LNG 액화플랜트

Faster Start-up Contributes to Quick Production Delivery

• MPA 기반 MCHE 자동 냉각으로 시동 시간 단축 및 설비 손상 방지

MCHE(Main Cryogenic Heat Exchange)는 LNG 플랜트의 핵심 설비로, 알루미늄 쉘 내부에 대형 튜브 번들로 구성되어 있습니다. 시동 시 MCHE는 상온에서 천연가스가 액화되는 약 영하 160℃까지 냉각되어야 합니다.
이 과정에서 이상적인 온도 곡선을 따라 MCHE의 온도를 제어하는 것은 운전자에게 큰 부담이 됩니다. 냉각이 진행됨에 따라 공정 응답이 변화하는 가운데, 여러 개의 밸브를 동시에 제어해야 하기 때문입니다.
부적절한 운전은 시간당 허용 온도 변화 한계를 초과하게 만들어 열팽창 및 수축으로 인한 MCHE 손상을 초래할 수 있으며, 반대로 냉각 속도가 지나치게 느릴 경우 생산 개시가 지연됩니다. 이러한 리스크를 방지하기 위해서는 신뢰성과 효율성을 모두 갖춘 자동화 운전이 필수적입니다.
Yokogawa의 MPA(Modular Procedural Automation)은 숙련 운전자의 노하우, 공정 전문 지식, 기존 절차 및 과거 데이터 분석을 기반으로 합니다. 이를 통해 마치 숙련된 운전자가 플랜트를 제어하는 것과 같은 자동 냉각 운전을 구현하며, MCHE 손상 없이 시동 시간을 단축합니다.

Next-generation Advanced Process Control maximizes throughput

• 고급 제어 및 추정을 위한 플랫폼을 통해 안정적인 제어를 유지하면서 생산을 최적화

액화 공정은 가스 조성, 주변 온도, 분리기 레벨, 압축기 성능 등 다양한 요인의 영향을 받기 때문에 매우 복잡합니다. 안정적인 공정 제어를 달성하기 위해서는 이러한 변수들을 Advanced Process Control(APC)로 제어할 필요가 있습니다.
Yokogawa는 20년 이상 APC 라이선스와 컨설팅을 제공해 왔으며, 공정 자동화 분야에서 축적한 전문성을 바탕으로 차세대 APC인 Platform for Advanced Control and Estimation(PACE)을 선보였습니다.
PACE는 안정적인 공정 제어를 유지하면서 처리량을 극대화하는 공정 최적화를 제공합니다

Empower operations with Business KPIs to increase profits

• 수익 중심 운영(Profit-driven Operation)으로 구현하는 통합 플랜트 관리

제조 플랜트의 비즈니스 목표는 안전, 생산성, 수익성, 에너지 절감(CSR), 설비 가용성과 같은 비즈니스 KPI목표를 달성하는 것입니다. 이러한 비즈니스 KPI는 일반적으로 플랜트 히스토리언 데이터를 기반으로 산출되며, 플랜트 경영진에 의해 월 단위로 검토됩니다. 시장 조사에 따르면 비즈니스 KPI 관리에는 여전히 해결되지 않은 과제가 존재하며 이는 플랜트 수익성 저하로 이어지고 있습니다.

・플랜트 경영진과 운전자 간 KPI 인식 및 목표의 단절
・사일로(silo) 구조로 인한 부분적인 KPI 최적화
・안정성 vs 수익성과 같은 KPI 간 트레이드오프의 가시성 부족
・KPI 개선을 위한 사후적 대응 중심의 운영

Yokogawa는 산업별 베스트 프랙티스와 혁신적인 디지털 기술을 활용해 앞서 언급한 과제들을 어떻게 해결할 수 있을지 고민해 왔습니다. 수익 중심 운영(PDO)은 공정 산업을 위한 솔루션으로, 연계된 KPI를 기반으로 플랜트 현장에서 플랜트 경영진에 이르기까지 조직 전반에 걸쳐 경영 목표와 운영 목표를 유기적으로 정렬합니다. PDO는 실시간 DCS 데이터를 활용해 모든 KPI를 실시간으로 산출함으로써 플랜트 엔지니어와 운전자가 비즈니스 KPI에 영향을 미치기 전에 KPI 이슈를 사전에 해결할 수 있도록 지원합니다.

Yokogawa는 액화 및 기화 플랜트를 위한 산업별 KPI 템플릿을 개발해 제공하고 있으며 이를 통해 엔지니어링 기간을 단축하고 PDO 도입 초기부터 빠른 ROI 달성을 가능하게 합니다. Karaoke Dashboard는 실시간으로 바로 활용 가능한 KPI 대시보드 중 하나로 KPI 간 트레이드오프를 직관적으로 이해하고 제어할 수 있도록 지원합니다. Tree Dashboard는 KPI 트리 구조로 각 KPI의 알람 상태를 표시해 운전자와 엔지니어가 KPI 알람의 근본 원인을 신속하게 파악하고, 경영 KPI에 영향을 주기 전에 문제를 해결할 수 있도록 돕습니다. 또한 플랜트 현장에서 발생하는 상황을 경영진이 한눈에 이해할 수 있도록 지원합니다.

Prepare for operational challenges with an advanced training simulator

• 다양한 운전 시나리오를 고려한 플랜트 시뮬레이터 기반 교육

숙련된 운전자와 엔지니어의 부족으로 인해 인재 육성은 주요 경영 과제로 부상하고 있습니다. Yokogawa의 Operator Training System(OTS)은 컴퓨터 상에 가상 플랜트를 구현해 플랜트 시동·정지, 운전 전환, 비상 대응 등 실제와 유사한 운전 교육을 제공합니다.

Yokogawa는 LNG 산업을 위한 C3MR 및 SMR 모델을 포함해 플랜트 애플리케이션별 다양한 학습 테마 라인업을 보유하고 있습니다. OTS는 높은 충실도의 플랜트 시뮬레이터로 평가받고 있으며 전 세계에 걸쳐 설치 및 운영되고 있습니다.

Oman LNG에서는 OTS 교육이 운영 효율 향상을 위한 핵심 요소로 활용되고 있습니다.
운전자와 트레이너는 실제 플랜트에 배치되기 전에 비상 대응, 설비 이상 등 다양한 시나리오를 OTS를 통해 사전에 숙지하고 대응할 수 있어야 합니다.

Video:Dynamic Plant Simulator at Oman LNG

Acid Gas removal

• Feed gas KO Drum pressure control
• Absorber Bottom Level/Flow control
• Absorber inlet lean amine flow control
• Pressure monitoring
• Temperature monitoring
• Treated gas quality monitoring
• Amine regeneration control
• Sulphur recovery unit control

Dehydration and mercury removal

• Drier sequence control
• Regeneration gas compressor control

NGL Recovery/Fractionations

• Feed Gas Pressure Control
• Bottom level and Disch. Flow control
• Reflux Flow control
• Reboiler temp control

Liquefaction

• Feed Gas Pressure/flow Control
• MR balance control
• Pre-cool refrigerant compressor and flow/temp control
• MR refrigerant flow/temp controls
• End Flash and pressure control
• LNG Rundown and Production control
• Anti-Surge Control

LNG Storage Loading

• Tank monitoring
• Loading sequence
• Circulation control for loading lines
• BOG compressor