[EMS] 공장에너지 효율화 기술 및 설비의 이해2

 

 

 

7. 건조기

건조는 단계별로 이루어진다. 어느구간에 어느정도의 열량을 투입할지가 관건

 

가열건조는 정률건조 감율건조 평형건조의 단계를 거친다.

• 예열기간 :  재료의 온도가 건조공기의 습두온도까지 상승하는 구간
• 정률건조기간: 재료의 표면온도가 습구온도에 일정하게 유지되고 시간에 비례하여 함수율이 감소하는 구간(열풍온도, 습도, 풍속 등 외부요인이 있다)
• 감률건조기간 : 재료의 표면온도가 건조공기의 건구온도까지 상승하고 건조속도가 느려지는 구간 (외부요인과 재료의 성분, 구조, 형상, 함수율, 평형함수율 등 내부요인이 결정)
• 평형건조율 기간: 평형함수율 상태에 도달한 구간

 

건조기 종류 

• 열풍건조기 
• 전도전열건조기
• 방사전열건조기
• 기타건조방식(가열건조)
• 열펌프냉풍건조
• 동결진공건조
• 흡습제를 이용한 데시칸트 제습건조

*EHP/GHP : 열을 가져올수도 버릴수도있다. 

*보일러는 증기를 만드는 기계, 재증발 증기(에너지손실)를 감소할 수 있도록 제어하는 것 중요

*건조기에서 나오는 배가스를 페열회수를 해서 다시 건조기로 돌려보내서 사용하면 에너지를 20%정도 절감할 순 있으나 배가스의 습도가 높아서 건조가 제대로 이루어지지 않을 거라는 생각때문에 이 방식을 잘 사용하지않는다.

*150도 이상에서는 습도가 높을 때 건조가 훨씬 잘된다 => 열전달이 더 빨리돼서

 

폐수처리시스템 : 밀가루공장-혐기조에 혐기성세균(고세균) 투입- 산소없이도 생존, 질소 먹고 메탄 발생- 에너지 절감

 

              

에너지 생산설비

 

1. 태양광 발전

2. 수력 발전

3. 풍력 발전

4. 태양열 급탕

5. BIPVT (Building Intergrated PhotoVoltaic Thermal) :건물일체형 태양광발전

6. BIPV Window Assembly :  창문에 붙이는 필름 형식

7. 지역난방 -열병합발전

8. 자가 열병합 발전

9. MEA (Membrane Electrode Assembly) : 연료전지 ,그러나 전지가 아니고 발전기임

10. 혐기소화조 : 바이오가스 생산(메탄)

11. 도시자원순환형 복합플랜트

 

 

에너지 효율화의 원리

1. 에너지 손실의 원인

 

대분류	중분류	설명
시스템 손실단위	에너지 가역 공정 중첩	다수 공정 다수 설비 간 에너지 중복투입, 불균형으로 인한 손실 냉각 공정과 가열공정의 중첩, 고온 배출 공정과 저온 공급 공정의 중첩
	고비용 에너지 자원	고형연료, 바이오매스 등이 이용 가능한 상황에서 LNG 등 고비용 에너지원 채용 외비 저가 에너지원 매입이 가능한 상황에서 고비용 에너지원 채용
	잘못된 부분 최적화	전공정의 산출이 에너지 다소비 후공정의 효율성을 떨어뜨리는 공정설계 ex) 피건조물을 충분히 탈수 되지 않고 건조 공정에 투입하는 경우
설비 단위 손실	저항 손실 과다	전기, 열, 동력, 압축공기 등의 전달 과정에서 저항으로 없어지는 손실 ex) 전기의 저항손실, 압축공기의 마찰 저항 손실
	변환 손실 과다	전기, 열, 동력, 압축공기 등의 변환과정에서 열, 진동 소음 등으로 변환되는 손실 ex) 인버터 손실, 보일러 손실, 압축기 손실
	누설 손실 과다	전기, 열, 동력, 아북공기 전달 또는 사용과정에서 사용하지않고 잃어버리는 손실 ex) 공업로의 방산손실, 압축공기 누기손실, 냉난방 누기손실 등
운전 손실	무부하 운전	불필요한 공운전
	과소부하 운전	부하율이 너무 낮아 효율이 낮은 운전
	과부하 운전	부하율이 너무 높아 에너지 효율이 낮은 운전

