전기진단 계측사례

1. 전기진단 계측사례 전기진단 계측사례

2. 공기압축기

3. 공기압축기 외기유입강화 Line #1 35℃ #8 #9 #10 #11 #12 #13 30℃ 공기압축기 정격 : 35mmAq, 320㎥/min 5.5kW(소비전력: 2.6kW) 실내 : 40~43℃ 3400㎥/h.대 Line #2 #14 #15 #5 공기압축기 정격 : 35mmAq, 320㎥/min 5.5kW(소비전력: 1.6kW) • 운전현황 95㎥/min 85㎥/min

4. 공기압축기 외기유입강화 외기:28 ℃ 35 ℃ 흡입:30 ℃ 압축기 흡입구 40~43℃ 52∼72% 48~50℃ 실내확산 압축기내부 ▶ 외기유입을 위한 압입 fan이 외기보다 높은 옥상 복사열을 흡입하며, 압축기 냉각열이 실내로 배기되고있음. ▶높은 온도 공기 흡입에 따른 소비전력 증가 48∼28% 40℃

5. 공기압축기 외기유입강화 • 개선방안 ▶ 실내확산 되는 배공기를 실외로 유인 ☞ 배기덕트를 설치하여 실내온도 강하(급기 sys’가동중지) ☞ 배기덕트 설치 및외기유입 덕트 확대 ☞ 흡입온도 3℃ 저하시 압축전력 1% 절감 ▶ 개선에 따른 절감율 : 공기압축기 소비전력의 3%

6. 공기압축기 Dryer(1) 130℃ ↑ Non-purge MD 냉동식 Heater-purge 흡착식 30℃ Combination Air Dryer B B A A Heatless-purge 흡착식 Air Dryer • 운전 현황 ▶ 압축공기 건조를 위해 3가지 type의 Dryer가 운전되고 있음.

7. 공기압축기 Dryer(1) • Dryer 별 부하 측정 • ▶ Heatless-purge type Air Dryer : 압축공기 퍼지량 • ▶ Combination type Air Dryer : 히터,브로워,냉동기,압축공기 퍼지량 • ▶ MD type Air Dryer : 로터회전모터

8. 공기압축기 Dryer(1) ▶ Dryer type별 비용 검토

9. 공기압축기 Dryer(1) • 개선방안 ▶ 보유중인 MD type air dryer의 로터교체 사용으로 Heatless-purge type air dryer 가동중지 ▶ 개선에 따른 절감율 : Dryer 소비전력의 47%

10. 공기압축기 Dryer(2) ▶ 히팅 및 Cooling의 주기적인 변화에 따라 퍼지온도가 일정하게 변화하고 있음 ▶ 히팅 초기 퍼지온도의 하강은 타워안의 겔이 충분한 수분을 포함하고 있어 히팅열이 퍼지출구 까지 미치지 못하고 전부 겔에 전달됨(일반적인 현상)

11. 공기압축기 Dryer(2) ▶ Cooling초기에는 타워안의 히팅을 통해 품고있는 열이 퍼지되면서 퍼지온도 상승을 유발하는게 보통이지만 한 개의 타워는 Cooling초기 온도상승이 없음. ▶ 온도상승 없는 타워의 경우 수분의 함유량 많을 것으로 타워교체 퍼지시 파손된 흡착제 등 장애로 인해 충분한 배출이 못이루어 것으로 추정

12. 공기압축기 Dryer(2) ▶ Cooling 초기에 타워안에 잠재되어 있는 열이 퍼지 되면서 퍼지온도 상승을 유발하나 A/B 타워 모두 온도상승이 없음 ▶ 재생타워 히팅시 충분한 온도상승이 이루어지지 못함(많은 양의 수분 함유)

13. 공기압축기 Dryer(2) ▶ 노점제어 임에도 불구하고 24시간 동안 Holding 시간이 거의 없음 ▶ AfterCooler, AirToAir H/X 및 냉수H/X에서 충분히 제습되지 않은 에어가 타워에 유입되어 제습능력 급감

