- 최종목표 : 500kW급 디젤엔진 블랙카본 제어 시스템 개발- 최종목표 설정근거: 선박에서 배출되는 블랙카본(PM)의 효과적인 감축과 신조 및 현존선 장착성 향상- 세부목표○ 블랙카본 제어시스템 시스템 개발 - PM 저감효율 90% 이상의 장치 개발 - 블랙카본 제어장치 개발○ 실시간 통합 모니터링 시스템 개발 - 시스템 모니터링, 데이터 저장 시스템 ...

본 과제는 선박 등에서 발생하는 디젤엔진의 유해 배출물인 블랙카본(Black Carbon)을 효과적으로 줄이기 위한 제어 시스템을 개발하는 연구임. 연구 목표는 500kW급 디젤엔진 블랙카본 제어 시스템 개발을 통해 PM 저감효율 90% 이상을 달성하고, 시스템 모니터링 및 맞춤 제어 기능을 포함하는 실시간 통합 모니터링 시스템을 구축하는 데 있음. 또한, 개발된 시스템의 신뢰성 평가 및 개선을 포함함. 핵심 연구 내용은 90% 이상 저감효율을 목표로 하는 제어장치 개발과, 시스템 모니터링 및 맞춤 제어가 가능한 통합 모니터링 시스템 구축임. 또한, 개발된 시스템의 신뢰성 평가 및 개선을 포함함. 기대 효과는 대기배출가스 저감 장치 독자 기술 확보를 통한 해외 기술 의존도 탈피 및 선진 기술과 동등 이상의 기술 경쟁력 달성임. 이를 통해 환경 플랜트 및 다양한 산업군에 적용 가능성을 높이고, 관련 산업 파급 효과 창출 및 토털 솔루션 확보에 기여할 것으로 전망됨.

본 과제는 선박용 디젤엔진에서 발생하는 블랙카본(미세먼지) 등 유해 배기가스를 효과적으로 줄이기 위한 제어 시스템을 개발하는 연구임. 이는 현재 각각 운영되는 황산화물 및 질소산화물 저감장치와 달리, 복합적인 대기오염물질 저감 기술을 통합하여 선박의 환경 규제 대응 능력을 강화하는 데 목적이 있음. 연구 목표는 기존 저감장치의 장치 사이즈를 50% 저감하고, 엔진 성능에 영향을 미치지 않는 200mmAq의 배압을 만족시키는 것임. 또한, 질소산화물을 80% 이상, 입자상물질을 90% 이상 저감할 수 있는 복합저감 장치를 선행 연구하여 사업화에 필요한 설계인자를 분석하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 주관연구개발기관에서 Lab scale 저감장치의 기본 설계, 제작 및 실험을 통해 PM 저감 및 배압성능, Urea 분사 환경에 따른 질소산화물 저감 성능을 분석하는 것임. 공동연구개발기관에서는 복합전기집진 시스템의 내부 열 유동 및 Urea 분무의 유동해석을 위한 수치해석 모델링 및 분석을 수행함. 기대 효과는 복합장치에 대한 독자 기술을 확보하여 해외 기술 의존도를 낮추고, 선진 기술과 동등 이상의 기술 경쟁력을 달성하는 것임. 이는 각종 선박 및 기타 산업군에 확대 적용 가능하며, 대기오염물질 저감에 대한 토털 솔루션 확보와 미세먼지 복합장치 사업화 진출에 기여함. 더불어, IMO의 블랙 카본 배출 규제에 선제적으로 대응하고 해외 수요처의 신뢰성을 확보할 수 있을 것으로 전망됨.

