how to calculate the boiler energy performance

1. 1
การตรวจวัดประสิทธิภาพการใช้พลังงานของหม้อไอนํา
(Energy Performance Assessment of Boiler)
อ.บัญญัติ นิยมวาส E-mail: banyat@engineer.com
คณะวิชาเครืองกล
สถาบันเทคโนโลยีราชมงคล วิทยาเขตภาคใต้
1. บทนํา
เพือเป็นการทราบถึงสภาวะการทํางาน ณ ปัจจุบันของหม้อไอนํา (boiler) อันจะทําให้
สถานประกอบการสามารถจะดําเนินนโยบายในการอนุรักษ์พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงมี
ความจําเป็นทีจะต้องมีการตรวจวัดประสิทธิภาพการใช้พลังงานของหม้อไอนํา เพือเป็นข้อมูล
สําหรับการวางแผนการปรับปรุงหม้อไอนําต่อไป
บทความนีจึงต้องการนําเสนอแนวทางในการตรวจวัดประสิทธิภาพการใช้พลังงานของ
หม้อไอนํา โดยจะแบ่งออกเป็น 2 วิธี คือ การตรวจวัดโดยวิธีทางตรง (The Direct Method
Testing) และ การตรวจวัดโดยวิธีทางอ้อม (The Indirect Method Testing) โดยมีรายละเอียด
ดังต่อไปนี
2. จุดประสงค์ของการตรวจวัด
 เพือหาประสิทธิภาพของหม้อไอนํา
 เพือหาอัตราส่วนการผลิตไอ
การหาประสิทธิภาพของหม้อไอนํา ก็เพือทีจะศึกษาการทํางานจริงของหม้อไอนํา และหา
ประสิทธิภาพของหม้อไอนํา เพือนําไปเปรียบเทียบกับค่าทีออกแบบไว้โดยผู้ผลิต ซึงสามารถจะทํา
ให้ทราบสภาวะการทํางานของหม้อไอนําในแต่ละช่วงเวลาได้ว่ามีผลกระทบจากตัวแปรต่างๆ เป็น
อย่างไรบ้าง
3. คําอธิบายและการกําหนดตัวแปร
ประสิทธิภาพของหม้อไอนําสามารถจะหาได้จากสมการต่อไปนี
InputHeat
OutputHeat

=
)Kcals(inputFuelinHeat
)Kcals(outputsteaminHeat

2. 2
ประสิทธิภาพเป็นค่าอัตราส่วนระหว่างความร้อนของไอนําทีผลิตได้ต่อความร้อนทีหม้อไอ
นําได้รับจากเชือเพลิง
อัตราส่วนการผลิตไอ หาได้จากสมการต่อไปนี
อัตราส่วนการผลิตไอ =
nConsumptiofuelofKg
GenerationSteamofKg
เป็นค่าอัตราส่วนระหว่างมวลของไอทีผลิตได้ต่อมวลของเชือเพลิง
4. ขอบเขตของการตรวจวัด
ระเบียบวิธีทีจะนําเสนอต่อไปในบทความนี สามารถใช้ได้กับหม้อไอนําทีใช้เชือเพลิงทังที
เป็นนํามัน , ถ่านหิน และวัสดุเศษเหลือจากผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร
5. การตรวจวัดโดยวิธีทางตรง (The Direct Method Testing)
5.1 บทนํา
การตรวจวัดโดยวิธีทางตรง (The Direct Method Testing) จะสนใจพลังงานทีเข้ามาสู่
ระบบคือหม้อไอนํา และพลังงานทีออกจากระบบโดยสามารถจะจําแนกพลังงานทางเข้าและ
ทางออกได้ดังนี
พลังงานทีทางเข้า = พลังงานทีหม้อไอนําได้รับจากการเผาไหม้เชือเพลิง
พลังงานทีทางออก = พลังงานของไอนําทีหม้อไอนําผลิตขึน – พลังงานทีมากับนําป้ อน
จากการจําแนกดังกล่าวทําให้วิธีการตรวจวัดแบบนีมีชือเรียกอีกอย่างหนึงว่าวิธีทางเข้า –
ทางออก (input – output method)
จากคําจํากัดความของพลังงานทีทางเข้าและทางออกสามารถจะนํามาเขียนเป็นสมการ
สําหรับหาประสิทธิภาพของหม้อไอนําได้ดังต่อไปนี
ประสิทธิภาพของหม้อไอนํา =
InputHeat
OutputHeat
=
 
valuecalorificGrossxratefiringFuel
enthalpywaterfeedenthalpysteamrateflowSteam 
สามารถจะเขียนรูปอธิบายความหมายของพลังงานทีทางเข้าและทางออกได้ดังรูปที 1
ต่อไปนี

3. 3
รูปที 1 แนวคิดเรืองพลังงานทีเข้าสู่หม้อไอนําและออกจากหม้อไอนํา
5.2 การตรวจวัดเบืองต้นและข้อมูลทีจําเป็นต่อการคํานวณ
ก่อนทีจะดําเนินการคํานวณหาประสิทธิภาพการทํางานของหม้อไอนํา จะต้องทราบถึงตัว
แปรทีเกียวข้องและจําเป็นต่อการคํานวณโดยจําแนกได้ดังนี
พลังงานทีให้กับหม้อไอนําในรูปของเชือเพลิง
พลังงานทีให้กับหม้อไอนําและพลังงานทีหม้อไอนําให้ออกมาจะต้องทําการตรวจวัด โดย
พลังงานทีให้กับหม้อไอนําจะอยู่ในรูปของพลังงานทีได้จากการเผาไหม้เชือเพลิง ทําให้จะต้อง
ทราบค่าความร้อน (calorific value) ของเชือเพลิงทีใช้งานเสียก่อน อีกทังจะต้องทําการตรวจวัด
อัตราการการใช้งานของเชือเพลิงในรูปของอัตราการไหลเชิงมวลด้วย เพือสามารถนํามา
คํานวณหาพลังงานความร้อนทีให้กับหม้อไอนําได้
พลังงานของอากาศทีใช้สําหรับเผาไหม้
อากาศทีใช้ในการเผาไหม้เชือเพลิง อาจจะเป็นอากาศจากบรรยากาศโดยรอบ หรืออาจจะ
เป็นอากาศทีผ่านการอุ่นมาแล้ว (preheated air)
พลังงานทีหม้อไอนําให้ออกมาในรูปของไอนํา
พลังงานทีหม้อไอนําให้ออกมาจะอยู่ในรูปของระดับพลังงานความร้อนของไอนํา ทําให้
จําเป็นต้องติดตังมาตรวัด เพือจะทําให้ทราบค่าของอัตราการไหลของไอนํา และ จะต้องติดตัง
อุปกรณ์ตรวจวัดค่าของความดันและอุณหภูมิของไอนําด้วย เพือทีจะสามารถนํามาคํานวณหา
ระดับพลังงานของไอนําได้
Boiler
Fuel Input + Air
Feed Water
Steam Output
Flue Gas

