Connect with us

미분류

세계에서 가장 긴 파이프라인을 위한 미터링 시스템

Published

on

에머슨 프로세스 매니지먼트 싱가포르의 Trilochan Gupta는 세계에서 가장 긴 열/절연 파이프라인에 상거래용 미터링 시스템을 설치했다. 600Km에 달하는 이 파이프라인의 설치과정과 성과를 알아본다. < 편집자 주>

인도 Rajasthan의 Mangala 지역에서 발견된 석유는 인도가 석유 수입에 덜 의존할 수 있게 해주었다. 이 지역에는 약 36억 bbls의 석유가 매장되어 있다. 민영 에너지 기업인 Cairn India Ltd(런던 Vedanta Resources PLC Group에 속한)는 현재까지 100개 이상의 유정을 개발했다. 석유 생산은 2008년에 시작되었다. 최고 생산량은 265,000bpd에 달할 것으로 예상되며, 이는 연간 70억 달러(US$ 73/hbl 기준으로)의 가치가 있고, 인도 석유 생산의 20%를 차지한다.

시스템 설계의 어려움은 수송되는 석유의 특성이었다. 점성이 있는 이 오일의 API 비중은 25~30 사이였으며, 왁스(waxy) 같은 성질이 있었고, 25°C의 실온에서 굳기 시작했다. 이 오일의 유동점(pour point)은 38~42°C였다 (경질 원유의 유동점은 3°C, 밀랍의 유동점은 64 °C).

왁스질(waxy)의 고-유동점 석유를 수송하기 위해, 이 회사는 세계에서 가장 긴 열/절연 파이프라인을 건설해야 했다. 이 파이프라인은 인도 내에 있는 다수의 정유소에 석유를 공급하고 도중에 관련 시장들을 연결한다. 11,000명의 경험 많은 인력을 고용한 Cairn은 680km에 이르는 파이프라인을 성공적으로 완료했고 5년 내에 생산을 시작했다.

이 열/절연 파이프라인은 Mangala 유전의 유정으로부터 인도 서부 해안에 있는 6개 정유소에 석유를 공급하며, 여기에는 세계 최대 규모의 Reliance 정유업체가 포함된다. 열/절연 파이프라인의 온도는 90°C로 설계되었다.

파이프라인 인프라가 완료되고 나서 가장 큰 문제는 구매자들에게 전송될 제품의 양을 어떻게 적절하게 분석하고 측정하느냐 하는 것이었다. 입찰을 거친 후 Cairn는 완벽한 미터링 솔루션을 제공받기 위해 Daniel Measurement and Control를 선택했다.

중유 측정

Daniel의 지원으로 Cairn은 초음파 유량계가 장착되고 엔지니어링이 완벽하게 완료되어 제작된 상거래용 미터링 스키드(custody transfer metering skid)를 고객의 터미널에 설치할 수 있었다(그림 3 참조). 이 스키드는 고객에게 직접 전송되는 원유의 최종 계량점이 되기 때문에, 높은 수준의 정확성과 반복성을 보장할 수 있었다.

초음파 유량계의 장점 중 하나는 파이프 내에서 마모되거나 오염될 기계적 부품이 없다는 것이었으며, 이는 압력 강하를 낮추고 에너지 효율은 증가시키며, 유지보수를 필요로 하지 않는다. 기존의 용적형(positive displacement) 유량계와 터빈 미터기는 가동부품이 포함되어 있기 때문에 더 많은 유지보수가 필요하다.

Daniel은 Cairn의 요구조건에 맞게 각 미터링 스테이션(metering station)을 설계 했으며, API MPMS(Manual of Petroleum Measurement Standard)를 온전히 준수했다. Mangala 유가 왁스질(waxy)의 고-유동점 오일이었기 때문에 측정이 더 어려웠지만, Cairn Energy와 고객 간의 원유 거래를 위해 정확한 측정을 가능하게 하는 일은 필수적이었다.

원유의 온도를 항상 유동점 이상으로 유지하는 데는 개별 구성요소의 크기, 입증된 기술 및 원리의 선택, 열 추적 및 절연과 함께 각 미터링 스테이션의 실행이 모두 관련되어 있었다. 유량이 없는 동안에 이 시스템은 왁스 형성을 막기 위해 온도를 증가시키는 유연성을 가져야 했다.

Daniel은 통합 엔지니어 시스템 프로세스를 사용했는데, 이는 3D 스케일 모델을 사용해 고객 솔루션을 설계해 주었다. 이 모델은 인증된 P&IDs (그림 4 참조)를 통해 개발되었다.

