에너지절감 사례발표

㈜화승인더스트리기술고문 김 용 광

1. 설비구조조정 ( 합리화 )1. 설비구조조정 ( 합리화 )

2. 폐열 회수 2. 폐열 회수

3. 고효율 기기 적용3. 고효율 기기 적용

4. 기타 ( 에너지원 , 관리 등 )4. 기타 ( 에너지원 , 관리 등 )

에너지 절감에너지 절감

에너지 절감이란 ?

병행추진

1. 설비구조조정 1. 설비구조조정

공장 [ 설비 ]

BASIC 미흡설계 MISS

기술수준 미흡노후

개조 / 보완 합리적 공장

설비구조조정 = 불필요한 것은 제거하고 부족한 부분은 개조 / 보강함 ( 생산능력 향상 , 생산공정 합리화 )

1.1 설비구조조정이란 ?

1.2 설비구조조정 사례

2) ○○ 공정 FLF 이송공정 개선사례

3) 냉동수 공급공정 개선사례

4) 냉각수 공급 및 회수공정 개선사례

6) 냉각수 공급펌프 통합 사례

1) ○○ 공정 XX 이송 공정 개선 사례

5) 냉각수조 이용 수축열 설비 구축 개선사례

7) 생산설비의 SPEED-UP

A B

A/F

BL

mix.

A B

BL A/F mix.BL

A/V

後

1) ○○ 공정 XX 이송공정 개선사례

(1) 개선 전후 설명도

前

(2) 개선 전후 비교 설몀

♦ A,B 2 가지 원료를 Mixer 까지 이송용 Blower 각 1 대 (30KW*30CMM*2 대)♦ Mixer 에서 혼합된 원료 이송 Blower 1 대 (45KW*40CMM*1 대 )♦ 3 개 Line 있음 .

♦ EDGE 이송 Blower 2 대 철거 및 Air Filter 4 개 철거♦ Fluff 이송 B/L 이 EDGE 이송을 겸하도록 RPM 강하 조정♦ 3 개 LINE 적용

♣ 효과 ; 년간 전력비 절감 79.000,000 원 및 유지관리 간단화

개선 전 상태

개선 후 상태

2) ○○ 공정 FLF 수송공정 개선사례

(1) 개선 전후 설명도

ROTARY FEEDER

AIR FILTER(Q2)

CYCL

BAGFIL’R

원료

FLF(Q1)

공정

CYCL

원료

FLF(Q1)

공정

R/F 제거

A/F 제거

Q1+Q2Q1+Q2

Q1後前

(2) 개선 전후 비교 설명

♦ Fluff +Air bag filter

♦ 3 개 Line 있음 .

♦ 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 25.000,000 원 간접효과 약 2 억 원 ( 생산기여 및 설비문제 해결 )

개선 전 상태

개선 후 상태

AIRCYCL’E

FLF

3) 냉수 공급 공정 개선사례

C

현장 냉수저조(3 기 )

PUMP2 대ⅹ 3LINE= 6 대

(1) 개선 전후 설명도 前 後

냉각롤 D

냉수조 냉동기

A

B

온수조

#2 #3

냉각롤 D

냉수조 냉동기

A

B

온수조

철거냉수조 1Ⅹ3 기펌프 2Ⅹ3 대

(2) 개선 전후 비교 설명

♦ 냉동기실 냉수 저장탱크 공급펌프 현장 냉수 탱크 1Ⅹ3 기 공급펌프 2 대 / 탱크 Ⅹ 3LINE CASTING M/C

♦ 냉동기실 냉수 탱크에서 직접 CASTING M/C 로 공급 ♦ 3 개 LINE 적용

♣ 효과 ; 무형 : 설비 단순화 , 고장개소 감소 , 여유공간 , SPARE P/P 확보 유형 : 년간 전력비 절감 20.000,000 원 및 간접 효과 2 배 이상

개선 전 상태

개선 후 상태

4) 냉각수 공급 공정 개선사례

냉각수저조 온수저조

A

냉각탑

공장 기계

B

냉각탑

공장 기계

B

(1) 개선 전후 설명도後前

펌프 A, 온수 저조 , 냉각수저조 경유 생략

(2) 개선 전후 비교 설명

♦ 냉각 탑 냉각수 저장탱크 공급펌프 6 대 공장 현장 온수 저조 공급펌프 2 대 냉각 탑

♦ 냉각 탑 공급펌프 공장 현장 냉각 탑

♣ 효과 ; 무형 : 설비 단순화 , 고장개소 감소 , 여유공간 , SPARE P/P 확보 유형 : 년간 전력비 절감 10.000,000 원 및 간접 효과 약 1 억 원 ( 水漕를 水蓄熱漕로 활용 )

