2004. 7. 29

1. 사례 2004. 7. 29

2. 목 차 • 일반 현황 • 세부 개선사항 • 기대효과 종합 • 질의 응답 • 진단을 마치며...

3. 일반 현황 • 설명회를 시작하며… • 진단 착안사항

4. 설명회를 시작하며… 발상의 전환? 다양한 시각 적극적 접근, 개선 효율적 에너지 소비 진단의 의의? 에너지절감 아이디어 제시 Engineering 및 세부검토 필요 절약기법 활용 및 확대 적용 절감방안 : 5건 절감액 : 6,152만원

5. 진단 착안사항 가. 수배전설비 ◆ 적정역율 유지 및 변압기 손실 저감 ◆ 변압기 최적 부하율 유지 ◆ Peak억제 방안 나. 펌프 및 Fan설비 ◆적정 압력 및 유량 운전 ◆운전효율 향상 ◆ 공급손실 최소화 및 효율적 계통 운영 ◆ 최적 제어방법 검토 다. 공압기 및 냉동기 ◆운전조건 변경에 따른 효율향상 ◆ 제어계통의 효율성 ◆ 부속 관련설비의 운전 최적화

6. 진단 착안사항 라. 공정 전력설비 ◆ 제어방식의 적정성 ◆ 불필요 손실 억제 ◆ 계통 운영의 합리성 마. 조명설비 ◆고효율 광원으로의 대체 ◆설치조건 변경 ◆ 운영방식 적정성 바. 기타설비 ◆공조설비의 제어방식 및 손실부문 ◆전력설비 폐열이용 방안 ◆ 기타 전력설비의 개선 가능성

7. 세부 개선사항 • 공기압축기 • 냉동기 계통 • DI 공급 계통 • 정제 및 소각로 설비 • Scrubber 설비

8. 공기압축기 • CDA DRYER 가동 대수 조정 • 냉각수 펌프 임펠러 교체 및 펌프 교체

9. CDA DRYER 가동 축소 18,000 N㎥/h×2 공정으로 #1 정격 1,000kW 7,977N㎥/h 9.3K 0.125kWh/N㎥ #1 #1 #2 Air Vent #2 #3 #3 #2 운전 939kW 7,345N㎥/h 8.9K 0.128kWh/N㎥ 32,500 N㎥/h #4 #4 #3 32,500 N㎥/h 냉동식 Dryer 흡착식 Dryer Air Tank 7대중 5대 가동 단위 CDA 생산 Vent Purge P2/3공급 N㎥/h 36,674 876 2,300 33,498 #7 #6 #5 #4 #3 #1 #2 B B B B A A A A 1) CDA 공급 현황

10. CDA DRYER 가동 대수 조정 • 2) 운전 현황 분석 • 적정 퍼지량 유지, 원단위 정격치에 근접 → CDA 운전 및 관리 상태 양호 • 여유있는 노점 및 공급압 관리 → 안정적인 CDA공급측면에는 유리 • → 에너지절감측면에서는 불리 • 3) 문제점 및 개선방안 • 문제점 : 흡착식 드라이어 가동 용량 여유율 큼 • 개선방안 : 흡착식 드라이어 18,000N㎥/h 1대 가동 정지 단위 CDA 생산 Dryer 처리용량 N㎥/h 36,000 ~ 37,000 Total용량 : 101,000 현재 운전용량 : 68,500 개선 운전용량 : 50,500

11. CDA DRYER 가동 대수 조정 절감량 (MWh/년) 절감액 (만원/년) 투자비 (만원) 투자비 회수기간 (년) 830 4,482 - - 4) 기대 효과 • 흡착식 드라이어 퍼지량 감소 • 흡착식 드라이어 히터 소비전력 절감 • 전력절감량 : 95(kW)

12. 냉각수 펌프 : 임펠러 교체 및 펌프 교체 C/T 냉동식D×4 (가동) Comp #1,#4,#5 (가동) F F Comp #6,#7 (가동) Comp #2,#3 (비가동) • 운전현황 설치 초기 펌프 3대 운전 ⇒ 밸브 25(%) Open 임펠러 교체(320mm ⇒ 300mm) : 펌프 2대 가동, 밸브 50(%) Open하여 사용 중  밸브 손실 감소 측면에서는 바람직하나, 토출밸브 개도율이 40 ~ 50(%)로 저조하여 전력측면에서 불합리 유발 586㎥/h -실측 양정손실율 = 2.4/3.5 = 69(%) 전력 손실과 직결 100% ΔP1=3.5 (k) ΔP2=2.4(k) 70.2㎥/h ① 5.3k 3 50% 100% 1.8k 160.3㎥/h 5.3k 1 40% 2.5k 2.9k 100% 305㎥/h Max ΔP=0.7(k) 20% 정격(1/3) : 300(㎥/h), 40(m), 55(kW) (소비전력 : 1 = 52.1 (kW), 3 = 46.8(kW)) 50.5㎥/h

