Blog Archives

ตัวกรอง (Strainers)

ท่อส่งไอน้ำมีแนวโน้มมีจะเกิดการกัดกร่อนภายใน  จึงเป็นเรื่องที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะต้องมีตะกรันและสิ่งสกปรกหลุดออกมาจากท่อส่งและปล่อยออกไป  ตะกรันและสิ่งสกปรกเป็นสาเหตุหนึ่งที่เกิดขึ้นได้ง่ายๆ และทำให้อุปกรณ์กับดักไอน้ำทำงานผิดพลาดหรือเกิดความเสียหายได้ แผ่นตะกรันขนาดใหญ่จะถูกจำกัดออกไป  โดยการติดตั้งตัวกรองที่จะทำให้ตะกรันหลุดออกเป็นช่วงๆ โดยติดตั้งเป็นระยะๆ ในท่อส่งก่อนที่จะถึงอุปกรณ์กับดักไอน้ำ  แต่สำหรับเศษเล็กๆ ของสิ่งสกปรกสามารถกำจัดออกไปได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยการติดตั้งตัวกรองแบบตะแกรงละเอียด (Fine Mesh Strainer) ไว้ที่ด้านหน้าของอุปกรณ์กับดักไอน้ำแต่ละตัว  จะเห็นได้ว่าอุปกรณ์กับดักไอน้ำบางแบบมีโอกาสที่จะเกิดความเสียหายจากสิ่งสกปรกดังกล่าว  อุปกรณ์กับดักไอน้ำบางประเภท “ไม่จำเป็น” ต้องมีตัวกรอง (Strainer) แต่การติดตั้งตัวกรองก็ยังเป็นการปฏิบัติที่ดีอยู่ เมื่อมีการติดตั้งตัวกรองก็มีความจำเป็นที่จะต้องมีการทำความสะอาดตัวกรองเหล่านี้  ความถี่ของการทำความสะอาดจะขึ้นอยู่กับดุลยพินิจที่เหมาะสมของโรงงานที่ติดตั้งตัวกรองเหล่านี้  ประเภทของหม้อไอน้ำที่ติดตั้ง  กฎเกณฑ์ที่ใช้สนการบำบัดน้ำ  อายุการทำงานของท่อส่ง  และสภาพของการปฏิบัติการโดยรวม  ล้วนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่ทำให้เกิดผลกระทบในเรื่องของการก่อให้เกิดสิ่งสกปรกและตะกรัน  ดังนั้น ความถี่ในการทำความสะอาดตัวกรองจึงเป็นสิ่งจำเป็น

Tagged with: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
Posted in ระบบงานท่อ boiler, ระบบหม้อไอน้ำ boiler, อุปกรณ์ไอน้ำ boiler

วัตถุประสงค์ของอุปกรณ์กับดักไอน้ำ (Steam Trap)