개선 전 상태

개선 후 상태

냉각수조를 개조한

水蓄熱漕

5) 냉각수조 이용 수축열 설비 구축 개선사례

(1) 개선 전후 설명도

냉동기 #1150RT

냉동기 #2150RT

냉동기 #3250RT

냉수P

온수

공장

P

냉동기 #1150RT

냉동기 #2150RT

냉동기 #4신설 250RT

P

공장

P

냉동기 #3250RT

심야전용

後前

(2) 개선 전후 비교 설명

♦ 냉각수 저장탱크 및 온수 저조 잉여

♦ 냉동기 총 550RT 가 현장 냉수 부하에 맞게 운전

♦ 값싼 심야전력 활용 투자 실시 1,000 톤 냉각수조를 축열조 ( 냉수 저장조 ) 로 개조 , 냉동기 250RT 증설 CONTROL SYSTEM 구축 , 수전 설비 (550RT 심야 전용화 )♣ 효과 ; 유형 : 년간 전력비 절감 90.000,000 원 ( 투자비 회수기간 ;3 년 ) 무형 : 심야전력 전용선 확보로 기존 선로 부하 감소전압 안정

개선 전 상태

개선 후 상태

A1 A2 B1 B2 C1 C2

TO

;1

호기

TO

;2

호기

TO

;CO

MP

A1 A2 B1 B2

TO

;1

호기

TO

;2

호기

TO

;CO

MP

연결연결

철거

6) 냉각수 공급 펌프 통합 사례(1) 개선 전후 설명도 後前

(2) 개선 전후 비교 설명

♦ 냉각수 공급 펌프 시스템이 3 unit 있었음 . (#1&#2 호기용 , #3 호기용 , Compressor 용 )

♦ 3 unit 을 by-pass 배관을 설치 상호 common 시킴 .♣ 효과 ; 무형 : 설비 단순화 , 고장개소 감소 , 여유공간 . 유형 : 년간 전력비 절감 5.000,000 원 및 간접 효과 약 5,000,000 원 ( 잉여 펌프 활용 )

개선 전 상태

개선 후 상태

7) 생산설비의 SPEED-UP

개선 사례 설명

前述1) ○○ 공정 XX 이송 공정 개선2) ○○ 공정 FLUFF 이송공정 개선3) 냉동수 공급공정 개선4) 냉각수 공급 및 회수공정 개선

취약 부품 ( 베어링 , SHAFT, FILTER세절기 등 ) 보강구조적 품질 불량 요소 제거

10~20% 생산량 증가

에너지 원단위 6~12% 감소

SPEED PROGRAM상향 20% 변경

생산량 추가증가 10~20%에너지 원단위 추가감소 6~12%

2. 폐열 회수

폐열 ( 廢熱 ) 이란 ?

투입에너지

외부로버려지는

에너지일

(work)

廢熱

국어사전 폐열 = 주되는 목적에 쓰이고 난 나머지 열

2.1 재 증발 증기 회수 투자사례

1) 원료 건조용 AIR HEATING 에 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

♣ 注 : 재 증발 증기 발생의 숙제 증기는 고온의 열을 안전하게 수송하는 데는 아주 편리하나 ,고압으로 사용 후 응축된 물 , 즉 복수 회수 시 대기압으로 변하면서다시 증발하는 현상 및 트랩의 LEAK 가 큰 숙제임 .

건조기

EL/HBL

증기복수배관

건조기

EL/HBL

증기복수배관

H/E

100℃ 100℃

외기 외기90℃

1) 원료 건조용 AIR HEATING 에 재 증발 증기 사용

(1) 개선 전후 설명도 後前

(2) 개선 전후 비교 설명

♦ RESIN 건조에 외기를 흡입 전기 HEATER 로 가열 (30KW 소모 )

♦ 건조 시스템이 3 unit 있었음 .

♦ 전기 HEATER 앞에 3 PASS FIN TUBE 열교환기 설치 , 복수를 통과. 전기 히터 앞 공기온도 : 10~40℃ 90℃♣ 효과 ; 유형 : 년간 전력비 절감 50.000,000 원 년간 연료비 절감 4.000,000 원

개선 전 상태

개선 후 상태

54,000,000 원 / 년

2) CAU (Clean Air Unit) 에 복수 ( 재 증발 증기 ) 로 예열

(1) 개선 전후 설명도

BL 외기

증기 (7K)

복수 (120℃)

135℃

복수 (50℃)

BL 외기

증기 (7K)

복수 (120℃)

135℃

後前열교환기

설치

(2) 개선 전후 비교 설명

♦ CAU 복수 온도가 120℃ 로 재 증발 증기 발생 원인 ( 열 교환기의 사양이 너무 TIGHT 함 )

♦ 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 12,000,000 원

개선 전 상태

개선 후 상태

3) 숙성실 (HOT ROOM) 열원으로 복수 ( 재 증발 증기 ) 사용

숙 성 실H/E

BL

T

증기 5K

(1) 개선 전후 설명도

숙 성 실H/E

BL

P복수공급 110℃

복수 R 70℃後前

(2) 개선 전후 비교 설명

♦ 제품 숙성실 열원으로 STEAM 을 사용 OGDEN PUMP 로 복수 회수 ( 외기 흡입이 많은 구조 증기 사용 200KG/H)

