한ㆍ일 도시가스산업의 생산성 비교분석

최인수(In Su Choi),도범성(Bum Sung Do),박창수(Chang Soo Park),박중구(Jung Gu Park) 한국가스학회 2009 한국가스학회지 Vol.13 No.2

본고는 21세기 들어 고유가와 기후변화협약에 대응하여 중요성이 더해지고 있는 한국과 일본의 도시가스기업의 생산성을 분석하였다. 맘퀴스트 생산성 지수(Malmquist Productivity Index: MPI)를 통해 1997년부터 2005년까지 한국 30개, 일본 5개 기업들의 재무제표를 활용하여 기간 전체로, 그리고 수요의 구조변화를 나타내었던 2000년을 기준으로 이전과 이후의 생산성을 평가하였다. 분석의 결과, 첫째, 1996년~2005년 전체 기간의 MPI 누적지수에서 한국의 도시가스산업이 일본보다 상위에 있는 것으로 분석되었다. 그러나 기간별로 본 MPI 개선효과는 일본의 경우 1997~2000년 동안 -1.03%에서 2001~2005년 동안에는 -1.72%로 근소한 차이를 나타낸 반면, 한국의 경우에는 전반기 0.37%(금융외환위기를 경험한 98년 제외시 0.80%)이었지만 후반기에 -0.60%로 악화된 것으로 나타났다. 둘째, 후반기 한국의 MPI 악화는 기술적 효율성 지수보다는 기술변화 지수가 전반기 -0.88%(98년 제외시 0.29%)에서 후반기 -1.29%로 크게 악화된 것에 기인하는 것으로 분석되었다. 이에 따라 한국의 도시가스사업은 2001년 이후 악화되고 있는 생산성 증가율과 악화의 요인이 되고 있는 기술변화를 개선하는 정책적 노력이 필요하다. This article makes a comparative analysis on the productivity in gas distribution industry between Korea and Japan, using Malmquist productivity index(MPI). The estimated MPI during 1997~2005 shows that the productivity of Korean gas distribution industry has been generally higher than that of Japanese gas distribution industry. But Korean MPI made a drastic change from positive improvement (+ 0.37) during 1997~2000 to severe deterioration (-0.60) during 2001~2005, while Japan MPI has seldom changed. This change of Korean MPI is analyzed to result from the worsening of technical change rather than technical efficiency change. According to this result, Korean gas distribution industry needs to improve the technical change.

신기술 도입이 가스안전관리에 미치는 영향에 관한 탐색적 연구

김병근(Byung-Keun Kim),하태영(Tae-Young Ha),조현정(Hyun-Jung Cho) 한국가스학회 2010 한국가스학회지 Vol.14 No.5

본 논문은 가스 안전에 대한 신기술의 도입 및 훈련 교육이 가스사고 방지에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 이러한 연구목적을 위해 한국가스안전공사에서 시행되고 있는 검사, 안전 시험, 그리고 훈련프로그램들이 조사되었다. 그리고 지난 20년 동안의 가스 사고, 가스 안전장치 보급률 및 훈련, 가스 검사 자료를 수집하였다. 실증분석을 위해 SPSS를 이용하여 다중회귀분석을 수행하였다. 결과는 도시가스 및 액화석유가스 시스템 모두에서 휴즈콕의 보급률 및 훈련 프로그램이 가스사고율 감소에 통계적으로 유의한 영향을 미친다는 것을 보여주었다. This paper aims to analyze the effect of the introduction of new technology and education for gas safety on the prevention of gas accidents. For the purpose of a study, inspections, safety tests and training programs conducted by KGS were examined and the gas accident data, installation rate of safety devices and training, inspection data for last 20 years were also collected and then Multiple regression analyses were performed by using SPSS. The results showed that in both of City Gas and LPG system, the installation rate of fusecocks and training programs were statistically meaningful for reducing the gas accident rate.

LP 가스 배관의 누출부로부터 점화가능 거리에 관한 연구

류영돈(Young-Don Ryou),김영구(Young-Gu Kim),조영도(Young-Do Jo) 한국가스학회 2017 한국가스학회지 Vol.21 No.5

