IET18 1 รายงานการเพิ่มประสิทธิภาพการซ่อมบำรุงและการอนุรักษ์พลังงานในอุตสาหกรรม E-REPORT

48 1.1.2 เตาตะแกรงเอียง เปน็ เตาตะแกรงท่มี ีอุปกรณ์ขยับเชอื้ เพลิงในเตา เพื่อให้การเผาไหม้เช้ือเพลิงดี และเปน็ การไลข่ เ้ี ถา้ ท่ี เกิดจากการเผาไหมเ้ ชอื้ เพลิงให้ตกลงช่องขี้เถ้าได้ ลกั ษณะของตะแกรงเป็นก้านท่ีหมุนได้ประกอบกนั เปน็ ชุด แต่ละ ชุดเรียกว่า ตะกรับ แตล่ ะตะกรับมกี า้ นดึงใหห้ มุนได้บนลูกกลง้ิ ซงึ่ จะทาใหช้ ดุ ตะกรับขยับไปมาได้ 1.1.3 เตาตะแกรงแล่น เตาแบบน้ใี ช้กบั หมอ้ ไอน้าขนาดใหญ่ ตะแกรงจะหมุนนาเอาเช้ือเพลิงเขา้ ไปเผาไหมใ้ นเตา และเม่ือ เชื้อเพลงิ เผาไหม้จนหมด จะหมุนเอาขเ้ี ถ้าออกมาดว้ ย เปน็ เตาทีส่ ะดวกต่อการใชง้ านกับเชือ้ เพลิงแขง็ มาก

49 1.2 เตาผงถ่านหนิ เตาชนิดน้ีใช้กับถ่านหนิ ที่บดเป็นผง ใชก้ บั โรงไฟฟ้าเชน่ ท่โี รงจกั รพลังไอนา้ แมเ่ มาะ โรงจักรพลังไอนา้ พระรามหก โรงจักรพลงั ไอน้ากระบี่ เป็นต้น ใช้ลมร้อนในการป้อนผงถา่ นหินเข้าเตา ลมท่ีเข้าเตาแบ่งเปน็ ลมหน่ึง และลมสอง ลมหน่ึงใช้พน่ ถ่านหนิ เข้าเตาและชว่ ยในการเผาไหมถ้ ่านหิน ลมสองทาให้การเผาไหมส้ มบรู ณ์ยิ่งขึ้น 1.3 เตาน้ามนั หม้อไอน้าที่ใชก้ ับกจิ การขนาดเล็กหรือขนาดกลางจนถงึ ขนาดใหญ่ ส่วนใหญ่ใช้ น้ามนั เตา เปน็ เชอื้ เพลงิ เพราะวา่ นา้ มันเตามรี าคาถูกท่สี ุด นา้ มันเตาเปน็ น้ามนั หนัก มคี วามหนืดสูง ที่อณุ หภูมิปกตจิ ะไหลยาก ดังนัน้ จงึ ต้อง อนุ่ นา้ มนั เตาใหร้ ้อนก่อน ซ่งึ จะทาให้นา้ มนั เตาใสและไหลง่ายขน้ึ การปอ้ นน้ามนั เตาเขา้ สู่หม้อน้าใช้วธิ ีการฉีดเขา้ ไป ด้วยความดันสูง 1.4 เตาก๊าซ เตาชนิดนี้คล้ายกับเตาน้ามัน มีวิธีใชอ้ ยา่ งเดยี วกับเตาน้ามัน โดยการฉดี ใหก้ า๊ ซเข้าไปเผาไหม้ในเตา ปจั จบุ ัน นไี้ ด้พบกา๊ ซธรรมชาติในอ่าวไทยเป็นจานวนมาก ซง่ึ จะทาใหค้ ่าใชจ้ ่ายเก่ียวกบั เชื้อเพลงิ สาหรับหม้อน้าถูกลง 2. เปลือกหม้อน้า เปลือกหม้อน้า หมายถงึ เปลือกเหล็กภายในหม้อนา้ ทีภ่ ายในบรรจนุ ้าและไอน้าทม่ี ีความดันสูงกวา่ ความดัน บรรยากาศ และไม่ได้หมายรวมถงึ อฐิ หรอื ฉนวนความร้อนที่หุ้มหม้อน้า เปลอื กหมอ้ น้าเป็นส่วนที่ใหญท่ ส่ี ุด ทต่ี ้องรับ ความรอ้ นจากเช้อื เพลิง และความดันจากไอน้า เปลือกหม้อน้าต้อง ไดร้ บั การออกแบบและสร้างไว้อยา่ งแข็งแรง จึงมีรอยต่อ การต่อเปลือกหม้อไอนา้ ทาได้ 2 วธิ ี คอื 1. ตอ่ โดยวธิ ใี ชห้ มุดยา้ รอยตอ่ จะมีประสิทธภิ าพประมาณ 56 – 90 เปอร์เซ็นต์ ของเนือ้ เหลก็ แผน่ 2. ต่อโดยวิธเี ชื่อม รอยตอ่ จะมคี วามแข็งแรงเทา่ กับเน้ือเหล็กแผ่น

50 3. ผนงั หนา้ และผนังหลังหม้อน้า ผนงั หน้าและผนังหม้อน้าคือส่วนท่ีปดิ หวั ทา้ ยของเปลอื กหม้อน้า ผนงั หม้อนา้ มีท้ังท่ีทาเป็นแผน่ เรยี บและ แผ่นโคง้ แบบแผ่นโคง้ รบั ความดันไอนา้ ไดด้ ี แต่ไมเ่ หมาะสาหรบั หมอ้ น้าท่ีต้องเจาะรูเพอื่ ใส่ท่อไฟ แบบแผน่ เรียบ เหมาะสาหรับเปน็ ผนังท่ตี อ้ งเจาะรูเพื่อใส่ทอ่ ไฟ แตผ่ นังแผน่ เรยี บไม่ค่อยจะแขง็ แรง จงึ ต้องมีเหล็ก ยึดโยงหรือสเตย์ เพอื่ เสรมิ ความแข็งแรงของผนังและเปลือกหม้อน้า ผนงั หม้อน้าส่วนใหญ่จะทาเปน็ รอยโคง้ ที่ขอบ เพ่อื ต่อกับเปลือกหม้อน้า ตรงแนวโค้งนจ้ี ะเปน็ จุดอ่อน ของหม้อนา้ เปลือกหมอ้ น้า ผนงั หนา้ และผนงั หลงั 4. เหล็กยึดโยงหรือสเตย์ ความดนั ภายในหม้อน้าพยายามดันใหห้ ม้อนา้ บวมออก แตเ่ ปลอื กหม้อน้าก็พยายามคงรูปเดิมไว้ ถา้ ความ ดนั ภายในหม้อน้ามากกว่า ก็จะเกิดการบวมหรอื ระเบดิ ได้ ดังนัน้ ในการสรา้ งและออกแบบหมอ้ นา้ จึงต้องคานงึ ถงึ จุด น้ี โดยเฉพาะสว่ นท่ีเป็นพ้ืนเรียบ จะต้องมเี หล็กยดึ โยงหรอื สเตย์ยึดเอาไว้ให้หมอ้ นา้ คงอยู่ในสภาพเดิมตลอดเวลาเมอ่ื ไดร้ ับความดนั

51 เหล็กยดึ โยงหรอื สเตย์ สาหรับยึดเปลอื กหม้อนา้ และผนังหมอ้ ไอน้ามหี ลายแบบ เหล็กยึดโยงหรือสเตย์แบบตา่ ง ๆ

52 เหลก็ ยึดโยงหรอื สเตย์ ช่องมอื ลอด 5. ท่อไฟใหญห่ รือฟลู (Flue) ทอ่ ไฟใหญ่ คอื ท่อนาแก๊สร้อนท่มี ีเสน้ ผา่ นศนู ย์กลางไมน่ ้อยกว่า 127 mm แก๊สร้อนท่ไี หลผา่ นทอ่ ไฟใหญ่นี้ จะมอี ุณหภมู ปิ ระมาณ 450 °C 6. ทอ่ ไฟเล็กหรือหลอดไฟเลก็ ทอ่ ไฟเลก็ คือท่อทีใ่ หแ้ ก๊สร้อนไหลผา่ น ทอ่ ไฟเลก็ จะมีเส้นผา่ นศนู ยก์ ลางไมเ่ กนิ 127 mm แก๊สร้อนท่ีไหลผ่านท่อไฟเล็กจะมีอุณหภูมิไม่เกิน 450 °C ดังน้ันจะสังเกตได้ว่า ถ้าเกิดระดับน้าในหม้อน้าต่ากว่า ตาแหนง่ ทอ่ ไฟเล็ก ท่อไฟเล็กจะไมล่ ะลาย ทง้ั น้ีเพราะวา่ อุณหภมู ิท่ีเหลก็ จะหลอมละลายมสี ูงถงึ ประมาณ 1,370 °C

