[EMS] 공장에너지 효율화 기술 및 설비의 이해

1. EMS 요소 기술 개요

2. EMS 대상 설비의 이해

3. EMS 대상 에너지 시스템의 이해

4. 에너지 생산 설비

5. 에너지 효율화의 원리

6. 에너지 효율화 설비

7. 에너지 효율화 운전 방법

---

1. 변압기

고압 전력을 부하기기의 사용전압에 맞게 강압

변압기의 종류: 자구미세화변압기, 아몰퍼스 변압기, 규소강판 변압기

철손과 동손이 다르고 부하에 따라 효율이 다르다

 

부하율 = 최대전력/ 평균전력

이용률 =  

 

 

2. 냉동기

냉매의 증발잠열을 이용하여 냉수의 열을 제거하는 장치. 냉수를 만드는 기계

흡수식 냉동기: 피크관리가 수월, 기동시간이 2시간넘게 걸리기때문에 현장에선 기피..증발기, 흡수기, 재생기, 응축기

전동기 : 최대속도 부근에서 최고 효율이 난다. 최대효율이 부하의 60%대에서 난다.

왕복동식  냉동기:  10%대까지 용량제어 가능. 효율이 좋다는 얘기는 아니다.

스크류냉동기 : 15~100%까지 용량제어 가능

1RT = 3320[kcal/h]  => 3320 [kcal/h]의 열량을 제거할 수 있다

 

 

3. 보일러

연료를 연소하거나 전기를 이용하여 물을 끓여 증기를 발생시키는 기계

증기를 사용하는 이유

 1) 보내는 속도가 빨라져도 설비 상 문제가 생기지 않는다.(온수는 속도가 빨라지면 문제가 발생)

 2) 펌프가 필요없어서 설비 비용 절감된다.

 

노통연관식 보일러 :  건물 대부분이 사용하는 보일러. 노통에 화염(열) 그리고 관이 존재, 사이사이 물 ,보유수량이 많다.

관류보일러: 관내로 물이, 관 사이사이 화염이 지나간다. 순차적으로 덥혀진다. 소용량, 저압용. 건물 크기에 맞춰 여러대 설치 가능, 보유수량이 적다 => 효율이좋다, 빠른 가동, 부하대비어렵

수관보일러 : 중대형 고압력

*pre-purge : 점화하기 전에 폭발 방지를 위하여 노(爐) 안에 차 있는 미연소 가스를 밖으로 불어내는 것.

*post-purge : 보일러 연소 정지 후 노(爐) 안의 미연소(未縣燒) 가스를 밖으로 배출하기 위하여 바람을 풀어넣는 것.

 

물때, 그을음 즉 스케일이 생기면 열손실이 많아진다. 효율이 떨어진다. 과열로인한 손상우려.

*고위발열량: 연료에서 발생하는 발열량

*저위발열량: 열을 발생할때 생기는 수증기의 발열량 (잡열)

*컨덴싱 보일러의 효율이 100% 이상 나올 수 있는 이유 :  잡열까지 회수하여 효율로 측정하기 때문 => 보일러의 효율은 10% 제외하고 보는게 맞다..대국민 사기극이다..잡열 효율까지 왜 측정하냐..

 

4. 공기압축기

매우 중요한 설비. 축 동력을 공기의 압력 에너지로 변화하는 기계. 공기를 압축하는 기계. 시스템 전체를 이해하는게 중요

노점 = 습도 , 노점이 높다 낮다 = 습도가 높다 낮다. 노점은 이슬이 맺히는 온도

 

1마력  = 0.75kw

	왕복동식	회전식	터보식
용량 제어	현장 공기량의 소요에따라 100, 75, 50, 25,0%의 5단계 부하 조절	modulation방법으로 0~100%까지 무 단계적으로 흡입 공기량 조절	Surging이 있으므로 100~70%정도 구간의 부하 운전이 가능. 효율이 좋다

 

 

*영하100도만들기 => 암모니아로 영하 50도 만들고 응축시켜서 다시 팽창시키면 영하 100도 성공

 

 

5. 냉각탑

냉동기나 각종 냉동장치 열기관 발전기 화학 플랜트 등에서 발생하는 냉각수 주위의 공기와 접촉시켜 온도를 낮춰주는 장치 (뜨거워진 냉동기를 식히는것이 냉각수, 냉각수를 차게 만들어주는것이 냉각탑)

냉동기보다 냉각탑이 훨씬 커야한다. 리시버탱크와 마찬가지로 클수록 좋다.

