แนวทางการลดการสูญเสียจากน้ำระบาย
เหตุผลที่ต้องระบายน้ำออกจากหม้อไอน้ำ
น้ำป้อนที่เข้าหม้อไอน้ำมีสารละลายและสารแขวนลอยอยู่จำนวนหนึ่ง เมื่อน้ำระเหยกลายเป็นไอน้ำจะทำให้ความเข้มข้นของสารละลายและสารแขวนลอยเพิ่มขึ้นและจะก่อให้เกิดหยดน้ำและฟองติดไปกับไอน้ำ เรียกว่า Carry Over ซึ่งแบ่งออกได้เป็น
1. Priming เกิดขึ้นจากการที่ไอน้ำเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและรุนแรงเนื่องจากภาระของหม้อไอน้ำเปลี่ยนแปลงหรือสาเหตุอื่นๆ จนฟองก๊าซและละอองน้ำที่เกิดขึ้นภายในหม้อไอน้ำ ไม่ถูกแยกออกจากไอน้ำ ทำให้มีละอองน้ำปะปนไปกับไอน้ำ
2. Foaming เกิดขึ้นจากการที่มีชั้นของฟองก๊าซเกิดขึ้นที่ผิวน้ำเนื่องจากน้ำในหม้อไอน้ำมีความเข้มข้นสูง ซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดการเดือดอย่างรุนแรงทำให้มีละอองน้ำปะปนไปกับไอน้ำได้เช่นกัน
ดังนั้นจึงต้องควบคุมความเข้มข้นของสารละลายและสารแขวนลอยในหม้อไอน้ำไม่ให้เกินค่ามาตรฐานโดยระบายน้ำบางส่วนทิ้งไป หากไม่มีการระบายน้ำหม้อไอน้ำทิ้งไป อาจจะส่งผลให้เกิดอันตรายกับหม้อไอน้ำได้
การระบายน้ำออกจากหม้อไอน้ำ
รูปที่ 3.1 ระบบการระบายน้ำทิ้งจากหม้อไอน้ำ 
รูปที่ 3. 2 การระบายน้ำทิ้งจากด้านล่าง
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)
รูปที่ 3.3 การควบคุมการระบายน้ำแบบเป็นครั้งคราว
รูปที่ 3.4 การควบคุมการระบายน้ำแบบต่อเนื่อง
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
ตารางที่ 3.1 มาตรฐานน้ำป้อนและน้ำหม้อไอน้ำ
(แบบท่อไฟ ความดันไม่เกิน 20 barg )
|
รายการ
|
น้ำป้อนหม้อไอน้ำ |
น้ำในหม้อไอน้ำ |
|
ค่าการนำไฟฟ้าของน้ำ: |
>400 |
7,000 |
|
ค่า pH |
8.5-9.5 |
10.5-12.0 |
|
ฟอสเฟต mg/kg |
- |
30-60 |
|
ซิลิกา : mg/kg |
- |
>150 |
|
ความกระด้าง (ขาดหน่วย) |
>2 |
- |
/cm
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
ตารางที่ 3.2 ร้อยละของน้ำและความร้อนที่สูญเสียจากการระบายน้ำทิ้ง
|
|
อุณหภูมิน้ำป้อนที่ 30 oC |
อุณหภูมิน้ำป้อน 70 oC |
||||||||||
|
ค่าสภาพการนำไฟฟ้าของน้ำป้อนหม้อไอน้ำ (µs/cm) |
ค่าสภาพการนำไฟฟ้าของน้ำป้อนหม้อไอน้ำ (µs/cm) |
|||||||||||
|
3,000 |
3,500 |
4,000 |
5,000 |
6,000 |
7,000 |
3,000 |
3,500 |
4,000 |
5,000 |
6,000 |
7,000 |
|
|
100 |
3.45% |
2.94% |
2.56% |
2.04% |
1.69% |
1.45% |
3.45% |
2.94% |
2.56% |
2.04% |
1.69% |
1.45% |
|
0.75% |
0.64% |
0.56% |
0.44% |
0.37% |
0.31% |
0.56% |
0.48% |
0.42% |
0.33% |
0.28% |
0.24% |
|
|
200 |
7.14% |
6.06% |
5.26% |
4.17% |
3.45% |
2.94% |
7.14% |
6.06% |
5.26% |
4.17% |