คำว่า “กับดักไอน้ำ (Steam Trap)”  ได้มีการใช้มาหลายครั้งแล้ว  สำหรับในเรื่องนี้  กับดักไอน้ำเป็นอุปกรณ์ซึ่งมีหน้าที่ที่สำคัญ 3 ประการดังนี้ กำจัดไอน้ำที่เกิดการควบแน่น  ไม่ว่าจะอยู่ภายในท่อหรือในอุปกรณ์ที่ใช้ไอน้ำของกระบวนการผลิตก็ตามกับดักไอน้ำ จะต้องสามารถทำการกำจัดไอน้ำที่เกิดการควบแน่นที่เกิดขึ้นเพียงเล็กน้อยให้เร็วที่สุดเมื่อเกิดการควบแน่นก่อตัวกันขึ้น  หรือที่เกิดขึ้นกับระบบอันเนื่องมาจากการอั้นตัวของน้ำ (Waterlogged) ซึ่งถ้าเกิดขึ้นกับท่อไอน้ำก็จะนำไปสู่การเกิดแรงกระแทกอย่างรุนแรง (Water Hammer)  ซึ่งทำให้ท่อ ข้อต่อต่างๆ และอุปกรณ์ที่ใช้ไอน้ำในกระบวนการผลิตเกิดความเสียหาย (วอเตอร์ล๊อก หมายถความถึง ไอน้ำไม่สามารถพาความร้อนไปยังอุปกรณ์ต่างๆ ที่ต้องการความร้อน)  ดังนั้นกระบวนการผลิตก็จะหยุดหรืออย่างน้อยที่สุดกระบวนการผลิตก็จะช้าลงอย่างมาก หน้าที่ต่อไปเป็นไปตามชื่อ ซึ่งเป็นหน้าที่หนึ่งของกับดักไอน้ำคือ ป้องกันไม่ให้ไอน้ำปริมาณมากรั่วออกมา อย่างไรก็ตาม กับดักไอน้ำบางชนิดต้องการให้ไอน้ำจำนวนหนึ่งรั่วออกมาเพื่อให้เกิดการเดินเครื่องเป็นไปอย่างถูกต้อง กับดักไอน้ำต้องสามารถกำจัดแก๊สที่เกิดขึ้นในระบบ ถ้าในระบบยังคงมีแก๊สอยู่ แก๊สเหล่านั้นจะเข้าไปแทนส่วนที่เป็นพื้นที่ของไอน้ำ ซึ่งจะทำให้ความสามารถในการพาความร้อนของท่อลดลง และยังไปกั้นไม่ให้ไอน้ำไปถึงที่พื้นผิวถ่ายเทความร้อนให้แก่อุปกรณ์ต่างๆ ในกระบวนการผลิตด้วย และในกรณีที่เลวร้ายที่สุดก็คือ ท่อ หรือชิ้นส่วนของอุปกรณ์ เกิดอากาศอัด (Air

Tagged with: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
Posted in ระบบงานท่อ boiler, ระบบหม้อไอน้ำ boiler, อุปกรณ์ไอน้ำ boiler

จุดระบายน้ำทิ้งและแนวทางการวางท่อ (Drain Points and Layout Guidelines)

จากความจริงที่ว่า ไอน้ำที่ผลิตจากน้ำมัน  ข้อดีคือน้ำมีราคาถูก  หาได้ง่ายและผลิตได้มาก  ไอน้ำที่จ่ายเข้าท่อความร้อนส่วนหนึ่งจะส่งผ่านท่อฉนวนบางส่วนจะกลั่นตัวควบแน่นเป็นน้ำและขังอยู่ใต้ท้องท่อทำให้ลดหน้าตัดของท่อลง  เมื่อใช้ไอน้ำปริมาณคงที่ความเร็วของไอน้ำที่วิ่งในท่อจะเพิ่มมากขึ้น  เป็นสาเหตุทำให้ค่าความดันตก (Pressure Drop) สูงขึ้น  และเมื่อน้ำใต้ท้องท่อรวมกันมากขึ้นจะกั้นหรืออุดตันการไหลของไอน้ำ ทำให้เกิดการกระแทกของน้ำเนื่องจากไอน้ำพาน้ำที่กลั่นตัววิ่งไปกระแทก (Water Hammer) ตามข้อต่อ  ข้องอ  อุปกรณ์ วาล์วที่ต่ออยู่ในระบบเกิดความเสียหายได้ ถ้าไอน้ำที่เกิดการควบแน่นหลุดเข้าไปในเครื่องจักรที่ใช้ในกระบวนการไอน้ำเปียก (Wet Steam)  จะทำให้เกิดความเสียหายคือ  ทำให้เกิดฝ้าบนหน้าพื้นผิวของการถ่ายเทความร้อนซึ่งทำให้ประสิทธิภาพของเครื่องจักรที่อยู่ในกระบวนการผลิตลดลง  และนำไปสู่การกัดกร่อน  และการกัดกร่อนก็จะค่อยๆ ผ่านไปตามท่อ และข้อต่อ  อุปกรณ์ต่าง ๆ ของเครื่องจักร  ทำให้เสียค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาเพิ่มขึ้น  ดังนั้น ต้องกำจัดไอน้ำที่เกิดการควบแน่นออกไปโดยใช้อุปกรณ์กับดักไอน้ำ (Steam Traps) ที่มีอยู่แล้ว  ซึ่งหากไม่กำจัดแล้วจะทำให้อุปกรณ์และเครื่องจักรดังกล่าวมีภาวะมากเกินไป  และทำให้เกิดความเสียหายเร็วขึ้นอีก การออกแบบระบบท่อจ่ายไอน้ำที่ดีทำให้แน่ใจได้ว่า จะมีการกำจัดไอน้ำที่มีการควบแน่น

