‘고압 증기 텐터’, 국내 첫 보급

치솟는 에너지 유틸리티비용 절감…생산성·효율성·경제성 대안

TIN뉴스 | 기사입력 2022/06/26 [21:02]

GS포천그린에너지, 고압 증기 공급 및

일성기계공업, 고압 증기 텐터기·설비 개발 및 공급

 

▲ 휴먼텍스 내 파일롯 테스트를 진행한 고압 증기 텐터기  © TIN뉴스

 

▲ 고압 배관(3m) 및 계량 장치  © TIN뉴스

 

각종 에너지와 유틸리티 비용 상승로 섬유염색가공업계가 경영난을 겪고 있는 가운데 이미 중국에선 10곳 중 5곳(50% 이상)이 사용 중이라는 ‘고압 증기 텐터기’가 국내에 처음 보급된다.

 

현재 포천장자일반산업단지 내 60여 곳 이상 업체들에게 스팀을 공급 중인 열병합발전소 운영사 ㈜GS포천그린에너지(대표 임철현)와 국내 섬유염색 텐터기 메이커 ㈜일성기계공업(대표 김재영)이 개발한 ‘고압 증기 텐터기’는 최초 열병합발전소로부터 공급된 스팀을 텐터 전 적정온도까지 올리기 위한 별도의 승온 과정이 생략되어 보일러가 사라지고 동시에 이송 과정에서 발생하는 스팀의 압력과 온도 손실을 최소화할 수 있어 주목을 받고 있다.

 

이미 포천장자일반산업단지 내 입주한 섬유업체 ㈜휴먼텍스(대표 김용복)에서 4개월 간 시운전을 성공적으로 마쳤다. 일성기계공업은 고압 증기 텐터기를 제작공급하고, GS포천그린에너지는 고압 증기 텐터기 교체 및 설비 구축에 필요한 자금과 기술적 지원을 약속했다.

 

‘텐터(Tenter)’ 또는 ‘텐터링(Tentering)’은 직물가공공정 중 정련, 표백, 염색, 가공 등의 습식공정을 거치면서 직물은 경사방향으로 장력을 받기 때문에 폭 방향으로 많이 수축된다. 이 때문에 수축된 섬유를 원래의 폭으로 되돌려서 조직을 바로 잡기 위해 직물에 잡아당기는 힘을 가해주는 과정이다.

 

문제는 텐터기 공정을 위해서는 스팀은 물론 열매 보일러 운영 등 막대한 에너지 비용이 들어간다. 텐터 공정에는 220℃ 이상 고온의 스팀이 필요하다. 열병합발전소로부터 스팀을 공급받아 사용하는데 이송 과정에서 초기 스팀의 압력(35㎏)과 온도(240℃)가 내려간다. 

 

평균 이송 과정에서 스팀 배관 1㎞당 0.5℃씩 내려간다. 텐터기에 도달했을 때는 스팀 온도가 낮아졌기 때문에 다시 열을 올리는 승온 과정이 필요하다. 대부분 가스(LNG 또는 LPG)나 열매 보일러로 온도를 다시 높여야 하다 보니 스팀료 외에 별도의 보일러 가동비용까지 업체가 감수해야 한다.

만약 기존 텐터기를 고압증기 텐터기로 전환하고 싶다면 기존 일성기계공업 텐터기의 건조장치인 ‘챔버(Chamber)’만 교체하고 별도의 고압 배관, 계량장치를 설치하면 된다. 

 

텐터기의 초기 승온(昇溫) 시간(200℃)까지 25~30분, 최종 하강시간은 20분이 소요된다. 또한 가동 중 온도변화 시간은 5분이다. 특히 초기 승온 시간의 경우 열매 보일러(1시간~1시간 30분)의 1/2~1/3 정도로 단축시켰다. 이처럼 가동 중 빠른 온도 변화에 작업 중 승온에 따른 대기시간이 대폭 줄면서 생산성이 향상됐다.

