อ่านจบแล้วคุณจะ
- รู้จักอุปกรณ์และการทำงานของอุปกรณ์ในระบบไอน้ำ
- ทราบปัจจัยที่มีผลต่อการทำงานของระบบไอน้ำ
- ทราบวิธีตรวจวัดและประเมินประสิทธิภาพพลังงานของระบบไอน้ำ
สรุป 1 นาที 5 เรื่องที่ต้องจำ · ปัดหรือกดลูกศรดู · กดการ์ดเพื่อไปอ่าน
ระบบไอน้ำ 4 ส่วน: หม้อไอน้ำ · ส่งจ่าย · อุปกรณ์ใช้ไอน้ำ · นำกลับคอนเดนเสท
ที่มา: ตำรา ตอน 3 หน้า 2-2–2-32/5 · หัวข้อย่อย 4อากาศต่อน้ำมันดีเซลตามทฤษฎี 14.37 : 1
ที่มา: ตำรา ตอน 3 หน้า 2-9–2-12
3/5 · หัวข้อย่อย 6ท่อไอน้ำหลัก ใช้กับดักไอน้ำแบบเทอร์โมไดนามิกส์ (จาน)
ที่มา: ตำรา ตอน 3 หน้า 2-14–2-22
4/5 · หัวข้อย่อย 9หุ้มฉนวนลดการสูญเสียทางพื้นผิวได้ประมาณ 95%
ที่มา: ตำรา ตอน 3 หน้า 2-39–2-505/5 · หัวข้อย่อย 11ความดันไอน้ำที่ผลิตสูงกว่าที่อุปกรณ์ต้องการเพียง 0.5–1.0 barg
ที่มา: ตำรา ตอน 3 หน้า 2-56–2-60ระบบไอน้ำ 4 ส่วน และเลือกระบบให้เหมาะกับงาน
ใช้กับงานความร้อนอุณหภูมิสูงกว่า 100 °C · น้ำป้อนถูกสูบเข้าหม้อไอน้ำรับความร้อนจากก๊าซเผาไหม้ เป็นไอน้ำ ส่งไปอุปกรณ์ แล้วควบแน่นเป็นคอนเดนเสทผ่านกับดักไอน้ำ กลับถังน้ำป้อน
ต้องการน้ำร้อน
ใช้หม้อไอน้ำเล็กผลิตไอน้ำ + เครื่องทำน้ำร้อนแยก ดีกว่าหม้อใหญ่ผลิตไอน้ำแล้วแลกเปลี่ยนเป็นน้ำร้อน: หม้อไอน้ำประสิทธิภาพดีกว่าที่ความดันต่ำ · หม้อใหญ่แผ่รังสีมากกว่า · หม้อไอน้ำสูญเสียทางปล่องมากกว่าเครื่องทำน้ำร้อน
ต้องการอุณหภูมิสูงมาก
เช่น 260 °C ไอน้ำต้องมีความดันถึง 47 bar (หม้อแพงมาก) ⇒ ใช้หม้อต้มน้ำมันร้อน (Thermal Oil) ได้ถึง 350 °C ที่ความดันต่ำ 2–3 bar · น้ำมันกลับมาเย็นลง 10–20 °C
ที่มา: ตำรา ผู้รับผิดชอบด้านพลังงาน (ผชร.) ตอน 3 หน้า 2-2–2-3 หัวข้อ 2.2
หม้อไอน้ำ 3 ประเภท
ถังไอน้ำท่อน้ำหัวเผาท่อน้ำ (Water-tube)
น้ำไหลในท่อ เปลวไฟรอบท่อ · ภาระไอน้ำเปลี่ยนตลอดเวลา ⇒ ใช้ท่อน้ำ ผลิตไอน้ำได้ทันความต้องการเร็วกว่า
ท่อไฟ (Fire-tube)
ก๊าซร้อนวิ่งในท่อที่จมในน้ำ · ได้ความดันช้ากว่าท่อน้ำ · จำนวนกลับยิ่งมาก ประสิทธิภาพยิ่งสูง (เล็ก 2 กลับ · ใหญ่ 3 หรือ 4 กลับ)
ไหลผ่าน (Once Through)
ท่อน้ำไม่มีหม้อพักไอน้ำ · ภาระน้อย ไม่ต่อเนื่อง ต้องการไอน้ำเร็ว · ทำงานเฉพาะเมื่อต้องการไอน้ำ · ต้องใส่ใจคุณภาพน้ำป้อนและโบลว์ดาวน์มากขึ้น
