ESCO사업 사례
자료제공 / 에너지관리기술(주)
성신양회 폐열발전시스템
1. 사업개요
성신양회 단양공장은 충청북도 단양군 내에 소재하고 있으며, 포틀랜트 시멘트가 주 생산품이다. 총 5대의 Kiln이 설치되어 있고 폐열발전에 이용될 Kiln은 3호(생산능력 : 5,500 t/d), 5호(6,000 t/d), 6 호(9,100 t/d)이다. 이번 사업은 단순 에너지절감뿐만 아니라 온실가스 감축을 통한 경영합리화 도모, 정부의 온실가스·에너지목표관리제도의 적극적인 참여, 첨단 에너지절약 기술의 도입으로 기업이미 지 제고 및 국가경쟁력 강화에 있다.
2. 사업내용
본 사업은 성신양회 단양공장 3호, 5호, 6호 kiln AQC(Air Quenching Cooler : 시멘트 킬른에서 고온으로 소성 후 배출되는 제품의 고온 냉각열) 및 6호 P/H(PreHeater : 시멘트 킬른으로부터 배 출되는 연소배가스를 이용하여 원료를 예열후 외기로 방출하는 고온 배가스)에서 나오는 배열을 이 용, 폐열보일러에 의한 고온/고압증기를 생산하고 이를 증기터빈과 발전기를 이용하여 전기를 생산하 는 시스템이다.
2.1 폐열발전 계통
<그림 1>은 보일러에서 발생된 스팀을 터빈 발전기까지의 계통을 나타내고 있으며, 폐열량이 많은 6호 kiln 인접지역에 폐열발전시설을 설치했다.
<그림 1> 터빈 발전을 위한 스팀 공급 계통 ESCO Case 1
<그림 3> 폐열발전 보일러 설치 위치
3호 kiln cooler 5호 kiln cooler 6호 kiln cooler 6호 kiln P/H
2.2 폐열발전의 활용계획
소성로에서 발생하는 폐열을 이용 보일러에서 증기를 생산하며, 증기로 증기터빈발전기를 가동시켜 전력을 생산하고, 발전소 소내전력을 감당한 후 잔여 전력을 생산공장에서 자가소비 또는 잉여전력을 한국전력공사에 판매하게 된다. <그림 4>는 폐열발전 설비 구성을 나타낸다.
<그림 4> 폐열발전 설비 구성
3. 사업효과분석
시멘트 제조공정에서 배출되는 폐가스열을 활용하여 전력 절감 및 온실가스감축 효과를 얻을 수 있 어 경영합리화에 크게 기여할 것으로 예상된다.
<표 1> 폐열발전시설 투자효과
구분 전력절감량
(MWh/년)
절감량 (toe/년)
CO2절감량 (t-CO2)
절감금액 (억원/년)
투자비 (억원/년)
회수기간 (년)
내용 184,531 42,442 85,862 150 715 4.8
KG에코서비스코리아의 노후보일러 및 증발농축관 교체
1. 사업 개요
KG에코서비스코리아(주) 사업장은 경기도 시흥시 시화공단 내에 소재하고 있으며 폐기물 소각로와 폐수처리를 위한 증발농축관을 운영하여 사업장 폐기물과 폐수를 전문적으로 처리하는 업체이다. 사 업장내에는 폐기물을 처리하기 위한 스토커 타입의 소각로 2대와 로터리킬른 소각로 한 대가 설치되 어 있으며 또한 폐수를 처리하기 위한 증발농축관 2대가 설치되어 있다. 처리설비(폐열증기보일러, 증 발농축관)들의 노후화로 성능효율이 낮아 공정개선 및 고효율설비로 교체함으로써 폐기물 소각열의 이용효율을 높이고 농축관의 공급스팀량을 절감하는 사업이다.
2. 사업 내용
본 사업은 사업장폐기물을 처리하여 증기를 발생시키는 소각보일러 2대와 폐수를 농축 처리하는 증 발농축관 1대를 교체하는 사업으로 충분한 사전조사 및 에너지진단을 통하여 기존설비의 성능을 측 정했으며 또한 에너지 효율 극대화를 위해 적정용량의 설비를 설치하였다.
2-1. 시스템 적용개요
폐열증기 보일러
• 폐기물 소각열 이용 증기 폐열보일러의 노후화 (2기, 설치 15년 경과)로 효율이 낮고 용량이 적어 잉여폐열을 충분히 활용치 못하였다. 이에 용량이 증가된 신규 보일러로 교체하여 발생되는 증기 를 집단에너지 공급관에 연결(판매)하여 공급량을 증가시킴으로써 폐기물 소각 폐열을 최대한 활 용했다.