13. 냉각수 펌프 : 임펠러 교체 및 펌프 교체 • 개선방안 – 1안 : 임펠러 교체 필요 유량 재 산정 : 비가동 압축기는 현재와 동일한 50(㎥/h)를 적용 = [압축기 정격유량] ×[가동 대수] + [냉동식 Dryer 정격 유량 합계] + [비가동 압축기 여유 유량] = 115(㎥/h)×5(대) + 67.2((㎥/h) + 50(㎥/h) = 692.2(㎥/h) 임펠러 추가 교체 실시(300mm ⇒ 280mm) : 필요 유량 공급토록 토출밸브 개도율 조정  개선 시 약 533(만원/년) 절감이 예상 절감전력 : 12.2(kW) = 98.9 - 86.7 양정 손실 감소 69(%) ⇒ 43(%) 4.6k 5.3k 3 상승 3 50% 1.8k 3.4k 1.8k 2.9k 4.6k 5.3k 1 1 상승 40% 700㎥/h 586㎥/h 정격(1/3) : 300(㎥/h), 40(m), 55(kW) (소비전력 : 1 = 43.4 (kW), 3 = 43.4(kW)) 정격(1/3) : 300(㎥/h), 40(m), 55(kW) (소비전력 : 1 = 52.1 (kW), 3 = 46.8(kW)) [개선 후] [개선 전]

14. 냉각수 펌프 : 임펠러 교체 및 펌프 교체 • 개선방안 – 2안 : 펌프 교체  1안에서 산정한 유량 적용 : 692.2(㎥/h) 양정 : 필터 최대 차압 (ΔP = 0.7 k)을 적용하여 적정양정 산정 = 20(m) 교체 펌프 사양 : Hes 125-250, 350(㎥/h), 20(m), 37(kW) 개선 시 약 1,905(만원/년) 절감이 예상 절감전력 : 43.5(kW) = 98.9 - 55.4 양정 손실 감소 69(%) ⇒ 20(%) 3.8k 5.3k 3 상승 3 50% 1.8k 3.4k 1.8k 2.9k 3.8k 5.3k 1 1 상승 40% 700㎥/h 586㎥/h 정격(1/3) : 350(㎥/h), 20(m), 37(kW) (소비전력 : 1 = 27.7 (kW), 3 = 27.7(kW)) 정격(1/3) : 300(㎥/h), 40(m), 55(kW) (소비전력 : 1 = 52.1 (kW), 3 = 46.8(kW)) [개선 후] [개선 전]

15. 냉각수 펌프 : 임펠러 교체 및 펌프 교체 • 기대효과 [1안, 2안] 절감량 (MWh/년) 절감액 (만원/년) 투자비 (만원) 투자비 회수기간 (년) 106.6 533 500 0.94 381.1 1,905 2,000 1.05

16. 냉동기 계통 • 냉동기 현황 • 냉동기 튜브 자동 세정 장치 도입 • 신냉매 냉동기 도입 • 지붕 스프링쿨러 시스템 • 공업용수 열교환기 이용

17. 냉동기 현황 1) 냉동기 관리 • 전반적으로 관리 상태 양호 2) 냉동기 가동 현황 • 냉동기 평균 소비전력 합계 : 4,384(kW) 3) 냉동기 부문 검토 사항 • 튜브 자동 세척장치 도입 • 신 냉매 냉동기 도입 : 기후변화 대응 측면에서 적극 검토 필요 • 지붕 스프링 쿨러 시스템 도입으로 냉동 전력 감소

18. 냉동기 튜브 자동세정장치 도입 1) 개요 응축기 스케일 지속적 제거 응축성능 향상 COP 향상 전력 절감

19. 냉동기 튜브 자동세정장치 도입 세관후 1년 경과 신설냉동기

20. 냉동기 튜브 자동세정장치 도입 2) 설치 사업장 및 효과 • 5 ~ 20% 의 효과가 있을 것으로 보임 • 설치시 효과는 냉각수 수질에 따라 달라짐 3) 설치 방안 세관시 응축기 스케일 두께 확인 시범 설치 효과 파악 확대 설치 • 2005년 VA이행계획에도 포함된 내용임

