LNG Project
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가스플랜트는 천연가스 수요증대에 따라 해외건설시장에서 고부가 가치 성장모델로 주목 받고 있으며 국제환경규제에 따른 에너지 이용기술의 패러다임변화와 국가적인 에너지 개발,생산,공급에 대응하기 위한 가스플랜트기술은 중요한 연구개발기술이다, LNG(liquefied natural gas)기술은 천연가스를 초저온(약 -162℃) 액화공정을 통해 물리적인 액체연료로 전환하는 기술이며, 이러한 액화공정에는 냉동사이클 구현을 위한 초저온 열교환기와 냉매압축기가 반드시 필요하게 되며 냉동사이클의 핵심인 냉매압축기가 LNG기술의 핵심기술이라 할 수 있다. 아래 그림은 액화공정 중 가장 대표적인 C3MR(C3H8 Pre-cooled Mixed Refrigerant Process)로서 전세계시장의 60%이상을 점유하고 있는 사이클로서 질소팽창기(Turbo Expander)를 추가한 개량공정에서는 연 6백만톤 이상의 공칭생산능력을 가지고 있다.

 

 

가스플랜트 사업 과제 구성

 

- 주관연구기관 : 한국가스공사
- 핵심2과제: 고효율 LNG 플랜트 공정기술 개발

세부1과제 : 고효율 천연가스 액화공정 개발
세부2과제 : 천연가스 전처리 기술 개발
세부3과제 : LNG 플랜트 열교환기 개발
세부4과제 : LNG 플랜트 압축기 개발 (정부출연 52억)


 

 

 

 

핵심개발개념

냉매압축기의 미래기술은 고효율 및 무보수로 발전하고 있으며, 현재의 가스터빈 구동 대신에 전기구동방식으로 전환하고 있는 추세이다. 또한 유도전동기보다 영구자석 전동기를 채용하고 있으며, 불필요한 오일의 압축을 피하기 위해 무급유(oil free) 베어링을 적용한 직결형 터보압축기를 적용하는 것이 바람직하다. 이러한 형태의 터보압축기는 소형화 및 오일 구성품의 제거로 가격경쟁력을 확보할 수 있으며, 중형에서 대형으로 확장 가능한 기술을 가지고 있다.

 

  Gas Turbine Drive All Electric Drive
Total Efficiency 25% 36%

 

 

LNG Plant 압축기의 기술흐름

 

LNG 플랜트는 규모 확대에 따라 비용이 감소되고 열효율 향상을 위해 대형화하는 경향이 있다. 그 중에서도 플랜트의 심장부인 냉매 압축기 및 구동 기기에 관해서는 큰 변천이 있었다. 현재는? GE사의 가스 터빈 프레임 7을 구동기로 사용한 것이 일반적이나 앞으로는 플랜트의 대형화는 계속될 것으로 예상되며, 새로 개발된 액화 공정과 함께 프레임 7을 3대, 또는 프레임 9를 사용하는 플랜트도 계획되고 있으나, 이는 과도기적인 경향으로 종국에는 전기구동 방식으로 구동기를 모터로 하고 발전 설비에 열병합발전, 복합 사이클을 조합함으로써 플랜트 효율 개선과 이에 따른 이산화탄소의 대기 방출 저감을 도모하여 플랜트의 가동률을 높이는 방향이 각광을 받고 있다.

 

 

 

 

 

기대효과

 

LNG기술 중 냉매압축기 기술은 산업 기술적 측면에서 MW급의 대형시장에 진입이 가능하며 이로 인해 매년 증가하고 있는 천연가스 수요에 적극적인 대처 뿐만 아니라 대용량 초고속 터보기기 시장진입이 가능하다. 더불어 터보압축기 기술은 고부가가치의 성장사업으로서 후발국가와의 기술경쟁력 우위확보와 선진사의 수입차단효과를 가지는 매우 중요한 핵심기술이다. 이러한 냉매압축기의 활용범위는 기존의 중소형 터보압축기의 대형화와 선진사에만 의존하던 터보냉동기 시장진입이 가능하다. 또한 매우 까다로운 안전기준과 신뢰성을 확보한 개발 압축기는 해외 플랜트 및 FPSO 등 고부가가치 산업에 즉시 진입할 수 있을 것으로 전망된다.