「도시가스사업법」 및 「액화석유가스의 안전관리 및 사업법」 관련 기준(KGS Code)에서는 가스배관의 이음부(용접이음매 제외)와 전기설비(전기개폐기, 전기계량기, 전기접속기, 전기점멸기 등)와의 이격거리를 규정하고 있다. 「전기설비기술기준」에서도 가스관련 법령과 부합되게 전기설비와 가스배관의 이음부와의 이격거리를 규정하고 있다. 「도시가스사업법」관련 기준의 경우 공급시설 기준과 사용시설 기준에서 규정하는 이격거리가 상이하다. 본 연구에서는 LP가스가 배관의 이음부에서 누출되는 경우 점화 가능 거리를 실증 실험하고, 현재 가스 관련 기준에서 규정하고 있는 전기설비와 가스설비와의 이격거리 기준의 적정성에 대해 검토하였다. 실험 결과 배관의 이음부에서 가스가 누출되는 경우 기준에서 규정하고 있는 30cm 이상의 거리에서도 점화가 가능함을 확인하였다. 따라서, 현재 「도시가스사업법」 및 「액화석유가스의 안전관리 및 사업법」 관련 기준에서 규정하고 있는 가스배관과 전기설비와의 이격거리 기준이 적절한 것으로 판단되었다. The standards related to the 「Urban Gas Business Act」 and the 「Safety Control and Business Regulation of Liquefied Petroleum Gas Act」prescribe the separation distance between gas piping joint excluding welded joints and electric equipments(electric switch, watt meter, breaker, connector, etc). The 「Korea Electro technical Regulation」 also prescribes the distance between gas piping joints and electric equipments in accordance with the gas related standards. In case of the standards related to the 「Urban Gas Business Act」, the distance criteria stipulated in the standard of supplying facilities are different from those stipulated in the standard of using facilities. In this study, we have conducted pilot test on the possible ignition distance from the piping joint when LP gas is leaked from the point. We have also examined the adequacy of current standards on the separation distance between gas piping joint and electric equipments. As a result of the tests, we have found that ignition is able to occur at a distance of 30 cm as stipulated in the current standards or more when LP gas is leaked from the joint of the pipe. Therefore, we have made a decision that the criteria for separation distance between gas piping joint and electric equipment specified in the current standards related to the 「Urban Gas Business Act」 and the 「Safety Control and Business Regulation of Liquefied Petroleum Gas Act」 is appropriate.

천연가스 민간 직수입 문제점과 정책 제언

백종현(J .H Baek),이종훈(J .H Lee),이승호(S.H. Lee),이명구(M.G. Lee),김민수(M.S. Kim),박기흥(G.H. Park),양혁철(Y.H. Chul),손동환(S.H. Son) 한국가스학회 2013 한국가스학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.11

국내 천연가스 도입은 불안정한 에너지 수급과 성장위주 경제정책에 의한 환경오염을 개선하고, 국민들에게 쾌적하고 편리한 청정에너지를 공급하기 위해 추진되었다. 천연가스 수입과 도매사업은 공기업인 한국가스공사가 수행하고, 한국가스공사로부터 공급받은 천연가스를 가정 또는 산업체에 소매하는 사업은 전국 각 지역별로 독점 영업권을 부여받은 30개의 민간 도시가스사가 수행하는 산업구조로 출발하였다. 정부는 사용자에게 연료 선택권을 주어야한다는 규제위원회의 결정을 받아들여 자가소비용 천연가스 직수입 제도를 1998년부터 시행하여 민간 기업에게 천연가스산업을 개방하였다. 민간 기업에게 천연가스 수입과 판매를 맡긴 일본은 천연가스 도입비용은 한국과 유사하지만 가정용 도시가스 요금이 가장 비싼 나라로 알려져 있으며 가정용 도시가스요금은 산업용보다 두 배 이상 고가이다. 국내의 경우에도 민간기업의 직수입이 확대되는 경우 동절기 수요가 집중되는 가정용 도시가스는 이미 민영화된 일본의 사례처럼 원가부담을 가중시킨다는 이유로 두 배 이상 오를 것으로 분석된다.

방폭형 적외선 가연성가스 누출검지기 개발 및 정확도 향상 연구

박규태(Gyou-tae Park),유근준(Geun-jun Lyu),조영도(Young-do Jo),권정락(Jeong-rock Kwon),안상국(Sang-guk Ahn),김희식(Hie-sik Kim) 한국가스학회 2014 한국가스학회지 Vol.18 No.3

