Transcript 지명원e-mail용
Scale System ㈜ 삼환이엔지 WWW.SAMHWANENG.CO.KR 영업부과장: 이 봉재 011-213-6982 E-mail:[email protected] [email protected] 제안 배경 및 목적 녹과 스케일의 문제 및 설치효과 부식방지 설비 현황 제안 System 소개 국내외 실적 참고자료 제안 업체 소개 Page 1 본 제안은 배관내부에 고착된 스케일 및 녹을 방지 및 제거하는 Scalewatcher System 에 관한 것이다. 조금 자세히 설명한다면, “ 배관의 절단, 훼손 없이 & 공장의 가동 중단 없이” 배관내의 스케일과 녹을 방지 제거하는 system에 관한것이다. 일반적으로 산업용 수처리 공정 중 유체가 흐르는 배관 내에는 경도 높은 공업용수 및 지하 수를 사용하기 때문에, 대량의 스케일이 고착되는 현상이 발생한다. 국내 산업체 공장의 최대 문제점 * 스케일에 대한 문제점은 이미 잘 알려져 있다. 스케일은 용해된 미네랄들이 과포화된 상태에서 물을 공급하는 것에 따른 바람직하지 않은 결과이다. 이런 스케일에 대한 문제가 공업용수나 상업빌딩에서 발견된다면 아주 큰 문제로 야기된다. Page 2 보일러 및 열교환기 등 로내의 온도 상승 과열로 인한 사고 발생 우려 열전달율 감소 에너지 소비 증가, 열교환 효율 저하 밸브 및 자동 제어기기 작동불량의 원인 제공 장시간 공장가동 중단 냉각시스템의 냉각효율 저하 기계적 결함을 유발하여 주요장비의 조기교체를 초래 에너지 비용 급격히 증가 전기소비 증대 유지관리 비용 소요 Page 3 배관의 단면적 축소 : 스케일 생성무게로 배관 고유 유체수송 능력 저하 능력향상 열교환기 내부의 스케일 생성에 의한 열효율 감소 열효율증가 물때, 세균에 의한 2차 감염으로 인해 냉각 시스템의 냉각 효율 저하 감염방지/ 효율증가 각종 밸브 및 자동제어기기 작동불량 원인제공 원인개선 기계적인 결함 유발 유발방지 전 후 전 후 Page 4 주요장비 조기 교체 초래 수명연장 장시간 공장 가동 중단 불필요 유지, 생산 비용 증가 비용절감 에너지 비용 급격히 증가 비용감소 대형 설비사고 및 안전미흡 사고방지 제품 생산 및 직원 안전, 공장 매출과의 관계 관계향상 전 후 전 후 Page 5 관내에 이물질이 여러 문제를 야기함에 따라 이 문제들을 해결하기 위한 여러 가지 방법들 이 연구되고 제품화 되어왔다. 그러나 문제의 심각성에 비해 기존의 제품은 만족할만한 성과를 거두지는 못했다. 이론적으로는 입증이 되었다 할지라도 실제품이 이론을 뒷받침해주지 못한 것이다. 그럼에도 불구하고 이 문제는 반드시 해결되어야 할 문제임으로 끊임없는 연구개발이 지금 도 지속되고 있다. 그럼 이 녹과 스케일을 제거하는 대표적인 방법 몇 가지에 대해 언급해보겠다. Page 6 종 류 방 법 문 제 점 관을 얇게 함 코팅막 위에도 스케일은 생김 오랜 시간 단수해야 함 처리 후 2~3년 후 코팅된 에폭시가 탈락 하며 다시 녹물 발생함. 에폭시코팅 관내에 모든 물을 뺀 후 모래 또는 단단한 물질 을 강력한 압력으로 불어 배관 내부의 녹ㆍ스케 일을 강제적으로 긁어낸 후 에폭시로 코팅 오존처리방법 인위적으로 발생시킨 오존을 물과 함께 일정압 을 주면서 배관 내에 투입하여 흐르게 함으로서 배관내의 녹ㆍ세균 제거 장착하여 지속적인 관리하는 방식이 아님 처리 후 다시 녹ㆍ스케일 발생 관내에 화학약품을 투입하여 녹ㆍ스케일제거 장착하여 지속적인 관리하는 방식이 아님 희석시켜 사용한다 하여도 인체와 환경에 미치는 영향에 대하여 끊임없는 논란이 됨 자석식 방식 물이 통과하는 지점에 자석을 설치하여 물에 자 성을 주어 기존의 녹ㆍ스케일 제거 이론과 달리 큰 개선 효과를 보지 못함 자성의 지속시간을 알 수 없음 이미 많은 업체들이 생성 소멸되어 소비 자들의 신뢰를 받지 못함 이온화 방식 철보다 산화력이 강한 금속을 장착하여 통과한 물 속에 철과 결합할 산소를 사전에 차단하여 녹의 발생을 억제하고 금속의 전위차에서 오는 갈바닉 효과로 기존의 녹ㆍ스케일 제거 관을 통과하는 물의 전위도 및 PH에 따라 나타나는 효과 차이가 큼 고가의 가격 설치시 기존의 관 절단 기존의 스케일ㆍ녹덩어리들이 다 제거 될 때까지 녹물이 계속 발생함 화학약품 처리법 Page 7 세계적인 공급망과 더불어 가정용부터 산업용까지 최상의 서비스를 고객들에게 제공 중 전세계 확장으로 North America, Netherland, Vietnam, Thailand 에 지사 설립 상업용 및 공업용 application 에 적용하기 위해 성능 개선 1989년도에 영국에서 수많은 application 을 실험, 성공적으로 증명 네덜란드의 과학자이자 B&D Ingenieursburo B.V. 