Daqing Refinery, 연간 에너지 소비 41% 절감

중국의 10대 정유 공장 중 하나인 Daqing Refinery 공장은 헤이룽장성 다칭 시에 위치하고 있으며, 연간 총 매출은 1,000만 달러에 달합니다.

1963년에 설립된 이 정유 공장은 시장점유율이 무려 50%에 달하는 PetroChina Group이라는 중국 최대의 석유화학 생산업체의 자회사인 Daqing Petrochemical Corporation사에 속합니다.

생산량으로 볼 때 Daqing Refinery에서는 일년에 총 60만 톤의 휘발유, 경유, 등유, 파라핀유 및 중국에서 판매되는 기타 석유 제품을 생산합니다.

과제

2001년에 중국이 세계무역기구(WTO)에 가입한 이래 중국의 산업 부문은 값싼 수입 제품과 경쟁하기 위해 비용 효율성과 생산 효율면에서 새로운 과제를 해결해야 했습니다.그 어느 때보다도 생산 비용 절감은 견고한 시장점유율을 유지하기 위해 판매 가격을 낮추는 데 핵심적인 요인입니다.

Daqing Petrochemical Refinery 정유 공장에서 3,500톤 압력 감소 공정 라인의 원유 펌프는 하루에 8,000에서 10,600톤의 꾸준한 유속을 유지합니다.그러나 원유 펌프는 공정에서 상당한 양의 전기 에너지를 소비했습니다.

낭비적인 에너지 소비를 줄이기 위한 보다 효율적인 펌프 제어 방식을 찾는 것은 공장이 경쟁력과 낮은 가격을 유지하기 위한 핵심적인 가치 요소였습니다.

Daqing 공장이 직면하고 있던 다른 문제는 유지보수 비용과 가동 중단 시간이었습니다.기존 펌프는 8,000시간마다 정기 유지보수를 해야 했는데, 이로 인해 1년에 2일의 가동 중단 시간이 생겼으며, 이틀간 하루 평균 16,438달러의 경제적 손실이 발생했습니다.지속적인 유지보수가 필요했던 이유는 주로 펌프 모터가 생산량과 관계없이 항상 최고 속도로 작동했기 때문이었습니다.

과거에 Daqing의 엔지니어들은 펌프 모터의 연속적인 높은 속도를 관리하기 위해 밸브 스로틀 제어 방식을 사용했습니다.이 방식에서는 펌프의 출력부에 위치한 스로틀링 밸브를 주기적으로 조절하여 원유 유속에 대한 변화하는 부하 요구에 대응했습니다.

그러나 부하 요구가 낮을 때에도 많은 에너지를 소비하는 문제와 펌프의 높은 가동 속도로 인한 마모와 같은 문제가 지속되었기 때문에 이 시스템은 비효율적이었습니다.이와 더불어 스로틀링 제어 방식은 파이프 압력을 증가시켰으며, 이로 인해 기름이 새고 봉인을 자주 교체해야 하는 문제가 발생했습니다.

솔루션

과도한 전력 소모를 줄이려면 Daqing Refinery의 오일 펌프 모터 애플리케이션을 위한 안정적인 고압(MV) 인버터 솔루션이 필수적이었습니다.

Allen-Bradley® PowerFlex® 7000 MV 인버터와 출력 변압기가 없는 보다 적은 수의 6.5kV 전력 장치로 쉽게 제작할 수 있는 6kV 인버터와 6kV 정류기를 사용하여, Daqing 공장은 간단하고 신뢰할 수 있는 솔루션을 찾았습니다.

PowerFlex 7000은 CSI-PWM(Current Source Inverter-Pulse Width Modulation) 기술을 사용하여 더 적은 수의 전력 장치를 사용하는 간단한 전력 구조를 제공합니다.PowerFlex 7000 인버터는 전력 장치를 보호하는 퓨즈와 퓨즈 전자 회로를 필요로 하지 않는 강력한 과전류 보호 기능을 통해 인버터의 복잡성을 단순화하고 이러한 효율성을 실현합니다.

결과

시장의 수요에 따라 Daqing Refinery의 생산량은 하루에 9,000톤, 하루에 9,600톤, 하루에 10,500톤의 생산 수준 중 하나로 결정됩니다.로크웰 오토메이션 솔루션을 배포한 후 이 정유 공장은 이와 같은 엄청난 생산량을 유지하면서 비용을 절감하고 보다 효율적으로 에너지를 소비함으로써 큰 발전을 이룩했습니다.

생산량이 9,000톤인 경우 오일 펌프 모터를 작동하는 데 426KW/h가 필요했지만, PowerFlex 7000으로 개조한 후에는 전력 소모가 250KW/h로 줄었습니다.그 결과로 Daqing Refinery는 일년에 1,533,312 KW/h를 절약하게 되었는데, 이는 연간 에너지 소비량이 41% 감소했음을 의미합니다.

생산량이 9,600톤인 경우 오일 펌프 모터를 작동하는 데 527KW/h가 필요했지만, Powerflex 7000으로 개조한 후에는 전력 소모가 370KW/h로 줄었습니다. 그 결과로 Daqing Refinery는 일년에 1,370,397Kwh를 절약하게 되었는데, 이는 연간 에너지 소비량이 30% 감소했음을 의미합니다.

생산량이 10,500톤인 경우 오일 펌프 모터를 작동하는 데 584.8KW/h가 필요했지만, PowerFlex 7000으로 개조한 후에는 전력 소모가 400KW/h로 줄었습니다. 그 결과로 Daqing Refinery는 일년에 1,609,977Kwh를 절약하게 되었는데, 이는 연간 에너지 소비량이 32% 감소했음을 의미합니다.

이와 더불어 새로운 솔루션은 과전류로부터 펌프 모터를 안전하게 보호하며, 퓨즈와 퓨즈 전자 회로를 제거함으로써 드라이브 시스템을 단순화합니다.덕분에 일년에 15,000달러의 유지보수 비용이 절감되고 가동 중단 시간이 줄었습니다.

Daqing Refinery의 총 비용 절감으로 2.5년 만에 투자 수익(ROI)을 회수할 수 있었습니다.이 프로젝트는 매우 성공적이었기 때문에 Daqing Refinery는 PowerFlex 7000을 일 년간 사용한 후 회의를 열어 Daqing Petrochemical의 모든 공장에 이를 도입하기로 결정했습니다.

이 공장의 수석 엔지니어인 Hangying Wu는 로크웰 오토메이션 솔루션에 대한 자신의 믿음이 적중했다고 말합니다.

"시스템의 신뢰성은 우리가 제품을 선정할 때 가장 중요한 기준이 됩니다." Wu의 말입니다. "전원 공급 구조가 멋진 모듈식 Allen-Bradley CSIPWM은 장치 컴포넌트 수가 적고, 강력한 과전류 방지 기능이 있습니다."

"기술을 세심하게 비교 및 분석한 후 우리는 로크웰 오토메이션 솔루션을 선택하기로 결정했습니다.드라이브의 뛰어난 성능은 우리의 결정이 옳았음을 입증했습니다."

위에서 언급한 결과는 Daqing Refinery 공장이 로크웰 오토메이션의 제품을 타 제품과 함께 사용하여 얻은 결과입니다.구체적인 결과는 고객마다 다를 수 있습니다.