แนวทางการอนุรักษ์พลังงานในระบบไอน้ำ

1. Steam and Condensate Loop
แนวทางการอนุรักษ์พลังงาน
ผศ.ดร.เด่นพงษ์ สุดภักดี
ผููเชี่ยวชาญดูานการอนุรักษ์พลังงาน
อาจารย์ประจาภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล
และ ผููช่วยอธิการบดีฝ่ายวิชาการ มหาวิทยาลัยขอนแก่น

2. Outlines
o ระบบไอน้าและการอนุรักษ์พลังงาน
o การหุุมฉนวนไอน้า
o การรั่วไหลของไอน้า
o การนาคอนเดนเสทกลับไปใชุ
2

3. ระบบไอน้า
3

4. Boiler House
4

5. Boiler House
5

6. Boiler House
6

7. ความส้าคัญของการควบคุมดูแลระบบไอน้า
o ระบบทางานอย่างมีประสิทธิผลโดยค่าใชุจ่าย
ต่าสุด
o ยืดอายุการใชุงาน
o ความปลอดภัย
o รักษาสิ่งแวดลุอม
7

8. ระบบไอน้า

9. ข้อพึงระวังส่วนผลิตไอน้า
ไอน้า
เชื้อเพลิง ดูานไฟ
หมูอไอน้า
น้า
ดูานน้า
ดูานไฟ ดูานน้า
ประสิทธิภาพการเผาไหมู, เขม่า ตะกรัน, กัดกร่อน, แครี่โอเวอร์
9

10. ตะกรัน
10

11. การกัดกร่อน
11

12. น้าในหม้อไอน้า
EC =18,350 S/cm || Fe = 26.6 mg/l
12

13. Deaerator
13

14. Deaerator
14

15. แครี่โอเวอร์
สาเหตุของการเกิดแครี่โอเวอร์
o เพิ่มการผลิตไอน้าอย่างกะทันหัน
o ระดับน้าในหมุอไอน้าสูงเกินไป
o สารละลายต่างๆในหมุอไอน้ามีค่าสูง
15

16. การใช้สารเคมี
oสารเคมีสาหรับกาจัดออกซิเจน
 N2H4 (Hydrazine)
 Na2SO3 (Sodium sulfite)
oสารเคมีปุองกันการเกิดตะกรัน
 สารประกอบฟอสเฟต
16

17. การป้อนสารเคมี
17

18. การตรวจสภาพน้า
18

19. ส่วนการน้าไอน้าไปใช้
19

20. ส่วนการน้าไอน้าไปใช้
20

21. การรั่วของไอน้า
o ท่อไอน้าขนาดความดัน
10 บาร์ มีรอยรั่ว ขนาด
5 มิลลิเมตร
o เกิดการสูญเสียพลังงาน
ประมาณ 60,000 กิโล
แคลอรี/ชม. คิดเป็ นน้ามัน
เตาประมาณ 7 ลิตร/ชม.
(50,000 ลิตร/ปี )
21

22. การสูญเสียความร้อนจากท่อไอน้า
3”
1” 2”
สูญเสียพลังงาน สูญเสียพลังงาน สูญเสียพลังงาน
225 กิโลแคลอรี 370 กิโลแคลอรี 550 กิโลแคลอรี
ต่อเมตรต่อ ต่อเมตรต่อ ต่อเมตรต่อ
ชั่วโมง ชั่วโมง ชั่วโมง
เท่ากับน้ามันเตา
เท่ากับน้ามันเตา เท่ากับน้ามันเตา
490 ลิตรต่อปี
200 ลิตรต่อปี 330 ลิตรต่อปี
22
22

23. B/D > Std.
การ Blowdown
Fuel Cost Water Cost
Best Condition
B/D < Std.
Carry Over Scale Corrosion
Contaminate in Condensate
Direct Steam
Quality of
Products
Fuel Cost BOOM
Maintenance
Cost
23 23

24. Boiler Water Standard
(JIS B8223: P 1 Mpa,30 ER kg/m2/h)
  60
Parameter Standard Value
pH 5.8-9.0
Feed Water
Total Hardness  1 mg/l
pH 11.0-11.8
Electrical Conductivity  4500 S/cm
TDS  3000 mg/l
Chloride ions  500 mg/l
Boiler Water P-Alkalinity 80-600 mg/l
M-Alkalinity 100-800 mg/l
N2H4 0.1-1.0 mg/l
Sulfite ions 10-50 mg/l
Phosphate ions 20-40 mg/l
24

25. ความเข้มข้นของสารละลายในหม้อไอน้า
ความเขูมขูนของสารละลาย
เสูนค่าเฉลี่ย
10.10 น.
10.00 น.
14.00 น.
เวลาของการเดินระบบ
25

