화학 산업

Baghouse 운영 안정성 확보를 위한 B-PAC™ 제어 시스템 적용 사례

 

☑️Baghouse 운영 불안정으로 인한 비용 증가와 리스크

신뢰성 엔지니어링은 설비 고장에 대한 불확실성과 리스크를 줄이고, 다운타임 비용, 유지보수, 작업자 안전을 관리하는 데 초점을 두고 있으며, 이는 경쟁이 치열한 산업 환경에서 매우 중요한 요소입니다.

특히 긴급 유지보수는 예방 정비 대비 3~4배 높은 비용이 발생하기 때문에 사전 대응의 중요성이 더욱 강조됩니다.

 

세계 최대 화학 기업 중 하나의 신뢰성 엔지니어링 부서는 촉매 생산 공정 내 분체 처리 Baghouse에서 발생하는 비용 증가와 다운타임 문제를 분석하는 과제를 수행하였으며,

여러 플랜트에서 Baghouse 문제로 인해 긴급 정지 시간이 증가하고 운영 비용이 상승한 사례가 확인되었습니다.

 

실제로 한 플랜트에서는 단일 Baghouse 문제로 약 85,000달러의 유지보수 비용과 216시간의 긴급 다운타임이 발생하였으며, 다른 사업장에서는 부식성 배출로 인해 구조물과 설비가 손상되는 사례도 보고되었습니다.

이러한 문제는 Baghouse 이상 상태에서 발생한 산성 배출로 인해 공정 설비 구조에 손상을 초래한 것으로 확인되었습니다.

 

 

☑️전사 적용을 위한 진단 기반 제어 시스템 도입

신뢰성 엔지니어링 팀은 Baghouse 운영 상태를 평가하고 전사 차원의 개선 방안을 마련하기 위해 자동 진단 및 분진 모니터링 기술 분야의 선도 기업인 Auburn과 협업을 진행하였으며,

다수 플랜트에 적용 가능한 기술력과 지원 역량을 고려하여 해당 솔루션을 도입하였습니다.

 

현장에서는 공정 엔지니어가 “가장 문제가 많은 집진기”로 지목한 설비를 대상으로 B-PAC™ 시스템(Baghouse Performance Analyzer & Controller)을 설치하고 성능 검증을 수행하였습니다.

 

B-PAC 시스템은 솔레노이드와 다이어프램으로 구성된 세정 시스템 제어를 차압, 헤더 압력, 분진 농도 측정 및 분석과 긴밀하게 통합하여 여과 성능을 최적화하고 예방 진단 기능을 제공하며,

공기 유량, 온도, 팬 전류, 호퍼 레벨, 모터 및 댐퍼 제어 등 다양한 입력 신호를 추가하여 보다 정밀한 제어와 실행 가능한 진단 정보를 제공합니다.

 

 

☑️실시간 진단 기반의 문제 조기 대응

시운전 과정에서 B-PAC 시스템은 고장 난 솔레노이드를 즉시 감지하고 위치를 특정하였으며, 이를 통해 시스템의 실질적인 효과를 빠르게 입증하였습니다.

이후 동일 시스템에서 발생한 알람을 통해 필터 20번 열에서 분진 농도 증가가 확인되었고, 11번 열에서는 다이어프램 고장이 감지되었습니다.

 

플랜트 요청에 따라 Auburn은 B-PAC 내부 SD 카드에 저장된 로그 데이터를 분석하여 해당 알람을 검증하였으며, 유지보수 팀은 즉시 필터와 밸브를 교체하였습니다.

이러한 사전 감지와 조치는 가시 배출 발생 이전 단계에서 문제를 해결할 수 있도록 하여, 수동 점검을 줄이고 다운타임을 최소화하며 작업자의 유해 분진 및 밀폐 공간 노출을 감소시키는 효과를 가져왔습니다.

 

 

☑️저농도 분진까지 감지하는 고신뢰 모니터링

이와 같은 사전 누설 감지는 Auburn의 전하 유도 기반 분진 모니터링 기술을 통해 가능하며, 해당 기술은 빠른 응답 속도를 바탕으로 누설 위치를 신속하게 식별할 수 있습니다.

또한 1 mg/m³ 이하의 저농도 영역까지 안정적으로 측정할 수 있어, 과도한 배출과 제품 손실을 방지하고 후단 설비를 보호하는 데 기여합니다.

 

 

☑️지능형 차압 제어를 통한 공정 최적화 및 비용 절감

다른 B-PAC™ 적용 사례에서는 IntelliPULSE™ 제어 기능을 통해 추가적인 효과가 확인되었으며,

해당 기능은 Baghouse 차압을 ±0.1 InWC 범위로 유지하도록 자동으로 펄스 세정을 조정 및 최소화하고, 이를 통해 상류 설비인 스프레이 드라이어의 공기 흐름을 최적 상태로 유지합니다.

 

지능형 펄스 제어는 압축 공기 사용량을 크게 줄이고 필터에 가해지는 물리적 스트레스를 감소시켜 필터 수명을 연장하며 교체 비용 절감에도 기여합니다.

실제로 해당 Baghouse에서는 펄스 작동 횟수가 약 90% 감소하였으며, 연간 12,000달러 이상의 압축 공기 비용 절감 효과가 확인되었습니다.

 

 

☑️공정 특성 및 시스템 적용 구조

해당 화학 플랜트는 정유 공정에서 사용되는 촉매를 생산하고 있으며, 촉매는 칼시너(calciner)와 스프레이 드라이어를 거쳐 처리된 후 Baghouse로 이송됩니다.

Baghouse는 스프레이 드라이어에서 발생한 미세 분진을 포집하고, 이후 습식 스크러버로 이송하여 최종적으로 대기 중으로 배출됩니다.

 

 

☑️운영 안정성 확보와 예방 중심 운영 체계 구축

본 사례는 B-PAC™ 기반의 진단 및 제어 시스템을 통해 Baghouse 운영의 불확실성을 줄이고, 가시 배출, 설비 손상, 긴급 정지와 같은 리스크를 효과적으로 관리할 수 있음을 보여줍니다.

또한 실시간 진단, 저농도 분진 모니터링, 지능형 차압 제어를 통합함으로써 설비 안정성을 확보하고 유지보수 비용과 다운타임을 동시에 줄일 수 있으며, 결과적으로 공정 효율과 경제성을 함께 개선할 수 있습니다.