21. 냉동기 튜브 자동세정장치 도입 절감량 (MWh/년) 절감액 (만원/년) 투자비 (만원) 투자비 회수기간 (년) 3,837 20,000 30,000 1.5 3) 기대 효과 • 절감전력 : 438 (kW) - 냉동기 연 평균 전력 4,384(kW)의 10% 절감 기준 • 기타 부대효과 : 화학약품 사용량 감소, 드레인 수량 감소 가능 효과

22. 신냉매 냉동기 도입 1) 개요 • 지구온난화 및 기후변화에 대응 필요 • R-11냉매는 오존층 파괴의 원인으로 몬트리올 의정서상 규제 대상임 • 환경친화적인 대체냉매 도입 필요 < 남극의 오존층 파괴 >

23. 신냉매 냉동기 도입 2) CFC냉매 규제일정

24. 신냉매 냉동기 도입 3) 신냉매 냉동기 도입 효과 • 지구온난화 및 기후변화에 대응 • 환경친화기업으로 이미지 제고 • 고효율냉동기(0.68kW/RT 이하) 도입으로 전력 절감 가능

25. 지붕 스프링쿨러 시스템 도입 1) 개요 • 물을 지붕에 안개식으로 분사 → 증발 잠열 이용, 지붕 표면에서 열 제거 2) 특징 • 폐수 활용 가능 • 물 사용량 : 10리터/평.일 • 설치비 : 평당 약 3만원 3) 효과 • 지붕 표면 온도 수 십 도 감소 (여름철 40℃내외 → 30℃ 내외) • 실내온도 3 ~ 10 ℃ 감소 ☞ 하절기 냉방 전력 감소를 위해 적극적인 도입 검토 필요

26. 공업용수 열교환기 이용 13℃ #13 13℃ #14 13℃ #21 Raw Water Pit. P • 운전현황  냉동기 냉각수열 이용 : 동절기(11월 ~ 3월 중순)에 공업용수 온도 상승 ⇒ DI 계통에 사용되는 증기량 절감 : 520(㎥/h) = P2:180(㎥/h) + P3:340(㎥/h)  열교환기 미 사용 : 초기 500(㎥/h) 기준으로 설계 ⇒ 현재 650(㎥/h)으로 증대 ⇒ 사용 시 압력 손실 유발로 650(㎥/h) 확보 곤란 열교환기 미사용 : 적정 공업용수 확보 곤란 사용시 냉각부하 감소가 예상 0% ① 5.8℃ 100% 650㎥/h, 18.6℃

27. 공업용수 열교환기 이용 Raw Water Pit. Raw Water Pit. • 개선방안 – 1안 : 열교환기 사용  Hynix 공업용수 펌프 용량 증대 또는 적정용량 펌프 신설(열교환기 전단) 신설펌프 정격 : 700(㎥/h), 30(m), 150(kW) 미 사용 열교환기 사용 : 냉동용량 감소(992 RT) ⇒ 전력 절감 비용 : 11,905(만원/년) 냉각수열 감소로 인한 DI계통 스팀 사용량 증대 (18.6℃ ⇒ 18.2℃) : 2,900(만원/년) 개선 시 약 9,005(만원/년) 절감이 예상 0% 100% 5.8℃ 5.8℃ 신설 10.4℃ 100% 0% 650㎥/h, 18.6℃ 650㎥/h, 18.2℃ [개선 전] [개선 전]

28. 공업용수 열교환기 이용 Raw Water Pit. Raw Water Pit. T • 개선방안 – 2안 (1안 + 압축기 냉각수열 이용)  1안 + 압축기 2대 냉각수열 이용 : 비가동 압축기 밸브 차단 후 작업  냉각수열 이용하는 압축기는 동절기(11월 ~ 3월 중순)에 상시 가동  미 사용 열교환기 사용 : 냉동용량 감소(992 RT), 압축기 냉각수열 이용으로 인한 DI 계통 스팀사용량 감소 (18.6℃ ⇒ 19.9℃) 개선 시 약 21,690(만원/년) 절감이 예상 0% 100% 5.8℃ 신설 10.4℃ C/T 100% 0% 열교환기 추가 신설 210㎥/h 650㎥/h, 18.6℃ 650㎥/h, 19.9℃ #2 Comp #3 Comp [개선 전] [개선 후]

29. 공업용수 열교환기 이용 • 기대효과 (1안, 2안) 절감량 (MWh/년) 절감액 (만원/년) 투자비 (만원) 투자비 회수기간 (년) 2,380 9,005 3,000 0.33 2,380 21,690 10,000 0.46 절감액은 DI 계통에 소요되는 스팀량을 적용하여 산출하엿음. 1안은 연료사용량 증가, 2안은 연료사용량 감소

