แนวทางการลดการสูญเสียจากน้ำระบาย
การระบายน้ำออกจากหม้อไอน้ำ หรือ โบล์วดาวน์ เป็นการสูญเสียพลังงานที่สำคัญอย่างหนึ่ง รองจากการสูญเสียไปกับก๊าซไอเสีย โดยทั่วไปควรมีปริมาณน้ำที่ระบายออกไม่เกินร้อยละ 5 ของปริมาณน้ำป้อนเข้าหม้อไอน้ำ
เหตุผลที่ต้องระบายน้ำออกจากหม้อไอน้ำ
น้ำป้อนที่เข้าหม้อไอน้ำมีสารละลายและสารแขวนลอยอยู่จำนวนหนึ่ง เมื่อน้ำระเหยกลายเป็นไอน้ำจะทำให้ความเข้มข้นของสารละลายและสารแขวนลอยเพิ่มขึ้นและจะก่อให้เกิดหยดน้ำและฟองติดไปกับไอน้ำ เรียกว่า Carry Over ซึ่งแบ่งออกได้เป็น
1. Priming เกิดขึ้นจากการที่ไอน้ำเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและรุนแรงเนื่องจากภาระของหม้อไอน้ำเปลี่ยนแปลงหรือสาเหตุอื่นๆ จนฟองก๊าซและละอองน้ำที่เกิดขึ้นภายในหม้อไอน้ำ ไม่ถูกแยกออกจากไอน้ำ ทำให้มีละอองน้ำปะปนไปกับไอน้ำ
2. Foaming เกิดขึ้นจากการที่มีชั้นของฟองก๊าซเกิดขึ้นที่ผิวน้ำเนื่องจากน้ำในหม้อไอน้ำมีความเข้มข้นสูง ซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดการเดือดอย่างรุนแรงทำให้มีละอองน้ำปะปนไปกับไอน้ำได้เช่นกัน
ดังนั้นจึงต้องควบคุมความเข้มข้นของสารละลายและสารแขวนลอยในหม้อไอน้ำไม่ให้เกินค่ามาตรฐานโดยระบายน้ำบางส่วนทิ้งไป หากไม่มีการระบายน้ำหม้อไอน้ำทิ้งไป อาจจะส่งผลให้เกิดอันตรายกับหม้อไอน้ำได้
การระบายน้ำออกจากหม้อไอน้ำ
1. การระบายน้ำจากด้านล่างหม้อไอน้ำ (Bottom Blow down) เพื่อระบายคราบโคลนที่สะสมบริเวณก้นหม้อไอน้ำทิ้ง
2. การระบายน้ำจากด้านบนหม้อไอน้ำ (Surface Blow down) เพื่อลดความเข้มข้นของสารละลายและสารแขวนลอยที่อยู่ในน้ำ
การควบคุมการระบายน้ำมี 2 แบบ คือ
1. แบบเป็นครั้งคราว โดยผู้ใช้หม้อไอน้ำจะเปิดวาล์วระบายหลายๆครั้ง ครั้งละสั้นๆ และ
2. แบบต่อเนื่อง ซึ่งวาล์วระบายน้ำของหม้อไอน้ำจะเปิดหรือปิดเมื่อได้รับสัญญาณเวลาที่ตั้งไว้ (Timer control) หรือสัญญาณที่ได้จากการวัดสมบัติของน้ำในหม้อไอน้ำ เช่น สภาพการนำไฟฟ้าของน้ำ (Conductivity)
การระบายน้ำหม้อไอน้ำที่เหมาะสม
