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열처리 · M&V · 전기

SHAFT 열처리 공정의 Baseline 구축과 표준운전 조건 최적화

동일 432kg Batch의 소비량 편차와 표준소요시간을 분석하고, 생산중량 기반 WLS Baseline으로 절감성과 검증 체계를 설계한 사례입니다.

SHAFTWLS생산중량BaselineM&V

01 · CHALLENGE

현장에서 확인한 주요 과제

  • 열처리로#3에서 동일 생산중량 432kg 조건에서도 전력사용량이 약 180~192kWh 범위로 변동
  • 템퍼로#1은 동일 432kg 조건에서 전력사용량이 약 10~19kWh로 변동
  • 표준소요시간을 초과하는 운전과 로딩·대기·가열 Profile 차이의 영향 확인 필요

02 · DATA

분석에 사용한 데이터

  • MES 일별 생산중량·생산수량·소요시간
  • EMS 설비별 전력사용량(kWh)
  • Noise 및 영향점 제거 후 정상 운전 데이터

03 · BASELINE / MODEL

Baseline 및 예측모델

열처리로#3Ebase_day = 0.4325 × Wday + 1.7336
방법
WLS
성능·해석
Adjusted R² 0.9995 · RMSE 4.865kWh · CV(RMSE) 0.93%
템퍼로#1Ebase_day = 0.0333 × Wday + 0.3784
방법
WLS
성능·해석
Adjusted R² 0.9898 · RMSE 2.097kWh · CV(RMSE) 4.86%

04 · SAVING OPPORTUNITY

1차 절감 잠재량 시나리오

개선 시나리오Baseline목표1차 잠재량
열처리로#3 · 동일 432kg 저소비 운전432kg Baseline 대비 실제 저소비 운전구간을 1차 목표로 설정 188.6 kWh180 kWh4.5%
템퍼로#1 · 표준소요시간 150분 운전432kg Baseline과 소요시간 150분 보조모델의 목표 소비량 비교 14.8 kWh13.4 kWh9.0%
검증 조건

동일 SHAFT·432kg 조건에서 목표온도, 가열 Profile, 로딩조건을 고정하고 표준시간 초과일을 별도 관리하여 Baseline−Actual 방식으로 월간 절감성과를 검증합니다.

자료 기준: 실증사이트 MES·EMS 분석 및 M&V Plan 기반

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우리 사업장·시설 데이터에도 같은 방식으로 적용할 수 있을까요?

에너지사용량과 주요 영향인자 데이터가 있다면 현재 설비·시스템의 Baseline과 절감 가능성을 함께 검토할 수 있습니다.

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전문가 해설과 확장 적용

배경·기술적 맥락

산업 공정가열은 열원, 재료, 운전조건, 열손실과 제어를 시스템 관점에서 함께 분석해야 하며 운전 최적화와 폐열회수 등이 주요 개선 축이다.

Engineering Interpretation

공정가열 설비에서는 생산량·Batch·가열시간·온도조건이 에너지사용과 직접 연결되므로, 절대 사용량과 함께 생산기준 원단위와 운전조건을 동시에 해석하는 것이 중요하다.

응용 가능 분야

열처리·주조·제련·유리·세라믹·건조 공정 등 온도와 생산량이 에너지사용을 좌우하는 공정에 응용할 수 있다.

M&V 실무 고려사항

향후 성과검증에서는 에너지사용량과 함께 생산량 또는 생산중량, Batch, 가동시간, 주요 온도조건과 제품 Mix를 기록하는 것이 적절하다. 생산조건이 다른 기간은 에너지 원단위 또는 보정 Baseline을 이용해 비교하고, 실적과 잠재량을 분리해 관리해야 한다.

Consultant's Point

공정가열은 에너지사용량과 생산조건을 분리해서 볼 수 없다. 생산량·Batch·가동시간과 온도조건을 함께 보아야 원단위 변화가 생산조건 때문인지 운전개선 때문인지 구분할 수 있다.

AI·데이터 활용 확장

운전·생산 데이터가 충분히 축적되고 반복패턴이 확인되는 경우에 한해 예측 또는 이상탐지 적용 가능성을 검토할 수 있다. AI는 선택적 확장수단이며 원래 CASE의 검증 실적이 아니다.

International / External Reference

U.S. Department of Energy의 「Process Heating Systems」는 이 CASE와 관련된 시스템 효율화의 일반적 기술 배경을 제공한다. 이 자료는 원래 CASE의 현장 실적이나 Evidence가 아니라 외부 참고자료이다. Reference

Additional technical reference: U.S. Department of Energy / Better Plants — Process Heating Systems / Process Heating