4. 4
ค่าเอนทาลปีของนําป้ อนและไอนํา
ค่าเอนทาลปีเป็นระดับของพลังงานทีสะสมอยู่ในนําป้ อนและไอนํา ณ อุณหภูมิและความ
ดันทีกําหนดโดยสามารถจะแปลงค่าจากตารางเทอร์โมไดนามิกส์ เป็นสมการเพือสะดวกต่อการใช้
งานได้ดังต่อไปนี
เมือ
h = ค่าเอนทาลปีของนํา , kJ/kg
T = อุณหภูมิของนํา, o
C
ค่าเอนทางปีของนําป้ อน Feed Water
h = 4.2151T-1.6999 [1]
(R2
= 1 เมือ 30 o
C < T < 150 o
C)
ค่าเอนทาลปีของ Superheated Vapor
ที P = 0.10 MPa
h = 0.0003T2
+ 1.8237T + 2495.8 [2]
(R2
= 1 เมือ 100 o
C < T < 1,300 o
C)
ที P = 0.50 MPa
h = 0.0003 T2
+ 1.8581T + 2477.1 [3]
(R2
= 1 เมือ 200 o
C < T < 1,300 o
C)
ที P = 1 MPa
h = 0.0003 T2
+ 1.928T + 2443.9 [4]
(R2
= 1 เมือ 200 o
C < T < 1,300 o
C)
ที P = 2 MPa
h = 0.0002 T2
+ 2.0448T + 2384.4 [5]
(R2
= 0.9999 เมือ 225 o
C < T < 1,300 o
C)
ที P = 3 MPa
h = 0.0002 T2
+ 2.1385T + 2337.3 [6]
(R2
= 0.9998 เมือ 250 o
C < T < 1,300 o
C)
ที P = 4 MPa
h = 0.0001 T2
+ 2.2247T + 2290.3 [7]

5. 5
(R2
= 0.9998 เมือ 275 o
C < T < 1,300 o
C)
ที P = 5 MPa
h = 5x10- 5
T2
+ 2.3707T + 2219.7 [8]
(R2
= 0.9996 เมือ 275 o
C < T < 1,300 o
C)
ที P = 6 MPa
h = 4x10- 5
T2
+ 2.3987T+ 2198.1 [9]
(R2
= 0.9997 เมือ 300 o
C < T < 1,300 o
C)
ที P = 7 MPa
h = -3x10- 5
T2
+ 2.542T+ 2128.4 [10]
(R2
= 0.9994 เมือ 300 o
C < T < 1,300 o
C)
ที P = 8 MPa
h = -0.0001 T2
+ 2.7072T + 2049.6 [11]
(R2
= 0.999 เมือ 300 o
C < T < 1,300 o
C)
ที P = 9 MPa
h = -0.0001 T2
+ 2.7215T + 2031.5 [12]
(R2
= 0.9993 เมือ 325 o
C < T < 1,300 o
C)
ที P = 10 MPa
h = -0.0002 T2
+ 2.8815T + 1954.1 [13]
(R2
= 0.999 เมือ 325 o
C < T < 1,300 o
C)
ที P = 20 MPa
h = -0.0006 T2
+ 3.6677T + 1513.3 [14]
(R2
= 0.9985 เมือ 400 o
C < T < 1,300 o
C)
เมือต้องการหาค่าเอนทาลปีของนําป้ อน หรือไอดง โดยทราบอุณหภูมิและความดันก็
สามารถจะแทนค่าจากสมการข้างต้น ได้ตามต้องการ
ค่าความร้อนของเชือเพลิง
ค่าความร้อนของเชือเพลิง สามารถจะแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่มตามลักษณะของเชือเพลิง
คือ ของแข็ง ของเหลว และ ก๊าซ โดยแสดงค่าอยู่ในตารางที 1 ต่อไปนี

6. 6
ตารางที 1 ค่าความร้อนของเชือเพลิง
ชนิดเชือเพลิง ค่าความร้อน kcal/kg
ถ่านหิน
ลิกไนต์
ถ่านโค้ก
ถ่านไม้
ฟืน
ชานอ้อย
แกลบ
4,500 - 7,500
3,000 - 5,000
6,000 - 7,000
6,700 - 7,500
3,000 - 4,000
2,600
3,400
นํามันเบนซิน
นํามันปิโตรเลียม
นํามันดิบ
นํามันก๊าด
นํามันดีเซล
นํามันเตา
10,000 - 11,500
10,000 - 10,500
10,000 - 10,500
10,500 - 11,000
10,000 - 11,500
10,000 - 10,600
ก๊าซธรรมชาติ
ก๊าซ LPG
9,000 - 12,000
24,000 - 32,000
ค่าความจุความร้อนจําเพาะของก๊าซไอเสียและไอนํา
ค่าความจุความร้อนจําเพาะของก๊าซไอเสียจะใช้ค่าของอากาศทีอุณหภูมิของก๊าซไอเสียที
ตรวจวัดได้จากปล่องไอเสีย โดยหาค่าได้จากตารางที 2 ต่อไปนี

7. 7
ตารางที 2 ค่าความจุความร้อนจําเพาะของก๊าซไอเสียและไอนํา
ก๊าซไอเสีย ไอนํา
อุณหภูมิ (K) cP (kJ/kg.o
C) อุณหภูมิ (K) cP (kJ/kg.o
C)
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
1.0140
1.0207
1.0295
1.0392
1.0551
1.0635
1.0752
1.0856
1.0978
1.1095
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
2.014
1.980
1.985
1.997
2.026
2.056
2.085
2.119
2.152
2.186
แปลงหน่วย : 1 kcal/kg.o
C = 4.1868 kJ/kg.o
C
5.3 ตัวอย่างการคํานวณหาประสิทธิภาพของหม้อไอนําโดยวิธีทางตรง
หม้อไอนํามีข้อมูลการใช้งานดังนี : ใช้ถ่านหินเป็นเชือเพลิง ไม่มีการโบลว์ ดาวน์ (blow
down)
ข้อมูลของพลังงานทีให้ออกมา :
อัตราการผลิตไอนํา = 8 ton/h
ความดัน / อุณหภูมิของไอนํา = 1 MPa (g) / 180 o
C
อุณหภูมินําป้ อน = 85 o
C
ข้อมูลของพลังงานทีให้กับหม้อไอนํา :
อัตราการป้ อนถ่านหิน = 1.6 ton/h
ค่าความร้อนของถ่านหิน = 16.75 MJ/kg

8. 8
การคํานวณ
ประสิทธิภาพของหม้อไอนําหาได้จากสมการต่อไปนี
 
 GCVq
100hHQ



เมือ
Q = อัตราการผลิตไอนํา = 8 ton/h = 8000 kg/h
q = อัตราการป้ อนถ่านหิน = 1.6 ton/h = 1600 kg/h
H = ค่าเอนทาลปีของไอนําที 1 MPa เมืออุณหภูมิเป็น 180 o
C (สมการที 4)
= 0.0003 (180)2
+ 1.928(180) + 2443.9
= 9.72 + 347.04+ 2443.9
= 2800.66 kJ/kg
h = ค่าเอนทาลปีของนําป้ อน เมืออุณหภูมิเป็น 180 o
C (สมการที 1)
h = 4.2151(85) -1.6999
= 4.2151(85) -1.6999
= 356.58 kJ/kg
GCV = ค่าความร้อนของถ่านหิน = 16750 kJ/kg
แทนค่า
 
 kg/kJ16750h/kg1600
100kg/kJ58.35666.2800h/kg8000



= 72.96 %
อัตราส่วนการผลิตไอ = 8 ton/h ของไอนํา / 1.6 ton/h ของเชือเพลิง
= 5
ตัวเลขอัตราส่วนการผลิตไอ ควรมีค่าสูง เพราะจากตัวเลขทีหาได้ 5 หมายความว่า
เชือเพลิงหนึงหน่วยจะผลิตไอนําได้ห้าหน่วย นันคือการแสดงถึงประสิทธิภาพของการใช้พลังงาน
ของหม้อไอนํา หากตัวเลขนีมีค่าตําลง (จากค่าตัวเลขทีได้จากการออกแบบ) แสดงว่าจะต้องมี
พลังงานสูญเสียออกจากระบบ ซึงทําให้เราสามารถใช้ตัวเลขนีเป็นตัวชีวัดประสิทธิภาพการใช้
พลังงานของหม้อไอนําได้อีกตัวหนึง

