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KR20230094201A - System for providing fuel gas - Google Patents

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KR20230094201A
KR20230094201A KR1020210182391A KR20210182391A KR20230094201A KR 20230094201 A KR20230094201 A KR 20230094201A KR 1020210182391 A KR1020210182391 A KR 1020210182391A KR 20210182391 A KR20210182391 A KR 20210182391A KR 20230094201 A KR20230094201 A KR 20230094201A
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KR
South Korea
Prior art keywords
gas
heat exchanger
component
separated
liquid separator
Prior art date
Application number
KR1020210182391A
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Korean (ko)
Inventor
백만석
이동훈
조승빈
김흥수
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성중공업 주식회사 filed Critical 삼성중공업 주식회사
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Abstract

A fuel gas supply system is disclosed to supply fuel gas satisfying a methane level required by an engine. A fuel gas supply system according to an embodiment of the present invention comprises: a heat exchanger which lowers the temperature of natural gas separated from a crude oil mixture mined from a gas well or oil well to a set value by heat exchange; an expansion valve which expands the natural gas that has passed through the heat exchanger; and a gas-liquid separator which separates the expanded fluid into a gas component and a liquid component, wherein the gas component and the liquid component separated by the gas-liquid separator are supplied to the heat exchanger to perform heat exchange with natural gas, and the heat-exchanged gas component is supplied as fuel gas for an engine.

Description

연료가스공급시스템{SYSTEM FOR PROVIDING FUEL GAS}Fuel gas supply system {SYSTEM FOR PROVIDING FUEL GAS}

본 발명은 연료가스공급시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel gas supply system.

가스정 또는 유정으로부터 가스/오일 생산설비로 유입되는 원유 혼합물은 다양한 성분들이 혼합된 상태이므로, 분리기에 의해 액체 및 기체 성분으로 분리된다.Since the crude oil mixture flowing into the gas/oil production facility from a gas well or oil well is a mixture of various components, it is separated into liquid and gas components by a separator.

분리기는 중력을 이용하여 원유 혼합물을 가스, 원유, 물로 분리시킬 수 있다. 분리기에 의해 분리된 원유는 잔류 가스 및 불순물 제거 설비 등을 거쳐 저장탱크로 이송되며, 물은 주입 장치 등을 통해 유정 시설로 복귀될 수 있다.The separator can use gravity to separate a crude oil mixture into gas, crude oil and water. Crude oil separated by the separator is transferred to a storage tank through a residual gas and impurity removal facility, etc., and water can be returned to an oil well facility through an injection device or the like.

그리고, 분리기에 의해 분리된 기체상태의 천연가스는 가스터빈의 연료가스로 공급될 수 있으며, 가스터빈은 이를 이용하여 전기 생산 및 생산설비 운전을 유지할 수 있다. 이와 관련된 종래 기술로서, 한국공개특허 제10-2013-0091135호(2013.08.16. 공개)를 참조하기 바란다.In addition, the gaseous natural gas separated by the separator may be supplied as fuel gas of the gas turbine, and the gas turbine may maintain operation of electricity production and production facilities using the same. As a prior art related to this, please refer to Korean Patent Publication No. 10-2013-0091135 (published on August 16, 2013).

그러나, 상술한 천연가스는 메탄(Methane, CH4)보다 무거운 고분자의 가스 성분을 다량 포함하고 있어서 통상의 엔진에서 요구하는 메탄가(Methane Number)를 충족시키지 못한다. 따라서 천연가스를 엔진의 연료로 공급할 경우 엔진의 출력 효율을 저하시킬 수 있고, 과도한 노킹(Knocking) 및 이상연소 현상을 유발시킬 수 있다.However, the above-mentioned natural gas does not satisfy the methane number required by conventional engines because it contains a large amount of gas components of a polymer heavier than methane (CH4). Therefore, when natural gas is supplied as fuel for an engine, the output efficiency of the engine may be reduced, and excessive knocking and abnormal combustion may be caused.

