KR20040102393A - 열병합 발전시 발생되는 배열을 이용한 염색산업용염색수제공시스템 - Google Patents

Abstract

본발명은 열병합발전으로 생산한 전기를 자체 사용하며, 열병합발전시 발생되는 배열을 이용하여 고온의 염색공정수로 재활용하는 염색공장 내지 염색단지의 열병합발전 시스템에 관한 것이다.

염색산업은 공정특성상 다량의 증기와 다량의 고온수를 필요로 하는 에너지다소비 산업으로 원가절감에 의한 경쟁력 향상을 위해서 에너지 사용량절감을 위한 노력이 절실이 요구되는 산업이다.

본발명은 에너지 다소비산업인 염색산업에 있어서 열과 전기를 동시에 얻는 열병합발전 시스템을 도입하여 필요한 전기를 자체에서 생산하며 전기생산에서 발생되는 배열을 고온의 염색공정수로 열교환하여 에너지절감의 효과를 극대화 한 것으로, 열수요처인 염색공장 또는 염색공업단지 발전기를 구동하여 전기를 자체 생산하며 내연기관의 냉각수 내지 배열을 판형열교환기 및 배열열교환기로 고온의 온수를 얻으며 이를 온수저장탱크를 통해 염색공정수로 제공하며, 발전기에서 생산된 전기는 배전설비를 통해 자체 사용하는 배전설비와 잉여전기는 한전으로 송전하는 송전설비를 갖도록하며, 염색공정 초기 가동시 다량의 고온수가 필요로 할 때를 감안하여 보조보일러를 구비토록한 것으로 열병합 발전시 발생되는 배열을 이용하여 저렴하게 염색공장 내지 염색공업단지로 염색수 및 전기를 제공하는 것이다.

Description

열병합 발전시 발생되는 배열을 이용한 염색산업용 염색수제공 시스템{Deyeing water supply system using the heat of the exhaust gas in the steam supply and power generation}

본발명은 열병합 발전시 발생되는 배열을 염색산업현장에서 요구하는 고온의 염색수로 재활용하는 염색수제공 시스템에 관한 것이다.

염색산업은 공정특성상 다량의 증기와 다량의 온수를 필요로하는 에너지 다소비 산업으로 원가 절감에 의한 경쟁력 향상을 위해서는 에너지 사용량 절감을 위한 노력이 절실히 요구되는 산업이다.

또한 염색산업은 염색처리 공정 중에서 발생되는 다량의 폐수가 발생되고 있으며, 배출된 폐수는 각공장의 저류조에 집수된 후 공동폐수장으로 방류하여 일괄 폐수처리 작업을 수행하는 등의 이유로 염색공장은 염색공업단지 내에 함께 모여 조성되는 것을 볼 수 있다.

이와 같은 에너지 다소비 산업인 염색산업공장 내지 염색산업단지 내에 열병합발전으로 필요한 전기를 자체조달하며 열병합발전 후 발생되는 배열의 열에너지를 염색공정수로 제공하여 염색산업에 소요되는 전기 및 열에너지의 절약을 꾀하며 이로 인해 원가절감의 효과 및 에너지절감의 효과를 동시에 구현하고자 본발명이 안출된 것이다.

종래 염색공정에 필요로는 염색수는 원활한 염색을 위해 고온의 염색수를 사용하게 되며, 고온의 염색수는 증기로 가열하게 되며, 항시 일정한 고온의 염색수온을 유지하기 위해 염색수를 가열유지하게 된다.

따라서 종래 염색공정에 있어서는 증기를 발생하는 보일러를 보유하게 되며, 염색수를 고온상태로 유지하는 가열수단 등을 갖게 된다.

또한 염색공정에 소요되는 각종 기계설비를 운전함에 있어서 필연적으로 전기를 사용하게 되나 이와 같이 염색공정에서 요구되는 전기 및 열에너지를 열병합발전으로 자체내에서 생산하며, 열병합발전에 수반하여 발생되는 배열의 열에너지를 염색공정수로 제공하여 에너지 절약의 효과 및 전체적인 비용을 절감토록하는 것이다.