9. 9
5.4 ข้อดีและข้อเสียของวิธีทางตรง
ข้อดี
1. พนักงานผู้ปฏิบัติงานสามารถจะคํานวณหาประสิทธิภาพและอัตราส่วนการผลิตไอได้
ง่าย
2. การคํานวณต้องการตัวแปรไม่มาก
3. ตัวแปรแต่ละตัวมาจากการตรวจวัดด้วยเครืองมือไม่กีชิน
ข้อเสีย
1. หากประสิทธิภาพและอัตราส่วนการผลิตไอมีค่าตําลง ผู้ปฏิบัติงานจะไม่สามารถบอก
ได้ว่าเป็นเพราะเหตุใด มีการสูญเสียพลังงานไปในส่วนใดบ้าง
2. ไม่สามารถคํานวณพลังงานสูญเสียในส่วนต่างๆ ได้
3. อัตราส่วนการผลิตไอมีโอกาสคํานวณผิดพลาด หากไอนําทีได้ไม่ใช่ไอดง
(superheated vapor)
6. การตรวจวัดโดยวิธีทางอ้อม (The Indirect Method Testing)
6.1 บทนํา
จากข้อเสียเปรียบในการตรวจวัดด้วยวิธีทางตรงคือการทีไม่สามารถจะระบุได้ว่ามีการ
สูญเสียพลังงานไปในส่วนใดบ้าง ทําให้จําเป็นต้องทําการตรวจวัดด้วยวิธีทางอ้อม โดยสามารถจะ
หาประสิทธิภาพการทํางานของหม้อไอนําได้จากการนํา 100 ลบด้วยพลังงานสูญเสียในส่วนต่างๆ
ซึงสามารถจะเขียนเป็นรูปแสดงไดอะแกรมของพลังงานสูญเสียไปในส่วนต่างๆ ได้ดังนี
รูปที 2 ไดอะแกรมของพลังงานสูญเสียไปในส่วนต่างๆ
Boiler
Fuel
Air
Feed Water
Steam
Output
Blow Down
Flue
Gas
1. Dry Flue gas Loss
2. H2
Loss
3. Moisture in fuel
4. Moisture in air
5. CO loss
6. Surface loss
7. Fly ash loss
8. Bottom ash loss
Efficiency = 100 -( 1+2+3+4+5+6+7+8)

10. 10
การสูญเสียทัง 8 รูปแบบสามารถจะอธิบายได้ดังต่อไปนี
L1 = การสูญเสียเนืองจากความร้อนสัมผัส (sensible heat) ทีออกไปกับก๊าซไอเสีย
L2 = การสูญเสียเนืองจากไฮโดรเจนในเชือเพลิง
L3 = การสูญเสียเนืองจากความชืนในเชือเพลิง
L4 = การสูญเสียเนืองจากความชืนในอากาศ
L5 = การสูญเสียเนืองจากคาร์บอน มอนอกไซด์
L6 = การสูญเสียเนืองจากการแผ่รังสีความร้อนและการพาความร้อนของผนังสู่บรรยากาศ
โดยรอบ
L7 = การสูญเสียเนืองจากเถ้าลอย (fly ash)
L8 = การสูญเสียเนืองจากเชือเพลิงส่วนทีเผาไหม้ไม่หมด
6.2 การตรวจวัดเบืองต้นทีจําเป็น
ในการตรวจวัดประสิทธิภาพการทํางานของหม้อไอนําจําเป็นจะต้องมีการตรวจวัดข้อมูล
เบืองต้นต่อไปนีเสียก่อน
ก. การวิเคราะห์ก๊าซไอเสีย (Flue gas analysis)
1. ร้อยละของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ในก๊าซไอเสีย
2. ร้อยละของก๊าซออกซิเจน (O2) ในก๊าซไอเสีย
3. ร้อยละของก๊าซคาร์บอน มอนอกไซด์ (CO) ในก๊าซไอเสีย
4. อุณหภูมิของก๊าซไอเสีย
ข. การวัดอัตราการใช้งานของ
1. เชือเพลิง
2. ไอนํา
3. นําป้ อน
4. นําคอนเดนเสต
5. อากาศทีใช้ในการเผาไหม้
ค. การวัดอุณหภูมิของ
1. ก๊าซไอเสีย
2. ไอนํา
3. นําในถังเติม
4. นําคอนเดนเสตป้ อนกลับเข้าหม้อไอนํา
5. อากาศทีใช้ในการเผาไหม้

11. 11
6. เชือเพลิง
7. นําป้ อนเข้าสู่หม้อไอนํา
ง. การวัดความดันของ
1. ไอนํา
2. เชือเพลิง
3. อากาศทีใช้ในการเผาไหม้ ทังอากาศปฐมภูมิและทุติยภูมิ
จ. สภาพนํา
1. ค่า PH
2. ปริมาณสารแขวนลอยในนํา
3. อัตราการของการ blow down
6.3 สูตรการคํานวณหาประสิทธิภาพของหม้อไอนําโดยวิธีทางอ้อม
ในการคํานวณเพือหาประสิทธิภาพของหม้อไอนําด้วยวิธีทางอ้อมนันจําเป็นจะต้องหาการ
สูญเสียไปในส่วนต่างๆ ให้ครบเสียก่อนโดยสูตรทีสําคัญและเกียวข้องกับการคํานวณสามารถจะ
แสดงได้ดังต่อไปนี
สูตรสําหรับหาร้อยละของคาร์บอน, ไฮโดรเจนและไนโตรเจนในเชือเพลิง
%C = 0.97C + 0.7(VM + 0.1A) – M(0.6 – 0.01M) [15]
%H2 = 0.036C+0.086(VM – 0.1A) – 0.0035M2
(1 – 0.02M) [16]
%N2 = 2.10 – 0.020VM [17]
เมือ
C = % of fixed carbon
A = % of ash
VM = % of volatile matter
M = % of moisture
สูตรสําหรับหาปริมาณอากาศทางทฤษฎีทีพอดีกับการเผาไหม้
Theoretical air required =
 
100
S32.4
8
O
H5.34C43.11 2
2 




 
kg/kg fuel [18]
สูตรสําหรับการหาร้อยละของอากาศเกิน (Excess Air)
Excess Air =
2
2
O%21
100O%


[19]
หรือ

12. 12
Excess Air =
    
    t2a2
a2t2
CO%100CO%
CO%CO%7900


[20]
เมือ
 t2CO% = 100
CofMolesNofMoles
CofMoles
2


Mole of N2 =
2
2
2
2
Nofweightmolecular
fuelinNofweight
Nofweightmolecular
airltheoreticainNofweight

