압축공기의 효율적 운영방법과 기초이론

소개

공기 압축기의 효율적 운영 방법

최근 공기압축기는 여러 가지 용도에 이용되고 있으며, 특히 산업체에서 널리 보급되고 있다. 산업체에서는 각종 제어개통의 작동유체로서 또 푸로세스에 직접 사용하기도 한다. 이와 같이 널리 사용되고 있는 공기압축기의 효율적인 운전은 산업체의 원가절감의 한 방편으로서 또는 에너지의 생산에 따른 공해배출물의 감소방안으로서 필할 수 없는 선택수단이 되고 있다.

목차

1. 공기압축기의 일반특성
2. 공기압축기의 동력 및 구성
2. 공기압축기의 소요동력 저감 방안
3. 압축공기의 합리적 제습 방안

본문내용

공기 압축기의 효율적 운영 방법

최근 공기압축기는 여러 가지 용도에 이용되고 있으며, 특히 산업체에서 널리 보급되고 있다. 산업체에서는 각종 제어개통의 작동유체로서 또 푸로세스에 직접 사용하기도 한다. 이와 같이 널리 사용되고 있는 공기압축기의 효율적인 운전은 산업체의 원가절감의 한 방편으로서 또는 에너지의 생산에 따른 공해배출물의 감소방안으로서 필할 수 없는 선택수단이 되고 있다.


1. 공기압축기의 일반특성

1) 공기압축기의 종류 및 특성
공기 압축기는 압축방식에 따라 크게 세가지로 분류되며, 각각 기계의 특성상 장.단점을 지니고 있으므로, 현장 여건에 적합한 압축기를 사용하는 것이 중요하다.

? 왕복동 압축기
- 실린더 안에 피스톤의 왕복운동으로 압축공기를 생성하며, 높은 압력 변화에 따른 유량의 변동이 작은 특징을 가지고 있다.

- 높은 공기압력을 생산할 수 있으나, 유량의 한계(3,300㎥/h)를 갖고 있어, 공기사용량이 많은 공정에는 부적합하며, 피스톤 운동의 특성상 공기의 흐름이 연속적이지 못하다.

? 스크류 압축기
- 왕복동 압축기의 피스톤 대신 암,수 로타가 맞물려 회전함으로써 압축공기를 생성하며, 압력은 왕복동 압축기보다 작으나, 공기 유량이 많다.

- 왕복동 압축기보다 많은 유량을 생산할 수 있으나, 기계적인 소음이 매우 크며 유량은 크기에 따라 20,000㎥/h정도 생산 가능하나, 그 이상은 작동원리상 장비의 부피가 현실성 없게 커지는 단점이 있다.

? 터보 압축기
- 임펠라를 고속 회전시켜 공기의 속도를 높이고 디퓨저를 통해 속도에너지를 압력에너지로 전환시킴으로써 압축공기를 생성하며 왕복동 압축기와 스크류 압축기의 단점을 보완한 형식이다.

- 유량을 압력변동 없이 조절할 수 있으며, 다른 종류의 압축기 보다 전력당(KW) 많은 유량을 생산할 수 있으나, 유량 대비 압축비가 높을 때 발생하는 써지곡선(Surge Line)이 있어 이 영역에서는 회전체(Impeller)가 공회전을 하게 되어, 유동의 흐름이 불규칙하게 되고, 결국 제어가 안되는 불안정한 상태가 되므로 이 영역을 피해서 운전해야 하는 단점이 있다.

<중 략>

◇ 개선대책
흡착식 제습기 전에는 After-Cooler와 냉동식 제습기가 설치되어 있어 대부분의 제습를 담당하고 있다. 건구온도 15℃와 상대습도 60%일 때 절대습도는 6.5(g/kg-공기)로 대기압에서의 노점온도는 약 11.5℃이며, 5kg/cm2g로 압축 시 노점온도는 약 41℃가된다. 이를 냉동식 제습기에서 공기온도를 6℃로 냉동 건조할 경우 이것은 6℃의 가압 노점을 대기압에서 약 -18℃의 노점으로 변화시키는 경우와 동일하다. 이와 같이 낮은 노점을 갖는 공기는 절대습도가 1(g/kg-공기)이하로 매우 건조함.
그러므로, Timer에 의한 일정시간이 경과한 후 재생하는 방법에서 공기노점관리 방법 채택(Dewpoint Controller 활용)으로 흡착식 Dryer의 재생 방법 개선이 필요하다. 흡착식 제습기의 제습시간을 연장하여 재생주기를 조절하므로써 재생에 소요되는 에너지를 감소할 수 있다.

그리고, 제습한 압축공기의 노점을 측정하여 제습시간과 재생주기를 조절하는 Dewpoint Demand Control를 도입하여 에너지를 절감하도록 한다.

- Dewpoint Demand Control
압축공기의 Dewpoint Demand Control은 제습공기의 노점(Dewpoint)을 측정하여 노점이 낮을 때에는 제습기의 Tower 교체를 보류하고 재생 Tower는 증압된 상태에서 Purge 없이 대기하므로써 대기시간동안 에너지가 소비되지 않으며, 계절적으로 대기습도가 적은 동절기에 효과가 크게 나타난다.

참고자료

· 없음