천연가스를 취급하는 시설은 압력제어가 어려운 긴급상황에서는 안전을 위하여 용기내 가스를 강제 배출하여 소각하는 플레어 시스템 (Flare system) 을 갖추고 있습니다. 이는 초대형 배관들로 구성되므로 무게와 비용 비중이 큰 중요 시스템입니다. 또한 위급 시 가스를 강제 사출하는 운전을 블로우 다운(blowdown)이라고 부르는데, 이 때 가스가 배출되면서 급격한 압력 감소로 일어나면 가스 온도가 하강, 이로 인하여 액체 탄화수소가 상분리 되는 현상이 발생할 수 있습니다. 이를 제대로 분리 배출하지 못하면 액체에 불이 붙어서 사고가 확산될 수 있으며, 지나치게 온도가 낮아지면 탄소강 배관으로는 깨짐현상이 나타날 수 있으므로 배관 재료 선정을 다시 해야 하는 등 플레어 시스템은 복합적으로 프로젝트 경제성에 큰 영향을 미치는 시스템입니다.
본 연구에서는 블로우다운 분석시 시작점이 되는 용기내 가스 및 액체 생성 물성을 정확히 예측하는 모델을 개발 제시하였습니다.
관련 논문
A. Park, Y. Ko, S. Ryu and Y. Lim, Numerical modeling of rapid depressurization of a pressure vessel containing two-phase non-equilibrium hydrocarbon mixture, Process Safety and Environmental Protection, 113, 343-356, 2018