이러한 문제는 종래 가스/원유 생산설비에서 가스엔진이나 이중연료엔진을 주 전기생산장치(Main Power Generator)로 사용하지 못하게 하는 주된 원인중의 하나가 되고 있다. 가스터빈은 가스엔진에 비해 설치 시 필요한 면적이나 공간이 크고, 제작기간이 길며, 연료 효율성이 낮고, 장비 비용이 높다. This problem has become one of the main causes preventing the use of a gas engine or dual fuel engine as a main power generator in a conventional gas/crude production facility. Compared to gas engines, gas turbines require a large area or space for installation, require a long manufacturing period, low fuel efficiency, Equipment cost is high.

따라서, 가스/오일 생산설비에서 생산된 천연가스를 가스엔진이나 이중연료엔진에 연료로 공급하기 위해 천연가스의 메탄가(Methane Number)를 효율적으로 조절할 필요성이 제기된다.Therefore, there is a need to efficiently control the methane number of natural gas in order to supply natural gas produced in a gas/oil production facility as fuel to a gas engine or a dual fuel engine.

한국공개특허 제10-2013-0091135호(2013.08.16. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2013-0091135 (published on August 16, 2013)

본 발명의 실시 예는 가스정 또는 유정에서 채굴된 원유 혼합물로부터 분리된 천연가스의 온도를 떨어뜨리고, 기액 분리시켜 엔진이 요구하는 메탄가에 맞게 연료가스를 공급하는 연료가스공급시스템을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a fuel gas supply system that supplies fuel gas according to the methane number required by an engine by lowering the temperature of natural gas separated from a crude oil mixture mined from a gas well or oil well and separating gas-liquid.

본 발명의 일 측면에 따르면, 가스정 또는 유정에서 채굴된 원유 혼합물로부터 분리된 천연가스의 온도를 열교환에 의해 설정값에 맞게 낮추는 열교환기; 상기 열교환기를 통과한 천연가스를 팽창시키는 팽창밸브; 및 상기 팽창된 유체를 기체성분과 액체성분으로 분리시키는 기액분리기;를 포함하되, 상기 기액분리기에 의해 분리된 기체성분 및 액체성분은 상기 열교환기로 공급되어 상기 천연가스와 열교환을 수행하고, 상기 열교환이 수행된 기체성분은 엔진의 연료가스로 공급되는 연료가스공급시스템이 제공될 수 있다. According to one aspect of the present invention, a heat exchanger for lowering the temperature of natural gas separated from a crude oil mixture mined in a gas well or oil well to a set value by heat exchange; An expansion valve for expanding the natural gas passing through the heat exchanger; and a gas-liquid separator for separating the expanded fluid into a gas component and a liquid component, wherein the gas component and liquid component separated by the gas-liquid separator are supplied to the heat exchanger to exchange heat with the natural gas, and the heat exchange A fuel gas supply system in which this gas component is supplied as fuel gas of the engine may be provided.

상기 열교환기 전단에 마련되며, 상기 원유 혼합물로부터 분리된 천연가스로부터 수분을 제거하는 수분제거기를 더 포함할 수 있다.It is provided in front of the heat exchanger and may further include a moisture remover for removing moisture from natural gas separated from the crude oil mixture.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 가스정 또는 유정에서 채굴된 원유 혼합물로부터 분리된 천연가스의 온도를 열교환에 의해 설정값에 맞게 낮추는 열교환기; 상기 열교환기 후단에 마련되며, 상기 열교환기를 통과한 천연가스를 기체성분과 액체성분으로 분리시키는 제1기액분리기; 상기 제1기액분리기에 의해 분리된 기체성분을 팽창시키는 팽창기; 및 상기 팽창기를 통과한 유체를 기체성분과 액체성분으로 분리시키는 제2기액분리기;를 포함하되, 상기 제1기액분리기에 의해 분리된 액체성분은 상기 제2기액분리기에 의해 분리된 액체성분에 합류되어 상기 열교환기로 공급되는 연료가스공급시스템이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a heat exchanger for lowering the temperature of natural gas separated from a crude oil mixture mined in a gas well or oil well to a set value by heat exchange; a first gas-liquid separator provided at a rear end of the heat exchanger and separating the natural gas that has passed through the heat exchanger into a gas component and a liquid component; an expander for expanding the gas components separated by the first gas-liquid separator; and a second gas-liquid separator for separating the fluid that has passed through the expander into a gas component and a liquid component, wherein the liquid component separated by the first gas-liquid separator joins the liquid component separated by the second gas-liquid separator. A fuel gas supply system supplied to the heat exchanger may be provided.

