| 산업체에서의 효율적 에너지 절약 | ||||||||||||||||||||
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공장의 제품 생산 과정에서 발생하는 열을 재활용하는 예를 특히 많은 에너지를 사용하는 제철소의 공정을 통하여 알아본다. 제철소에서는 다음 공정에서 폐열을 이용한다. 먼저 소결로의 폐열을 발전에 사용하며, 코크스를 구울 때 나오는 가스를 사용하며 발전에 이용한다. 그리고 고로와 전로의 가스를 태워서 열을 회수한다. 화장지 제조 공장의 에너지 절약 화장지 제조 공장에서는 습기가 많은 종이를 건조시키는데, 많은 에너지가 필요한 것을 다음과 같은 방법으로 절약토록 하였다. 즉 열교환기의 설치, 플래쉬 증기를 열교환기의 가열원으로 이용, 전기 히터에 의한 가열 공기의 추가 공급 등 제조 과정에서 발생하는 열을 다시 사용한다. 산업체에서 발생하는 폐열과 회수방법 연료가 생산 공장에 투입되어 사용하는 동안에는 반드시 폐열이 발생한다. 전동기는 항상 일정한 속도로 회전하지만 이 모터의 동력을 전달받아 사용하는 쪽에서 보면 변화를 필요로 하는 경우가 많다. 따라서 모터의 이용 효율은 떨어지게 된다. 생산 공장에서는 이와 같은 점을 개선하는 데 노력하고 있다. 폐열회수 (산업체에서 생기는 폐열의 종류는 기체, 액체와 고체가 가지는 폐열이라고 할 수 있다.) 기체 보일러나 공업로에서 이용되고 나오는 연소가스로부터 열교환기를 설치하여 폐열을 회수한다. 회수한 열은 보일러 급수 연소용 공기를 예열하는 데 이용한다. 제철소에서는 용광로에서 철이 생성되며 사용된 연료로부터 가스가 발생한다. 이 가스의 성분은 일산화탄소(CO)가 대부분이며 다시 탈 수가 있다. 따라서 제철소에서는 이를 재연소 시키고 발생한 압력과 온도를 이용하여 폐열 가스터빈을 돌려 먼저 전기를 얻는다. 그리고 아직 뜨거운 기체는 열풍로에 보내서 그 안에 있는 내화벽돌에 열을 저장하게 된다. 이 저장된 열은 다시 연소에 쓰일 공기를 가지고 용광로에 들어감으로써 폐열을 회수하는 것이다. 코크스는 유연탄으로 만든다. 공기를 차단하고 유연탄을 가열하게 되면 휘발성분이 유연탄으로부터 발생하는데 액체 성분과 기체 성분이다. 액체 성분을 다른 화학 공장에 보내서 유용한 화학물질을 얻는다. 기체는 수소, 일산화탄소, 탄화수소 등이다. 이 기체는 그대로 연소 폐열 보일러에 보내서 연소시킴으로써 증기를 얻고 발전을 한다. 전로는 용광로에서 나온 쇳물을 담아서 여기에 산소를 불어 넣는 노를 말한다. 이는 쇳물 속에 많이 남아 있는 탄소를 태우는 장치로서 여기서 일산화탄소가 발생한다. 이 가스는 폐열 보일러에서 태워 증기를 얻고 발전에 사용하거나 분리시켜 화학연료로 이용한다. 액체 액체 폐열의 회수 가능성이 가장 큰 것은 냉각수이다. 발전소에서는 막대한 냉각수가 발생한다. 고압의 수증기가 발전기를 돌리고 나면 압력은 떨어지지만 열은 아직 남아 있는데, 버려야 한다. 또한 발전기에서 발생하는 열을 제거하기 위하여 물을 사용하는데 뜨거운 상태로 방출된다. 그래서 원자력 발전소가 집결되어 있는 곳에는 이 폐열로 인해서 바다 연안 물의 온도가 상승하는 결과를 가져오고 바다의 생태계를 변화시킨다. 이러한 폐열을 회수하여 이용하는 것이 공장의 열 병합 발전이나 지역 난방이다. 고체 코크스 제조시 기체 폐열도 있지만 코크스 자체가 가진 에너지가 있다. 이것을 공기로 냉각하면 모두 타 버리기 때문에 질소를 보내서 냉각시킴으로써 고체가 가진 열을 회수하게 된다. 고체 폐열은 철광석의 소결에서도 발생한다. 철광석의 소결은 철광석을 분쇄하고 석회와 코크스를 섞어서 일차로 태워 환원시키는 조작이다. 이때 연소 가스와 뜨거운 소결광이 만들어진다. 소결광의 고체가 갖는 열을 회수한다. 전동기 이용 효율의 향상 앞에서도 언급한 바와 같이 AC모터는 일정한 회전수를 갖는다. 그러나 수요처에서는 시간에 따라 변하는 경우가 많이 있다. 예를 들으면 아파트에 온수를 공급하는 펌프의 경우를 생각해 보자. 온수는 저녁에 가장 많이 사용사고 아침 그리고 낮에는 거의 사용하지를 않는다. 따라서 사정에 따라 필요한 물만을 가변적으로 보내게 되면 필요없이 에너지를 소비하면서까지 많은 양의 물을 순환시킬 필요가 없다. 이런 경우VWV(Variable Water Volume)방식으로 하면 수용만큼만 전력이 소비되기 때문에 많은 절전이 이루어진다. 공기를 순환하는 경우도 마찬가지로 VAV(Variable Air Volume)를 설치하여 필요한 만큼의 공기만을 보내게 되면 건물의 공기순환에 들어가는 전기를 크게 절약할 수가 있다. 이런 경우는 산업체에서 많이 볼 수가 있으며 최근에는 이런 방식을 점점 더 많이 채용하고 있다 | ||||||||||||||||||||
