열적 증기 재압축법을 이용한 유틸리티 교환망의 최적화

Abstract

여수 산업단지 내에 있는 많은 회사들은 대부분의 석유화학 공장과 마찬가지로 고압 스팀을 생산하고 생산한 고압 스팀을 감압 하여 필요한 성상으로 사용하며 사용하고 남은 저압 스팀은 대부분 예열, 보온 등 단순한 용도로 사용되거나 대기로 방출하고 있으며 응축이나 냉각을 위해 쓰인 용수는 상당량이 온수로 발생하는데 각 공장에서 사용하고 남은 온수는 방류기준에 맞추기 위해 온도를 낮춰서 40℃로 방류되고 있다. 한 편, 저압 스팀만 사용하는 회사들은 이를 생산하기 위해 보일러를 가동하고 있다. 따라서 산업 단지에서 발생하는 폐스팀과 온수를 이를 필요로 하는 다른 회사에 공급하는 유틸리티 교환망을 구성한다면 여수 산업 단지의 에너지 효율성 향상을 기대할 수 있다. 유틸리티 교환망이 형성되기 위해서는 현재 산단 내 발생되는 폐스팀의 현황 파악과 버리는 이유가 중요하다. 대부분 저압 스팀이 단순한 용도로 사용되거나 대기로 방출되는 이유는 해당 회사에서 사용처가 없거나 에너지 원으로 사용하기에 너무 낮은 온도를 갖고 있어서인데, 전자의 경우는 필요한 회사와의 연결로 교환망이 구성될 수 있지만 후자의 경우는 필요한 만큼 스팀의 압력을 올려서 공급하는 것이 중요하며 이는 증기 재압축법을 통해 가능하다. 증기 재압축법을 통하여 재사용 가능한 에너지 공급처에서 수요처로 직접 연결되는 흐름뿐 아니라 다양한 교환망 형성이 가능해지므로 보다 경제성 있는 교환망 구성이 가능하다. 또한 산단 내에서 버리는 에너지를 최대한 활용하는 유틸리티 교환망을 구성함으로써 산단의 유입에너지를 최소화할 수 있고 이는 여수 산단의 에너지 효율성 향상과 환경부하 저감을 기대할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 산업 생태학의 개념과 증기 재압축법을 이용하여 산단 지역에서 발생하는 폐스팀과 온수를 이를 필요로 하는 다른 회사에 공급하는 유틸리티 교환망을 제안하고 이를 통해 여수 산업 단지의 에너지 최적화 방법을 도모하였다.