น้ำใช้ในหม้อไอน้ำ โดย ส่วนเทคโนโลยีน้ำอุตสาหกรรม โดย ส่วนเทคโนโลยีน้ำอุตสาหกรรม สำนักเทคโนโลยีน้ำและการจัดการมลพิษโรงงาน

การใช้น้ำอย่างมีประสิทธิผล การปรับปรุง เปลี่ยนแปลง เทคโนโลยี และการปฏิบัติงาน เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดโดยใช้น้ำอย่างคุ้มค่าที่สุด การใช้น้ำอย่างมีประสิทธิผลหมายถึง การปรับปรุง เปลี่ยนแปลง เทคโนโลยี และการปฏิบัติงานเพื่อให้เกิดผลผลิตหรือการบริการที่ดีขึ้น โดยใช้น้ำลดลง ลองมานึกถึงตัวอย่างของการปรับปรุงเปลี่ยนแปลงเพื่อนำมาสู่การใช้น้ำที่ลดลงแล้วยังคงให้ประสิทธิภาพของการทำงานที่ดีขึ้นหรือเหมือนเดิม ดัว ตัวอย่างของอุปกรณ์ที่เราใช้กันเป็นประจำทุกๆวันได้มีการปรับปรุงเปลี่ยนแปลงอย่างเห็นได้ชัดเจน ได้แก่ ก๊อกน้ำ วิวัฒนาการการปรับปรุง ตั้งแต่ดิฉันจำความได้ ก็เริ่มใช้ก๊อกน้ำแบบ ใช้หัวหมุนแบบเกลียวทั่วไป ต้องใช้เวลานานในการ ปิดเมื่อต้องการให้น้ำหยุดไหล ทำให้ไม่ประหยัดน้ำ ต่อมาก็มีการเปลี่ยนเป็นลักษณะตบหัวใช้ เป็นก้านโยก ใช้เวลาในการเปิด ปิดน้ำได้เร็วขึ้น ลดการสูญเสียน้ำในช่วงระหว่างการปิด เปิด ต่อมาก็พัฒนาเป็นระบบอัตโนมัติ แบบกดหัวใช้ อาจจะเป็นแบบมือกดตลอดเวลาหรือแบบกดปล่อย จะมีช่วงเวลาที่ปล่อยให้น้ำหยุดไหลเอง ซึ่งนิยมใช้ตามที่สาธารณะ ห้างสรรพสินค้า เป็นต้น ปัจจุบันมีการพัฒนาถึงขั้นมือไม่ต้องสัมผัสกับก๊อกน้ำเลย โดยใช้ระบบไฟฟ้า เวลาเราเอามือแหย่เข้าไปแล้วจะมีน้ำไหลออกมาแบบอัตโนมัติซึ่งดิฉันได้มีโอกาสใช้ที่ประเทศญี่ปุ่น ซึ่งตัวอย่างที่กล่าวมาทั้งหมดเป็นแค่ชนิดหนึ่งของอุปกรณ์ประหยัดน้ำที่ได้มีความพยายามคิดค้นพัฒนาขึ้นเพื่อให้มีการใช้น้ำที่ลดน้อยลงแต่ยังคงทำให้การล้างทำความสะอาดมือ เป็นไปตามที่ต้องการ ดัชนีที่จะเป็นตัวชี้วัดว่าการปรับปรุงเปลี่ยนแปลงที่มีผลทำให้มีการใช้น้ำลดลง ก็ได้แก่ปริมาณการไหลของน้ำในช่วงเวลาหนึ่ง ลดน้อยลง เช่นในอดีตน้ำที่ไหลออกจากก๊อกน้ำแบบหัวเกลียวมีปริมาณ 3-7 แกลลอนต่อนาที เมื่อมีการปรับปรุงแบบที่ทันสมัยที่สุด จะให้อัตราการไหลแค่ 0.5-1 แกลลอนต่อนาที เท่านั้นเอง

ระบบหม้อไอน้ำ

ความสำคัญของการควบคุมระบบหม้อไอน้ำ ระบบทำงานอย่างมีประสิทธิผลโดยค่าใช้จ่ายต่ำสุด ยืดอายุการใช้งาน ความปลอดภัย รักษาสิ่งแวดล้อม

ตัวอย่าง หม้อไอน้ำขนาด = 5 ตัน/ชม. เดินเครื่อง = 20 ชม./วัน ผลิตไอน้ำ = 100 ตัน/วัน อัตราการใช้เชื้อเพลิง = 75 ลิตร-น้ำมันเตา/ตัน-ไอน้ำ ต้องใช้น้ำมันเตา = 7,500 ลิตร/วัน

