델몬트 식품, DOE 압축 공기 평가로 대규모 에너지 절감 달성

델몬트 식품(Del Monte Foods)은 미국 최대의 프리미엄 식품 및 반려동물 제품 생산, 유통, 마케팅 기업 중 하나입니다. 2010 회계연도에 델몬트, S&W, 콘타디나(Contadina), 칼리지 인(College Inn), 미우 믹스(Meow Mix), 키블스 앤 비츠(Kibbles 'n Bits), 9라이브스(9Lives), 밀크-본(Milk-Bone), 펍-페로니(Pup-Peroni), 그레이비 트레인(Gravy Train), 네이처스 레시피(Nature's Recipe), 카나인 캐리-아웃츠(Canine Carry-Outs) 등의 브랜드로 37억 달러 이상의 순매출을 기록했습니다. 델몬트 제품은 미국 가구의 80%에서 찾아볼 수 있으며, 자체 브랜드(PB) 제품도 생산하고 있습니다.

DOE "에너지 절감 나우" 프로그램의 평가

미국 에너지부(DOE)의 "에너지 절감 나우(Save Energy Now)" 프로그램이 캘리포니아주 한포드(Hanford)에 위치한 델몬트 24번 공장에서 에너지 절감 평가(ESA)를 완료했습니다. 이 평가는 DOE 압축 공기 시스템 전문가인 액큐리트 에어 엔지니어링(Accurate Air Engineering Inc.)의 카일 해리스(Kyle Harris)가 주도했습니다.

한포드 공장의 압축 공기 시스템 현황

한포드 공장의 압축 공기 시스템은 150마력(HP) 로터리 스크류 공기 압축기 3대로 구성되어 있습니다. 그중 2대는 수냉식, 1대는 공냉식이며 가변 속도 드라이브(VFD)가 장착되어 있습니다. 생산은 연중 12주간 토마토 수확 성수기에 24/7 풀가동하며, 비수기 9개월은 주 5일, 하루 12~24시간 운영합니다. 일반적으로 성수기에는 3대 모두 가동하고, 비수기에는 VFD 장착 1대만 가동합니다. 성수기 피크 공기 유량은 1,550 CFM 이상, 비수기에는 450 CFM 미만으로 떨어집니다. 이 시스템은 연간 98만 kWh 이상을 소비하며, 전체 공장 전력 사용량의 5% 이상을 차지합니다.

ESA 평가 목표

• 압축 공기 공급, 배관, 엔드유즈(최종 사용처) 개선 기회 발굴
• 플랜트 담당자가 현재 시스템을 정확히 모델링할 수 있도록 교육
• DOE의 AIRMaster+ 소프트웨어를 활용해 잠재적 절감 효과 예측

평가 접근 방식

현장 방문 일주일 전부터 데이터 수집을 시작했습니다. 유량 로거 3대, 압력 로거 2대를 설치하고, 이전 연구의 이력 데이터를 활용해 비수기 운영 패턴을 분석했습니다. DOE 전문가와 플랜트 직원은 LogTool V2로 데이터를 처리하고 AIRMaster+로 가져와 기준 압축 공기 프로파일을 구축했습니다.

평가 기간 동안 공급 및 수요 측면에 대한 종합 조사를 수행했습니다. 플랜트 직원은 DOE 전문가의 지도하에 에너지 효율화 방안을 도출하고 우선순위를 정해, 주요 이해관계자들과의 클로즈아웃 미팅에서 결과를 발표했습니다.

개선 기회 분류

• 단기(near-term) – 운영 관행 변경, 유지보수, 저비용 장비 구매로 즉시 실행 가능한 조치
• 중기(medium-term) – 신규 장비 도입이나 시스템 개선이 필요하며, 엔지니어링 분석과 ROI 검토가 뒷받침되는 기회
• 장기(long-term) – 플랜트 조건에서 신기술을 시험하고 경제성을 검증하는 이니셔티브

단기 및 중기 개선 기회

• 시스템 압력 낮추기 – 현재 105 psig로 운영 중이나, 다수 엔드유즈는 더 낮은 압력으로도 충분합니다. VFD 설정값을 95 psig로 낮추고 회전수를 30Hz에서 27Hz로 줄여 연간 99,000 kWh(약 9,400달러) 절감, 회수 기간 1개월 달성.
• 공기 누설 제거 – 누설이 총 수요의 10% 이상을 차지합니다. 95 psig에서 200 CFM 누설 관찰(주로 디팔레타이저). 누설 보수로 연간 73,000 kWh(약 6,900달러) 절감, 회수 기간 4개월 미만.
• 개방형 블로잉 제거 (라인 4) – 캔 코딩 전 압축 공기로 불어내는 방식 사용 중. 1/4인치 블로오프 피팅을 저압 블로워(3 psi)로 교체하면 전달 에너지 28% 증가, 압축기실 용량 27 CFM 절감. 연간 6,800 kWh(약 648달러) 절감.
• 개방형 블로잉 제거 (프리코더) – 코더를 와셔 뒤로 재배치해 프리블로잉 불필요. 전 라인 적용 시 연간 23,000 kWh(약 2,300달러) 절감, 회수 기간 3개월.
• 압축기 시퀀싱 최적화 – VFD 장비 최소 속도를 616 rpm으로 낮춰 성수기에도 터다운 범위 내 운전 가능. 제어 전략 재검토 및 전력·압력 모니터링 추가로 연간 24,483 kWh(약 2,400달러) 추가 절감 가능.

경영진 지원

현장 책임자이자 프로젝트 엔지니어인 리처드 코크(Richard Koch)가 ESA를 전폭 지원했습니다. 한포드 공장 에너지 팀의 일원으로서, 그는 전체 시설의 압축 공기 효율 개선에 전념하고 있습니다.

DOE 에너지 절감 평가에 대한 자세한 내용은 DOE 산업 기술 프로그램(ITP)에서 확인하세요.