보고서의 고객사별 공기압축기 UPI 분포 평균
CHEMICAL PLANT · COMPRESSED AIR · LOW/HIGH PRESSURE · UPI · BOV · IGV
화학공장 저압·고압 공기압축기 UPI 진단 및 운전최적화
대형 화학 제조공장의 2018년 운전데이터를 이용하여 저압·고압 공기압축기 시스템의 소비전력, 공급유량, 가동대수, 부하율, 공급압력, BOV/IGV 제어패턴과 UPI를 진단하고, 타 사업장 Benchmark를 통해 시스템별 목표 UPI와 예상 절감효과를 제안한 사례입니다.
01 · DIAGNOSIS PURPOSE
진단 목적 — 이미 우수한 압축공기 시스템에서 추가 절감 가능성을 정량화
현재 성능수준과 제어손실을 동시에 평가
저압·고압 공기압축기의 현재 UPI를 타 사업장과 비교하여 성능수준을 객관화하고, 공급유량과 소비전력뿐 아니라 가동대수·부하율·공급압력·BOV·IGV 제어를 함께 분석해 추가적인 운전최적화 가능성을 확인하는 것이 본 진단의 핵심입니다.
02 · DIAGNOSIS METHOD
진단 방법 — UPI + 운전패턴 + 제어패턴 + Benchmark
| 분석영역 | 주요 데이터 | 진단목적 |
|---|---|---|
| UPI | 시스템 소비전력 / 압축공기 공급유량 | 수요변화를 고려한 시스템 종합 에너지성능 평가 |
| 운전 Balance | 가동대수·개별 소비동력·시스템 부하율 | 설비조합과 부하분담 적정성 분석 |
| 압력 | 시스템 및 개별기기 공급압력 | 과도한 토출압력과 제어편차 확인 |
| BOV | Blow-off Valve 개도율 | 방산·부분부하 운전구간과 불필요 압축동력 진단 |
| IGV | Inlet Guide Vane 개도율 | 흡입량 제어와 부하추종 특성 분석 |
| Benchmark | 타 사업장 설치용량·UPI 분포 | 현재 성능수준 평가 및 현실적 목표 UPI 설정 |
03 · DIAGNOSIS PROCESS
진단 절차
| 단계 | 수행내용 |
|---|---|
| 1. 대상설비 정리 | 저압·고압 압축기 시스템의 구성과 용량, 압력, 모터동력 파악 |
| 2. 연간 에너지 현황 | 연간 전력사용량·전력비·평균소비동력·공급유량·가동대수·부하율·압력·UPI 산정 |
| 3. Benchmark | 타 사업장 UPI 분포와 비교하여 현재 저압·고압 시스템의 상대적 성능수준 평가 |
| 4. 저압 시스템 상세분석 | 대표월별 압력·소비동력·유량·부하율·BOV·IGV·가동대수 분석 |
| 5. 고압 시스템 상세분석 | 동일한 지표로 고압계통의 부하추종·제어·설비조합 분석 |
| 6. 2일 상세패턴 | 1·4·7·10월의 대표 2일 구간에서 유량·전력·BOV·개별 소비동력의 동시변화 확인 |
| 7. 개선목표 설정 | 현재 UPI에서 달성 가능한 목표 UPI를 설정하고 예상 절감량·절감금액 산정 |
04 · SYSTEM BASELINE
저압·고압 시스템 연간 운전현황
| 구분 | 저압 | 고압 |
|---|---|---|
| 연간 전력사용량 | 11,883,933 kWh | 21,882,017 kWh |
| 연간 전력비 | 1,188,393천원 | 2,188,202천원 |
| 평균 소비동력 | 1,357 kW | 2,498 kW |
| 평균 공급유량 | 13,939 m³/h | 24,657 m³/h |
| 평균 가동대수 | 2.0대 | 3.5대 |
| 평균 시스템 부하율 | 94% | 98% |
| 평균 공급압력 | 4.29 kg/cm² | 7.73 kg/cm² |
| UPI | 0.102 kWh/m³ | 0.107 kWh/m³ |
05 · BENCHMARK
현재 UPI는 타 사업장 평균보다 이미 우수한 수준
타 사업장 평균보다 낮은 원단위
타 사업장 평균보다 낮은 원단위
평균수준 도달이 아니라 현재 우수성능에서 추가 개선목표 설정
06 · CONTROL FINDINGS
BOV·IGV와 개별 소비동력의 동시 패턴으로 제어특성을 진단
유량이 변할 때 어떤 압축기가 어떻게 반응하는지를 확인
보고서는 저압과 고압 모두에서 공급유량, 시스템 소비동력, 개별 압축기 소비동력, BOV 개도, IGV 개도와 가동대수를 장기간 비교했습니다. 또한 대표월의 2일 상세그래프를 통해 유량증감에 따른 소비동력과 BOV 반응을 확인하여, 단순 설비효율뿐 아니라 설비조합과 제어로직의 운전최적화 가능성을 진단했습니다.