사장인 Mr.Doelman 에 의해 발명 Page 8 미국 유럽 대한민국 RCT 일본 TAPPI 캐나다 네덜란드 아프리카 Page 9 Page 10 Scalewatcher System Scalewatcher System 는 controlling box와 처리를 요하는 배관을 감싸고 있는 2신호 케이블 coil로 구성되어있다. 이러한 독창적인 기술과 더불어, Scalewatcher System 는 초당 수천번 방향과 value(값)을 바꾸는 전류를 신호케이블을 통하여 보낸다. 이것이 coil둘레에 magnetic field(자기장)을 만들고, 또한 배관내부에 전기장 (electric field)을 유도한다. 이온들이 이 field를 통과하자마자, 결정성장을 시작케하는 로렌쯔힘의 영향을 받는다. 이 결정들은 표면전하가 없거나 거의 없으며, 그리하여 더 이상 배관벽에 달라붙지 않는다. 그리고 물속에서는 부유상태로 떠있고, 물 흐름(water flow)과 함께 배출된다. 그에 더하여, 이렇게 처리된 물은 기존의 스케일층을 용해시킨다. Page 11 Scalewatcher System 배관부식방지장치에 의해서 발생된 자기장과 유도된 전기장의 영향아래, 배관내부를 통과하는 전하를 띤 입자나 이온들의 반응은 물속에서 다음과 같이 반응할 것이다. Ca++ + 2HCO3-Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 CaCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O (1) (2) 배관부식장치에 의해서 처리된 물은 스케일에 아주 침투적이어서 스케일내부 깊숙이 들어가 스케일을 부드럽게 연질화시키며, 물속에 용해된 이산화탄소가스 거품(CO2)은 물이 순환 또는 배출될 때까지 흡수될 것이고 기존의 스케일(CaCO3)과 다음과 같이 결합할 것이다. CO2 + H2O + CaCO3 기존 스케일 Ca(HCO3)2 중탄산 칼슘 이 CO2 가스거품에 물의 얇은 층이 감싸 산성화시키며(low Ph) 기존의 스케일인 탄산칼슘 (CaCO3) 은 이산성경계층에서 제거되기 쉽게끔 부드러워지고 연질화되어 시간이 지남에 따라 서서히 제거될 것이다. Page 12 Scalewatcher System 배관과 열교환 장치 내에서의 녹ㆍ스케일은 붉은색을 띤, Fe2O3 형태로 주로 발견되며, 다음과 같은 화학반응식에 의해서 표현된다. Fe++ + 2OH - - Fe(OH)2 2Fe(OH)2 + H2O + ½ O2 2Fe(OH)3 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O 배관부식장치에 의한 자기장의 영향하에, 녹ㆍ스케일은 부드러워지고 연질화되어 배관라인이나 시스템의 벽 위에서 매끄러운 보호층을 형성하는 검은 자성을 띤 철 (Magnetite)로 바뀐다. 이 Magnetite가 배관벽이나 장비에 용존 산소가 접촉하는 것을 방지하여, 시스템이나 배관이 부식되는 것을 막는다. 3Fe2O3 • nH2O + e- Scalewatcher System 2Fe3O4 + ½ O2 + 3nH2O 의 효과는 설치된 곳으로부터 하류 쪽으로 1-2km까지 도달 Page 13 Scalewatcher System 각종 배관에 고착되어 있는 스케일 및 녹을 생성방지하고, 제거하기 위하여 개발된 전자장비이다. Scalewatcher System 은 다음과 같이 구성되어있다. 1. Controlling Unit NOTE. 1 2 1. Descaling Signal Present ◎ 12V 2. Output field strength 3. System test 4. Fuse 5. System Reset 3 4 5 Page 14 2. Signal coils : 신호케이블은 처리가 요구되는 지역에 대한 파이프 둘레에 감쌓여진다. Page 15 ‹ HIME 24 › ‹ IE 4 › Page 16 산업용 상업용 가정용 • Cooling Towers - Chillers • Swimming Pools • Compressors • Hotels • Water-Fed Line • Fire tube steam boilers • Commercial Buildings • Hot Water Line • Garages • Steam Line • Restaurants • Exchangers • Pipe Lines • Bakeries • Pipe Lines • Evaporators • Laundries • Plate heat exchangers • Shell and tube heat exchangers Page 17 적용사례 효 과 냉각효율 현저히 향상 유지관리 불필요 열전달 효율 향상 Philippines NATIONAL POWER CORPORATION, MINDANAO GENERATION (AGUS 6/7 Hydroelectric Plant Complex) 발전용량 증가 (30MW at 80℃, 35MW at 77℃) 유지관리비 (cleaning 비용) + 가동중단비 (labor cost) 절감 금전적 이득 Total savings = 최대 1% 전력 증가시 + 유지관리비 및 cleaning cost = 약 USD 330,000 무형효과 : 부식감소, 주요장비 수명연장, 냉각수의 친환경처리 Vietnam THACMO Hydroelectric plant's Heat exchanger systems Japan Nippon steel chemical co. Ltd's Heat exchangers 급수기 (water feeder) 구멍의 약 50%의 스케일이 제거됨 나머지 50% 스케일은 high-pressure water로 휩쓸어버릴 정도로 아주 부드러운 스케일로 변형 배관 및 열교환기에 고착된 스케일을 제거 → 최대효율로 운전 세정을 하기 위해 가동중단을 할 필요가 없음 2년에 5번 배관을 세척했으나, 현재는 불필요 (세척비용 : USD Page 18 적용사례 Canadian juice manufacturer Sweet Ripe Drinks , Food application : Heat exchangers 효 과 Sweet Ripe Drink는 5년간 USD 1 00,000 절약되는 것으로 계산 화학제(chemicals)의 불필요인식 장비의 수명 연장 유지관리 비용감소 장비가 보다 효율적으로 작동 중 British steel , the third largest steel maker 한국 남동발전㈜ 분당복합화력 발전처 기존의 스케일은 제거되고, 새 스케일 형성은 방지되는 것을 육안으로 확인 설치 전에는 회의적이었으나, 설치 후 그 효과에 의해 5개 추가구매 원수 / 취수 line에 설치 가압장에 설치 현재 많은 스케일을 제거하며 운전 중 급수(고가수조,기계실) line에 설치 분당 청솔 APT 급탕배관 line에 설치 현재 많은 스케일을 제거하며 운전 중 한국 중부발전㈜ 보령화력 해수 / 취수 line에 설치 냉각설비 Radiator내 어폐류 서식방지 그 외 다수 설치 Page 19 스케일 두께와 전력소비(연료비용)와의 상관 관계 Page 20 = USD 413,972 Page 21 Page 22 <1> Page 23 청솔대원 아파트 설치도면 ① 고가수조 그림 ② Scale watcher 15층 ~ 1층 그림 ① 801동 P 지하 저수조 Scale watcher 급수 Pump <1> Page 24 상 호 : 삼환이엔지 대표이사 : 성 경 숙 주 소 : 경기도 성남시 분당구 이매동 82-3번지 3층 전화번호 : 031) 702-4397 FAX : 031) 702-4399 홈페이지 : www.samhwaneng.co.kr 업체 주요 현황 (단위:천원) 설립일 2008.05. 종업원 10명 업 태 제조,도매,서비스 종 목 Scalewatcher 자 산 2,000,000 자 본 08’매출액 3,000,000 50,000 주요설치장소 : 보일러 및 열교환기, 수처리 배관 등 모든 파이프에 설치 가능 Page 25 스케일워쳐설치 후 전력절감 및 비용절감예시 Date 11/03/2007 Subject : Result of evaluation install Scalewatcher Scalewatcher (Thailand) Co., Ltd. Had evaluation electronic prevent scale in hotel system on February 17, 2007 at Charoenthani Hotel (Khonkhen province) at 2 system. 