증기 설비에서 할 수 있는 에너지 절약 대책

증기 설비에서 할 수 있는 에너지 절약 대책.

우선은, 증기 유량을 올바르게 파악하는 것으로 시작해야 합니다!!

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⑴상류에서 하류까지! 열에너지의 흐름을 이용할 수 있는 주요한 증기 설비를 해설

증기는, 식품·음료, 화학·석유, 종이·펄프, 철강 등, 폭넓은 산업 분야에서 빠뜨릴 수 없는 에너지가 되어 있어, 가열·가습, 살균, 공조, 기계의 동력 등, 폭넓은 목적으로 이용되고 있습니다. 사업소나 공장 내에서 증기를 사용할 때에는, 다양한 설비가 활약하고 있습니다. 여기서는 열에너지면에서, 증기설비의 「기본의 기본」과, 이러한 설비를 효율적으로 이용하기 위한 에너지 절약 대책에 대해 설명합니다.

 

그럼, 증기를 이용할 때에 필요한 설비에 대해서, 상류에서 하류를 향해 나아 갑니다.

 

우선, 보일러에서 만들어진 증기는 "헤더"를 통해, 수송 배관에서 각 건물로 분배됩니다. 배관의 도중에서는 증기가 식어, 액체(온수)로 돌아온 「응축수」가 체류하는 경우가 있습니다. 그래서, 배관 내의 응축수를 배출하기 위해서 「스팀트랩」이 일정 간격으로 설치됩니다.

 

건물 내의 설비 근처까지 운반되어 온 증기는, 그 사이에 압력이 변동하기 때문에, 해당 가열 장치에 들어가기 전에 "감압 밸브"에 의해 소정의 압력으로 감압되어, 필요한 온도가 되도록 안정 시킵니다. 또한 고장 등에 의해, 배관이나 설비 내의 압력이 비정상적으로 높아지는 경우에 대비하여, 언제든지 증기를 피할 수 있도록 "안전밸브"도 설치됩니다.

 

앞에서 나온 스팀트랩은, 위 그림과 같이 『살균기 등 증기 사용 장소』 부근에도 설치되는 경우가 있습니다. 열에너지의 수수를 담당하는 열교환기 내에는 증기가 가득차 있습니다만, 그와 동시에 아래쪽에 응축수가 체류하기 때문에, 그것을 배출하는 스팀 트랩을 출구측에 설치, 배수구로 흘려보내도록 하고 있습니다.

 

 

⑵왜, 지금 증기 설비에 있어서, 에너지 절약 대책이 강하게 요구되고 있는 것일까?

이와 같이 많은 사업소나 공장에서 사용되는 증기 설비입니다만, 에너지의 유효 이용이라는 점에서, 특히 에너지 절약 대책이 강하게 요구되어 왔습니다. 그러는 것도, 높은 생산성으로, 고품질의 제품제조를 진행시키기 위해서는, 증기의 열을 낭비없이 사용하고 싶다는 생각이 있기때문입니다.

 

또한, 최근에는 사회적으로도 에너지 절약 요청이 높아지고 있습니다. 예를 들면, 근년에 지구온난화 진행 때문에 「에너지 절약」이 무척 강조되고 있습니다. 따라서 실제로 많은 기업들이 적극적으로 에너지 절약 대책을 추진하고 있습니다. 우선 시작하기 쉬운 전기에 관한 에너지 절약 대책이 행해지고 있습니다만, 향후는, 전기보다 에너지 소비량이 많은 열 에너지 절약 대책이 중시되게 될 것입니다.

 

 

⑶증기 설비로 궁리할 수 있는 에너지 절약 대책~적절한 증기 공급, 보온 강화, 열 재이용, 증기 누설 방지

그렇다면, 구체적으로 증기설비의 에너지 절약대책을 진행하기 위해 어떤 점에 주의해야 할까요?　