♦ 주변의 고온 복수를 인입하고 WATER 순환 시스템 구성 .♦ 복수를 110℃ 에서 80 ℃ 로 강하시켜 보일러실로 회수♦ 2 개소 적용

♣ 효과 ; 유형 : 년간 연료비 절감 31,000,000 원

개선 전 상태

개선 후 상태

고열사용처

T

감압변

7K 증기

18K 증기

고열사용처

T

감압변

7K 증기

18K 증기

T

4) 고온 복수 재증발 증기를 저압 증기에 합류 사용

(1) 개선 전후 설명도 前 後

(2) 개선 전후 비교 설명

♦ 18kg/cm2 의 고압의 증기를 사용할 경우 이론적으로 사용량의 18% 가 재 증발하나 실제는 TRAP 의 LEAK 가 심해 30% 에 달할 것임 . TRAP 은 차압이 커 마모 속도가 빠름 .♦ 원료 전처리 공정의 경우에 해당

♦ 18K 복수에 FLUSH VESSEL 을 설치 여기서 재증발 증기를 7K 증기배관 에 연결 회수함 .♦ 원료 전처리 공정의 경우 효과 파악 .

♣ 효과 ; 유형 : 년간 연료비 절감 9,126,000 원 무형 : 트랩 수명 연장

개선 전 상태

개선 후 상태

2.2 고온 공정 배기 폐열 회수 투자사례

열처리 공정

BL

급기

증기

배기 (170℃)

열처리 공정

BL

급기

증기

배기 (110℃)

前 後

40℃

90℃

(1) 개선 전후 설명도

(2) 개선 전후 비교 설명

♦ 열처리 기계에서는 내부 증발 물질을 배기하기 위해 적정량을 급배기하는 것으로서 그 량을 적절히 조절하여야 함 .♦ 필수 급기 량으로 조정하였으나 그 량은 100CMM/LINE 에 달함 .

♦ 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 52,000,000 원

개선 전 상태

개선 후 상태

3. 고효율 기기 적용 3.1 고효율 기기 적용 사례

♣ 注 : 고효율 기기 투자 공업의 발전에 따라 가격이 저렴해 지고 , 현장 적용성이 우수한고효율인 기계의 개발이 가속화 되고 있으며 , 건설 시점에 자금 및기술적 사정에 의해 적용치 못 한 것 , 또는 운전조건 확립 후 사양 결정이 가능하여 적당한 시기에 이를 적용하게 됨 .

1) 열처리 장치에 설치된 급 배기 FAN 에 INVERTER 적용

2) 냉수 , 냉각수 공급 펌프에 INVERTER 적용

3) AC 및 DC MOTOR 에 절전기 ( 역율 개선장치 ) 부착

4) 일반 조명등을 고효율 조명등으로 교체

5) 일반 모터를 고효율 모터로 교체

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 FILTER 용 AIR 를 PA 로 분리

4) AIR DRYER 제습제 재생용 전기 HEATER 앞에 폐열로 예열

1)&2) 냉동기로 회수 냉수를 냉각수 및 지하수로 예비냉각

(1) 개선 전후 설명도 後前

냉각롤 D

냉수조 냉동기

A

B

온수조

냉각롤 D

냉수조

냉동기

A

B

온수조

10℃

40℃

지하수15℃

냉각수

22~28℃

22℃

40℃

(2) 개선 전후 비교 설명

♦ 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 .

♦ 냉동기 부하가 30~40% 감소 .♦ 지하수 온도가 15℃ 에서 22℃ 로 상승하여 보일러 급수 가열 에너지 절약 .

♣ 효과 ; 유형 : 년간 전력비 절감 51,000,000 원

개선 전 상태

개선 후 상태

4.2 관리 개선 등 적용 사례

♣ 注 : 관리 개선 등 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

1) 사무실 증기 난방에 자동 온도 조절장치 부착

증기 난방 사무실에서

사무원에 의한

자율 실내 온도관리

사실상 불가능

개선 전 현상

주배관온도

조절 V부착

기온 , 시간에

관계 없이

자동 실온 관리

개선 후개선 후

4) 고열 기계 주위를 별도 구획하여 방열 감소 …

(1) 개선 전후 설명도 前 後

열처리기WD

공조 필요지역

열 작업지역

열처리기WD

공조 필요지역 열 작업

지역

칸막이 설치

온도 하강환경개선 냉방부하 감소

온도 상승가열 부하 감소

열기 확산

(2) 개선 전후 비교 설명

♦ 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 .

♦ 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 30,000,000 원 무형 : 작업 환경 개선

개선 전 상태

개선 후 상태

5) 보온 강화 등 …

에너지 절감은 보온에서 출발한다

• 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