공기예열기를 추가 설치하여 배기 가스열 회수 강화, 배기가스 폐열회수

 

제 목	보일러 공기예열기를 추가 설치하여 배기 가스열 회수 강화
업 종	요업
생산제품	PHC파일
개선안 대분류	배기가스 폐열회수
개선안 소분류	배기가스 열을 이용하여 연소공기 예열

 

 

개선 전

 

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

 

 

[그림] 보일러 배기가스 폐열 회수 계통도 - 개선 전

 

 

ㅇ 예열 공기의 상한을 제한하기 때문에 공기 예열기 후단의 배기가스 온도가 높게 나타나고있다.

 

<표> 배가스 온도에 따른 공기예열기 후단에서 전기집진기 후단의 온도차

 

 

 

 

개선 후

 

ㅇ 고온의 배기가스 배출 손실을 유효하게 회수하기 위해서 기존 Counter Type 공 기예열기 후단에 추가로 Parallel Type의 공기예열기를 설치하여 연소용 공기 온 도를 높여 연료를 절감하도록 한다.

 

<그림> 공기예열기 배기가스 폐열회수 시스템 계통도 - 개선 후

 

 

ㅇ 배기가스 폐열을 회수함으로서 배기 열손실을 감소하여 연료절감을 할 수 있다.

 

<표> 공기예열기에서의 배기가스 회수열량

※연료사용량의 ( )값은 비중을 적용한 값 [kg/h]

 

 

 

 

<표> 연소용 공기흡수열량

※ 연료사용량의 ( )값은 비중을 적용한 값 [kg/h]

※ 개선 후 연소용 공기의 흡수열량은 공기예열기 회수열량의 87.0% 적용하였으며, 이를 근거로 공기예열기 후단의 예열공기 온도 계산.

 

ㅇ 기존 공기예열기(Counter Type) 후단의 온도를 낮추었을 때 발생하는 저온 부식 문제는 Parallel Type의 열교환기를 적용함으로서 제거할 수 있다.

 

ㅇ Parallel Type 공기예열기는 공기와 배기가스가 평행하게 흐름으로서 공기예열 기 내부의 저온부식의 문제가 발생하지 않아 예열기 후단의 온도를 낮추어 열손 실인한 에너지 소모를 감소시킬 수 있다.

 

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

 

 

 

 

 

기대효과

 

<계산기준>

 

- 년간 가동시간 : 7,008 [hr/년]

- 년간 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 운전 비율 적용 및 저부하일 때 By-Pass 통하여 연소용 공기 공급 감안)

- 개선 전· 후 연소용 공기 흡수열량

 

개선 전· 후 연소용 공기 흡수열량

 

① 예상 절감량 : 52.58 [toe/년]

- 절감열량

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

= 101,237[kcal/h]× 7,008[hr/년]× 0.7

= 496,628,227 [kcal/년]

- 연료절감량

= 53,115 [ℓ/년] 

= 53.115[㎘/년]× 0.99[toe 환산]

= 52.58 [toe/년]

 

 

② 예상 절감률 : 1.22 [%]

= 년간 연료절감량[toe/년]/2008년 에너지 사용량[toe/년])☓100

= (52.58[toe/년] / 4,316.71[toe/년]) ☓ 100

= 1.22 [%]

 

③ 예상 절감액 : 26.73 [백만원/년]

= 연료절감량[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]

- 온도 센서 (2SET) : 5.0 [백만원]

- 설치비 기타 : 14.5 [백만원]

- 시험운전 : 2.0 [백만원]

 

⑤ 투자비 회수기간 : 1.59 [년]

= 투자비 / 년간 연료절감액

= 42.5[백만원] / 26.73[백만원/년]

= 1.59 [년]

 

⑥ 온실가스(tC/년) 저감량 :

= 연료절감량[toe/년] × 0.837[tC/toe]

= 52.58[toe/년] × 0.875[tC/toe]

= 46.01 [tC/년]

 

 

<기대효과 종합>

 

보일러세관, 노통연관보일러, 수관보일러, 관류보일러, 계속사용안전검사