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Oil & Gas Products(석유 및 가스 제품)

Regeneration Gas Compressors

가스 처리 플랜트의 Sweet 가스* 탈수 공정에 적용되는 압축 시스템으로, 다양한 가스 조성에 맞춰 최적화된 설계를 제공합니다.
* 황화 수소와 같은 부식성분을 함유하지 않은 천연가스

Major Reference

  • 지역 :사우디아라비아
  • Application :가스처리 플랜트(Gas Treatment Plant)
  • Project 현황 :2024년 상업 운전 중
  • 모델명 :SE-45G
  • 적용공정 :Dehydration(수분 제거 공정)
  • 특징 :화공 및 가스 프로세스에서 필요한 높은 신뢰성의 압축기 솔루션 제공

Vapor Recovery Compressors

해상 플랫폼의 운영 효율을 높이고 환경 보호에 기여하는 증기 회수 설비(VRU)를 제공합니다.
Flare 가스 배출은 감소시키고 생산 비용을 절감시켜 고객의 수익성을 향상시킵니다.

Major Reference

  • 지역 :UAE
  • Application :가스처리 플랜트(Offshore)
  • Project 현황 :상업 운전 중(2018년 ~)
  • 모델명 :SE-45G
  • 적용공정 :Vapor Recovery Process
  • 지역 :UAE
  • Application :가스처리 플랜트(Offshore)
  • Project 현황 :상업 운전 중(2019년 ~)
  • 모델명 :SE-45G
  • 적용공정 :Vapor Recovery Process

Process Blowers

Integrally Geared 블로워로 높은 신뢰성이 요구되는 핵심 공정을 책임집니다.
운영 비용을 절감하고 생산성을 향상하는 고효율 설계와 만나보십시오.

Major Reference

  • 지역 :UAE
  • Application :Refinery Plant
  • Project 현황 :상업 운전 중(2017년 ~)
  • 모델명 :SE-45A
  • 적용공정 :Carbon Black Unit
  • 특징 :고객 맞춤형 설계 및 높은 신뢰성

sCO₂ Power System

액체/기체의 장점을 모두 가지고 있는 초임계 이산화탄소(sCO₂)와 독자적인 기어식 터보기기 기술이 결합된 고효율의 발전설비입니다.
sCO₂ 브로슈어 다운로드
초임계 이산화탄소(sCO₂)는 임계온도 31 ℃, 임계압력 73.8 bar 이상의 조건에서 기체와 같은 낮은 마찰력, 액체와 같은 높은 밀도를 갖는 상태입니다.
우리의 혁신적인 터보 머신 기술은 초임계 상태의 높은 밀도와 낮은 마찰력으로 발전 효율성을 급상승 시킵니다. 기존 증기 터빈 대비 높은 효율 및 소형화로 차세대 발전 솔루션으로 주목받고 있습니다.

Key Benefits

우리의 sCO₂(초임계 이산화탄소) 발전 시스템은 기존 발전 시스템에 비해 효율이 높고, 운영비가 적게 들며, 물을 사용하지 않아도 되고, 소형화라는 다양한 장점을 가진 고효율 친환경 발전 솔루션입니다.
  • Higher Performance
    스팀 & 유기 랭킨 사이클 대비 성능 우위
  • Eco-Friendly
    No Water Required
    Carbon Intensity 절감 통한 친환경 발전
  • Competitive LCOE* *균등화발전비용(Levelized cost of electricity)
    No Fuel Required
    낮은 유지보수 비용
    타 기술/장비 대비 단순한 부가 설비
  • Economic Benefit
    전력 생산 통한 소내 전력 생산 및 매전 수익 발생
    Carbon offset 또는 Tax Credit