14. 공기압축기 교체검토 • 현황 main 공급압력 변화에도(7.2∼6.2kg/㎠) 말단(4.8kg/㎠) 사용처에 문제가 발생치 않아 공급압력의 강하 여지가 있으나 보유중인 압축기특성상 공급 압력의 변동폭을 줄이지 못하여 메인 헤더 공급압력을 유지하기 위해 loading_unloading 운전이 이루어짐

15. 공기압축기 교체검토 • 개선방안 ▶ 터보공기압축기 도입하여 정압 운전 통한 안정적인 압축공기 공급 및 공급압력 강하 ▶터보공기압축기 도입시 기존 부하와의 검토대상 ☞ 안정적 압축공기 공급에 따른 공급압력 강하 ☞ 공급압력 강하 공급으로 압축공기 수요량 감소 ☞ 평균 전력원단위 향상 ☞ 스크류와 터보공기압축기 유지비용 절감

16. 공기압축기 교체검토 ▶ 압력강하 10%당 7∼10%의 사용량 감소효과 값을 가짐 ▶ 개선에 따른 절감율 : 공기압축기 소비전력의 약 13%(회수기간 3년)

17. 펌프 펌프

18. 진공펌프 운전합리화(1) ▶진공펌프 부하 PM VACUUM LOADER 500mmHg 506mmHg 350mmHg 465mmHg 500mmHg 488mmHg 465mmHg 480mmHg 202kW TRIVAC’ 220kW 250kW 1P TOP 233kW 2P TOP 234kW Wire 2ZON 1008kW 1100kW 960kW

19. 진공펌프 운전합리화(1) Allimand 220kW 정격운전점 η:54% 142 현재운전점 η:39∼43% BHP:162kW 350mmHg 465 488mmHg

20. 진공펌프 운전합리화(1) NASH 1100kW 정격운전점 η:51.6% 620㎥/min 현재운전점 η:47∼49% 617㎥/min HP 506mmHg 500mmHg inHg

21. 진공펌프 운전합리화(1) 60% 100% -612 mmAq (-45 mmHg) ⑤ Middle Top ② ① ① ④ ③ ② ③ ④ ③ Bottom 50% ② ⑤ ④ ② ③ ① ① ⑥ 40% 100% ⑥ -1,122 mmAq (-82 mmHg) -1,020 mmAq (-75 mmHg) 100% ⑤ ▶ 초지공정 진공부하 ○ -90mmHg 이상 ○ -300mmHg 이상 ○ -500mmHg 이상

22. 진공펌프 운전합리화(1) ▶ 초지 공정별 진공부하

23. 진공펌프 운전합리화(1) ▶ -90mmHg 이상 Middle : foil box, #1 suction box no1, #2 suction box Bottom : foil box ▶ -300mmHg 이상 Top : foil box, suction box, trasfer Middle : #1 suction box no2, no3, transfer, 모포 Bottom : suction box, transfer ▶ -500mmHg 이상 Bottom : 2zone, 3zone, couch, pick-up, felt ■ 진공압력별 사용처

24. 진공펌프 운전합리화(1) PIC ▶진공압력에 따른 진공펌프 분리 운전 - 90mmHg 이상 : 기존 fan 사용 - 300mmHg 이상 : Allimand 220kW 담당(-300mmHg 운전) - 500mmHg 이상 : Nash 1100kW 담당 • 개선방안 ▶ Allimand 300mmHg 운전시 절감량 : 약 210kW

25. 냉각수펌프 검토(2) Turbo NO14 1000RT C/T C/T Turbo NO1 1000RT 냉각수계통 운전현황 30%∼50%(Over flow 방지) OPEN 30%∼50% OPEN OPEN 1.0K ∼1.2K 2.6K∼3.4K 3.2K∼3.8K 4.3K∼4.6K 운전양정 33m∼34m 유량조정 위한 밸브교축 사용으로 정격양정 30m 이상에서 운전

26. 냉각수펌프 검토(2) 양정(m) R2 현재운전점 Q-H곡선 R1 C R 0  H2(34) B  H1(32) 효율(%) 정격운전점 A H0(30)  η0(67) η1(61) η2(50) η3(45) 유량(㎥/h) Q2(500) Q0(780) Q1(620) ◆ 냉각수펌프 Q-H 성능선도 해석 ◆ 50%대의 저효율 운전이 되고 있으나 투자 경제성이 낮음.

