에너지절감 사례발표 ㈜화승인더스트리 기술고문 김 용 광.

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1 에너지절감 사례발표 ㈜화승인더스트리 기술고문 김 용 광

2 에너지 절감이란? 1.설비구조조정(합리화) 2. 폐열 회수 병행 에너지 절감 추진 3.고효율 기기 적용
4.기타(에너지원, 관리 등)

3 설비구조조정 1.1 설비구조조정이란? 합리적 공장 공장[설비] 설계 MISS BASIC 미흡 개조/보완 노후 기술수준 미흡
설비구조조정 = 불필요한 것은 제거하고 부족한 부분은 개조/보강함 (생산능력 향상, 생산공정 합리화)

4 1.2 설비구조조정 사례 1) ○○공정 XX이송 공정 개선 사례 2) ○○공정 FLF 이송공정 개선사례
3) 냉동수 공급공정 개선사례 4) 냉각수 공급 및 회수공정 개선사례 5) 냉각수조 이용 수축열 설비 구축 개선사례 6) 냉각수 공급펌프 통합 사례 7) 생산설비의 SPEED-UP

5 1) ○○공정 XX이송공정 개선사례 後 A B A B 前 BL A/V BL BL (1) 개선 전후 설명도 A/F A/F
mix. mix. BL BL A/F

6 (2) 개선 전후 비교 설몀 개선 전 상태 ♦ A,B 2가지 원료를 Mixer까지 이송용 Blower 각 1대(30KW*30CMM*2대) ♦ Mixer에서 혼합된 원료 이송 Blower 1 대(45KW*40CMM*1대) ♦ 3 개 Line 있음. 개선 후 상태 ♦ EDGE 이송 Blower 2대 철거 및 Air Filter 4 개 철거 ♦ Fluff 이송 B/L이 EDGE 이송을 겸하도록 RPM 강하 조정 ♦ 3 개 LINE 적용 ♣효과; 년간 전력비 절감 ,000원 및 유지관리 간단화

7 2) ○○공정 FLF 수송공정 개선사례 後 前 (1) 개선 전후 설명도 Q1 Q1+Q2 원료 공정 FLF(Q1) CYCL
ROTARY FEEDER AIR FILTER(Q2) CYCL BAG FIL’R 원료 FLF(Q1) 공정 R/F제거 A/F제거 Q1+Q2 Q1 後 前

8 (2) 개선 전후 비교 설명 개선 전 상태 ♦ Fluff +Air  bag filter ♦ 3 개 Line 있음. AIR CYCL’E FLF 개선 후 상태 ♦ Rotary 및 Intake filter 제거 (3 개 LINE 적용) ♦ Flf 이송 B/LRPM 강하 조정(동력비 70%감소) ♣효과; CYCLONE 막힘 사고 원인 제거, 유지관리 간단화 BAG FILTER 부하 30% 감소, 생산성(가동률) 향상 년간 직접효과 전력비 절감 ,000원 간접효과 약 2 억 원(생산기여 및 설비문제 해결)

9 3) 냉수 공급 공정 개선사례 後 前 (1) 개선 전후 설명도 온수 조 A 냉수 조 #2 #3 냉각롤 D 냉수 조 냉동기 A
B 온수 냉동기 B 냉각롤 D 현장 냉수저조 (3기) 철거 냉수조 1Ⅹ3기 펌프 2Ⅹ3대 PUMP 2대ⅹ3LINE = 6 대 C

10  공급펌프 2대/탱크 Ⅹ 3LINE  CASTING M/C
(2) 개선 전후 비교 설명 개선 전 상태 ♦ 냉동기실 냉수 저장탱크  공급펌프  현장 냉수 탱크 1Ⅹ3 기  공급펌프 2대/탱크 Ⅹ 3LINE  CASTING M/C 개선 후 상태 ♦ 냉동기실 냉수 탱크에서 직접 CASTING M/C로 공급 ♦ 3 개 LINE 적용 ♣효과 ; 무형 : 설비 단순화, 고장개소 감소, 여유공간, SPARE P/P확보 유형 : 년간 전력비 절감 ,000원 및 간접 효과 2 배 이상