07 · SAVING TARGET
진단 후 제안된 시스템별 목표 UPI와 절감효과
| 구분 | 현재 UPI | 목표 UPI | 예상 절감량 | 예상 절감금액 |
|---|---|---|---|---|
| 저압 시스템 | 0.102 | 0.097 | 592,224 kWh/년 | 59,222천원/년 |
| 고압 시스템 | 0.107 | 0.101 | 1,125,530 kWh/년 | 112,553천원/년 |
| 합계 | - | - | 1,717,754 kWh/년 | 171,775천원/년 |
합산 절감률 약 5.1%
저압과 고압의 보고서 제시 절감량을 합산하면 기존 약 33.77GWh/년에 대해 약 1.72GWh/년의 절감잠재량으로, 약 5.1% 수준입니다. 이 값은 실행 후 확정된 실적이 아니라 목표 UPI를 적용한 예상치입니다.
08 · CONSULTING ACTION
운전최적화 제안 방향
| 개선영역 | 제안 방향 |
|---|---|
| 가동대수 | 수요변화에 따라 저압·고압 시스템의 적정 가동대수와 설비조합 유지 |
| 부하분담 | 개별기기 소비동력과 부하율을 비교하여 저효율 부분부하 운전 최소화 |
| BOV | 불필요한 Blow-off 발생구간을 줄여 압축 후 방산되는 에너지 최소화 |
| IGV | 압축공기 수요에 맞는 흡입제어와 설비간 부하분담 최적화 |
| 공급압력 | 공정 요구압력을 만족하는 범위에서 시스템·개별 압축기 압력제어 안정화 |
| UPI 관리 | 저압 0.097, 고압 0.101 kWh/m³를 개선목표 지표로 활용 |
09 · PERFORMANCE VERIFICATION
예상 절감량과 실제 성과의 구분
같은 압축공기 수요에서 UPI가 얼마나 개선됐는지 확인
본 보고서의 절감량은 목표 UPI를 기준으로 산정된 진단 후 제안값입니다. 실제 개선 후에는 공급유량·공급압력·생산조건·가동시간이 달라질 수 있으므로 동일한 압축공기 수요조건에서 개선 전·후 UPI와 전력사용량을 비교해야 실질적인 절감성과를 확인할 수 있습니다.
자료 기준: 국내 대형 화학 제조공장의 2018년 저압·고압 공기압축기 운전데이터 분석 및 에너지절감 제안자료 · 실제 고객사명·로고·제조사·개별 설비 식별정보는 비식별 처리
CHEMICAL PLANT · COMPRESSED AIR · UPI OPTIMIZATION
공기압축기 효율이 이미 좋은 공장도 BOV·IGV·부하분담까지 보면 추가 개선기회를 찾을 수 있습니다.
저압·고압 시스템을 공급유량 기준 UPI로 비교하고 가동대수·압력·BOV·IGV를 함께 분석하면 운전최적화 목표를 정량화할 수 있습니다.