53 ดังน้ันอุณหภูมิของแก๊สร้อนที่ไหลผ่านท่อไฟเล็กไม่สามารถทาให้เหล็กหลอมละลาย แต่เน่ืองจากไม่มีน้า หล่อเล้ียงท่อไฟเล็ก ดังนั้นความร้อนจากแก๊สร้อนที่ไหลผ่านท่อไฟเล็กจะทาให้ไอน้าบริเวณน้ันเป็นไอร้อนยวดย่ิง ซ่ึงรอ้ นกว่าไออิ่มตัวปกตทิ อี่ ุณหภูมเิ ดียวกัน ท่อไฟเล็ก คือส่วนที่เป็นพื้นท่ีรับความร้อนส่วนใหญ่ของหม้อน้า ดังนั้นจึงจาเป็นต้องให้ท่อไฟเล็กนี้ถ่ายเท ความร้อนได้สะดวกท่ีสุด ขี้เถ้าหรือเขม่าท่ีจับท่อไฟจะเป็นฉนวนกันความร้อน ทาให้ความร้อนจากแก๊สร้อนไม่ สามารถถา่ ยเทไปส่นู า้ ไดส้ ะดวก ดังน้นั จงึ จาเปน็ ต้องทาความสะอาดท่อไฟเล็กอยู่เสมอ การยึดทอ่ ไฟเล็กกับผนังท่อ ไอนา้ ทาไดห้ ลายวิธีและสงั เกตไดว้ ่าทอ่ ไฟเล็ก บางอันที่ยดึ อย่างดีจะทาหน้าท่ีเป็นสเตย์ดว้ ย ท่อไฟใหญ่ ท่อไฟเลก็ 7. สว่ นเกบ็ นา้ (Water Space) คือ ส่วนของหม้อน้าท่ีเก็บน้าไว้ภายในหม้อน้า เพ่ือระเหยกลายเป็นไอ หม้อน้าที่มีส่วนที่เก็บน้า น้อย จะ ผลิตไอนา้ ออกมาใชง้ านได้ เร็วแต่โอกาสที่นา้ ในหม้อน้า แหง้ ก็มีมาก ส่วนหมอ้ นา้ ที่มสี ว่ นที่เก็บน้ามากจะผลิตไอน้า ออกมาใช้งานไดช้ า้ 8. สว่ นเก็บไอ (Steam Space, Steam Drum) คอื ส่วนที่สะสมไอน้าที่หม้อน้าผลติ ได้ สว่ นที่เก็บไอน้าปกติจะเป็นโดมซ่ึงอยสู่ ่วนบนสุดของหมอ้ น้า และมี ระยะห่างจากผิวน้าในหม้อน้ามากพอที่การเดือดของน้าจะไม่สามารถดันฟองหรือน้า ( Carry over ) ออกไปตาม ท่อไอน้าที่จะนาไปใช้งานและโดมไอน้ามักมีแผ่นก้ันหรอื อุปกรณ์แยกน้าจากไอน้า ท้ังน้ีเพื่อให้ไอน้าอ่ิมตัวออกไปใช้ งาน หรอื เพือ่ ใหไ้ ดไ้ อนา้ อมิ่ ตวั ก่อนเข้าอุปกรณด์ งไอ

54 บทที่ 2 ทฤษฎที ีเ่ ก่ยี วขอ้ ง ประเภท ชนดิ งานวจิ ัย 2.1 พ้ืนฐานของหม้อน้า โครงสร้างหม้อน้าหม้อน้า ทุกแบบจะต้องประกอบด้วยเตา (Furnace) หรือห้องเผาไหม้(Combustion chamber)คือ ส่วนท่ีเชื้อเพลิงเกิดการเผาไหม้หรือสันดาปกับอากาศ ส่วนที่เก็บน้า (Water space) คือ ส่วนที่เก็บ นา้ ไวภ้ ายในหมอ้ นา้ สว่ นที่เก็บไอน้า (Steam space) คอื ส่วนทสี่ ะสมไอน้าท่ีเกิดจากกระบวนการสง่ ถา่ ยความร้อน ของความรอ้ นจากเช้อื เพลิงกบั นา้ พื้นฐานของหม้อนา้ ระบบไอนา้ และการนาไปใช้ประโยชน์ ชนดิ ของหม้อน้า หม้อนา้ ที่ใช้กนั อยปู่ จั จุบนั มีอยู่ดว้ ยกันหลายแบบตามขนาดและจุดประสงค์การใชง้ าน การแบง่ ชนดิ ของหม้อน้า อาจแบ่งไดโ้ ดยยึดหลกั ดังน้ี - แบง่ ตามลักษณะการวางแนวแกนของเปลอื กหม้อน้า - แบง่ ตามลักษณะการใช้งาน - แบง่ ตามตาแหน่งการวางเตาไฟ - แบ่งตามการไหลน้าหรือแกส๊ ร้อนที่อยู่ในท่อ

55 หม้อน้าทสี่ รา้ งขนึ้ พิเศษ รายละเอียดหมอ้ นา้ แตล่ ะประเภทมดี งั น้ี แบ่งตามลกั ษณะการวางแนวแกนของเปลือกหม้อน้า นั่นคือ หม้อนา้ แบบ แนวแกนของเปลอื กหม้อนา้ จะวางอยใู่ นแนวต้งั ดังรูป ถ้าแนวแกนของเปลอื กหมอ้ น้าอยใู่ นแนวนอน เรียกวา่ หม้อน้าแบบนอน ดังรูป

56 แบง่ ตามลักษณะการใช้งาน หม้อนา้ ที่ออกแบบใชง้ านสาหรับรถไฟ เรียกว่า หมอ้ นา้ แบบรถไฟ ดังรูป หม้อนา้ ที่ออกแบบใชง้ านในเรือ เรยี กวา่ หม้อน้าแบบเรือ ดังรูป ปัจจุบันหมอ้ นา้ ทั้ง 2 แบบ ได้ถูกนามาใชง้ านในโรงงานอุตสาหกรรมหลายประเภท เชน่ โรงเลือ่ ยไม้ โรงงานหลอ่ ดอกยางรถยนต์ เป็นต้น

57 แบ่งตามตาแหน่งการวางเตาไฟ ไดแ้ กบ่ อยเลอรท์ เี่ ตาอย่นู อกเปลอื กหมอ้ ไอน้าและเตาอย่ภู ายในเปลือกหม้อไอนา้ ดังรปู แบง่ ตามการไหลนา้ หรือแก๊สร้อนที่อยู่ในท่อ การแบ่งหม้อน้าแบบนจ้ี ะพจิ ารณาทที่ ่อถ้ามีน้าอยู่ในท่อเรียกหม้อน้า แบบนว้ี า่ หมอ้ น้าแบบท่อน้า (Water Tube Boiler) ดังรูป

58 แต่ถ้ามีแกส๊ รอ้ นวงิ่ อยูใ่ นท่อเรียกวา่ หม้อนา้ แบบทอ่ ไฟ (Fire Tube Boiler) ดังรูป หม้อน้าท่ีสร้างข้ึนพิเศษ เช่น หม้อน้าไฟฟ้า โดยท่ัวไปจะมีขนาดเล็กใช้ความดันต่ากวา่ 10 กก./ตารางเมตร ใช้เวลา ในการเดนิ เครือ่ งน้อยกจ็ ะไดค้ วามดนั ตามตอ้ งการ ไมม่ ปี ญั หาทางด้านสิง่ แวดลอ้ ม แตร่ าคาแพงและกินไฟมาก

59 2.2 ระบบการเผาไหม้ของหม้อน้า สาหรับระบบการเผาไหม้ของหม้อนา้ จะเกดิ ขึน้ ไดต้ ้องอาจจะมรี ะบบยอ่ ยทีม่ าทางานรว่ มกนั ดังน้ี - ระบบปอ้ นเช้ือเพลิง - ระบบหัวเผาเช้อื เพลงิ - ระบบปอ้ นอากาศ หรือ ลม สาหรับการเผาไหม้ ระบบป้อนเช้ือเพลงิ ประกอบไปดว้ ย (ก) ถังเกบ็ เชือ้ เพลิง (Fuel storage tank) (ข) อุปกรณส์ ง่ เช้ือเพลิง (Transfer pump) (ค) ถงั พัก (กรณี ใชน้ ้ามนั เปน็ เชอ้ื เพลงิ ) (ง) วงจรเชือ้ เพลิงส่งไปป้อนหัวฉีดเพอื่ เผาไหม้ ระบบหัวเผาเชอื้ เพลงิ มีหน้าที่พ่นหรือฉีดเชื้อเพลิง เพ่ือผสมกับอากาศได้อย่างรวดเร็วและผสมกันอย่างทั่วถึง ทาให้เกิดการเผาไหม้ที่ สมบรู ณด์ ้วยการใชป้ รมิ าณอากาศสว่ นเกนิ ที่น้อยทีส่ ดุ โดยไมเ่ กิดควนั ทีป่ ล่องทางออกของกา๊ ซเสียจาการเผาไหม้