11 4)냉각수 공급 공정 개선사례 後 前 (1) 개선 전후 설명도 공장 기계 공장 기계 냉각탑 냉각탑 B A B 냉각수저조
온수저조 펌프A, 온수 저조, 냉각수저조 경유 생략

12 온수 저조  공급펌프 2대  냉각 탑 간접 효과 약 1 억 원(水漕를 水蓄熱漕로 활용) (2) 개선 전후 비교 설명
개선 전 상태 ♦ 냉각 탑  냉각수 저장탱크  공급펌프 6대  공장 현장  온수 저조  공급펌프 2대  냉각 탑 개선 후 상태 ♦ 냉각 탑  공급펌프  공장 현장  냉각 탑 ♣효과 ; 무형 : 설비 단순화, 고장개소 감소, 여유공간, SPARE P/P확보 유형 : 년간 전력비 절감 ,000원 및 간접 효과 약 1 억 원(水漕를 水蓄熱漕로 활용)

13 5) 냉각수조 이용 수축열 설비 구축 개선사례 後 前 水蓄熱漕 (1) 개선 전후 설명도 공장 냉동기#1 150RT 공장
냉동기#2 150RT 냉동기#2 150RT 냉동기#3 250RT 냉동기#4 신설250RT 냉동기#3 250RT 냉수 온수 심야전용 냉각수조를 개조한 水蓄熱漕 P P P P

14 (2) 개선 전후 비교 설명 개선 전 상태 ♦ 냉각수 저장탱크 및 온수 저조 잉여 ♦ 냉동기 총 550RT가 현장 냉수 부하에 맞게 운전 개선 후 상태 ♦ 값싼 심야전력 활용 투자 실시 1,000톤 냉각수조를 축열조(냉수 저장조)로 개조, 냉동기 250RT 증설 CONTROL SYSTEM 구축, 수전 설비(550RT 심야 전용화) ♣효과 ; 유형 : 년간 전력비 절감 ,000원 (투자비 회수기간;3년) 무형 : 심야전력 전용선 확보로 기존 선로 부하 감소전압 안정

15 6) 냉각수 공급 펌프 통합 사례 後 前 (1) 개선 전후 설명도 A1 A2 B1 B2 C1 C2 TO;1호기 TO;2호기
6) 냉각수 공급 펌프 통합 사례 後 前 (1) 개선 전후 설명도 A1 A2 B1 B2 C1 C2 TO;1호기 TO;2호기 TO;COMP TO;1호기 TO;2호기 TO;COMP 연결 연결 철거 A1 A2 B1 B2

16 간접 효과 약 5,000,000원(잉여 펌프 활용) (2) 개선 전후 비교 설명 개선 전 상태
♦ 냉각수 공급 펌프 시스템이 3 unit 있었음. (#1&#2 호기용, #3 호기용, Compressor 용) 개선 후 상태 ♦ 3 unit 을 by-pass 배관을 설치 상호 common 시킴. ♣효과 ; 무형 : 설비 단순화, 고장개소 감소, 여유공간. 유형 : 년간 전력비 절감 5.000,000원 및 간접 효과 약 5,000,000원(잉여 펌프 활용)

17 7) 생산설비의 SPEED-UP 10~20% 생산량 증가 개선 사례 설명 前述 1) ○○공정 XX이송 공정 개선
2) ○○공정 FLUFF 이송공정 개선 3) 냉동수 공급공정 개선 4) 냉각수 공급 및 회수공정 개선 에너지 원단위 6~12% 감소 SPEED PROGRAM 상향 20% 변경 취약 부품(베어링, SHAFT, FILTER 세절기 등) 보강 구조적 품질 불량 요소 제거 생산량 추가증가 10~20% 에너지 원단위 추가감소6~12%

18 2. 폐열 회수 廢熱 투입 에너지 폐열(廢熱)이란? 국어사전 폐열 = 주되는 목적에 쓰이고 난 나머지 열 외부로 버려지는 일
(work) 국어사전 폐열 = 주되는 목적에 쓰이고 난 나머지 열

