문서번호	물재생시설과-7726
결재일자	2017.5.25.
공개여부	대시민공개
방침번호

				시 민
주무관	물재생기전팀장	물재생시설과장		물순환안전국장
조귀현	황철호	代이웅희		05/25 권기욱
협 조
	물재생운영팀장		정훈모
	주무관		이종덕

물재생센터 방류수질 준수 및 에너지 자급자족을 위한

노후 송풍기 성능개선 추진계획

2017. 5

물순환안전국

(물재생시설과)

☞ 해당사항이 있는 부분에 ‘ ■ ’ 표시하시기 바랍니다. (※ 비고 : 필요시 검토내용 기재)
구 분	사전 검토항목 점검 사항	검토완료	해당없음	비 고
시민 참여	● 시민 의견 반영 및 사업 참여 방안을 검토하였습니까? 예) 청책토론회, 설문조사, 시민공모 등	□	■
전문가 자문	● 관련 전문가 의견을 반영하였습니까? 예) 자문위원회 개최, 타당성 검토, T/F 운영 등	□	■
갈 등	● 이해 당사자 간 갈등발생 가능성을 검토하였습니까? 예) 주택가 공공주차장 조성, 택시 불법영업 단속 등	□	■
사회적 약자 배려	● 사회적 약자에 대한 배려를 검토하였습니까? 예) 여성, 아동, 장애인, 한부모 가정 등	□	■
선거법	● 공직선거법에 저촉 여부를 검토하였습니까? 예) 홍보물 배포, 표창수여, 경품지급, 기부행위 등	□	■
안전	● 시민 안전 위험요인과 안전대책을 검토하였습니까? 예) 장소·시설물 점검, 안전관리 인력확보 등	□	■
타 기관	● 타 기관 협의·협력(타 자원 활용 등)을 하였습니까? 예) 중앙부처, 타 지자체, 투자·출연기관, 민간단체 등	□	■
홍 보	● 사업홍보 방안을 검토하였습니까? 예) 보도자료, 기자 설명회, 현장 설명회 등	□	■
바른 우리말	● 서울시 행정 순화어 목록을 확인하였습니까? 예) 별첨, 첨부 ⇒ 붙임, 가이드라인 ⇒ 지침 등	■	□

물재생센터 방류수질 준수 및 에너지 자급자족을 위한

노후 송풍기 성능개선 추진계획

물재생센터의 수질오염총량제 시행 및 방류수질 강화에 따라 법정 방류수질 준수에 필요한 송풍량을 확보하고 에너지 자립률 향상 및 전력비를 절감코자 노후 송풍기의 성능개선 추진계획을 보고드림

※관련근거:물재생센터 에너지 자급자족을 위한 종합계획(행정2부시장 방침 제101호, ‘17.4.25)

Ⅰ		추진 배경 및 경위

□ 배 경

○ 물재생센터에서 송풍량 부족등으로 법정 방류수질 기준을 초과하여 ‘11년부터 ’17년 5월까지 8건 285,000천원의 총량 부과금 처분을 받음

※ 방류수질 법정기준 초과현황 : 8건

구 분	계	’11년	‘12년	’13년	’14년	’15년	’16년	’17.5월
합 계	8	3	0	0	1	1	1	2
중 랑	3	1	-	-	1	-	-	1
난 지	2	1	-	-	-	1	-	-
서 남	3	1	-	-	-	-	1	1

○ 2008년부터 물재생센터 법정 방류수질 기준이 지속적으로 강화되어 송풍량이 기존대비 약 15%이상 증가요인이 발생되었음에도 불과하고 송풍기 노후화는 빠르게 진행되어 송풍량 공급부족 현상이 현저히 증가하여 이에 따른 대책수립 필요

□ 추진경위

○ 2015.05.14. : 송풍기 성능개선 추진계획 수립

○ 2015.07.24. : 물재생센터 송풍기 성능개선 시범사업 추진계획수립

○ 2015.12.29. : 시범사업 완료(4대 교체)