ตัวอย่าง ตะกรันเกิดขึ้นจากความกระด้างของน้ำ อัตราการใช้เชื้อเพลิง = 76 ลิตร-น้ำมันเตา/ตัน-ไอน้ำ ต้องใช้น้ำมันเตา = 7,600 ลิตร/วัน ต้องใช้น้ำมันเตาเพิ่มขึ้น = 100 ลิตร/วัน ค่าน้ำมันเตาเพิ่มขึ้น = 800 บาท/วัน = 240,000 บาท/ปี หมายเหตุ : ราคาน้ำมันเตาเกรด C = 8.0 บาท/ลิตร

ตัวอย่าง อัตราการใช้เชื้อเพลิง = 80 ลิตร-น้ำมันเตา/ตัน-ไอน้ำ ต้องใช้น้ำมันเตา = 8,000 ลิตร/วัน ต้องใช้น้ำมันเตาเพิ่มขึ้น = 500 ลิตร/วัน ค่าน้ำมันเตาเพิ่มขึ้น = 4,000 บาท/วัน = 1,200,000 บาท/ปี หมายเหตุ : ราคาน้ำมันเตาเกรด C = 8.0 บาท/ลิตร

ระบบหม้อไอน้ำ ส่วนการผลิตไอน้ำ ส่วนการนำไอน้ำมาใช้ Boiler Plant Process

Steam Steam Deaerator Chemical Boiler Flash Steam Blow Down CO2 O2 Make-Up Water Steam M Feed Water Tank Deaerator Chemical Boiler M Flash Steam Blow Down Condensate Tank Condensate Water Process

ส่วนการผลิตไอน้ำ

ประสิทธิภาพการเผาไหม้,เขม่า ตะกรัน,กัดกร่อน,แครี่โอเวอร์ ไอน้ำ เชื้อเพลิง ด้านไฟ หม้อไอน้ำ น้ำ ด้านน้ำ ด้านไฟ ด้านน้ำ ประสิทธิภาพการเผาไหม้,เขม่า ตะกรัน,กัดกร่อน,แครี่โอเวอร์

ปัญหาการเกิดตะกรัน

Pressure = 7 kgf/cm2, Efficiency = 86% Fuel = 4%

กราฟแสดงค่าความกระด้างของน้ำป้อนหม้อไอน้ำ มิ.ย.44#1 มิ.ย.44#2 ก.ค.44#1 ก.ค.44#2 ส.ค.44#1 ส.ค.44#2 ก.ย.44 ต.ค.44 พ.ย.44 ม.ค.45 ธ.ค.44

ปัญหาการกัดกร่อน

EC = 18,350 S/cm Fe = 26.6 mg/l

Spray-tray Type Dearator

Deaerator

ปัญหาแครี่โอเวอร์

ปัญหาแครี่โอเวอร์ สาเหตุของการเกิดแครี่โอเวอร์ เพิ่มการผลิตไอน้ำอย่างกะทันหัน ระดับน้ำในหม้อไอน้ำสูงเกินไป สารละลายต่างๆในหม้อไอน้ำมีค่าสูง

แนวทางป้องกันการเกิดแครี่โอเวอร์ ควบคุมการเดินระบบให้สม่ำเสมอ รักษาระดับน้ำในหม้อไอน้ำให้เหมาะสม ควบคุมสารละลายต่างๆในน้ำหม้อไอน้ำ

Steam Separator

การป้องกันปัญหาในระบบหม้อไอน้ำ โดยการใช้สารเคมี

สารเคมีที่ใช้ในระบบหม้อไอน้ำ สารเคมีสำหรับกำจัดออกซิเจน N2H4 , Na2SO3 2. สารเคมีป้องกันการเกิดตะกรัน สารประกอบฟอสเฟต

การใช้สารเคมีในระบบหม้อไอน้ำอย่างมีประสิทธิผล จุดป้อนสารเคมีออกซิเจน ความเข้มข้นของสารเคมีหลงเหลือที่เหมะสม รูปแบบการป้อนสารเคมี

ตัวอย่างรายงานผลการตรวจวัดคุณภาพน้ำ

ส่วนการนำไอน้ำไปใช้

การรั่วไหลของท่อไอน้ำ ท่อไอน้ำขนาดความดัน 150 psig รอยรั่ว ขนาด 5 มิลลิเมตร เกิดการสูญเสียพลังงาน ประมาณ 60,000 กิโลแคลอรี / ชม. คิดเป็นน้ำมันเตาประมาณ 7 ลิตร / ชม. (50 ,000 ลิตร / ปี)