60 ระบบปอ้ นอากาศ หรอื ลม สาหรับการเผาไหม้ ประกอบไปดว้ ยอุปกรณห์ ลัก 3 ชนดิ ดว้ ยกัน ดงั นี้ - พดั ลม (Force draft fan) มีหน้าท่ีผลกั ดนั อากาศหรือลม เพือ่ ป้อนเข้าเผาไหม้กับเชื้อเพลงิ ใหเ้ ป็นไปตาม อตั ราสว่ นอากาศสว่ นเกนิ ทเี่ หมาะสม - ชุดมอเตอรค์ วบคมุ การเผาไหม้ มีชื่อเรียกกนั หลายชือ่ ได้แก่ Servomotor หรอื Damper motor หรอื Modutrol - ปล่อง (Chimney or Stack) มีหน้าทน่ี ากา๊ ซเสยี ท่เี กิดจากการเผาไหมป้ ล่องออกส่บู รรยากาศ ทง้ั นปี้ ล่อง ควรมขี นาดท่ีใหญ่และความสูงเหมาะสมพอท่จี ะไม่ทาใหเ้ กิดความดนั ต้านกลับการไหลของก๊าซเสียในเตา มากเกนิ ไป 2.3 การใชง้ านหมอ้ นา้ หม้อน้าเป็นอุปกรณ์ที่สาคัญท่ีสุดในระบบไอน้าซ่ึงเป็นระบบผลิตพลังงานความร้อนที่มีใช้งานอยู่ทั่ว ไปทั้ง ในโรงงานอตุ สาหกรรมและในอาคารกลมุ่ โรงแรม โรงพยาบาล ระบบไอน้าและหม้อนา้ ถอื เป็นระบบท่ีใช้เชื้อเพลิงใน ปรมิ าณสงู และอาจกอ่ มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม เรอ่ื งการใช้งานและการควบคุมหม้อน้าตลอดจนอุปกรณ์ในระบบไอ น้าท้ังหมด ยกเว้นอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยท่ีระบุไว้ตามประกาศกระทรวงอุตสาหกรรม เร่ืองอุปกรณ์ ความปลอดภยั สาหรบั หม้อนา้ และหมอ้ ตม้ ทใ่ี ช้ของเหลวเป็นส่อื นาความรอ้ น พ.ศ. 2549 การใชง้ านหม้อน้า ขน้ั ตอนการปฏบิ ัตใิ นการใชง้ านหมอ้ น้า - กอ่ นเดนิ เคร่ืองหม้อน้า - ขณะเดนิ เคร่อื งหมอ้ น้า - การหยดุ เดินเครอื่ งหม้อนา้ - การจดบันทึกข้อมลู การใชง้ านหม้อนา้ ประจาวนั - การปฏบิ ัติเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉิน

61 2.4 คณุ สมบตั ิของนา้ สาหรบั หม้อน้า การที่หม้อน้าสามารถผลิตไอน้าท่ีความดันและอุณหภูมิท่ีสูงมากข้ึนในระยะเวลาไม่กี่ปีท่ีผ่านมานี้ เป็นผล สืบเนื่องมาจากการพัฒนาของเทคนิคการปรุงแต่งคุณภาพน้าป้อนน่ัน เอง หากน้าที่ป้อนเข้าหม้อน้ามีคุณสมบัติไม่ เหมาะสมจะเกิดปัญหาการกัดกร่อนผิวถ่ายเทความร้อน หรือเกิดปัญหาการจับเกาะของตะกรันแข็งซึ่งทาให้ ความสามารถในการถา่ ยเทความรอ้ นลดลง และอาจเปน็ สาเหตุทาให้หม้อน้าระเบิดได้ ดังนั้น การตรวจสอบการทางานของระบบปรับปรุงคุณภาพน้าท่ีใช้ว่ายังสามารถทางานได้ตามปรกติ หรอื ไม่ รายละเอยี ดทงั้ หมดทเี่ ก่ยี วข้องกับการปรบั ปรุงคณุ ภาพนา้ ไดน้ าเสนอไวด้ ังต่อไปน้ี ระบบปรับปรงุ คุณภาพน้า หมอ้ น้าตอ้ งการน้าท่ีมีคุณสมบัติเหมาะสม เพอ่ื ไม่ให้เกิดปัญหาการกัดกร่อนหรือปัญหาอื่น อนั เนื่องมาจาก คุณภาพของน้า หม้อน้าแต่ละเครื่องต้องการระบบปรับสภาพน้าที่ไม่เหมือนกัน แม้ว่าจะเป็นหม้อน้าย่ีห้อและรุ่น เดียวกัน น้าที่เหมาะสมท่ีจะใช้กับหม้อน้าโดยทั่วไปๆ ได้แก่ น้ากลั่น น้าฝน หรือน้าที่ได้ผ่านเคร่ืองกรองน้าดีมิน (Demineralizer) หรือเครื่องกรองน้าแบบรีเวิร์สออสโมซิส(Reverse osmosis, RO) น้าที่ผ่านการปรุงแต่งให้ค่าพี เอช (pH) อยู่ระหวา่ ง 8 ถึง 9 (คา่ พเี อช หมายถงึ ค่าแสดงความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนในน้า คา่ คุณสมบัติเป็น กลางคอื 7 ถ้าค่าพเี อชสูงกว่า 7 แสดงวา่ เปน็ ดา่ ง และหากค่าพีเอชตา่ กวา่ 7 แสดงว่าเปน็ กรด) ระบบปรบั ปรุงคณุ ภาพน้าแบบนอกหม้อน้า การปรับปรุงคุณภาพน้าแบบนอกหม้อน้า (External boiler water treatment)เป็นการกาจัดหรือลด ความเข้มข้นของแร่ธาตุต่าง ๆ ให้กับน้าป้อนหม้อน้า จุดมุ่งหมายของข้ันตอนนี้ คือ ต้องการกาจัดแร่ธาตุต่าง ๆให้ หมดสิน้ - ระบบถังกรองทราย (Sand filter) - ระบบถังกรองนา้ อ่อน - ระบบถงั กรองนา้ แบบแลกเปล่ียนไอออน - ระบบถังกรองน้าแบบดีอลั คาไลซ์ - ระบบถังกรองนา้ แบบรเี วิร์สออสโมซีส - ระบบถงั ไล่อากาศ (Deaerator)

62 ระบบปรับปรงุ คณุ ภาพน้าแบบในหม้อน้า ระบบปรับปรงุ คุณภาพน้าแบบในหมอ้ น้า (Internal boiler water treatment)เปน็ ระบบทีน่ ้าเกดิ การ เปลยี่ นแปลงคณุ สมบตั ิภายในหมอ้ นา้ ทาหน้าท่ีเป็นระบบการปรับปรงุ คณุ ภาพนา้ เพ่ือเสริมระบบการปรับปรงุ คณุ ภาพนา้ แบบนอกหม้อน้าในกรณีท่ีคุณภาพของน้ายังไม่ได้มาตรฐาน ระบบปรับปรงุ คุณภาพนา้ แบบในหม้อน้าท่ี นิยมใช้กนั มากทสี่ ุดในปัจจบุ นั คือ ระบบเติมเคมี (Chemical feed system or dosing system) คุณสมบตั ิของนา้ และการทดสอบคุณภาพนา้ ตามประกาศกระทรวงอุตสาหกรรมเรื่อง คุณสมบัติของน้าสาหรับหม้อน้า พ.ศ. 2549 ได้กาหนดคุณภาพ ของนา้ ปอ้ นหม้อน้า (Boiler feed water) และคณุ ภาพน้าในหมอ้ น้า (Boiler water) ไว้ดงั ตาราง 1-1 และ 1-2

63 คุณสมบัติของน้าและการทดสอบคณุ ภาพน้า ปัญหาท่เี กดิ จากนา้ และการควบคุมปัญหาที่เกิดจากน้าที่เก่ียวข้องกบั หม้อน้าและระบบไอนา้ สามารถ จาแนกได้ดงั นี้ - ปญั หาเรอ่ื งการกัดกร่อนของน้า น้าทีม่ ีคณุ ภาพไม่เหมาะสมสามารถกดั กร่อนโลหะนานาชนิดที่เป็นอุปกรณ์ของระบบไอนา้ และท่อน้าทาให้ เกิดความเสียหายหรือทาให้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ดังกล่าวลดต่า ลงและในบางครั้งอาจทาให้ต้องสิ้นเปลือง พลังงานโดยเปล่าประโยชน์อกี ดว้ ย - ปัญหาเรื่องตะกรันในหม้อน้า ปัญหาทเี่ กิดข้ึนเสมอและมักหลีกเลี่ยงไดย้ ากอีกประการหนึ่งที่เกดิ กบั ระบบหม้อน้าไดแ้ ก่เร่ืองตะกรันที่เกิด จากน้า ตะกรันที่เกิดข้ึนจะเป็นฉนวนขวางกัน้ การถ่ายเทความร้อน สามารถแบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือตะกรัน สนิม หมายถงึ ตะกรันที่เป็นโลหะออกไซด์ และตะกรนั หนิ ปูน การตรวจสอบสภาพและการบารุงรกั ษาระบบปรบั ปรงุ คณุ ภาพน้า