Tagged with: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
Posted in ระบบงานท่อ boiler, ระบบหม้อไอน้ำ boiler

ขนาดของท่อไอน้ำ (Pipe Sizing)

เมื่อมีการกำหนดความดันที่จำเป็นของระบบขึ้นมา ทำให้ท่อต้องมีขนาดที่ถูกต้อง  ถ้าท่อมีขนาดเล็กเกินไป  ก็มีไอน้ำไม่เพียงพอที่จะส่งความดันให้สูงเพียงพอที่จะผ่านเข้าไปในกระบวนการ  แต่ถ้าท่อมีขนาดใหญ่มากเกินไปก็จะทำให้การสูญเสียความร้อนที่พื้นผิวเพิ่มมากขึ้น  ไม่ว่าขนาดของท่อจะเล็กหรือใหญ่ไปก็ตามจะทำให้ประสิทธิภาพของระบบโดยรวมต่ำลง  ขนาดของท่อไอน้ำที่เหมาะสม  หมายถึงการเลือกท่อที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อให้มีความดันสูญเสียในท่อ (Pressure Drop) ต่ำสุดระหว่างหม้อไอน้ำและผู้ใช้ไอน้ำ หลายปีที่ผ่านมาผู้ออกแบบและวิศวกรจะใช้ “วิธีปฏิบัติแบบอาศัยความชำนาญ” (Rule of Thumb)  เพื่อกำหนดขนาดของท่อสำหรับการใช้ประโยชน์โดยเฉพาะ  กฎเกณฑ์เหล่านี้ได้รับการประเมินผลจากสถานการณ์จริงและโดยทั่วๆ ไปก็ยังเป็นกฎเกณฑ์ที่ใช้ได้ดีอยู่ วิธีที่ง่ายที่สุดคือ  การคำนวณอัตราความเร็ว (Velocity) ของไอน้ำในท่อเพื่อหาอัตราการไหลของน้ำ  ข้อมูลที่ต้องการก็เพียงปริมาตรจำเพาะของไอน้ำ (Spcific Volume of Steam)  สำหรับความดันของการจ่ายไอน้ำที่ใช้  ข้อมูลเหล่านี้สามารถหาได้จากตารางไอน้ำ องค์ประกอบอื่น ๆ ที่จำเป็นต้องมีคือ คุณภาพของไอน้ำ ไม่ว่าจะเป็นไอน้ำเปียก (Wet)  หรือไอน้ำร้อนยวดยิ่ง (Superheated) ก็ตาม สำหรับไอน้ำเปียก

Tagged with: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
Posted in ระบบงานท่อ boiler, ระบบหม้อไอน้ำ boiler

ท่อที่มากเกินความจำเป็น (Pipe Redundancy)

