보고서 정보
주관연구기관 |
현대엔지니어링 |
연구책임자 |
강형석
|
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2014-05 |
주관부처 |
환경부 Ministry of Environment |
과제관리전문기관 |
환경부 Ministry of Environment |
등록번호 |
TRKO201800001822 |
DB 구축일자 |
2018-12-15
|
키워드 |
원격 모니터링 시스템.전문가 시스템.상수도 시스템.Tele-Monitoring System.Expert System.Water Supply System.
|
초록
▼
개발 목적 및 필요성
현재 선진 국가들은 자국 물 시장이 보호와 해외진출 확대를 위해 정책적으로 물 산업 기업을 육성하고 있다. 특히, 프랑스, 영국, 미국 등의 국가는 물 기업의 육성 및 발전을 위해 공적자금을 투입하는 등 물 시장 확대를 위해 많은 노력을 기울이고 있다.
상수도 시장의 경우, 베올리아, 수에즈 등의 선진 물 기업들은 토탈 솔루션(설계-시공-운영) 서비스 제공을 통해 물 시장을 주도하고 있다. 이에 반해서 국내 물 기업들의 경우, 해외시장 진출을 하지 못하고 있는 실정이다. 이 때문에 국내 기업들
개발 목적 및 필요성
현재 선진 국가들은 자국 물 시장이 보호와 해외진출 확대를 위해 정책적으로 물 산업 기업을 육성하고 있다. 특히, 프랑스, 영국, 미국 등의 국가는 물 기업의 육성 및 발전을 위해 공적자금을 투입하는 등 물 시장 확대를 위해 많은 노력을 기울이고 있다.
상수도 시장의 경우, 베올리아, 수에즈 등의 선진 물 기업들은 토탈 솔루션(설계-시공-운영) 서비스 제공을 통해 물 시장을 주도하고 있다. 이에 반해서 국내 물 기업들의 경우, 해외시장 진출을 하지 못하고 있는 실정이다. 이 때문에 국내 기업들은 아직까지 적은 설계, 시공, 운영 경험을 갖고 있는 실정이다.
이와 함께 저개발국이나 개발도상국의 경우에도 상수도 시설을 위한 투자재정을 확보하기 힘들기 때문에 단순한 처리공정이 도입되고 있으며, 정수장에서 발생되는 많은 문제들을 운영자의 경험에 따라 대처되고 있는 실정이다.
저개발국과 개발도상국에 도입 가능한 저비용 고효율의 처리공정과 정수장에서 문제가 발생할 경우 즉시 대처가 가능한 수질/수량 원격 모니터링과 전문가 시스템을 개발해야 한다. 이를 통해 정수처리장 및 배급수관망의 최적관리를 수행하는 상수도 토탈솔루션 서비스의 제공할 수 있다.
연구개발 결과
시스템은 취수장, 정수장, 배수관망 그리고 수용가에 설치된 센서를 이용하여 수질 및 유량 데이터와 프로세스 운영데이터를 준실시간으로 수집한다. 수집된 데이터는 분석되어 운영자에게 상수도시설 현황과 최적의 운전 조건을 제공한다.
H-ECO Integrated Water Supply System(이하 H-ECO system)은 당사 관제센터에서 폴로나루와 정수장 뿐 아니라 세계 각 지역의 대상 0&M 정수장과 네트워크로 연결하여, 시스템 운영이 가능하다. H-ECO System은 수질 모니터링 시스템, 유량 모니터링 시스템 그리고 전문가 시스템, 운영자 지원 시스템으로 구성되어 있다.
수질 모니터링 시스템은 취수장 및 정수장 배수지, 배수관망, 수용가 등에 설치된 탁도, DOC, 잔류염소, NH4-N, NO3-N, ORP, Conductivity, pH 자동측정센서를 통해서 측정된 실시간 수질 데이터를 정수장 관제센터로 수집한다.
유량 모니터링 시스템은 기본적인 단위의 유량계에 추가하여, 배수분구와 시범지역의 배수관망의 수용가에 설치된 유량 및 수압 AMR(Automatic Meter Reading) System으로 구성된다. 전문가 시스템은 수질 모니터링 시스템을 통해서 전송받은 실시간 데이터를 이용하여 응집제 주입량 및 전, 후염소 주입량을 결정할 수 있는 로직이 탑재되어 있으며, 정수장의 운영상황에 따라 운전 조건을 최적으로 조정할 수 있도록 하였다. 따라서, 현지 정수장 운영자가 원할 경우, 주입량 결정값에 따라 자동운전이 가능하게 된다. 또한 물 수요 패턴을 실시간으로 예축하여 각 송수 펌프의 일일 펌프운영스케줄을 제공하여 전기사용량을 최적화 할 수 있는 기능을 탑재하고 있다. 운영자 지원 시스템에는 리포팅 기능과 데이터 분석, export data, alarm, messenger 등의 기능이 있다.
