อ่านจบแล้วคุณจะ
- รู้จักเตาประเภทต่างๆ ในอุตสาหกรรม
- ทราบปัจจัยที่มีผลต่อการทำงานของเตาอุตสาหกรรม
- เข้าใจวิธีตรวจวัดและประเมินประสิทธิภาพพลังงานของเตาอุตสาหกรรม
สรุป 1 นาที 5 เรื่องที่ต้องจำ · ปัดหรือกดลูกศรดู · กดการ์ดเพื่อไปอ่าน
เตาอุตสาหกรรมสูญเสียทางก๊าซไอเสียมากที่สุด ประมาณ 51–54%
ที่มา: ตำรา ตอน 3 หน้า 3-1–3-2
2/5 · หัวข้อย่อย 3เตาคิวโปลาหลอมเหล็กหล่อด้วยถ่านโค้ก
ที่มา: ตำรา ตอน 3 หน้า 3-4–3-6
3/5 · หัวข้อย่อย 6ภาระเปลี่ยนมาก ใช้หัวเผา Turn-Down Ratio สูง แทนการเปิด-ปิด
ที่มา: ตำรา ตอน 3 หน้า 3-14–3-174/5 · หัวข้อย่อย 8ความดันในเตาสูงกว่าบรรยากาศประมาณ 1 mm H₂O
ที่มา: ตำรา ตอน 3 หน้า 3-12–3-135/5 · หัวข้อย่อย 10ควันดำ ลดเชื้อเพลิง · ควันขาวหรือไม่มีสี ลดอากาศ
ที่มา: ตำรา ตอน 3 หน้า 3-19–3-23เตาอุตสาหกรรม: ใช้พลังงานสูง สูญเสียทางปล่องมากที่สุด
ลองตอบก่อนอ่าน
เตาอุตสาหกรรมที่ใช้เชื้อเพลิง ลองเดาว่าความร้อนส่วนใหญ่หายไปทางไหน
เตาอุตสาหกรรมสูญเสียทางก๊าซไอเสียมากที่สุด ประมาณ 51–54%
เฉลยจากหัวข้อย่อยนี้ · อ่านรายละเอียดต่อด้านล่างเตาที่ต้องการอุณหภูมิสูงจะใช้พลังงานสูงและสูญเสียความร้อนสูงกว่าเตาอุณหภูมิต่ำ · ประเมินประสิทธิภาพเตาด้วยสมดุลพลังงาน (พลังงานเข้า = พลังงานที่ชิ้นงานได้รับ + การสูญเสียแต่ละทาง)
แนวทางประหยัด 3 ข้อ: เผาไหม้ให้สมบูรณ์ที่สุด · ถ่ายเทความร้อนสู่ชิ้นงานให้มากที่สุด · ลดการสูญเสียแต่ละทางให้น้อยที่สุด
ที่มา: ตำรา ผู้รับผิดชอบด้านพลังงาน (ผชร.) ตอน 3 หน้า 3-1–3-2 ตารางที่ 3.1-1 · หน้า 3-8 ตารางที่ 3.3-3
เตาหลอมไฟฟ้า: เหนี่ยวนำ และอาร์ค
ขดลวดเหนี่ยวนำโลหะหลอมเหลวท่อน้ำระบายความร้อนเตาเหนี่ยวนำ (Induction Furnace)
จ่ายไฟกระแสสลับให้ขดลวด เกิดกระแสเหนี่ยวนำในโลหะ ความต้านทานของโลหะเป็นแหล่งความร้อน · แบบไม่มีแกน (Coreless) และแบบช่อง (Channel) · ความถี่ต่ำ 50 หรือ 60 Hz (เฮิรตซ์) ร้อนลึก ใช้หลอมโลหะ · ความถี่สูงกว่า 500 Hz ร้อนตื้นที่ผิว ใช้อบผิวโลหะ
เตาอาร์คไฟฟ้า (Electric-Arc Furnace)
ใช้หลอมเหล็กกล้า · ทางตรง: อาร์คระหว่างขั้วอิเล็กโทรดกับโลหะ · ทางอ้อม: อาร์คระหว่างขั้วอิเล็กโทรด 2 ขั้ว
ขั้วอิเล็กโทรดอาร์คลงบนเศษเหล็กรางเทการหลอมด้วยการเหนี่ยวนำมีประสิทธิภาพถ่ายเทพลังงานโดยรวม 55–85% สูงกว่าการให้ความร้อนด้วยเชื้อเพลิงที่ได้เพียง 15–25% · ระบบน้ำระบายความร้อนสำคัญ ทั้งช่วงเตาทำงานและช่วงหยุดรอเตาเย็น
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 3-2–3-4 หัวข้อ 3.2.1
เตาหลอมเชื้อเพลิง 3 แบบ
ช่องบรรจุวัสดุชั้นถ่านโค้ก หินปูน เหล็กรูจ่ายลมแอ่งพักน้ำโลหะ
หัวเผาเพดานโค้งสะท้อนความร้อนอ่างโลหะปล่องการสูญเสียในเตาหลอมเชื้อเพลิง: การสันดาป · การถ่ายเทความร้อน · ผ่านผนังเตา · ทางปล่องหรือในก๊าซเสีย · ในระบบมอเตอร์
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 3-4–3-6 หัวข้อ 3.2.2
ตรวจวัดอะไรบ้าง และพลังงานจากเชื้อเพลิงป้อน