หัวเผาท่อเตาท่อไฟทางออกไอเสียที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 2-3–2-5 หัวข้อ 2.3.1
หัวเผาและเตาเผาเชื้อเพลิงแข็ง
หัวเผาก๊าซหัวเผาน้ำมัน
ตะกรับโซ่สโตกเกอร์กระจายฟลูอิไดซ์เบดเชื้อเพลิงแข็ง: ป้อนด้วยคน (ประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ) · สโตกเกอร์ (ราคาถูก ใช้ได้หลายเชื้อเพลิง) · พัลเวอร์ไรซ์ · ไซโคลน · ฟลูอิไดซ์เบด ใช้ได้กับเชื้อเพลิงแข็งทุกชนิด ความชื้นสูงได้ อุณหภูมิทั่วเตาใกล้กัน เผาที่ต่ำประมาณ 850 °C ช่วยลดมลพิษ
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 2-5–2-9 หัวข้อ 2.3.2
การเผาไหม้ และอากาศส่วนเกินที่เหมาะสม
ลองตอบก่อนอ่าน
เผาน้ำมันดีเซล 1 kg ลองเดาว่าต้องใช้อากาศตามทฤษฎีประมาณกี่ kg
อากาศต่อน้ำมันดีเซลตามทฤษฎี 14.37 : 1
เฉลยจากหัวข้อย่อยนี้ · อ่านรายละเอียดต่อด้านล่างอากาศมี O₂ 23.2% โดยมวล · น้ำมันดีเซล 1 kg ใช้ O₂ 3.334 kg = อากาศ 3.334 ÷ 0.232 = 14.37 kg ⇒ อากาศต่อเชื้อเพลิงตามทฤษฎี 14.37 : 1 · การเผาไหม้จริงต้องมีอากาศส่วนเกิน แต่ถ้ามากเกินไปจะพาความร้อนทิ้งทางปล่อง
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 2-9–2-12 หัวข้อ 2.3.3 ตารางที่ 2.3-1
คุณภาพน้ำและการระบายน้ำ (โบลว์ดาวน์)
น้ำกลายเป็นไอ สารเจือปนในหม้อเข้มข้นขึ้น ตกตะกอน ⇒ ต้องระบายน้ำทิ้ง · ระบายมากไป เสียความร้อนและน้ำ · ระบายน้อยไป ตะกรันเกาะผิวท่อ ไอน้ำเปียก ระบบท่อเสียหาย · ระบายด้านล่าง (Bottom) หรือแบบต่อเนื่องตามเวลา/ค่าการนำไฟฟ้า
มาตรฐานนี้สำหรับหม้อความดันไม่เกิน 20 barg (British Standard และ มาตรฐานอุตสาหกรรมญี่ปุ่น (Japanese Industrial Standards: JIS)) · ตรวจคุณภาพน้ำและปรับตั้งการควบคุมอย่างน้อยทุกเดือน
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 2-12–2-13 หัวข้อ 2.3.4 ตารางที่ 2.3-2 · หน้า 2-38 หัวข้อ 2.6.5
กับดักไอน้ำ: แยกน้ำออก ไม่ปล่อยไอน้ำทิ้ง
เทอร์โมไดนามิกส์ลูกลอยถ้วยคว่ำบาลานซ์เพรสเชอร์วาล์วอัตโนมัติแยกคอนเดนเสทออกจากระบบ ป้องกันน้ำอั้น (อุปกรณ์ร้อนช้า) และค้อนน้ำ (Water Hammer) · 4 กลุ่ม: ทำงานด้วยความร้อน (เทอร์โมสแตติกส์) · กลไก (ลูกลอย ถ้วย) · เทอร์โมไดนามิกส์ (จาน) · อื่น ๆ
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 2-14–2-22 หัวข้อ 2.4