3D 모델은 프로젝트의 다양한 단계에서 이상적인 측정 솔루션을 검토할 수 있게 해 주었으며, 이를 통해 Cairn은 편리하게 시스템 변경을 실행할 수 있었다.

이는 또한 Cairn이 제조를 위해 자재표(bill of materials)를 검토하고 일반 배치(general arrangement), 응력 분석, 무게 중심 계산 및 기타 요인들에 대한 공학적 검토를 수행할 수 있게 했다.

각 스키드는 Daniel의 다중경로/통과시간(transit-time) 초음파 유량계, 소형 프로버(prover), S600유량 컴퓨터, Micro Motion 밀도계(density meter), Rosemount 압력 트랜스미터와 온도 트랜스미터, Fisher 제어 밸브, EGS 열추적/배전/연결함 및 기타 구성요소를 포함하고 있다.

3D 설계 방법은 제조 공정에도 반영되어, 일정에 쫓기는 대형 인프라 프로젝트의 리드 타임을 줄여주었다. 이 스키드는 싱가포르의 3중 ISO 인증 상거래용 미터링 시설에도 적용되었다.

이 스키드는 크고 무거운 구조물로서 인도의 통관항까지 해상화물 선박으로 운송되었다. 여기서부터는 POS(point-of-sale)에서의 설치를 위해 트럭으로 터미널까지 운송했다. 스키드는 미리 제조되어 통합 패키지로 선적/설치된다.

각 정유소에 도착하면 미터링 스키드(그림 1 참조)는 크레인으로 들어올려져 파이프라인과 정유소 사이에 설치된다. 이러한 미터링 스키드 솔루션은 단일 패키지 안에 미터링과 자동 샘플링 시스템까지 갖춰져 Cairn의 필요를 충족시키며, 상대적으로 소형이어서 고객의 사업장에 쉽게 설치될 수 있다.

미터링 시스템이 설치되고 난 후 Daniel은 Cairn 직원들에게 적절한 훈련을 제공하고 시운전/가동을 위한 준비를 시켰다.

상거래용(Custody transfer) 미터링 시스템

정유업체에 판매되는 모든 석유는 POS(point of sale) CTMS(상거래용 미터링 시스템)을 통해 Cairn이 전송하며, CTMS의 데이터는 금융거래(financial transaction)의 일부분을 형성한다.

CTMS에는 상거래용 또는 회계용 초음파 유량계, 유량계 검증을 위한 확인 회로, 품질 측정을 위한 검증 모듈이 있는 자동 샘플링 시스템, 그리고 유량 컴퓨터가 포함된다. 이에 더해, 필요한 경우 소형 프로버(prover)를 위한 water-draw 장치가 포함되어 있다. API MPMS에 따라 필요한 경우 프로버의 성능을 검증할 필요가 있을 때 이 장치가 사용되었다.

원유에는 BS&W(잔사 및 물)이 포함되어 있기 때문에, 최종 순원유량을 결정하기 위해서는 순 재정화(fiscalisation)가 중요하다.

이를 위해 온라인 샘플링 시스템이 대표 표본으로 원유 샘플을 채취한다. Cairn은 샘플을 수집하여 실험실 분석을 통해 원유의 특성과 BS&W를 확인한다.

유량 컴퓨터는 정량적(회계용 미터기) 및 정성적(BS&W) 측정을 모두 계산한다. 또한 최종 원유 판매량을 결정하기 위한 순 판매액을 계산하며, 이러한 계산은 감사 추적(audit trail)과 함께 제공된다.

위의 계산은 이중으로 감사 추적 환경에서 수행된다. 이와 유사하게, 각 CTMS는 이중의 미터기를 가지며, 다른 미터기가 기능을 하지 못할 때 이를 대체할 수 있다.

대규모의 알고리즘과 소프트웨어를 가진 유량 컴퓨터는 완전히 자동화된 시스템을 가능하게 한다.

다양한 수준의 업-링크(up-linked) 시스템 이중화가 필요할 경우, 모든 유량 컴퓨터 측정 데이터는 Ethernet을 통해 접속이 가능하다.

이에 더해, 이 시스템은 다중 미터기 설계를 통해 유량 측정 하드웨어 이중화(redundancy)를 제공하도록 설계되어 있다.

이 유량계는 휴스턴(Houston)에 있는 Daniel 유량 연구소에서 교정(wet calibrated) 되었다. 교정 시험은 각 미터기의 유량 교정 계수(K 계수)를 결정한다. 초음파 미터링 스키드를 설치하고 나서, 초음파 유량 미터기 계수를 설정하기 위한 수단으로 정기적인 현장 검증이 API MPMS 요구조건에 따라 실제 운영 조건하에서 수행된다.