27. 냉각수펌프 검토(2) 양정(m) R2 정격운전점 Q-H곡선 R 0 C  H2 R1 A  H0 효율(%) B H1  Η (70↑) 유량(㎥/h) Q2 Q0 Q1 ◆ 펌프 선정시 Q-H 성능선도 검토

28. 냉수펌프 양정 적정화(3) Turbo NO14 1000RT Turbo NO1 1000RT Valve 교축으로 3K 감압 손실 발생 냉동설비 운전 계통도 냉수계통 운전현황 6K S / H 8K R / H OPEN 50% ↓ OPEN 11K 5.8K ∼6K 5.1K ∼5.6K 유량조정 위한 밸브교축 사용으로 정격양정 60m 내외에서 운전

29. 냉수펌프 양정 적정화(3) Turbo NO3 1000RT Turbo NO3 1000RT 냉동설비 운전 계통도 냉동기 3호 냉수펌프 운전조건 비교 6K S / H 8K R / H 134kW OPEN 40% OPEN 456㎥/hr 5.3K 11.3K 5.4K 5.9K 719㎥/hr 7.8K 4.5K 5.8K 4.9K 100% 155kW

30. 냉수펌프 양정 적정화(3) 양정(m) 양정(m) R1 R1 Q-H곡선 Q-H곡선 밸브40% 밸브40% R3 A A H2(113)  H2(113)  사용압력 밸브OPEN 밸브교축손실 Area 1 밸브OPEN R2 B H3(83)  C  H4(78) Area 1 Area 2 H1(53) C H1(53) B H3(45) D 유량(㎥/h) 유량(㎥/h) Q1(456) Q2(719) Q1(456) ◆ 냉수펌프 Q-H 성능선도 해석

31. 냉수펌프 양정 적정화(3) • 냉수펌프 임펠러 커팅 • 개선방안 양정(m) R 현재 운전점 (AVE = 140kW) 60  R1 35  컷팅 설계점(AVE = 84kW) 유량(㎥/hr) 600

32. 펌프 용량적정화(4) 9 호 25% open 100% open 26.0℃ 31.6 ℃ SS - 7 8 호 SS - 7 △t=5.6℃ 28.6 ℃ 26.4℃ C / T 4.6k SS - 5 SS - 5 △t=2.2℃ 7 호 26.2℃ 27.2 ℃ △t=1.0℃ SS - 2 SS - 2 6 호 • 운전 현황 ▶각 공정 설비에 냉각수 공급 위해 펌프 4대가 운전중 ▶ 펌프는 정격유량에 근접하여 공급하기 위해 메인 리턴밸브를 교축

33. 펌프 용량적정화(4) 연중 EC 420㎥/h 0.5K ↓ 30m RG GC-4 50㎥/h 1.0K ↑ BX EC7 32㎥/h 1.5K RC 41㎥/h 2K 20m 10m RG4 main 150㎥/h EC main 518㎥/h C/T ▶ 고도 설비 냉각수 공급 기준으로펌프가 선정 운전됨

34. 펌프 용량적정화(4) ▶ RG 4line 및 BX EC 16계열중 RG 1line, BX EC 7계열만 운전중이나 전 공정에 냉각수가 순환되므로 불필요 냉각수 공급 ▶ SS-2 및 SS-5 냉각수 Supply, Return 온도차가 2℃ 내외로 낮음 ▶ 고도 설비 냉각수 공급 기준으로 펌프가 선정 운전

35. 펌프 용량적정화(4) • 개선방안 ▶ 냉각수 적정 유량 공급으로 가동펌프 1대 중지 ㅇ RG 미사용 line 냉각수 공급 차단 ㅇ BX EC 설비 냉각수 인입라인에 EC 설비와 밸브 연동될 수 있도록ON/OFF 자동밸브 설치 ▶ 적정유량 공급 개선후 SS-2, SS-5, SS-7 라인의 공급-환수 온도차를 검토하여 각 라인별 유량조정 추후 검토

36. 펌프 용량적정화(4) 양정(m) R 정격 운전점 50  46  현재 운전점  40  개선시 운전점 유량(㎥/hr) 1,000 1,080 ▶ 고도설비 가압펌프 설치 및 펌프 임펠러 커팅 통한 기본부하 저감 ▶ 개선에 따른 절감율 : 약 25%

37. 팬·송풍기 .

