Solvay Sodi, PowerFlex 7000으로 에너지 소비 20% 이상 절감 및 배출량 감소

배경

화학 산업은 여러 측면에서 엄격한 법률 규제를 받습니다. 제조하는 제품뿐만 아니라, 자본 자산 집약적인 경우가 많은 제조 공정도 규제 대상입니다.

명백한 안전 문제 외에도 지속 가능성은 특히 원자재 사용 및 에너지 소비 측면에서 많은 선도 기업의 주요 목표이기도 합니다. 일부 화학 공장의 규모를 고려할 때 효율성이 조금만 향상되어도 상당한 에너지 절약을 실현할 수 있습니다.

이러한 이유로 많은 화학 기업들이 프로세스 자동화 및 정보 시스템 공급업체로 눈을 돌려 활동을 간소화하고 운영을 최적화하고 있습니다.

지속 가능성 이점

공장 규모와 지리적 분포로 인해 대규모 인프라 변경은 덜 일반적입니다. 그러나 많은 사람들이 지속 가능성 향상을 경험하는 분야는 기존 레거시 자산의 더욱 연결되고 통합된 제어입니다. 이러한 경우, 교체 비용이 경제적이지 않은 구형 장비를 현대적인 제어 솔루션을 사용하여 더욱 효율적으로 운영하고 모니터링할 수 있습니다.

화학 기업은 “단순” 자산을 현대 자동화 기술에 연결함으로써 고급 통신 인프라의 수많은 이점을 활용할 수 있으며, 이를 통해 새로 발견된 운영 데이터를 훨씬 더 효과적으로 활용하여 효율성 향상, 통찰력 강화, 유연성 향상 및 가동시간 대폭 감소를 실현할 수 있습니다.

잠재력 실현

현대 제어 솔루션의 잠재력을 실현한 기업 중 하나는 불가리아의 Solvay Sodi입니다. 이 회사는 불가리아에서 가장 큰 산업 기업 중 하나이며, 연간 150만톤의 소다를 생산하는 유럽 최대의 합성 소다 공장입니다. 이 회사는 1997년에 국제 화학 그룹인 Solvay(75%)와 터키 화학 그룹인 Sisecam(25%)이 주요 주주로 참여하여 민영화되었습니다.

소다회는 유리 산업에 필수적인 원재료이며, 세제 생산, 화학 산업 및 야금, 규산염 및 유리 섬유에 사용되는 반면, 탄산수소나트륨은 식품 제품, 동물 사료, 배기가스 정화 및 의료 시장에 사용됩니다.

Devnya에 있는 이 회사의 공장은 보일러에서 공급되는 증기 터빈을 사용하여 자체 전기를 생산합니다. 이 회사가 직면한 문제는 보일러의 공기 흐름이 기본적으로만 제어되었고, 구형 동기 모터 3개를 사용했는데, 이 중 어느 것도 드라이브에 연결되지 않아 계속해서 최대 부하로 작동했다는 점입니다. 이로 인해 증기 발생 프로세스를 제어하는 데 어려움이 있었을 뿐만 아니라 보일러 공장에서도 불안정성과 정기적인 가동시간 중단이 발생했으며, 이와 함께 상당한 에너지 소비와 관련 CO₂배출이 있었습니다.

“에너지 절약은 이러한 인프라 업그레이드의 주된 이유입니다.” Solvay Sodi Devnya 공장의 전기 부서 책임자인 오그니안 이바노프(Ognian Ivanov)의 설명입니다. “이는 모든 Solvay 공장에 걸친 회사 전체의 지속 가능성 이니셔티브의 핵심입니다.”

Solvay Sodi는 2000년부터 불가리아에서 Rockwell Automation 제품의 공식 유통업체인 Rotec Ltd.에 접근했습니다. Rotec은 유통 활동 외에도 자동화 시스템에 대한 엔지니어링, 구축 및 유지보수 서비스를 지원하며, 불가리아 전역에서 Rockwell Automation 솔루션을 사용하여 애플리케이션을 지원한 인상적인 실적을 보유하고 있습니다.

효율성 및 제어성

“우리는 Allen-Bradley PowerFlex® 7000 가변 주파수 드라이브를 통합하여 Solvay Sodi 팀이 달성할 수 있는 효율성과 제어 능력을 보여주었습니다.”라고 Rotec의 영업 관리자 Milen Milev는 설명합니다. “이는 우리가 성공적으로 지원한 다른 프로젝트를 방문하여 실제로 시연할 수 있었습니다. 지난 16년 동안 PowerFlex 7000 드라이브는 Solvay Sodi가 프로세스 변수와 터빈 수요에 맞게 모터 속도를 정확하게 제어할 수 있는 수단을 제공했습니다.”

3개의 드라이브(6kV–900, 1800 및 2400kW)는 Profibus를 통해 공장의 기존 분산 제어 시스템(DCS)에 연결됩니다. 이 드라이브는 작동이 매우 견고하며, 시중의 다른 고압 장비보다 전력 변동에 훨씬 덜 민감합니다. 대형 모터의 소프트 스타트에 사용하여 돌입 전류를 제한하거나 여러 모터의 속도를 제어할 수 있습니다.

바이패스 기능 덕분에 PowerFlex 드라이브 기술은 최대 가동시간을 촉진하고, 문제가 발생할 경우 완전한 동기 제어를 제공합니다. 또한 동기 전송은 구성요소의 기계적 마모를 제한하여 궁극적으로 모터의 수명을 연장하고 유지보수 요구를 줄이는 데 도움이 됩니다.

“이 프로젝트에는 세 가지 주요 목표가 있었습니다.”라고 Milev는 설명합니다. “첫째, 드라이브를 설치하고 시운전하는 데 3주밖에 주어지지 않았기 때문에 신속한 납품을 보장해야 했습니다. 둘째, 바이패스 기능이 있는 솔루션을 제공해야 했고, 셋째, 전압 변동이 발생할 경우 전체 시스템의 안정성을 개선해야 했습니다.”

장비 수명 연장

성능 결과는 인상적이며, 에너지 절감은 최대 20%에 달하여 시간당 약 1MW에 해당합니다! Milev는 "Solvay Sodi는 Devnya 공장에서 달성한 성과에 매우 만족합니다."라고 말합니다. "1년 반 동안 잠재적인 가동시간 중단 사고는 한 번만 발생했으며, 이는 전력 시스템의 문제 때문이었습니다. 그러나 드라이브는 바이패스로 전환하여 정상적으로 작동했으며, 모터가 중단된 적이 없습니다. 더욱 정밀한 제어 덕분에 소프트 스타트 기능과 속도 제어로 팬의 작업 조건도 개선되었습니다. 이러한 덜 가혹한 작동 조건은 보조 장비의 수명도 연장하고 있습니다."

“2018년 전기 소비량을 2017년과 비교하면 결과가 매우 인상적입니다.” Ivanov의 설명입니다. “한 팬 시스템에서 3158MWh, 두 번째 시스템에서 681MWh, 세 번째 시스템에서 4333MWh를 절약했습니다. 이 세 가지를 모두 합치면 총 8173MWh, 즉 하루에 22MWh를 절약한 셈입니다! 이는 CO₂배출을 줄이고 기업 지속 가능성 캠페인과도 매우 잘 맞습니다.”