64 เทคโนโลยีหม้อน้า 1st Generation Super Boiler Technology หลักการและรายละเอียดเทคโนโลยี Super Boiler รุ่นแรกน้ีจะใช้ในการพัฒนาประสิทธิภาพของหม้อน้าแบบ Fire-tube Boiler โดยมี จุดมุ่งหมายคือ ให้ได้ประสิทธภิ าพออกมามากกว่า 94% HHV และมกี ารปล่อยมลภาวะน้อยทีส่ ุด โดยการออกแบบ Super Boiler จะใช้หลักการนาพลังงานกลับมาใช้ให้เกิดประโยชน์มากท่ีสุด และได้พัฒนาอุปกรณ์นาความร้อน กลับมาใช้ใหม่ คือ Transport Membrane Condenser (TCM) และ Humidifying Air Heater (HAH) เพ่ือเป็น การเพ่ิมประสิทธิภาพรวมของหม้อน้า การแลกเปลี่ยนความร้อนที่ดีขึ้น ทาให้อุณหภูมิของไอเสียลดลง และการ ปล่อยมลพษิ ก็ลดลงตามไปดว้ ย 2nd Generation Super Boiler Technology หลกั การและรายละเอยี ดเทคโนโลยี : Super Boiler ในรุ่นที่สอง ได้นาเอาหม้อน้าแบบ Water-tube มาทาการพัฒนาเพือ่ เพิ่มประสทิ ธิภาพของ การนาพลังงานจากเชื้อเพลงิ มาใชใ้ ห้ได้มากกว่า 94% และลดมลพิษท่ีปล่อยออกไป โดยนาเอาอุปกรณ์จากรุ่นแรก มาใช้ คือ TMC และ HAH และได้พัฒนาอุปกรณ์ข้ึนมาใหม่คือ Flash Evaporation Cooler (FEC) และ Direct- fired Super Heater (DFSH) โดยทอี่ ปุ กรณเ์ หล่านส้ี ามารถทีจ่ ะทางานได้ ณ ทส่ี ภาวะที่มีแรงดันสูง (> 1500 psig, 1500ºF) การทางานของ Super Boiler รุน่ ท่สี องน้จี ะใชห้ ้องเผาไหมแ้ บบ two–stage Intercooled

65 หม้อไอน้าแบบ Once-Through หลักการและรายละเอียดเทคโนโลยี หม้อน้าแบบ Once-Through มักจะมีโครงสร้างงา่ ยๆ มีนา้ อย่ใู นท่อโดยมีท่อขดเปน็ คอยลห์ รืออาจจะ เป็นท่อตรง มีปริมาณน้าน้อย ทาให้การระเหยกลายเป็นไอน้าเป็นไปอย่างรวดเร็วราวกับว่าน้าที่ป้อนเข้ามาแล้ว ระเหยไปทนั ที หม้อไอนา้ แบบเหนือยิ่งยวด (Supercritical Boiler) หลกั การและรายละเอียดเทคโนโลยี คลา้ ยจะเปน็ Once-Through Boiler ขนาดใหญไ่ ด้ไอนา้ ล้วน ๆ ไมต่ อ้ งมีถังแยกไอนา้

66 หม้อไอนา้ แบบฟลูอดิ ไดซเ์ บด หลักการและรายละเอียดเทคโนโลยี หมอ้ ไอน้าแบบฟลูอิดไดซเ์ บด (Fluidized Bed Combustion, FBC) ใช้ทรายเปน็ ตัวช่วยในการเผา ไหม้ เหมาะกบั เช้ือเพลิงทม่ี ีความชื้นสงู และสามารถเผาไหม้เช้ือเพลงิ ได้หลากหลายชนิดพร้อมกัน แม้เชื้อเพลิงน้ันจะ มีคุณภาพต่า แต่ยังให้ประสิทธิภาพการเผาท่ีสูงอยู่ นอกจากน้ีอุณหภูมิของการเผาไหม้ไม่สูงมากนักจึงลดการเกิด NOx ได้โดยตรง หลักการสาหรับการเผาไหม้วิธีน้ี คือ ถ่านหินท่ีบดจนมีขนาดเล็กมากผสมถูกพ่นเข้าไปในหม้อน้า พร้อมกับอากาศร้อนท่ีไหลผ่านทรายหรือมีหินปูนด้วยซ่ึงใช้เป็นตัวช่วยในการเผาไหม้ ถ่านหินที่พ่นเข้าไปจะ แขวนลอยอยู่ในคล่นื อากาศรอ้ น โดยมีลกั ษณะคล้ายของเหลวเดอื ด ใช้ทรายเป็นตัวชว่ ยในการเผาไหม้ขณะที่หินปูน จะทาหนา้ ที่คล้ายฟองนา้ ดักจับกามะถันทีเ่ กดิ ขึ้น

67 หม้อไอน้าลูกผสม (Hybrid Boiler) หลักการและรายละเอียดเทคโนโลยี สามารถเผาเชือ้ เพลิงสองชนดิ ทีแ่ ตกตา่ งกนั ได้ ปกตจิ ะใช้ของเสยี จากกระบวนการผลติ เปน็ เช้อื เพลงิ หรือ ความรอ้ นทจ่ี ะต้องทงิ้ (Waste Heat) และเชอ้ื เพลิงไฮโดรคาร์บอนท่ีเปน็ ปโิ ตรเลียม ของเสยี จากการผลติ หรือ เช้ือเพลงิ แขง็ จะเผาไหมใ้ นห้องเผาไหม้แรกและความร้อนทไ่ี ดจ้ ากการเผาไหม้ผา่ นไปยังห้องเผาไหม้ท่สี อง ซ่งึ เชอ้ื เพลิงปกตจิ ะเผาต่อ ท้งั น้ีข้ึนอย่กู ับการออกแบบเชน่ เดียวกนั เพราะแกส๊ รอ้ นจากห้องเผาไหม้แรกสามารถผ่านไป ได้บางสว่ นของพ้นื ผิวถ่ายเทความรอ้ นก่อนเขา้ ไปห้องเผาไหม้ที่สอง หรืออกี ทางหน่งึ แก๊สร้อนอาจผ่านเข้าหม้อไอนา้ โดยตรงหลังจากเผาไหมส้ มบูรณ์แล้ว

68 การแบ่งประเภทของหมอ้ นา้ ชนิดของหม้อน้า หม้อน้าที่ใช้กนั อย่ปู จั จบุ นั มอี ยู่ดว้ ยกนั หลายแบบตามขนาดและจุดประสงคก์ ารใช้งาน การแบ่งชนดิ ของหม้อนา้ อาจแบ่งได้โดยยึดหลกั ดงั น้ี 1. แบ่งตามลกั ษณะการวางแนวแกนของเปลือกหม้อน้า 2. แบ่งตามลักษณะการใชง้ าน 3. แบง่ ตามตาแหน่งการวางเตาไฟ 4. แบ่งตามการไหลน้าหรอื แก๊สร้อนท่ีอยู่ในท่อ 5. หม้อนา้ ท่ีสรา้ งขึ้นพิเศษ การแบง่ หม้อน้าเพ่ือท่จี ะสามารถเปรยี บเทียบข้อดีและข้อเสยี ไดเ้ หมาะสม นยิ มแบง่ หมอ้ น้า ตามลกั ษณะ หรือก๊าซร้อนท่ีอยใู่ นท่อ ซ่ึงจะแบ่งได้ 2 ประเภท คือ 1. หมอ้ นา้ แบบท่อไฟ (Fire Tube Boiler) 2. หม้อน้าแบบท่อน้า (Water Tube Boiler) 1. ตามลกั ษณะการวางแนวแกนของเปลือกหมอ้ นา้ - หม้อไอน้าในแนวต้งั

