상위 금속 광산 그룹 – 수냉식 제로퍼지 블로어 퍼지 드라이어, 7년간 안정적인 운영 실현

고객 배경

쯔진 광업 그룹 유한공사  금, 구리, 아연 및 기타 금속 자원의 탐사 및 개발에 중점을 두는 대규모 광산 그룹이다. 이 회사는 세계 최고 수준의 금속 광산 기업 중 하나로, 전 세계 상위 10대 금속 광산 기업에 속한다. 글로벌 TOP 10 금속 광산 기업 해당 기업은 중국 본토, 홍콩, 캐나다, 호주, 남아프리카공화국 등 여러 국가 및 지역에서 다수의 대규모 광산 및 정련 프로젝트를 운영하며, 채광, 광물 처리, 제련, 정제, 거래에 이르기까지 전 산업 체인을 아우른다.

자진 광산은 항상 극도로 높은 신뢰성, 에너지 효율성 및 운전 안정성  장비에서 비롯된 문제입니다. 당사의 광산 및 제련소는 일반적으로 고온, 고습, 다진 흙 등 열악한 환경이 특징인 외진 지역에 위치해 있으며, 생산은 24시간 연속 가동됩니다. 장비 고장은 심각한 생산 손실로 이어질 수 있습니다. 압축 공기는 기계식 채광 장비, 자동화 제어 시스템, 제련 공정을 위한 핵심 동력원으로서, 생산 효율성과 안전성을 확보하기 위해 지속적인 건조성과 청결성이 요구됩니다.

압축 공기 응용 분야

Zijin Mining의 광산 및 제련 운영 현장에서 압축 공기는 주로 다음 용도로 사용됩니다:

• 지하 및 노천 채광용 공압 장비:  공압 암석 드릴, 공기 구동 로더, 공압 밸브 – 동결 및 배관 막힘을 방지하기 위해 건조하고 오일 프리(오일 불함)인 공기가 필요합니다.
• 광물 처리:  부상기 공압 교반, 슬러리 공압 운반, 필터 블로우오프 – 수분에 민감하며, 과도한 수분은 부상 효율 및 정제 광물의 품질 등급에 영향을 미칩니다.
• 제련 공정:  구리/금 용해로용 연소 공기, 집진기 역방향 펄스 청정용 공기, 계측기 제어용 공기 – 정밀 계측기 손상을 방지하기 위해 응축수 발생을 막기 위한 안정적인 이슬점이 요구됨.
• 자동화 제어 시스템:  PLC, 공압 액추에이터, 센서 – 깨끗하고 건조한 계측기용 공기 필요.

먼지가 많고 습한 광산 환경, 그리고 일부 공장이 더우면서 습한 남부 지역에 위치해 있어, 압축 공기 내 수분은 중대한 문제였다. 고객사의 기존 건조 장치는 높은 퍼지 공기 손실, 불안정한 이슬점, 부식 문제를 겪고 있었다.

그림: 55Nm³/min 수냉식 제로퍼지 블로어 퍼지 드라이어

협력 전 주요 고통 포인트(문제점)

저희와 협력하기 전, 자진 광업(Zijin Mining) 산하 대규모 구리 광산 및 용해 기지에서는 다음과 같은 압축 공기 건조 시스템 문제를 겪고 있었다.

• 높은 퍼지 공기 손실:  기존의 무가열 또는 가열식 퍼지 건조기는 재생 과정에서 막대한 양의 압축 공기를 소비하였으며(15–25%), 이로 인해 압축기가 과부하 상태로 작동하게 되어 전기 요금이 크게 증가하였다.
• 불안정한 이슬점:  고온다습한 여름 조건에서는 건조기 배출구의 이슬점이 급격히 변동되었으며, 때때로 -20°C를 상회하기도 하여 공압 밸브가 동결 및 고착되고 계측기 배관에 응결수가 축적되는 문제가 발생하였다.
• 설비 부식:  기존 건조기는 탄소강으로 제작되었으나, 습한 광산 환경에서 내부 표면이 부식되어 러스트 입자가 하류 설비로 유입됨에 따라 밸브 마모 및 노즐 막힘 현상이 발생하였다.
• 빈번한 정비:  흡습제는 기름과 수분에 의해 급속히 열화되어 1–2년마다 교체해야 하였으며, 공압 밸브는 빈번한 작동 사이클로 인해 고장률이 높아 지속적인 생산을 방해하였다.
• 에너지 소비가 높음:  제로 퍼지 기술의 부재로 인해 재생 과정에서 대량의 압축 공기 또는 전기 가열이 소비되어, 자금 광업(Zijin Mining)의 최근 ‘그린 마인(Green Mine), 에너지 절약 및 배출 감축’ 전략과 충돌하였다.

우리의 솔루션

자금 광업(Zijin Mining)의 핵심 요구사항을 해결하기 위해 높은 신뢰성, 극도의 에너지 효율성, 내식성, 그리고 긴 수명 을 충족시키기 위해, 당사는 수냉식 제로 퍼지 블로어 퍼지 흡착식 건조기 를 추천하였다. 이 기술은 수냉식 애프터쿨러와 블로어 퍼지 재생 시스템을 결합한 것으로, 고온 광산 환경에 특별히 최적화되어 있다.