ในการตรวจสอบเพื่อขจัดความสิ้นเปลืองและเพิ่มประสิทธิภาพ (Rationalisation Programme)  สำหรับเครือข่ายการจ่ายไอน้ำนั้น  ในขั้นตอนแรกจะต้องกำจัดท่อที่มากเกินความจำเป็นออกไป  เพราะโรงงานที่ดำเนินกิจการมานาน  อุปกรณ์ที่ใช้ในกระบวนการของโรงงานจะมีการเพิ่มท่อไอน้ำขึ้นมากมาย  ซึ่งท่อเหล่านี้อาจจะใช้ประโยชน์ไม่ได้เลยหรือใช้ได้น้อยมาก  จึงเป็นเรื่องที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ที่วาล์วในระบบไม่เพียงพอ  ทั้งนี้เพราะไม่เคยแบ่งแยกไว้ให้ชัดเจนว่า  วาล์วตัวไหนควรเอาไปใช้กับท่อชนิดไหน  อย่างไรก็ตามท่อที่มากเกินความจำเป็นเหล่านี้จะใช้ที่อุณหภูมิเดียวกันตามที่ได้ประมาณการไว้  ดังนั้นการสูญเสียความร้อนเมื่อเทียบกับความยาวของท่อก็ยังคงเหมือนเดิม  และการสูญเสียที่จะเกิดขึ้นยิ่งไปกว่านี้ก็คือ  ท่อ  ฉนวน  และอุปกรณ์กับดักไอน้ำ (Steam Traps)  อุปกรณ์เหล่านี้ไม่ได้รับการเอาใจใส่ในการบำรุงรักษา  ข้ออ้างที่มักจะได้รับเป็นประจำก็คือความร้อนที่ออกไปและเข้าไปใช้ในโรงงานแล้ว  การสิ้นเปลืองในหลาย ๆ กรณีเมื่อมีการติดตั้งท่อไว้ในระดับสูงที่อยู่ใต้หลังคาซึ่งไม่มีฉนวนอย่างเพียงพอ  และยังมีช่องระบายอากาศอยู่ใต้หลังคาด้วย  ดังนั้นความร้อนที่มีประโยชน์รั่วออกทางหลังคาด้วยอัตราการระบายอากาศเพิ่มขึ้นก็จะทำให้ภาระการสูญเสียความร้อนเพิ่มขึ้นด้วย ท่อที่มีขนาดใหญ่แต่มีการไหลของไอน้ำที่มีปริมาตรต่ำมาก  จะทำให้มีการสูญเสียความร้อนอย่างมาก  อาจจะมากกว่าที่กระบวนการใช้ไป การสำรวจที่ได้ดำเนินการทั่วทั้งสหราชอาณาจักรพบว่า  โรงงานที่ดำเนินกิจการมานาน  โดยทั่ว ๆ ไปแล้วมีความเป็นไปได้ที่จะลดความยาวของท่อไอน้ำลงประมาณ 10-15% หรือยิ่งไปกว่านั้น  สามารถลดค่าใช้จ่ายในการติดตั้งฉนวนตามขนาดลงด้วย  ซึ่งจะคุ้มค่ากับการลงทุนและคืนทุนได้ภายในระยะเวลาอันสั้น ท่อที่มากเกินความจำเป็นทำให้เกิดการสูญเสียพลังงาน

Tagged with: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
Posted in ระบบงานท่อ boiler, ระบบหม้อไอน้ำ boiler

ระบบงานท่อ (Pipework Systems)

การติดตั้งระบบท่อของเดิม  ส่วนใหญ่การติดตั้งและระยะห่างจะเป็นไปตามคุณลักษณะของอุปกรณ์ที่ต้องใช้ในเรื่องของไอน้ำ  หลายปีต่อมาระบบโดยทั่วไปที่มีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากอุปกรณ์เก่าชำรุดเสียหายและมีการนำอุปกรณ์ใหม่มาเปลี่ยน  ในหลายๆ กรณีนี้เป็นเหตุผลที่ทำให้การเลือกความดันที่จะจ่ายไอน้ำดั้งเดิมไม่สามารถใช้ได้อีกต่อไป  ปริมาณของไอน้ำที่ต้องการความดันที่แตกต่างกันก็เปลี่ยนแปลงไป  ตัวอย่างเช่น  มีความต้องการไอน้ำที่ความดันต่ำมากกว่าไอน้ำที่ความดันสูง  ในกรณีเช่นนี้ก็มีหลายประเด็นที่ต้องพิจารณาให้สมเหตุสมผลกับระบบ  ซึ่งจะส่งผลให้เกิดการประหยัดพลังงานเป็นอย่างมาก ระบบการจ่ายไอน้ำที่มีอยู่เดิมจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบเป็นประจำ  อาจไม่จำเป็นต้องตรวจสอบเป็นประจำทุกปี  แต่ควรต้องตรวจสอบและการวางแผนการลงทุนในอนาคตซึ่งน่าจะเป็นทุกๆ 5 ปี