69 หมอ้ ไอนา้ แบบตง้ั - หม้อน้าในแนวนอน หม้อน้าในแนวนอน

70 2. แบง่ ตามลักษณะการใช้งาน 2.1 หมอ้ น้ารถไฟ หมอ้ น้ารถไฟ 2.2 หมอ้ นา้ เรือ

71 3. แบง่ ตามตาแหน่งการวางเตาไฟ หม้อนา้ แบบเตาภายในชนดิ ส้นั

72 หมอ้ น้าแบบเตาภายในชนดิ ยาว 3.1 แบบการวางเตาไฟภายนอกหม้อนา้

73 3.2 แบบการวางเตาไฟภายนอกหม้อนา้ 4. แบ่งตามการไหลน้าหรือแกส๊ ร้อนทอี่ ยู่ในท่อ 4.1 หม้อนา้ แบบหลอดไฟ (Fire Tube Boiler) 4.2 หม้อนา้ แบบหลอดน้า (Water Tube Boiler) 4.1 หม้อนา้ แบบท่อไฟ (Fire Tube Boiler) ยงั แบ่งออกเปน็ ชนิดทอ่ ไฟต้งั และท่อไฟนอน ชนิดทอ่ ไฟตง้ั -ท่อพน้ น้า(แบบหลอดไฟลอย : Exposed – tube boiler) ชนิดทอ่ ไฟตงั้ -น้าทว่ มท่อ (แบบหลอดไฟจม : Submerged – tube boiler)

74 ชนิดท่อไฟนอน 1. หม้อน้าสาเร็จรูปหรือแพคเกจ (Package Boiler)

75 รูปหม้อน้าแบบแพคเกจ หมอ้ นา้ แบบท่อไฟ ประเภท แพกเกจบอยเลอร์ เป็นท่ีนยิ มอยา่ งสงู มีสว่ นสาคญั คือ เปลอื กรูปทรงกระบอก ท่ีภายในมีทอ่ ไฟใหญ่และกลุ่มท่อไฟเล็ก ทอ่ ไฟใหญ่ทาหน้าท่ีเป็นห้องเผาไหม้ และกา๊ ซจะไหลไปเรียกวา่ กลับทห่ี นึ่ง ก๊าซสันดาปจะไหลจากห้องเผาไหม้ท่ีเป็นท่อไฟใหญ่ ไปยังท่อไฟเล็ก ซึ่งท่อไฟเล็กสามารถจัดเป็น 2 ถึง 3 กลุ่มเพื่อ บังคับการไหลของก๊าซ โดยกลุ่มที่หน่ึงทาหน้าท่ีเป็นพื้นผิวถ่ายเทความร้อน กลับที่สอง กลุ่มที่สองเป็น กลับท่ีสาม และกลุ่มท่ีสามเป็นกลับท่ีส่ี รอบ ๆ ท่อไฟใหญ่และท่อไฟเล็กจะลอ้ มรอบด้วยน้าท่ีจะรับความร้อนเพื่อเปลี่ยนสภาพ เปน็ ไอนา้ โดยทวั่ ๆ ไปจะมขี นาดไมเ่ กิน 12 ตนั /ช่วั โมง และความดัน 10 kg/cm² ชนดิ ท่อไฟนอน มเี ตาภายใน แกส๊ รอ้ นว่ิง 4 กลบั หม้อน้าแพคเกจชนิดมแี ละไม่มกี ารหล่อเย็นด้านหลัง

76 2 กลบั , หลงั เปี ยก หม้อไอนำ้ แบบไฟผ่ำน 2 เทย่ี ว ชนิดหล่อเยน็ ด้ำนหลงั

77

78 2. หม้อน้าลกู หมู - หมอ้ นา้ ชนดิ นี้นาเขา้ มาใชใ้ นประเทศเกือบ 100 ปี - ใช้มากในโรงสขี า้ ว - เปน็ ชนิดทอ่ ไฟนอนทีม่ ีท่อไฟใหญเ่ พยี งอย่างเดยี ว - ถ้าทอ่ ไฟใหญ่ท่อเดยี วเรยี กว่า Cornish Boiler - ถา้ ทอ่ ไฟใหญ่สองทอ่ เรยี กว่า Lancashire Boiler 3. หม้อนา้ รถไฟ (Locomotive Boiler) - รูปรา่ งยาว - ห้องเผาไหมม้ ลี ักษณะเปน็ ส่เี หล่ยี มอยภู่ ายในเปลอื กหม้อน้า - การออกแบบสรา้ งต้องใชเ้ หลก็ ยึดผนังทกุ ดา้ นมาก - การตรวจสอบการสกึ หรอของเหลก็ ยึดผนังทาได้ยาก - ทิศทางการไหลของแกส๊ รอ้ นจะมีเพียงเที่ยวเดยี ว - ปัจจุบนั เลิกใช้ในรถไฟ - ถูกนามาประยกุ ต์ใช้ในโรงเลื่อยไม้

79 4. หม้อน้าเรอื (Marine Boiler) - เสน้ ผ่านศนู ยก์ ลางกบั ความยาวของหม้อน้าใกลเ้ คียงกัน - มที ้งั ท่อไฟใหญแ่ ละท่อไฟเล็ก - ทอ่ ไฟใหญ่ทาหนา้ ที่เป็นห้องเผาไหมด้ ้วย 5. หม้อน้าตัง้ ท่อไฟนอน - เปลอื กหม้อน้าจะวางต้ังแต่ท่อไฟวางนอน - ห้องเผาไม้อยภู่ ายในเปลือกหม้อน้า - แก๊สร้อนถูกสง่ ผ่านท่อไฟเล็กซึ่งอยู่ด้านบน - ทศิ ทางการไหลของแกส๊ ร้อนเปน็ 1 หรอื 2 ก็ได้ - หมอ้ น้าชนดิ นี้เหมาะกับเช้อื เพลิงแข็ง - เชน่ ถา่ นหิน หรือไม้

80 4.2 หม้อนา้ แบบทอ่ น้า (Water Tube Boiler) หม้อน้าแบบท่อน้า ท่ีน้าหมุนเวียนโดยธรรมชาติประกอบด้วยดรัมและท่อน้าจานวนมากมาประกอบกัน เปน็ วงจรรับความร้อน เพ่ือให้เกดิ การหมุนเวียนเปน็ ธรรมชาติ จากนา้ ทร่ี ้อนจะมีความหนาแนน่ นอ้ ยลง จงึ เคล่ือน ขึ้นบน แล้วน้าท่ีเย็นกว่ามีความหนาแน่นมากจะไหลเข้ามาแทนที่ด้วยโครงสร้าง เช่นนี้ ทาให้สามารถผลิตน้า ปริมาณมาก ๆ และความดนั สงู ๆ ได้ตั้งแต่ 1-1,000 ตนั /ชม. ความดันตั้งแต่ 10 kg/cm2 ไปถงึ ระดบั สูงมาก ๆ ได้ หม้อน้าแบบวันซ์ทรู ประกอบด้วยห้องเผาไหม้และห้องความร้อน เน่ืองจากน้าท่ีอยู่ในท่อมีปริมาณน้อย จึงระเหยเป็นไอนา้ ได้รวดเรว็ มักจะสร้างเป็นขนาดเล็ก ๆ 200-2,000 kg/hr. โครงสรา้ งมักจะเปน็ แบบต้งั มรี ปู รา่ ง กะทัดรัด พื้นที่ติดตั้งน้อย ถ้าหากต้องการใช้ไอน้าจานวนมากจะนิยมติดตั้งหลายๆ เครื่อง และใช้ระบบควบคุม อตั โนมตั ิรวมเพอื่ ใหเ้ กดิ การประหยัดพลงั งาน โครงสร้างของหม้อไอน้าแบบวันซ์ทรขู นาดเล็ก หม้อนา้ แบบท่อน้าสามารถแบ่งออกได้ 2 ชนิดคือ 1. แบบท่อตรง (Straight - Tube Boiler) - หมอ้ น้าตัง้ ท่อน้าวางตัง้ - หม้อนา้ ต้ังท่อนา้ วางขวาง - หมอ้ นา้ ชนดิ ท่อน้าวางเอียง 2. แบบท่อโค้ง (Bent – Tube Boiler) - หมอ้ นา้ ชนิดท่อน้างอบางส่วน - หม้อน้าชนิดทอ่ น้าขด

81 1.1 แบบท่อตรง (Straight - Tube Boiler) หม้อนา้ ตั้งท่อน้าวางตง้ั - หม้อนา้ ชนิดนี้ ท่อนา้ จะวางตั้งตรงเรียงวนเป็นก้นหอย - ระหว่างท่ออาจกัน้ ดว้ ยแผ่นโลหะหรือฉนวนเพอ่ื ให้แกส๊ ร้อนไหลวนเปน็ กน้ หอย - เชอ้ื เพลงิ จะเผาไหม้ตรงกลาง - แก๊สรอ้ นท่ีได้จะไหลเวยี นตามกน้ หอยออกไปทางด้านขา้ งหม้อน้า หม้อนา้ ต้ังทอ่ นา้ วางตงั้ หม้อนา้ แบบหลอดนา้ แนวตงั้ อีกแบบ - ใชใ้ นอตุ สาหกรรมขนาดเล็ก - ห้องปฏบิ ตั ิการในการอบพืชผลทางการเกษตร - อบฆ่าเช้ือ