พลังงานจากเชื้อเพลิง QC = อัตราการใช้เชื้อเพลิง × ค่าความร้อนต่ำ (LHV)
ตัวอย่างที่ 1 ในตำรา
เตาอบโลหะใช้น้ำมันเตาซีเดือนละ 1,000,000 ลิตร
- พลังงานป้อน = 1,000,000 × 39.77 = 39,770,000 MJ (เมกะจูล)/เดือน
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 3-9
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 3-6–3-9 ตารางที่ 3.3-1 3.3-2 และ 3.3-4
อัตราส่วนอากาศ และการสูญเสียทางปล่อง
อัตราส่วนอากาศ (Air Ratio) m = อากาศจริง ÷ อากาศตามทฤษฎี · อากาศเกิน 20% ⇒ m = 1.2 · คำนวณจาก O₂ ในไอเสีย: m = 21 ÷ (21 − O₂) · น้อยไปเผาไม่สมบูรณ์ มากไปไอเสียพาความร้อนทิ้ง
ตัวอย่างที่ 2 และ 6 ในตำรา
เตาอบโลหะใช้น้ำมันเตาซี เดือนละ 1,000,000 ลิตร · ก่อนปรับ O₂ 8% ไอเสีย 900 °C · หลังปรับ O₂ 4% ไอเสีย 750 °C · อากาศแวดล้อม 35 °C
- ก่อนปรับ m = 21 ÷ (21 − 8) = 1.615 สูงกว่ามาตรฐานประมาณ 1.3 ⇒ ควรลดอากาศ
- สูญเสียทางปล่อง ก่อน 54.3% · หลัง 34.7% ⇒ ลดลง 19.6%
- 0.196 × 39,770,000 = 7,794,920 MJ/เดือน
- ลดน้ำมันเตาได้ 7,794,920 ÷ 39.77 = 196,000 L/เดือน
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 3-10–3-11 และ 3-15
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 3-9–3-11 ตารางที่ 3.3-5 3.3-6 · หน้า 3-15 ตารางที่ 3.4-1
หัวเผา: เลือกให้ตรงภาระ ดูแล และหัวเผาประสิทธิภาพสูง
ทางออกไอเสียท่อครีบแลกเปลี่ยนความร้อนเปลวในเตาแบบอุ่นตัวเอง (Self Recuperative Burner)
ดึงก๊าซร้อนไหลสัมผัสท่ออากาศใหม่ · ติดตั้งแทนหัวเผาเดิมได้ง่าย · ประหยัดเชื้อเพลิงได้ถึง 30%
แบบรีเจนเนอเรทีฟ (Regenerative Burner)
หัวเผาคู่ทำงานสลับกัน ไอเสียชุดหนึ่งอุ่นวัสดุสะสมความร้อนของอีกชุด · ประหยัดได้ถึง 50% · ใช้เฉพาะเตาขนาดใหญ่ เช่น เตาหลอมแก้ว เตาหลอมเหล็ก
ลูกบอลเซรามิกสะสมความร้อนชุดที่ 1 กำลังเผาชุดที่ 2 ดูดไอเสียที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 3-14–3-17 หัวข้อ 3.4.1 ตารางที่ 3.4-2
ผนังเตาและฉนวน
ปล่องและแดมเปอร์ช่องเปิดประตูอิฐทนไฟ + ฉนวนหัวเผาผิวเตาเสียความร้อนด้วยการพาและการแผ่รังสี: Q = hA(Ts − Ta) + εσA(Ts⁴ − Ta⁴) · h = 1.42 × [(Ts − Ta) ÷ H]0.25
ตัวอย่างที่ 3 ในตำรา
ผนังเตาไม่หุ้มฉนวน สูง 1.20 m ยาว 2.5 m ผิว 400 °C อากาศ 35 °C · ใช้งาน 312 วัน × 24 ชม. = 7,488 ชม./ปี
- สูญเสีย = พา + แผ่รังสี (ε 0.9) = 36,546.76 W ≈ 36.5 kW
- ต่อปี = 36.5 × 7,488 = 273,312 kWh/ปี
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 3-12
ฉนวนเสื่อม: ผิวสูงเกินเกณฑ์ หรือสูงกว่าตอนติดตั้งใหม่เกิน 20 °C · เนื้อฉนวนเปื่อยยุ่ย ดึงหลุดง่าย · ป้องกัน: หุ้มแจ็กเก็ต (อะลูมิเนียมฟอยล์ เหล็กอาบสังกะสีบาง) ยาแนวรอยต่อด้วยซิลิโคนกันน้ำและเศษฉนวนหลุด
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 3-11–3-12 หัวข้อ 3.3.3 · หน้า 3-17–3-18 หัวข้อ 3.4.3 ตารางที่ 3.4-3