Tagged with: , , , , , , , , , , , ,
Posted in ระบบงานท่อ boiler, ระบบหม้อไอน้ำ boiler

ความดันของไอน้ำ (Steam Pressure)

การผลิตไอน้ำควรผลิต ณ ระดับความดันสูงสุดตามความสามารถของอุปกรณ์ที่มีอยู่ในระบบ  เพื่อให้ได้ไอน้ำในปริมาณมาก  ในทางปฏิบัติความดันที่ใช้งานจะต้องคำนึงถึงความสมดุลระหว่างค่าใช้จ่ายในการลงทุน (Capital Costs)  และการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพโดยรวมของระบบด้วย ประโยชน์ของการจ่ายไอน้ำที่ความดันสูง  มีดังต่อไปนี้ การจ่ายไอน้ำที่มีความดันสูงจะช่วยลดขนาดของท่อ  เพราะเมื่อความดันสูงขึ้นปริมาตรจำเพาะของไอน้ำ (Specific Volume of Steam) ก็จะลดลงที่มีความดันของบรรยากาศ (Atmospheric Pressure)  ไอน้ำ 1 กิโลกรัม  จะมีปริมาตรจำเพาะ 1.67 ม3  แต่ถ้าความดัน 7 บาร์ (bar) จะมีปริมาตรจำเพาะเพียง 0.24 ม3  ดังนั้น ความดันสูงจะใช้ท่อขนาดเล็กลงแต่สามารถพาไอน้ำได้ในปริมาณที่เท่ากัน  ท่อที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางขนาดเล็กกว่า  จะทำให้ค่าใช้จ่ายในการลงทุนลดลง การจ่ายไอน้ำที่มีความดันสูงจะช่วยลดปริมาณการใช้วัสดุหุ้มฉนวนน้อยลง  สำหรับท่อมีเส้นผ่าศูนย์กลางขนาดเล็ก  แต่ประโยชน์ที่ได้รับก็ไม่ใช่จะดีเสมอไป  การเพิ่มอุณหภูมิของไอน้ำให้สูงขึ้นมีผลให้การกำหนดความหนาของฉนวนที่หุ้มท่อที่กำหนดไว้หนาขึ้นด้วย

Tagged with: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
Posted in ระบบหม้อไอน้ำ boiler

การจ่ายไอน้ำ (Steam Distribution)