การระบายน้ำหม้อไอน้ำน้อยไป หรือ ไม่ระบาย จะมีปัญหาต่อคุณภาพของไอน้ำแต่ถ้าระบายมากเกินไปก็จะสูญเสียความร้อนจากน้ำร้อนที่ปล่อยทิ้ง การดูว่าระดับความเข้มข้นของสารละลายเหมาะสมหรือไม่ ดูจากค่า TDS (Total Dissolved Solid) ซึ่งวัดปริมาณสารแขวนลอยที่อยู่ในน้ำของหม้อไอน้ำโดยตรงว่าใน 1 ล้านส่วนมีสารแขวนลอยกี่ส่วน จะมีหน่วยเป็น ppm. หรือจะวัดโดยอ้อมจากค่าสภาพการนำไฟฟ้าของน้ำ (Conductivity) ซึ่งมีหน่วยเป็นไมโครซีเมนต์ต่อเซนติเมตร ( /cm)
มาตรฐานควบคุมสำหรับน้ำระบายและน้ำป้อนหม้อไอน้ำ
ผู้ใช้หม้อไอน้ำ (แบบท่อไฟ ความดันไม่เกิน 20 barg ) จะต้องควบคุมคุณภาพน้ำป้อนและน้ำในหม้อไอน้ำให้ได้มาตรฐานในตารางที่ 3.1 เพื่อความปลอดภัยและคุณภาพของไอน้ำที่ดี
การควบคุมการระบายน้ำหม้อไอน้ำ
ทำการตรวจสอบค่าสภาพการนำไฟฟ้าของน้ำในหม้อไอน้ำ โดยนำน้ำจากหม้อไอน้ำมาวัดด้วยเครื่องวัดสภาพการนำไฟฟ้า โดยต้องปล่อยน้ำระบายทิ้ง เพื่อไล่สิ่งสกปรกในท่อ แล้วจึงนำมาเข้าเครื่องวัด หากค่าที่วัดได้ต่ำกว่ามาตรฐานก็ควรลดความถี่หรือปริมาณการระบายลง
การลดการสูญเสียความร้อนจากการระบายน้ำทิ้ง
ตัวแปรที่สำคัญอย่างยิ่งต่อการระบายน้ำ คือ คุณภาพน้ำป้อน ถ้าน้ำป้อนมีสารละลายและสารแขวนลอยอยู่มาก จะส่งผลให้สารละลายและสารแขวนลอยในหม้อไอน้ำเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ผู้ใช้หม้อไอน้ำจะต้องระบายน้ำในหม้อไอน้ำทิ้งเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองน้ำและความร้อนที่อยู่ในน้ำ ดังนั้นน้ำที่ใช้กับหม้อไอน้ำควรมีการปรับสภาพให้ได้มาตรฐาน นอกจากนั้นผู้ใช้ต้องควบคุมคุณภาพน้ำในหม้อไอน้ำให้ได้ตามมาตรฐาน ในหลายโรงงานมีการระบายถี่เกินไป หรือ นานเกินไป ส่งผลให้คุณภาพน้ำในหม้อไอน้ำต่ำกว่ามาตรฐานมาก จึงจำเป็นต้องมีการตรวจวัดคุณภาพน้ำและปรับตั้งการควบคุมอยู่เสมออย่างน้อยทุกเดือน
ขั้นตอนการหาร้อยละของน้ำที่ระบายทิ้งและร้อยละการสูญเสียความร้อนจากการระบายน้ำ
1. ตรวจวัดค่าสภาพการทำไฟฟ้าของน้ำป้อนและน้ำในหม้อไอน้ำ โดยใช้เครื่องมือวัดค่าสภาพการนำไฟฟ้าของน้ำ ซึ่งน้ำป้อนจะวัดในตำแหน่งก่อนเข้าหม้อไอน้ำ และน้ำในหม้อไอน้ำวัดจากน้ำที่ระบายทิ้ง
2. ตรวจวัดอุณหภูมิน้ำป้อน โดยใช้เครื่องมือวัดอุณหภูมิน้ำ โดยวัดในตำแหน่งน้ำก่อนเข้าหม้อไอน้ำ
3. นำค่าสภาพการนำไฟฟ้าของน้ำป้อนและน้ำในหม้อไอน้ำไปเปิดรูปที่ 3.5 หรือตารางที่ 3. 2 จะได้ร้อยละของน้ำที่สูญเสียจากการระบายทิ้ง
