Research & Academic Services
หมวดหมู่
โครงการเพิมประสิทธิภาพหม้อนํ้าในภาคอุตสาหกรรม (ภายใต้ค่าใช้จ่ายในการพัฒนาประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม)
รายละเอียด :

ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับระบบไอน้ำ

  • ไอนํ้า (steam) คืออะไร? 

ไอนํ้าเกิดจากนํ้าที่ได้รับความร้อนจนถึงจุดเดือดและเดือดกลายเป็นไอ ซึ่งไอที่เกิดขึ้นจะสะสมอยู่บริเวณเหนือผิวนํ้าหรือส่วนเก็บไอ ถ้าไม่มีการระบายออกจะอัดตัวเกิดเป็นความดันขึ้น

  • จุดเดือด

จุดเดือด หมายถึง อุณหภูมิของนํ้าที่เดือดกลายเป็นไอ จะขึ้นอยู่่กับความดันภายในภาชนะที่ใช้ต้ม เช่น
  - ต้มนํ้าที่ภาชนะเปิด นํ้าจะเดือดกลายเป็นไอที่อุณหภูมิ 100 oC
  - แต่ถ้าต้มภายในภาชนะปิดจุดเดือด จุดเดือดของนํ้าจะสูงเปลี่ยนแปลงตามความดัน

  • ประเภทของความดัน

- ความดันสัมบูรณ์ (Absolute pressure): เป็นค่าความดันจริงที่วัดอ้างอิงกับสูญญากาศสัมบูรณ์ (ความดันศูนย์สัมบูรณ์)
- ความดันเกจ (Gage pressure): ผลต่างของความดันระหวางความดันสัมบูรณ์กับความดันบรรยากาศ
- ความดันสุญญากาศ (Vacuum pressure): ความดันที่ตํ่ากวาความดันบรรยากาศ

  • ส่วนผลิตไอนํ้า (หม้อนํ้า)

“หม้อนํ้า” ตามกฎกระทรวงอุตสาหกรรม พ.ศ. 2549

"หม้อนํ้า" หมายถึง ภาชนะปิดสําหรับบรรจุนํ้าที่มีปริมาณความจุเกิน 2 ลิตร ขึ้นไปเมื่อได้รับความร้อนจากการสันดาปของเชื้อเพลิงหรือแหล่งพลังงานความร้อนอื่นนํ้าจะเปลี่ยนสถานะกลายเป็นไอนํ้าภายใต้ความดันมากกว่า 1.5 เท่าของความดันบรรยากาศที่ระดับนํ้าทะเล หรือ ภาชนะปิดสําหรับบรรจุนํ้าซึ่งใช้ในการผลิตน้ำร้อนที่มีพื้นที่ผิวรับความร้อนตั้งแต่ 8 ตารางเมตรขึ้นไป

  • กำลังการผลิตไอน้ำ

- กําลังการผลิตไอนํ้า (Steam rate) หมายถึง ความสามารถของหม้อนํ้า ในการผลิตไอนํ้าในเวลา 1 ชั่วโมง ภายใต้ความดันบรรยากาศ (1 atm หรือ 0 barg)
- หม้อนํ้าขนาด 1 ตันต่อชั่วโมง หมายถึง หม้อนํ้าที่สามารถทําให้นํ้า 1 ตัน (1,000 ลิตร) ระเหยกลายเป็นไอนํ้าได้หมดภายในเวลา 1 ชั่วโมง ภายใต้ความดันบรรยากาศ (1 atm หรือ 0 barg)
- แรงม้าหม้อนํ้า (Boiler Horse Power) เป็นหน่วยวัดกําลังการผลิตไอนํ้าของหม้อนํ้า คือ ปริมาณความร้อนที่ทําให้นํ้าขนาด 34.5 ปอนด์ ที่อุณหภูมิ 212 ºF กลายเป็นไอนํ้าที่อุณหภูมิ 212 ºF หมดในเวลา 1 ชั่วโมงหรือ 1 แรงม้าหม้อไอนํ้า

  • ประเภทของหม้อน้ำ
  1. หม้อนํ้าแบ่งตามการจัดการไหลของนํ้าและก๊าซไอเสียจะแบ่งได้ 2 แบบ คือ
    หม้อนํ้าแบบท่อไฟ (Fire-tube Boiler) หม้อนํ้าแบบนี้ภายในท่อจะมีความร้อนหรือเปลวไฟวิ่งอยู่ ส่วนนํ้าจะอยู่ภายนอกท่อ เป็นหม้อนํ้าที่พบว่ามีใช้อย่างกว้างขวางในโรงงานอุตสาหกรรม เช่น หม้อนํ้าสําเร็จรูป หม้อนํ้ารถไฟ และหม้อนํ้าเรือ เป็นต้น
  2. หม้อนํ้าแบบท่อนํ้า (Water-tube Boiler) หม้อนํ้าแบบนี้ภายในท่อจะมีนํ้าวิ่งอยู่ ส่วนภายนอกจะมีความร้อนหรือเปลวไฟล้อมรอบ เช่น หม้อนํ้าท่อนํ้าขวาง และหม้อนํ้าท่อนํ้างอบางส่วน เป็นต้น

  • ระบบไอน้ำ
  1. ส่วนผลิตไอนํ้า (Generation)
  2. ระบบส่งจ่ายไอนํ้า (Distribution)
  3. ส่วนใช้ไอนํ้า (End use)
  4. การนํากลับมาใช้ใหม่ (Recovery)

  • การตรวจประเมินประสิทธิภาพส่วนการผลิตไอน้ำ

ส่วนการผลิตไอนํ้า (Steam generator) หรือ “หม้อนํ้า” โดยทั่วไปแล้ว หลักการประเมินประสิทธิภาพหม้อน้ำ จะทำการประเมินได้ 2 วิธี ได้แก่

  1. การประเมินประสิทธิภาพหม้อนํ้าด้วยวิธีทางตรง (Direct method)
  2. การประเมินประสิทธิภาพหม้อนํ้าด้วยวิธีทางอ้อม (Indirect method)

  • การตรวจประเมินส่วนของการส่งจ่าย

  • การตรวจประเมินส่วนของการใช้ไอน้ำ

มาตรฐานการตรวจวัดประสิทธิภาพอุปกรณ์ใช้ไอนํ้าแบ่งการใช้เป็น 3 รูปแบบการใช้งานดังนี้

  1. อุปกรณ์ใช้ไอนํ้าที่ใช้ไอนํ้าสัมผัสโดยตรง (Direct steam) เช่น หม้อหุงอบไอนํ้า (Steam Cookers) หม้อนึ่งฆ่าเชื้อกระป๋อง(Retort canning) เป็นต้น
  2. อุปกรณ์ใช้ไอนํ้าที่ใช้ไอนํ้าสัมผัสโดยอ้อม (Indirect steam) เช่น หม้อต้มด้วยไอนํ้า (Steam kettle) เครื่่องแลกเปลี่ยนความร้อน (Heat exchanger)
  3. อุปกรณ์ใช้ไอนํ้าที่ใช้ไอนํ้าในขับเครื่องจักรกล เช่น กังหันไอนํ้า (Steam turbine)

  •  การตรวจประเมินส่วนของการนำความร้อนกลับ