 

실제로 「증기설비의 어디에서, 손실(로스)이 일어나고 있는가」라는 점에 주의할 필요가 있습니다. 예를 들어, 일반적인 증기라인에서는, 보일러에서의 연소손실이 약9%, 배관에서의 방열이나 증기 누출의 손실이 약25%, 응축수에 의한 손실이 약10% 정도 있다고 합니다. 유효하게 사용되지 않는 열이 실로 합계44%나 되기에, 이것들을 개선할 수 있으면, 꽤 에너지 절약이 진행될 것입니다.

 

 

가장 손실이 많은 증기 라인에서는, 배관 경로의 최적화를 도모해, 불필요한 방열을 방지합시다. 배관이 길게 뻗어져있는 경우는, 개수시(改修時) ​​등에 열원(보일러)을 가까이 하는 등의 대책을 실시합니다. 또한 감압 밸브에 의해, 자주 증기압력을 안정화시키는 제어도 중요합니다.

 

또한, 배관의 이음새와 오래된 스팀트랩에서, 증기가 새는 경우가 있습니다. 이러한 누출은, 눈에 띄기 어렵고, 검지가 어려운 경우가 대부분입니다. 그 때문에 증기의 유량을 보이게끔 하고, 누설 장소를 특정하는 것이 에너지 절약 대책이 될겁니다.

 

이 외에, 배관 이외의 방열손실을 방지하기 위해, 간단하게 설치할 수있는 보온 자켓을 도입하여 대책을 실시합니다. 자켓의 종류는, 이용하는 장소에 따라서 「글로벌・밸브용」 「Y스트레이너용」 「감압 밸브용」 「플랜지용」등을 준비하면 될것입니다.

 

다음으로 손실이 많은 것이, 응축수입니다. 열효율의 관점에서 응축수를 완전하게 배출할 뿐만 아니라, 고압 온수의 열로서 재이용하는 것도 중요합니다. 세퍼레이터(기수분리기)에 의해 응축수와 플래시 증기로 나누고 나서, 다 쓸 수 없었던 열을 재이용합니다. 이 때 히트 펌프의 열원으로 사용하는 것도 하나의 수단이 될 것입니다.

 

또한, 보일러 측 손실 대책도 중요합니다. 부족한 만큼 보일러측에서 증기를 만들어 내기 때문에, 연소 효율을 향상시키거나, 증기를 적절히 공급할 수 있도록 할 필요가 있습니다. 이를 위해서는, 사용 효율을 파악하면서, 보일러 가동 대수를 제어하여, 과도한 공급을 억제합니다.

 

 

⑷먼저, 원인 규명을 위해서, 증기 유량을 올바르게 파악하는 것으로 시작합시다!

여기까지 증기 설비로 할 수 있는 에너지 절약 대책에 대해 설명했습니다. 여러 가지 대책이 있지만, 가장 중요한 점은, 증기 유량 상태를 파악하는 「가시화」일 것입니다. 이것은, 어디에서 증기의 열에너지가 낭비되고 있는 것인가? 손실의 원인을 규명하지 않으면, 적절한 대책도 세울 수 없기 때문입니다.

 

따라서 현장에서는, 증기유량을 측정하는 유량계가 매우 중요합니다. 다만, 증기 유량계에는, 여러가지 계측 방식이 있어, 어느 것을 선택하면 좋은가 고민하여, 적합한 계측방식을 선택합니다.

 

예를 들면, 대중적인 증기 유량계로서 「차압식」이나 「와류식」등이 있습니다만, 최근에는 제3의 선택지가 되는 「초음파식」도 주목받고 있습니다. 그 이유는 기존방식으로는 저유량을 측정할 수 없기 때문에 증기의 미묘한 누출 감지가 어렵기 때문입니다. 그 점, 초음파식이라면 모든 범위에서 불감대가 없이 측정할 수 있습니다.

 

또한 운용면에서도, 초음파식에는 장점이 있습니다. 기존 방식은, 유량계를 관내에 설치할 필요가 있어, 공사도 어려웠습니다. 만약 장치가 고장나면, 곧바로 교체할 수 없어, 개수(改修)시까지 기다려야 했습니다. 초음파 방식의 유량계 중에는, 외부 배관에 클램프온식으로 간편하게 장착할 수 있는 제품이 있기 때문에, 공사 걱정도 없고, 측정 장소의 변경도 간편합니다.

 

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