CO2 이용 원유회수증진을 위한 주입시스템 설계 및 원심압축기 서지 예측 방법 연구 = A Study on Injection System Design and Surge Prediction Method of Centrifugal Compressors for CO2 Enhanced Oil Recovery

국문 초록 (Abstract)

세계적으로 에너지 부족과 환경오염 문제가 대두됨에 따라 CO2를 활용하여 두 가지 문제를 해결할 수 있는 CCS(Carbon Capture and Storage) 및 CO2-EOR(CO2 Enhanced Oil Recovery)에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 연구에서는 대기 중 CO2 배출 저감을 통한 지구온난화 방지와 CO2-EOR을 이용한 원유 공급 확대를 위해 파일럿테스트 규모의 CO2 주입시스템을 설계하여 인도네시아 잠비(Jambi) 지역 유전 내에 1,000톤의 CO2를 주입하였다.
또한 향후 CO2-EOR 공정의 상용 규모 확대를 위해 원심압축기를 이용한 CO2 압축시스템 동적 공정모사를 수행하였으며 ESD 상황에서의 압축기 서지 방지를 위한 안전성 예측 연구를 진행하였다. 그 결과 본 논문에서 제시한 서지 예측 방법을 통해 ESD 상황에서 실제 공정의 원심압축기 안전성 예측이 가능한 것을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Studies on CCS and CO2-EOR are being conducted for the prevention of global warming by CO2 emission reduction and the expansion of oil production.
In this study, a pilot-scale CO2 injection system is designed, and one thousand ton of CO2 is injected into the reservoir at Indonesia Jambi.
To commercialize the CO2 -EOR process, dynamic process simulation of CO2 compression system with centrifugal compressors is performed. And a safety prediction method is studied for the prevention of compressor surge during ESD.
The surge prediction method suggested in this paper is useful for the safety prediction of processes with centrifugal compressors.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 제1절 에너지 수급 현황 및 전망 3
• 제2절 CO2 포집, 이용 및 저장기술 11
• 제3절 원유회수증진법 19
• 제4절 연구목적 및 방향 26
• 제2장 CO2-EOR에 사용되는 압축기 종류와 원리 27
• 제1절 왕복동식 압축기 29
• 제2절 원심압축기 38
• 제3장 공정모사기를 이용한 CO2 압축시스템 해석 44
• 제1절 왕복동식 압축기를 이용한 CO2 주입시스템 설계 46
• 제2절 원심압축기를 이용한 CO2 압축공정 모사 61
• 제4장 원심압축기 서지현상과 ESD 동적 공정모사 67
• 제1절 압축기 서지 현상 68
• 제2절 ESD 공정의 압축기 상태 변화 74
• 제3절 원심압축기 서지 예측 및 제어 82
• 제4절 ESD 공정의 CO2 원심압축시스템 동적 공정모사 88
• 제5장 원심압축기 서지 안전성 예측 97
• 제1절 서지 안전성 예측 개요 97
• 제2절 서지 예측지수 제안 99
• 제3절 ESD 공정의 원심압축기 서지 예측 결과 107
• 제6장 결론 및 고찰 117
• 참고문헌 119
• 부록 Ⅰ. Nomenclature 127
• 부록 Ⅱ. MATLAB을 이용한 원심압축시스템 서지 예측 프로그램 129
• 국문초록 133

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