인벤시스 FPSO 및 해양 플랜트 시스템 인벤시스코리아 www.invensys.co.kr 인벤시스의 주요 프로젝트와 활동 인벤시스와 Schneider Electric은 전 세계 20건 이상의 FPSO 프로젝트 진행 전 세계 80건 이상의 해양 플랜트 프로젝트 진행 상위 25개 석유회사 중 23개사와 제휴 세계 LNG 액상화 가공 중 60% 이상이 DCS 및 Triconex TMR 안전 시스템으로 운영 중 세계 LNG 액상화 가공의 44%가 Foxboro DCS로 운영 중 세계 석유제품의 30% 이상이 인벤시스의 Foxboro 및 Triconex 시스템으로 정제, 운 영 중 전 세계 정유공장의 51%가 인벤시스 SimSci 소프트웨어로 운영 중 (1) Foxboro 제어 시스템 제어 시스템 설치 규모 총 160억 달러 이상 70여 개국 이상 도입 3,000건 이상의 고객 프로젝트 현장에 구축 99.9999958%의 최고의 가동률을 보장하는 이중화 컨트롤러와 탁월한 신뢰성의 I/O 하 드웨어 기반 (2) Triconex 안전 시스템 전 세계 7,000대 이상이 TMR(Triple Modular Redundant) 시스템 설치 2억 5천만 시간 이상 무고장 작동 FPSO 및 해양 플랜트를 위한 솔루션 (1) FPSO 및 해양 플랜트의 과제 FPSO 및 해양 플랜트는 그 운영과 프로젝트 성 격이 육상 플랜트와는 매우 다른 조건들을 갖는다. 그 중 특히 환경과 안전에 대한 우려가 항시 존 재한다. 해양 환경은 거리상으로 멀리 떨어진 데 다 기상 조건(허리케인 등)에 영향을 많이 받기 때 문에 작업 환경이 위협받기에 십상이다. 해양 플랜트는 가장 흔하게는 기름 유출, 최악의 경우에는 폭발 사고와 같은 환경적 위험에 노출되 어 있다. 이 같은 이유로 선진국에서는 정부가 해양 플랜트를 법으로 엄격하게 관리하고 있다. 개발도상국에 구축한 해양 플랜트의 경우에는 현지 인력과 운영자에 대한 교육이 필요하다. 그러나 궁극적 목표는 석유 생산이다. 가동 첫 24 C&I 2014. 11
인벤시스 FPSO 및 해양 플랜트 시스템 날부터 실제 수익 창출의 시점까지 그 압박감은 대단하다. 프로젝트 일정이 지연되면 생산 시점이 영향을 받게 되고, 이는 결국 커다란 손실로 이어 진다. 해양 플랜트 프로젝트는 그 거대한 규모와 비용 때문에 여러 국가의 석유회사들과 현지 석유회사 가 공동 참여하는 것이 일반적이다. 이를테면 아 프리카에서 어떠한 FPSO 프로젝트가 전개될 경 우, 현지 정부와 국영 석유회사, 유럽의 EPC업체, 미국 석유회사, 한국의 선박회사 등이 함께 참여 하여 프로젝트가 진행될 수 있다. 이로 인하여 의 견 조율과 시한을 맞추는 일이 더욱 복잡해진다. 공간과 중량 조건들도 문제이다. FPSO 및 해양 플랜트는 해양 환경이라는 조건에 더하여 그 공간 과 지지 구조물의 조건들 역시 중요한 영향을 미 친다. 해양 플랜트 장비를 설계할 때에는 크기와 중량 및 부식성과 관련된 규격을 따라야 한다. 심해저 작업, 상부설비와 심해저 작업간의 통 합, 플랫폼 인력의 최소화, 육지에서의 원격 지원 등은 끊임없는 기술적 혁신이 요구되는 분야이다. 지난 수년간 심해 시추 및 석유 생산은 많은 각 광을 받아 왔다. 하지만 이로 인하여 작업 안전성 과 에너지 및 유지관리 차원에서 새로운 과제가 대두되었다. (2) FPSO 및 해양 플랜트를 위한 인벤시스 솔루션 인벤시스는 산업 자동화 및 소프트웨어 분야의 글로벌 리더이다. 인벤시스 솔루션은 완벽한 운영 적 무결성, 오작동 방지, 역할에 따른 작업 통찰 력, 변화에 맞춘 미래 지향적 혁신 등을 보장할 수 있도록 설계되었다. 인벤시스는 100년이 넘는 자동화 전문 업체로 서의 기술력을 바탕으로 모든 관련 프로젝트들을 지원한다. 탁월한 신뢰성과 가용성은 인벤시스 솔 루션의 특징이다. 인벤시스는 엔지니어링 및 프로젝트의 실행으 로부터 안전과 규격 준수, 수익성 평가에 이르기 까지 프로젝트 전반을 통해 위험을 최소화함으로 써 생산 공정의 성과뿐만 아니라 기업의 수익성 까지 높여 준다. 