초지건조기 입출구 함수율 관리지침

KSA 4000 4.4.4.1

에너지 시설 등의 성능 및 효율에너지 시설 등의 성능 및 효율

확인과 향상

2009.4

갑을 제지 ㈜

ⅠⅠⅠⅠ서론서론서론서론

1.1.1.1.배경배경배경배경 및및및및 목적목적목적목적

2.2.2.2.대상시설대상시설대상시설대상시설

3.3.3.3.지침지침지침지침 작성작성작성작성 내용내용내용내용

ⅡⅡⅡⅡ초지건조기초지건조기초지건조기초지건조기 입출구입출구입출구입출구 함수율관리함수율관리함수율관리함수율관리 지침지침지침지침

1.1.1.1.근거조항근거조항근거조항근거조항

2.2.2.2.초지건조기초지건조기초지건조기초지건조기 건조이론건조이론건조이론건조이론

3.3.3.3.초지건조기초지건조기초지건조기초지건조기 입출구입출구입출구입출구 함수율함수율함수율함수율 측정측정측정측정

4.4.4.4.요구사항만족을요구사항만족을요구사항만족을요구사항만족을 위한위한위한위한 실행실행실행실행 및및및및 조치사항조치사항조치사항조치사항 지침지침지침지침

5.5.5.5.설비관리설비관리설비관리설비관리 지침지침지침지침

Ⅰ서론

1.배경 및 목적

0 본 지침의 작성목적은 에너지 경영시스템 한국 산업규격

(KSA 4000)의 요구사항 중 「4.4.4.1 에너지 시설 등의 성능 및

효율 확인과 향상」항목의 지침서 예시로서 제지업종 시설에 대해효율 확인과 향상」항목의 지침서 예시로서 제지업종 시설에 대해

작성된것임.

- 관련 규정 : KSA 4000 4.4.4 장비,설비 및 프로세스 관리

0 에너지 경영 도입의 핵심적인 목적은 합리적 에너지 사용을 통해

에너지 Cost를 감축함으로서 기업의 경쟁력 강화와 이익의 증진

을 도모하고 나아가 온실가스 배출을 줄임으로서 지구환경 보존을

통한 인류의 행복 증진에 있음.

- 기업의 합리적 에너지 사용의 관건은 단위 에너지 시설 등의 성능 및 효율

향상이 매우 중요함.

- 따라서 시설의 성능 및 효율향상을 위한 합리적인 지침 마련이 필요함.

- 제지업종의 핵심적인 에너지 사용시설은 초지건조기이며 에너지경영 측면

에서 이의 관리지침을 예시함. 에서 이의 관리지침을 예시함.

2.대상 시설 : 제지업종의 초지건조기

0 초지건조기는 펄프의 해리, 정선시설과 Wire Part의 Former, Press Part

를 통과한 습지를 건조해 주는 설비로서 제지공장 열에너지의 85% 이상

을 사용하는 설비임.

0 초지건조기에서의 에너지효율 향상을 위해서는 입출구 수분율을 관리하여

건조부하를 줄이는 것이 중요한 부분임.

3. 지침 작성 내용

(1) 지필 건조 이론 및 초지건조기 입출구 수분관리에 따른

효과 설명

(2) 초지건조기 입출구 수분측정 관리 지침

(3) 요구사항 만족을 위한 실행 및 조치사항 지침

(4) 설비 관리 지침

Ⅱ.초지건조기 입출구 함수율

관리 지침관리 지침

1. 근거 조항

0. KSA 4000 : 4.4.4 장비, 설비 및 프로세스 관리

4.4.4.1 에너지 시설 등의 성능 및 효율 확인과 향상

(a) 에너지 시스템이 조직의 요구대로 성능을 발휘하고 있는지 또는 효율

향상 필요성 유무를 조사하여 그 결과를 기록하고 유지

(b) 조사 결과 효율 향상을 위해 복원, 개조 및 조정이 가능한 경우 실행

(c) 실행의 결과로 발생하는 직 간접적인 이익을 기록하고 유지

2.초지 건조기 건조 이론

(1)초지 건조기 구조

53%

%(함수율)

(2) 건조 단계별 수분율 변화 추이

[[[[그림그림그림그림] ] ] ] 건조건조건조건조 단계별단계별단계별단계별 수분율수분율수분율수분율 변화변화변화변화

8%

(a) (b) (c)

t (시간)

(a) 예열기

Press End로 부터 초지 건조기에 진입한 습지는 Cylinder Dryer 표면열에

의해 가열되어 본격적인 건조가 이루어지기 위해 승온됨. 이 구간에서의

습지 수분율 변화는 적음.

(b) 항율 건조기

본격적인 건조가 활발히 일어나 시간에 따른 건조 및 수분율 변화 비율이

어느 정도 일정함. 초지 건조기는 이 구간에서 대부분의 건조가 이루어짐.

