1. 프로젝트 배경
사우디아라비아는 세계 최대 석유 생산국이자 수출국으로, 석유 및 가스 산업의 안전 관리가 매우 중요합니다. 석유 채굴, 정제 및 운송 과정에서 가연성 가스(예: 메탄, 프로판)와 독성 가스(예: 황화수소, H₂S)가 방출될 수 있으므로 누출을 감지하고 폭발 및 중독 사고를 예방하기 위해 신뢰성 높은 방폭 가스 센서가 필요합니다.
2. 응용 프로그램 시나리오
사우디 아람코는 다음과 같은 주요 분야에 방폭 가스 센서를 배치했습니다.
- 석유 및 가스 추출 플랫폼 – 유정두, 파이프라인, 압축기 스테이션에서 가연성 가스 누출을 모니터링합니다.
- 정유소 - 생산 시설, 저장 탱크, 파이프 랙에서 가연성 및 독성 가스를 감지합니다.
- 석유 저장 및 운송 시설 – 석유 저장소, LNG 터미널, 파이프라인의 안전을 보장합니다.
- 석유화학 공장 - 에틸렌, 프로필렌 등 고위험 가스의 실시간 모니터링.
3. 센서 기술 솔루션
1. 센서 유형
| 센서 유형 | 검출된 가스 | 방폭 등급 | 운영 환경 |
|---|---|---|---|
| 촉매 비드(펠리스터) | 메탄, 프로판(가연성) | Ex d IIC T6 | 고온, 고습 |
| 전기화학 | H₂S, CO (독성) | Ex ia IIC T4 | 부식성 환경 |
| 적외선(NDIR) | CO₂, CH₄ (비접촉) | Ex d IIB T5 | 위험 구역 |
| 반도체 | VOC(휘발성 유기 화합물) | Ex nA IIC T4 | 정유소, 화학공장 |
2. 시스템 아키텍처
- 분산형 센서 네트워크: 그리드 기반 모니터링을 위해 중요 구역에 여러 개의 센서 노드를 배치합니다.
- 무선 전송(LoRa/4G): 중앙 제어실로 실시간 데이터 전송.
- AI 데이터 분석: 과거 데이터를 사용하여 누출 위험을 예측하고 자동 경보 및 비상 대응을 실행합니다.
4. 구현 결과
- 사고율 감소: 2020년부터 2023년까지 사우디 석유 시설에서 발생한 가연성 가스 누출 사고는 65% 감소했습니다.
- 더 빠른 대응 시간: 비상 대응팀은 30초 이내에 경보를 받고 대책을 실행합니다.
- 최적화된 유지관리 비용: 자체 교정 센서로 수동 검사 빈도가 줄어듭니다.
- 글로벌 표준 준수: ATEX 및 IECEx 방폭 인증을 충족합니다.
5. 과제 및 해결책
| 도전 | 해결책 |
|---|---|
| 높은 사막 온도로 인해 센서 수명이 단축됩니다. | 보호 케이스가 있는 고온 내성 센서(-40°C ~ 85°C) |
| 높은 H₂S 농도는 센서 중독을 유발합니다. | 자동 세척 기능이 있는 중독 방지 전기화학 센서 |
| 불안정한 원격 데이터 전송 | 데이터 손실 없는 4G + 위성 백업 |
| 위험 구역의 복잡한 설치 | 더욱 쉬운 배포를 위한 본질적 안전(Ex ia) 센서 |
6. 향후 개발
- AI를 활용한 예측 유지 관리: 센서 데이터를 분석하여 장비 고장을 예측합니다.
- 드론 순찰 + 고정 센서: 원격 유전까지 모니터링을 확대합니다.
- 블록체인 데이터 로깅: 사고 조사를 위해 변조 방지 기록을 보장합니다.
- 수소 산업 적응: 녹색/청색 수소 생산을 위한 방폭 센서 개발.
7. 결론
사우디아라비아 석유 산업은 고정밀 방폭 가스 센서를 도입하여 운영 안전을 크게 강화하고 세계적인 기준을 수립했습니다. IoT와 AI의 더욱 심화된 통합을 통해 이 기술은 석유 및 가스 부문의 위험 관리를 지속적으로 최적화할 것입니다.
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게시 시간: 2025년 8월 12일