본 논문에서는 적외선센서를 이용하여 방폭형 휴대용 가연성가스 누출검지기를 개발하고 아울러 가스의 농도를 측정하는 정확도를 향상시키는 알고리즘을 제안하였다. 국내최초로 내압 및 본질안전방폭규격(Ex d ib) 적용하여 적외선 가스누출검지기는 개발하였으며, 선형회귀 방정식과 2차 라그랑지(Lagrange) 보간 다항식(interpolation polynomial)을 사용하여 측정정확도를 개선하였다. 아울러 본 연구에서는 현장검사원들의 요구사항을 조사하여 현장에 부합하도록 성능을 향상시키고, 편의기능을 추가하였다. 본 연구에서 개발한 가스누출검지기와 타사의 검지기를 비교하기 위하여 한국가스안전공사에서 제조한 표준가스 8종을 가지고 측정시험을 실시하였다. 본 연구에서 개발한 가스누출검지기의 검지 정확도가 우수함을 실험결과를 통하여 증명하였다. In this paper, we developed an explosion proof type and portable combustible gas leak detector and proposed an algorithm to improve the accuracy for measuring gaseous concentrations. The nation"s first we developed an infrared gas leak detector with explosion proof standard(Ex d ib) and improved measuring accuracy by using linearization recursion equation and 2nd Lagrange interpolation polynomial. Together, we advanced their performances and added their easy functions after investigating field demands. To compare our and other company"s detectors, we performed measurement tests with eight standard gases made by Korea Gas Safety Corporation. We demonstrated the excellence of our instruments in measuring accuracy other than detecters through experimental results.

저발열량 가스의 혼소엔진 적용에 관한 연구

박철웅(Cheol Woong Park),이선엽(Sun Youp Lee),김창기(Chang Gi Kim),원상연(Sang Yeon Won),이장희(Jang Hee Lee) 한국가스학회 2010 한국가스학회지 Vol.14 No.1

최근 들어 유럽 및 미국을 중심으로 각광받고 있는 가스화 열병합 설비는 석탄이나 바이오매스, 폐기물로부터 지역의 전기 및 냉난방 에너지를 공급하는 중소형 규모의 에너지 시스템으로서 시장적 측면이나 기술적 측면에서 그 활용 가능성이 매우 밝은 것으로 예견되고 있다. 가스화로부터 얻어지는 합성가스는 일반적으로 가스엔진, 스털링 엔진, 마이크로 가스터빈 및 중소형 가스터빈 등이 원동기 연료로 사용될 수 있다. 그러나 가스화를 통한 합성가스는 일반적으로 LPG, CNG와 같은 고발열량 가스연료에 비해 발열량이 낮고, 반응성 및 화염속도도 매우 큰 차이를 보인다. 본 연구는 저발열량의 합성가스연료를 이용한 고효율 전소엔진 개발의 전 단계로서 60kW급 디젤혼소엔진을 개발하였다. 저발열량의 합성가스를 모사하기 위해 CNG에 질소를 희석한 연료를 사용하였으며, 디젤 연료 분사를 제어하기 위한 인젝터 드라이버 및 ECU를 적용하였다. The interest on the utilization of landfill gases and biogases for energy production has been increasing due to environment concerns and global warming caused by burning fossil fuels, renewable nature of these gases. Using those synthesis gases to generate energy with engine encourages more efficient collection reducing emissions into the atmosphere and generates revenues for the operators. However the lower calorific value of synthesis gases than that of LPG or CNG affects the combustion stability and power output. Thus it becomes necessary to address disadvantages involved by studying synthesis gases in technological perspective. This paper discussed synthesis gas as a fuel for 60kW dual-fuel engine to produce power in an effective way. The methane diluted with N₂ was used as a fuel and developed ECU and injector driver facilitated the investigations with diesel fuel.

CO₂가 함유된 중소규모 가스전을 위한 KOGAS DME Process 연구

모용기(Yong Gi Mo),조원준(Won Jun Cho),송택용(Taekyong Song),백영순(Youngsoon Baek) 한국가스학회 2010 한국가스학회지 Vol.14 No.4

전 세계적으로 온실가스인 이산화탄소 배출을 감축하기 위하여 다양한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 상황에서 이산화탄소가 함유된 중소규모 가스전은 LNG로 개발하기에는 경제성이 떨어진다. 특히 가스전에 포함된 이산화탄소를 분리하기 위하여 분리설비가 추가로 설치되어야 한다. 따라서 플랜트 건설비용이 증가하고, 분리된 이산화탄소는 대기중으로 배출되어 온실가스 감축과는 상반되는 결과를 가져온다. 이러한 비경제적인 가스전에 KOGAS DME Process를 적용하면 가스전에 포함된 이산화탄소를 천연가스와 함께 원료가스로 활용할 수 있어 경제성이 높아진다. KOGAS DME Process는 합성가스를 제조하는 Tri- reformer(삼중개질반응기)를 통하여 H₂와 CO로 이루어지는 합성가스를 제조하는데 원료가스로 천연가스와 산소, 스팀, 이산화탄소를 활용한다. 여기서 사용되는 이산화탄소는 공정상 발생하는 이산화탄소를 회수하여 원료가스로 활용하게 된다. 따라서 본 연구에서는 공정상 발생하는 이산화탄소의 발생량과 원료가스로 사용되는 이산화탄소의 사용량 그리고 가스전에 포함된 이산화탄소의 함량을 분석하여 가스전에 포함된 이산화탄소의 활용범위를 연구하고자 한다. The global activities to reduce the CO₂ emission as a greenhouse gas have been various efforts. Under this circumstance, small and medium sized gas field containing CO₂ to develop as LNG is not economic feasibility. Particularly, for the separation of CO2 in gas field, separation facilities should be installed to add. This is and increase in plant construction cost and separated CO₂ emission into the atmosphere is not the result of greenhouse gas reduction. When the uneconomic gas field apply the KOGAS DME process, the gas field containing CO₂ can be increase economic feasibility because of natural gas and CO₂ can be use to resource gas. The Tri-reformer produced syngas as H2 and CO in KOGAS DME process and the resource gases are natural gas, steam, oxygen and CO₂. The CO₂ is used as raw material gases from recover CO₂ in DME process. In this study, we investigated range of application of CO₂ in gas field.