(c) 감율 건조기

지필의 수분이 % 전후까지 건조된 후에는 Cylinder Dryer들을 통과시키

며 열을 계속 가해도 건조가 상대적으로 대단히 느리게 진행되어 함수율

감소 속도가 현저히 떨어지게 됨. 이 구간의 건조는 Cylinder Dryer들에

가장 높은 스팀압력을 공급하며 건조가 이루어 지기 위해서는 지필의 섬

유 조직을 파괴해야 하기 때문에 쉽사리 건조가 이루어지지 않음.

(3)초지 건조기 입구 함수율 관리 효과

항 목 수분율감소전 수분율감소후

습지수분율 52.0 50.0

건 지료율 48.0 50.0

Dryer 출구 수분율 : 8.0

건 지료율 : 92.0

- 함수율 감소전 초지 건조기 출구 제품 1톤당 가열 건조할 수분량

=초지건조기 출구 제품 1톤당 습지량(ton) – 초지건조기 출구 제품량(ton)

=92.0/ 48.0 – 1

=0.92 ton-수분/ ton-제품

- 함수율 감소후 초지건조기 출구 제품 1톤 당 가열 건조할 수분량

=92.0/ 50.0 - 1

=0.84 ton-수분/ ton-제품

- 가열 건조할 수분량의 차

= 0.92 ton-수분/ ton-제품- 0.84 ton-수분/ ton-제품

= 0.08 ton-수분/ ton-제품

- 감소 수분량 비율

= 0.08/ 0.92 ⅹ100

= 8.7 %

0. 즉, Press Part에서 1%의 수분을 더 착수해주면 초지건조기에서 증발시켜

야할 총 수분량의 4.3%가 줄어들며, 초지건조기 효율을 감안하면 스팀

사용량의 감소는 더욱 커지고 보일러의 효율과 열수송 손실등을 감안하면

연료 절감량은 5% 이상이 됨.

(4) 초지 건조기 출구 함수율 관리 효과(사례)

0.초지 건조기 출구 수분율(Cross 방향 6개월 평균)

위치Tender

SideCenter

Driving

Side평균

함수율6.38 5.48 5.50 6.15 6.62 6.03

* 관리기준 수분율 : 7%

0.수분 Profile 불균일에 의한 에너지 소비 증가

-불량한 양 Side를 기준으로 건조시키고 있으며 중앙부분은 과건조되어

에너지 낭비요소가 됨.

- Open Hood인 경우 양 Side 함수율이 높은 것이 일반적인 현상임.

(%)6.38 5.48 5.50 6.15 6.62 6.03

0.과건조로 인한 손실

- 에너지 손실

- 제품 품질저하 및 Speed Up 가능 상쇄에 의한 생산량 손실

- 제품 중량 감소에 의한 손실

0. 과건조 방지에 의한 제품중량 증가 효과

- 계산 기준

ㆍ개선전 제품 함수율 : 6%

ㆍ개선후 제품 함수율 : 7%

ㆍ제품 생산량 : 100,000 톤/년

- 제품 생산 증가량

개선전 생산량(톤/년) ⅹ(1 –개선전 수분율)/ (1 –개선후 수분율)

- 개선전 생산량(톤/년)

= 100,000 ⅹ(1 - 0.06)/ (1- 0.07) – 100,000

= 1,075 (톤/년)

- 매출 증가 가능액

제품생산 증가량(톤/년) ⅹ종이 단가(천원/톤)

= 1,075 ⅹ500

= 537,500(천원/년)

0. 과건조 방지에 의한 에너지 절감 효과

- 계산 기준

ㆍ초지건조기 증발배수 : 0.5 (kg-수분/ kg-스팀)

ㆍ보일러 평균 환산 증발배수 : 15.9 (kg-스팀/ kg- B- C유)

- 건 종이 중량

= 년간 제품 생산량(톤/년) ⅹ제품중 건 종이 비율

= 100,000 ⅹ0.94= 100,000 ⅹ0.94

= 94,000(톤/년)

- 과건조 수분량

= 건종이 중량(톤/년)/ (1 –개선후 함수율)

- 건종이 중량(톤/년)/ (1 -개선전 함수율)

= 94,000/ (1 - 0.07) – 94,000/ (1- 0.06)

= 1,075(ton-수분/년)

- 스팀 절감량

과건조 수분량(ton-수분/년)/초지건조기 증발 배수(ton-수분/ ton-스팀)

= 1,075/ 0.50

= 2,150 (ton-스팀/년)

* 함수율 6%로 과건조 과정은 초지건조기 증발배수가 0.5보다 대폭

적어질 것임으로 스팀 절감량은 훨씬 커질 것임.

- 연료 절감량- 연료 절감량

스팀 절감량(ton-스팀/년)/보일러 환산 증발배수(ton-스팀/ ton- B- C유)/

B- C유 비중(ton/㎘)

= 2,150/ 15.9/ 0.95

= 142 (㎘/년)

- 절감 금액

연료 절감량(㎘/년) ⅹ연료 단가(천원/㎘)

= 142 ⅹ750

3. 초지 건조기 입출구 함수율 측정

(1) QCS에 의한 초지건조기 출구에서의 함수율 측정(1) QCS에 의한 초지건조기 출구에서의 함수율 측정

Scanner의 Sensor에서 sheet의 평량, 수분,두께를 측정하여 데이터를 QCS Server로 전송데이터를 받은 QCS Server 에서Headbox 에 평 량 을 조 절 하 고Steambox에 수분을 조절한다.QCS Server에서 받은 data를 VIB Server와SNC PC로 전송하고, 받은 data로 VIBServer는 수분을 조절하고 SNC PC는 두께를조절한다.

