공기예열기를 추가 설치하여 배기가스열 회수 강화, 보일러 및 스팀시스템 폐열 활용

가. 개선 전

당 공장의 보일러에는 공기 예열기가 설치되어 있어 연소용 공기를 예열하여 공급하고 있으나 기존에 설치되어있는 Counter Type 공기예열기는 저온 부식의 문제로 인하여 연 소용 공기의 예열온도를 160℃ 이내로 Control하고 있다.

 

[출처] 한국에너지공단, 보일러_에너지절약_Guide,2014

 

예열 공기의 상한을 제한하기 때문에 공기 예열기 후단의 배기가스 온도가 높게 나타나고 있다.

 

[출처] 한국에너지공단, 보일러_에너지절약_Guide,2014

 

나. 개선 후

고온의 배기가스 배출 손실을 유효하게 회수하기 위해서 기존 Counter Type 공기예열기 후단에 추가로 Parallel Type의 공기예열기를 설치하여 연소용 공기 온도를 높여 연료를 절감하도록 한다.

 

[출처] 한국에너지공단, 보일러_에너지절약_Guide,2014

 

배기가스 폐열을 회수함으로서 배기 열손실을 감소하여 연료절감을 할 수 있다

 

[출처] 한국에너지공단, 보일러_에너지절약_Guide,2014

※ 연료사용량의 ( )값은 비중을 적용한 값(kg/h)

 

[출처] 한국에너지공단, 보일러_에너지절약_Guide,2014

※ 연료사용량의 ( )값은 비중을 적용한 값(kg/h) ※ 개선 후 연소용 공기의 흡수열량은 공기예열기 회수열량의 87.0% 적용하였으며, 이를 근거로 공기예열 기 후단의 예열공기 온도계산.

 

기존 공기예열기(Counter Type) 후단의 온도를 낮추었을 때 발생하는 저온 부식문제는 Parallel Type의 열교환기를 적용함으로서 제거할 수 있다

Parallel Type 공기예열기는 공기와 배기가스가 평행하게 흐름으로서 공기예열기 내부의 저온부식의 문제가 발생하지 않아 예열기 후단의 온도를 낮추어 열손실로 인한 에너지 소모를 감소시킬 수 있다.

신규로 설치하는 공기예열기(Parallel Type) 후단의 배가스 온도가 180℃로 배출 될 때 집진기 후단(Stack 전단)에서의 배기가스 온도는 140℃ 이상을 유지할 것으로 예상됨에 따라 저온부식의 문제는 발생하지 않는다.

 

다. 기대효과

연간 가동시간 : 7,008(hr/년)

연간 연료사용량 : 3,571.36(㎘/년), 3,392.8(ton/년)

연료의 저위발열량 : 9,350(kcal/ℓ) - B-C Oil

연료의 단가 : 503.25(원/ℓ), 529.74(원/kg)

전기집진기 후단 Stack 배기가스 최저 온도 : 130℃

공기예열기 후단 최저 온도 : 180℃

공기예열기 전열 효율 : 87.0%

적용율 : 70%(고부하 운전비율 적용 및 저부하일 때 By-Pass 통하여 연소용 공기 공급 감안)

 

 

① 예상 절감량 : 52.58(toe/년)

절감열량 ­

= 개선 후 공기예열기 회수열량(kcal/h) × 연 가동시간(hr/년) × 적용율(%) ÷ 100 ­

= 101,237(kcal/h) × 7,008(hr/년) × 0.7 ­ = 496,628,227(kcal/년)

연료 절감량

= 53,115(ℓ/년)

= 53.115(㎘/년) × 0.99(toe 환산)

= 52.58(toe/년)

 

② 예상 절감률 : 1.22(%)

= 연간 연료 절감량(toe/년) ÷ 2008년 에너지사용량(toe/년) × 100 = 52.58(toe/년) ÷ 4,316.71(toe/년) × 100

= 1.22(%)

 

③ 예상 절감액 : 26.73(백만원/년)

= 연료 절감량(ℓ/년) × 연료단가(원/ℓ)

= 53,115(ℓ/년) × 503.25(원/ℓ)

= 26.73(백만원/년)

 

④ 투자비 : 42.5(백만원)

­ 공기예열기 : 21.0(백만원) ­

온도센서(2SET) : 5.0(백만원) ­

설치비 기타 : 14.5(백만원) ­

시험운전 : 2.0(백만원)

 

⑤ 투자비 회수기간 : 1.59(년)

= 투자비 ÷ 연간 연료 절감액

= 42.5(백만원) ÷ 26.73(백만원/년)

= 1.59(년) ⑥ 온실가스(tC/년) 저감량

= 연료 절감량(toe/년) × 0.837(tC/toe)

= 52.58(toe/년) × 0.837(tC/toe)

= 46.01(tC/년)

 

※ 제시된 절감량 계산방법은 해당 절감기법의 효과를 파악하는 개략적인 방법이며, 제시된 수치는 공 식적으로 검증된 것이 아닌, 참고사항임

 

 

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