폴로나루와 소재 상수도시설(Test-bed)를 대상으로 H-ECO system 적용한 결과, 응집제(Alum) 주입량은 10%, 염소주입량은 20%가 저감되는 것으로 나타났다. 펌프운전 최적화는 30~55% 에너지비용 절감 효과를 얻었다. 또한, AMR System을 통해서 정확한 수도요금 계량 및 수요량 예측, 누수량 확인이 가능한 것으로 확인하였다. 무엇보다도, 운영자 미숙으로 자주 발생하던 수질 악화 및 운영상 문제가 H-ECO 전문가 시스템의 즉각적인 대응으로 운영 중 문제가 발생하지 않았다. 결국 본 시스템을 통해서 기존 운영방법보다 적은 비용으로 안전한 물의 생산 공급 가능하다는 것을 입증하였다.
성능사양 및 기술개발수준
폴로나루와 소재 상수도시설(Test-bed)를 대상으로 H-ECO system을 구축하여 모니터링 시스템과 전문가 시스템을 운영/평가하였다.
모니터링 시스템의 운영을 통해 실시간으로 정수장 및 배급수 시스템의 수질/수량 데이터를 수집하고 이를 DB화 하였으며, 전문가 시스템의 운영을 통해, 응집제(Alum) 주입량은 10%, 염소주입량은 20%가 저감하였다. 펌프운전 최적화의 경우 는 55% 전력비용 절감 효과를 얻었다.
또한, AMR System의 구축을 통해서 정확한 수도요금 계량 및 수요량 예측, 누수량 확인이 가능한 것으로 확인하였다.
활용계획
본 사업의 진행을 통해 원격 모니터링 시스템, 전문가 시스템, 지원 시스템이 통합된 토탈 솔루션 시스템인 H-ECO System을 개발하였다.
본 시스템의 경우 취수원, 정수처리장, 배급수관망 및 AMR을 통한 수용가의 수질/유량을 통합 관리 가능한 시스템이다.
본 시스템의 적용을 통해 모니터링 측면에서는 각 단위공정 및 단계별 수질 및 유량현황 및 변동, 사고여부를 실시간 파악 가능하다. 운영 지원 측면에 있어서 본 시스템의 적용을 통해 약품 주입량 10 - 20% 절감, 송수펌프 운영 에너지 비용 55% 절감이 가능하며, AMR 시스템과의 연계를 통해 누수 저감 계획의 확립이 가능하다.
본 사업을 통해 개발된 H-ECO System의 경우 1차적으로는 주관기업의 정수처리장 EPC 사업에 적용되어 사업화를 진행한 뒤, 궁극적으로는 신규 Smart Water Infrastructure 사업에 진입할 예정이다.
이를 위해 수요자 맞춤 패키지화를 통해 사업화를 진행할 예정이다. H-ECO System의 패키지는 기본적으로 수주 사업의 형태에 따라 상수도 통합운영시스템을 위한 패키지와 상수도 EPC 사업을 위한 패키지로 구분될 수 있다.
상수도 PC 사업이 경우 기본적으로 수요자 입장에 맞준 패키지 조합 기술이 요구된다. 관련 법규, 원수 수질 등을 고려하여 선정된 상수도 시스템의 처리/운영 관리 공정에 맞추어 모니터링 시스템과 전문가 시스템을 조합 가능하도록 하는 모듈형 패키지화가 필요하다. 이를 위해 패키지를 Lo-pi급과 Hi-pi급으로 구분하여 Lo-pi급의 경우 운영이 간편하고, 안정적이며, 운영자의 유지관리가 거의 필요하지 않은 보수적이고 안정적인 기술을 적용하며, Hi-pi급의 경우 측정값이 정확하고, 다양한 공정의 제어 및 모니터링에 이용 가능하며, 운영자의 지원에 특화된 시스템으로 구성하였다.
물론 신규시장의 진입에는 어려움이 있으나, 본 기술의 사업화를 성공적으로 수행하여 신시장 개척에 성공할 경우 상수도 EPC 및 Smart Water Infrastructure 부문 향후 약 5년간 1400억원 규모의 사업 수주액을 창출할 수 있을 것으로 기대된다.