 

또한 메인 스팀 밸브 60% 오픈 시 210℃까지 상승하며, 시간당 1~1.2톤의 응축수가 발생하고 이 응축수 온도가 92℃(평균 80~100℃)에 도달한다. 특히 이 스팀 응축수는 염색기, 리락샤에 재활용 또는 텐터로 재공급해 에너지를 절감할 수 있다. 

 

 

챔버 교체 및 고압 배관계량장치 설치 등 총 2억 여원 

GS포천그린에너지, 연내 공급계약 체결 기업에 한해 비용 지원 

 

그렇다면 개조 및 설치비용은 어느 정도 금액이면 가능할까?

텐터기 1기당 챔버 열원 개조비용은 약 1억5,000만 원~2억 원(사양별 차이), 열병합발전소에서 공급되는 고압 스팀의 압력(35bar) 손실을 최소화시키기 위한 3m 길이의 고압 배관과 유입되는 스팀의 압력을 체크할 수 있는 계량장치 설치비용으로 약 6,000만 원이 소요된다. 

 

총 2억1,100만 원~2억6,000만 원 정도 교체 및 설치비용이 든다. 챔버 교체와 배관설치까지 약 2~3개월이 소요된다. GS포천 그린에너지는 섬유염색가공업체들의 비용 부담을 덜어주고자 올해 12월 말까지 GS그린에너지와 고압 공급계약을 체결한 업체에 한해 내년 상반기 내 공급 개시를 조건으로 해당 업체에 2억1,100만 원 정도의 교체 및 설치비용을 지원한다는 계획이다.

 

그렇다면 경제성 측면에서 비용을 얼마나 절감할 수 있을까?

고압 증기 기본요금은 텐터기 1기당 매년 물가상승율을 반영해 150만 원. 사용요금은 매분기 LPG 가격 연동율을 반영해 ‘5만2,000원/톤’이다. 또 주말과 법정 공휴일에는 요금이 5% 할인된다.

 

일성기계공업과 휴먼텍스가 파일럿 운영 내역을 분석한 결과, LNG(2,800만~5,000만 원/월), LPG(4,500원/㎥)와 비교했을 때 월 3,000만 원 정도로 연료비를 낮추었다.

 

GS포천그린에너지도 기존 열매 및 가스 방식 대비 30% 정도 비용 절감효과를 기대했다. GS포천그린에너지가 ①LNG 직화 ②LNG 열매 ③LPG 직화 ④LPG 열매 등 총 4가지 열원을 고압 증기와 비교·분석한 결과에 따르면 ①LNG(직화) 6만 원/톤(+8,000원/톤) ②LPG(직화) 6만6,000원/톤(+1만4,000원/톤) ③LNG(열매) 7만 원/톤(+1만8,000원/톤) ④LPG(열매) 7만7,000원/톤(+2만5,000원/톤)이다.(표 참조)

 

참고로 2022년 1~5월 LPG/LNG 평균 가격(5만2,000원/톤) 기준, 고정비를 제외한 연료비를 비교했다. 여기에 연료원별 요금 산정기준은 직화효율(97%), 열매보일러(85%), 가동시간(20시간), 가동일(26일)이다. 

 

 

일성기계공업, 국내 유일 

‘중국 고압 압력용기 허가’ 취득업체

 

앞서 언급했듯 고압 증기 텐터 설비 제작과 공급은 국내 섬유염색가공 메이커 일성기계공업㈜(대표 김재영)이다. 일성기계공업은 국내 유일의 ‘중국 고압 압력용기 허가 취득업체’로 세계에서 유일하게 중국에 고압 스팀 텐터 수출이 가능하다(중국 현지 생산법인 운영 中). 중국 국가질량감독검험검역총국 특종설비안전감찰국이 시행하고 있는 ‘SEL(Special Equipment License)’에 따라 2004년 1월 1일부터 보일러, 압력용기 등 8종의 특종설비 생산자는 반드시 제조허가(유효기간 4년)를 취득해야 한다. 