그림: 100m³/분 흡습식 공기 건조기

핵심 기술: 수냉식 + 블로어 제로 퍼지 재생

• 수냉식 설계:  물 냉각식 애프터쿨러와 물 냉각식 재생 공기 냉각기를 장착하여 광산의 순환 냉각수(일반적으로 ≤32°C)를 이용해 압축 공기 및 재생 배기 가스를 냉각합니다. 이를 통해 고온 환경에서 공기 냉각 방식이 갖는 열 방출 한계를 극복하여, 외부 환경 변화와 무관하게 안정적인 입구 공기 온도와 일관된 건조기 효율을 보장합니다.
• 블로어 제로 퍼지 재생:  블로어가 주변 공기를 흡입하여 전기 히터를 통해 150–200°C로 가열한 후, 포화 상태의 타워를 재생합니다. 압축 공기를 전혀 소비하지 않습니다 . 에너지 소비는 블로어 및 히터에만 국한되며, 무가열식 건조기 대비 70% 이상의 에너지 절감 효과를 달성합니다.
• 스테인리스 스틸 구조:  타워 및 모든 공기 접촉 파이프는 스테인리스강(304 또는 316L)으로 제작되어 습한 광산 환경에서의 녹 발생 위험을 제거하고, 하류 측 공기의 청결성을 확보합니다.
• 지능형 제어:  온라인 이슬점 모니터링을 기반으로 한 자동 제어 기능을 갖춘 지멘스 PLC로 재생 사이클을 최적화함. 통합 원격 모니터링 인터페이스를 통해 광산의 DCS 시스템과 연결 가능.

최초 협력 장비(2018년)

• 모델:  수냉식 제로 퍼지 블로워 퍼지 흡착식 건조기(그림 1)
• 용량:  고객 현장 압축기의 총 유량에 맞춰 설계됨(기지 수요 충족)
• 운전 개시일:  2018
• 성능 기록:  지속적으로 운전 중 7년 이상  압력 이슬점이 일관되게 ≤ -40°C를 유지함. 건조기로 인한 가동 중단 또는 공기 품질 문제는 발생하지 않음. 외부 및 내부 구조 모두 현저한 부식이 없음. 흡습제는 양호한 상태를 유지하고 있으며, 현재까지 교체되지 않음.

최근 추가 구매(2025년)

장비의 성능 및 애프터서비스를 전면적으로 인정한 데 기반해, 자진 광업(Zijin Mining)은 최근 증설 프로젝트를 위해 추가로 100 m³/분 블로어 퍼지 드라이어  (그림 2)를 구입했습니다. 신규 장치는 기존 시스템과 유연한 병렬 운전이 가능한, 동일한 수냉식 제로퍼지 설계에 업그레이드된 제어 시스템을 채택하였습니다.

배송 및 설치

2018년 최초 협력 당시 당사 기술팀은 현장 조사를 실시하고, 고온·다습·먼지 많은 광산 환경에 맞춘 맞춤형 설계를 수행하였습니다:

• 입구 공기 온도를 낮추기 위해 수냉식 프리쿨러를 추가 설치하였습니다.
• 오일 및 먼지 제거를 위해 사전 필터를 추가한 강화된 여과 시스템을 적용하였습니다.
• 현장 설치를 신속히 수행할 수 있도록 스키드 마운티드(Skid-mounted) 설계를 채택하였습니다.

설치 및 시운전 기간은 2주가 소요되었으며, 첫 시도에 고객 검수를 통과하였습니다. 이후 7년 이상의 운영 기간 동안 정기적인 원격 점검 및 현장 서비스를 제공해 왔으며, 고객으로부터 뛰어난 평가를 받았습니다.

2025년 추가 설치 단위는 동일한 표준 납품 절차를 따르며, 확장 프로젝트의 압축 공기 에너지 소비를 추가로 감소시킬 것으로 기대됩니다.

결과 및 이점(7년간 운영 기준)

고객 리뷰

이 수냉식 제로 퍼지 블로어 퍼지 드라이어는 2018년 최초 설치 이래, 당사 광산에서 7년 이상 연속 가동 중입니다. 한 번도 고장 없이 안정적으로 작동해 왔으며, 이슬점은 항상 -40°C 이하를 유지하고 있습니다. 제로 퍼지 손실 덕분에 전기 요금에서 상당한 비용을 절감할 수 있었습니다. 이러한 신뢰를 바탕으로 당사는 신규 확장 프로젝트에도 동일한 시리즈를 다시 선택하였습니다. 훌륭한 장비는 스스로 말합니다.

— 설비 관리 매니저, 자진 광산 기지

결론

지진 마이닝(Zijin Mining)과 당사 간의 협력 관계는 2018년에 시작되었습니다. 단일 수냉식 제로 퍼지 블로어 퍼지 드라이어(7년 이상 안정적인 운영 실적 보유)는 고객으로부터 깊은 신뢰를 얻었습니다. 최근 추가로 구매한 100 m³/min 규모의 장치 도입은 양사 협력의 새로운 전환점을 의미합니다. 앞으로 당사는 꾸준히 효율적이고, 신뢰성 높으며, 내구성 있는 압축 공기 건조 솔루션을 광산 고객에게 제공함으로써 친환경·지능형 광산 건설을 지속적으로 지원할 예정입니다.