30. DI 공급 계통 • R/O 고압펌프 VVVF 설치 검토 (P3)

31. R/O 고압펌프 VVVF 설치 검토 • 운전현황  R/O Unit 용수공급용으로 전단에 고양정 펌프 (180m)가 설치됨  R/O Unit 전단의 실 필요압력이 낮아 밸브 개도율이 40(%)로 저조한 실정  A/B펌프의 운전 데이터는 아래와 같다. 밸브 개도율 저조 양정 손실 ① ③ ② ④ ⑤ R/O Unit Pre Filter 정격(A/B) : 55.1(㎥/h), 180m), 65(kW) (소비전력 : A = 69.1 (kW), B = 70.7(kW))

32. R/O 고압펌프 VVVF 설치 검토 • 개선방안 VVVF 설치를 통해 후단 밸브에 의한 양정 손실 제거  후단 밸브 100(%) Open한 후 주파수 조정을 하여 현재와 동일한 운전 조건 유지  기대효과가 상대적으로 우수한 A,B호기에 우선 적용  개선 시 각각 1,312(만원/년), 1,277(만원/년) 절감이 예상 절감전력 : 59.3(kW) = 139.8 - 80.5 압력손실 감소 9.2k ⇒ 0k ΔP = 0 k ΔP = 9.2 k 12.1 k 12.1 k 100% 21.3 k 12.1 k 40% VVVF 정격(A/B) : 55.1(㎥/h), 180m), 65(kW) (소비전력 : A = 69.1 (kW), B = 70.7(kW)) 적정 주파수 조정 정격(A/B) : 55.1(㎥/h), 180m), 65(kW) (소비전력 : A = 39.0 (kW), B = 41.5(kW)) [개선 전] [개선 후]

33. R/O 고압펌프 VVVF 설치 검토 • 기대효과 절감량 (MWh/년) 절감액 (만원/년) 투자비 (만원) 투자비 회수기간 (년) 519.6 2,598 5,000 1.93 한국전력의 고효율 인버터 지원제도 활용 시 투자비 감소가 예상

34. 정제 및 소각로 설비 • 정제 냉각수 펌프 운전방법 개선 • 백연방지 (Deplumer) Fan

35. 정제 냉각수 펌프 운전방법 개선 ③ 1,000㎥/h 0.8k 50% C/T 50% 50% 50% 50% ① ② 100% 0% 100% 100% 3.5k 4.8k 100% 100% 6.7k ④ A Comp×3(1대가동) 100% C 100% 100% 100% Turbo Blower×3(2대가동) 정격(A/C) : 450(㎥/h), 77.4(m), 150(kW) (소비전력 : A = 152 (kW), B = 147(kW)) E6303 E6107 E6103 E6306 집수조 • 운전현황  E-6107 열교환기 사용 중지 ⇒ 전단 열교환기 (E-6103) 에서 정제 증기 전량 응축 가능  E-6107 정격 냉각수량은 658(㎥/h)로 전체 필요 냉각수량의 69(%)를 차지  펌프 1대 정지 가능 ⇒ 유량 감소로 인해 Comp 적정유량 확보 곤란 ⇒ 대책이 요구됨

36. 정제 냉각수 펌프 운전방법 개선 E6103 E6107 E6303 E6306 집수조 • 개선방안 – 1안 펌프 1대 정지 + Comp 적정 유량 확보 (밸브 조정 또는 부스터 펌프 설치) 가동 펌프는 약 500(㎥/h)를 토출하도록 후단 밸브 개도율 조정 Comp 적정 유량 : 열교환기, Comp 토출밸브 조정 또는 부스터 펌프 개별 설치  개선 시 약 6,588(만원/년) 절감이 예상 500㎥/h 50% C/T ① 50% 50% 50% 50% Comp 적정유량 확보 1안 : ①밸브 개도율 조정 2안 : Comp별 부스터 펌프 설치 100% 0% 100% 100% 3.5k 4.8k 100% 100% 6.7k A Comp×3(1대가동) 조정 C 100% 100% 0% Turbo Blower×3(2대가동)