냉각수의 유량은 최대한 적게(느리게) 흐르는것이 좋다. 기화할 기회가 많아져서 냉각수 온도가 금방 내려간다.

 

냉각원리 

 1) 증발 냉각 :  냉각수를 탑 상층부로부터 흘러내리게 하고, 송풍기 기류에 접촉된 물의 일부가 기화하면서 주위에서 증발잠열을 빼앗아 수온이 내려감. 증발이 많이 일어날수록 차가워진다, 고온건조한 바람이 증발을 돕는다

 2) 현열에 의한 열이동 : 공기와 물의 온도차에 의한 현열로 냉각

 

*냉각수의 온도는 습구온도에서 +5도(어프로치온도) 가능하다. 어프로치온도로 냉각수의 성능을 평가할수있음

*냉동기 = 30kw, 냉각탑 = 5kw 따라서 냉동기의 효율을 높이는것이 에너지 절감이 많이 된다

 

왕복동식 회전식 터보식

용량 제어 현장 공기량의 소요에따라 100, 75, 50, 25,0%의 5단계 부하 조절 modulation방법으로 0~100%까지 무 단계적으로 흡입 공기량 조절 Surging이 있으므로 100~70%정도 구간의 부하 운전이 가능

 

 

6. 공조기

실내로 공급하는 공기를 냉각, 가열, 감습, 가습, 필터링하여 쾌적한 상태로 만드는 장치

 

습공기 기초 이론

습도를 가지고있는 공기가 어떤..

 

 

 

공조기 개요

 

x축 건구온도,  y축 절대습도

 

 

7. 펌프  

압력작용에 의하여 액체나 기체의 유체를 관을 통해서 수송하는 기계

유량과 양정이 펌프의 성능 지표

냉수 펌프는 많이 빨리 흘러도 열을 잘 전달하고와서 상관없으나 냉각수 펌프는 속도가 빠르면 증발이 제대로 일어나지않아 효율이 떨어진다.

양수량은 회전수에 비례, 양정은 회전수의 제곱에 비례, 동력은 회전수의 3제곱에 비례

펌프 이상현상 :  공동현상, 수격현상, 서징현상

*양정 : 액체를 밀어올릴 수 있는 높이, 펌프 흡입 및 토출 수면에서 발생하는 수두 높이차

 

 

 

8. 공업로 - 연소의 개념

연소 : 탄화수소나 수소 같은 가연성 물질이 산소와 산화반응을 일어켜 발광과 산화열을 생성하는 현상

공기비를 제어하여 질소의 양을 조절한다, 반드시 완전연소를 해야한다. 황은 연료로 사용안함.

연소의 4요소 : 가연성분(탄소, 수소, 황), 산소, 점화원, 연쇄반응

연소형태

 1) 난류연소 : 혼합기가 난류 상태로 흐를떄의 연소

 2) 층류연소 : 혼합기가 층류상태로 흐를때의 연소

* Turblulence = 층류/난류

 

고위발열량 = 총발열량

저위발열량 :  기체연료를 연소시켰을때 수증기가 나오는데 수증기를 덥히는 발열량을 뺀 발열량 = 순발열량

*도시가스(LNG) 순발열량 = 9,290kcal

 

이론산소량, 이론공기량 : 기체연료 1kg을 연소시키는데 필요한 공기량

연소시 발생하는 이상 현상 : 불완전연소, 역화, 선화, 블로우오프

 

 

 

8. 공업로 

로 본체 : 내화물등으로 둘러쌓아 장입물의 가열, 용해 등의 목적대로 유지하기 위한 공간 구조물

종류 : 가열방식, 저열방식, 조업방식, 재료반송방식, 사용목적별 

 

폐열회수장치의 유무는 용처가 있는지가 가장 중요하다. 공기예열, 급수예열, 증기가열

도가니로는 열 효율이 매우 낮다. 10~15%

배치로, 가스로도 효율이 떨어진다

*순산소 연소 :  95% 이상의 고순도 산소를 이용하는 연소 기술.

 

Regenerative Bunner : 폐열회수와 연소를 동시에 할 수 있는 버너.

축열식 VOC 연소장치 : 95%의 열 회수 가능. 폐열 회수 극대화 

 

로내압 제어 장치가 중요하다