일반적으로 전기는 한전으로 부터 공급받아 사용하는 것이 통념이였으나, 최근 일정규모 이상의 전기수용가는 열병합발전설비를 구비하여 싼가격으로 전기를 생산하며 사용하고 남은 잉여전기는 한전에 재차공급하며 발전시 발생되는 배열로 냉ㆍ난방하여 에너지비용을 절감하는 것을 볼 수 있다.

본발명은 많은 전기에너지와 열에너지를 사용하는 염색단지나 염색공장에 있어서, 가장저렴한 에너지원인 가스를 이용하여 전기를 생산하며, 전기 생산시 발생되는 배열 이용하는 열병합발전설비를 염색공정, 즉 염색공장이나 염색단지에 적용하여 가장 비싼에너지인 전기에너지를 저렴하게 생산공급하며, 발전시 발생되는 배열을 고온을 요구하는 염색공정수로 열교환하여 염색공정에 필요한 에너지를 저렴하게 제공토록하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1. 본발명의 개략 공정도.

본발명은 중소규모의 산업단지와 같은 소규모 열수요처에 적합한 온수와 전기를 열병합발전시스템을 통하여 얻되 특히 온수는 발전기를 구동하는 내연기관의 배가스와 냉각수 열을 열교환기를 통해 얻으며, 전기는 상기 발전기를 통해 발전하며 상기 내연기관에서 생산ㆍ공급되는 온수가 부족할시 보조적으로 온수를 공급하는 보일러를 가지며, 배가스와 엔진냉각수로 가열된 온수를 저장하는 온수저장탱크를 가지며, 각 구성요소를 배관으로 연결하며 온수 또는 냉수를 압송하는 펌프를 배관요소에 갖는 열병합발전 시스템에 있어서, 상기 열수요처(11)를 염색공장 또는 염색공업단지로 하며, 상기 열병합발전기(G)에서 생산되는 전기를 자체 열수요처(11)로 공급하는 배전선비(TR₂)와 잉여전기를 한국전력(12)으로 재공급하는송전설비(TR₁)를 구비하며, 상기 발전기(G) 구동용 내연기관(M)의 냉각수는 판형열교환기(21)를 통해 온수를 생산토록하며 내연기관(M)의 배가스는 배가스열교환기(22)를 통해 온수를 생산토록하며 이를 온수저장탱크(23) 또는 염색생산 공정(L₁)(L₂)...(L_N)으로 배관연결토록 한 것이다.

이와같이 구성된 본발명을 보다 구체적으로 설명함과 동시에 그작용을 살펴보면 다음과 같다.

본발명은 염색공장과 같이 공정상 고온의 산업용수 다량으로 사용하는 열수요처에 필요한 온수를 제공하며, 열수요처 자체에서 필요한 전기를 자체조달하여, 에너지절약의 효과 및 비용절감을 위한 열병합 발전시스템이라 할 수 있다.

염색공장 내지 염색 염색단지는 염색에 필요한 고온의 염색수를 얻기 위하여 보일러등의 가열설비를 구비하게 되며, 기계설비를 구동하기 위한 고가의 전기를 사용하는 것을 볼 수 있다.

이와같은 염색공장 등과 같이 고온의 산업용수 및 전기를 다량 사용하는 열수요처에 전기를 자체생산하며 온수를 발전시 발생되는 냉각수 및 배열을 재활용하는 열병합발전 시스템으로 얻음으로 비용절감을 꾀하도록 하는 것이다.

이와같은 본발명은 내연기관(M)에 의해 구동되는 발전기(G)로 전기를 생산하여, 열수요처(11)에서 필요한 전기를 자체소비하는 배전설비(TR₂)를 구비하며 잉여전기를 한국전력(12)으로 재차송전하는 송전설비(TR₁)를 구비하게 된다. 상기 발전기(G)를 구동하는 내연기관(M)은 도시가스(LNG)나 엘피지(LPG) 등의 가스엔진이나 경유나 중유의 디젤엔진등을 사용하게 되며, 발전기(G)의 용량에 맞는 내연기관(M)을 사용하게 되나, 가장 저가 에너지인 도시가스(LNG)엔진을 사용한는 것이 가장 바람직하게 된다. 이와 같이 발전기(G)를 구동하는 내연기관(M)은 고온의 배가스를 발생하며 고온의 엔진 냉각수를 연속적으로 발생하게 된다. 이와 같이 내연기관(M)의 냉각수는 판형열교환기(21)를 이용하며, 배가스는 열교환기(22)를 통해 고온의 온수를 얻으며, 이를 온수저장탱크(23)로 이송하거나 생산공정(L₁)(L₂)...(L_N)에 배관연결하여 공급하게 되는 것이다.