82 หม้อน้าตงั้ ท่อนา้ วางขวาง - เปลอื กหม้อนา้ จะวางตงั้ - ท่อน้าจะขวางเปน็ ชน้ั ๆ ตดั กัน - เปลอื กหม้อนา้ จะเจาะช่องไว้สาหรับทาความสะอาดทอ่ นา้ - การจัดทศิ ทางแกส๊ ร้อนมีเพยี ง 1 เท่ยี ว - ใชม้ ากในโรงงานทาเสน้ กว๋ ยเต๋ียว

83 หม้อนา้ ชนดิ ท่อน้าวางเอยี ง - เป็นหมอ้ น้าทีม่ ีกาลงั ผลิตขนาดปานกลางถึงขนาดใหญ่ - เชื้อเพลิงจะถกู เผาไหม้ท่ใี ต้ท่อนา้ - แก๊สรอ้ นที่ไดจ้ ะลอยตัวสูงขึ้นผ่านท่อนา้ ท่วี างเรียงกนั - แกส๊ ร้อนจะถกู บงั คับใหว้ กกลบั ลงล่างอกี รอบก่อนลอยขึ้นบนออกปล่องไฟ - ไอนา้ ท่ีได้จะถกู เกบ็ ไว้ที่ถัง (Drum)ด้านบน 2.1 แบบทอ่ โคง้ (Bent – Tube Boiler) - มีตั้งแต่ขนาดเล็กจนถงึ ขนาดใหญ่ ถงึ 450 ตนั /ชั่วโมง - โครงสรา้ งง่ายกวา่ แบบหลอดน้าวางตรง,เอยี ง - สามารถผลิตไอนา้ ท่ีมคี วามดันสูงกว่าแบบหลอดน้าวางตรง,เอยี ง - การใชง้ านปลอดภยั กว่า - ไมม่ ที ่อร่วม แตจ่ ะมีถงั พัก 2- 5 ลูก - ใชใ้ นโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เชน่ โรงงานนา้ ตาล,โรงไฟฟ้า

84 หมอ้ น้าชนดิ ท่อนา้ งอบางส่วน 2. แบบท่อโค้ง (Bent – Tube Boiler) - หม้อน้าชนิดท่อน้าขด - ส่วนใหญ่มขี นาดเล็ก - สามารถผลิตไอน้าได้เร็วมาก - หลังเลิกใชง้ านต้องระบายนา้ ในท่อนา้ ออกใหห้ มด - การซ่อมบารุงทาไดล้ าบากมาก - ปัจจุบนั มีใช้น้อย

85 5. หม้อน้าทสี่ ร้างขึน้ พิเศษ เช่นหม้อน้าไฟฟ้า จะมีขนาดเล็ก ใช้ความดันต่ากว่า 10 Kg/cm² ใช้เวลาในการเดินเคร่ืองน้อย ก็ได้ความดันท่ี ตอ้ งการ ขอ้ ดี : ไมเ่ กดิ มลพษิ ข้อเสีย : มีราคาแพง และ กนิ กระแสไฟฟา้ มาก หม้อน้าแบบนี้การออกแบบไม่สามารถจัดให้เข้ากับ 2 ชนิดที่ผ่านมาได้ ได้แก่ หม้อไอน้าไฟฟ้า โครงสร้างภายนอกจะเหมือนกับหม้อไอน้าแบบท่อน้า หรือหม้อไอน้าแบบท่อไฟ แต่โครงสร้างภายในไม่มีท่อน้า หรือท่อไฟสาหรับถ่ายเทความร้อนให้กับนา้ แต่ใช้ฮีทเตอร์เปน็ ตัวถ่ายความร้อนแทน ข้อดีของหม้อน้าไฟฟ้าคือไม่ มีปัญหามลภาวะ ปล่องไฟ (Stack or Chimney) ปล่องไฟทาหน้าทนี่ าแก๊สรอ้ นที่ผ่านหม้อน้าออกไปภายนอก ซ่ึงอาจทาดว้ ยเหล็กหรืออิฐทนไฟกไ็ ด้ เครื่องวัดระดบั นา้ (Water Level Gauge) 1. แบบแก้ว หลอดแก้ววดั ระดบั น้า มักใช้กับหมอ้ น้าที่ความดันไมเ่ กิน 25 กก./ตร.ซม. 2. แบบความดันแตกต่าง ใช้ของเหลวในหลอดแกว้ เปน็ ตัวแทนของระดบั น้าในหม้อน้า เกจวัดความดนั ไอน้า (Pressure Gauge) ทาหนา้ ทวี่ ัดความดันภายในหมอ้ น้า ทาให้ทราบความดันไอนา้ ทีห่ ม้อน้าผลิตได้ โดยท่ัวไปใชแ้ บบท่อบวั ดอน

86 ลิน้ หรอื วาล์ว (Valve) (สาหรบั หม้อไอน้า) • โกลบ์ วาลว์ (Globe Valve) • ปลั๊กวาล์ว (Plug Valve) • เกทวาล์ว (Gate Valve) • บอลวาล์ว (Ball Valve) • เช็ควาลว์ (Check Valve) • วาล์วลดแรงดัน (Pressure Reducing Valve) ขอ้ ดี ข้อเสียของหม้อนา้ แบบทอ่ นา้ เมื่อเปรยี บเทยี บกบั หม้อนา้ แบบท่อไฟ ข้อดขี องทอ่ นา้ 1. ออกแบบให้สามารถใช้งานท่ีความดันสงู กว่า 2. มีความปลอดภยั ในการใชง้ านมากกวา่ 3. ผลิตไอนา้ ได้รวดเร็วกวา่ 4. สามารถตรวจสอบสภาพภายนอกของ ทอ่ ได้ง่าย 5. ออกแบบใหม้ ีขนาดใหญ่ อัตราการผลิต ไอสงู กวา่ ขอ้ เสยี ของท่อนา้ 1. มีราคาแพงกว่า 2. นา้ ทใี่ ช้คณุ ภาพของน้าต้องดี 3. ทาความสะอาดภายในท่อไดย้ ากกว่า 4. ถ้าใชไ้ อน้าไม่คงท่ี จะทาให้ความดนั ไมค่ งท่ีด้วย หลกั พนื้ ฐานในการสร้างหม้อนา้ 1. ออกแบบโครงสร้างแบบง่ายๆ มคี วามแข็งแรง และถูกหลักวศิ วกรรม 2. การใชง้ านไม่ยุ่งยาก ซบั ซ้อน และมีความปลอดภยั 3. อุปกรณต์ า่ ง ๆ ทีใ่ ชไ้ ด้มาตรฐาน เป็นชนดิ ท่ใี ชก้ บั หม้อน้าโดยตรง 4. ออกแบบให้มีการถา่ ยเทความรอ้ น และการไหลเวียนของนา้ ดี 5. มีพ้นื ทถ่ี ่ายเทความร้อนมาก 6. สามารถทาการตรวจสอบ ทดสอบ ทาความสะอาด และซ่อมแซมทกุ ส่วนของ หม้อนา้ ได้ 7. เตาหรือหอ้ งไหม้ มีพนื้ ที่เพยี งพอท่ีจะทาใหก้ ารเผาไหม้สมบรู ณ์ 8. มสี ่วนเกบ็ ไอนา้ มาก

87 บทท่ี 3 วธิ กี ารดาเนินงาน สถานทีต่ ้ังบรษิ ัท เลขที่ 208 หมู่ 6 ถนน ทา้ ยบ้าน ตาบล ทา้ ยบ้าน อาเภอ เมือง จงั หวดั สมทุ รปราการ รหสั ไปรษณยี ์ 10280 โทรศัพท์: 02-703-4444 โทรสาร: 02-703-4444#3000

88 โรงงานเรมิ่ ดาเนนิ การผลติ เม่ือ …2497.. จานวนพนักงาน …760..คน จานวน …8... แผนก/ฝา่ ย เวลาทางาน จานวนชั่วโมงทางาน 8 ช่วั โมง/วนั จานวนวนั ทางาน 300 วนั /ปี รวมจานวนช่วั โมงทางาน 2,400 ช่ัวโมง/ปี จานวนช่วั โมงทางาน 24 ชว่ั โมง/วัน จานวนวันทางาน 300 วนั /ปี รวมจานวนชวั่ โมงทางาน 7,200 ชวั่ โมง/ปี

89 แผนผงั เคร่อื งจักรและอุปกรณ์ บอยเลอร์ ถงั ต้มซอส เคร่ืองฆา่ เชือ้ การระเหย เคร่ืองบรรจุ เคร่ืองบรรจุ

90

91 กระบวนการผลติ Hydrolyzation ( ) pH 1 1 1 3-MCPD Reactor 1 pH 2 1 Filter Press L17 1 (L10) 2 filter aid Tube Pasteurizer 3 (Filling)

