Estimation of a Mechanical Recovery System's Oil Recovery Capacity by Considering Boom Loss

Abstract

Ability to estimate the recovery capacity of countermeasures is vital in establishing a rational response solution for oil spills at sea. This requires estimation of how much of oil can be collected and determination of the rational quantities and operating conditions of the response equipment. In this study, estimation of marine oil spill recovery capacity using skimmer was numerically calculated considering the weathering process of spilled oil, marine environment, and efficiency of skimmer over time. Also, a constant loss rate model and a variable loss rate model were developed to estimate the recovery capacity of a mechanical recovery system, considering the escape of oil past containment booms. The latter model could calculate the speed at which oil loss began to occur and the volume of oil lost. As an case for applying the constant loss rate model, WuYiSan oil spill accident happened on January 31, 2014 was selected as benchmarking test. A comparative analysis on the recovery capacity using the nameplate capacity, Effective Daily Recovery Capacity(EDRC), and the developed model was carried out. Sensitivity studies were performed to analyze the significance of oil loss of the variable loss rate model, and a case study was performed to calculate changes in recovery capacity with respect to adjusting variables. The developed model was able to estimate the best operating situation, thereby optimizing the recovery capacity, for different response times and environmental conditions. |기름 유출사고에 대비하기 위한 회수 능력 산정은 해상에서 기름 유출 사고에 대한 합리적인 대응 방안을 수립하는데 있어서 중요하다. 이는 포집 가능한 기름의 양을 추정하고 합리적인 동원 장비의 수량과 운전 조건을 제시할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 유출유의 거동특성, 해양환경 조건과 장비의 효율이 반영된 기계적 회수 시스템의 회수능력을 시간 경과에 따라 수치 해석적으로 계산할 수 있는 모델을 개발하였다. 개발된 모델은 오일 붐으로부터 기름이 유실되는 것을 고려한 일정 유실율 모델과 변동 유실율 모델로 구분된다. 후자의 모델은 기름 유실이 발생하기 시작하는 속도와 유실된 기름의 양을 계산한다. 일정 유실율 모델을 적용하기 위한 사례로, 2014년 1월 31일에 발생한 우이산호 유류오염사고에 적용하여 유회수기의 회수능력을 추정하였다. 유회수기 명목용량을 이용한 회수량, 유효기름 회수용량(EDRC)을 이용한 회수량, 그리고 회수능력 추정 모델을 이용하여 계산된 회수량 추정 결과를 비교하였다. 변동 유실율 모델의 기름 유실을 분석하기 위해 민감도 연구가 수행되었으며, 사례 연구는 변수 조정과 관련하여 회수 능력의 변화를 계산하기 위해 수행되었다. 개발된 모델은 합리적인 운전 조건을 평가하여 다양한 대응 시간 및 환경 조건에 대해 회수 능력을 최적화하는 결과를 보였다.