유압/윤활시스템 에너지 절감 기술/ 급유지 효율화 기술

급유지 효율화 기술

그리스 윤활에 있어서 과다 급지 방지 및 적정 시스템 설계로 그리스 사용량을 획기적으로 감소시킬 수 있으며 윤활제 적유선정 및 단순화등으로 설비수명연장 및 관리비용 절감이 가능합니다.

 

 

◇ 그리스 급지 시스템 효율화    - 계절별 적정 주도 개선    - 적정 그리스 공급을 위한 급지 TIME 연장       및 그리스 분배변 재SETTING    - 주도개선을 위해  적정 배관 SIZE 및 PUMP       압력 선정  ◇ 윤활제 단순, 통합화    - 유사설비/동일공장 사용 윤활제 통합  ◇ 설비별 적유 선정    - 고열, 내수, 내하중 설비별 적유 선정

설비별 최적 윤활 그리스 사용량 절감 수처리 비용 절감

 

 GREASE중앙급지SYSTEM 설계 기준

1. 개요

중앙급지SYSTEM은 PUMP, 분배변, 배관 등을 조합하여 중앙 집중식으로 多개소를 급지하는 것으로서
TWO LINE SYSTEM, MULTI LINE SYSTEM, 순차작동SYSTEM 등이 있으며 HAND PUMP에 의한 수동식 SYSTEM은 제외한다.

2. 급지SYSTEM의 분류

 

구 분	TWO LINE SYS'	MULTI LINE 또는 순차작동 SYS'
급지 POINT	약 50 ∼ 1000	50 POINTS 내외
급지 LINE	반경 120M 이내	반경 30M 내외
적용특성	일직선상으로 길게 주유개소가 분포되어 있을 경우	일정 반경 내 많은 주유개소가 밀집되어 있을 경우

※ 급지개소 분포상황에 따라 2개 이상의 SYS'을 서로 조합해 사용할 수 있다.

3. 각 급지SYSTEM 구성 및 작동원리
  
가.TWO LINE SYSTEM

1) 관말 압력제어 방식

 

TWO-LINE SYS'(이관식)은 PUMP에서 토출한 윤활제를 CHANGE-OVER VALVE에 의해 두개의 공급주관을 교대로 변환시키며 분배변을 통하여 각 급유개소에 급유를 완료하는 SYS'이다.  관말에 설치된 PRESSURE SWITCH의 설정압력에 도달하면 CHANGE - OVER VALVE가 작동하도록 되어있어 관말까지의 확실한 급유압을 보증할 수 있다.
      
2) 유압방식

CHANGE-OVER VALVE의 절환방식을 PUMP 토출측에 설치된 유압절환변(설정압력에 도달하면 절환 됨)으로 하는 것만 다르다. PRESSURE SWITCH등이 필요 없기 때문에 SYSTEM이 다소 간단하나, 온도하강등에 의한 배압 발생 시 관말에 확실한 급유가 곤란하므로 급지LINE이 길지 않고, 온도차가 적은 곳에 적용한다.

나.MULTI LINE, 순차작동 SYSTEM

독립된 기계에 적용하는 SYS'으로 PUMP에서 직접 공급한다. 전기제어반에서 운전,휴지시간 설정이 가능	PUMP에서 공급한 윤활제를 순차적분배변을 통하여 공급하는 SYS'으로 전기제어반에서 운전,휴지시간 설정이 가능하며 분배변 작동유무를 감지할 수 있다.

4. 각 COMPONENT별 설계기준  
  
가. 대상설비 : 하기 선정기준은 TWO LINE SYSTEM에 대한 것이나 MULTI LINE SYSTEM등
     다른 SYSTEM도 선정원칙은 동일하다.

나. 주도선정

     마찰부위에 흡입된 GREASE는 그 중 약60%가 주유개소 부위를 밀폐시켜 외부로부터
     이물질 침투를 막아 마찰부위를 보호하는 작용을 하기 때문에 주도번호 2번이 1번
     보다 윤활막 형성기간이 길어지므로 설비보호에 효과적이며, 현 사용GREASE의 주도
     개선에 의해 급지주기 연장이 가능함.  ⇒ GREASE 주도는 LNGI 2(3)번으로 한다.