การสูญเสียพลังงานความร้อนที่ท่อไอน้ำที่ไม่มีการหุ้มฉนวน 3” 2” 1 ” สูญเสียพลังงาน 225 กิโลแคลอรี ต่อเมตรต่อชั่วโมง สูญเสียพลังงาน 370 กิโลแคลอรี ต่อเมตรต่อชั่วโมง สูญเสียพลังงาน 550 กิโลแคลอรี ต่อเมตรต่อชั่วโมง เท่ากับน้ำมันเตา 200 ลิตรต่อปี เท่ากับน้ำมันเตา 330 ลิตรต่อปี เท่ากับน้ำมันเตา 490 ลิตรต่อปี

ตัวอย่างการหุ้มฉนวนท่อไอน้ำ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางท่อ 3 นิ้ว ยาว 100 เมตร อุณหภูมิของไอน้ำ ที่ 5 บาร์ 150 องศาเซลเซียส ความหนาของฉนวน 50 มิลลิเมตร (ประสิทธิภาพของฉนวน 89.1 %) ประหยัด พลังงาน เท่ากับ 49,000 กิโลแคลอรี ต่อ ชั่วโมง น้ำมันเตา เท่ากับ 6 ลิตร /ชม. (44,000 ลิตร / ปี)

Steam Trap (กับดักไอน้ำ) การรั่วไหลของไอน้ำ

การควบคุมการทำงานของระบบหม้อไอน้ำ

Best Condition B/D > Std. Fuel Cost Water Cost Carry Over Corrosion Scale B/D < Std. Contaminate in Condensate Quality of Products Direct Steam Fuel Cost BOOM Maintenance Cost

การตรวจวัดคุณภาพน้ำ ตำแหน่งของการตรวจวัด น้ำเติม, น้ำป้อน, น้ำหม้อไอน้ำ, คอนเดนเสท พารามิเตอร์ที่ต้องตรวจวัดประจำวัน pH , Total Hardness, EC ความถี่ของการตรวจวัด วันละครั้ง

Boiler Water Standard (JIS B8223: P  1 Mpa,30  ER 60 kg/m2/h) Parameter Standard Value Feed Water pH 5.8-9.0 Total Hardness  1 mg/l Boiler Water 11.0-11.8 Electrical Conductivity  4500 S/cm TDS  3000 mg/l Chloride ions  500 mg/l P-Alkalinity 80-600 mg/l M-Alkalinity 100-800 mg/l N2H4 0.1-1.0 mg/l Sulfite ions 10-50 mg/l Phosphate ions 20-40 mg/l

ความเข้มข้นของสารละลาย กราฟความเข้มข้นของสารละลายในหม้อไอน้ำในช่วงเวลาต่างๆ เวลาของการเดินระบบ ความเข้มข้นของสารละลาย เส้นค่าเฉลี่ย 10.00 น. 10.10 น. 14.00 น.

ความเข้มข้นของสารละลาย กราฟความเข้มข้นของสารละลายในหม้อไอน้ำในช่วงเวลาต่างๆ เวลาของการเดินระบบ ความเข้มข้นของสารละลาย เส้นค่าเฉลี่ย

ตัวอย่างรายงานผลการตรวจวัดคุณภาพน้ำ

การตรวจวัดปริมาณน้ำ ตำแหน่งของการตรวจวัด ความถี่ของการตรวจวัด น้ำเติม, น้ำป้อน ความถี่ของการตรวจวัด วันละครั้ง

(16) Steam (10) (11) Boiler (13) Blow Down (12) Condensate Water Feed Water Tank Boiler M M Make-Up Water Blow Down (13) (12) Condensate Tank Condensate Water Process

ดัชนีชี้วัด (Bench Mark) กระบวนการผลิตไอน้ำ อัตราการใช้เชื้อเพลิงต่อการผลิตไอน้ำ (ลิตรน้ำมันเตา/ตันไอน้ำ หรือ ลิตรน้ำมันเตา/ลบ.ม.น้ำ) กระบวนการนำไอน้ำไปใช้ ปริมาณไอน้ำต่อผลิตภัณฑ์ (ตันไอน้ำ/ตันผลิตภัณฑ์)

ตัวอย่างข้อมูลการใช้เชื้อเพลิงต่อการผลิตไอน้ำ เดือน FW (m3) BD Steam (ton) Fuel Fuel/Steam (m3/ton) ม.ค. 3664 1060 2604 2315 0.889 ก.พ. 3112 1040 2072 1755 0.847 มี.ค. 4123 1240 2883 2355 0.817 เม.ย. 3610 2570 2660 1.035 พ.ค. 3380 1160 2220 2595 1.169 มิ.ย. 2917 1200 1717 1960 1.142 ก.ค. 2925 1180 1745 2040 ส.ค. 3267 2067 1257 0.608 หมายเหตุ : Boiler 10 ton/h, ใช้ขี้เลื่อยเป็นเชื้อเพลิง