 

 

2. 에너지 효율화 원리

 

1) 열병합발전

2) 폐열보일러 : 폐열을 사용하여 온수, 증기를 생산하는 보일러

3) 음향처리장치 :  초음파를 사용해 스케일 제거해 효율 높임

4) 경수연화장치 : 스케일이 부착되는 칼슘이온, 마그네슘이온 제거

5) 증기 Acumulator : 

6) 산소부화시스템

7) 에너지절약형 유리용해로

8) 직접 통전식 유리용해로

9) 배가스 폐열회수형 용해로

10) 전기 유도용해로

11) 고주파 유도가열장치

12) 에너지절양형 가열로

13) 진공 이온질화 열처리로

14) 전기 침적식 보온로

15) 롤러허스 킬른

16) 열교환기

17) 축열식 버너

18) 폐열이용 발전장치

 등등

 

* 연료 투입이 아니면 효율이라는 말을 쓰지않고 성능지표라고 한다 (COP) => 폐열회수형 촉매연소장치 등.. 

 

 

출처 :  한국에너지공단, 에너지절약시설 편람

 

 

3. 에너지 효율화 운전 방법 

•  변압기 : 운전 대수 제어, 통폐합 운전(현실적으로는 통합 운전 불가), 최대 수요 전력 제어(피크 제어), 역률관리

 *역률 :  유효전력/피상전력 = 일을 한 전기의 비율

•  냉동 시스템 : 냉동기 대수제어, 압축기 대수제어, 응축기 오염도 관리, 증발기 오염도 관리, 과냉도/과열도 제어 등등
•  증기 시스템 : 보일러 급수 정수처리 장시 철시, R/O System으로 블로 다운 손실방지, 응축수 회수 펌프 교체로 응축                         수 회수 강화 등등
• 압축공기 시스템 :  우선순위 변경, 흡착식 드라이어 노점제어,토출 압력 최적화, 흡입온도 최소화 등등
• 건조 시스템 : 방열방지, 축열저감, 누설 방지, 운전 조건 개선 등등
• 연소로 :  공기비 제어, 불완전 연소 방지, 개구부 면적 축소를 통한 손실열 차단, 용해로 저부하 운전시 잔탕조업방식                   채택 등

 

 

4. 공장별 에너지 절감 운전 방법

 1) 전분공장 에너지 절감 방안

• 분리 최적화, 전처리 최적화, 건조기 배기세척, 가수분해 최적화
• 슬러지는 일반적인 탈수로는 85% 정도만 가능. 슬러지는 미생물들이 대다수라 1. 세포안에 수분이 존재함. 세포를 터트려야 수분을 제거할 수 있음 그리고 2. 세포 사이사이에 모세?뭐가 있어서 그렇다

 2) 두부공장 에너지 절감 방안

• 증숙-숙성 열교환, 살균-냉각 열교환, 건조기 배기 세척, 가수분해 최적화

 3) 압연 공장 에너지 절감 방안

• ORC 발전, 축열시 버너 도입, 노장/노형 개선, 승온 패턴 제어, 단열 개선

 4) 주조 공장 에너지 시스템

• ORC 발전, 축열시 버너 도입, 노장/노형 개선
• *Ingot (잉곳): 알루미늄 틀, 금속 틀

 5) 펄프공장 에너지 절감 방안

• 혐기소화조 도입, 슬러지 저온건조 공법 도입, 증기구동 공기압축기 도입, 폐열회수 Heat Grid 거래

6) 제지공장 에너지 절감 방안

• 혐기소화조 도입, 슬러지 저온건조 공법 도입, 증기구동 공기압축기 도입, 폐열회수 Heat Grid 거래

 

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