최초의 검증(proving)에 더해, 회계용 유량계의 정확성을 보증하기 위해 정기적인 검증이 필요하다. 이러한 검증은 API MPMS 4.2, 4.5, 4.8 및 5.8 권장사항에 따라 수행된다. 상거래용 초음파 유량계는 현장에서 수행되며, 이를 위해 프로버(prover)를 연속으로 회계용 유량계에 배치한다. Cairn의 각 미터링 스테이션은 프로버가 함께(built-in prover) (그림 5 참조) 설치되어 있다.

검증의 기본 원리는, 유량계 시험을 통해 알려진 프로버 측정치를 알려지지 않은 측정치와 비교하는 것이다. 이를 위해서는 유량계와 프로버를, 유량계를 지나는 모든 액체가 프로버를 지나게 연속으로 배치해야 한다. 이러한 식으로 부피를 측정하면 Cairn은 규정, 사양 및 고객 요구조건에 따라 초음파 유량계의 정확성을 확인할 수 있다.

검증 동안 원유는 유량, 온도, 압력 및 밀도가 안정화 될 때까지 프로버를 지나게 됩니다. 안정화가 확인되면 다음 검증 단계가 진행된다. Daniel 유량 프로버(flow prover)는 회계용 유량계의 성능이 API MPMS의 요구조건을 만족시키는지 확인하게 해주며, 5회의 연속 운영에 걸쳐 +/- 0.05%의 반복성을 확보할 수 있게 해 준다. 미터기 계수의 불확실성은 요구조건 범위 안에 충분히 들어오게 된다.

검증이 완료되고 결과가 나온 후에는, 유체 압력 및 잔존 원유를 배출하기 위해 프로버 배수구가 열린다. 프로버가 사용되지 않을 때에는 시스템의 모든 전원이 꺼지기 때문에 구성요소의 수명이 연장되고 에너지가 절약된다.

대개 구매자와 판매자는 데이터 신뢰도를 위한 시스템 검증을 얼마나 자주 할지 상호간에 결정하게 된다. 이 데이터는 상업 거래에서 중요한 역할을 한다. 시스템 가동이 시작된 후 지난해에 이 회사는 고객과 어떠한 마찰도 없었다.

현재, 미터기와 로컬 진단 호스트 간의 Ethernet 연결을 통해 라인 진단이 수행되고 있다. 정기적으로 그리고 필요할 때마다, 이러한 기록은 Daniel 서비스 전문가에게 전송되어 미터기 성능이나 상태에 영향을 줄 수 있는 (외부 요인으로 인한) 유동 교란(flow disturbance), 막힘, 파이프라인 소음, 그 밖의 여러 요인들이 검토된다.

Cairn의 장기 목표는 온라인 진단을 개선하는 것이다. 이는 미터기와 다른 구성요소의 성능 검증 및 실시간 데이터 수집을 가능하게 할 것이다.

초음파 유량계의 만족

이 회사는 초음파 유량계(그림 6)가 이렇게 거대한 규모의 측정 프로젝트에 성공적으로 적용되어 까다로운 조건의 원유를 정확하게 측정한 것에 대해 매우 만족하고 있다. 이 상거래용 시스템은 인도 표준 기반의 현장 검증 및 추적이 가능한 회계용 데이터를 제공한다.

아이씨엔 매거진 2012년 08월호

Continue Reading
Advertisement
Click to comment

댓글 남기기

미분류

힐셔, 산업용사물인터넷 지원 netIOT 활용방안 제시

Published

on

힐셔 netIOT

산업용 통신 솔루션 선두업체인 힐셔(Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH)는 11월 2일(금), 인터컨티넨탈 서울 코엑스에서 기자 간담회를 개최하여 힐셔의 혁신적인 netIOT 전략 및 netIOT 인터페이스의 다양한 솔루션을 활용한 IoT 기술 활성화 방안에 대해 소개하는 자리를 가졌다.

힐셔 netIOT

netIOT

힐셔 프로덕트 매니저인 크리스토프 훙어(Christof Hunger)는 “IoT 시장이 성장함에 따라 설비 제조업체들은 필드 디바이스의 정보를 기반으로 예방적 유지보수, 상태 모니터링과 같은 새로운 클라우드 기반의 부가가치 서비스를 구현하고자 한다”며 “힐셔는 디바이스 제조업체들이 힐셔의 netIOT 인터페이스 솔루션을 이용해서 산업용 이더넷, 트랜스페어런트 이더넷(Transparent Ethernet)과 함께 OPC UA 서버 및 MQTT 클라이언트 기능을 쉽게 추가할 수 있도록 더욱 집중하였고, 힐셔 솔루션을 통해 고객들이 스마트 팩토리를 구축하는데 도움이 되길 바란다.” 라고 말했다.

