형상기억 합금 밸브를 이용한 스팀 트레이싱 자율 온도 제어 방식 도입 타당성에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 국내 S사 정유공장에서 동파 방지를 위한 스팀 트레이싱 라인에 SMA(Shape Memory Alloy) 밸브를 이용한 자동 비례 온도 조절 밸브의 도입 타당성을 살펴보았다. 실제 정유공장 설계 데이터를 바탕으로 온도 변화 범위와 에너지 절감에 따른 도입 가능성과 도입 효과를 검증하기 위해 Steam manifold valve 온도 제어 방식에 SMA 밸브를 도입을 하여 외부 온도-25°C 파이프 길이 100m, 사이즈 3/8“ 두께 2 mm, 압력 5 kgf/cm2 160°C 의 포화증기로 설계하여 실험을 실시하였다. 기존 스팀 트레 이싱 라인에 SMA 밸브를 이용한 자동 온도조절 밸브로 대체하여 도입할 경우 S사 R Project Steam supply line 65,035M에 적용시 100m당 1달간 에 너지 저감은 2.704163x1013 J/kg이며 동파 기간 12월~2월 적용 기준 에너지 저감 은 19376.292 Gcal이었다. 에너지 저감을 경제적 효과로 환산할 경우 2018년 국내 기준으로 연간 약 813,804,264원이며 이에 따라 65%의 에너지 손실을 예방할 수 있을 것으로 확인되었다.