ช่องเปิด รูรั่ว และความดันในเตา
ลองตอบก่อนอ่าน
ความดันในเตาต่ำกว่าบรรยากาศเล็กน้อย ลองเดาว่าเกิดอะไรที่ช่องเปิด
ความดันในเตาสูงกว่าบรรยากาศประมาณ 1 mm H₂O
เฉลยจากหัวข้อย่อยนี้ · อ่านรายละเอียดต่อด้านล่างช่องเปิดใหญ่ อุณหภูมิในเตาสูง อากาศภายนอกเย็น ⇒ สูญเสียมาก · ควบคุมความดันในเตาให้สูงกว่าบรรยากาศเล็กน้อยประมาณ 1 mm H₂O ด้วยแดมเปอร์ที่ปล่อง · ต่ำกว่าบรรยากาศ อากาศเย็นถูกดูดเข้า อุณหภูมิในเตาไม่สม่ำเสมอ · สูงกว่ามาก ก๊าซร้อนรั่วออก
ตัวอย่างที่ 4 ในตำรา
เตา 900 °C ความดันในเตา −3 mm H₂O ช่องเปิด 0.1 m² · น้ำมันเตาซี 38.17 MJ/L · 7,488 ชม./ปี
- ตาราง 3.3-7 ที่ 900 °C 3 mm H₂O = 5,810.5 MJ/h/m²
- 5,810.5 × 0.1 = 581.1 MJ/h ÷ 38.17 = 15.22 L/h
- ปรับความดันเป็น 0 หรืออุดช่องเปิด ลดน้ำมันได้ 15.22 × 7,488 = 113,997 L/ปี
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 3-12–3-13
กรณีศึกษาที่ 1 ในตำรา: ลดขนาดช่องเปิดเตาเผาปลายกันโคลง
ช่องเปิด 100 × 3,500 mm (0.35 m²) แต่ชิ้นงานขนาด 7 × 70 mm · ลดเหลือ 30 × 3,500 mm (0.11 m²) · อากาศเข้า 1 m/s · เตา 900 °C · 12 ชม./วัน 300 วัน/ปี เดินเตา 70%
- อากาศเข้าลดลง (0.35 − 0.11) × 1 × 3,600 = 864 m³/h
- 864 × 447.2 kJ/h/m³ = 386,381 kJ/h ÷ 41,300 kJ/L = 9.36 L/h
- 9.36 × 12 × 300 × 0.7 = 23,587 L/ปี × 11.7 = 275,968 บาท/ปี
- ลงทุน 300,000 บาท คืนทุน 1.09 ปี
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 3-33–3-35
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 3-12–3-13 หัวข้อ 3.3.4 · หน้า 3-17–3-19 หัวข้อ 3.4.2 และ 3.4.4 · หน้า 3-33–3-35
น้ำระบายความร้อนของเตา
ระบายมากไป เสียความร้อนมากขึ้น และเปลืองไฟปั๊มน้ำและหอผึ่งเย็น · ความร้อนในน้ำ Q = m × Cp × (Tออก − Tเข้า)
ตัวอย่างที่ 5 ในตำรา
น้ำระบาย 10 m³/h เข้า 30 °C ออก 50 °C · หรี่วาล์วให้ได้ตามมาตรฐานของเตาเหลือ 5 m³/h น้ำออก 60 °C · 7,488 ชม./ปี
- ก่อน 10 × 1,000 × 4.2 × 20 ÷ 1,000 = 840 MJ/h · หลัง 5 × 1,000 × 4.2 × 30 ÷ 1,000 = 630 MJ/h
- ลดลง 210 × 7,488 = 1,572,480 MJ/ปี
- ลดน้ำมันเตาได้ 1,572,480 ÷ 39.77 = 39,539.4 L/ปี
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 3-13–3-14
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 3-13–3-14 หัวข้อ 3.3.5 · หน้า 3-19 หัวข้อ 3.4.5
ตรวจวินิจฉัยเตาด้วยตา และด้วยตัวเลข
ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 3-19–3-23 หัวข้อ 3.5
ตัวเลขที่ต้องจำในหัวข้อนี้
จำลองอุปกรณ์ในโรงงาน
จำลองอุปกรณ์ที่บทนี้สอน ในโรงงานที่สร้างจากเนื้อหาที่อบรม · เตาอุตสาหกรรม

ลองปรับเอง · เปลี่ยนค่าแล้วเห็นผลทันที
สถานการณ์จำลอง 2 เรื่อง · เลือกทางแก้แล้วเห็นผลเป็นตัวเลขจากตำรา
ที่มา: คู่มือผู้รับผิดชอบด้านพลังงานสามัญ (โรงงาน) พ.ศ. 2567 (พพ.) ตอนที่ 3 การจัดการพลังงานความร้อน บทที่ 3 · หน้า 3-1 ถึง 3-65 (หน้าไฟล์ 206–270)
