30,000Nm³/h PSA 산소 업그레이드 프로젝트

PKU Pioneer, 철강사 에너지 효율 업그레이드 지원: 30,000Nm³/h PSA 산소 프로젝트 성공적으로 완료

2025년 11월 28일 – 주하이 웨위펑 철강 주식회사(이하 "웨위펑 철강")의 업그레이드된 PSA 산소 발생 스테이션이 정식 가동된 지 반년이 지났습니다. 최적화된 PSA 산소 발생 플랜트는 고로 산소 농축을 위해 지속적으로 안정적인 산소를 공급하여 철강 공장의 생산 효율성을 크게 향상시켰습니다.

2025년 6월, 베이징 북경대학교 파이오니어 기술 주식회사(이하 "PKU Pioneer")가 수행한 웨위펑 철강의 30,000Nm³/h(7,500×4 Nm³/h) PSA 산소 발생 장치의 에너지 효율 개선 및 개조 프로젝트가 성공적으로 완료되었습니다. 체계적인 기술 최적화를 통해 이 프로젝트는 기존 장치의 지속적인 성능 저하 문제를 성공적으로 해결했습니다. 개조 후 장치의 성능은 설계 지표를 완전히 초과했으며, 순수 산소 생산을 위한 전력 소비가 크게 감소하여 고객에게 실질적인 경제적 이익을 제공했습니다. 프로젝트 시운전 후, 웨위펑 철강은 PKU Pioneer에게 특별히 감사를 표시하고 기술력과 서비스 품질을 높이 평가했습니다.

프로젝트 배경: 운영 과제가 개조 필요성을 촉발

2018년에 가동된 웨위펑 철강의 4세트 7,500Nm³/h(순도 80%) PSA 산소 발생 시스템은 경험이 부족한 산소 발생 제조업체가 공급했습니다. 5년 간의 운전 기간 동안 흡착탑 내부 에어백의 빈번한 손상, 산소 출력 30% 이상 감소, 전력 소비 20%-30% 증가 등 일련의 문제가 발생했습니다. 그러나 이러한 고장의 근본 원인은 파악되지 않은 채로 남아 있었습니다.

2025년 1월, 여러 차례 조사 끝에 웨위펑 철강은 PKU Pioneer와의 협력을 선택하고 3호기 및 4호기 개조를 선도적으로 시작했습니다. 프로젝트 구현 중 PKU Pioneer의 기술 전문가들은 현장을 심층 조사하고 고객을 위한 단계별 개조 계획을 맞춤화했습니다. 두 호기의 개조는 2개월 이내에 완료되었으며, 두 호기 모두 한 번에 성공적으로 시운전되었습니다. 이들의 성능 지표는 고객의 요구 사항을 훨씬 초과했을 뿐만 아니라 장치의 원래 설계 수준도 능가했습니다.

두 호기 개조의 놀라운 결과로 인해 2025년 4월, 양 당사자는 1호기 및 2호기 개조에 대한 계약을 추가로 체결했습니다. 개조 진행 속도를 높이기 위해 PKU Pioneer의 기술 팀은 장비 시운전을 위해 현장에 머물며 실시간 데이터 모니터링을 통해 성능 준수를 보장했습니다. 마침내 2025년 6월, PSA 산소 발생 스테이션의 전체 시스템 업그레이드가 실현되어 고로 산소 농축을 위한 안정적인 산소 공급을 제공하고 고객의 생산 요구를 충족시켰습니다.

기술적 돌파: 심층 분석을 통한 체계적 솔루션

PKU Pioneer의 기술 팀은 기존 산소 발생 시스템의 운전 데이터와 공정 설계를 심층 분석하여 핵심 문제가 여러 기술적 결함에서 비롯되었음을 확인했습니다. 다양한 영향 요인이 중첩되어 산소 생산 지표의 지속적인 저하, 에너지 소비 증가 및 비용 상승으로 이어졌습니다.

