초록 ▼

본 연구과제의 목적은 대표적인 에너지 다소비 분야인 화학공장에서의 에너지 소비 절감을 위하여 화학공장에서의 에너지 소비의 최소화를 실현함과 아울러
에너지의 원활한 생산, 공급 및 활용을 이루기 위한 에너지 관리체계의 최적운용시스템을 개발하는 데에 있다.
유틸리티 생산공정의 모델링 및 최적화에 있어서는 각 유틸리티 생산공정에 대한 모델링 연구가 수행되었고 개발된 모델을 토대로 하는 유틸리티 운전 최적화 시스템의 개발연구가 수행되었다. 보편적으로 사용연료비용을 최소화 하고 전력의 생산을 최대로 하는 것이 일반적이므로 이에 따

본 연구과제의 목적은 대표적인 에너지 다소비 분야인 화학공장에서의 에너지 소비 절감을 위하여 화학공장에서의 에너지 소비의 최소화를 실현함과 아울러
에너지의 원활한 생산, 공급 및 활용을 이루기 위한 에너지 관리체계의 최적운용시스템을 개발하는 데에 있다.
유틸리티 생산공정의 모델링 및 최적화에 있어서는 각 유틸리티 생산공정에 대한 모델링 연구가 수행되었고 개발된 모델을 토대로 하는 유틸리티 운전 최적화 시스템의 개발연구가 수행되었다. 보편적으로 사용연료비용을 최소화 하고 전력의 생산을 최대로 하는 것이 일반적이므로 이에 따른 최적화를 수행하였다. 유틸리티 플랜트에서 failure cost가 포함된 life cycle cost 계산방법에 대한 연구에서는 유틸리티 장치가 가지고 있는 이용가능도와 장치의 구매가격을 고려하여 life cycle cost를 분석하였다.
유틸리티 다소비 공정의 최적 생산일정계획 수립에 대한 연구에서는 비교적 등한시 되어왔던 제지공정을 대상으로 하여 1,2차년도에서 개발한 최적 에너지 절감 생산 일정 모델의 비용 절감을 위한 최적화 문제를 생산성 외의 환경, 위험요소, 부대비용 등을 위한 목적함수를 설정하여 문제를 확장함으로써 좀더 합리적이고 현실적인 최적화를 수행하였다. 이를 통하여 경영자에게 에너지 절감과 공정 운전의 친환경성 확보라는 두 가지의 목표들을 동시에 만족하기 위한 다양한 해를 제공함으로써 생산 일정 계획에 적용할 수 있도록 하였다.
유틸리티 다소비 공정에 대한 전과정 평가에 있어서는 단지 생산공정의 효율 및 비용의 계산이라는 문제뿐 아니라 생산물과 생산공정이 환경에 미치는 영향을 측정하고 그 영향을 제거하는데 드는 비용을 계산하는 문제까지를 포함한다. 제품과 공정의 환경성을 정량적으로 표시하기 위한 많은 연구가 진행되었고 많은 영향평가 방법 및 도구들이 개발되었다. 특히 제품을 생산하는 공정뿐 아니라 제품을 소비하고 재활용하며 폐기하는
과정에 이르기까지 제품의 전과정에 대한 평가기법 연구를 수행하였다.
화학공장에서의 에너지 사용량 절감을 위한 유틸리티 시스템의 개발연구에 있어서는 유틸리티 시스템에 대한 모델링 및 최적화 연구, 유틸리티 다소비 공정의 최적 생산 일정계획 수립에 대한 연구, 유틸리티 다소비 공정에 대한 전과정 평가기법에 대한 연구, 그리고 유틸리티 플랜트에서 failure cost가 포함된 life cycle cost 계산방법에 대한 연구가 수행되었다. 유틸리티 생산공정의 모델링 및 최적화에 있어서는 각 유틸
리티 생산공정에 대한 모델링 연구가 수행되었고 개발된 모델을 토대로 하는 유틸리티 운전 최적화 시스템의 개발연구가 수행되었다. 보편적으로 사용연료비용을 최소화하고 전력의 생산을 최대로 하는 것이 일반적이므로 이에 따른 최적화를 수행하였다.

Abstract ▼

The purpose of the present research is to develop an optimal energy
management system(EMS) to minimize energy consumption as well as to achieve
optimal production, supply and application of energy in chemical plants.
In the study of modeling and optimization of utility systems, modeling of

The purpose of the present research is to develop an optimal energy
management system(EMS) to minimize energy consumption as well as to achieve
optimal production, supply and application of energy in chemical plants.
In the study of modeling and optimization of utility systems, modeling of each
utility production process was performed first. Based on the developed utility
models we developed the optimal operation system for the utility plant.
Optimization was focused on the minimization of the fuel cost and the
maximization of the generation of electricity. In the study of computation methods
for life cycle cost evaluation in the utility plants including failure costs, we
analyzed life cycle costs by considering availability and cost of utility facilities.
From the design and construction of utility plants using the proposed optimal
selection methods for utility facilities, we found out that unnecessary maintenance
cost can be saved and that we can achieve the minimization of the replace cost
of facilities and failure cost resulting from increased production rates.
In the study of determination of optimal production schedule for utility
consuming processes we selected paper making plants as a target process to
perform practical optimization. The amount of utility consumption was given the
primary concern and multiobjective optimization was performed. From the
optimization we could give various solutions to achieve energy saving and
environment protection. These solutions can also be applied in the production
scheduling. The study of computation methods for life cycle cost evaluation in the
utility plants including failure costs covers the evaluation of the effects of
products and production processes to the environment, the cost required to remove
the detrimental effects as well as the computation of efficiency and cost of the
production processes.
For the development of the utility system to save energy in chemical plants, we
performed studies in the area of modeling and optimization of utility systems,
determination of optimal production schedule for utility consuming processes,
overall cycle evaluation techniques for utility consuming processes, and
computation methods for life cycle cost evaluation in the utility plants including
failure costs. For given utility loads, the optimal operating conditions were
dependent upon the operation objective function. Optimization was focused on the
minimization of the fuel cost and the maximization of the generation of electricity.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• 1. 서론...6
• 2. 연구방법 및 이론...10
• 3. 결과 및 고찰...14
• 4. 결론...64
• 5. 인용문헌...65