19 2.1 재 증발 증기 회수 투자사례 ♣注 : 재 증발 증기 발생의 숙제
증기는 고온의 열을 안전하게 수송하는 데는 아주 편리하나, 고압으로 사용 후 응축된 물, 즉 복수 회수 시 대기압으로 변하면서 다시 증발하는 현상 및 트랩의 LEAK가 큰 숙제임. 1) 원료 건조용 AIR HEATING에 재 증발 증기 사용 2) CAU(Clean Air Unit)에 재 증발 증기로 예열 3) HOT ROOM 열원으로 재 증발 증기 사용(변경) 4) 고온 복수 재 증발 증기를 저압 증기에 합류 사용

20 後 1) 원료 건조용 AIR HEATING에 재 증발 증기 사용 前 (1) 개선 전후 설명도 증기복수배관 증기복수배관 건조기
100℃ 100℃ H/E EL/H EL/H BL BL 외기 외기 90℃

21 년간 연료비 절감 4.000,000원 54,000,000원/년 (2) 개선 전후 비교 설명 개선 전 상태
♦ RESIN 건조에 외기를 흡입 전기 HEATER로 가열(30KW 소모) ♦ 건조 시스템이 3 unit 있었음. 개선 후 상태 ♦ 전기 HEATER 앞에 3 PASS FIN TUBE 열교환기 설치, 복수를 통과.  전기 히터 앞 공기온도 : 10~40℃  90℃ ♣효과 ; 유형 : 년간 전력비 절감 ,000원 년간 연료비 절감 ,000원 30CMM*0.3*60도C*60M/H*24H/D*340D/Y*3LINE=793,152,000kcal/y, /860=922,269KW/Y, *55W/KW=50,725,000W/Y, kcal/540kcal/l=1,468,800L(물)/y, *80/8500=13824L(BC)/Y, *300= W/Y 54,000,000원/년

22 後 2) CAU (Clean Air Unit)에 복수(재 증발 증기)로 예열 前 열교환기 설치 (1) 개선 전후 설명도
증기(7K) BL 외기 증기(7K) 복수(120℃) 135℃ 135℃ 외기 BL 복수(120℃) 복수(50℃)

23 ♦ CAU 복수 온도가 120℃로 재 증발 증기 발생 원인 ( 열 교환기의 사양이 너무 TIGHT 함)
(2) 개선 전후 비교 설명 개선 전 상태 ♦ CAU 복수 온도가 120℃로 재 증발 증기 발생 원인 ( 열 교환기의 사양이 너무 TIGHT 함) 개선 후 상태 ♦ STEAM TRAP 후의 복수를 AIR 흡입구에 열교환기를 설치 통과시킴. ♦ 복수 온도 변화 : 적용 전 120℃  적용 후 50℃ ♦ 2 개소 적용 ♣효과 ; 유형 : 년간 연료비 절감 12,000,000원 200CMM*0.3*50*60*24*340=146,880,000kcal/y, /8500=17,280L/Y, *300=5,184,000 146,880,000kcal/y/540=272,000L/Y, *80/8500=2560L/Y, *300=768,000

24 後 3) 숙성실(HOT ROOM) 열원으로 복수(재 증발 증기) 사용 前 숙 성 실 숙 성 실 (1) 개선 전후 설명도
H/E BL T 증기5K 숙 성 실 H/E BL P 복수공급110℃

25 ♦ 제품 숙성실 열원으로 STEAM을 사용  OGDEN PUMP로 복수 회수
(2) 개선 전후 비교 설명 개선 전 상태 ♦ 제품 숙성실 열원으로 STEAM을 사용  OGDEN PUMP로 복수 회수 ( 외기 흡입이 많은 구조  증기 사용 200KG/H) 개선 후 상태 ♦ 주변의 고온 복수를 인입하고 WATER 순환 시스템 구성. ♦ 복수를 110℃에서 80 ℃로 강하시켜 보일러실로 회수 ♦ 2 개소 적용 ♣효과 ; 유형 : 년간 연료비 절감 31,000,000원 (200*540*24*340/8500)*300=31,104,000원/년

