절감 사례국내 반도체·디스플레이 제조 B사

반도체·디스플레이 · Utility Optimization · 전기 · LNG

반도체·디스플레이 제조시설 Utility 운전최적화와 실시간 효율관리 체계 구축

1차년도에는 단일 생산시설을 대상으로 CDA·냉동기·보일러의 원단위와 부하율을 분석해 운전최적화 성과를 실증하고, 2차년도에는 이를 국내 2개 생산거점 6개 공장으로 확대하여 실시간 효율진단·운전가이드 체계를 구축한 2개년 프로젝트입니다.

반도체·디스플레이CDAChillerBoilerUtility원단위실시간진단

01 · CHALLENGE

현장에서 확인한 주요 과제

  • 생산량 증가와 함께 Utility 비용이 지속적으로 증가하여 공정별·설비별 에너지 원단위 관리와 최적운전 체계가 필요
  • 동일 종류의 공기압축기·냉동기·보일러 사이에도 호기별 효율차이가 존재하여 고효율 설비 우선운전 기준이 필요
  • 실제 필요 가동대수보다 많은 설비가 운전되거나 무부하 설비가 대기하는 구간이 있어 시스템 부하율과 공급·수요 Balance 최적화가 필요
  • 단발성 진단을 넘어 실시간 원단위·부하율·상관관계·이상상태를 지속적으로 관리하는 운영자 중심의 효율관리 체계가 필요

02 · DATA

분석에 사용한 데이터

  • CDA 생산유량·공급압력·기기별 전력·Loading/Unloading 및 Dryer Purge 운전정보
  • 냉동기별 전력·냉동톤(RT)·부하율·냉각수 입구온도·냉수 출구온도·펌프 운전정보
  • 보일러 가스사용량·증발량·부하율 및 기기별 열생산 원단위
  • 크린룸 온도·습도·차압과 공조 Utility 운전상태
  • 2차년도 다공장 확대 시 5분 주기 실시간 Data Point, 시간·일·월 통계 및 공장간 원단위 비교 데이터

03 · TWO-YEAR PROGRAM

1차년도와 2차년도 수행내용

동일 고객사에 대해 수행한 프로젝트의 목적과 성과를 단계별로 구분해 공개합니다. 제안값과 검증값이 혼동되지 않도록 원 보고서의 표현을 유지했습니다.

1차년도2007~2008 · 완료보고 2008.11

현장 실증 · UT 운전최적화 · 효율관리 시스템 구축

단일 생산시설을 실증 거점으로 선정하여 CDA·냉동기·보일러 시스템의 과거 운전데이터와 신규 계측 데이터를 분석하고, 고효율 설비 우선운전·가동대수 최적화·Set Point 조정·Loss 저감 활동을 수행했습니다.

  • 14개 최적화 Item 발굴, 11개 Item 적용으로 연간 16.2억원 절감 실적
  • 추가 3개 Item의 연간 3.5억원 절감 가능성을 제시하여 전체 19.7억원/년 수준의 개선 포트폴리오 구성
  • CDA·냉동기·보일러의 단위기기별 원단위와 시스템 부하율을 실시간 계산하는 효율관리 시스템 구축
  • 고효율 기기 우선운전, 저효율 냉동기 세관, CDA 가동대수·무부하 운전·Purge, 냉각수온·냉동기 부하 Balance 등 운전최적화 수행
핵심 결과절감성과를 실증하고, 설비 원단위·부하율·운전상태를 정량적으로 관리하는 운영 Tool을 현장에 적용
2차년도2008.12~2009.12

다공장 확대 · 실시간 효율진단 · 표준 운전가이드 체계 구축

1차년도 실증 결과를 기반으로 국내 2개 생산거점의 6개 공장으로 시스템을 확대하고, 공기압축기·냉동기·보일러를 대상으로 계측·Data Interface·프로그램 구축·시운전·교육·최적화 컨설팅을 수행했습니다.