○ 2016.3~12. : 2016년 물재생센터 송풍기 성능개선 시행(4대)

○ 2017.4.25 : 물재생센터 에너지 자급자족을 위한 종합계획 수립

Ⅱ		송풍기 운영 현황

□ 송풍기 시설현황                             2017.5월현재

구 분	계	중 랑	난 지	탄 천	서 남	비 고
송풍기	79	26	14	12	27	75kw~710kw
설치년도		‘88~’14	‘95~’16	‘86~’16	‘94~’16

□ 센터별 전력 사용현황                             2015년

구분	계	송풍기	펌 프	탈수기	농축기	소화조	기타
합계	401,542	201,874	104,955	25,766	10,007	21,692	37,248
	(100%)	(50%)	(26%)	(7%)	(3%)	(5%)	(9%)
난지	61,965	29,906	12,349	1,501	1,831	5,059	11,319
	(15%)	(48%)	(20%)	(2%)	(3%)	(8%)	(18%)
서남	142,037	63,452	48,641	11,883	3,608	5,702	8,751
	(35%)	(45%)	(34%)	(8%)	(3%)	(4%)	(6%)
중랑	135,091	73,475	29,405	8,847	2,641	6,205	14,518
	(34%)	(54%)	(22%)	(7%)	(2%)	(4%)	(11%)
탄천	62,449	35,041	14,560	3,535	1,927	4,726	2,660
	(16%)	(56%)	(23%)	(6%)	(3%)	(8%)	(4%)

Ⅲ		운영실태 및 문제점

□ 운영실태

○ 물재생센터 송풍기는 포기조(생물반응조)에 24시간 공기를 공급하는 중요설비로서 설치운영중인 총 79대중 48대(60%)가 내용연수(15년)를 초과한 노후장비로 운영중

○ 송풍기가 공급하는 송풍량에 따라 방류수의 생물화학적산소요구량(BOD), 총질소(T-N) 등 방류수질에 막대한 영향을 미치므로 필요풍량 확보를 위해 불가피하게 정격보다 과부하 상태로 운전하는 경향이 있음

□ 문 제 점

○ 내용연수(15년)를 초과한 노후 송풍기는 효율이 낮아 센터별로  수질오염할당부하량 준수 및 강화된 방류수 수질기준 유지에 필요한 공기량 확보가 곤란하고 전력손실 발생

※ 방류수질 강화(T-N 2.0⇒0.5mmg/ℓ,‘12.1.1) 및 수질오염총량제(’16.5.2) 시행

○ 물재생센터 에너지 사용량의 약 50%가 송풍기 운전동력이므로 노후송풍기 운전은 물재생센터 에너지 자립률을 저하시키고 에너지 낭비를 초래하는 실정임

○ 운영중인 노후 송풍기는 미세풍량 조절이 어려워 유입수질 및 일시적인 수온강하 등에 즉시 대처가 곤란하여 수질기준 초과사례 발생

Ⅳ		그간의 추진 실적

□ 성능개선 추진현황

○ 개선대상 : 60대

○ 연도별 성능개선 실적 : 12대

구 분		계	중 랑	난 지	탄 천	서 남
대 상		60	13	9	11	27
추진실적	계	12	-	2	6	4
	‘15	4	-	-	2	2
	‘16	8	-	2	4	2

※ 2017년 송풍기 성능개선 예산삭감으로 성능개선사업 추진이 불가하나, 탄천, 서남센터 시설비 집행잔액을 검토하여 하반기 추진방안 검토

□ 개선된 송풍기 운영효율 분석

○ 분석대상 : 탄천 2처리장(5대)

- 사업기간 : ‘15.10~’16.7

- 사 업 비 : 4억원×5대 = 20억원

○ 전력 및 공기공급량 분석

구 분	‘15. 1~4월	‘17. 1~4월	증 감 량	월간증감량	절감율(%)
전력사용량(kWh)	① 6,188,602	② 5,278,886	감909,716	감227,429	감 14.7
공기공급량(천㎥)	③ 207,358	④ 243,988	증36,630	증9,158	증 17.7