석탄층 메탄가스 회수증진공법에서 CO₂/N₂ 주입가스의 혼합 비율 최적 설계

유현상(Hyun-Sang Yoo),김영민(Young-Min Kim),이정환(Jeong-Hwan Lee) 한국가스학회 2017 한국가스학회지 Vol.21 No.2

최근 석탄층 메탄가스(Coalbed Methane, CBM)의 회수증진을 위해 석탄층에 CO2나 N2 가스를 주입하는 ECBM (enhanced coalbed methane recovery)공법이 주목받고 있다. ECBM공법은 일반적인 생산기술인 탈수(dewatering)공법에 비해 회수율이 높지만 주입가스의 특성에 따라 메탄가스의 생산 효율이 다르므로, 이를 고려한 주입가스의 혼합 비율 분석이 필요하다. 본 연구에서는 ECBM공법에서 주입가스의 혼합 비율이 메탄가스 회수에 미치는 영향을 분석하고자, CBM 저류층 모델을 구축하고 주입가스의 혼합비율에 따른 메탄가스 회수량 분석과 경제성 평가를 수행하였다. 그 결과, ECBM공법 적용 시 탈수공법을 적용하였을 때 보다 약 2배의 회수율 향상을 보였으며, 혼합가스 주입 시 CO2 10%와 N2 90%일 때 메탄가스의 회수량이 가장 높게 나타났다. 그러나 탄소배출권 거래이익, 주입가스의 비용 및 재생산된 N2 가스 처리비용 등을 고려한 경제성 평가 결과, 주입가스의 혼합비율이 CO2 20%와 N2 80%일 때 최종생산이익이 가장 높게 나타남을 확인하였다. 따라서 향후 ECBM 공법 적용 시 메탄가스의 회수율뿐만 아니라 경제성을 고려한 기준으로 주입가스의 혼합비율을 설계해야 한다. Enhanced coalbed methane recovery (ECBM), as injecting CO2 or N2 into the coalbed methane (CBM) reservoir for increasing methane recovery, takes center stage in these days. ECBM makes a better recovery than the conventional production method, it called dewatering process. However the characteristics of injection gas affect to methane recovery, thus analysis on the mixed ratio of injection gas should be required. In this study, CBM reservoir model was built to estimate the methane recovery of ECBM method by different mixed ratio of injection gas. Additionally, to consider the characteristics of injection gas such as carbon captured storage, nitrogen re-injection, etc. economic analysis was performed. The results showed that ECBM cases produced methane almost twice as much as dewatering case and CO2 10% and N290% case resulted in the highest methane recovery among the mixed gas cases. On the other hand, the results of economic analysis showed that CO2 20% and N2 80% case made the highest total production profit. Therefore, both the recovery of methane and economical efficiency should be considered to apply ECBM process.