การนำน้ำคอนเดนเสทกลับมาใช้ใหม่

ประโยชน์ของไอน้ำควบแน่น (Condensate Water) ประหยัดน้ำเติมหม้อไอน้ำ ประหยัดเชื้อเพลิงจากการโบลว์ดาว์น ประหยัดพลังงานในการเพิ่มอุณหภูมิน้ำป้อน

ตัวอย่างการนำไอน้ำควบแน่นกลับมาใช้ใหม่ ข้อมูลระบบหม้อไอน้ำ ดังนี้ คุณภาพ (EC : S/cm) ชนิดของน้ำ Make-Up Cond. Feed B/D ก่อนปรับปรุง 708 - 6,000 หลังปรับปรุง 40 416 หมายเหตุ : EC of Blow Down Water  6,000 S/cm

ตัวอย่างการนำไอน้ำควบแน่นกลับมาใช้ใหม่ ข้อมูลระบบหม้อไอน้ำ ดังนี้ ปริมาณ (m3/d) ชนิดของน้ำ Make-Up Cond. Feed B/D Steam ก่อนปรับปรุง 39.75 - 4.69 35.06 หลังปรับปรุง 14.50 25.25 2.75 37.00 หมายเหตุ : Condensate Recovery = 63.5 % B/D = ECFeed x Feed/ECB/D Steam = Feed – B/D

ประหยัดน้ำเติมหม้อไอน้ำ ก่อนปรับปรุง ค่าใช้จ่าย = (39.75 m3/d) x (15 บาท/m3) = 596 Baht/d หลังปรับปรุง ค่าใช้จ่าย = (14.50 m3/d) x (15 บาท/m3) = 218 Baht/d สามารถลดค่าใช้จ่ายในการบำบัดน้ำเติม = 378 Baht/d หมายเหตุ : ค่าใช้จ่ายในการบำบัดน้ำเติม = 15 Baht/m3

ประหยัดเชื้อเพลิงจากการโบลว์ดาว์น ก่อนปรับปรุง ค่าใช้จ่าย = (4.69 m3) x (80 B/m3) = 375 Baht/d หลังปรับปรุง ค่าใช้จ่าย = (2.75 m3) x (80 B/m3) = 220 Baht/d สามารถลดค่าใช้จ่ายในการโบลว์ดาว์น = 155 Baht/d หมายเหตุ : มูลค่าน้ำโบลว์ดาว์น = 80 Baht/m3

ประหยัดพลังงานในการเพิ่มอุณหภูมิน้ำป้อน อุณหภูมิน้ำเติม = 30 C อุณหภูมิน้ำป้อน = 30 C (ก่อนปรับปรุง) อุณหภูมิน้ำป้อน = 68 C (หลังปรับปรุง) อุณหภูมิน้ำคอนเดนเสท = 90 C ค่าพลังงาน = (39.75 m3/d)(1 kcal/kg-c)(1,000 kg/m3)(38 c) = 1,510,500 kcal ค่าน้ำมันเตา = (1,510,500 kcal)(8 Baht/l) = 1,294 Baht/d (9341kcal/l) สามารถลดค่าใช้จ่ายในการเพิ่มอุณหภูมิน้ำ = 1,294 Baht/d หมายเหตุ : ราคาน้ำเตาเกรด C = 8.0 Baht/l

รวมประหยัดได้เท่ากับ 455,100 บาท/ปี ผลที่ได้รับจากการนำน้ำคอนเดนเสทกลับมาใช้ใหม่ ลดค่าใช้จ่ายในการผลิตน้ำป้อนหม้อไอน้ำ 378 บาท/วัน ประหยัดค่าเชื้อเพลิงจากการโบลว์ดาวน์ 155 บาท/วัน ประหยัดพลังงานในการเพิ่มอุณหภูมิน้ำป้อน 1,294 บาท/วัน รวมประหยัดได้เท่ากับ 455,100 บาท/ปี

บทสรุปสิ่งที่ควรปฏิบัติ 1. Feed Water พิจารณาแหล่งน้ำที่มีคุณภาพดี ควบคุมการทำงานของ Softener ให้ได้มาตรฐาน 2. Boiler Water การควบคุมคุณภาพ Boiler Water ให้อยู่ในเกณฑ์มาตรฐาน

บทสรุปสิ่งที่ควรปฏิบัติ (ต่อ) 3. Condensate Water เปลี่ยนจาก Direct Steam มาเป็น Indirect Steam พยายามนำ Condensate Water กลับมาให้ได้มากที่สุด 4. ตรวจสอบอุปกรณ์ต่างๆ ท่อรั่ว, การหุ้มฉนวน, กับดักไอน้ำ (Steam Trap) 5. ดัชนีชี้วัด อัตราการใช้เชื้อเพลิงต่อการผลิตไอน้ำ อัตราการผลิตไอน้ำต่อผลิตภัณฑ์