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정제탑 3 증기 발생 및 승압 (MVR) 시스템. Condensate 분리. MVR General Design 조건 + Discharge 온도 : 280 ℃ (2 단 ) - 2 단 이상은 Intercooling 필요 - 2 단 이상은 유체의 급속한 증가로 인한 유속방지를 위하여 5~10m 배관필요 + RPM : 40,000 + Ratio : 3.5 ( 절대압 기준 )
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정제탑 3 증기 발생 및 승압(MVR) 시스템 Condensate 분리 MVR General Design 조건 + Discharge 온도 : 280 ℃ (2단) - 2단 이상은 Intercooling 필요 - 2단 이상은 유체의 급속한 증가로 인한 유속방지를 위하여 5~10m 배관필요 + RPM : 40,000 + Ratio : 3.5 (절대압 기준) + 흡입압력 조건 : 0.1 Kg/cm2 A 이상 (유체의 Turburance 방지) 21
정제탑 3 증기 발생 및 승압(MVR) 시스템 (MVR Design) • Data Sheet • Inlet 압력 Range에 따른 설계 운전값 22
정제탑 3 증기 발생 및 승압(MVR) 시스템 In Door Type MVR MVR Suction 및 Discharge 23
Cooling Water/전기절감 □ 3,000 Ton/Hr 냉각수 사용량 감소 + 냉각수 Pump 1기 가동정지 (600 Kw 전기절감) 24
Cooling Water/전기절감 Hot Cooling Water (약40℃) 인한 Condenser Fouling 영향 없음. 25
Energy Saving Detail 세부내용 항목 절감 Unit Naphtha 2.2 steam POX fire heater off : 0.6 ( 5) Power generation off : 0.7 (10) Steam source change : 0.9 (13) Total : 2.2 (28) te/hr Steam source change : 9 steam import 9 te/hr Eletricity import - 3.4 MVR compressor : - 1.0 Power generation off : - 3.0 Cooling water pump off : + 0.6 Total : - 3.4 Mwh 26
CO2 Emissions reduction □ CO2 Emissions : 26 → 20 ton/h Source Items Reduction Unit POX fire heater off : 1.6 Steam source change : 2.6 UPSC steam import : 1.8 Total : 6.0 CO2 Emission 6 te/hr 23% reduction of CO2 emission in SSBP (2000년 대비) 27
년도별 에너지사용량 및 원단위 추이 에너지원단위 : 61% 절감 (1995→2001년) 28
효과분석 (무형효과) • 이산화탄소 배출량 저감에 따른 지구온난화 정책 참여 • CO2 배출량 감소(6 T/H)로 총 배출량의 23% 감소 • 특허출원 : 2001년 5월 7일 (10-2001-0026965) • 합작사인 BP와의 기술공유 • BP Helious Awards(Category :Innovation) • BP그룹 Brand values 를 훌륭하게 빛낸 4분야 (Green, Performance, Progressive, Innovation)에 대하여 년1회 시상하는 BP그룹 최고의 권위 있는 상임. • Innovation 분야에 Awards 수상 29
에너지 프로젝트 성과 • 핵심핵심기술 확보 • 정제공정에서의 잠열 회수 및 제어시스템 • 저압스팀을 MVR 또는 TVR이용 스팀 승압 및 제어시스템 • 포화증기 MVR공급설비 및 MVR 인입/토출부 온도 제어시스템 • 반응기에서의 반응열 회수 및 제어시스템 • 동종업체 최초 도입 • 초산 공정에 최초적용/BP Chemicals 적용사례 없음 • 파급 효과 (기술이전) • BP 그룹 및 석유화학 장치공장에 적용가능 30