4. นำค่าสภาพการทำไฟฟ้าของน้ำป้อน ของน้ำในหม้อไอน้ำ และอุณหภูมิน้ำป้อนไปเปิดรูปที่ 3.6 หรือ 3.7 หรือตารางที่ 3. 2 จะได้ร้อยละความร้อนที่สูญเสียจากการระบายน้ำทิ้ง
5. นำร้อยละความร้อนที่สูญเสียจากการระบายน้ำทิ้งคูณปริมาณเชื้อเพลิงที่ใช้ทั้งปี จะได้ปริมาณการสูญเสียเชื้อเพลิงจากการระบายน้ำทิ้ง
หมายเหตุ 1. คิดที่ความดันไอน้ำ 7 barg
ตัวอย่าง
โรงงาน ECON ติดตั้งหม้อไอน้ำแบบท่อไฟขนาดพิกัด 10 ตันต่อชั่วโมง ใช้เชื้อเพลิงน้ำมันเตาซี ปีละ 3,000,000 ลิตร ผลิตไอน้ำที่ความดัน 7 Barg สัดส่วนการใช้น้ำต่อเชื้อเพลิง 14:1 อุณหภูมิน้ำป้อน 30 o C และมีการระบายน้ำหม้อไอน้ำทุกชั่วโมง ครั้งละ 30 วินาที ตรวจวัดสภาพการนำไฟฟ้าของน้ำป้อนได้ 200 m S/cm และของน้ำในหม้อไอน้ำได้ 4,000 m S/cm ซึ่งคุณภาพน้ำมีค่าสูงกว่ามาตรฐาน ดังนั้นโรงงานจึงทำการลดความถี่ในการระบายน้ำเป็นทุก 6 ชั่วโมง ซึ่งตรวจวัดค่าสภาพการนำไฟฟ้าได้ 6,500 m S/cm จงหาว่าโรงงานจะประหยัดน้ำและความร้อนเท่าใด
|
ปริมาณการใช้น้ำต่อปี |
= |
ปริมาณเชื้อเพลิงที่ใช้ต่อปี x สัดส่วนการใช้น้ำต่อเชื้อเพลิง |
|
|
= |
3,000,000 x 14 |
|
|
= |
42,000,000 L/y |
จากตารางที่ 1.3-1 ที่อุณหภูมิน้ำป้อน 30 o C ค่าสภาพการนำไฟฟ้าของน้ำในหม้อไอน้ำ 4,000 m S/cm และของน้ำป้อน 200 m S/cm จะได้ร้อยละของน้ำที่ระบายเท่ากับ 5.26 และร้อยละของความร้อนที่สูญเสียเท่ากับ 1.14
จากตารางที่ 1.3-1 ที่อุณหภูมิน้ำป้อน 30 o C ค่าสภาพการนำไฟฟ้าของน้ำในหม้อไอน้ำ 6,500 m S/cm และของน้ำป้อน 200 m S/cm จะได้ร้อยละของน้ำที่ระบายเท่ากับ 3.20 และร้อยละของความร้อนที่สูญเสียเท่ากับ 0.70
|
น้ำระบายลดลงร้อยละ |
= |
5.26 – 3.20 |
|
|
= |
2.06 |
|
คิดเป็นการประหยัดน้ำได |
= |
(2.06/100) x 42,000,000 |
|
|
= |
865,200 L/y |
|
ความร้อนลดลงร้อยละ |
= |
1.14 – 0.70 |
|
|
= |
0.44 |
|
คิดเป็นการประหยัดเชื้อเพลิงได |
= |
(0.44/100) x 3,000,000 |
|
|
= |
13,200 L/y |
ขอบคุณข้อมูลจาก
ภาควิชาครุศาสตร์เครื่องกล คณะครุศาสตร์อุตสาหกรรมและเทคโนโลยี มหาวิทลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี
http://mte.kmutt.ac.th/elearning/Energy_Conservation_in_Industrial_Plant/5_1_3.html