※ 고효율송풍기 도입전(‘15년)과 고효율 송풍기 전량도입(’17년) 동기대비 비교

○ 총전력 절감율(‘17.1.~4) : ’15년 동기 대비 32.3% 절감효과 발생

㉠ 순수전력절감(①-②)  : 6,188,602-5,278,886 = 909,716kWh

㉡ 순수 절감률 : 909,716/6,188,602 = 14.7%

㉢ 공급공기량 증가에 따른 전력절감량(④-③×29.7) : (243,988-207,358) ×29.7=1,087,911kWh

㉣ 공급공기량 증가에 따른 전력절감률 : 1,087,911/6,188,602 = 17.6%

㉤ 총전력 절감량(㉠+㉢) : 909,716+1,087,911 = 1,997,627kWh

㉥ 총전력 절감률( ㉤/①) = 1,997,627/6,188,602 = 32.3%

○ 연간 전력 절감량(ⓐ+ⓑ) : 5,993,059kWh

ⓐ 연간 순수전력 절감량 산정 : 227,429kWh/월×12월 =2,729,148kWh

ⓑ 연간 송풍량 증가에 따른 전력절감 효과 : 9,158천㎥/월×12월×29.7kWh/천㎥ = 3,263,911kWh

○ 연간전력 요금절감 : 5,993,059kWh×112원/kWh = 671,222천원

- 대당 연간전력 요금절감 : 5,993,059kWh×112원/kWh/5대 = 134,244천원/대

○ 연간 온실가스 절감량 : 2,820tCo₂eq(564tCo₂eq/대)

○ 투자비 회수기간 : 3.1

- 대당투자비/연간 대당 에너지 절감액 : 4억원/대÷1.3억원/대․년 = 3.1년

Ⅴ		성능개선 세부 계획

□ 필 요 성

○ 물재생센터 수질오염총량제 시행 및 강화된 법정수질기준 준수를 위해  노후로 효율이 저하된 송풍기를 고효율 송풍기로 성능개선 필요

○ 에너지자립률 향상 및 전력비 절감을 위해 에너지 절감형 송풍기 도입

○ 유입수질 변화에 탄력적으로 대처할수 있도록 풍량조절이 용이한 인버터 타입 송풍기 도입

□ 사업개요

○ 대 상 : 내용년수 초과 노후 송풍기 총 48대

구 분	계	중 랑	난 지	탄 천	서 남	비 고
금회대상	48대	13	7	5	23
설치년도		‘88~’97	‘95~’97	‘86~’93	‘94~’99

※ 송풍기 내용연수 자체 기준 15년(조달청 고시기준 : 8년)

○ 사업기간 : 3년(2018~2020)

○ 추진방식 : 센터별 송풍기 노후도 및 시급성, 대상선정 등 센터 특성에 맞는 사업추진을 위하여 센터별로 추진(연차사업)

□ 총사업비 :192억원

○ 산출내역 : 400,000,000원×48대 = 19,200,000,000원

○ 연차별 사업비 투자계획

구 분	계	2018년	2019년	2020년	비고
수 량	48	16	16	16
사업비(억원)	192	64	64	64

□ 투자비 회수기간 : 3.1년

- 대당투자비÷연간 대당 에너지 절감액 : 4억원/대÷1.3억원/대․년 = 3.1년

Ⅵ		기대효과

○ 물재생센터에서 운영중인 노후 및 저효율 송풍기 48대를 고효율  송풍기로 교체시 연간 약 62억원 전력요금 절감

○ 연간 온실가스 27,000tCo₂eq 감축

○「원전하나줄이기 사업」동참 및 물재생센터 에너지 자립률 향상

Ⅶ		향후계획

○ 예산편성을 위한 투자심사 의뢰

○ 2018년 송풍기 성능개선 예산편성

붙임 : 1. 물재생센터 송풍기 설치현황 1부.

2. 송풍기 성능개선에 따른 전력사용량 분석(탄천2처리장)자료 1부.

3. 물재생센터 방류수질 초과 현황 1부.  끝.