첫째, 흡착탑 구조를 수정해야 했습니다. 산소발생 장치의 기존 방사형 흡착탑은 밀봉 장치에 설계 결함이 있었습니다. 개조는 흡착탑 내부의 분자체 누출 문제를 해결했습니다. 압력스윙흡착(PSA) 산소발생 장치의 경우, 흡착제의 장기 안정성을 보장하는 것이 10년 이상의 사용 수명을 달성하기 위한 공정 기반입니다.

둘째, 흡착제의 성능 지표는 장치의 전체 성능에 영향을 미칩니다. 구형 장치의 흡착제는 다양한 정도의 분말화와 높은 마모율을 보였습니다. 개조 프로젝트는 고효율 리튬계 흡착제 PU-8을 채택했으며, 질소-산소 분리 계수와 강도가 일반 흡착제보다 현저히 높습니다. 독특한 가스 유동 분배 기술과 결합하여 흡착제의 사용 수명을 연장하고 베드 저항을 감소시켜 단위 시간당 산소 생산량을 늘렸습니다. 개조 후 산소발생 장치의 실제 생산량은 10% 이상 증가했으며 전력 소비 감소는 예상 목표를 20% 초과했습니다.

셋째, 주요 보조 장비는 장치의 운영 신뢰성에 영향을 미칩니다. 구형 장치의 밸브는 부적절한 선정, 재료 결함, 부품 마모 및 변형 등의 문제가 있었습니다. PSA 산소발생 조건에서 밸브는 평균 30초마다 한 번씩 고주파로 전환되므로 내구성의 상당한 개선과 보조 업그레이드가 필요했습니다. 개조 과정에서 PKU Pioneer는 문제가 있는 밸브를 완전히 수정 및 교체하여 PSA 조건에 적합한 특수 밸브를 장착했습니다.

마지막으로, 지능형 제어 시스템의 비합리적인 설계는 성능 최적화에 영향을 미쳤습니다. 간소화되고 효율적이며 완전한 기능을 갖추고 적용 가능한 PLC 제어 프로그램의 개발은 PSA 산소발생 장치의 안전하고 안정적이며 장기적으로 신뢰할 수 있는 운영을 보장하는 중요한 기술적 보장입니다. 장치 매개변수를 기반으로 PKU Pioneer는 프로그램 제어 로직을 개발 및 최적화하여 장치의 신속한 적응 조정과 에너지 효율 최적화를 가능하게 했으며, 산소발생 장치가 항상 낮은 에너지 소비로 안정적인 수준에서 작동하도록 보장했습니다.

프로젝트 통찰: 기술력이 핵심 경쟁력을 구축하다

웨위펑 철강의 4개 산소 발생 플랜트의 성공적인 시운전은 고로의 산소 공급 문제를 해결했을 뿐만 아니라 철강 산업에서 PKU Pioneer의 또 다른 벤치마크 프로젝트가 되었습니다. 압력 순환 흡착 산소 발생 기술의 선도 기업으로서 PKU Pioneer는 공정 세부 사항이 장치 성능에 미치는 결정적인 역할을 잘 알고 있습니다: 흡착탑 구조의 최적화된 설계, 분자체 충전의 정밀한 제어, 밸브 선택의 작업 조건 적응성 – 이러한 핵심적인 기술 세부 사항은 장치의 에너지 효율과 수명에 직접적인 영향을 미칩니다.

북경대학교의 연구 이점을 활용하여 PKU Pioneer는 지난 26년 동안 압력 순환 흡착 기술에 대한 기초 연구를 지속적으로 심화했습니다. "설계-제조-운영 및 유지보수"를涵盖하는 전체 사슬 기술 통합 역량을 완전히 발휘하고 철강 및 화학 산업의 선도 기업과 협력하여 녹색 가스 기술 연구를 수행했습니다. 회사는 각 엔지니어링 프로젝트를 업계 모델로 구축하고 압력 순환 흡착 산업의 고품질 발전을 촉진하는 데 전념하고 있습니다.