26. ความเข้มข้นของสารละลายในหม้อไอน้า
เสูนค่าเฉลี่ย
ความเขูมขูนของสารละลาย
เวลาของการเดินระบบ
26

27. ตัวชีวัดสมรรถนะ
o กระบวนการผลิตไอน้า
 อัตราการใชุเชื้อเพลิงต่อการผลิตไอน้า
• ปริมาณเชื้อเพลิง/ตันไอน้า
• ปริมาณเชื้อเพลิง/ลบ.ม.น้า
o กระบวนการนาไอน้าไปใชู
 ปริมาณไอน้าต่อผลิตภัณฑ์
• ตันไอน้า/ตันผลิตภัณฑ์
27

28. ตัวอย่างข้อมูลสมรรถนะหม้อไอน้า
FW BD Steam Fuel Fuel/Steam
เดือน (m3) (m3) (ton) (m3) (m3/ton)
ม.ค. 3664 1060 2604 2315 0.889
ก.พ. 3112 1040 2072 1755 0.847
มี.ค. 4123 1240 2883 2355 0.817
เม.ย. 3610 1040 2570 2660 1.035
พ.ค. 3380 1160 2220 2595 1.169
มิ.ย. 2917 1200 1717 1960 1.142
ก.ค. 2925 1180 1745 2040 1.169
ส.ค. 3267 1200 2067 1257 0.608
หมายเหตุ : Boiler 10 ton/h, ใชุขี้เลื่อยเป็ นเชื้อเพลิง
28

29. การน้าคอนเดนเสทกลับมาใช้
o ประหยัดน้าเติมหมุอไอน้า
o ประหยัดเชื้อเพลิงจากการโบลว์ดาว์น
o ประหยัดพลังงานในการเพิ่มอุณหภูมิน้าปุ อน
29

30. การน้าคอนเดนเสทกลับมาใช้
คุณภาพ (EC : S/cm)
ชนิดของน้า Make-Up Cond. Feed B/D
ก่อนปรับปรุง 708 - 708 6,000
หลังปรับปรุง 708 40 416 6,000
หมายเหตุ: EC of Blow Down Water  6,000 S/cm
30

31. การน้าคอนเดนเสทกลับมาใช้
ปริมาณ (m3/d)
ชนิดของน้า Make-Up Cond. Feed B/D Steam
ก่อนปรับปรุง 39.75 - 39.75 4.69 35.06
หลังปรับปรุง 14.50 25.25 39.75 2.75 37.00
หมายเหตุ: Condensate Recovery = 63.5 %
B/D = ECFeed x Feed/ECB/D
Steam = Feed – B/D
31

32. การประหยัดน้าเติมหม้อไอน้า
ก่อนปรับปรุง
ค่าใชูจ่าย = (39.75 m3/d) x (15 บาท/m3) = 596 Baht/d
หลังปรับปรุง
ค่าใชูจ่าย = (14.50 m3/d) x (15 บาท/m3) = 218 Baht/d
สามารถลดค่าใชูจ่ายในการบาบัดน้าเติม = 378 Baht/d
หมายเหตุ : ค่าใชูจ่ายในการบาบัดน้าเติม = 15 Baht/m3
32

33. การประหยัดจากน้าโบลว์ดาว์น
ก่อนปรับปรุง
ค่าใชูจ่าย = (4.69 m3) x (80 B/m3) = 375 Baht/d
หลังปรับปรุง
ค่าใชูจ่าย = (2.75 m3) x (80 B/m3) = 220 Baht/d
สามารถลดค่าใชูจ่ายในการโบลว์ดาว์น = 155 Baht/d
หมายเหตุ : มูลค่าน้าโบลว์ดาว์น = 80 Baht/m3
33

34. ประหยัดเชือเพลิงในการอุ่นน้าป้อน
อุณหภูมิน้าเติม = 30 C
อุณหภูมิน้าปอน
ู = 30 C (ก่อนปรับปรุง)
อุณหภูมิน้าปอนู = 68 C (หลังปรับปรุง)
อุณหภูมิน้าคอนเดนเสท = 90 C
ค่าพลังงาน = (39.75 m3/d)(1 kcal/kg-C)(1,000 kg/m3)(38 C)
= 1,510,500 kcal
ค่าน้ามันเตา = (1,510,500 kcal)(15 Baht/l) = 2,426 Baht/d
(9341kcal/l)
สามารถลดค่าใชูจ่ายในการเพิ่มอุณหภูมิน้า = 2,426 Baht/d
หมายเหตุ : ราคาน้าเตาเกรด C = 15.0 Baht/l
34