Mole of C =
Cofweightmolecular
fuelinCofweight
 a2CO% = Actual %CO2 measured in flue gas
สูตรสําหรับหาปริมาณอากาศทีใช้ในการเผาไหม้
Actual mass of air supplied = (1 +
100
AirExcess
) x theoretical air kg/kg fuel [21]
สูตรสําหรับหาการสูญเสียทีส่วนต่างๆ
1. การสูญเสียของความร้อนทีออกไปพร้อมกับก๊าซไอเสีย
L1 =
 
100
GCV
TTcm afP


[22]
เมือ
L1 = % ความร้อนสูญเสียของก๊าซไอเสีย
m = มวลของก๊าซไอเสีย kg/kg fuel
cP = ค่าความจุความร้อนจําเพาะของก๊าซไอเสีย kcal/kgo
C
Tf = อุณหภูมิของก๊าซไอเสีย o
C
Ta = อุณหภูมิของบรรยากาศ o
C
GCV = ค่าความร้อนของเชือเพลิง kcal/kg
2. การสูญเสียเนืองจากการระเหยเป็นไอของนําทีเกิดจาก H2 ในเชือเพลิง
เนืองจากในกระบวนการเผาไหม้ของเชือเพลิงจะเกิดการทําปฏิกิริยาเกิดเป็นH2Oระหว่าง
H2 ในเชือเพลิง กับ O2 ในอากาศ ซึงนําส่วนนีจะมีการระเหยเป็นไอไปกับก๊าซไอเสีย โดยในขณะที
ระเหยก็จะดึงพลังงานความร้อนจากการเผาไหม้ของเชือเพลิงไปใช้ในการระเหย ทําให้เกิดการ
สูญเสียของความร้อนไปในรูปของความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ (latent heat)
L2 =
  
100
GCV
TTc584H9 afP2


[23]
เมือ

13. 13
H2 = ปริมาณของไฮโดรเจนทีปรากฏในเชือเพลิง kg/kg fuel
cP = ค่าความจุความร้อนจําเพาะของไอดง (superheated steam) kcal/kgo
C
3. การสูญเสียเนืองจากการระเหยของความชืนในเชือเพลิง
ความชืนทีมีอยู่ในเชือเพลิงจะเกิดการระเหยออกไปพร้อมกับก๊าซไอเสีย โดยจะมีการดึง
พลังงานความร้อนจากการเผาไหม้ของเชือเพลิง ในรูปของความร้อนสัมผัส (sensible heat) เพือ
ทําให้ความชืนมีอุณหภูมิถึงจุดเดือด และในรูปของความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ (latent
heat) และความร้อนทีจะทําให้อุณหภูมิของไอนําส่วนนีมีอุณหภูมิเท่ากับก๊าซไอเสีย
L3 =
  
100
GCV
TTc584M afP


[24]
เมือ
M = ปริมาณของความชืนในเชือเพลิง kg/kg fuel
cP = ค่าความจุความร้อนจําเพาะของไอดง (superheated steam) kcal/kgo
C
4.การสูญเสียเนืองจากการระเหยของความชืนในอากาศทีใช้เผาไหม้
ความชืนทีอยู่ในรูปของไอนําทีอยู่ในอากาศทีนํามาใช้ในการเผาไหม้จะถูกทําให้เป็นไอดง
ในขณะผ่านกระบวนการเผาไหม้ และความร้อนในส่วนนีก็จะถูกปล่อยทิงออกทางปล่องพร้อมกับ
ก๊าซไอเสีย
L4 =
 
GCV
100TTcfactorhumidityAAS afP 
[25]
เมือ
AAS = ปริมาณของอากาศทีใช้ในการเผาไหม้ต่อหนึงหน่วยมวลของเชือเพลิง
(หาได้จากสมการที 21) kg/kg fuel
cP = ค่าความจุความร้อนจําเพาะของไอดง (superheated steam) kcal/kgo
C
humidity factor = มวลของความชืนต่อหนึงหน่วยมวลของอากาศ
(หาค่าได้จากตารางที 3)
Ta = อุณหภูมิของบรรยากาศ (dry-bulb) o
C

14. 14
ตารางที 3 ค่า humidity factor
Dry-Bulb Temp (o
C) Wet-Bulb Temp (o
C) Relative Humidity
(%)
Kg water/kg dry air
(humidity factor)
20 20 100 0.016
20 14 50 0.008
30 22 50 0.014
40 30 50 0.024
5. การสูญเสียเนืองจากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์
การเผาไหม้ของเชือเพลิงทีไม่สมบูรณ์จะทําให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซ
คาร์บอน มอนอกไซด์ ซึงแทนทีจะได้พลังงานความร้อนจากการเผาไหม้ของคาร์บอน (ซึงเป็น
องค์ประกอบสําคัญของก๊าซทังสองชนิด) ทําให้เกิดการสูญเสียของพลังงานความร้อน
L5 = 100
FuelofGCV
5744
CO%CO%
CCO%
2

















[26]
เมือ
%CO = ร้อยละของปริมาตรของก๊าซคาร์บอน มอนอกไซด์ในก๊าซไอเสีย
%CO2 = ร้อยละของปริมาตรของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในก๊าซไอเสีย
C = ปริมาณคาร์บอนในเชือเพลิง
6. การสูญเสียของความร้อนในรูปของการแผ่รังสีความร้อนและการพาความร้อน
การสูญเสียของพลังงานความร้อนอีกส่วนหนึงก็คือการสูญเสียไปกับการแผ่รังสีความร้อน
และการพาความร้อนจากผิวภายนอกของหม้อไอนําสู่บรรยากาศโดยรอบ การคํานวณหาความ
สูญเสียในส่วนนี จําเป็นจะต้องทราบถึงขนาดของพืนผิวของหม้อไอนําและอุณหภูมิของพืนผิวของ
หม้อไอนําเสียก่อน
Rad =  
9.68
9.68V85.196
TT957.1
55.55
T
55.55
T
548.0 m25.1
aS
4
a
4
S 
















 [27]
เมือ
Rad = ความร้อนสูญเสียในรูปของการแผ่รังสีความร้อน W/m2
Vm = ความเร็วลมรอบๆ หม้อไอนํา m/s
TS = อุณหภูมิพืนผิวของหม้อไอนํา K

15. 15
Ta = อุณหภูมิของบรรยากาศ K
เมือคํานวณหาค่า Rad จากสมการที 27 แล้ว นําค่าดังกล่าวไปเทียบเป็นร้อยละของการ
สูญเสียได้ดังนี
L6 = 100
ratefiringFuelGCV
ARad surface



[28]
เมือ
Asurface = พืนทีผิวของหม้อไอนํา m2
GCV = ค่าความร้อนของเชือเพลิง kcal/kg
Fuel firing rate = อัตราการเผาไหม้ของเชือเพลิง kg/h
7. การสูญเสียเนืองจากการเผาไหม้ไม่หมดของเถ้าลอย (กรณีเชือเพลิงแข็ง)
ในกรณีของการเผาไหม้เชือเพลิงแข็ง จะมีเชือเพลิงบางส่วนทีเผาไหม้ไม่หมดและปลิวลอย
ออกไปพร้อมกับก๊าซไอเสีย
L7 = 100
FuelofGCV
ashflyofGCVAshFly