คำนวณประสิทธิภาพหม้อไอน้ำ วิธีตรงและวิธีอ้อม
วิธีตรง
η = ความร้อนที่ใช้ผลิตไอน้ำ ÷ พลังงานเชื้อเพลิง · ง่าย แต่ไม่บอกว่าสูญเสียที่ไหน
วิธีอ้อม
η = 100 − (L1 ปล่อง + L2 แผ่รังสี + L3 โบลว์ดาวน์ + L4 อื่น ๆ) · บอกได้ว่าควรแก้จุดไหน
ตัวอย่างคำนวณทีละขั้น · ตัวอย่างที่ 1–2 ในตำรา
หม้อไอน้ำท่อน้ำ น้ำมันเตา 800 L/h (40 MJ/L) · ไอน้ำ 10 barg 184 °C · น้ำป้อน 10,600 kg/h ที่ 25 °C · โบลว์ดาวน์ 600 kg/h · 6,000 ชม./ปี · น้ำมัน 14 บาท/L
- ไอน้ำ = 10,600 − 600 = 10,000 kg/h
- ความร้อนผลิตไอน้ำ = 10,600 × (781 − 105) + 10,000 × (2,782 − 781) = 27,175,600 kJ/h
- η = 27,175,600 ÷ (800 × 40,000) = 84.9% · ราคาไอน้ำ 67,200,000 ÷ (10 ตัน/ชม. × 6,000) = 1,120 บาท/ตัน
- วิธีอ้อม: โบลว์ดาวน์ 600 × (781 − 105) = 405,600 kJ/h = 1.26% · 100 − 12.14 − 1.7 − 1.26 = 84.9% ตรงกัน
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 2-25–2-27
ตัวอย่างที่ 2 ตำราพิมพ์การสูญเสียทางปล่องในโจทย์เป็น 12.4% แต่บรรทัดคำนวณใช้ 12.14% · การ์ดนี้ใช้ 12.14% เพราะทำให้ผลวิธีอ้อมเท่ากับวิธีตรง (84.9%)
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 2-23–2-27 หัวข้อ 2.5 · หน้า 2-27 หัวข้อ 2.6
ปรับปรุงหม้อไอน้ำ: อากาศ เขม่า ตะกรัน และอุ่นน้ำป้อน
ลองตอบก่อนอ่าน
เขม่าเกาะผิวถ่ายเทความร้อนหนาเพียง 1 mm ลองเดาว่าเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้นแค่ไหน
เขม่าหนา 1 mm เชื้อเพลิงเพิ่ม 15–20% · ตะกรันหนา 1 mm เพิ่ม 2%
เฉลยจากหัวข้อย่อยนี้ · อ่านรายละเอียดต่อด้านล่างอ่านค่าการสูญเสียทางปล่อง · ตัวอย่างที่ 3 ในตำรา
น้ำมันเตา · O₂ ในไอเสีย 8% · ไอเสีย 246 °C · ห้อง 35 °C
- จากรูปความสัมพันธ์ O₂ 8% ⇒ อากาศส่วนเกิน 58% · CO₂ 10.2%
- ผลต่างอุณหภูมิ 211 °C (380 °F) ⇒ สูญเสียทางปล่อง 16.8% (ค่าความร้อนสูง) · 16.8 − 4.5 = 12.3% (ค่าความร้อนต่ำ)
- ประสิทธิภาพการเผาไหม้ = 100 − 12.3 = 87.7%
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 2-33
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 2-27–2-36 หัวข้อ 2.6.1–2.6.3
ระบบส่งจ่ายไอน้ำ: ฉนวน กับดัก ท่อ วาล์ว
ลองตอบก่อนอ่าน
