation on Efficiency Improvement of the Nitrogen Expander Cycle : Natural Gas Liquefaction Process for LNG-FPSO)

  • 백승환;정상권;김선영
    • 설비공학논문집
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    • 제22권7호
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    • pp.442-447
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    • 2010
  • FPSO (Floating Production Strorage and Offloading) method for LNG industry is efficient and facile compared to onshore NG (Natural Gas) treatment facility. Five simple natural gas liquefaction cycles for FPSO are presented and simulated in this paper. SMR (Single Mixed Refrigerant) cycle, SNE (Single Nitrogen Expander) cycle, DNE (Double Nitrogen Expander) cycle, PNE (Precooled Nitrogen Expander) cycle, and PDNE (Precooled Double Nitrogen Expander) cycle are compared. Simple analysis results in this paper show that precooling process and adding an expander in the liquefaction cycle is an effective way to increase liquefaction efficiency.

석탄의 액화방법-석탄에 수소의 첨가로 액화

  • 한국과학기술단체총연합회
    • 과학과기술
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    • 제10권6호통권97호
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    • pp.47-52
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    • 1977
  • 18세기 산업혁명이후부터 약 150여년동안 석탄이 인류의 주「에너지」원으로 이용되어 왔으나, 석유가 발견되고 산업화되면서는 석유가 금세기의 주「에너지」원으로 군림하게 되었다. 인류가 이용가능한 지구상의 「에너지원」(중수색을 제외)은 도합 석유환산 8.15 x 10¹²Kl에 달하고 있는데 이중 석탄이 절반을 넘는 57.7%이고 석유는 겨우 3.1%에 불과하여 석유의 가채년수가 30년이라는 한계에 도달하여, 세계각국은 석유에 대신할 수 있는 새로운 「에너지」원 개발에 힘쓰고 있다. <표 1참조> 그러나 지지부진한 상태이고 또한 제품화된다 하더라도 「코스트」가 석유보다 상당히 높으며, 1985년에 가서도 1차 「에너지」부분에서 차지하는 비중이 2%미만일 것으로 추정되고 있다. 따라서 근년에 와서 지구상의 가장 풍부한 「에너지」원인 석탄의 효율적 이용방법으로서, 석탄의 「개스」화 내지 야화에 대한 각국의 관심도가 정치적으로나, 경제적인 이유를 바탕으로 점차 고조되고 있다. 이 글에서는 최근 미국에서 검토된 바 있는 석탄의 야화방법과 상대적 이용가능성에 대해 알아본다.

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고효율 혼합 냉매 천연 가스 액화 공정에 대한 고찰 (Analysis of high efficiency natural gas liquefaction cycle with mixed refrigerant)

  • 백승환;황규완;정상권
    • 대한설비공학회:학술대회논문집
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    • 대한설비공학회 2008년도 동계학술발표대회 논문집
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    • pp.181-185
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    • 2008
  • The new concept for liquefaction of natural gas has been designed and simulated in this paper. Conventional liquefaction cycles are usually composed with Joule-Thomson valves at lower temperature refrigerant cycle. The new concept of natural gas liquefaction is discussed. The main difference with conventional liquefaction process is the presence of the turbine at low temperature of MR (mixed refrigerant) cycle. The turbine acts as expander but also as an energy generator. This generated energy is provided to the compressor which consumes energy to pressurize refrigerants. The composition of the mixed refrigerant is investigated in this study. Components of the refrigerant are methane, propane and nitrogen. Composition for new process is traced with Aspen HYSYS software. LNG heat exchangers are analyzed for the new process. Heating and cooling curves in heat exchangers were also analyzed.

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