[29]
เมือ
Fly Ash = ปริมาณของเถ้าลอยต่อหนึงหน่วยมวลของเชือเพลิง kg fly ash/kg fuel
8. การสูญเสียเนืองจากการเผาไหม้ไม่หมดของขีเถ้า (กรณีเชือเพลิงแข็ง)
ในกรณีของการเผาไหม้เชือเพลิงแข็ง จะมีเชือเพลิงบางส่วนทีเผาไหม้ไม่หมดและเกิดเป็น
ขีเถ้าตกอยู่บริเวณพืนของเตาเผา
L8 = 100
FuelofGCV
ashbottomofGCVAshBottom


[30]
เมือ
Bottom Ash = ปริมาณของขีเถ้าต่อหนึงหน่วยมวลของเชือเพลิง kg bottom ash/kg fuel
เมือทําการคํานวณหาการสูญเสียของพลังงานความร้อนไปในรูปต่างๆ จนครบทัง 8 ส่วน
แล้ว สามารถจะนํามาหาค่าประสิทธิภาพของการใช้งานหม้อไอนําได้ดังนี
Boiler Efficiency = 100 – (L1+ L2+ L3+ L4+ L5+ L6+ L7+ L8) [31]

16. 16
7. ตัวอย่างการคํานวณ
7.1 หม้อไอนําทีใช้ถ่านหินเป็นเชือเพลิง
ข้อมูลต่อไปนีตรวจวัดจากหม้อไอนําทีใช้ถ่านหินเป็นเชือเพลิง
Fuel firing rate = 5599.17 kg/hr
Steam generation rate = 21937.5 kg/hr
Steam pressure = 43 kg/cm2
(gage) [4.2 MPa (gage)]
Steam temperature = 377 o
C [650 K]
Feed water temperature = 96 o
C [369 K]
%CO2 in flue gas = 14
%CO in flue gas = 0.55
Average flue gas temperature = 190 o
C [463 K]
Ambient temperature = 31 o
C [304 K]
Humidity in ambient air = 0.0204 kg / kg dry air
Surface temperatue of boiler = 70 o
C [343 K]
Wind velocity around the boiler = 3.5 m/s
Total surface area of boiler = 90 m2
GCV of bottom ash = 800 kcal/kg
GCV of fly ash = 452.5 kcal/kg
Ratio of bottom ash to fly ash = 90 : 10
Fuel Analysis (%)
Ash content in fuel = 8.63
Moisture in coal = 31.6
Carbon content = 41.65
Hydrogen content = 2.0413
Nitrogen content = 1.6
Oxygen content = 14.48
GCV of coal = 3501 kcal/kg

17. 17
คํานวณหาปริมาณอากาศทางทฤษฎีทีพอดีกับการเผาไหม้
Theoretical air required =
 
100
S32.4
8
O
H5.34C43.11 2
2 




 
เมือ
C = ร้อยละของคาร์บอนในเชือเพลิง = 41.65
H2 = ร้อยละของไฮโดรเจนในเชือเพลิง = 2.0413
O2 = ร้อยละของออกซิเจนในเชือเพลิง = 14.48
S = ร้อยละของซัลเฟอร์ในเชือเพลิง = 0
แทนค่า
Theoretical air required =
 
100
032.4
8
48.14
0413.25.3465.4143.11 




 
=
 
100
81.10413.25.340595.476 
= 4.84 kg/kg of coal
คํานวณหาร้อยละของคาร์บอนไดออกไซด์ทางทฤษฎี  t2CO%
 t2CO% = 100
CofMolesNofMoles
CofMoles
2


Mole of N2 =
2
2
2
2
Nofweightmolecular
fuelinNofweight
Nofweightmolecular
airltheoreticainNofweight

=
28
016.0
28
77.084.4


= 0.1337
(0.77 คือปริมาณร้อยละของไนโตรเจนในอากาศ, 4.84 คือปริมาณอากาศทางทฤษฎีทีใช้ในการ
เผาไหม้)
Mole of C =
Cofweightmolecular
fuelinCofweight
=
12
4165.0
= 0.0347
แทนค่าหา  t2CO%

18. 18
 t2CO% = 100
0347.01337.0
0347.0


= 20.67 %
คํานวณหา Excess Air
Excess Air =
    
    t2a2
a2t2
CO%100CO%
CO%CO%7900


เมือ
 t2CO% = 20.67 %
 a2CO% = Actual CO2 measured in flue gas = 14.0 %
แทนค่า
Excess Air =
 
 67.201000.14
0.1467.207900


= 47.44 %
คํานวณหาปริมาณอากาศทีใช้ในการเผาไหม้
Actual mass of air supplied = (1 +
100
AirExcess
) x theoretical air
= (1 +
100
44.47
) x 4.84
= 7.136 kg/kg of coal
คํานวณหามวลแห้งของก๊าซไอเสีย
m = ปริมาณ CO2 ทีเกิดจาก C ในเชือเพลิง + ปริมาณ N2 ในเชือเพลิง + ปริมาณ N2 ใน
อากาศ + ปริมาณ O2 ในอากาศ
เมือ
ปริมาณ CO2 ทีเกิดจาก C ในเชือเพลิง เป็นค่ามวลของ CO2 ทีเกิดจากการทําปฏิกิริยา
ของ C กับ O2 โดย C จํานวน 12 kg ทําปฏิกิริยากับ O2 จํานวน 32 ได้ CO2 จํานวน 44 kg ดังนัน
เมือมี C ในเชือเพลิงคิดเป็นร้อยละ 41.65 ทําให้เกิด CO2 ในก๊าซไอเสียเท่ากับ
12
444165.0 
ปริมาณ N2 ในเชือเพลิงจะไม่มีการทําปฏิกิริยาทําให้ N2 ทังหมดออกไปพร้อมกับก๊าซไอ
เสียด้วยปริมาณ 0.016
ปริมาณ N2 ในอากาศจะไม่มีการทําปฏิกิริยาเช่นกัน โดยมีจํานวนเท่ากับร้อยละของ N2
ในอากาศ (มีอยู่ 77% โดยมวล) คูณกับปริมาณอากาศทีใช้ในการเผาไหม้เท่ากับ 0.77 x 7.136

19. 19
ปริมาณ O2 ในอากาศจะเป็นส่วนทีเหลือจากการทําปฏิกิริยาทีพอดีกับการเผาไหม้
(อากาศทีใช้ในการเผาไหม้ คือ 7.136 kg/kg of coal แต่อากาศทีพอดีกับการทําปฏิกิริยาคือ 4.84
kg/kg of coal) และนํามาคูณกับร้อยละของ O2 ในอากาศ (มีอยู่ประมาณ 23 % โดยมวล) นันคือ
มีค่าเท่ากับ ( . – 4.84) x 0.23
แทนค่า
m =
 
100
2384.4136.7
100
77136.7
016.0
12
444165.0 




= 7.56 kg/kg of coal
คํานวณหาความสูญเสียไปในส่วนต่างๆ
1. การสูญเสียของความร้อนทีออกไปพร้อมกับก๊าซไอเสีย
L1 =
 