ESCO Case 1
보일러부하율(%) 65 70 진단결과
년간 가동시간(h/년) 7,200 7,200 24h/d × 300d/년
폐수 증발 농축공정
• 인근 사업장에서 발생하는 저농도의 각종 폐수를 수집하여 농축 처리하는 증발농축관(단중)이 노 후화되어(1996년 설치) 효율이 낮아 이를 2중 효용관으로 교체하여 효율을 높임으로써 공급증기 의 양을 절감했다.
항목 기존 변경 비고
용량 10t/h × 2기(단중) 2.4t/h × 2기 용량증가
평균폐수증발량(t/d) 96 96 4t/h × 24h/d
증발배수 0.625 1.212 진단결과
농도(%) 6 --> 50 6 --> 50 24h/d × 300d/년
년간 가동시간(h/년) 7,200 7,200 24h/d × 300d/년
2-2. 농축관 개선 전 후 개념도
<개선 전> <개선 후>
3. 사업효과 분석
구분 폐열증기 보일러 교체 폐수 증발농축공정 개선
에너지절감량
증기 추가공급량(절감량): 137,727 t/년 사업전 공급량 사업후 공급량
35,071 t/년 172,790 t/년 석유환산절감량 : 8,516 toe/년
※집단에너지 사업자인 KG에너지(주)의 B-C유 보일러 효율 : 92.3% 적용
증기절감량: 22,318 t/년 사업전 공급량 사업후 공급량
46,080 t/년 23,762 t/년 석유환산 절감량 : 1,469 toe/년
에너지 절감금액
(증기판매금액) 4,132 백만원
(137,727 t/년 × 30,000원/t)
670백만원 (22,318 t/년×30,000원/t)
제일모직 히트펌프시스템설치
1. 사업 개요
제일모직 오창사업장은 충북오창산업단지 내에 소재 하고 있으며, Poly Vinyl Alcohol(PVA) Film을 연신시켜, 요오드와 이색성 염료 용액에 담가 요오드 분자와 염료 분자를 연신 방향으로 나란하게 배 열시켜 평광필름을 생산하는 업체로 평광필름 생산 LINE을 1~3 LINE을 구축하여 생산하고 있다.
평광필름 생산을 위해 각 공정별 크린룸 설비가 구축되어 있고, 또한 공정별 필요 온도 유지를 위한 스팀공급설비가 생산설비로 구축되어 있다.
이에 에너지절약을 위해 에너지절약효과가 우수한 히트펌프시스템을 적용하여, 냉.온수 부하 저감을 통한 에너지이용효율을 극대화를 통한 제일모직 오창사업장의 수익성 향상을 목적으로 1 ,2 LINE에 히트펌프시스템을 구축하였으며, 3 LINE에도 추가로 설치 중에 있다.
2. 사업 내용
본 사업은 제일모직 오창사업장의 1, 2 LINE내에 히트펌프시스템을 설치하는 사업으로 사업 전 충 분한 사전조사 및 에너지진단을 통하여 적정용량을 산정하였고, 에너지이용효율 측면 및 정밀제어시 스템을 구축했다.
2-1. 시스템 적용개요
• 용액 승온 및 냉동기 4계절 운전 : Heat Pump 적용으로 이용효과 측면의 최적시스템 - 냉·온수 동시 생산이 가능한 Heat Pump 시스템 도입적용
• Heat pump 설치로 냉수 생산하면서 부수적으로 온열 생산으로 획기적 절감시스템 - 온 열 : 용액 승온 40~55℃ 다양하며 2단계 승온 방식채택
- 냉 열 : 7℃ 냉수 생산 공급으로 냉동기 전력 절감
2-2. 히트펌프 설치용량
구분 용량 대수 온수생산 온도 냉수생산 온도 적용처
1Line 380Mcal/h(125RT) 2대 60℃ 7℃ 12개 공정
2Line 476Mcal/h(155RT) 2대 60℃ 7℃ 13개 공정
2-3. 히트펌프시스템 계통도
ESCO Case 1
3. 사업효과분석
본 사업에서 적용한 히트펌프시스템 도입을 통해 보일러 부하 저감을 통한 LNG절감 및 냉동기 부하 저감을 통한 전력 절감 효과를 얻을 수 있었으며, 운전관리 측면에서는 스팀을 통한 온도제어방식 보 다 정밀제어가 가능한 온수제어를 통하여 제품의 품질 및 효율적인 관리가 가능했다.
항목 LNG 절감전력 추가전력 절감량 비고
에너지량 TOE/년 846 405 329 922
탄소배출량 T-CO2/년 1,799 882 716 1,965
절감금액 백만원/년 614 138 112 639
1 LINE 모니터링 1 LINE 모니터링
