o 운전관리 합리화는 적은 투자비로도 높은 절감효과를 얻을 수 있어 매우 중요한 절감기법입니다. 운전관리 합리화의 방법에는 보일러 단속운전 개선, 증기 발생 압력 적정 유지, 수질분석을 통한 적정 블로우량 관리, 보일러 급수 정수처리 장치 설치, R/O(reverse osmosis)System으로 블로우 다운 손실 방지. 응축수 회수 펌프 교체로 응축수 회수 강화, 공기비 조정을 통한 연료 절감, LNG 사용 보일러(열매보일러) 공기비 조정방법이 있습니다.
보일러 및 스팀 시스템
o 보일러란 물 또는 열매유 등을 가열하여 대기압을 초과하는 압력의 증기, 온수(열매체)를 발생시키는 장치를 말합니다. 증기보일러, 온수보일러, 열매보일러, 폐열보일러,주철제 보일러, 미니보일러, 진공식 보일러, 대기개방형 보일러, 응축형 보일러등이 있고, 부속 설비로는 연소장치, 급수장치, 송풍장치, 수처리장치, 폐열회수 장치를 포함하며 기타의 장치로서 계측기, 안전장치, 송기계통 장치, 급수계통 장치, 제어 장치가 있습니다. 에너지 절감의 기술로서는 운전관리의 합리화, 폐열활용, 고효율설비의 교체, 기타의 절감기술이 있으며 이를 통해 화석연료를 절감하므로 온실가스 배출량 감축에도 크게 도움이 되고 있어 관심을 갖을 필요가 있습니다.
운전관리합리화
① 보일러 단속운전 개선
o 보일러의 용량에 비해 사용량이 너무 적어 빈번한 On, Off에 따른 프리퍼지, 포스트퍼지 손실이 발생하고 있고, 또한 빈번한 On, Off에 의해 착화장치등 주변기기의 고장율도 높아, 안정적인 스팀공급에 차질이 발생하고 있습니다.
o 사용부하에 비해 너무 용량이 큰 보일러가 설치되어, 빈번한 On, Off에 따른 프리퍼지, 포스트퍼지 손실이 발생하는 것을 보일러 단속운전 개선, 적정용량의 보일러 운전, 운전 대수 조정(대수제어), 보일러 통합운전, 보일러 사용 부하율에 따른 적정한 버너를 선택함으로써 점·소화 시 발생되는 에너지를 절감할 수 있습니다.
② 증기 발생 압력 적정 유지
o 보일러에서 발생된 증기는 설정된 압력으로 운전하므로 증기온도와 배가스 온도가 비례하여 배출되고 있어 과도한 압력 설정은 보일러의 열효율이 저하되는 원인이 되고 있습니다.
o 일반적으로 증기가 보유하고 있는 총 열량과 현열은 증기압력에 따라 비례하여 증가하지만 잠열은 오히려 감소됩니다. 따라서 사용설비에서 요구하는 온도에 맞게 증기 압력을 유지할 필요가 있습니다.
o 예를들어 보일러 증기 발생압력을 5kg/㎠에서 4kg/㎠로 낮추면 보일러 배가스 온도도 낮아져 연료 절감이 가능합니다. 일반적으로 ‘배기가스 보유 폐열’을 회수하여 이용함으로써 배기가스 배출온도를 25℃ 낮출 경우 연료의 약 1% 정도가 절감됩니다.
③ 수질분석을 통한 적정 블로우량 관리
o 연속블로우 장치는 관수농도에 따른 블로우량 조정이 되지 못하고 일정하게 배출되고 있으며 보일러 정지 시에도 중지되지 않고 그대로 개방되어 보일러 내부압력이 소멸될 때까지 계속 관수가 분출되고 있으며, 특히 보일러 교체 운전 시에는 보일러 내부압력이 높고 밸브조작의 어려움으로 블로우량이 증가하게 되며 열손실이 발생하게 됩니다.
o 보유중인 경도분석기 및 전도도 측정기로 보일러 급수 및 관수의 수질을 주기적으로 파악하여 경도에 따라 적정량의 블로우를 실시하여야 하며, 연속 블로우가 불필요한 경우에는 수동밸브로 완전히 차단하여야 합니다.
④ 보일러 급수 정수처리 장치 설치
o 보일러 보충수는 저수지 및 계곡물(최근에는 공업용수 또는 생활용수)을 사용하므로불순물 및 이끼 종류가 많아 일차적으로 필터설비를 설치하여 필터링 한 다음 정수처리장치를 설치하여 필터링 한 급수를 보일러 급수 수질에 적합하게 수처리 한 후 보일러 급수로 사용하고 수처리 장치 설치 후에도 수처리 장치의 관리를 철저히 하여 보일러 내부에 스케일을 방지 하여 연료를 절감합니다.
⑤ R/O(Reverse Osmosis)System으로 블로우 다운 손실 방지
o 기존 수처리 시스템을 R/O시스템으로 교체하여 보일러의 급수 수질을 개선한다면 개선 후 수질 향상으로 항시 배출되고 있는 상부 블로우 다운을 하지 않아도 됩니다.
o 블로운 다운을 줄이고 간헐 적인 하부 블로우 다운만 한다면 급수량은 물론 블로우 다운수시 버려지는 에너지 손실을 절감할 수 있으며, 스케일에서도 어느정도 자유로울 수 있는 방안 입니다.
⑥ 응축수 회수 펌프 교체로 응축수 회수 강화
o 증기 발생설비에서 생산된 증기는 증기헤더 등의 열수송설비를 거쳐 스팀사용설비로 공
급되고 공급된 증기는 잠열을 이용한 후 증기트랩을 거쳐 포화수로 응축됩니다.
o 응축된 포화수(응축수)는 고열량을 함유한 고온 양질의 물이기 때문에 이물질이 혼합되
어 특별한 문제가 없는 한 전량 회수하여 보일러급수로 이용하며, 또한 회수 과정에서의
열손실 없이 고온으로 회수하는 것이 에너지절약 효과가 매우 높습니다.
⑦ 공기비 조정을 통한 연료 절감
o 연료를 연소시킬 때에는 그 연료의 이론공기량만으로는 완전 연소가 거의 불가능하므로따라서 과잉공기량(산소량)을 필요로 하게 되고 이때 과잉공기량이 너무 많게 되면 노내 온도가 저하하며 배가스 중의 산소(O₂) 함유량이 많아져 질소산화물(NOx)이나 황산(H₂SO₄) 미스트를 연돌로 배출하여 대기를 오염시킬 뿐 아니라 설비의 부식을 유발하게 됩니다.
o 또한 과잉공기량이 너무 적게 되면 불완전연소가 되어 미연소 성분을 연돌로 배출하므로 보일러의 효율이 저하되며 매연 및 일산화탄소(CO)나 탄화수소를 배출하여 대기를 오염시키며 가연성가스가 연도에 정체되어 가스 폭발을 일으킬 수 있는 등의 우려가 있어 적정 연소공기량의 노내 공급은 연료의 절약 및 공해방지 면에서 매우 중요합니다.
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기타 절감기술에는 공기예열기 교체, 열매체보일러 배가스 열교환기 교체, 소용량 보일러 추가 설치, 응축수 및 포화수 누설방지, 폐열보일러 용량 증설, 스팀제트버너무화공급원변경(스팀→압
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