1. Chiller 2. Boiler Result of installation 1.) Chiller system ; installed at condenser pipe at cooling tower on 5th floor ; 1.1 Heat excharger in chillerworking better, no have hard scale at condenser of system; can get benefit about save electronic cost and chiller machine can keep cool temperature better ; machine work higher for the last year ; customer did not to blame about air conditioner to hotel for last year . And at a same load and a same time Before install Scalewatcher 170 AMP P = √3 * V * I * PF = 1.732 * 384 * 170 * 0.80 D = 90,451.968/1,000 KWh = 90.451968 1 Month = 90.451968*24*30 = 65,125.416 After install Scalewatcher 160 AMP P = √3 * V * I * PF = 1.732 * 384 * 160 * 0.80 D = 85,151.264/1,000 KWh = 85.131264 1 Month = 85.131264*24*30 = 61,294.51008 Remainder = 3,910.90688 unit Cost of electric 3.09 Baht/unit calculate 3,910.90688*3.09*12 = 145,016.427 Baht/year 1.2 At cooling tower Scalewatcher prevent scale and had not hard scale at (same honeycomp) of cooling can heat excharge better : not use chemical for treat water and prevent scale ; inside water pipe to heat excharge had not scale; keep pipe for longer working for many year ; For a cost of chemical can calculate; Use chemical 2 tank/month price 3,500 Baht/tank 1 month 7,000 Baht 1 year 84,000 Baht Total save energy cost for chiller system = 145,016.427 + 84,000 = 229,016.427 Baht/year 2.) Boiler system ; install at pipe before softener at base floor; Prevent hard scale at heat excharger ; water hot faster ; save energy; protect for pipe broken; when water hot faster they save fuel oil from 2006 at 15,000 litre/month to 2007 13,000 litre/month although much more customer. Page 26 Prevent to block scale inside the hot water pipe system ; no have problem to block pipe, low flow, water have yellow ; save cost of maintenent and can solve hot water had yellow; to keep temperature better. Save chemical for boiler in the past use chemical 3 month/tank price 3,300 Baht/tank and save cost of cleaning for 6,000 Baht/year Total save for a year = 3,300*4 + 6,000 = 19,200 Baht/year ***Saver in boiler system not plus cost of fuel oil yet because had many factor . Total save cost for a year = 229,016.427 + 19,200 = 248,216.427 Baht Cast of Scalewatcher = 490,744.80 Baht ** Pay back money period =90,744.80/248,216.427 = 1.97 = 1 year 10 month <1> Page 27 www.samhwaneng.co.kr