100
GCV
TTcm afP


เมือ
m = 7.56 kg/kg fuel
cP = ค่าความจุความร้อนจําเพาะของก๊าซไอเสีย 0.24 kcal/kgo
C (อ่านค่าจากตารางที 2)
Tf = อุณหภูมิของก๊าซไอเสีย 190 o
C
Ta = อุณหภูมิของบรรยากาศ 31 o
C
GCV = ค่าความร้อนของเชือเพลิง 3501 kcal/kg
แทนค่า
L1 =
 
100
3501
3119024.056.7


= 8.24 %
2.การสูญเสียเนืองจากการระเหยเป็นไอของนําทีเกิดจาก H2 ในเชือเพลิง
L2 =
  
100
GCV
TTc584H9 afP2


เมือ
H2 = ปริมาณของไฮโดรเจนทีปรากฏในเชือเพลิง 0.020413
cP = ค่าความจุความร้อนจําเพาะของไอดง (superheated steam)
= 0.491 kcal/kgo
C (อ่านค่าจากตารางที 2)
แทนค่า

20. 20
L2 =
  
100
3501
31190491.0584020413.09


= 3.47 %
3. การสูญเสียเนืองจากการระเหยของความชืนในเชือเพลิง
L3 =
  
100
GCV
TTc584M afP


เมือ
M = ปริมาณของความชืนในเชือเพลิง 0.316
cP = ค่าความจุความร้อนจําเพาะของไอดง (superheated steam)
= 0.491 kcal/kgo
C (อ่านค่าจากตารางที 2)
แทนค่า
L3 =
  
100
3501
31190491.0584316.0


= 5.97 %
4.การสูญเสียเนืองจากการระเหยของความชืนในอากาศทีใช้เผาไหม้
L4 =
 
GCV
100TTcfactorhumidityAAS afP 
เมือ
AAS = ปริมาณของอากาศทีใช้ในการเผาไหม้ต่อหนึงหน่วยมวลของเชือเพลิง
= 7.136 kg/kg of coal
cP = ค่าความจุความร้อนจําเพาะของไอดง (superheated steam)
= 0.491 kcal/kgo
C (อ่านค่าจากตารางที 2)
humidity factor = 0.0204 kg / kg dry air
Ta = อุณหภูมิของบรรยากาศ (dry-bulb) 31 o
C
แทนค่า
L4 =
 
3501
10031190491.00204.0136.7 
= 0.32 %

21. 21
5. การสูญเสียเนืองจากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์
L5 = 100
FuelofGCV
5744
CO%CO%
CCO%
2

















เมือ
%CO = ร้อยละของปริมาตรของก๊าซคาร์บอน มอนอกไซด์ในก๊าซไอเสีย 0.55
%CO2 = ร้อยละของปริมาตรของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในก๊าซไอเสีย 14
C = ปริมาณคาร์บอนในเชือเพลิง 0.4165
แทนค่า
L5 = 100
3501
5744
1455.0
4165.055.0











= 2.58 %
6. การสูญเสียของความร้อนในรูปของการแผ่รังสีความร้อนและการพาความร้อน
Rad =  
9.68
9.68V85.196
TT957.1
55.55
T
55.55
T
548.0 m25.1
aS
4
a
4
S 

















เมือ
Vm = ความเร็วลมรอบๆ หม้อไอนํา 3.5 m/s
TS = อุณหภูมิพืนผิวของหม้อไอนํา 343 K
Ta = อุณหภูมิของบรรยากาศ 304 K
แทนค่า
Rad =  
9.68
9.685.3x85.196
304343957.1
55.55
304
55.55
343
548.0 25.1
44


















= 937.62 W/m2
= 937.62 (J/s)/m2
x 3600 s x 1 kcal/4.1868 kJ
= 806.2 kcal/m2
เมือคํานวณหาค่า Rad ได้ แล้ว นําค่าดังกล่าวไปเทียบเป็นร้อยละของการสูญเสียได้ดังนี
L6 = 100
ratefiringFuelGCV
ARad surface



เมือ
Rad = 806.2 kcal/m2
Asurface = พืนทีผิวของหม้อไอนํา 90 m2

22. 22
GCV = ค่าความร้อนของเชือเพลิง 3501 kcal/kg
Fuel firing rate = อัตราการเผาไหม้ของเชือเพลิง 5591.17 kg/h
แทนค่า
L6 = 100
17.55913501
902.806



= 0.37 %
7. การสูญเสียเนืองจากการเผาไหม้ไม่หมดของเถ้าลอย (กรณีเชือเพลิงแข็ง)
L7 = 100
FuelofGCV
ashflyofGCVAshFly


เมือ
Fly Ash = ปริมาณของเถ้าลอยต่อหนึงหน่วยมวลของเชือเพลิง
= coalinAsh
ashbottomashfly
ashfly


= 0863.0
9.01.0
1.0


= 0.00863 kg fly ash/kg fuel
GCV of fly ash = 452.5 kcal/kg
GCV of fuel = 3501 kcal/kg
แทนค่า
L7 = 100
3501
5.45200863.0


= 0.11%
8. การสูญเสียเนืองจากการเผาไหม้ไม่หมดของขีเถ้า (กรณีเชือเพลิงแข็ง)
L8 = 100
FuelofGCV
ashbottomofGCVAshBottom


เมือ
เมือ
Bottom Ash = ปริมาณของขีเถ้าต่อหนึงหน่วยมวลของเชือเพลิง
= coalinAsh
ashbottomashfly
ashbottom


= 0863.0
9.01.0
9.0



23. 23
= 0.07767 kg fly ash/kg fuel
GCV of bottom ash = 800 kcal/kg
GCV of fuel = 3501 kcal/kg
แทนค่า
L8 = 100
3501
80007767.0


= 1.77%
จากการคํานวณการสูญเสียทังหมดสามารถนํามาเขียนสรุปเป็นตารางได้ดังนี
ตารางที 4 สมดุลความร้อนของหม้อไอนําทีใช้ถ่านหินเป็นเชือเพลิง
ความร้อนในส่วนต่างๆ kcal/kg of coal %
Heat input
ความร้อนจากการเผาไหม้ถ่านหิน 3501 100
Heat loss
L1 : ความร้อนทีออกไปพร้อมกับก๊าซไอเสีย
L2 : การระเหยเป็นไอของนําทีเกิดจาก H2 ในเชือเพลิง
L3 : การระเหยของความชืนในเชือเพลิง
L4 : การระเหยของความชืนในอากาศทีใช้เผาไหม้
L5 : การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์
L6 : การแผ่รังสีความร้อนและการพาความร้อน
L7 : การเผาไหม้ไม่หมดของเถ้าลอย
L8 : การเผาไหม้ไม่หมดของขีเถ้า
288.48
121.48
209
11.2
90.32
12.95
3.85
61.97
8.24
3.47
5.97
0.32
2.58
0.37
0.11
1.77
ประสิทธิภาพของหม้อไอนํา = 100 – (8.24+3.47+5.97+0.32+2.58+0.37+0.11+1.77)
= 77.17 %
จากตารางที 4 จะพบว่าเมือเรานําการสูญเสียไปในส่วนต่างๆ มาลบออกจาก 100 ก็จะได้
ประสิทธิภาพของหม้อไอนําคือ 77.17 % แต่ข้อได้เปรียบของวิธีทางอ้อมนี ทีแตกต่างจากวิธี
ทางตรงก็คือ สามารถจะจําแนกได้ว่าความร้อนสูญเสียออกจากระบบในส่วนใดมีค่ามากทีสุด ซึง
สามารถจะนําการสูญเสียไปในส่วนต่างๆ ทีสําคัญมาเขียนเรียงลําดับจาก มากสุด ไปน้อยสุดได้
ดังนี