Waste Heat to Power

sCO₂ 발전시스템을 활용한 가스터빈 폐열회수 발전솔루션 개념도

①CO₂ Management System ②Compressor ③Recuperator ④Heater ⑤Turbine ⑥Generator ⑦Air-cooled Pre-Cooler
  1. 1CO₂ 공급sCO₂ Closed Loop 내 초기 CO₂ 충진 및 Refill, 유량 제어
  2. 2sCO₂ 압축터빈의 동력을 받아 압축기를 통해 고압 sCO₂ 생성
  3. 31차 가열 터빈 팽창 후 남아 있는 sCO₂ 잔열을 활용하여 압축된 sCO₂ pre-heating
  4. 42차 가열 Heater 에서 가스터빈 배기가스와의 열 교환 통해 sCO₂ 가열(폐열 회수)
  5. 5sCO₂ 팽창sCO₂ 를 팽창시켜 터빈에서 회전 동력 발생, 압축기와 발전기 동시 구동
  6. 6발전터빈 회전 동력을 통해 발전기에서 전력 발생
  7. 7sCO₂ 냉각압축 전, 외부 열 교환 통해 sCO₂ 를 냉각하여 압축기 입구 온도 최적화

sCO₂ 발전 시스템 주요 구성품

  • sCO₂ Engine pakage
  • Heater
  • Pre-Cooler
    • sCO₂의 압축/팽창 과정을 통해 전기에너지를 생산
      - 압축기 및 터빈, 열교환기, 발전기, 오일공급 시스템
    • CO₂ Management System
      - 액체 CO₂ 탱크, 펌프 및 기화기
  • 열원으로부터 에너지를 흡수하여 터빈에 전달
  • 압축 효율 향상 위해, 외부 열교환 통해 압축기
    입구 온도 최적화

Achievement

미국 정부의 국책 과제를 성공적으로 수행하여, 세계 최초로 통합 기어형 sCO₂(초임계 이산화탄소) 엔진의 성능과 내구성을 검증했습니다.
또한 R&D 100 Awards(세계 100대 연구개발상)을 수상했습니다.

미국 에너지부(DOE, Department of Energy) 10 MW 태양열발전용 sCO₂ 엔진 개발 프로그램

DOE APOLLO 프로그램 수주(sCO₂ 발전시스템 개발): 태양열발전용 10 MWe, 효율 50%(TIT* ~700 ℃)-* TIT : 터빈입구온도 > sCO₂ 엔진 개발 및 제작(sCO₂ 엔진 설계, 제작): MRT* 실가스 시험 성공-* MRT : 기계구동시험 > 세계 최초 개발 성공(sCO₂ 엔진 개발 완료): 통합기어형 sCO₂ 엔진 개발프로그램 성공적 완료

2022년 R&D 100 Awards* 수상

초임계 CO₂ 발전시스템의 상용화를 선도할 기술로 인정 받다

* 60여년 역사의 R&D 100 어워드는 한 해 가장 혁신적인 기술 100개를 선정하는 상으로 '혁신의 오스카상'이라 불릴 만큼
전세계 기업, 정부, 학계에서 널리 인정받는 과학기술상

R&D 100 Awards

Application

우리의 sCO₂(초임계 이산화탄소) 발전 시스템은 가스터빈과 산업공정 폐열 등 450 ℃ 이상의 다양한 열원에 적용할 수 있는 솔루션입니다.
태양열 발전과 소형 원자력 발전 같은 차세대 무탄소(Zero-carbon) 발전원에도 적합하며, 고온 열원과 물 사용이 어려운 환경에서 뛰어난 경쟁력을 갖췄습니다.

한화파워시스템 sCO₂ 발전시스템 주요 적용처

한화파워시스템 sCO₂ 발전시스템 주요 적용처
중온열원
(450 ~ 600 ℃)		 가스터빈 폐열
가스터빈에서 발생하는 폐열을 회수하여 발전
Onshore : 천연가스 파이프라인 Gas Compressor Station(승압소)
Marine/Offshore : Ship Propulsion System, FPSO, Offshore Platform
대상 가스터빈 : 10~35 MW급
Mars 100, Titan 130, Titan 250, LM2500, SGT-A35(RB211) 등
산업공정 폐열
산업 공정의 보일러, 용융로, 소각로, 열처리 설비 등에서 발생하는 폐열을 회수하여 발전
제강/제철, 시멘트 제조, 유리 제조, 각종 화학 산업, 제지 공정 등
고온열원
(600 ℃ ~ )		 태양열발전(CSP, Concentrated Solar Power)
소형원자력발전(SMR, Small Modular Reactor)

Turbo Expander Generator(TEG)

Turbo Expander Generator(TEG)는 감압과정에서 버려지는 압력 에너지를 전기에너지로 전환하는
친환경 고효율 발전 솔루션으로 가스 정압소, 발전, 화학 플랜트 등에 적용되어 에너지 효율을 끌어올립니다.

