การหาประสิ�ทธิ�ภาพของหม้�อไอน้ำ��า

(Calculation of Boiler Efficiency)โดย สิ�วน้ำเทคโน้ำโลย�น้ำ��าอ�ตสิาหกรรม้

สิ�าน้ำ!กเทคโน้ำโลย�น้ำ��าและการจั!ดการม้ลพ�ษโรงงาน้ำ

Boiler

Chemical

Process

Steam

Make-Up Water

Condensate Water

Blow Down

Condensate Tank

Fla

sh

S

team

Steam

Feed Water Tank

Deaerator

CO2

O2

P

M

Boiler

Feed WaterAirFuel

Blow Down

Radiation Heat

Steam

Waste Gas

Heat Input = Heat Output

ความ้ร�อน้ำใน้ำน้ำ��า Feed Water

ความ้ร�อน้ำของลม้ท�'เข�าไป เผาไหม้�ความ้ร�อน้ำของเชื้*�อเพล�งท�'ป+อน้ำเข�าความ้ร�อน้ำของเชื้*�อเพล�ง

ความ้ร�อน้ำของ Steam ท�'ผล�ตได�ความ้ร�อน้ำของน้ำ��า Blow Down ท�'ปล�อยออกความ้ร�อน้ำของ Waste Gas หล!งจัากการเผาไหม้�ความ้ร�อน้ำจัากการแผ�ร!งสิ�ของหม้�อไอน้ำ��า

Feed Water (FW)

t1

Steam

t21000 – x lit

(G)

Blow Down (B/D)

t3

(L)

x lit

ท�'อ�ณหภ-ม้� เท�าก!บ t2

Steam (Gas) ม้� Enthalpy = x kcal/kg

B/D (Liquid) ม้� Enthalpy = y kcal/kg

สิ�วน้ำท�'ต�างก!น้ำ x – y ค*อค�า Latent Heat ใน้ำการกลาย

เป/น้ำไอท�'อ�ณหภ-ม้� t2

จัากร-ปท�' 3และ 4

+ + + = + + +

ค�า , , , ว!ดยาก และม้�ค�าน้ำ�อยไม้�สิ�าค!ญ (ยกเว�น้ำ )

เข�ยน้ำใหม้�เป/น้ำ + - =

Eff.

น้ำ!�น้ำค*อ

ค�าความ้ร�อน้ำของ Steam + ค�าความ้ร�อน้ำของ B/D – ค�าความ้ร�อน้ำของ FWEff.

ค�าความ้ร�อน้ำของเชื้*�อเพล�ง เท�าก!บ

โดยการปฏิ�บ!ต�

ถ้�าใชื้� ห!วเผา (Burner) ชื้น้ำ�ดห!วฉี�ด (Nozzle)

ก�าหน้ำด Eff. ท�' 8 0 % (สิ-งสิ�ดท�าได� 83%)

ถ้�าใชื้� ห!วเผา (Burner) ชื้น้ำ�ด Atomizer Cap (Rotary)

ก�าหน้ำด Eff. ท�' 8 5 % (สิ-งสิ�ดท�าได� 8 8% ใน้ำห�องทดลอง

ท�าได� 9 3 %)

จัากร-ปท�' 3

ค�า Variable Factor

1. อ�ณหภ-ม้�ของ FW

2. Steam Pressure Steam Temp., B/D temp.

3 . Cycle of Concentration (N) ค�ณภาพน้ำ��าBoiler และ FW

4 . Specific. Heat ของเชื้*�อเพล�ง 5 . Data Correction ปร�ม้าณ FW,

ปร�ม้าณเชื้*�อเพล�ง, Boiler Stop

6. Boiler Eff.

ค�าท�'ใชื้�ใน้ำการค�าน้ำวณ

• ปร�ม้าณ FW ใชื้�จัดจัาก Flow Meter m3/D, m3/h

• ปร�ม้าณ B/D หาได�จัากสิ-ตรC.O.C. (N) = FW (m3)= B/D (conc.)

B/D (m3) FW (conc.)

B/D (m3) = FW (m3)

N

• ความ้เข�ม้ข�น้ำของ B/D, FW ใชื้�ค�า EC, TDS, Cl-, M-Alk

• FW temp. จัดจัาก Thermometer

• Steam temp. อ�าน้ำจัากค�าความ้ด!น้ำของ Pressure Gauge แล�วไปเท�ยบ Steam Table จัะได�เป/น้ำอ�ณหภ-ม้� OC

• B/D temp. = Steam temp.

• ค�า Enthalpy ของ FW, B/D, Steam เท�ยบจัาก Steam Table

• Burner Type Nozzle, Atomizer Cap (Rotary)

• Efficiency ก�าหน้ำด Bench Mark ท�'

80% สิ�าหร!บห!วฉี�ด Nozzle

85% สิ�าหร!บห!วฉี�ด Rotary

• Specific Heat ของน้ำ��าม้!น้ำเตา

Fuel OilRemarkNo.

1No.2

No.3*

No.4

No.5

Specific gravity

at 15.6/15.