92 ข้อมูลกอ่ นการปรบั ปรงุ MJ 30,000,000 25,000,000 20,000,000 15,000,000 10,000,000 5,000,000 - ม.ค. ก.พ. มี.ค. เม.ย. พ.ค. มิ.ย. ก.ค. ส.ค. ก.ย. ต.ค. พ.ย. ธ.ค. กราฟแสดงข้อมูลเปรยี บเทียบการใช้พลังงานความร้อนจากเชื้อเพลงิ รายเดือน ปี 2561 38,894,400 292,203,789 ไฟฟา้ (MJ) ความร้อน (MJ) กราฟแสดงข้อมูลเปรียบเทยี บการใชพ้ ลงั งานความร้อนจากเช้ือเพลงิ รายเดือน ปี 2561 ในระบบทกุ ระบบที่ใช้พลังงานจะมีการสูญเสยี พลังงานเกดิ ข้ึนเสมอ ความจริงน้ีเป็นทที่ ราบกนั ดี ทวั่ ไปในผู้ ท่ีเกี่ยวข้องกับการใช้พลังงาน แต่ในหลายกรณีผู้ใช้พลังงานไม่ทราบอย่างชัดเจนว่าระบบ ที่ตนเองใช้อยู่น้ันมีการ

93 สูญเสียพลังงานมากน้อยเพียงใด ความคุ้นเคยกับการสูญเสียพลังงานและ ความที่ไม่ทราบถึงปริมาณพลังงานท่ี สญู เสยี ไป อาจเป็นสาเหตหุ น่งึ ที่ทาให้ผู้ใช้พลังงานขาดความ ระมัดระวงั ในการใช้พลังงานให้ได้ประโยชน์คุ้มค่าที่สุด ในแง1ของเจ้าของกจิ การ การอนรุ ักษ์ พลงั งานโดยการใช้พลงั งานใหเ้ กดิ ประโยชน์สูงสดุ และการป้องกนั การสูญเสีย พลงั งาน จะทาใหล้ ด ต้นทนุ การผลติ ซึง่ จะทาให้สินคา้ ที่ผลิตข้ึนมามีราคาถูกลงและหมายถึงผลกาไรที่มากข้ึนและมี ความ สามารถท่ีจะแข่งชันได้กับสินค้าประเภทเดียวกันทั่งในตลาดภายในและภายนอกประเทศ นอก จากนี้ ใน ฐานะที่ประเทศไทยยังต้องพึ่งพาพลังงานจากต่างประเทศอยู่มาก การอนุรักษ์ พลังงานจะลดการสูญเสียดุลการคา้ และลดการสูญเสยี เงนิ ตราตา่ งประเทศ ซง่ึ จะทาให้เศรษฐกิจ ของประเทศดขี ึ้นโดยส่วนรวมอันจะเออ้ื อานวยต่อการ ดารงอยขู่ องกิจการต่าง ๆ ของเจ้าของกิจการ โดยทางอ้อมอีกด้วย การสญู เสยี พลังงานของระบบไอน้า ก่อนท่ีจะกล่าวถึงการประหยัดพลังงานในระบบไอน้า ควรทราบถึงสาเหตุหรือแหล่งของการสูญเสีย พลงั งานในระบบไอน้าเสียก่อนเพอื่ พจิ ารณาระบบไอนา้ อย่างพืน้ ฐานท่ีสดุ จะพบว่าระบบไอนา้ ประกอบด้วย 3 ส่วน คือ การผลิตไอน้า การล่งจ่ายไอน้า และการ'ใช้ไอน้า เม่ือพิจารณาถึงระบบไอน้าดังกล่าวนี้ สามารถแบ่งแหล่งของ การสญู เสียพลงั งานของระบบไอนา้ อย่างกว้าง ๆ ดังน้ี - การสญู เสยี พลังงานในระบบหมอ้ ไอนา้ - การสญู เสียพลังงานในระบบจา่ ยไอนา้ - การสูญเสียพลงั งานในอุปกรณท์ ใี่ ช้ไอน้า การสูญเสยี พลังงานในระบบหม้อไอนา้ ประสทิ ธิภาพของหมอ้ ไอน้า ประสิทธิภาพของหม้อไอน้าท่ีดีมีค่าประมาณ 83% สาหรับหม้อไอน้าที่ใช้น้ามันเป็นเช้ือเพลิง และ ประมาณ 85 %สาหรับหม้อไอน้าท่ีใช้ก๊าซประสิทธิภาพของหม้อไอน้าจะดี หรือไม่น้ันขึ้นอยู่กับองค์ประกอบหลาย อย่าง เช่น การสูญเสียความร้อนของก๊าซร้อนจากปล่องไอเสียมากเกินไป การถ่ายเทความร้อนด้านน้าและด้านไฟ ไม่ดีอัตราส่วนระหว่าง เชื้อเพลิงและอากาศไม่ถูกต้อง หัวเผาไหม้เช้ือเพลิงขาดการบารุงรักษาที่ถูกต้อง และเกิด การสญู เสยี ความรอ้ นผ่านผิวหนงั หม้อไอน้า เปน็ ตน้ การคานวณหาประสิทธิภาพของหม้อไอน้าควรทาทุกสัปดาห์ถ้าเป็นไปได้หรืออย่างน้อยทุก ๆสองสัปดาห์ แล้วบันทึกไว้ในรูปกราฟดังแสดงในรูปเม่ือประสิทธิภาพถึงจุดต่าสุดท่ียอมให้ได้ควรหาสาเหตุเพื่อจะได้ทาการแก้ไข ต่อไป

94 ประสิทธิภาพห ้มอไอน้า เดอื น ม.ค ก.พ ม.ี ค เม.ย พ.ค รูปประสทิ ธิภาพหม้อไอน้าแต่ละเดือน การปรับปรุงการเผาไหม้ การเผาไหม้ไอน้า ถา้ หากมกี ารใช้เช้อื เพลงิ หรอื อากาศมากเกินความจาเป็นท่ีจะทาใหเ้ กิด การเผาไหม้อยา่ ง สมบรู ณแ์ ล้ว จะเกิดการสูญเปลา่ ของเช้อื เพลงิ ในกรณีท่ีอากาศน้อยไป การเผาไหม้จะไม่สมบรู ณ์ซ่ึงหมายความว่า พลังงานที่มอี ยู่ในเช้ือเพลิงไม่ได้ถกู นามาใช้ อย่างเต็มท่ี นอกจากน้ี ยงั ทาให้เกิดควนั และมีเขมา่ จบั ในหม้อไอน้า ซ่ึง จะเปน็ สาเหตุทท่ี า ใหก้ ารถา่ ยเทความร้อนในหม้อไอนา้ ไมด่ ี ถา้ หากอากาศมากเกินไปพลังงานส่วนหนึง่ จะ ถกู ใช้ใน การทาให้อากาศส่วนเกินร้อนเกนิ ไปแลว้ ปล่อยท้ิงทางปล่องไอเสยี โดยเปล่า ประโยชน์การปรบั ปรุงประสทิ ธิภาพ ของการเผาไหม้สามารถทาได้โดยอาศัยหลักการต่อไปนี้ หาประสทิ ธภิ าพของการเผาไหมส้ งู สุดของหมอ้ ไอน้าแตล่ ะตัว โดยอาจจะได้มา จากผู้ผลติ หมอ้ ไอนา้ หรือ ขอ้ มลู ท่ีได้รับจากการทดสอบระหว่างการตรวจรับโดยท่วั ไป หม้อไอน้าที่ใชน้ า้ มนั จะมีประสิทธิภาพประมาณ 83% และ 85% สาหรับหม้อไอนา้ ทใี่ ชก้ ๊าซ หม้อไอนา้ สาเร็จรปู ท่ีมีประสิทธิภาพดี จะให้อุณหภมู ขิ องก๊าซรอ้ นจากปล่อง ควนั ประมาณ 60°c สูงกว่า อณุ หภมู ไิ อนา้ อ่ิมตัว และอณุ หภมู ขิ องกา๊ ซรอ้ นนจี้ ะ ลดลงเม่อื ระดบั การเผาไหมต้ ่าลง จัดหาเคร่อื งมือสาหรบั ตรวจหาองค์ประกอบทางเคมีและวัดอุณหภูมขิ องก๊าซ ร้อน เพ่ือนาค่าท่ีได้มา คานวณหาประสิทธภิ าพของหม้อไอน้าปรบั อัตราส่วนอากาศ /เชอื้ เพลงิ ของหัวเผาให้ได้ความประหยดั และความ ปลอดภยั