26 後 4) 고온 복수 재증발 증기를 저압 증기에 합류 사용 前 (1) 개선 전후 설명도 고열사용처 T 감압변 7K증기 18K증기

27 무형 : 트랩 수명 연장 (2) 개선 전후 비교 설명 개선 전 상태
♦ 18kg/cm2의 고압의 증기를 사용할 경우 이론적으로 사용량의 18%가 재 증발하나 실제는 TRAP의 LEAK가 심해 30%에 달할 것임. TRAP은 차압이 커 마모 속도가 빠름. ♦ 원료 전처리 공정의 경우에 해당 개선 후 상태 ♦ 18K 복수에 FLUSH VESSEL을 설치 여기서 재증발 증기를 7K 증기배관 에 연결 회수함. ♦ 원료 전처리 공정의 경우 효과 파악. ♣효과 ; 유형 : 년간 연료비 절감 9,126,000원 무형 : 트랩 수명 연장 2000*.5*160*24*340=1,305,600,000KCAL/Y, *0.2=261,120,000KCAL/Y, /8500=30,720L, *300=9,216,000원/년년

28 2.2 고온 공정 배기 폐열 회수 투자사례 後 前 열처리 공정 열처리 공정 (1) 개선 전후 설명도 증기 증기 배기(110℃)
배기(170℃) BL BL 급기 급기 40℃ 90℃ 열처리 공정 열처리 공정

29 ♦ 열처리 기계에서는 내부 증발 물질을 배기하기 위해 적정량을 급배기하는 것으로서 그 량을 적절히 조절하여야 함.
(2) 개선 전후 비교 설명 개선 전 상태 ♦ 열처리 기계에서는 내부 증발 물질을 배기하기 위해 적정량을 급배기하는 것으로서 그 량을 적절히 조절하여야 함. ♦ 필수 급기 량으로 조정하였으나 그 량은 100CMM/LINE에 달함. 개선 후 상태 ♦ 배기의 열을 회수 급기를 가열하도록 시공. 이 때, 배기에 함유된 오염 물질을 잘 고려하는 것이 기술의 핵심임. ♦ 급기가 40℃에서 90 ℃로 온도 상승 됨. ♦ 2 LINE 적용 ♣효과 ; 유형 : 년간 연료비 절감 52,000,000원 100*0.3*50*60*24*340*2=1,466,800,000kcal/y, /8500=172,800L/Y, *300=51,840,000원/년년

30 3. 고효율 기기 적용 3.1 고효율 기기 적용 사례 ♣注 : 고효율 기기 투자
공업의 발전에 따라 가격이 저렴해 지고, 현장 적용성이 우수한 고효율인 기계의 개발이 가속화 되고 있으며, 건설 시점에 자금 및 기술적 사정에 의해 적용치 못 한 것, 또는 운전조건 확립 후 사양 결정이 가능하여 적당한 시기에 이를 적용하게 됨. 1) 열처리 장치에 설치된 급 배기 FAN에 INVERTER 적용 2) 냉수, 냉각수 공급 펌프에 INVERTER 적용 3) AC 및 DC MOTOR에 절전기(역율 개선장치) 부착 4) 일반 조명등을 고효율 조명등으로 교체 5) 일반 모터를 고효율 모터로 교체

31 4. 기타(에너지원변경, 관리개선 등) 4.1 에너지원 변경 적용 사례 ♣注 : 열원 변경
가격이 비싼 에너지를 가격이 저렴한 에너지로 대체 시키는 것. 폐열 회수와 유사함. 1) 냉수, 공정 사용 후 냉각수로 예비 냉각 2) 지하수 냉기 활용으로 냉동기 부하 감소 3) BAG FILTER용 AIR를 PA로 분리 4) AIR DRYER 제습제 재생용 전기 HEATER 앞에 폐열로 예열

32 後 1)&2) 냉동기로 회수 냉수를 냉각수 및 지하수로 예비냉각 前 (1) 개선 전후 설명도 A 온수 조 냉수 조 22℃
15℃ 냉동기 B 40℃ 냉각수22~28℃ B 40℃ 냉각롤 10℃ 냉각롤 D D