3.45% |
2.94% |
|
1.55% |
1.31% |
1.14% |
0.90% |
0.75% |
0.64% |
1.17% |
0.99% |
0.86% |
0.68% |
0.56% |
0.48% |
|
|
300 |
11.11% |
9.38% |
8.11% |
6.38% |
5.26% |
4.48% |
11.11% |
9.38% |
8.11% |
6.38% |
5.26% |
4.48% |
|
2.41% |
2.03% |
1.76% |
1.38% |
1.14% |
0.97% |
1.82% |
1.53% |
1.33% |
1.04% |
0.86% |
0.73% |
|
|
400 |
15.38% |
12.90% |
11.11% |
8.70% |
7.14% |
6.06% |
15.38% |
12.90% |
11.11% |
8.70% |
7.14% |
6.06% |
|
3.33% |
2.80% |
2.41% |
1.88% |
1.55% |
1.31% |
2.52% |
2.11% |
1.82% |
1.42% |
1.17% |
0.99% |
|
|
500 |
20.00% |
16.67% |
14.29% |
11.11% |
9.09% |
7.69% |
20.00% |
16.67% |
14.29% |
11.11% |
9.09% |
7.69% |
|
4.33% |
3.61% |
3.10% |
2.41% |
1.97% |
1.67% |
3.27% |
2.73% |
1.34% |
1.82% |
1.49% |
1.26% |
|
|
600 |
25.00% |
20.69% |
17.65% |
13.64% |
11.11% |
9.38% |
25.00% |
20.69% |
17.65% |
13.64% |
11.11% |
9.38% |
|
5.42% |
4.48% |
3.82% |
2.95% |
2.41% |
2.03% |
4.09% |
3.39% |
2.89% |
2.23% |
1.82% |
1.53% |
|
|
700 |
30.43% |
25.00% |
21.21% |
16.28% |
13.21% |
11.11% |
30.43% |
25.00% |
21.21% |
16.28% |
13.21% |
11.11% |
|
6.59% |
5.42% |
4.60% |
3.53% |
2.86% |
2.41% |
4.98% |
4.09% |
3.47% |
2.66% |
2.16% |
1.82% |
|
|
800 |
36.36% |
29.63% |
25.00% |
19.05% |
15.38% |
12.90% |
36.36% |
29.63% |
25.00% |
19.05% |
15.38% |
12.90% |
|
7.88% |
6.42% |
5.42% |
4.13% |
3.33% |
2.80% |
5.95% |
4.85% |
4.09% |
3.12% |
2.52% |
2.11% |
|
|
900 |
42.86% |
34.62% |
29.03% |
21.95% |
17.65% |
14.75% |
42.86% |
34.62% |
29.03% |
21.95% |
17.65% |
14.75% |
|
9.29% |
7.50% |
6.29% |
4.76% |
3.82% |
3.20% |
7.01% |
5.67% |
4.75% |
3.59% |
2.89% |
2.41% |
|
|
1000 |
50.00% |
40.00% |
33.33% |
25.00% |
20.00% |
16.67% |
50.00% |
40.00% |
33.33% |
25.00% |
20.00% |
16.67% |
|
10.83% |
8.67% |
7.22% |
5.42% |
4.33% |
3.61% |
8.18% |
6.55% |
5.46% |
4.09% |
3.27% |
2.73% |
|
หมายเหตุ 1. คิดที่ความดันไอน้ำ 7 barg
2. ค่าด้านบนเป็นร้อยละของน้ำที่ปล่อยทิ้งและค่าด้านล่างเป็นร้อยละของความร้อนที่สูญเสียจากการระบายน้ำทิ้ง
รูปที่ 3.5 ร้อยละของน้ำที่สูญเสียจากการระบายน้ำทิ้ง
รูปที่ 3.6 ร้อยละความร้อนที่สูญเสียจากการระบายน้ำทิ้งที่อุณหภูมิน้ำป้อน 30 o C
รูปที่ 3.7 ร้อยละความร้อนที่สูญเสียจากการระบายน้ำทิ้งที่อุณหภูมิน้ำป้อน 70 o C
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