24. 24
ความร้อนสูญเสีย 288.48 kcal/kg ความร้อนทีออกไปพร้อมกับก๊าซไอเสีย
ความร้อนสูญเสีย 209 kcal/kg การระเหยของความชืนในเชือเพลิง
ความร้อนสูญเสีย 121.48 kcal/kg การระเหยเป็นไอของนําทีเกิดจาก H2 ในเชือเพลิง
ความร้อนสูญเสีย 90.32 kcal/kg การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์
เมือเราทราบว่าความร้อนสูญเสีย ส่วนใหญ่เป็นการสูญเสียทีใด ก็สามารถจะวาง
มาตรการในการปรับปรุงการใช้งานเพือให้ประสิทธิภาพการทํางานของหม้อไอนํามีค่าสูงขึน และ
ตัวเลขเหล่านียังสามารถใช้เป็นตัวชีวัด การทํางานของอุปกรณ์ในระบบหม้อไอนําได้อีกด้วย
หากสังเกตความร้อนสูญเสีย 2 ส่วนคือ ความร้อนทีสูญเสียออกไปพร้อมกับก๊าซไอเสีย
และ ความร้อนทีสูญเสียไปพร้อมกับการระเหยของความชืนทีมีอยู่ในเชือเพลิง จะพบว่าคิดเป็น
ความร้อนสูญเสียรวม 288.48 + 209 = 497.48 kcal/kg of coal หรือคิดเป็น
(8.24 + 5.97)/(22.83) = 0.6224 = 62.24% ของความร้อนสูญเสียทังหมด ดังนันมาตรการ
เบืองต้นในการประหยัดและอนุรักษ์พลังงานก็คือ พยายามดึงความร้อนกลับจากก๊าซไอเสียที
ปล่อยทิงออกทางปล่อง และ พยายามลดความชืนทีมีอยู่ในเชือเพลิง โดยอาจจะเป็นการนําความ
ร้อนจากก๊าซไอเสียทีจะปล่อยทิงมาอุ่นเชือเพลิง เพือเป็นการลดความชืน และเป็นการดึงพลังงาน
ความร้อนกลับ ซึงสามารถจะลดความร้อนสูญเสียได้ในทีสุด
7.2 หม้อไอนําทีใช้นํามันเป็นเชือเพลิง
ข้อมูลต่อไปนีเป็นข้อมูลของหม้อไอนําทีใช้นํามันเป็นเชือเพลิง
Fuel firing rate = 2648.125 kg/h
Ultimate analysis (%)
Carbon = 84
Hydrogen = 12
Nitrogen = 0.5
Oxygen = 1.5
Sulphur = 1.5
Moisture = 0.5
GCV of fuel = 10000 kcal/kg
Surface temperature of boiler = 80 o
C [353 K]
Surface area of boiler = 90 m2
Humidity = 0.025 kg/kg of dry air

25. 25
Wind speed = 3.8 m/s
Flue gas analysis (%)
Flue gas temperature = 190 o
C [463 K]
Ambient temperature = 30 o
C [303 K]
CO2 = 10.8
O2 = 7.4
คํานวณหาปริมาณอากาศทางทฤษฎีทีพอดีกับการเผาไหม้
Theoretical air required =
 
100
S32.4
8
O
H5.34C43.11 2
2 




 
เมือ
C = ร้อยละของคาร์บอนในเชือเพลิง = 84
H2 = ร้อยละของไฮโดรเจนในเชือเพลิง = 12
O2 = ร้อยละของออกซิเจนในเชือเพลิง = 1.5
S = ร้อยละของซัลเฟอร์ในเชือเพลิง = 1.5
แทนค่า
Theoretical air required =
 
100
5.132.4
8
5.1
125.348443.11 




 
=
 
100
48.61875.0125.3412.960 
= 13.74 kg/kg of oil
คํานวณหา Excess Air
Excess Air =
2
2
O%21
100O%


เมือ
O2 = ร้อยละของออกซิเจนในก๊าซไอเสีย = 7.4
แทนค่า
Excess Air =
4.721
1004.7


= 54.41 %

26. 26
คํานวณหาปริมาณอากาศทีใช้ในการเผาไหม้
Actual mass of air supplied = (1 +
100
AirExcess
) x theoretical air
= (1 +
100
41.54
) x 13.74
= 21.21 kg/kg of fuel
คํานวณหามวลแห้งของก๊าซไอเสีย
m = ปริมาณ CO2 ทีเกิดจาก C ในเชือเพลิง + ปริมาณ N2 ในเชือเพลิง + ปริมาณ N2 ใน
อากาศ + ปริมาณ O2 ในอากาศ + ปริมาณ SO2 ทีเกิดจาก S ในเชือเพลิง
เมือ
ปริมาณ CO2 ทีเกิดจาก C ในเชือเพลิง เป็นค่ามวลของ CO2 ทีเกิดจากการทําปฏิกิริยา
ของ C กับ O2 โดย C จํานวน 12 kg ทําปฏิกิริยากับ O2 จํานวน 32 ได้ CO2 จํานวน 44 kg ดังนัน
เมือมี C ในเชือเพลิงคิดเป็นร้อยละ 84 ทําให้เกิด CO2 ในก๊าซไอเสียเท่ากับ
12
4484.0 
ปริมาณ N2 ในเชือเพลิงจะไม่มีการทําปฏิกิริยาทําให้ N2 ทังหมดออกไปพร้อมกับก๊าซไอ
เสียด้วยปริมาณ 0.005
ปริมาณ N2 ในอากาศจะไม่มีการทําปฏิกิริยาเช่นกัน โดยมีจํานวนเท่ากับร้อยละของ N2
ในอากาศ (มีอยู่ 77% โดยมวล) คูณกับปริมาณอากาศทีใช้ในการเผาไหม้เท่ากับ 0.77 x 21.21
ปริมาณ O2 ในอากาศจะเป็นส่วนทีเหลือจากการทําปฏิกิริยาทีพอดีกับการเผาไหม้
(อากาศทีใช้ในการเผาไหม้ คือ 21.21 kg/kg of oil แต่อากาศทีพอดีกับการทําปฏิกิริยาคือ 13.74
kg/kg of oil) และนํามาคูณกับร้อยละของ O2 ในอากาศ (มีอยู่ประมาณ 23 % โดยมวล) นันคือมี
ค่าเท่ากับ ( . – 13.74) x 0.23
ปริมาณ SO2 ทีเกิดจาก S ในเชือเพลิง เป็นค่ามวลของ SO2 ทีเกิดจากการทําปฏิกิริยาของ
S กับ O2 โดย C จํานวน 32 kg ทําปฏิกิริยากับ O2 จํานวน 32 ได้ SO2 จํานวน 64 kg ดังนันเมือมี
S ในเชือเพลิงคิดเป็นร้อยละ 1.5 ทําให้เกิด SO2 ในก๊าซไอเสียเท่ากับ
32
64015.0 
แทนค่า
m =
12
4484.0 
+ 0.005 + 0.77 x 21.21 + (21.21 – 13.74) x 0.23 +
32
64015.0 
= 21.16 kg/kg of oil
คํานวณหาความสูญเสียไปในส่วนต่างๆ
1. การสูญเสียของความร้อนทีออกไปพร้อมกับก๊าซไอเสีย