key Benefits

  • 높은 발전 효율
    압축기 사업을 통해 확보한 공력 설계 기술 기반 업계
    최고 수준의 효율 제공
    엄격한 성능 기준에 따른 효율성 보장 성능 시험 ASME PTC-10 Type2 기준 만족
  • 안정적 감압 기능 수행과 가스 Leakage-free
    가스 압력, 온도, 유량 변동에도 안정적인 감압 기능 수행이
    가능한 제어 시스템 탑재
    다양한 가스 압축기 경험으로 쌓은 Sealing 기술력으로 가스
    Leakage-free
  • 경제성
    천연가스의 미활용 에너지를 재활용하는 신재생 발전 방식으로
    획기적인 전기료 절감
  • 높은 기계적 안정성
    내구성/안정성 입증된 기어식 압축기 형상에 기반한 설계로
    20년 이상 안정적 운영 가능
    글로벌 산업 스펙에 부합한 작동성 시험 Mechanical Run Test API 617 8ᵗʰ Edition 기준 만족

Energy Recovery from Waste Pressure

터보 익스팬더 발전기(Turbo Expander Generator)는 익스팬더 휠(Expander Wheel)을 통해 압력 에너지를 회전 에너지로 전환하며, 이 과정에서 가스는 감압되고 온도가 낮아집니다.

Turbo Expander Generator(TEG) 주요 구성품 및 원리

VGN (Variable Geometry Nozzle)
자동 제어를 통해 감압비를
일정하게 유지
Expander Wheel
가스의 압력 에너지를
회전 에너지로 전환
Gear Module
Expander Wheel의 회전운동
generator에 전달
Generator
Expander Wheel의 회전에너지로
전기 생산
TEG는 반경 방향에서 유입되는 고압의 가스를
1. Nozzle에서 가속(팽창) → 2. 고압, 고속의 유체로 인해 Expander Wheel 회전 → 3. 운동(회전)에너지전달 → 4. 전기 생산의 과정으로 작동합니다.

Design Capabilities

  • Expander Wheel 해석
  • Expander Wheel 성능 시험
  • 고압에 대한 구조해석
  • 고온에 대한 열해석
  • 기밀시험

References

천연가스 공급관리소를 기반으로 지역 거점형 전기, 천연가스, 열, 수소를 공급하는 복합에너지 허브를 구축하고,
이를 마이크로그리드(소규모 분산형 전력망)와 연결되는 한국가스공사(KOGAS)의 복합에너지 허브에 독자적인 터보 익스팬더 발전기(TEG)를 설치해 운영 중입니다.
TEG 발전 출력 : 1.5 MW(압력차 : 60 barg → 8.5 barg)
Turbo Expander Generator 설치 현황
`23년 10월 : 전기안전공사 및 가스안전공사 검사 합격
`23년 11월 : 시운전 완료
`23년 12월~ : 정상 운영 중

Application

터보 익스팬더 발전기(TEG)는 천연가스 이송 과정에서 버려지는 압력을 회수해 전기를 생산할 수 있습니다.
천연가스는 장거리 이송을 위해 고압으로 송출되며, 감압소는 수요처 인근에서 사용 가능하도록 압력을 낮춰줍니다.
기존 감압소에서는 압력을 낮추는 과정에서 압력 에너지가 그대로 버려지지만, TEG를 적용하면 이 에너지를 회수해 새로운 전력을 생산할 수 있습니다.

천연가스 감압소(Letdown Stations)

천연가스 감압소 뿐만 아니라 석유화학 공정 등 다양한 산업 분야에서 고압 상태의 천연가스, 스팀, 공정 가스 등의 압력을 낮추고, 이를 통해 압력 에너지를 재활용합니다.

Technical Specifications

Technical Specifications
구분 Specifications
Maximum Inlet Pressure up to 250 bar
Expansion Ratio(per stage) up to 18(depending on process fluid and application)
Inlet Temperature -220 ~ 700 ℃
Maximum Number of Stage 1 to 6
Maximum Shaft Power up to 30,000 kW(depending on process fluid and application)
Gases Handled Hydrocarbon gas mixture, All industrial gases(CO₂, etc)
Test Code API617, ASME PTC-10 Class 1 & 2 and HPS Standard