การผลิตไอน้ำ Steam generation
ไอน้ำ (Steam) สถานะไอของน้ำ ใช้ให้ความร้อนกับกระบวนการผลิต คายความร้อนแล้วเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว Condensate ต้มน้ำด้วยเชื้อเพลิงอื่นๆ เช่น น้ำมัน แก๊ส
ระบบหม้อต้มไอน้ำ (Boiler) แบ่งเป็น 2 แบบ Fire-tube boilerแก๊สร้อนในท่อล้อมรอบด้วยน้ำ ไอน้ำที่เกิดขึ้นจะอยู่ในหม้อต้ม Water-tube boiler น้ำร้อนอยู่ในท่อ ถ่ายเทความร้อนดีกว่า เพราะ turbulent flow
หม้อต้มแบบใด
Water-Tube Boiler ขนาดใหญ่ แรงดันสูง ปลอดภัยกว่า (เปลี่ยน สถานะในท่อขนาดเล็ก) ใช้ในอุตสาหกรรมใน ปัจจุบัน
หม้อไอน้ำ (Boiler) หม้อไอน้ำที่มีกำลังการผลิตมากกว่า 20 ตันต่อชั่วโมง จะต้องมี วิศวกรเครื่องกลควบคุมและอำนวยการใช้หม้อไอน้ำ (หากน้อย กว่า 20 ตันต่อชั่วโมง ผู้ควบคุมหม้อไอน้ำประจำ จะต้องเป็น ประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง (ปวส.) สาขาช่างกลโรงงาน หรือ ช่างยนต์ หรือผู้ชำนาญงาน ที่ผ่านการอบรมจากกรมโรงงาน อุตสาหกรรม หรือสถาบันอื่นที่รับรอง)
Thermodynamics of Phase Change
A – B – C - D A, water at 90 C, 0.1 MPa, enthalpy 375 kJ/kg + sensible heat B, water at 100 C, enthalpy of condensate Hc = 420 kJ/kg + latent heat of vaporization C, saturated steam at 100 C, Hv = 2675 kJ/kg D, superheated steam at 200 C, Hs = 2850 kJ/kg
เปลี่ยนสถานะ เพิ่มปริมาตร ปริมาตรหม้อต้มเท่าเดิม -> ความดันเพิ่ม
Saturated liquid Saturated vapor Superheated vapor Subcooled liquid Steam Quality (%) จุด Y = 70 %
Enthalpy of Steam at steam quality < 100 % H = Hc + xs(Hv – Hc) H = (1 – xs)Hc + xsHv Specific Volume V’ = (1 – xs)V’c + xsV’v
Steam Table
ตัวอย่าง จงหาปริมาตรและเอนทาลปีของไอน้ำ ที่ 120 C ที่มี คุณภาพ 80 % จากตาราง V'c = 0.0010603 m3/kg V'v = 0.8919 m3/kg Hc = 503.71 kJ/kg Hv = 2706.3 kJ/kg H = (1 – xs)Hc + xsHv = 2265.78 kJ/kg V’ = (1 – xs)V’c + xsV’v = 0.2(0.0010603)+0.8(0.8919) = 0.7137 m3/kg