37. 정제 냉각수 펌프 운전방법 개선 집수조 집수조 • 개선방안 – 2안 적정 유량 펌프 신설 + Comp 적정 유량 확보 (밸브 조정 또는 부스터 펌프 설치) 적정 유량 = [E-6103]+[E-6303]+ [E-6306]+[ Comp 3대]+[Turbo Blower 3대] = 73.625(㎥/h) + 52(㎥/h) + 103.75(㎥/h) + 59.76(㎥/h) + 3.6(㎥/h) = 292.7(㎥/h) ≒ 300(㎥/h) 교체 펌프 사양 : 350(㎥/h), 30(m), 45(kW) 개선 시 11,099(만원/년) 절감이 예상 펌프 신설 시 절감전력 = 253.4(kW) = 299(kW) - 39.7(kW) Comp 적정유량 확보 - 1안과 동일 6.7k A A 100% 350㎥/h 0% 1,000㎥/h C C 100% 0% 조정 3.0k [개선 후] [개선 전]

38. 정제 냉각수 펌프 운전방법 개선 • 기대효과 [1안, 2안] 절감량 (MWh/년) 절감액 (만원/년) 투자비 (만원) 투자비 회수기간 (년) 1,317.6 6,588 1,000 0.15 2,219.9 11,099 3,000 0.27

39. 백연방지(Deplumer) 팬 Stack Stack 25% 25% Scrubber Scrubber 소각로 소각로 습기제거로 백연 방지 목적 정격 220kW 24만cmh 운전 143kW 18만cmh 1) 현황

40. 백연방지(Deplumer) 팬 2) 운전 현황 분석 • 흡입 댐퍼 제어 실시 : 전력절감 가능 3) 향후 검토 사항 • 소각로 1대에 백연방지 팬 1대이므로 팬 고장시 백연 발생 우려 있음 → 팬 2대 공급계통 연계 또는 예비기 확보 방안 • 추가 전력 절감 방안 검토 → 2단 풀리 또는 계절별로 풀리, 벨트 교체

41. Scrubber 설비 • P3 열배기 Fan VVVF 설치 검토

42. P3 열배기 Fan VVVF 설치 검토 • 운전현황  7대 중 5대 가동 중이며 적정 풍량 유지를 위해 전단 댐퍼 개도율 50(%) 저하된 실정  풍압 손실율(%) = [손실풍압(mmAq)] / [운전풍압(mmAq)] ×100 = 34(%)  소비전력의 34(%)가 댐퍼에 의해 소모되는 실정 대기 대기 대기 대기 대기 대기 대기 2 4 5 7 3 6 1 A ① 0% 50% 0% 50% 50% 50% 50% B 정격(1 ~ 5) : 1,400(㎥/min), 250(mmAq), 132(kW) 정격(6 / 7) : 2,500(㎥/min), 250(mmAq), 190(kW) (소비전력 : 1 = 114 (kW), 5 = 104(kW))

43. P3 열배기 Fan VVVF 설치 검토 • 개선방안 VVVF 설치를 통해 후단 댐퍼에 의한 풍압 손실 제거  후단 댐퍼 100(%) Open한 후 주파수 조정을 하여 현재와 동일한 운전 조건 유지  기대효과가 상대적으로 우수한 1,5호기에 우선 적용  개선 시 각각 1,710(만원/년), 1,615(만원/년) 절감이 예상 절감전력 : 75.9(kW) = 218 - 142.1 압력손실 감소 104 mmAq ⇒ 0 mmAq ΔP = 0 mmAq ΔP = 104 mmAq -180 mmAq -180 mmAq -284 mmAq -180 mmAq 50% 100% VVVF 정격(1 / 5) : 1,400(㎥/min), 250(mmAq), 132(kW) (소비전력 : 1 = 114 (kW), 5 = 104(kW)) 적정 주파수 조정 정격(1 / 5) : 1,400(㎥/min), 250(mmAq), 132(kW) (소비전력 : 1 = 75 (kW), 5 = 67.1 (kW)) [개선 전] [개선 후]

44. P3 열배기 Fan VVVF 설치 검토 • 기대효과 절감량 (MWh/년) 절감액 (만원/년) 투자비 (만원) 투자비 회수기간 (년) 665 3,325 7,000 2.11 한국전력의 고효율 인버터 지원제도 활용 시 투자비 감소가 예상

45. 질의 응답

46. 진단을 마치며…

47. 진단을 마치며… 반컵에 대한 사고차이 긍정적 사고 가능성에 대한 도전 적극적인 개선의지 절약성과 획득 진단 성과 = + 경쟁력 제고 기후변화협약에 대응

48. Thank You ……… 에너지진단에 협조해 주신 (주) LG Philips-lcd 2/3공장 직원여러분께 진심으로 감사드립니다 에너지관리공단 진단팀 일동 http://www.kemco.or.kr Tel. 031) 260-4476