인더스트리 4.0과 IIoT는 4차 산업혁명으로 센서에서 클라우드까지 지속적인 통신을 요구한다. 힐셔는 이를 산업용 클라우드 통신이라 칭하고 고객들이 Industry 4.0, 스마트팩토리 및 IoT를 구현하도록 돕기 위해서 힐셔 netIOT 제품군이라는 솔루션을 구축하고, 지속적으로 프로모션을 진행하고 있다. netIOT는 netIOT 서비스(Service), netIOT 엣지(Edge), netIOT 인터페이스(Interface)와 같이 총 3개의 영역으로 구분된다. 특히 netIOT 인터페이스는 IoT 기능을 갖는 netX기반의 통신제품으로 netIC IOT와 같은 모듈형 제품을 생산 및 공급하고 있다.

힐셔 넷프록시

netPROXY

 

netIC IOT는 필드 디바이스용 지능형 멀티 프로토콜 모듈로 하나의 하드웨어만으로 모든 Real-Time Ethernet 슬레이브 프로토콜을 지원한다. OEM 고객들은 엔지니어링 툴을 이용하여 고객 어플리케이션 소프트웨어에서 한번만 개발하면 되는 고객 디바이스용 프로토콜 독립형 객체 모델을 생성한다. 네트워크 프로토콜 변경은 툴 내에서 ‘Build Process’를 통해 전적으로 진행되기 때문에 어플리케이션에 필요한 네트워크 별 조정이 없으며 OEM은 정확히 하나의 하드웨어와 소프트웨어 설계로 진정한 멀티 프로토콜 디바이스를 구현할 수 있다.

힐셔코리아 원일민 지사장은 “스마트 팩토리의 구축에 있어 가장 중요한 포인트는 IT영역과 OT영역의 연결에 있다”고 언급하며, “힐셔는 netIOT를 통해 시스템 설치시 발생할 수 있는 리스크를 최소화시킬 수 있게 하고자 한다. 기존OT영역의 사용자들이 IT영역으로 데이터를 전송하거나 클라우드에 연결함에 있어서 사용자의 실수나 의도치 않은 수고를 덜어줄 수 있는 제품과 서비스를 지원하고 있어 시스템 설계나 설치시 발생할 수 있는 오류나 리스크를 최소화 시켜준다”고 덧붙혔다.

힐셔 netIOT 제품에 대한 자세한 설명은 홈페이지 https://www.hilscher.com/products/product-groups/industrial-internet-industry-40/ 에서 확인할 수 있다.

Continue Reading

Featured

[포토] PTC, 3D CAD에 증강현실 접목해 디지털 트윈 현실화

Published

on

'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

(사진. PTC 코리아)


PTC코리아가 10월 18일 개최한 ‘2018 코리아 CAD 서밋’에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다. PTC의 3D CAD 소프트웨어 크레오(Creo®) 5.0은 디지털 트윈 솔루션을 현실화한 세계 최초이자 유일한 기술로 제품의 면면에 증강현실을 적용하여 물리적 세계와 디지털 세계를 연결한다. (사진. PTC 코리아)

Continue Reading

미분류

2016 스마트테크쇼, 6월 8~10일 코엑스서 개최

Published

on

인공지능 시대를 전망하고 사람을 위한 스마트 기술을 소개하는 ‘2016 스마트테크쇼(Smart Tech Show 2016)’가 6월 8일부터 10일까지 코엑스에서 개최된다. 

본 행사는 ‘Smart Tech for Human’라는 슬로건 아래, ▲드론/로봇 ▲가상/증강현실 ▲에듀테크 ▲스마트 모빌리티 ▲리테일테크 ▲3D프린팅 등 주요 이슈를 선정하여 국내 대표 스마트 기술 컨퍼런스 및 전시회를 개최하며, 관련 산업 간의 시너지를 창출할 수 있는 비즈니스의 장을 마련한다. KT, LG전자, ADT 시큐리티, 프로차일드, 한국과학기술원, 경북대학교 산학협력단 등 각 분야별 주요 기업·기관 125개사 400부스 규모로 이루어질 예정이다. 