การใช้อุปกรณ์ที่ใช้กับไอน้ำอย่างมีประสิทธิภาพที่สุด  จะทำให้การจ่ายไอน้ำมีปริมาณที่เหมาะสมและมีคุณภาพเป็นความต้องการประการแรกที่สำคัญ  เพื่อให้การผลิตมีคุณภาพ  ไอน้ำต้องมีควมดันที่ถูกต้องตรงกับความต้องการของอุณหภูมิที่ใช้ในกระบวนการผลิต  และคุณสมบัติประการต่อมาจะเป็นเรื่องของอุณหภูมิที่จะเกิดปฏิกิริยาเคมีหรืออุณหภูมิสูงขึ้นของไอน้ำ  เพื่อเร่งกระบวนการผลิตให้เร็วขึ้น ระบบการจ่ายไอน้ำในอุดมคติ  จะมีเส้นทางเดินไอน้ำที่สั้นที่สุด  โดยเริ่มจากหม้อไอน้ำถึงกระบวนการที่ต้องใช้ไอน้ำและต้องใช้ท่อที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้  ตั้งอยู่บนสมมติฐาน 2 ประการคือ ประการแรก  ไม่ว่าฉนวนหุ้มท่อที่ใช้จะมีคุณภาพเพียงใดก็ตาม  ปริมาณความร้อนผ่านท่อที่อุณหภูมิสูงก็ยังคงมีการสูญเสียความร้อนเกิดขึ้น ประการที่ 2 การสูญเสียความร้อนน้อยที่สุดแต่จะทำให้เกิดความดันตกในท่อ (Pressure Drop) เพิ่มขึ้นและมีการสูญเสียจากความฝืดหรือความเสียดทานภายในระบบ การออกแบบในขั้นสุดท้ายของระบบการจ่ายไอน้ำในการทำงานจริง  จะเป็นต้องนำหลักการในอุดมคติมาผสมผสานกับองค์ประกอบอื่น ๆ อีกหลายอย่าง องค์ประกอบที่พิจารณาเมื่อออกแบบระบบการจ่ายไอน้ำใหม่  หรือเมื่อประเมินผลระบบการจ่ายไอน้ำที่มีอยู่เดิม  จะต้องมีแนวทางเพิ่มเติมจากในส่วนที่กล่าวมาแล้วด้วยเพราะการขาดความเอาใจใส่ในเรื่องเหล่านี้  จะทำให้ค่าใช้จ่ายในการทำงานเพิ่มมากขึ้น  อันเนื่องมาจากประสิทธิภาพโดยรวมลดลงและจะต้องเพิ่มค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา

Tagged with: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
Posted in ระบบหม้อไอน้ำ boiler

การเกิดขึ้นของไอน้ำ (Raising Steam)

การเปลี่ยนสถานะของน้ำให้กลายเป็นไอน้ำ  อุณหภูมิของน้ำจะต้องเพิ่มขึ้นจนถึงจุดเดือดของน้ำ (อุณหภูมิไอน้ำอิ่มตัว = Saturation Temperature)  โดยใช้ความร้อนสัมผัส (Sensible Heat)  เมื่อเพิ่มความร้อนต่อไปอุณหภูมิจะคงที่  ในช่วงนี้คือความร้อนแฝง (Latent Heat)  น้ำจะเกิดการเปลี่ยนสถานะกลายเป็นไอน้ำ  การต้มน้ำที่ความดันบรรยากาศ  ความร้อนสัมผัส 419 กิโลจูล/กิโลกรัม  จะใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิจของน้ำจากจุดเยือกแข็ง (Freezing Point = 0 องศาเซลเซียส)  จนถึงจุดเดือนของน้ำ (100 องศาเซลเซียส)  ถ้าต้องการเปลี่ยนน้ำ1 กิโลกรัมให้เป็นไอน้ำต้องใช้ความร้อนประมาณ 2,258 กิโลจูล  ซึ่งมีความร้อนแฝงที่มีปริมาณมากเพียงพอสำหรับการใช้งานในแต่ละจุดของกระบวนการผลิตต่าง ๆ ถ้าความดันเพิ่มขึ้นน้ำจะไม่เดือดที่ 100 องศาเซลเซียส  แต่จะเดือดที่อุณหภูมิที่สูงกว่านี้  ปริมาณความร้อนทั้งหมดของไอน้ำเพิ่มขึ้นเป็นสัดส่วนกับความดัน  ในขณะที่ปริมาณความร้อนแฝงจะลดลงเป็นสัดส่วนผกผันกับจำนวนของพลังงานที่ป้อนเข้าไป  เช่น 

Tagged with: , , , , , , , , , , , , , ,
Posted in ระบบหม้อไอน้ำ boiler