타이어 제조설비인 가류기에 있어서 고정오리피스식 트랩(O-TRAP)으로 증기소비량 절감에 의한 에너지 절감 제안

타이어 제조설비인 가류기에서 고정오리피스식 트랩(O-TRAP)으로 증기소비량 절감제안 !!

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(브리지스톤 일본공장, 태국공장, 요코하마 타이어 공장은 오리피스식 트랩으로 교체해 생산중 임!! )

(자전거 타이어, 신발공장, 클리닝 프레스 건조기 등 많은 실적이 있습니다)

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타이어 제조설비인 가류기에 있어서 ​고정오리피스형 스팀트랩을사용하여 증기 소비량 절감에 의한 에너지 절감 제안

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고정​오리피스식 트랩인 O-TRAP 을 사용하여 증기 소비량 최적화 !!

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O-TRAP 사용 목적

①증기를 보내는 주관・헤더의 스팀 트랩에서 충분히 드레인을 제거、최대한 건증기를 보냅니다.

②가류기에 있는 스팀트랩에서의 증기 누출을 없애고、증기 소비량의 절감을 도모합니다.

③증기설비의 보전 관리방법을 개선하고, 보전 노무의 경감을 꾀합니다.

④생산품인 타이어의 품질 안정화를 도모합니다.

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고정오리피스식(FIXED ORIFICE TYPE) 트랩(O-TRAP) 을 사용하는 경우 주의점

1.주관・헤더에 필요한 트랩을 설치하여 충분히 드레인을 빼내어、마른 상태의 건증기를 보낸다.

2.가류기 바로 앞 전단의 증기 배관에도 트랩을 설치、드레인이 없는 높은 건증기 상태로 가류기에 증기를 공급한다.

3.정기 수선 등으로 보일러를 세운 뒤、재가동할 경우、관내의 녹이 오리피스의 막힘의 원인이 되기 때문에、충분히 Flush 를 실시하고、필요에 따라서 트랩 전단의 스크린을 청소한다.

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① 타이어공장 증기배관 및 스팀트랩 개선 권장할 곳

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②가류기의 증기 소비량 절감

● 가류 프로세스 개략

증기로 가열한 금속판（뿌라텐）에 간접적으로 가열한 금형에, 원료고무를 끼워서 가열합니다.

 

가류기 명칭

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가류기에 설치하는 스팀트랩(O-TRAP)의 설치 위치~예

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3안 : 가류기 스팀트랩 3개

①상 열판(Platen Jacket): 트랩1개, ②하열판(Platen Jacket): 트랩1개, ③Container Jacket: 트랩1개

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● 가동 밸브식 기존 스팀트랩에 의한 증기 손실

트랩의 밸브가 노화하고 있는 경우는、밸브가 개방할 때마다 드레인 뿐만 아니라 포화증기(생증기)도 배출되므로、필요 이상으로 증기가 공급됩니다. 또、드레인 회수관내로 누출된 증기로 인해 회수 배관 내압이 상승하면(=배압 상승)、가류기내와의 차압(ΔP)이 작아져 드레인이 배출되기 어렵게 됩니다.

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● 고정오리피스식 트랩인 O-TRAP 의 장점(메리트)

스팀 트랩의 배출 능력을 드레인의 발생량에 맞게 설계하기 때문에、드레인 만이 신속하게 배출되어、증기 소비량을 최적화 할 수 있습니다. 드레인 회수관 내의 압력이 저하되어、가류기내의 드레인 배출이 원할하게 됩니다.

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● 에너지 절감 잠재력 조사 ①

작동밸브식 기존트랩에서 배출되는 응축수를 포집하여、중량、열량으로 증기 누설량을 파악 합니다.

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● 에너지 절감 잠재력 조사 ②

공장 전체에서 무작위 추출한 5％ 의 가류기에 대해서、위의 포집 테스트를 실시.

평균치에서 공장 전체의 증기 누설량을 추측합니다.

　　예）모두 200대　×　5％　＝　10 대

　　　　평균 누출량：（2+8+3+2+12+10+4）÷10＝4.1kg/h

공장 전체의 증기 누설량　≒　800㎏/ｈ（4.1㎏×200대）

● 에너지 절감 잠재력 조사 ③

포집 테스트를 실시한 가류기에 고정오리피스 식 트랩(O-TRAP)을 설치하여, 다시 포집 시험을 실시하는 것으로, 증기 누출이 실제로 감소되어 있는지 확인합니다.

절감되어 있으면 그 값을 에너지 절감 잠재력으로 합니다.

공장 전체에 채용한 경우의 에너지 절감 잠재력 ≒ 800㎏/ｈ（4.1㎏×200대）

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③ 온난화 가스 감축량 확인

증기 절감 잠재력 : 800kg/h = 6,400t/Y(년8,000시간 가동)

CO₂ 절감 잠재력 = 1,076.9 t-CO₂/Y

[계산식※] 증기 절감량 (6,400t/Y) x 2.8GJ/t x 0.0601t/GJ-CO₂

산업용 증기 1,000kg = 168kg-CO₂

※일본환경성발표 배출계수 (산업용 증기 환산)

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④ 노무 경감

고정오리피스식 트랩(O-TRAP)의 경우、경년열화(노후화)에 의한 증기 누출은 발생하지 않지만、모델 선정 실수나 운전조건이 변경된 경우 등으로 드레인 부하율이 바뀌어、증기 누출이 일어날 수 있습니다.