หุ้มฉนวนท่อไอน้ำเปลือย ลองเดาว่าความร้อนที่เสียทางผิวท่อลดลงเท่าใด
หุ้มฉนวนลดการสูญเสียทางพื้นผิวได้ประมาณ 95%
เฉลยจากหัวข้อย่อยนี้ · อ่านรายละเอียดต่อด้านล่าง
ท่อเปลือยท่อหุ้มฉนวนวาล์วที่ยังไม่หุ้มหุ้มฉนวนลดการสูญเสียทางพื้นผิวได้ประมาณ 95% · วาล์วที่เว้นไว้ไม่หุ้มยังเสียความร้อน คิดเป็นความยาวท่อเทียบเท่า 1.2 m/ตัว หน้าแปลน 0.4 m/ตัว
ตัวอย่างคำนวณทีละขั้น · ตัวอย่างที่ 6 ในตำรา
ท่อไอน้ำ 2 นิ้ว ยาว 50 m ไม่หุ้มฉนวน ผิว 180 °C · วาล์ว 3 ตัว หน้าแปลน 6 ตัว · 6,000 ชม./ปี · หุ้มใยแก้ว 64 kg/m³
- ความยาวเทียบเท่า = (1.2 × 3) + (0.4 × 6) = 6 m รวม 56 m
- ก่อนหุ้ม: 0.57 kW/m × 56 × 6,000 = 191,520 kWh (กิโลวัตต์ชั่วโมง หรือ หน่วย)/ปี
- หลังหุ้ม: 43 W/m × 56 × 6,000 ÷ 1,000 = 14,448 kWh/ปี
- ลดได้ 177,072 kWh/ปี
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 2-48–2-49 ตารางที่ 2.7-4 และ 2.7-6
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 2-39–2-50 หัวข้อ 2.7
นำคอนเดนเสทและไอน้ำแฟลชกลับมาใช้
คอนเดนเสท สะอาดมากและยังร้อน ⇒ กลับเป็นน้ำป้อน ลดค่าน้ำ ลดโบลว์ดาวน์ เพิ่มประสิทธิภาพหม้อ · ถ้ามีสิ่งปนเปื้อน (น้ำมัน สนิม ของเหลวกระบวนการ) ให้นำกลับเฉพาะความร้อน · ส่งกลับด้วยความดันตัวเอง (ความดันใช้งานสูง ระยะไม่ไกล) หรือด้วยปั๊ม
ไอน้ำแฟลชเกิดเมื่อคอนเดนเสทความดันสูงลดความดัน · เช่น จาก 10 barg ลงเหลือ 0 barg เกิดไอน้ำแฟลช 15.9% ของคอนเดนเสท · ใช้ถังแฟลชแยกไอไปใช้ที่ความดันต่ำ
ไอน้ำแฟลชออกคอนเดนเสทเข้าน้ำออกผ่านกับดักไอน้ำที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 2-50–2-55 หัวข้อ 2.8 ตารางที่ 2.8-2 และ 2.8-4
ตรวจวินิจฉัยระบบไอน้ำ
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 2-56–2-60 หัวข้อ 2.9
ตัวเลขที่ต้องจำในหัวข้อนี้
จำลองอุปกรณ์ในโรงงาน
จำลองอุปกรณ์ที่บทนี้สอน ในโรงงานที่สร้างจากเนื้อหาที่อบรม · โรงหม้อไอน้ำ

ลองปรับเอง · เปลี่ยนค่าแล้วเห็นผลทันที
สถานการณ์จำลอง 2 เรื่อง · เลือกทางแก้แล้วเห็นผลเป็นตัวเลขจากตำรา
ที่มา: คู่มือผู้รับผิดชอบด้านพลังงานสามัญ (โรงงาน) พ.ศ. 2567 (พพ.) ตอนที่ 3 การจัดการพลังงานความร้อน บทที่ 2 · หน้า 2-1 ถึง 2-171 (หน้าไฟล์ 36–205)
