[일본] 폐온수열 이용한 증기 발생 장치 개발
"고효율 열교환기와 압력 용기를 일체화해 공간절약과 시공성(施工性) 향상"
일본 도쿄가스(Tokyo Gas)와 미우라 공업(Miura)은 생산 공정에서 배출되는 폐(廢)온수를 증기로 변환하는 "폐온수열 이용 증기 발생 장치"를 개발했다.
증기를 많이 사용하는 공장에서는 폐온수를 증발시켜 저압 증기로 재이용하는 방법으로 열교환기와 압력 용기(플래시 탱크)를 조합한 시스템을 도입하고 있다.
이 장치는 효율이 높은 열교환기를 압력 용기 내부에 부착시켜, 기존 시스템에서는 개별적으로 설치했던 열교환기와 압력 용기를 일체화했다. 이에 따라, 설치 공간을 약 60% 줄일 수 있게 되었고, 시공성도 향상되어 시공비 절감이 가능해졌다.
* 플래시 탱크(저압 용기): 고온의 열수를 플래시 탱크에 이끌어, 감압 증발시켜 발생한 증기만을 터빈에 보낸다.
미우라 공업은 2013년 4월부터 생산 공정에서 발생하는 폐온수를 증기로 회수하는 장치를 본격적으로 사업화할 예정이다. 도쿄 가스와 미우라 공업은 향후 이 장치를 활용해, 가스엔진 열병합발전시스템(CGS)의 폐열을 온수가 아닌, 증기로 회수하는 시스템 개발(주1)을 진행할 예정이다.
공장에서는 온수 이용 용도가 한정되어 있는데 반해, 증기는 가열이나 살균 등의 생산 공정에서 광범위하게 이용 가능하기 때문에, 가스엔진 열병합발전시스템에서는 발전할 때 생기는 폐열을 증기와 온수로 나누어 회수한다. 또한, 회수한 온수도 이 장치를 활용해 증기로 변환시켜 폐열로부터 얻을 수 있는 증기량을 증가시킬 수 있다.
이 장치는 2012년 11월 20일(화) ~ 22일(목)에 도쿄 빅사이트에서 개최되는 에너지 솔루션 종합전 "열전 플라자2012"에서 전시되었다.
주1： 기존보다 고온의 온수를 회수할 수 있는 가스 엔진과, 적은 동력으로 증기 압력을 높이는 증기 압축기를 개발해, 이 장치와 조합함으로써 가스엔진 열병합발전시스템의 폐열을 온수가 아닌 증기로 회수하여 효율적인 회수가 이루어질 전망이다.
[주요 특징]
(1) 공간절약
기존 시스템에서는 열교환기를 사용해 폐온수로 급수 온도를 올린 후, 온수를 압력 용기로 보내면 증발시켜 증기를 발생시킨다. 하지만, 이 장치는 열교환기와 압력 용기를 일체화하여, 열교환기를 내장한 압력 용기(증발부)의 내부에서 열을 폐온수에서 물로 전달해 증기를 발생시킨다.
이 열교환기는 폐온수가 통과하는 전열관(heat-transfer pipe) 위에서부터 물방울을 분사해 효율적으로 증기를 발생시킬 수 있다. 고효율 열교환기와 압력 용기를 일체화하여 이 장치는 기존 시스템 대비 설치 공간을 약 60% 감소하였다.
(2) 시공 용이(容易), 저비용
현장에서 열교환기와 압력 용기를 이어주는 배관 공사나 펌프 제어 시스템이 필요 없기 때문에 시공이 용이하다. 그로 인해, 공사기간 단축이나 필요한 배관 재료비용이 낮아져 시공비를 줄일 수 있다.
(3) 유지 보수 관리 비용 절감
압력 용기는 법령상, 최고 사용 압력과 내부용량에 의해 규모가 큰 것으로부터 차례대로 "제1종 압력 용기", "소형 압력 용기", "(간이)용기"로 구분되며, 구분마다 필요한 검사가 정해져 있다. 개발된 장치는 "소형 압력 용기" 범위 내 압력 용기를 4개 조합한 것으로 기존에는 "제1종 압력 용기"로만 생산 가능했던 양의 증기를 "소형 압력 용기"로 발생시킬 수 있어 "제1종 압력 용기"의 의무 성능 검사가 필요 없게 되었다.
[자료제공 : 녹색기술정보포탈(www.gtnet.go.kr) 2012. 12. 05 /
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