95 วัดหาประสิทธิภาพของหม้อไอน้าทุก ๆ สองสัปดาห์ถ้าหากประสิทธิภาพต่าลง ให้ปรับใหม่ อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายของการปรับใหม่และปริมาณของพลังงาน ที่ประหยัดได้ควรได้รับการพิจารณาด้วย โดยทั่วไปไม่ควร ปล่อยให้ประสิทธิภาพต่าลงกว่า 3 % จากค่าสูงสุดในทางปฏิบัติเนื่องจากการผสมของเช้ือเพลิงและอากาศเป็นไป อย่างไมท่ ่วั ถงึ จงึ มีความ จาเปน็ ท่ีจะต้องใชอ้ ากาศมากกว่าปรมิ าณอากาศทต่ี อ้ งการตามอัตราส่วน Stoichiometric ทั้งน้ีเพื่อให้การเผาไหม้ดาเนินไปอย่างสมบูรณ์นอกจากนี้การที่อุณหภูมิ ของอากาศอาจเปลี่ยนแปลงได้จะทาให้ อากาศเข้าหม้อไอน้าลดลง ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิด ภาวะของความเข้มของเชื้อเพลิงสูง และทาให้ไม่ปลอดภัยถ้าหาก หม้อไอน้าไม่มีอุปกรณ์ สาหรับชดเชยสาหรับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ โดยท่ัวไปควรปรับให้มีอากาศส่วนเกิน 20%สาหรบั ก๊าซและน้ามัน และอาจสูงถงึ 80% สาหรับถ่านหิน ท่ังนี้ขึน้ อยกู่ บั การออกแบบ การถ่ายเทความรอ้ นด้านน้า การเกิดตะกรันในทอ่ น้าของหม้อไอน้า อาจจะทาให้เกิดการสญู เสียความรอ้ นมากเกินไป เนื่องจากตะกรัน จะทาตัวเป็นฉนวนซ่ึงจะทาให้การถ่ายเทความร้อนลดลงซ่ึงหมายถึงการ ลดลงของอัตราการผลิตไอน้าและ ประสิทธิภาพของหม้อไอน้า รูป แสดงถึงการสูญเสียความร้อนเนื่องจากการสะสมตะกรันซ่ึงสามารถนาไปใช้ ประมาณการสูญเสีย ความร้อนได้ รปู ท่ี 5.2 ความสัมพนั ธร์ ะหว่างความหนาของตะกรนั และ % พลงั งานที่การสญู เสีย หากพบวา่ ตะกรนั มีมากเกินไปเราสามารถแก้ไขไดโ้ ดยการล้างด้วยสารเคมีหรอื การปรุงแตง่ น้าป้อนอย่างไร กด็ ีควรระลกึ ไว้เสมอว่าการนาคอนเดนเสท (Condensate) กลับมาใชเ้ ป็นวธิ ีท่ีดปี ระการหนึ่งสาหรบั การลดตะกรัน ทงั้ นี้เนือ่ งจากคอนเดนเสทเป็นนา้ ท่ีกลนั่ แล้ว

96 การถา่ ยเทความรอ้ นดา้ นไฟ เมอ่ื หม้อไอน้าทางานนานเข้าจะมีเขม่าจับบนผวิ ถ่ายเทความร้อนด้านไฟ โดยเฉพาะอย่าง ย่งิ ในกรณีท่ีหม้อ ไอน้าใช้เชื้อเพลิงท่ีมีความหนืดสูง เขม่าจะทาให้การถ่ายเทความร้อนจาก เปลวไฟไปยังน้าลดลง เน่ืองจากความ ต้านทานต่อการถา่ ยเทความร้อนเพิ่มขนึ้ ปรากฏนี้ สามารถลังเกตได้จากการท่ีอุณหภูมิของก๊าซร้อนจากปลอ่ งไอเสีย จะสงู ขนึ้ โดยทวั่ ไปแลว้ อุณหภูมทิ ีเ่ พิ่มข้ึน 15°c จะหมายถึงประสทิ ธิภาพของการเผาไหม้ลดลง 1 % ผูใ้ ช้หมอ้ ไอ นา้ ควรจะได้ตรวจดเู ขม่าท่ีจบั บนผวิ ถ่ายเทความรอ้ นด้านไฟ และทาความสะอาดปีละคร้ัง หรือเม่ือพบว่าอุณหภูมิของ กา๊ ซร้อนสูงเกินไปจากปกติ ควรจะหยุดเดนิ หม้อไอน้าเพื่อทาความสะอาด การควบคมุ การโบลดาวน์ นา้ ที่ป้อนเข้าหม้อไอน้าอาจมีสง่ิ เจือปนอยู่ ซ่ึงถา้ หากไม่จากัดทง้ิ จะทาใหเ้ กิดตะกรันในท่อ น้า,ได้ การกาจัด สิ่งเจือปนนี้สามารถทาได้โดยการปล่อยน้าร้อนทิ้งจากหม้อไอน้า (Blow-down) ซ่ึงจะทาให้ความเข้มข้นของ ส่ิงเจือปนลดลง อัตราของการโบลวดาวน์ซ่ึงมีนิยาม เป็นอัตราส่วนของน้าที่ปล่อยท้ิงจากหม้อไอน้าต่อปริมาณน้า ป้อนหม้อไอน้า อาจมีค่าสูง ถึง 10 % การสูญเสียความร้อนเน่ืองจากการโบลวดาวใ!!นกรณีน้ีจะมีค่าประมาณ1.5 % ของเชือ้ เพลิงท่ีป้อนใหห้ ม้อไอน้า ในหลายกรณีผ้คู วบคุมหม้อไอน้าอาจจะโบลวดาวน์ มากกวา่ ความจาเป็นซ่ึงจะ ทาให้เกิดการสูญเปล่าของพลังงานการใช้อัตราการโบลว ดาวน์ท่ีถูกต้องและการนาความร้อนจากโบลวดาวน์ กลบั มาใชจ้ ะทาให้สามารถประหยัด พลังงานไดอ้ ตั ราการโบลวดาวน์ทใ่ี ชจ้ ะขนึ้ อยู่กบั สภาพน้าทใี่ ช้ซึ่งหมายถงึ ระดับ ปริมาณของสิง่ แขวนลอยและสารละลายในนา้ ควรมีคา่ ไมเ่ กนิ 3,000 ppm อัตราการโบลวดาวน์ทถ่ี ูก ตอ้ ง จึงควร จะเป็นอัตราการโบลวดาวนท์ น่ี ้อยทส่ี ุดตามสภาพความเหมาะสมของนา้ ท่ีใช้ การสญู เสียพลังงานในระบบจา่ ยไอนา้ การร่ัวของไอน้า การสูญเสียพลังงานในระบบจ่ายไอน้าที่เห็นได้ชัดเจนและร้ายแรงที่สุดคือ การรั่วของไอ น้า เมื่อพบว่ามีการรั่วของไอน้าควรซ่อมแซมอย่าง เร่งด่วน อย่าปล่อยทิ้งไว้เน่ืองจากจะ เป็นการสูญเสียพลังงาน แล้วอาจจะเป็นอัตราต่อผู้กาลังปฏิบัติงานได้ด้วย โดยทั่วไปแล้วเป็นการยากมากท่ีจะประเมินการสูญเสียพลังงาน จากการรั่วของไอน้าแตกได้ มีผู้คิดวิธีประมาณ'อัตราการร่ัวของไอน้าที่สะดวกต่อการปฏิบัติ โดยการวัดความยาว ของ ไอน้าที่พ่นออกมา'จากรอยร่ัว ดังแสดงในรูปที่ 5.3 แม้ว่าวิธีนี้จะไม่แม่นยานัก แตกสามารถ ใช้เพื่อการ ประมาณการไดค้ ือในกรณีที่ไมม่ ีขอ้ มูลอยา่ งอ่ืน

97 รปู ท่ี 5.3 การสญู เสยี พลังงานเนื่องจากการรัว่ ของไอน้า การใชฉ้ นวน การไม่ใช้ฉนวนหุ้มท่อจ่ายไอน้าหรือการใช้ฉนวนหุ้มอย่างไม่ถูกต้องเป็นอีกสาเหตุของการ สูญเสียความ รอ้ น รปู แสดงการสูญเสียความรอ้ นจากทอ่ ส่งไอนา้ เปลือยสาหรบั ทอ่ ขนาดตา่ ง ๆ และอุณหภูมทิ ่อตา่ ง ๆ รูปที่ 5.4 การสูญเสยี ความร้อนจากทอ่ ส่งไอนา้ เปลอื ยสาหรับท่อขนาดต่าง ๆ ในขณะที่ท่อส่วนใหญ่ถูกหุ้มด้วยฉนวนอย่างดีแต่ท่ีหน้าแปลนของข้อต่อ (Flange) มักจะไม่หุ้มฉนวนเคยมี ผู้ประมาณเอาไว้ว่าข้อต่อไม่ได้หุ้มฉนวนในระบบจา่ ยไอน้าท่ีความดัน 700 kPa จะสูญเสียความร้อนเทียบได้กับทอ่ ยาว 600 มลิ ลเิ มตรหรือสาหรบั ข้อต่อหนง่ึ อันจะเกิดความสูญเสียพลังงานเทียบได้กับถ่านหิน 1 ดันหรอื น้ามัน 600 ลติ รหรือกา๊ ซธรรมชาติ 390 ลูกบาศกเ์ มตรต่อปี