상기 팽창기와 병렬로 구성된 팽창밸브를 더 포함하되, 상기 팽창기의 수리 및 보수 시 상기 팽창기를 대체하여 상기 팽창밸브가 구동될 수 있다.Further comprising an expansion valve configured in parallel with the expander, the expansion valve may be driven to replace the expander during repair or maintenance of the expander.

상기 제2기액분리기에 의해 분리된 기체성분을 상기 열교환기를 거쳐 엔진 쪽으로 공급하는 연료공급라인과, 상기 연료공급라인에 마련되며, 상기 열교환기를 통과한 유체를 압축시키는 압축기와, 상기 압축된 유체를 쿨링매체와 열교환시켜 냉각시키는 냉각부와, 상기 냉각된 유체를 기액분리하고, 분리된 기체성분을 상기 엔진 쪽으로 공급하는 제3기액분리기를 더 포함할 수 있다.A fuel supply line for supplying the gas component separated by the second gas-liquid separator to the engine through the heat exchanger, a compressor provided in the fuel supply line and compressing the fluid passing through the heat exchanger, and the compressed fluid It may further include a cooling unit for cooling by exchanging heat with a cooling medium, and a third gas-liquid separator for gas-liquid separation of the cooled fluid and supplying separated gas components toward the engine.

상기 압축기는 상기 팽창기와 샤프트에 의해 연결되고, 상기 팽창기의 팽창에너지는 상기 압축기의 구동에 사용될 수 있다.The compressor is connected to the expander by a shaft, and expansion energy of the expander may be used to drive the compressor.

본 발명의 실시 예에 따른 연료가스공급시스템은 가스정 또는 유정에서 채굴된 원유 혼합물로부터 분리된 천연가스의 온도를 떨어뜨리고, 기액 분리시켜 엔진이 요구하는 메탄가에 맞게 연료가스를 공급할 수 있다.The fuel gas supply system according to an embodiment of the present invention can supply fuel gas according to the methane number required by the engine by lowering the temperature of the natural gas separated from the crude oil mixture mined in the gas well or oil well and separating the gas and liquid.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료가스공급시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연료가스공급시스템을 나타낸다.
도 3은 도 2의 연료가스공급시스템에서 엔진으로 공급되는 연료를 처리하는 구성이 추가된 모습을 나타낸다.
1 shows a fuel gas supply system according to an embodiment of the present invention.
2 shows a fuel gas supply system according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows a state in which a configuration for processing fuel supplied to an engine is added in the fuel gas supply system of FIG. 2 .

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. The present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted from the drawings, and in the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. Like reference numbers indicate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료가스공급시스템을 나타낸다.1 shows a fuel gas supply system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료가스공급시스템(100)은 가스정 또는 유정에서 채굴된 원유 혼합물로부터 분리된 천연가스의 온도를 열교환에 의해 설정값에 맞게 낮추는 열교환기(110)와, 열교환기(110)를 통과한 천연가스를 팽창시키는 팽창밸브(120)와, 팽창밸브(120)에 의해 팽창된 유체를 기체성분과 액체성분으로 분리시키는 기액분리기(130)를 포함한다.1, the fuel gas supply system 100 according to an embodiment of the present invention is a heat exchanger (110) that lowers the temperature of natural gas separated from a crude oil mixture mined in a gas well or oil well to a set value by heat exchange. ), an expansion valve 120 for expanding the natural gas passing through the heat exchanger 110, and a gas-liquid separator 130 for separating the fluid expanded by the expansion valve 120 into a gas component and a liquid component. .

여기서, 기액분리기(130)에 의해 분리된 기체성분 및 액체성분은 열교환기(110)로 공급되어 천연가스와 열교환을 수행하고, 이 중 열교환기(110)에 의해 열교환이 수행된 상술한 기체성분은 엔진(E)의 연료가스로 공급될 수 있다.Here, the gas component and the liquid component separated by the gas-liquid separator 130 are supplied to the heat exchanger 110 to perform heat exchange with natural gas, and among them, the above-described gas component in which heat exchange is performed by the heat exchanger 110 may be supplied as fuel gas of the engine E.