유통과 IT산업의 융합을 위한 자리로 스마트 기기 체험과 첨단 리테일 솔루션을 접목한 리테일&테크 특별관이 구성되어 IT/유통산업 관계자를 대상으로 앞으로의 IT 리테일샵이 나아갈 방향을 제시한다. 더불어 한국마이크로소프트와 SGA임베디드 주최로 ‘스마트 리테일에 최적화된 MS IoT 솔루션 세미나’를 개최하여 리테일에 스마트한 혁신을 가져올 솔루션을 소개하는 자리를 마련한다. 

◇인공지능 시대, 일자리 전망 콘퍼런스 개최 

본 전시회와 더불어 ‘인공지능 시대의 일자리 창출과 직업능력 개발’을 주제로 분야별 전문가를 초빙하는 전문 콘퍼런스가 6월 8일과 9일 이틀간 열린다. 

첫째 날은 IBM 김연주 상무와 국내 대표 뇌공학자인 카이스트 정재승 교수의 기조강연과 핀란드 미래학자 마르쿠 윌레니우스(Markku wilenius) 교수의 특별강연을 시작으로 스마트기술의 산업과 일자리에 대해 블록체인OS 박창기 대표와 한국직업능력개발원 김영생 박사의 강연이 이어질 예정이다. 

둘째 날은 ‘새로운 일자리 창출 엔진으로서의 VR 그리고 교육훈련 플랫폼으로서의 가능성’에 대한 한국VR산업협회 현대원 회장의 발표와 ‘에듀테크가 가져올 교육의 혁명적 변화를 주제’로 휴넷 조영탁 대표의 기조연설 후에 스타트업 케이스 스터디를 통해 스마트시대에서 일하기 위한 우리의 성공 전략을 짚어볼 예정이다. 

◇드론에 스마트 기술의 미래를 담다 

드론 관련 신기술 촉진과 국내 드론산업 활성화를 목적으로 6월 대규모 드론 이벤트가 열린다. 드론톤은 우수한 엔지니어와 창의적인 메이커들이 드론 관련 기술을 뽐내는 자리로, 4인 1조로 팀을 꾸려 드론을 직접 제작하고 완성된 기체로 드론 게임을 진행하여 완성도와 비행능력을 종합하여 우승자를 가리게 된다. 

드론 조작에 능숙한 유저라면 도전해 볼 만한 대회도 있다. 다양한 장애물 통과 미션을 통해 드론 실력자를 가리는 ‘드론챌린지’가 9일 개최된다. 우승자에게는 최신 스마트 모빌리티가 수여되며, 참가를 원하는 이는 한국FPV협회 홈페이지를 통해 신청 가능하다. 

그밖에 스마트카, O2O, 핀테크 등 분야별로 이루어지는 테크니컬 세미나와 국내 대표 엑셀러레이터간 의 공동 데모데이를 통해 참가기업과 바이어 간의 비즈니스 기회를 마련한다. 

본 행사는 홈페이지에서 온라인 사전등록 시 무료로 관람할 수 있다.

Continue Reading

배너광고

Power Electronics Mag
스마트공장 자동화 산업전
CC-Link / CC-Link IE 개발자 세미나 (부산)
네스트필드
  • 힐셔코리아
  • HMS Anybus
  • 슈나이더 일렉트릭
  • 비앤드알 산업자동화
  • 지멘스
eBook 보기

책 판매대

SPS 2018
물류기술 매거진
Advertisement

Trending

© Copyright 2006-2018 아이씨엔미래기술센터 All Rights Reserved.
tel. 0505-379-1234, fax. 0505-379-5678 | e-mail. icn@icnweb.co.kr | Powered by WordPress Flex Mag Theme. Theme by MVP.
Address: 57-25 4F, Changcheon-dong, Seodaemun-gu, Seoul, 03789, Korea
주소: 서울특별시 서대문구 연세로5나길 10 (창천동, 4층)
업체명: 아이씨엔, 사업자등록번호: 206-11-69466, 통신판매업신고증: 2009-서울서대문-0373호
기사제보 : news@icnweb.co.kr 반론청구 : oseam@icnweb.co.kr

아이씨엔의 모든 콘텐츠는 저작권법의 보호를 받습니다. 이의 일부 또는 전부를 무단 사용하는 것은 저작권법에 저촉되며, 법적 제재를 받을 수 있습니다.


[[클린 광고 선언]]
아이씨엔매거진은 어떠한 경우에도 성인, 성형, 사채, 폭력, 투기, 악성SW 및 환경파괴(원자력 포함) 관련 광고는 게시하지 않습니다.
[광고 신고: oseam@icnweb.co.kr]