  • 각 공장별 Utility DB와 실시간 효율관리 체계 구축
  • 5분 주기 실시간 데이터 수집, 원단위·부하율 산출, Trend·상관관계·공장간 비교 기능 구현
  • 기기별 원단위 이상 시 원인요인과 운전방안을 제시하는 실시간 진단·운전가이드 기능 구축
  • 시운전 완료 공장부터 운영자 교육과 데이터 기반 최적화 컨설팅을 순차 수행
핵심 결과1차년도 단일공장 실증을 다공장 표준 운영체계로 확장. 2차년도 완료보고에는 신규 연간 절감액이 별도 확정치로 제시되지 않아 시스템 구축·확산 성과와 구분하여 공개

04 · BASELINE / MODEL

Utility 원단위·부하율·성능진단 로직

CDA 원단위·부하율 최적화CDA 원단위 = Compressor 전력 / 압축공기 생산유량
방법
호기별 원단위 비교 + 시스템 가동대수/부하율 + 공급압력·Purge·무부하 운전 분석
성능·해석
고효율 호기 우선운전 사례에서 시스템 원단위 0.12897 → 0.12627kW/N㎥, 약 2.5억원/년 절감 실적
냉동기 원단위·운전조건 최적화Chiller 원단위 = 냉동기 전력(kW) / 냉동부하(RT)
방법
호기별 kW/RT, 부하율, 냉각수 입구온도, 냉수출구온도 및 펌프 조건 상관분석
성능·해석
고효율 호기 우선운전, 세관, 냉각수온·부하 Balance 등으로 냉동시스템 원단위 개선 활동 수행
보일러 열생산 원단위Boiler 원단위 = 가스사용량(N㎥) / 스팀생산량(ton)
방법
호기별 원단위와 부하율을 비교하여 고효율 기기 우선운전
성능·해석
대표 교체운전에서 원단위 약 5% 개선, 약 1.8억원/년 절감 실적
실시간 Utility 효율관리5분 Data → 원단위·부하율·상관관계·운전 Guide
방법
1차년도 실증 시스템을 2차년도 다공장 구조로 확장
성능·해석
CDA·냉동기·보일러의 실시간 진단, 공장별 효율 비교, Trend·상관관계·Alarm·운전가이드 기능 구축

05 · DIAGNOSTIC FINDINGS

1차년도 실증성과와 2차년도 확산 성과

연차 / 영역주요 범위개선·확산 결과정량 성과
1차년도 · 적용 완료 11개 Item14개 Item 중 11개를 실제 적용해 정량 절감성과를 확인 고효율 설비 운전, 저효율 설비 개선, 운전 최적점 도출, System Loss 저감CDA·냉동기·보일러의 원단위·부하율·Set Point 최적화16.2억원/년 실적
1차년도 · 후속 3개 Item완료보고 당시 진행 중 항목으로, 16.2억원 실적과 구분하여 예상치로 표시 공급압력 제어, 냉각수온 조건, 냉수펌프 사양 등 추가 개선대상후속 현장 적용 및 성과검증3.5억원/년 예상
2차년도 · 6개 공장 확대 구축계측기 설치, Data Interface, 프로그램 구축, 시운전, 교육과 최적화 컨설팅을 다공장으로 확대 1차년도 단일 생산시설 실증국내 2개 생산거점 6개 공장의 CDA·냉동기·보일러 효율관리확산·표준화 성과
2차년도 · 실시간 운전가이드2차년도 완료보고서는 시스템 구축과 운영체계 확산을 중심으로 하며 신규 연간 절감액을 별도 확정치로 제시하지 않음 설비별 개별 운전정보와 경험 중심 의사결정5분 Data 기반 원단위·부하율·상관관계·이상원인·운전가이드신규 절감액 별도 미제시
검증 조건

1차년도 절감액은 실제 적용한 11개 운전·설비개선 Item의 보고 실적을 기준으로 하며, 진행 중 3개 Item의 3.5억원/년은 예상치로 구분했습니다. 2차년도는 1차년도 방법론을 6개 공장으로 확대 구축한 단계로, 완료보고서에 별도의 신규 연간 절감액이 확정치로 제시되어 있지 않아 정량절감 실적과 시스템 확산 성과를 분리하여 표기합니다.

자료 기준: 에스코프로 1차년도 UT 운전최적화 완료보고(2008.11) 및 2차년도 다공장 Utility 최적화 완료보고(2009.12) 기반 · 고객사명·사업장명·내부 공장코드·담당자 정보 비식별 처리

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