27. 27
L1 =
 
100
GCV
TTcm afP


เมือ
m = 21.16 kg/kg of oil
cP = ค่าความจุความร้อนจําเพาะของก๊าซไอเสีย 0.24 kcal/kgo
C (อ่านค่าจากตารางที 2)
Tf = อุณหภูมิของก๊าซไอเสีย 190 o
C
Ta = อุณหภูมิของบรรยากาศ 30 o
C
GCV = ค่าความร้อนของเชือเพลิง 10000 kcal/kg
แทนค่า
L1 =
 
100
10000
3019024.016.21


= 8.125 %
2.การสูญเสียเนืองจากการระเหยเป็นไอของนําทีเกิดจาก H2 ในเชือเพลิง
L2 =
  
100
GCV
TTc584H9 afP2


เมือ
H2 = ปริมาณของไฮโดรเจนทีปรากฏในเชือเพลิง 0.12
cP = ค่าความจุความร้อนจําเพาะของไอดง (superheated steam)
= 0.491 kcal/kgo
C (อ่านค่าจากตารางที 2)
แทนค่า
L2 =
  
100
10000
30190491.058412.09


= 7.15 %
3. การสูญเสียเนืองจากการระเหยของความชืนในเชือเพลิง
L3 =
  
100
GCV
TTc584M afP


เมือ
M = ปริมาณของความชืนในเชือเพลิง 0.005
cP = ค่าความจุความร้อนจําเพาะของไอดง (superheated steam)
= 0.491 kcal/kgo
C (อ่านค่าจากตารางที 2)
แทนค่า

28. 28
L3 =
  
100
10000
30190491.0584005.0


= 0.033 %
4.การสูญเสียเนืองจากการระเหยของความชืนในอากาศทีใช้เผาไหม้
L4 =
 
GCV
100TTcfactorhumidityAAS afP 
เมือ
AAS = ปริมาณของอากาศทีใช้ในการเผาไหม้ต่อหนึงหน่วยมวลของเชือเพลิง
= 21.21 kg/kg of oil
cP = ค่าความจุความร้อนจําเพาะของไอดง (superheated steam)
= 0.491 kcal/kgo
C (อ่านค่าจากตารางที 2)
humidity factor = 0.025 kg / kg dry air
Ta = อุณหภูมิของบรรยากาศ (dry-bulb) 30 o
C
แทนค่า
L4 =
 
10000
10030190491.0025.021.21 
= 0.42 %
6. การสูญเสียของความร้อนในรูปของการแผ่รังสีความร้อนและการพาความร้อน
Rad =  
9.68
9.68V85.196
TT957.1
55.55
T
55.55
T
548.0 m25.1
aS
4
a
4
S 

















เมือ
Vm = ความเร็วลมรอบๆ หม้อไอนํา 3.8 m/s
TS = อุณหภูมิพืนผิวของหม้อไอนํา 353 K
Ta = อุณหภูมิของบรรยากาศ 303 K
แทนค่า
Rad =  
9.68
9.688.3x85.196
303353957.1
55.55
303
55.55
353
548.0 25.1
44


















= 408.52+260.197 x 3.443
= 1304.38 W/m2
= 1304.38 (J/s)/m2
x 3600 s x 1 kcal/4.1868 kJ

29. 29
= 1121.56 kcal/m2
เมือคํานวณหาค่า Rad ได้ แล้ว นําค่าดังกล่าวไปเทียบเป็นร้อยละของการสูญเสียได้ดังนี
L6 = 100
ratefiringFuelGCV
ARad surface



เมือ
Rad = 1121.56 kcal/m2
Asurface = พืนทีผิวของหม้อไอนํา 90 m2
GCV = ค่าความร้อนของเชือเพลิง 10000 kcal/kg
Fuel firing rate = อัตราการเผาไหม้ของเชือเพลิง 2648.125 kg/h
แทนค่า
L6 = 100
125.264810000
9056.1121



= 0.38 %
จากการคํานวณการสูญเสียทังหมดสามารถนํามาเขียนสรุปเป็นตารางได้ดังนี
ตารางที 5 สมดุลความร้อนของหม้อไอนําทีใช้นํามันเป็นเชือเพลิง
ความร้อนในส่วนต่างๆ kcal/kg of oil %
Heat input
ความร้อนจากการเผาไหม้นํามัน 10000 100
Heat loss
L1 : ความร้อนทีออกไปพร้อมกับก๊าซไอเสีย
L2 : การระเหยเป็นไอของนําทีเกิดจาก H2 ในเชือเพลิง
L3 : การระเหยของความชืนในเชือเพลิง
L4 : การระเหยของความชืนในอากาศทีใช้เผาไหม้
L6 : การแผ่รังสีความร้อนและการพาความร้อน
812.5
715
3.3
42
38
8.125
7.15
0.033
0.42
0.38
ประสิทธิภาพของหม้อไอนํา = 100 – (8.125+7.15+0.033+0.42+0.38)
= 83.89 %
จากตารางที 5 สมดุลความร้อนของหม้อไอนําทีใช้นํามันเป็นเชือเพลิงความร้อนสูญเสีย
ทีมากทีสุดคือความร้อนทีออกไปพร้อมกับก๊าซไอเสีย ซึงมีปริมาณถึง 812.5 kcal/kg of oil หรือคิด

30. 30
เป็น 8.125 % ส่วนความร้อนสูญเสียอันดับรองลงมานันเป็นการสูญเสียในรูปของการกลายเป็นไอ
ของนําทีเกิดจาก H2 ในเชือเพลิง
จากข้อมูลดังกล่าวทําให้เราพอจะเห็นได้ว่า หากต้องการเพิมประสิทธิภาพการทํางานของ
หม้อไอนําควรมีการดึงพลังงานความร้อนทีสูญเสียออกทางปล่องไอเสียกลับมาใช้งาน ส่วนความ
ร้อนสูญเสียในรูปของการกลายเป็นไอของนําทีเกิดจาก H2 ในเชือเพลิงนัน เป็นการสูญเสียที
จําเป็นต้องเกิดเนืองจากนํามันเชือเพลิงมีสัดส่วนของธาตุแต่ละตัวค่อนข้างคงที นันคือ เราคงไม่
สามารถจะไปเปลียนแปลงร้อยละของ H2 ในเชือเพลิงได้ ส่วนความร้อนทีสูญเสียออกไปกับส่วน
อืนๆ นันเป็นเพียงค่าเล็กน้อย ไม่จําเป็นต้องให้ความสนใจก็ได้
8. เอกสารอ้างอิง
1. ผศ.แสวง กะระณา. “หม้อไอนําอุตสาหกรรม”. ภาควิชาวิศวกรรมเครืองกล คณะ
วิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
2. http://www.energymanagertraining.com/boilerlectures.php
3. E.R.G.Eckert, R.M. Drake. “Heat and Mass Transfer”. 2nd
ed. McGraw-Hill Book
Company. New york. 1959.