또, 연료가스공급시스템(100)은 열교환기(110) 전단에 마련되며, 원유 혼합물로부터 분리된 천연가스로부터 수분을 제거하는 수분제거기(105)를 포함할 수 있다.In addition, the fuel gas supply system 100 is provided in front of the heat exchanger 110 and may include a moisture remover 105 for removing moisture from natural gas separated from the crude oil mixture.

또, 연료가스공급시스템(100)은 수분제거기(105)에 의해 수분이 제거된 천연가스에 하이드레이트 생성 억제제를 주입시키는 억제제주입라인(L12)을 포함할 수 있다.In addition, the fuel gas supply system 100 may include an inhibitor injection line L12 for injecting a hydrate formation inhibitor into the natural gas from which water is removed by the water remover 105.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 연료가스공급시스템(100)의 각 구성요소에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each component of the fuel gas supply system 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

연료가스공급시스템(100)은 예컨대 각종 액화연료 운반선, 액화연료 RV(Regasification Vessel), FPSO(Floating, Production, Storage and Off-loading), FSRU(Floating Storage and Regasification Unit), FPU(Floating Production Unit), Fixed platform 등 각종 선박 및 해양 오일/가스 생산설비에 적용될 수 있다.The fuel gas supply system 100 is, for example, various liquefied fuel carriers, liquefied fuel RV (Regasification Vessel), FPSO (Floating, Production, Storage and Off-loading), FSRU (Floating Storage and Regasification Unit), FPU (Floating Production Unit) It can be applied to various ships and offshore oil/gas production facilities such as , fixed platform, etc.

도 1에 도시한 바와 같이, 가스정 또는 유정에서 채굴된 원유 혼합물로부터 분리된 천연가스는 천연가스공급라인(L11)을 통해 열교환기(110)로 공급된다. As shown in Figure 1, the natural gas separated from the crude oil mixture mined in the gas well or oil well is supplied to the heat exchanger 110 through the natural gas supply line (L11).

이때, 열교환기(110) 전단에 수분제거기(105)가 마련되어, 원유 혼합물로부터 분리된 천연가스로부터 수분을 제거할 수 있다.At this time, the moisture remover 105 is provided at the front end of the heat exchanger 110 to remove moisture from the natural gas separated from the crude oil mixture.

수분제거기(105)는 예컨대 트리에틸렌 글리콜(TEG, Triethylene glycol)을 사용하여, 원유 혼합물로부터 분리된 천연가스에 함유된 수분을 제거할 수 있다.The moisture remover 105 may remove moisture contained in the natural gas separated from the crude oil mixture using, for example, triethylene glycol (TEG).

또, 수분제거기(105)에 의해 수분이 제거된 천연가스에는 하이드레이트 생성을 막기 위한 하이드레이트 생성 억제제가 억제제주입라인(L12)을 통해 주입될 수 있다. 예컨대, 하이드레이트 생성 억제제로서 메탄올, 에틸렌글리콜 등이 사용될 수 있다.In addition, a hydrate formation inhibitor for preventing hydrate formation may be injected into the natural gas from which moisture is removed by the moisture remover 105 through the inhibitor injection line L12. For example, methanol, ethylene glycol, etc. may be used as a hydrate formation inhibitor.

열교환기(110)는 수분제거기(105)에 의해 수분이 제거된 천연가스를 가스냉각라인(L11)을 통해 공급받고, 후술할 기액분리기(130)로부터 공급받은 유체와의 열교환에 의해 천연가스의 온도를 설정값에 맞게 낮춘다. The heat exchanger 110 receives natural gas from which moisture has been removed by the water remover 105 through a gas cooling line L11, and exchanges heat with a fluid supplied from a gas-liquid separator 130 to be described later to obtain natural gas. Lower the temperature to the set value.

팽창밸브(120)는 열교환기(110)를 통과한 상술한 천연가스를 팽창시키며, 예컨대 줄-톰슨(Joule Thomson) 밸브를 포함할 수 있다. The expansion valve 120 expands the aforementioned natural gas passing through the heat exchanger 110, and may include, for example, a Joule Thomson valve.