 

일성기계공업 하병훈 이사는 “일성기계공업은 안전과 스팀 에너지 절약에 대한 다년간의 풍부한 경험과 기술력으로 현재 연간 수십 대의 고압 스팀 텐터를 생산·공급, 400여대의 생산실적을 갖추고 있다”면서 “아무쪼록 많은 섬유염색가공업체들이 고압 증기 텐터를 사용하기를 바라며, 일성기계공업에서도 안전하고 우수한 품질의 고압 증기 텐터를 공급하도록 노력하겠다”고 말했다.

 

열원 가공 전후 원단 품질 비교 실험

고압증기 가공 원단의 터치, “텐셀·폴리 더 소프트해”

레이온·텐셀·모달 등 재생섬유 텐터 시 원단 품질 탁월

 

한국섬유소재연구원(원장 변성원)은 ㈜GS포천그린에너지의 용역 의뢰를 받아 텐셀·폴리에스터·면 소재를 가스(직화)/열매(간접)/고압 증기(간접) 등 3가지 열원으로 가공했을 경우 가공 전·후 원단 품질(치수변화율·파열강도·색차분석·pH·폼알데히드 함유량·아릴아민 함유량·관능평가(전문가 의뢰) 등 총 6개 항목)을 분석한 결과 보고서를 지난 6월 17일 GS포천그린에너지에서 진행된 ‘고압 증기 텐터 사업 설명회’에서 공개했다. 

 

올해 1~4월까지 ㈜휴먼텍스 내 고압 증기 텐터를 설치하고 파일롯 테스트를 마친 결과다. 결론적으로 고압 증기 텐터 가공 시 원단 품질은 동등하거나 그 이상의 품질을 보유하고 있음이 확인됐다. 특히 원단의 터치감이 좋고 올 퍼짐 현상이 없다.

 

▲텐셀 소재의 경우 열원(가스/열매/고압증기)가공 원단 비교 결과가 큰 차이가 없고, 터치는 열매와 고압증기가 유사하고 가스보다 부드러웠다. ▲폴리에스터 소재의 경우 가스텐터 가공원단의 가공 전후 색상 차이가 컸고, 터치는 고압 증기 가공원단이 더 부드러웠다. ▲면 소재는 가스 텐터 가공원단의 가공 전후 색상과 파열강도 편차가 고압 증기보다 컸으며, 터치는 유사했다. 

 

파일럿 테스트에 참여한 휴먼텍스 김용복 대표이사는 “기존 원단 외에도 특정원단 즉 레이온, 텐셀, 모달 등의 재생섬유에서 텐터링 후 원단 품질이 아주 우수했다”고 강조했다. 또한 “기존 가스텐터의 약점이었던 색차와 터치감 등 품질 문제를 완전히 개선하였고, 유지관리비를 포함한 경제성 면에서도 LPG 대비 30% 이상 절감되어 연내 추가로 1대를 더 설치 할 계획이며, 그럴 경우 연간 약 3,000만 원 이상 원가가 절감될 것으로 예상된다”고 덧붙였다.

 

일성기계공업 하병훈 이사는 “일본이나 이탈리아 원단과 같은 품질의 재연을 위해 고압 증기 텐터에 특수 조재를 사용해 품질을 향상시켜 나가고 있다”고 말했다.

 

GS포천그린에너지 임철현 대표는 “고압 증기 텐터로 전환함에 따라 기존 대비 연간 30% 에너지 비용을 절감할 수 있다”면서 “많은 섬유염색가공업체들이 고압 증기 텐터를 도입해 경제적 부담을 덜어냄으로써 희망적인 미래를 꿈꾸기길 희망한다”고 말했다.

 

김성준 기자 tinnews@tinnews.co.kr

섬유패션산업 발전과 함께하는 경제전문 언론 TIN뉴스 구독신청 >

이 기사를 후원하고 싶습니다.

독자님의 작은 응원이 큰 힘이 됩니다.
후원금은 인터넷 신문사 'TIN뉴스' 발전에 쓰여집니다.
  • 도배방지 이미지

광고
포토뉴스
‘구호플러스’의 가을 판타지
1/5
광고
주간베스트 TOP10
광고
광고