또、이물질에 의한 오리피스의 막힘이 발생할 가능성이 있습니다.

써모 그래피로 배관 표면의 온도분포를 촬영하는 것으로、가동 상황을 파악하여 메인테난스를 하므로써 트러블을 미연에 방지하여、보전 노무 경감을 도모합니다.

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⑤ 생산품의 품질 안정 확인

가동 밸브식 기존 스팀트랩 혹은 전자밸브에 의한 제어는、트랩 밸브의 개폐 동작 타이밍에 의해서 1차적으로 드레인 배출이 밀려、금형의 온도를 저하시킬 수 있습니다.

밸브채 없는 고정오리피스식 트랩 O-TRAP 은 상시 드레인을 배출하기 때문에、1차 측의 온도가 일정하게 유지되어、제품 품질이 안정합니다.

 

 

 

 

 

• 가류기로 부터 배출되는 드레인량

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가류기（기설치된 트랩）에서 배출되는 드레인량은 예열 중이거나、

​가류 중이거나에 관계 없이 、거의 일정합니다.（포집Test실험에 의함）、

​고정 오리피스식 스팀트랩(O-TRAP)으로 충분히 제어 가능 합니다.

아래와 같이 가류기 열판의 증기 소비량을 정확히 계산해서 가류기에서 발생하는 응축수 발생량에 따른 오리피스의 구멍 사이즈를 적절하게 선정하여 부하 변동에 적극 대응할 수 있는 최적의 기종 선정을 합니다. 이게 엔지니어링 능력이라 할 수 있습니다.

이렇게 선정된 O-TRAP 은 고장날 부분이 없어서 거의 반영구적으로 사용이 가능합니다.

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▶트럭용 타이어 가류기의 금속판(뿌라텐) 열판 증기 소비량 계산

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(고정 오리피스식 스팀 트랩인 O-TRAP 의 구멍 사이즈 계산을 위하여)​

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★ 표면적으로부터의 방열량에 의해 드레인량이 결정됩니다.

항 목	데이터	단위		O-TRAP 선정 기종
승온 목표 온도	170	℃		​O-TRAP No.5
사용 증기	0.85	MPaG
잠 열	483.385	kcal/kg
보온 효율		%
열 관류 율		측면
		상하면
자켓 가류기 열반 크기 (뿌라텐) 사이즈	0.6	H m
	1.65	L m
열판 수량	2	개
드레인회수관 압력	0.15	MPaG
트랩 설치 수량	1	개		드레인 최대배출능력 (O-TRAP No.5의 배출능력)	146 kg/h
트랩 1차/2차 차압(ㅿP)	0.7	MPaG		트랩 안전율(배출)	156%

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▶전체 방열량(측면방열+상하면방열+몰드): 45,210 kcal/h ÷ 483.385 kcal/kg= 93.53 kg/h

▶응축수 발생량(최대 드레인 발생량) : 93.53 kg/h

▶선정 기종 : O-TRAP No.5

★트랩 1차/2차 차압(ㅿP) 0.7 MPaG에서 최대배출능력은 146.0 kg/h 임.(응축수 부하율 64 %)

 

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▶ 타이어 공장 가류기 열판에서 온도 변화가 종종 발생하는 원인 중의 하나는?

가류기 열판에서 종종 온도가 하강하는 일이 발생하며, 이때는 별수없이 바이패스 밸브를 개방하면 잠시 후에 다시 온도가 상승합니다. 이의 원인은 이것 저것 있을 것이나 가장 많은 경우가 증기 수송관(주관)에 쌓인 드레인이 원인으로 꼽힙니다. 아래의 그림으로 설명을 합니다.

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▶ 실제 타이어 공장 가류기 열판에서 온도 변화 발생하여 조치한 결과는 아래 와 같습니다.

가류기 열판에서 아래와 같이 온도가 하강하는 일이 발생하였으며, 이를 처치한 내용을 정리, 참고하시길 바랍니다. 이전 같았으면, 바이패스 열어 10분정도 후 다시 온도가 올라, 재 작업 반복하였었음.

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아래의 그래프 처럼 온도 변화가 발생 되곤 하였습니다.

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→ 주관에 쌓인 드레인 처치가 관건이었음을 파악하여 근본 원인을 제거하기 위해서 O-TRAP을 설치 함.

증기 공급 계통에도 "O-TRAP"을 설치해서、드레인을 상시 배출할 수 있도록 함으로써 가류기(加硫機)의 온도는 더욱 안정 되었습니다.

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O-TRAP 상담 문의 ;

O-TRAP 관련 홈페이지 : http://k.o-trap.cn

O-TRAP 관련 E-mail 문의처 : tjchung@naver.com,  tjchung@daum.net

O-TRAP 관련 Tel 문의처 : 070-7747-8290

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