기액분리기(130)는 팽창밸브(120)에 의해 팽창된 유체를 기체성분과 액체성분으로 분리시킨다. 이때, 액체성분은 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄 등의 고분자량 탄화수소를 함유한 액체탄화수소(Condensate)를 포함할 수 있다. 기액분리기(130)는 예컨대 연료가스 스크러버(Scrubber)를 포함할 수 있다.The gas-liquid separator 130 separates the fluid expanded by the expansion valve 120 into a gas component and a liquid component. At this time, the liquid component may include a liquid hydrocarbon (condensate) containing a high molecular weight hydrocarbon such as ethane, propane, butane, and pentane. The gas-liquid separator 130 may include, for example, a fuel gas scrubber.

기액분리기(130)에 의해 분리된 액체성분은 액체성분처리라인(L13)을 통해 열교환기(110)를 거쳐, LP(Low Pressure) 세퍼레이터(107) 또는 MP(Medium Pressure) 세퍼레이터에 의해 온도 및 압력이 조정되면서 안정화 단계의 공정을 거친 후, 오일로 저장될 수 있다. The liquid component separated by the gas-liquid separator 130 passes through the heat exchanger 110 through the liquid component processing line L13, and the temperature and pressure are reduced by the LP (Low Pressure) separator 107 or MP (Medium Pressure) separator. It can be stored as oil after going through the process of stabilization step while adjusting.

또, 기액분리기(130)에 의해 분리된 기체성분은 연료공급라인(L20)을 통해 열교환기(110)를 거쳐 엔진(E) 쪽으로 공급될 수 있다.In addition, the gas component separated by the gas-liquid separator 130 may be supplied to the engine E through the heat exchanger 110 through the fuel supply line L20.

이때, 기액분리기(130)에 의해 분리된 기체성분은 메탄 성분 비율이 높아 엔진(E)에서 요구하는 메탄가(Methane Number)를 충족시킬 수 있다. 즉, 상술한 열교환기(110)와 팽창밸브(120)에 의해 천연가스의 온도를 떨어뜨리고, 천연가스에 함유된 액체탄화수소를 기액분리기(130)에 의해 분리하여, 기상의 천연가스(기체성분)에 함유된 메탄 성분 비율을 높일 수 있다. 이는 엔진(E)에서 요구하는 메탄가를 충족시켜, 엔진(E)의 안정적인 운전과 성능을 유지하는 조건을 만들어 주는 효과가 있다.At this time, the gas component separated by the gas-liquid separator 130 has a high methane component ratio, so it can satisfy the methane number required by the engine E. That is, the temperature of the natural gas is lowered by the heat exchanger 110 and the expansion valve 120 described above, and liquid hydrocarbons contained in the natural gas are separated by the gas-liquid separator 130, ) can increase the proportion of methane components contained in This has the effect of creating conditions for maintaining stable operation and performance of the engine E by satisfying the methane number required by the engine E.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연료가스공급시스템을 나타낸다. 이하에서는 도 1과 차별화된 내용을 중심으로 설명한다.2 shows a fuel gas supply system according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, contents differentiated from those of FIG. 1 will be mainly described.

도 2를 참조하면 다른 예로서 연료가스공급시스템(100)은, 가스정 또는 유정에서 채굴된 원유 혼합물로부터 분리된 천연가스의 온도를 열교환에 의해 설정값에 맞게 낮추는 열교환기(110)와, 열교환기(110) 후단에 마련되며, 열교환기(110)를 통과한 천연가스를 기체성분과 액체성분으로 분리시키는 제1기액분리기(140)와, 제1기액분리기(140)에 의해 분리된 기체성분을 팽창시키는 팽창기(150, Expander)와, 팽창기(150)를 통과한 유체를 기체성분과 액체성분으로 분리시키는 제2기액분리기(160)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, as another example, the fuel gas supply system 100 includes a heat exchanger 110 that lowers the temperature of natural gas separated from a crude oil mixture mined in a gas well or oil well to a set value by heat exchange, and a heat exchanger (110) The first gas-liquid separator 140 provided at the rear and separating the natural gas that has passed through the heat exchanger 110 into a gas component and a liquid component, and the gas component separated by the first gas-liquid separator 140 It may include an expander (150, expander) for expanding and a second gas-liquid separator 160 for separating the fluid that has passed through the expander 150 into a gas component and a liquid component.

