한화토탈에너지스는 석유 및 가스 탐사부터 원유 정제, 석유화학 제품 생산까지 다양한 비즈니스 영역을 아우르며, 친환경 기술 혁신을 선도하는 글로벌 종합 케미칼·에너지 기업입니다. 현재 전 세계 130여 개국에서 생산 및 판매 거점을 운영하고 있으며, 1988년 설립 이후 ‘환경을 먼저 생각하는 환경화학’이라는 기업 이념 아래, 지속적으로 친환경 기술 혁신과 안전환경 개선을 노력해 왔습니다.

이러한 노력의 일환으로 한화토탈에너지스는 석유화학 공정에서 발생하는 재활용 불가능한 폐가스를 안전하게 처리하기 위한 플레어스택 운영 자동화 추진했습니다. 플레어스택은 공정 중 발생하는 폐가스를 안전하게 연소시켜 불완전 연소로 인한 사고를 예방하는 핵심 설비입니다.

한화토탈에너지스는 플레어스택을 보다 정확하고 효율적으로 관리하기 위해 LG CNS와 협력하여 CCTV 영상 기반 Vision AI 기술을 적용한 이상 감지 및 자동제어 시스템을 구축하였고, 이를 통해 공정의 안정성을 높이는 동시에 친환경 기업으로 도약하기 위한 기반을 마련했습니다.

Vision AI로 매연 인지 도달 시간을 5분에서 3초로 단축

Pain point

한화토탈에너지스는 기존에 플레어스택 운영 시, 엔지니어가 CCTV 또는 드론을 활용하여 불꽃 상태를 직접 확인하고 수동으로 대응하는 방식을 유지해왔습니다. 일부 현장에서는 OGI(Optical Gas Imaging) 카메라를 활용해 적외선 영상으로 보이지 않는 가스 누출이나 연기 상태를 감지하기도 했지만, 장비 고장이 잦고 유지비용이 높아 상시 모니터링 수단으로는 한계가 있었습니다. 게다가 이 경우에도 결국 엔지니어가 촬영된 영상을 직접 확인하고 수동으로 대응해야 했습니다.

이러한 수동 관리 방식은 엔지니어의 숙련도에 따라 감지 속도와 정확성에 차이가 발생할 뿐 아니라, 24시간 지속적으로 모니터링하기 어렵고 대응이 지연될 우려가 있어 공정의 안정성과 환경 규제 준수에 심각한 위험을 초래할 가능성이 있었습니다.

특히 플레어스택 운영에서는 폐가스를 환경적으로 안전하게 처리해 환경 규제를 준수하는 것이 가장 중요합니다. 그을음 발생이 5분 이상 지속되면 행정기관에 즉시 보고해야 하는 의무가 있고, 상황이 악화될 경우 공정 운영이 중단되는 심각한 문제가 발생할 수 있기 때문입니다. 한화토탈에너지스는 이 같은 한계를 해결하기 위해, 보다 신속하고 정확한 감지 시스템이 필요하다고 판단했습니다.

Solution

한화토탈에너지스는 플레어스택에서 발생하는 그을음을 신속하고 정확하게 감지하고, 24시간 안정적으로 모니터링하기 위해 LG CNS의 Vision AI 기반의 자동화 모니터링 시스템을 도입했습니다. 이는 플레어스택에서 발생하는 불꽃, 매연, 스팀을 실시간 정밀 분석하고 명확히 구분하여 이상 징후를 실시간으로 즉각 감지할 수 있습니다.

LG CNS는 플레어스택의 특성과 운영 환경을 반영한 맞춤형 AI 모델을 개발해, 다양한 상황과 조건에서 발생하는 불꽃과 매연 데이터를 정확히 라벨링하여 학습을 최적화했습니다. 특히, 기상 악화나 긴급 상황 시 전체 공정을 운전하는 분산 제어 시스템(DCS, Distribution Control System)에 신호를 보내 담당자가 컨트롤 룸(Control Room)에서 알림을 받아 즉각 대응할 수 있도록 구현했습니다. 더불어, 지속적인 학습을 통해 상황별 대응력을 더욱 강화하여 플레어스택 운영의 신뢰성과 효율성을 극대화했습니다.

Change

한화토탈에너지스는 LG CNS의 Vision AI 기술 도입 이후 플레어스택 운영의 신속성과 정확성이 획기적으로 개선되었습니다. 매연 탐지부터 현장 대응까지 소요 시간이 3초로 대폭 단축되었으며, 환경규제 위반 위험을 사전 방지하여 공정 운영 안정성이 크게 향상되었습니다.

실시간 AI 기반 모니터링 시스템은 근무자가 반복적인 현장 점검 및 수동 감시 업무에서 벗어나 보다 전략적인 핵심 업무에 집중할 수 있도록 지원해, 업무 효율성과 근무 환경 개선에 기여했습니다. 또한 Vision AI를 통한 데이터 기반의 모니터링으로 주관적 판단에 의한 오류가 최소화되었으며, 일관되고 신뢰성 높은 공정 관리를 실현하게 되었습니다.

특히 기존에 구축된 CCTV 인프라를 그대로 활용할 수 있어 별도 설비 투자 없이도 빠르게 적용이 가능하며, 타 공장으로의 확산도 용이합니다. 이러한 장점을 바탕으로, Vision AI 솔루션은 생산성과 안전성은 물론, 운영 효율성과 친환경 공정 구현까지 경제적이고 안정적인 방식으로 뒷받침하고 있습니다.