다. 배관선정

1) 최소 배관경선정 기준

GREASE급지 배관경은 작을수록 신선한 윤활제를 공급할 수 있고, PUMP작동시간도 줄어들어 PUMP수명연장 및 전력비 절감 등 유리하다. 왜냐하면 GREASE는 수축율(약 2%)때문에, 서로 상이한 배관경인 SYSTEM은 PUMP는 배관내의 GREASE를 수축시키는데 대부분의 시간을 할애하므로 배관경이 작을수록 PUMP의 작동시간은 줄어들게 된다. 따라서 PUMP 수명이 연장되며, 전력비도 3배정도 절감 가능하다.

2) 배관재질 선정

구   분	STPG 38관	SUS 304관
적용개소	일반 급지개소	수분,열등에 의한 부식개소

 ※ 사용압력이 STPG38관의 허용압 초과 시는 STS49관(고압 배관용 탄소강 강관)을 사용

3) 배관두께(SCHEDULE) 선정

라. PUMP용량 선정

1) COMPRESSION VOLUME 계산

※ ζ(GREASE수축율): GREASE는 압력을 받게 되면 어느 정도 수축한다. PUMP의 용량을 선정할 때 이 수축율을 고려하지 않으면 PUMP 작동시간이 길어져 PUMP수명단축 및 원활한 급지가 곤란하다. GREASE 수축율은 사용주도 및 압력에 따라 변하지만 통상 270∼300bar의 압력을 받는 경우 배관 체적의 1.8 % 정도이다. (붙임 1 참조)

2) PUMP 용량선정
       
   ㅇ CYCLE당 PUMP 토출량(ℓ)= CYCLE당 총 분배변 토출량(ℓ) + COMPRESSION VOLUME(ℓ)
       여기서, "CYCLE당 총 분배변 토출량(ℓ)" 은  全 급지개소의 1회(즉 1CYCLE) 총 필요 급지량에 분
       배변 작동에 필요한량(손실량)을 더한 값으로 급지LIST(운전 매뉴얼)에서 급지 주기 당 필요 급지
       량을 계산하고 분배변 손실량은 MAKER 카탈로그를 참조해야 하나 무시해도 크게 상관없다.

   ㅇ 시간당 PUMP 토출량(ℓ/hr)= CYCLE당 PUMP 토출량(ℓ) * 시간당 요구된 CYCLE 수

   ㅇ TWO LINE SYSTEM PUMP 작동CYCLE 개념

TWO LINE SYSTEM은 PUMP가 두 번 작동해야 全 급지 개소에 1 회 급지가 완료되므로 CYCLE당 두 번의 운전시간과 두 번의 휴지시간이 존재한다. 따라서 급지주기는 1 CYCLE시간이 되며 PUMP 휴지시간 (TIMER SETTING치)은 HALF CYCLE에 대한 설정 값이다. PUMP 운전시간은 5 ∼ 10분 이내로 계획하며, 운전시간이 휴지시간보다 길지 않도록 한다. (압력이 소거되지 않았을 경우 LINE 전환시 배압으로 작용한다.)
 
급지주기는 급지개소가 요구하는 최소 급지주기로 계획하되, 급지주기가 1주일 이상 길 경우는 통상 3시간 ∼ 6시간 정도로 하되 주위 환경(먼지, 수분, 온도) 및 설비 가동조건에 따라 가감한다.

마. PUMP 사용압력 선정

PUMP의 사용압력이라는 것은 배관 말단부까지 확실하게 급지가 보증되는 압력을 말하는 것으로 PUMP에서 배관 말단부까지의 총 압력손실보다 커야 한다. 압력손실은 PUMP 토출량, 배관경, 주위온도, GREASE주도 등에 따라 변하기 때문에 설비개소의 가장 가혹한 조건(예, 옥외설비의 경우 동절기 -5℃ 기준)에서 구해야 한다.

압력손실을 구하는 방법은 전단율에 의한 것과 그래프에 의한 것 두 가지가 있는데 높은 값을 기준으로 한다.

1) 전단율에 의한 압력손실 계산

   ㅇ 전단율(SHEAR RATE)
 

   ㅇ 외관점도(단위: Poise) 계산
         전단율, 주도 및 온도조건에 따라 "외관 점도 곡선"(붙임 2 참조)에서 구한다.
         (-5℃의 값 : 0℃ 값의 약 150 %)
 
  ㅇ 배관 압력손실 계산
        Hagen - Poiseuilli 의 식을 적용하면

    ㅇ TOTAL 압력손실 계산 (TOTAL △P)
        분배변 및 급지관 압력손실, 급지개소 배압, 급유보증압 등을 감안하면 전체
        압력손실은 하기와 같은 펌프사용압력은 전체사용압력 이상으로 한다.
       