여기서, 제1기액분리기(140)에 의해 분리된 액체성분은 합류라인(L14)을 통해 제2기액분리기(160)에 의해 분리된 액체성분에 합류되어 열교환기(110)로 공급되며, 이후, LP 세퍼레이터(107) 또는 MP 세퍼레이터에 의해 온도 및 압력이 조정되면서 안정화 단계의 공정을 거친 후, 오일로 저장될 수 있다.Here, the liquid component separated by the first gas-liquid separator 140 is joined to the liquid component separated by the second gas-liquid separator 160 through the joining line L14 and supplied to the heat exchanger 110, and then, After going through a stabilization step process while the temperature and pressure are adjusted by the LP separator 107 or the MP separator, it can be stored as oil.

또, 연료가스공급시스템(100)에는 팽창기(150)와 병렬로 구성된 여분의 팽창밸브(155)가 마련될 수 있다. 즉, 평상 시 제1기액분리기(140)에 의해 분리된 기체성분은 팽창기(150)를 거쳐 제2기액분리기(160)로 공급될 수 있다. 그리고, 팽창기(150)의 수리 및 보수가 필요할 경우 팽창밸브(155)는 팽창기(150)를 대체하여 동작될 수 있다.In addition, an extra expansion valve 155 configured in parallel with the expander 150 may be provided in the fuel gas supply system 100 . That is, the gas component separated by the first gas-liquid separator 140 at normal times may be supplied to the second gas-liquid separator 160 via the expander 150 . In addition, when repair or maintenance of the expander 150 is required, the expansion valve 155 may be operated in place of the expander 150 .

도 3은 도 2의 연료가스공급시스템에서 엔진으로 공급되는 연료를 처리하는 구성이 추가된 모습을 나타낸다. 이하에서는 도 2와 차별화된 내용을 중심으로 설명한다. FIG. 3 shows a state in which a configuration for processing fuel supplied to an engine is added in the fuel gas supply system of FIG. 2 . Hereinafter, contents differentiated from those of FIG. 2 will be mainly described.

도 3을 참조하면 또 다른 예로서, 상술한 도 2의 연료가스공급시스템(100)에는 제2기액분리기(160)에 의해 분리된 기체성분을 열교환기(110)를 거쳐 엔진(E) 쪽으로 공급하는 연료공급라인(L20)과, 연료공급라인(L20)에 마련되며, 열교환기(110)를 통과한 유체를 압축시키는 압축기(170)와, 압축기(170)에 의해 압축된 유체를 쿨링매체와 열교환시켜 냉각시키는 냉각부(180)와, 냉각부(180)에 의해 냉각된 유체를 기액분리하고 분리된 기체성분을 엔진(E)으로 공급하는 제3기액분리기(190)가 마련될 수 있다.Referring to FIG. 3, as another example, in the fuel gas supply system 100 of FIG. 2 described above, the gas component separated by the second gas-liquid separator 160 is supplied to the engine E via the heat exchanger 110. A fuel supply line (L20) provided in the fuel supply line (L20) and a compressor 170 for compressing the fluid passing through the heat exchanger 110, and the fluid compressed by the compressor 170 with a cooling medium. A cooling unit 180 for cooling by heat exchange and a third gas-liquid separator 190 for gas-liquid separation of the fluid cooled by the cooling unit 180 and supplying the separated gas components to the engine E may be provided.

상술한 압축기(170)는 연료공급라인(L20) 상의 열교환기(110)를 통과한 유체를 엔진(E)의 공급조건에 맞게 압축시킬 수 있다. 압축기(170)는 엔진(E)이 고압의 연료가스를 필요로 하는 경우 사용될 수 있다. 압축기(170)는 압축 및 냉각을 교대로 수행하는 수단들을 포함하는 다단 압축기일 수 있다. 제2기액분리기(160)에 의해 분리된 기체성분은 상술한 바와 같이 높은 메탄 성분을 함유하고 있으므로, 엔진(E)에서 요구하는 메탄가를 충족시킬 수 있다. 압축기(170)는 열교환기(110)를 통과한 제2기액분리기(160)에 의해 분리된 기체성분을 연료공급라인(L20)을 통해 엔진(E) 쪽으로 공급할 수 있다.The aforementioned compressor 170 may compress the fluid passing through the heat exchanger 110 on the fuel supply line L20 according to the supply conditions of the engine E. The compressor 170 may be used when the engine E requires high-pressure fuel gas. Compressor 170 may be a multi-stage compressor including means for alternately performing compression and cooling. Since the gas components separated by the second gas-liquid separator 160 contain high methane components as described above, the methane number required by the engine E can be satisfied. The compressor 170 may supply the gas component separated by the second gas-liquid separator 160 passing through the heat exchanger 110 toward the engine E through the fuel supply line L20.