공장 에너지 개선시 문제점 회수 가능한 저압스팀의 사용처가 없다…. . LPS 사용처 ??? . Required Pressure ??? 4.7 te/h Low Pressure Steam Recovery 개선 항목 개선항목 저압스팀회수 개선항목 저압스팀회수 개선항목 개선항목 저압스팀회수 저압스팀회수 저압스팀회수 31
Low Pressure Steam 승압 방안 • LPS을 공정에 사용 가능한 압력 까지 승압 방안 구분 TVR MVR 장 점 소량 저압 스팀 승압시 사용 다량의 저압 스팀 승압시 필요 투자비 가 적다 ESD시 타 공정에 영향을 주지 않음 운전비용 적다 단 점 Motive STM 필요 투자비가 높다 ESD시 Motive에 따라 타공정에 영향 운전비가 높다 설비 설치 공간 이 필요 + MVR (Mechanical Vapor Recompessre ) 전기를 이용 저압의 스팀을 사용가능한 압력까지 기계적으로 재 압축 설비. + TVR (Thermo Vapor Recomressor ) 고압의 증기를 Motive Steam(구동원)으로 하여 저압스팀을 흡입 압축한 후 토출 하여 스팀을 재사용. 32
에너지 진단결과 종합 단위 에너지 공단 진단 삼성비피 실적 절약 항목 발굴 건수 MVR외 12 MVR외 8 절감량 Toe/년 16,011 19,100 절감액 백만원/년 4,545 5,900 투자비 백만원/년 11,800 13,100 투자회수기간 년 2.6 2.2 CO2 절감량 Tc/년 13,273 15.833 33
에너지 개선_ 폐가스보일러 • 폐가스 회수 보일러 설치 • ○ 개요 • + 공정중의 폐가스를 회수하여 보일러 연료 사용 • + 환경문제(불꽃, 소음. CO2 3 Ton/Hr) 개선 • + 에너지비용 절감 (10,364 TOE절감) • + 특허 출원중 • . 폐가스를 연료로 하는 완전연소 시스템 • (출원번호 10-2000-0024399) • ○ 공사기간 : 1998.8월 - 1999.9월 • ○ 투자비 : 약70억 (ESCO 자금 활용) • ○ 절 감 액 : 30억/년 34
에너지 개선_ 폐가스보일러 • 개선전 불꽃, 소음, 검은연기 발생 Plant 1 에틸렌 계열 배출가스 Plant 2 일산화탄소 계열 배출가스 Flare Stack Plant 3 수소 계열 배출가스 잉여수소 배출가스 Plant 4 35
에너지 개선_ 폐가스보일러 • 개선후 불꽃, 소음, 검은연기 제거 Plant 1 에틸렌 계열 배출가스 3개 streams Flare Stack 일산화탄소 계열 배출가스 2개 streams Plant 2 Buffer Tank 수소 계열 배출가스 3개 streams 폐열보일러 Plant 3 잉여수소 배출가스 Plant 4 Boiler Start 용 LNG 36
에너지 개선_ 폐가스보일러 • 폐가스 회수 보일러 Scheme 개선전 개선후 37
2. 에너지 개선_ 폐열보일러 • 프로젝트 추진시 주요문제점 • 사내 및 합작사로 부터의 기술적용에 대한 부정적 시각 • 신규 설비(폐보일러) Trouble 발생시 공장 전체 안정성 확보 • 국내외적으로 기술적용 상업화 사례 없음 (최초시도) • 부식성 가수로 인한 연소시스템 설비 안정성 확보 • 다 종류의 배출가스를 다양한 운전조건에서 안정적 연소기술 • 공장비상정지시의 기존보일러와의 자동 부하조정 시스템. • 다량의 수소 단독연소 • 투자에 따른 수익성 보장여부 39
2. 에너지 개선_ 폐열보일러 • 주요 핵심 기술 • 각각 배출가스별로 Buffer Tank에 회수후 안정적으로 특수하게 제작된 4개의 버너에 연소시킴으로 환경문제 해결. • 부식성가스의 다량유입시 자동차단장치 도입 • 배출가스 유입시 자동연소공기 제어시스템 도입 • 고순도 수소 단독 및 혼소 기술 획득 • 기존 보일러와의 자동부하시스템 확보 • 국내최초 고순도 가스를 이용 고압스팀 50 Ton/Hr 생산능력확보. 40
2. 에너지 개선_ 폐열보일러 • 성과 분석 • 유형효과 :에너지 비용 절감 30 억/년 • 무형효과 • + 환경문제 해결 • + 이산화 탄소 배출량 저감(4.9Ton/Hr-총배출량의 15% 저감)에 따른 • 지구 온난화 정책에 자발적 참여 • + 안정 가동 : 스팀의 공급원을 다양화함으로서 Utility의 안정적 공급 가능 • (기존 보일러 가동정지시 스팀 대체 공급) • +독자 기술력 확보 및 특허출원 공정배출가스 활용에 대한 독자적인 설계 • 능력 보유 42
수소 계열 LNG, 잉여수소 에틸렌 계열 일산화탄소 계열 43