개발 대상 기술 제품: 플랜트 협업 지원 라이브러리 관리 시스템 플랜트 협업 지원 라이브러리는 설계, 구매/조달, 토공, 운송, 설치 등 건설 과정에서 요구되는 협업 프로세스를 고려하여 플랜트를 분할한 협업 단위 시스템 및 장치/유닛 관련 정보(타입, 3D CAD, 사양, 및 포트 데이터 등)를 저장한 데이터베이스(database)로서 PLM 기반 협업 지원 체계와 연동되어 협업 단위 모듈화 기획/평가와 협업 단위 모듈화 설계/시공성 평가를 위한 기반 정보를 제공함. 플랜트 협업 지원 라이브러리 관리 시스템은 협업 단위 시스템 제작사로부터 관련 자료를 제출받아 구축한 협업 지원 라이브러리를 관리하고 EPC(Engineering, Procurement, Construction)사 및 다른 이해관계자에게 라이브러리 정보를 제공하는 소프트웨어 시스템으로 1)협업 지원 라이브러리 관리 플랫폼 및 분류체계, 2)협업 지원 라이브러리 카탈로그 생성 모듈 및 사양 변경 모듈, 3)협업 지원 라이브러리 형상/의미 기반 검색 및 교환 모듈, 4)협업 지원 라이브러리 시험환경으로 구성됨. * 협업 지원 라이브러리 형상/의미 기반 검색 및 교환 기술 개발 - 협업 단위 시스템의 설계 과정의 소요 시간을 단축하고, 데이터의 완성도를 높이기 위하여 모듈 내 구성품을 기하적 맥락인 형상과 설계 및 기능적 맥락인 의미 기반으로 검색하고, 설계 결과를 표준 기반으로 도출하는 기술을 연구 개발 * 세부 산출물 3.1:협업 지원 라이브러리 형상/의미 기반 검색 모듈 * 세부 산출물 3.2:협업 지원 라이브러리 교환 모듈 협업 지원 라이브러리 관리 플랫폼 및 분류체계 기술 개발 - 장치/유닛, 협업 단위 시스템 데이터베이스의 관리, 기본 검색 및 정보 가시화 기능을 제공하는 협업 단위 시스템 정보 관리 플랫폼과 사용자가 관리 시스템에서 라이브러리를 검색할 때 사용하는 협업 단위 시스템 분류체계를 연구 개발 * 세부 산출물 1.1.1 :협업 단위 시스템 데이터 모델 구축 지침서 * 세부 산출물 1.1.2 :협업 단위 시스템 분류체계 * 세부 산출물 1.2 :협업 단위 시스템 정보 관리 시스템 플랫폼 # 협업 지원 라이브러리 형상 간략화 및 카탈로그 생성 기술 개발 - 플랜트 협업 지원 라이브러리 관리 플랫폼의 입력 데이터 구축 작업을 자동화하기 위하여 기자재 제작사 및 모듈 제작사가 생성한 장치 및 유닛, 협업 단위 시스템의 형상을 간략화하고 간략화된 형상 정보를 사양 및 포트 정보와 정합하여 입력용 카탈로그를 생성하는 기술을 연구 개발 * 세부 산출물 2.1.1:협업 단위 시스템 형상 간략화 지침서 및 시스템 모듈 * 세부 산출물 2.1.2:형상/사양/포트 정합 카탈로그 생성 시스템 모듈 # 협업 지원 라이브러리 형상 변경 기술 개발 - 카탈로그에 등록되어 있는 협업 단위 시스템의 사양 정보가 변경될 경우, 이에 맞추어 협업 단위 시스템의 3D CAD 모델을 자동으로 변경하는 모듈 * 세부 산출물 2.2 :협업 단위 시스템 사양 변경 지침서 및 시스템 모듈 # 협업 지원 라이브러리 관리 시스템 시험적용 및 성능 평가 - 협업 지원 라이브러리 관리 시스템의 적용 및 성능 검증을 위해서 구축한 시험 데이터와 시험 방법. 참여기업에서 제공하는 모듈러 플랜트 관련 데이터를 기반으로 협업 지원 라이브러리 관리 시스템 시험 환경을 구축하여 실증함 * 산출물 4: 시스템 시험적용 및 성능 평가 보고서