압축기(170)는 팽창기(150)와 샤프트(X, Shaft))에 의해 연결될 수 있다. 이때, 제1기액분리기(140)에 의해 분리된 기체성분 중 적어도 일부는 팽창기(150)를 거쳐 제2기액분리기(160)로 공급되고, 팽창기(150)의 팽창에너지에 의해 샤프트(X)으로 연결된 압축기(170)가 구동될 수 있다.The compressor 170 may be connected to the expander 150 by a shaft (X, Shaft). At this time, at least some of the gas components separated by the first gas-liquid separator 140 are supplied to the second gas-liquid separator 160 via the expander 150, and are moved to the shaft X by the expansion energy of the expander 150. A connected compressor 170 may be driven.

냉각부(180)는 압축기(170)에 의해 압축된 유체를 쿨링매체(Cooling Medium)와 열교환시켜 엔진(E)의 연료공급조건에 맞게 냉각시킨다.The cooling unit 180 heat-exchanges the fluid compressed by the compressor 170 with a cooling medium to cool the engine E according to fuel supply conditions.

쿨링매체(Cooling Media)로서 예컨대 해수가 사용될 수 있으며, 해수공급라인(L22)을 통해 냉각부(180) 쪽으로 해수가 공급될 수 있다. 이때, 도시하지는 않았으나 해수펌프가 사용되어 해수공급라인(L22)을 통해 지속적으로 해수가 냉각부(180) 쪽으로 공급될 수 있다.For example, seawater may be used as a cooling medium, and seawater may be supplied toward the cooling unit 180 through the seawater supply line L22. At this time, although not shown, a seawater pump is used and seawater may be continuously supplied toward the cooling unit 180 through the seawater supply line L22.

제3기액분리기(190)는 냉각부(180)에 의해 냉각된 유체를 기액분리하고 분리된 기체성분을 엔진(E)으로 공급한다.The third gas-liquid separator 190 gas-liquid separates the fluid cooled by the cooling unit 180 and supplies the separated gas components to the engine E.

이와 같이, 본 발명은 상술한 실시 예를 통해 가스정 또는 유정에서 채굴된 원유 혼합물로부터 분리된 천연가스의 온도를 떨어뜨리고, 기액 분리시켜 엔진이 요구하는 메탄가에 맞게 연료가스를 공급할 수 있다.As such, the present invention can supply fuel gas according to the methane number required by the engine by lowering the temperature of the natural gas separated from the crude oil mixture mined in the gas well or oil well through the above-described embodiment, and gas-liquid separation.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.In the above, specific embodiments have been illustrated and described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art can make various changes without departing from the gist of the technical idea set forth in the claims below. You will be able to.

105: 수분제거기 110: 열교환기
120: 팽창밸브 130: 기액분리기
140: 제1기액분리기 150: 팽창기
155: 팽창밸브 160: 제2기액분리기
170: 압축기 180: 냉각부
190: 제3기액분리기 L11: 가스냉각라인
L12: 억제제주입라인 L13: 액체성분처리라인
L14: 합류라인 L20: 연료공급라인
L22: 해수공급라인
105: water eliminator 110: heat exchanger
120: expansion valve 130: gas-liquid separator
140: first gas-liquid separator 150: expander
155: expansion valve 160: second gas-liquid separator
170: compressor 180: cooling unit
190: third gas-liquid separator L11: gas cooling line
L12: inhibitor injection line L13: liquid component processing line
L14: confluence line L20: fuel supply line
L22: seawater supply line

Claims (5)