(2) QCS가 설치되어있지 않은 초지건조기에서의 함수율 측정

(적용위치 : 초지건조기 입구와 출구, 기타 측정이 필요한 초지건조기

내부 위치)

0. KSM 7203 종이 및 판지의 수분 시험방법 준용

0. 건조기에서의 유지온도 105± 2℃ 정확히 유지

0. 시료 채취 위치를 규정에 맞게 채취

* 첨부 : KSM 7023 「종이 및 판지 –함수율 측정 - 전건법」

(3) Data 관리

0. QCS는 실시간으로 Data가 입력되며 회사 에너지 경영위원회 방침에

따라 분석 관리됨.

0. QCS가 설치되어있지 않은 초지건조기는 KSM 7023에서 규정한 시험

방법에 의해 정기적 또는 필요시 수시로 발생된 Data를 분석 관리방법에 의해 정기적 또는 필요시 수시로 발생된 Data를 분석 관리

(4) 측정기기 관리

0. QCS 및 KSM 7203 시험 방법 실행에 필요한 기기는 QCS 관리 규정 및

본 KSA 4000 에너지경영 시스템에서 규정한 교정, 오차관리등 해당

관리규정에 따라 관리

4. 에너지경영 시스템 요구사항 만족을 위한 실행

및 조치사항 지침

(1) 초지건조기 입구 함수율 관리

(a) Shoe Prees 설치 : 투자 경제성 검토후 시행

(b) Press Part 개조 및 개선

- 구조 개선 : 단수 증가, Press Type 개선, Press Role size 개선 등

- 선압 개선

- 진공 System 개선 : 진공 펌프 개체 및 수리 개선, 진공 System 개선,

율박스, Suction Box 개선

- Felt 개선 : 교체 주기, 적정 Type 선택

- Shower System 개선 : 설치위치, 설치수, 압력, Type등 개선

(c) Steam Box 도입

(d) 습지 온도 상승

- 백수 온도 상승

- 용수 온도 상승

(e) 위 시설들의 보수유지 개선은 KSA 4000 의 규정에 따름

(2) 초지 건조기 출구 함수율 관리

(a) 고압군 Cylinder Dryer 가동 개수 조정

(b) 고압군 Cylinder Dryer Steam 공급 압력 조정

(c) 초지기 운전 Speed 조정

(3) 초지 건조기 출구 함수율 Profile 개선

(a) Shoe Press 설치(a) Shoe Press 설치

(b) Open Hood를 Enclosed Hood로 개선

(c) Press Part 선압 개선

(d) Steem Box Steam 공급 개선

(e) Head Box 및 Wire Part 개선

(f) PV Duct 조정

(g) 모포 : 교체 주기, 적정 Type 선정

(h) Shower System 개선 : 설치 위치, 설치수, 압력, Type 등 개선

5. 설비 관리 지침

(1) 각 설비별 Manual에서 기술하고 있는 관리 지침과 KSA 4000의 규정에

따라 주기적으로 Check 관리

(2) 별첨 설비관리 Check List 양식을 비치하고 주기적으로 Check 보수

유지

* 별첨 : 설비관리 Check List

(3) 에너지 시설 등의 설계, 제작 후 설치 사용시 설계에서 정의한 성능을

발휘하는지, 효율 향상이 필요한지를 평가하여 기록으로 유지

(4) 특정 에너지기기를 복원, 개조 및 조정하였을 경우 이력의 유지를

위하여 복원, 개조 및 조정에 대한 내용을 기록으로 유지

(5) 실현된 에너지 효율개선에 의한 발생 이익도 기록으로 유지

(6) 모든 기록은 에너지측면 분석 및 에너지 효율향상 등을 위하여 활용

(7) 운영 및 유지를 위한 절차는 다음을 포함 해야함

- 기계류, 기기, 설비에 대한 운영 및 유지 계획

- 기계류, 기기, 설비에 대한 정기점검 계획

- 구체적 점검방법에 대한 설명- 구체적 점검방법에 대한 설명

- 점검을 포함하여 관련기기의 서비스 내용 및 주기

- 기기의 운영 및 유지 책임부분 및 인원의 자격관련 사항

(8) 수립된 절차의 실행 결과는 이력관리를 위하여 기록되고 유지

NONONONOProcessProcessProcessProcess

별별별별

설비설비설비설비

명명명명

에너지종에너지종에너지종에너지종

류류류류점검항목점검항목점검항목점검항목 기준기준기준기준

전검주전검주전검주전검주

기기기기

위치위치위치위치((((테그테그테그테그

No)No)No)No)점검방법점검방법점검방법점검방법

<별첨> 설비관리 체크리스트