가스밸브의 변형거동 안전성에 관한 유한요소해석

김청균(Chung Kyun Kim) 한국가스학회 2017 한국가스학회지 Vol.21 No.4

본 연구에서는 차단기능형 수평식 가스밸브와 기존 수직식 가스밸브의 변형거동 안전성을 FEM으로 해석하였다. FEM 해석결과에 의하면, 차단기능형 수평식 가스밸브의 나사부와 가스방출구에 가스내압이 작용할때 밸브몸체의 우측 끝단부에서 최대 변형량 4.4㎛가 발생하였다. 두 번째로 큰 변형량 2.9㎛는 안전밸브가 설치된 포트의 끝단부에 형성된 것으로 나타났다. 이렇게 작은 변형량이 발생한 것은 나사부, 가스방출구, 스템 및 스핀들 축이 장착되는 포트, 안전밸브 포트로 구성되는 수평식 가스밸브의 평형이 잘 이루어지도록 설계되었기 때문이다. 반면에 나사부와 가스방출구에 가스내압이 작용할 때, 기존 차단기능형 수직식 가스밸브의 상단부에서 최대 변형량 0.076mm가 형성된 것으로 나타났다. 가스유출구의 좌측 끝단부에서 두 번째로 큰 최대변형량 0.055mm가 발생하였다. 이러한 변형량은 차단기능형 안전장치의 그루브에 삽입된 오링의 밀봉간극에 영향을 미칠 가능성이 높다. 따라서 본 연구에서는 LPG 용기용 가스밸브의 가스누출을 완벽하게 차단할 수 있는 메커니즘을 갖춘 차단기능형 수평식 가스밸브가 수직식 가스밸브에 비해 우수하다할 수 있다. This paper presents the FEM analysis results on the deformation behavior safety of automatic cut-off horizontal and conventional vertical gas valves. Based on the FEM analysis, the primary maximum deformation of 4.4㎛ was formed on the right end side of a valve body when the internal gas pressure was supplied on the screw port and gas discharge port of an automatic cut-off horizontal gas valve. And the secondary maximum deformation of 2.9㎛ was formed on the end side of safety valve port. This small deformation of an automatic cut-off horizontal gas valve is strongly related to the balanced design of a horizontal gas valve main body, which is composed of a screw part, gas outlet port, port for a stem and spindle shaft assembly, and safety valve port. But, the primary maximum deformation of 0.076mm was formed on the upper part of a conventional automatic cut-off vertical gas valve when the internal gas pressure was supplied on the screw port and gas discharge port. And the secondary maximum deformation of 0.055mm was formed on the left end side of a gas outlet port. This may effect on the sealing clearance of o-ring that is inserted on the groove of an automatic cut-off unit. Thus, this paper recommends an automatic cut-off horizontal gas valve compared with that of a conventional gas valve for a gas leakage free mechanism of a LPG cylinder valve.

불꽃점화 엔진의 흡기관 분사를 위한 매립지가스 분사량의 측정 및 계산

김경수(Kyoungsu Kim),최경호(Kyungho Choi),전원일(Wonil Jeon),김바다(Bada Kim),이대엽(Daeyup Lee) 한국가스학회 2021 한국가스학회지 Vol.25 No.4

쓰레기 매립지에 발생하는 매립지가스(Landfill gas)를 대기 중으로 방출할 경우에 매립지가스에서 많은 부분을 차지하고 있는 지구온난화 지수(global warming potential)가 높은 메탄가스를 배출하게 되어 기후변화에 악영향을 주게 되고, 매립지가스에 함유되어 있는 메탄을 내연기관의 연료로 활용하여 연소하여 발전을 하게 되면 이산화탄소 형태로 대기 중으로 배출하게 되어 온난화 지수를 낮추는 데도 기여를 할 수 있게 된다. 따라서 매립지가스를 내연기관을 이용한 발전용 연료로 사용하기 위해서 엔진의 열효율을 높이는 것이 중요하기 때문에 기존의 믹서 방식 기술을 이용한 연료공급 방식보다는 실린더별로 흡기포트에서 전자 제어 인젝터를 이용하여 기체 분사를 하는 방식의 연료공급 시스템을 사용하는 것이 필요하게 된다. 따라서 전자 제어 기체 분사 방식 기술을 이용하기 위해서는 매립지가스의 사용 조건에 따른 질량 유량을 정확히 측정하는 것이 중요하게 된다. 이를 위하여 본 연구에서는 매립지가스를 기체 분사할 경우에 분사량을 측정 및 계산하는 연구를 수행하였다. When the landfill gas generated at the landfill site is released into the atmosphere, methane gas with a high global warming potential is emitted, which adversely affects climate change. When methane contained in landfill gas is used as fuel for internal combustion engines and burned to generate electricity, it is emitted into the atmosphere in the form of carbon dioxide, which can contribute to lowering the global warming potential. Therefore, in order to use the landfill gas as fuel for power generation using an internal combustion engine, it is important to increase the thermal efficiency of the engine. Thus, it is necessary to use a fuel supply system in which gas is injected using an electronically controlled injector at an intake port for each cylinder rather than a fuel supply technology using the conventional mixer technology. In order to use the electronically controlled gas injection method, it is important to accurately measure the mass flow rate according to the conditions of using landfill gas. For this, a study was conducted to measure the injection amount and calculate them in order for the intake port gas injection of landfill gas.