가스정 또는 유정에서 채굴된 원유 혼합물로부터 분리된 천연가스의 온도를 열교환에 의해 설정값에 맞게 낮추는 열교환기;
상기 열교환기를 통과한 천연가스를 팽창시키는 팽창밸브; 및
상기 팽창된 유체를 기체성분과 액체성분으로 분리시키는 기액분리기;를 포함하되,
상기 기액분리기에 의해 분리된 기체성분 및 액체성분은 상기 열교환기로 공급되어 상기 천연가스와 열교환을 수행하고,
상기 열교환이 수행된 기체성분은 엔진의 연료가스로 공급되는 연료가스공급시스템.
A heat exchanger that lowers the temperature of natural gas separated from a crude oil mixture extracted from a gas well or oil well to a set value by heat exchange;
An expansion valve for expanding the natural gas passing through the heat exchanger; and
A gas-liquid separator for separating the expanded fluid into a gas component and a liquid component; including,
The gas component and the liquid component separated by the gas-liquid separator are supplied to the heat exchanger to exchange heat with the natural gas,
The gas component subjected to the heat exchange is supplied as fuel gas of the engine.
제1항에 있어서,
상기 열교환기 전단에 마련되며, 상기 원유 혼합물로부터 분리된 천연가스로부터 수분을 제거하는 수분제거기를 더 포함하는 연료가스공급시스템.
According to claim 1,
A fuel gas supply system further comprising a moisture remover provided at a front end of the heat exchanger and removing moisture from natural gas separated from the crude oil mixture.
가스정 또는 유정에서 채굴된 원유 혼합물로부터 분리된 천연가스의 온도를 열교환에 의해 설정값에 맞게 낮추는 열교환기;
상기 열교환기 후단에 마련되며, 상기 열교환기를 통과한 천연가스를 기체성분과 액체성분으로 분리시키는 제1기액분리기;
상기 제1기액분리기에 의해 분리된 기체성분을 팽창시키는 팽창기; 및
상기 팽창기를 통과한 유체를 기체성분과 액체성분으로 분리시키는 제2기액분리기;를 포함하되,
상기 제1기액분리기에 의해 분리된 액체성분은 상기 제2기액분리기에 의해 분리된 액체성분에 합류되어 상기 열교환기로 공급되는 연료가스공급시스템.
A heat exchanger that lowers the temperature of natural gas separated from a crude oil mixture extracted from a gas well or oil well to a set value by heat exchange;
a first gas-liquid separator provided at a rear end of the heat exchanger and separating the natural gas that has passed through the heat exchanger into a gas component and a liquid component;
an expander for expanding the gas components separated by the first gas-liquid separator; and
A second gas-liquid separator for separating the fluid that has passed through the expander into a gas component and a liquid component; including,
The liquid component separated by the first gas-liquid separator is joined to the liquid component separated by the second gas-liquid separator and supplied to the heat exchanger.
제3항에 있어서,
상기 팽창기와 병렬로 구성된 팽창밸브를 더 포함하되,
상기 팽창기의 수리 및 보수 시 상기 팽창기를 대체하여 상기 팽창밸브가 구동되는 연료가스공급시스템.
According to claim 3,
Further comprising an expansion valve configured in parallel with the expander,
A fuel gas supply system in which the expansion valve is driven by replacing the expander during repair and maintenance of the expander.
제4항에 있어서,
상기 제2기액분리기에 의해 분리된 기체성분을 상기 열교환기를 거쳐 엔진 쪽으로 공급하는 연료공급라인과,
상기 연료공급라인에 마련되며, 상기 열교환기를 통과한 유체를 압축시키는 압축기와,
상기 압축된 유체를 쿨링매체와 열교환시켜 냉각시키는 냉각부와,
상기 냉각된 유체를 기액분리하고, 분리된 기체성분을 상기 엔진 쪽으로 공급하는 제3기액분리기를 더 포함하는 연료가스공급시스템.
According to claim 4,
A fuel supply line for supplying the gas component separated by the second gas-liquid separator to the engine through the heat exchanger;
A compressor provided in the fuel supply line and compressing the fluid passing through the heat exchanger;
A cooling unit for cooling the compressed fluid by exchanging heat with a cooling medium;
The fuel gas supply system further comprises a third gas-liquid separator for gas-liquid separation of the cooled fluid and supplying the separated gas component toward the engine.
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