ELITEpro XC 압축공기 시스템 검사와 에너지 측정

압축공기는 가장 보편적인 방법이지만 가장 비용이 많이 드는 방법이어서, 운영 효율을 측정으로 확인해야 합니다.

ELITEpro XC는 Dent Instruments의 전력분석계이자 전력 데이터 로거로, Rogers Machinery가 압축공기 시스템을 검사할 때 핵심 장비로 씁니다. 미국 오레곤 주 포틀랜드에 본사를 둔 Rogers Machinery의 품질검사 서비스 파트 매니저 Jeff Yarnall의 설명을 바탕으로 정리했습니다.

배경

압축공기는 가장 흔하지만 비용이 많이 듭니다

Yarnall에 따르면 공기 압축기는 전 세계 모든 산업 분야에서 쓰입니다. 예를 들어 공기압축기 시스템은 치약을 휘젓고, 튜브 안에 불어넣고, 튜브를 소매용 박스에 넣고, 소매용 박스를 발송 박스에 넣은 다음 운송하려고 발송 상자를 적재하는 데 쓰입니다.

압축공기는 제조 시스템에서 가장 보편적인 방법이면서 가장 비용이 많이 드는 방법이기도 합니다. Yarnall이 알게 된 한 연구에 따르면, 시간당 1KW 소모전력 비용이 5센트일 때 2교대로 1주에 5일 근무하면 1마력 공기 모터를 가동하는 데 연간 1,164달러가 듭니다. 같은 조건에서 1마력 전기모터의 비용은 194달러입니다.

그래도 공기 압축 시스템은 제조업 환경에서 쓰이는 가장 효과적인 방법 중 하나여서 운영 효율을 높이는 일이 중요합니다.

압축공기 시스템 관련 사진.

에너지 손실

압축기에 들어간 에너지의 85%는 폐열이 됩니다

공기 압축기는 제품 생산 공정에서 제품을 옮기는 데 자주 쓰이지만, 압축기로 들어오는 에너지의 15%만 유용한 에너지로 바뀌고 나머지 85%는 폐열이 되어 사라집니다. 더 나쁜 점은 유용한 에너지 15%의 절반이 누수, 인위적인 수요, 압력 상승 때문에 버려진다는 것입니다.

Rogers Machinery의 고객 및 품질검사 담당 부서에게는 이런 손실을 줄이고 폐열을 유익하게 쓰는 것이 매우 중요한 우선 사항입니다.

공기압축기를 쓰는 동안의 일반적인 비용별 비율.

장비 선택

3초 단위 측정이 필요해 ELITEpro를 골랐습니다

Rogers Machinery가 1990년대에 처음 데이터 로거를 쓰기 시작했을 때 선택할 수 있는 제조업체는 3군데였습니다. 로거마다 장단점이 있었지만, Yarnall은 Dent Instruments의 ELITEpro 초기 모델이 자신의 용도에 가장 알맞다고 판단했습니다.

Yarnall은 "전력업체들은 15분 단위 측정이 적합하다고 생각했지만, 압축공기 수요는 빠르게 변하기 때문에 3~15초 단위 측정이 맞다고 보았고, 빠른 샘플링이 가능한 데이터 로거로 이 데이터를 캡처해야 했습니다"라고 말합니다.

ELITEpro 초기 모델은 Yarnall이 필요로 한 시간 틀 안에서 에너지를 측정할 수 있었습니다. 디스플레이가 없어 개당 비용이 저렴하고, 데이터가 컴퓨터 시스템으로 바로 들어온다는 2가지 이점도 있었습니다. 시스템 검사에 필요한 엄청난 데이터량을 고려해 Yarnall은 데이터 스트림이 중요하다고 결론짓고 결정을 내렸습니다.

사양

ELITEpro XC는 3초 간격으로 성능 저하를 보여 줍니다

요즘 Rogers Machinery의 검사 담당자는 정기적으로 ELITEpro XC로 검사하며, 3초 간격으로 수집한 데이터는 시스템 성능(성능 저하)을 분명히 보여 줍니다.

• ELITEpro XC 전력분석계는 kWh/kW 에너지를 캡처하고, 수요 데이터뿐 아니라 3상 또는 단상 회로 설치의 진단과 모니터링에 필요한 관련 에너지 매개변수를 캡처합니다.
• kWh/kW 데이터 기록 외에 4개의 아날로그 입력 채널이 있으며, 채널 사이에 전압(0-5vdc) 또는 전류(4-20mA)를 어떤 조합으로도 설정할 수 있습니다.
• 아날로그 입력은 공기압축 시스템의 공정 조건과 전력 소모를 연관시키는 전력 측정과 함께 쓸 때 특히 유용합니다.

수요

압축 시스템의 에너지 절약 잠재력이 큽니다

Yarnall은 미국 산업 현장이 연간 935억 kWHr을 소비하고 가스 압축이 이 에너지의 4분의 1을 쓰는 것으로 보이기 때문에 ELITEpro XC 같은 장비의 수요가 늘고 있다고 설명합니다. "에너지 절약의 잠재력은 엄청납니다"라고 말합니다.

이 변화의 핵심 요인은 압축 시스템에 가변 주파수 드라이브(VFDs)가 설치된 것입니다. Yarnall은 "이것은 업계의 판도를 바꿀 만큼 중요합니다"라고 말합니다. VFD 시스템은 플랜트(공장)의 압력을 실시간으로 측정하고 수요에 맞게 압축기를 자동으로 조정합니다. 효과가 커서 전력회사들이 기업의 투자를 장려하는 장려책을 만들고 있습니다.

압축공기 시스템 VFD 관련 사진.

Yarnall에 따르면 VFD 시스템은 공기압축 시스템 비용에 추가로 25%가 들 수 있지만, 회사는 에너지 절약만으로 2년 이내에 이 비용을 회수할 수 있습니다. Rogers Machinery의 절약 효과는 Dent Instruments의 ELITEpro XC로 증명할 수 있습니다.

Yarnall은 "우리는 전문가로서 시스템 내부가 어떻게 돌아가는지 안다고 '생각'합니다. 데이터가 조금 더 있으면 시스템이 어떻게 돌아가는지 알 수 있습니다. 덴트 로거로 시스템이 어떻게 돌아가는지 증명할 수 있고, 그 증명으로 투자 수익을 입증할 수 있습니다"라고 말합니다.

과제

고객은 실시간 효율 확인을 원합니다

Yarnall은 제조 공장에서 스마트 도구가 보편화되는 현대화 단계에 들어서면서 실시간 로거의 필요성을 인식합니다. 현재 검사에는 약 2주에서 3주가 걸립니다. 검사관이 방대한 양의 데이터를 내려받아 분석한 다음 보고서를 고객에게 제출합니다.

그러나 고객은 시스템이 효율적으로 작동하는지를 실시간으로 알고 싶어 합니다. 매일 보고서 카드를 보면서 실시간으로 조정해 효율을 높이고 비용을 줄이기를 원합니다.

Rogers Machinery는 1949년에 설립된 Rogers Machinery Co. Inc.로, 압축공기 시스템, 프로세스와 하우스 진공 시스템, 서부 지역의 송풍기 및 펌프 시스템의 선도적인 공급업체 중 하나입니다.

자주 묻는 질문

참고 자료

• Rogers Machinery Co. Inc.
• Dent Instruments