33 ♦ SYSTEM : 냉동기에서 발생 된 냉수는 SHEET 냉각 순환수에 보충방식
(2) 개선 전후 비교 설명 개선 전 상태 ♦ SYSTEM : 냉동기에서 발생 된 냉수는 SHEET 냉각 순환수에 보충방식 으로 온도 조절되며 보충 량 만큼 냉동기 측으로 돌아감. ♦ 냉동기 측으로 회수 되는 물의 온도는 30~50℃로 상당히 높은 편임. ♦ 냉수 량은 평균 150RT 수준. 개선 후 상태 ♦ 냉동기 부하가 30~40% 감소. ♦ 지하수 온도가 15℃에서 22℃로 상승하여 보일러 급수 가열 에너지 절약. ♣효과 ; 유형 : 년간 전력비 절감 51,000,000원 냉각수 냉각 RT;(40-24)*16000L/H=256000kcal/h85RT, 지하수;300,000kg/d*7=2,100,000700RT/D 85*24=2040RT, +700=2740RT, 1KW/1RT로 보아 2740*55*340=51,238,000원/년년

34 4.2 관리 개선 등 적용 사례 ♣注 : 관리 개선 등 1) 사무실 등 증기 난방에 자동 온도 조절장치 부착
에너지 사용자는 사람인 만큼 사용자의 의식 교육이 아주 중요하고, 의식 개선에 한계가 있는 부분은 시스템화로 개선하여야 한다. 1) 사무실 등 증기 난방에 자동 온도 조절장치 부착 2) 생산 공정 공운전 감소 3) 주간 조명등 사용 억제를 위한 TIMER 및 SUN LIGHT 설치 4) 고열 기계 주위를 별도 구획하여 방열 감소 … 5) 보온 강화 등

35 사무실 증기 난방에 자동 온도 조절장치 부착 개선 후 개선 전 현상 증기 난방 사무실에서 기온, 시간에 사무원에 의한 주배관
사무실 증기 난방에 자동 온도 조절장치 부착 개선 후 개선 전 현상 증기 난방 사무실에서 사무원에 의한 자율 실내 온도관리 사실상 불가능 기온, 시간에 관계 없이 자동 실온 관리 주배관 온도 조절V 부착

36 後 4) 고열 기계 주위를 별도 구획하여 방열 감소 … 前 칸막이 설치 열 작업 지역 열 작업 지역 (1) 개선 전후 설명도
열처리기 WD 공조 필요지역 열 작업 지역 공조 필요지역 열 작업 지역 열처리기 WD 열기 확산 온도 상승 가열 부하 감소 온도 하강환경개선 냉방부하 감소

37 무형 : 작업 환경 개선 (2) 개선 전후 비교 설명 개선 전 상태
♦ SYSTEM : 연속 작업 공정으로서 중간 공정은 고열 작업을 무인 작업을 실시하나 최종 제품 공정에는 근로 인원 항상 근무. ♦ 제품 완성 공정은 작업환경 개선을 위한 국부 공조 실시하였으나 중간 공정 열기가 넘어와 개선 효과 미미함. 개선 후 상태 ♦ 제품 완성 공정 실내 온도 약 5 ℃ 강하 ♦ 열 작업 공정 실내 온도는 약 10 ℃ 상승되어, 기계 방열 감소 및 기계 내부로 공급 공기 온도 상승으로 열(증기) 사용량 약 10% 감소. ♣효과 ; 유형 : 년간 연료비 절감 30,000,000원 무형 : 작업 환경 개선 (100CMM*0.3*10*60*24*340/8500)*300*3L=15,520,000원/년(급기), 방열 감소 15,000,000원 원/년년

38 5) 보온 강화 등 … 에너지 절감은 보온에서 출발한다 고온 노출 부분의 색출, 대책 실시
고온 노출 부분의 색출, 대책 실시 (예) BAND HEATER, FLEXIBLE HOSE, VALVE 류 주위 온도보다 20℃ 이상 고온 부분의 색출, 대책 실시 환기량의 적정화 점검, 대책 실시 (예) 건물 VENTILATOR 제거 절약 의식 고취 교육 실시 등