또한, 업계에서 가장 광범위하고 심도 깊은 제품 포트폴리오를 제공한다. 첨단 공 정 제어 및 혁신적 시뮬레이션부터 운영적 통찰 력 툴, 생산 관리 시스템, 새로운 Foxboro Evo PAS(Process Automation System: 공정자동화 시스템)에 이르기까지 다양한 기능들을 통해 플랜 트의 모든 작업자들이 상황에 적합한 의사결정을 내릴 수 있는 토대를 제공한다. 인벤시스의 제품 과 서비스는 총 수명주기비용(Life Cycle Cost)을 최소화할 수 있도록 설계되었다. 또한, 가치 사슬 관리에 도움이 되는 혁신적 툴을 제공하여 전 단 계에서 수익성을 보장한다. FPSO와 해양 플랜트는 복잡성과 위험성이 크 다. 탁월한 신뢰성과 중점 관리 및 안전성을 자랑 하는 Foxboro 및 Triconex는 해양 플랜트를 위한 최적의 시스템이다. (3) 인벤시스의 입증된 프로젝트 실행 전략 인벤시스의 프로젝트 실행 전략은 간단명료한 목표를 설정함으로써 전반적인 목표를 충족시키 고 실행 위험을 줄여 준다. 인벤시스의 숙련된 프로젝트 관리자들은 폭넓은 경험을 바탕으로 환경적 조건과 안전성, 품질, 비 즈니스 위험성, 일정 및 비용을 균형 있게 고려하 여 주어진 시간과 예산 내에서 프로젝트를 완료한 다. 또한 인력, 프로세스, 기술 및 지원 인프라를 효과적으로 적용하여 제어, 안전성, 정보 관리 같 은 우선적 과제들을 해결한다. 인벤시스는 사소한 시스템 업그레이드부터 여 러 EPC 업체가 참여하고 인벤시스가 MAC(Main Automation Contractor: 주 자동화 계약자) 역 할을 전담하는 대형 프로젝트에 이르기까지 모든 프로젝트에서 성공적인 실행을 보장한다. 이러한 2014. 11 C&I 25
그림 1. 나이지리아 Bonga FPSO 및 Bonga North-West(각각 2008년 및 2009년 말까지 진행) 입증된 인력과 프로세스 및 기술은 인벤시스의 경 쟁적 우위의 토대이다. 1) 핵심 실행 팀 인벤시스의 전문가들은 폭넓은 경험들을 하나로 통합하여 현장 기기와 제어 안전 시스템 및 첨단 애플리케이션들을 단일 소스 솔루션으로 제공한 다. 인벤시스의 궁극적 목표는 단 한 가지이다. 그 것은 바로 고객의 성공적인 프로젝트 완수이다. 2) 고품질의 공정 보장 프로젝트 전체 단계에서 설계 지침과 품질 보증 이 일관성을 갖도록 하며 모든 업계 표준을 완벽 하게 준수한다. 인벤시스 팀은 세계적으로 우수성이 입증된 스 테이지 게이트(stage gate) 모델을 통해 모든 절 차를 하나로 통합함으로써 모든 단계에서 각각의 플랜트에 품질을 보장한다. 3) 완벽한 전문지식의 전달 본사의 엔지니어링 전문가와 현지 지원 팀들은 공통된 통신 프로토콜과 툴을 사용하기 때문에 효 과적 지원에 핵심적인 전문지식들을 전사적 차원 에서 공유한다. 4) 테스트 시간 최소화 통합 OTS(Operator Training System: 운전 원 훈련 시스템)는 테스트 및 시운전 시간을 최소 화할 수 있도록 지원한다. 투명성 극대화: 인벤시스는 고객에게 프로젝 트 진행 상황에 대한 연속적 공정보고를 제 공한다. 고객은 매 단계마다 상세한 진행 상 황을 보고받고 정보를 감사 추적할 수 있다. 5) 혁신적 기술 인벤시스는 가상화, 지능형 마셜링(Intelligent Marshalling), 지능형 엔지니어링 같이 하드웨어 와 소프트웨어 엔지니어링을 구분하여 분석할 수 있게 해주는 중요한 혁신 기술들을 보유하여 보다 손쉽게 변경을 수행할 수 있으며 동시 작업을 통해 프로젝트 기간을 단축하여 일정을 맞춘다. 뿐만 아 니라 플랜트 구축 공간과 관련 비용 절감도 가능하 다. 앞서 언급한 첨단 OTS 기술은 플랜트 가동에 앞서 운영자를 교육하는 데 도움이 된다. 가상화: 시스템 하드웨어를 시스템 설계 및 엔지니어링 전문가의 지리적 위치와 구분하 여 분석할 수 있다. 따라서 최종 변경 사항까 지도 훨씬 손쉽게 반영할 수 있다. 또한, 가 상화 기술 덕분에 소프트웨어와 운영체제가 특정 하드웨어에 구애될 필요가 없기 때문에 가상 환경 내에서 Foxboro 전문가들을 통해 시스템 확장에 따른 유지관리 요구와 문제 해결을 신속하게 처리할 수 있다. 26 C&I 2014. 11