35. ผลประหยัดจากการน้าคอนเดนเสทกลับไปใช้
o ลดค่าใชุจ่ายในการผลิตน้าปุ อนหมุอไอน้า
378 บาท/วัน
o ประหยัดค่าเชื้อเพลิงจากการโบลว์ดาวน์
155 บาท/วัน
o ประหยัดพลังงานในการเพิ่มอุณหภูมิน้าปุ อน
2,426 บาท/วัน
o รวมประหยัดค่าใชูจ่าย 887,700 บาท/ปี
หมายเหตุ: ผลิตไอน้า 300 วัน/ปี
35

36. สรุปข้อพึงปฏิบัติเกี่ยวกับการใช้ไอน้า
o Feed Water
 พิจารณาแหล่งน้าที่มีคุณภาพดี
 ควบคุมการทางานของ Softener ใหุไดุมาตรฐาน
o Boiler Water
 การควบคุมคุณภาพ Boiler Water ใหุอยู่ในเกณฑ์
มาตรฐาน
o Condensate Water
 เปลี่ยนจาก Direct Steam มาเป็ น Indirect Steam
 พยายามนา Condensate Water กลับมาใหุไดุมากที่สุด
o ตรวจสอบอุปกรณ์ต่างๆ
 ท่อรั่ว, การหุุมฉนวน, กับดักไอน้า (Steam Trap)
o ดัชนีชี้วัด
 อัตราการใชุเชื้อเพลิงต่อการผลิตไอน้า
 อัตราการผลิตไอน้าต่อผลิตภัณฑ์
36

37. การลดการสูญเสียความร้อน
38

38. การถ่ายเทความร้อน
o การถ่ายเทความรุอน เป็ นการถ่ายเทพลังงาน
อันเนื่องมาจากความแตกต่างของอุณหภูมิ
o รูปแบบการถ่ายเทความรุอน
 การนาความรุอน (Conduction)
 การพาความรุอน (Convection)
 การแผ่รังสีความรุอน (Radiation)
o ไอน้าสูญเสียความรุอนผ่านการนาความรูอน
ของท่อไปสู่สิ่งแวดลุอมโดยการพาความรูอน
ของอากาศรอบท่อ และการแผ่รังสีความรูอน
ของผิวท่อ

39. การสูญเสียความร้อนของท่อไอน้า
ความรุอนถ่ายเทสู่
สิ่งแวดลุอมโดยการพา
และการแผ่รังสีความ
รุอนจากผิวท่อ
40

40. ฉนวนความร้อน
o ฉนวนเป็ นวัสดุที่นามาใชุหุมท่อ หรือภาชนะเพื่อ
ปุ องกันความรุอนสูญเสีย (ฉนวนความรุอน)
หรือปุ องกันความรุอนเขุา (ฉนวนความเย็น)
o ทาใหุประหยัดพลังงานและเพื่อความปลอดภัย
o ลดการการถ่ายเทความรุอน
o ลดการนาความรูอนไประบายสู่สิ่งแวดลุอม
ผ่านการพาความรุอนและการแผ่รังสีความ
รุอน

41. การสูญเสียความร้อนของท่อไอน้าที่หุ้มฉนวน
ความรุอนถ่ายเทสู่
สิ่งแวดลุอมโดยการพา
และการแผ่รังสีความ
รุอนจากผิวฉนวน
42

42. ลักษณะการหุ้มฉนวนไอน้า
43

43. คุณสมบัตของฉนวนความร้อนที่ดี
ิ
o ควรมีน้าหนักเบาและมีค่าความหนาแน่นนุอย
o ค่าสภาพการนาความรุอนต่า
o มีความคงทนต่อแรงดึงและแรงอัด
o มีความคงตัวสูง เปลี่ยนรูปไดุยาก
o ตุานการกัดกร่อนไดุดีโดยเฉพาะทางเคมี
o อัตราการดูดซับความชื้นต่า
o ทนต่อการติดไฟไดุดี
o ใชุกับระดับอุณหภูมิที่กวุาง
o ราคาถูก สามารถหาซื้อไดุง่าย
o ติดตั้งเพื่อใชุงานไดุสะดวก
44

44. ลักษณะทางกายภาพของฉนวนความร้อน
o ลักษณะของฉนวนความ
รุอน ประกอบดุวยช่อง
อากาศสาหรับตุานการไหล
ของความรุอน แต่ละช่อง
จะตุองเล็กพอในการตุาน
การไหลของอากาศดังนั้น
ความรุอนที่มีการถ่ายโอน
แบบพาความรุอนจะมี
ปริมาณนุอย เสุนทางของ
เสุนใยจะตุองมีความยาวและ
วกวน เพื่อตุานการถ่ายโอน
ความรุอนแบบนาความรุอน
และวัสดุจะตุองมีคุณสมบัติ
ทึบแสงเพื่อลดการแผ่รังสี
ความรุอน
45

45. วิธีการวิเคราะห์ผลประหยัดด้วย EXCEL