(출처 : 요약서 3p)
Abstract
▼
IV. Results
H-ECO Integrated Water Supply System (hereinafter referred to as "H-ECO System") provides a total solution for the operation and maintenance (O&M) system of water treatment plants. HEC and SWS(Center for ECO-SMART Water Works System) have jointly developed H-ECO Integrated Water Suppl
IV. Results
H-ECO Integrated Water Supply System (hereinafter referred to as "H-ECO System") provides a total solution for the operation and maintenance (O&M) system of water treatment plants. HEC and SWS(Center for ECO-SMART Water Works System) have jointly developed H-ECO Integrated Water Supply System based on intelligent water quality monitoring and control system. The system is been used in Polnnaruwa Water Treatment Plant.
The H-ECO system can be used as a quality assuranee for a stable water supply supporting the operation of water treatment plants. The system provides remote monitoring of water quality and quantity that facilitate the decision-making process for operation optimization of water treatment plants.
The first H-ECO has been successfully implemented in a city WSS located in Polonaruwa, Sri Lanka. It continuously collects information on operational conditions of the WSS. The real-time data collected from the WSS are transferred to another WSS management system in Korea via the internet. When an unexpected event happens, the experts in Korea could provide possible solutions to the operators.
With The H-ECO system, the cost of injected chemicals such as coagulant and chlorine can be reduced by 10%, and pump operation cost can be reduced by 30 - 55%. Additionally, this system allows stable operation of chlorination process.
(출처 : SUMMARY 14p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제 출 문 ... 2
- 요 약 서 ... 3
- 요 약 문 ... 8
- SUMMARY ... 12
- 목차 ... 16
- 표목차 ... 18
- 그림목차 ... 22
- 제1장 서론 ... 28
- 제1절 연구개발과제의 개요 ... 30
- 1. 연구개발의 목적 및 필요성 ... 30
- 2. 연구개발기술의 차별성 ... 31
- 제2절 국내외 시장현황 ... 32
- 1. 국내외 기업 동향 ... 32
- 2. 기술수요 동향 ... 35
- 제3절 연구개발의 내용 및 범위 ... 36
- 1. 연구개발의 최종 목표 ... 36
- 2. 연도별 연구개발 목표 및 평가방법 ... 37
- 3. 연구개발의 추진체계 ... 42
- 제2장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 44
- 제1절 연구개발 결과 및 토의 ... 46
- 1. 대상지역 선정 및 운영실태 평가 ... 46
- 2. H-ECO Integrated Water Supply System 단위공정 지원을 위한 기술 개발 ... 70
- 4. H-ECO System 구축 ... 102
- 3. H-ECO System 운영 및 평가 ... 200
- 4. H-ECO System 사업화의 경제성 분석 ... 252
- 5. 시스템 교육 및 인수·인계 ... 260
- 6. 연차별 성과 현황 ... 265
- 제2절 연구개발 결과 요약 ... 276
- 1. 연구개발의 목적 및 필요성 ... 276
- 2. 연구개발의 내용 및 범위 ... 276
- 3. 연구개발 결과 ... 277
- 4. 연구개발 결과의 활용계획 ... 285
- 제3장 목표 달성도 및 관련분야 기여도 ... 286
- 제1절 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 288
- 1. 연구목표 달성도 ... 288
- 2. 연차평가의견 반영 결과 ... 289
- 3. 종합의견 ... 290
- 제2절 관련분야의 기술발전 기여도 ... 291
- 1. 기술적 측면 ... 291
- 2. 환경적 측면 ... 291
- 3. 경제적·산업적 측면 ... 291
- 제4장 연구개발결과의 활용계획 ... 292
- 제1절 연구개발 결과의 활용계획 ... 294
- 1. 연구개발의 활용방안 ... 294
- 2. 사업화계획 및 효과 ... 294
- 3. 사업화 가능성 SWOT 분석 ... 297
- 4. 기대성과 ... 298
- 제2절 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 299
- 제3절 연구개발결과의 보안등급: 일반과제 ... 299
- 제4절 NTIS에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 299
- 제5장 연구개발비 집행실적 ... 300
- 제1절 주관기관 ... 302
- 제2절 위탁기관 ... 303
- 제6장 참고문헌 ... 304
- 부록 ... 308
- 끝페이지 ... 328
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.