                    TOTAL △P = ΔP  + 50 kgf/㎠  

2) 그래프에 의한 압력손실 계산
    
    ㅇ 배관 압력손실 계산
 
                      △P  =  △P/m  *  L

        △P/m (kgf/㎠) : 압력손실 그래프(붙임 3 참조)에서 구한다
         L (m) : PUMP에서 관말까지의 배관길이(한쪽 배관)

       ※ 압력의 단위환산: 1 bar = 1.02 kgf/㎠
      
    ㅇ TOTAL 압력손실 계산 (TOTAL △P)
        분배변 및 급지관 압력손실, 급지개소 배압, 급유 보증압 등을 감안하면 전체
        압력손실은 하기와 같은 펌프사용압력은 전체사용압력 이상으로 한다.

                        TOTAL △P = ΔP  + 50 kgf/㎠

바. 분배변(DISTRIBUTOR) 선정

     1) 급지량에 따라 SIZE를 달리 선정해야 하며 TWO LINE SYSTEM용과 순차 작동식 SYSTEM용을 구
        분 사용한다.
     2) 허용압력이 PUMP 사용압력 보다 높아야 한다.(내부 LEAK 방지)
     3) 부식이 심한 개소는 SUS (STAINLESS STEEL)를 사용한다.

사. GREASE TANK선정

     1) GREASE 이유도 등을 고려 통상 3개월 이내에서 보충토록 SIZE를 선정한다.
     2) 이유도: GREASE에서 OIL이 분리되는 현상. 윤활력을 상실함.

아. COVER선정

     1) MAIN PUMP UNIT 및 보충PUMP(설치 시)는 반드시 COVER를 설치 해야 한다.
     2) 부식이 심한 개소는 SUS (STAINLESS STEEL)을 사용한다.

 # 붙임1: GREASE 압력-수축율 그래프

# 붙임2: GREASE 전단율-외관 점도 곡선 (대상GREASE: ALVANIA EP-2)

 

 

 

유압/윤활시스템 에너지 절감 기술

설비의 과다한 에너지 소모를 방지하기 위한 요소기기 최적 조정 및 설계를 통해 에너지 절감을 가능케 합니다

 

◇ 적정 압력 및 유량 조정    - 부하에 따른 적정 압력 및 유량 재설정  ◇ 에너지 SAVING 윤활제 검토    - 감속기 및 BEARING등에 에너지 절감형       윤활제 적용  ◇ 에너지 절감 회로

MOTOR 전력비 절감 기기 수명 연장 사용유 수명 연장

 

 

Energy Saving Fundamentals in Hydraulic System

* THE PRINCIPLE OF HYDRAULIC SYSTEM

*  LAW OF ENERGY CONSERVATION

* PUMP FLOW LOSS

* PUMP EFFICIENCY

* PUMP POWER LOSS

* ENERGY CONVERSION

* ENERGY TRANSFER SYSTEM

* HOW TO SAVE ENERGY

* SYSTEM PRESSURE DOWN AFTER WORK DONE

* FLOW RATE DOWN AFTER WORK DONE

* PRESSURE RIGHT SETTING OF SERVO SYSTEMS

 

* HEAT DIMINUTION USING TANDEM CENTERED DIRECTIONAL VALVE POSITION

* LOW INTERNAL PUMP LEAKAGE

 

* ANTI-WEAR HYDRAULIC FLUID

 

* LOW MECHANICAL FRICTION

 

* LOW △P HYD' COMPONENT SELECTION

* COST BENEFIT  USING SYNTHETIC  LUBLICANT

* COST BENEFIT OF CENTRALIZED GREASE SYSTEM

 * ENERGY SAVING USING ACCUMULATOR

  * ENERGY SAVING EFFECT OF ACCUMULATOR

 * ENERGY SAVING USING TANDEM CENTERED DIRECTIONAL VALVE POSITION

* COST BENEFIT USING LARGE VALVE

 

* COST BENEFIT USING VARIABLE DISPLACEMENT PUMP

 

* COST BENEFIT USING UNLODING HYDRAULIC CIRCUIT