염색공장과 같이 고온의 산업용수를 필요로하는 곳에 있어서는 염색기계를 처음 가동할 때 한번에 많은 고온의 염색수를 필요로 하게 되며, 일정한 온도로 사열된 염색수는 운전도중 냉각된 온도만큼만 가열하여 염색작업을 수행하게 된다.

따라서 한번에 많은 고온의 염색수를 제공하기 위하여 열병합 발전기(G)를 구동하는 내연기관(M)의 냉각수만으로 온수를 제공하지 못함을 감안하여 별도의 보일러(B₁)(B₂)를 구비하여 온수를 온수저장탱크(23)나 염색공정(L₁)(L₂)...(L_N)으로 공급하게 되며, 일정온도로 가열된 후에는 내연기관(M)으로 부터 열교환된 고온의 냉각수로 온수를 공급 염색공정을 수행하게 된다.

본발명은 다량의 온수를 산업용수로 사용하는 염색공장 내지 염색단지 등에 필요한 온수를 제공하며 온수와 함께 필요로하는 전기를 자체에서 공급하는 열 즉 온수와 전기를 동시에 제공하는 열병합발전 시스템을 제공토록하는 것이다.

발전기를 구동하는 내연기관은 냉각을 위한 냉각수와 고온의 배가스를 방출하게 된다. 이를 판형열교환기와 배가스열교환기를 통해 고온의 온수를 얻어 염색공정수로 재활용하며, 발전기에 의해 얻어지는 전기는 자체소비하고 남는 임여전기는 한전으로 재차송전하여 전기사용에 대한 비용을 최대한으로 절감하는 효과와,버려지는 냉각수 및 배기열을 재활용하여 필요한 온수를 얻게되어 비용절감을 꾀하여 에너지다소비 산업으로 비용이 많이 소요되는 염색공장 내지 염색공단의 비용을 절감하여 경쟁력을 향상토록하는 아주 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 본발명은 중소규모의 산업단지와 같은 소규모 열수요처에 적합한 온수와 전기를 열병합발전시스템을 통하여 얻되 특히 온수는 발전기를 구동하는 내연기관의 배가스와 냉각수 열을 열교환기를 통해 얻으며, 전기는 상기 발전기를 통해 발전하며 상기 내연기관에서 생산ㆍ공급되는 온수가 부족할시 보조적으로 온수를 공급하는 보일러를 가지며, 배가스와 엔진냉각수로 가열된 온수를 저장하는 온수저장탱크를 가지며, 각 구성요소를 배관으로 연결하며 온수 또는 냉수를 압송하는 펌프를 배관요소에 갖는 열병합발전시스템에 있어서, 상기 열수요처(11)를 염색공장 또는 염색공업단지로 하며, 상기 열병합발전기(G)에서 생산되는 전기를 자체 열수요처(11)로 공급하는 배전선비(TR₂)와 잉여전기를 한국전력으로 재공급하는 송전설비(TR₁)를 구비하며, 상기 발전기(G) 구동용 내연기관(M)의 냉각수는 판형열교환기(21)를 통해 온수를 생산토록하며 내연기관(M)의 배가스는 배가스열교환기(22)를 통해 온수를 생산토록하며 이를 온수저장탱크(23) 또는 염색생산 공정(L₁)(L₂)...(L_N)으로 배관연결토록 한 것을 특징으로 하는 열병합 발전시 발생되는 배열을 이용한 염색산업용 염색수제공 시스템.
2. 제 1항에 있어서 열병합발전기(G)를 구동하는 내연기관(M)은 가스로 구동하는 가스엔진을 사용하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전시 발생되는 배열을 이용한 염색산업용 염색수제공 시스템.
3. 제 1항에 있어서 온수저장탱크(23)나 염색공정(L₁)(L₂)...(L_N)에 보조 보일러(B₁)(B₂)를 연결설치하는 것을 특징으로 하는 열병합발전시 배열을 이용한 염색산업용 염색수제공 시스템.