38. 열배기 Fan • 운전현황 [Fan 정격] 2100CMM x 250mmAq x 160kW 댐퍼교축 #1 #2 #3 #4 #5 #6 45% 45% 45% 80% 80% 80% #1 120mmAq #2 0% 100% 100% 0% INV INV INV INV #7 #8 #10 #9 36.4Hz 47.9Hz [열일반 배기#2] [열일반 배기#1]

39. 열일반 배기 Fan(1) • 특성곡선 분석 • A: 정격운전점 • B: 10호(INV) 운전점 • C: 2호 운전점 • Damper를 100% Open하고 인버터를 이용한 회전수 제어를 실시하므로 계통저항이 낮아 B점에서 운전됨. • 반면 2호는 댐퍼제어 운전을 하고 있다. • 풍량은 유사하나 소비전력 차이가 크다. • [2호:105(kW),10호:80(kW)] 열일반 배기 Fan 특성곡선 풍압[mmAq] 정격저항곡선 A  PA(250) 2호 C  PC(208) 댐퍼 풍압손실 (78mmAq) 60 Hz PB(130)  B 10호(INV) 48 Hz QB(2344) 풍량[㎥/min] QA(2100) Qc(2427)

40. 열일반 배기 Fan(1) • 개선방안 • 배기 Fan 전체에 인버터 적용 • 댐퍼를 100% Open하여 교축 손실 제거 • 3대 중 2대는 일정 주파수에 고정하여 운전하고 나머지 1대는 Main 덕트의 압력신호(-120mmAq) 를 이용한 PIC 제어 • 10호 운전현황: 유량은 2호와 유사 소비전력 33%감소 • 유량: 2,344(m3/min) • 운전풍압: 130(mmAq) • 소비전력: 80(kW)

41. 배기팬 풍압적정화(2) Vane개도 저조 Vane 개도율 저하에 따른 운전효율 감소 A.H.U 풍압[mmAq] -63mmAq GB-5801A [C동1층 열배기] R: 저항곡선 Q-P곡선 대기 MBT장비(1층) 65% -15mmAq A PA(60) (η=75%)  정격 : 1927㎥/min, 60mmAq, 37kW(소비전력: 34.4kW),409rpm B 증가 PB(42)  100(%) (η=60%) Damper Pos(%) 감소 65(%) LA   BHP곡선 A’ LB   B’ 풍량[㎥/min] QA(1927) QB(1616) • 운전현황 ▶ 흡입 Vane제어시 운전효율 저하에 따른 전력손실 발생

42. 배기팬 풍압적정화(2) Vane개도 저조 :운전효율 42%로 감소 -84mmAq 대기 45% EPI REACTOR(2층) 5mmAq 정격 : 1927㎥/min, 60mmAq, 37kW(소비전력: 24.1kW),409rpm Input Power(%) 120 100 80 토출댐퍼 60 흡입 Vane 40 VVVF 20 0 %Flow 20 40 60 80 100 120 140 160 [C동2층 열배기] • 개선방안 : Vane개도향상 + Fan 회전수 저감 ▶ Vane 개도율을 100(%) 근접 유지 ▶ 풍량감소는 Fan의 풀리직경 확대를 통한 회전수 감소 이용 ▶Fan운전효율 향상에 따른 전력절감효과 발생 ▶개선에 따른 절감율 :17%

43. 폭기조 D.0 관리(3) • 운전 현황 폭기조에 유입되는 오·폐수의 정화를 위해 미생물에 산소를 공급 하는 Roots blower 설비노후에 따른 전력손실이 크게 나타남.

44. 폭기조 D.0 관리(3) • 개선방안 ▶ DO 센싱 통한 정압 가변유량 운전이 가능한 터보브로워 도입 ▶ 신설비 정격제원 50㎥/min, 0.6kg/㎠ 55kW ▶ 현재 공급유량 34㎥/min 기준 평균 부하 : 약 33kW ▶개선에 따른 절감율 :59% (회수기간 2년)

45. 질의 응답