인벤시스 FPSO 및 해양 플랜트 시스템 그림 2. FPSO는 하루 18만 배럴의 석유를 처리할 수 있도록 설계되었다. 그림 3. FPSO는 200만 배럴에 달하는 원유를 저장할 수 있다. 지능형 마셜링: 마셜링과 관련된 간접비용 을 제거하고 총 소유비용을 대폭 줄여준다. 지능형 마셜링 기술에서는 새로운 Foxboro Universal Fieldbus Module(FBM) 247이 핵심적인 역할을 한다. 마셜링 인프라를 제 거함으로써 설계, 설치 및 유지해야 하는 랙, 캐비닛, 터미널 스트립 및 배선의 수를 줄일 수 있도록 지원한다. I/O 터미널 어셈블리가 I/O 베이스 플레이트에 장착되어 있어 마셜 링 캐비닛 공간 절약은 물론, I/O 캐비닛 자 체의 공간도 절감된다. 이제는 표준 I/O 캐 비닛 구축을 통해 최고 750개의 I/O 지점까 지 수용 가능하다. 구축 공간에 제약이 있는 FPSO 및 해양 플랜트에서 이 기능을 사용하 면 I/O 밀도를 100%까지 높이는 등 큰 이점 을 누릴 수 있다. 지능형 엔지니어링: 프로젝트의 중요 단계에 서 시스템을 새로 개발할 필요가 없으며 혁 신 기술과 재사용이 가능한 엔지니어링, 반 복 가능한 실행 모델을 활용할 수 있는 등 고 유의 방식으로 제어 및 안전 시스템을 구축 함으로써 플랜트 운영자의 업무 개시 시간을 단축하고 프로젝트 위험을 줄일 수 있다. 적용사례 : Usan FPSO 위치 : Usan OPL 222(나이지리아) 시설 종류 : FPSO 적용 시스템 : 선체 및 상부설비 - Triconex SIS 소유 : Total 운영 : Total E&P Nigeria Ltd(TEPNG) (1) 프로젝트 배경 2008년 2월, Total은 전액 출자 자회사 EPNL(Elf Petroleum Nigeria Limited)이 나 이지리아 정부로부터 승인을 받아 Usan에서 해 양 플랜트를 개발 및 운영하기 위한 합작 사업 을 시작하게 되었다고 발표했다. Usan에서의 플랜트 개발 사업에는 Elf Petroleum Nigeria Limited(20%, 운영 담당), Chevron Petroleum Nigeria Ltd(30%), ESSO Exploration and Production Nigeria(동부 연안 담당) Ltd.(30%) 및 Nexen Petroleum Nigeria Ltd.(20%)가 참여 한다. 2003년 OPL 222에서 발견된 Usan 유전 은 연안에서 100km 떨어져 있으며 수심이 750~850m에 달한다. Usan 유전의 매장량은 5 억 배럴이 넘을 것으로 예상된다. 2014. 11 C&I 27
FPSO는 하루 18만 배럴의 석유를 처리할 수 있도록 설계되었으며, 200만 배럴에 달하는 원유 를 저장할 수 있다. 길이 1,050피트(320m), 너 비 200피트(61m)의 규모를 자랑하는 이 플랜트 는 세계에서 가장 큰 FPSO 중 하나가 되었다. 길 이 43마일(70km)의 심해 네트워크를 통해 42개 의 유전이 FPSO에 연결된다. (2) FPSO 데이터 전장 : 320m 중량 톤수 : 353,200dwt 원유 처리 능력 : 180,000bpd 저장 능력 : 2.0MMboe 주 발전기 : 5 24MW 이중 연료 문의: (02)2090-0900 4 4 4 4 독자투고 안내 제어계측사에서는 독자 여러분의 글을 기다리고 있습니다. 여러분의 많은 참여를 바랍니다. 기술자료 각 분야별 기술원고 성공사례 신제품 신기술 소개 기한 : 매월 10일 이전 주소 : 서울시 성동구 성수이로 118 성수아카데미타워 507호 TEL : (02)499-5689 FAX : (02)499-5691 E-mail : auto@autocontrol5.co.kr / control_i@naver.com 28 C&I 2014. 11