6 OC

0.985

0.990

0.995

0.995

0.996

Not mor

e than

Gross Heat of

Combustion

kcal/kg

10,000

9,900

9,900

9,900

9,900

Not less than

Gross Heat of

Combustion

kcal/l

9,850

9,801

9,850

9,850

9,860

Not less than

ต!วอย�าง

ข�อม้-ล

Boiler 16 ต!น้ำ/ชื้ม้ .ห!วเผาแบบ nozzle ใชื้�น้ำ��าม้!น้ำเตา C เป/น้ำเชื้*�อเพล�งFeed temp. ~60 OC Operate ท�' ~5 kg/cm2

เป5ด Steam Table

Absolute pressure = 6 kg/cm2 ,อ�ณหภ-ม้� = 158.08 OC

ว!น้ำท�' 25 พ.ย .4 6 FW = 137 m3 ค�า EC = 2,150 µS/cm

Fuel = 9,390 lit

B/D ว!ดค�า EC = 11,860 µS/cm

การค�าน้ำวณ

C.O.C (N) = 11,860 = 5.5

2,150

จัาก B/D = FW / N

ค�ด % B/D = 100 55/ . =

18.13%

B/D = 181.3 lit/m3 of FW

Steam = 1,000 – 181.3

= 818.7 lit/m3of FW

•Enthalpy of 6 kg/cm2 Saturated water… HBW = 159.25 kcal/kg

•Enthalpy of 6 kg/cm2 Saturated steam… HS = 658.1 kcal/kg

•Enthalpy of 60 OC Feed water…………... Hf = 59.94 kcal/kg

•Gross heat of combustion of fuel oil…….. Ff = 9,850 kcal/lit

Total heat = (658.1 x 818.7) + (159.25 x 181.3) – (59.94 x 1,000)

= 507,718.5 kcal/ton of FW ………….theoretical

จัากการเป5ด Steam Table จัะได�

หม้ายเหต� - Operate 5 kg/cm2

- Absolute pressure 6 kg/cm2

ค�าน้ำวณ Boiler

โดยก�าหน้ำดให� Boiler ม้�ประสิ�ทธิ�ภาพ 80

Total heat require = 507,718.5

0.80

= 634,648 kcal/ton of FW

Fuel rate = 634,648= 64.48 lit/ton of FW

9,850

= 64.43 = 78.7 lit/ton of steam

1 - 0.1813

จัากข�อม้-ลของโรงงาน้ำว!น้ำท�' 25 พ.ย 2546

Fuel rate = 9,390 = 68.54 lit/ton of FW

137

= 68.50 = 83.72 lit/ton of steam

1 - 0.1813

Eff. = 507,718.5 x 100= 75.2%

9,850 x 68.5

ได� Steam = (137 x 0.8187) = 112.16 ton/D

สิ�วน้ำต�างเท�ยบต�อ Bench Mark ท�' 80

ท�' Boiler ควรท�าได�ต�อ FW 1 ton = 68.54 – 64.48

ปร�ม้าณน้ำ��าม้!น้ำเตาท�'เก�น้ำ= 4.06 lit

1 ว!น้ำ FW = 137 m3/D

สิ�วน้ำต�างของน้ำ��าม้!น้ำเตาท�'เก�น้ำ Standard 1 ว!น้ำ = 556 lit

ก�าหน้ำดน้ำ��าม้!น้ำเตาล�ตรละ 8 บาทใชื้�เง�น้ำเก�น้ำว!น้ำละ = 4448,

บาท 1 ป6 (3 0 0 ว!น้ำ) =

1,334,400 บาท

เน้ำ*'องจัากการควบค�ม้ค�ณภาพน้ำ��า Boiler ย!งไม้�เหม้าะสิม้ แน้ำวโน้ำ�ม้การใชื้�น้ำ��าม้!น้ำจัะม้ากกว�าน้ำ��จัน้ำกว�าจัะม้�การล�าง Boiler

ถ้�าใชื้�น้ำ��า FW ค�ณภาพป7จัจั�บ!น้ำ ท�าให�ได�ตาม้ Boiler Standard โรงงาน้ำจัะต�องม้�การ B/D ม้ากข8�น้ำ จัาก Boiler Standard ก�าหน้ำดค�า EC = 5,000 µS/cm

C.O.C (N) = 5,000 = 2.3

2,150

ต�อง B/D = 43%

= 430 lit/m3 of FW

ได� Steam = 1,000 – 430

= 570 lit/m3of FW

Total heat = (658.1 x 570) + (159.25 x 430) – (59.94 x 1,000)

= 3836545, . kcal/ton of FW

ก�าหน้ำด Boiler Eff. 80%

Total heat require = 479,568 kcal/ton of FW

Fuel rate = 48.69 lit/ton of FW

= 4869. = 854. lit/ton of steam

1 - 0.43ถ้�าต�องการ Steam เท�าเด�ม้ 11216. ton ใชื้�น้ำ��าม้!น้ำ 958,

0 lit

ใชื้�น้ำ��าม้!น้ำเพ�'ม้ข8�น้ำ 9580, – 9290, = 190 lit/D

ถ้�า Boiler Eff. เท�าเด�ม้ = 75.2% (ย!งไม้�ล�าง Boiler)

Total heat require = 510,179 kcal/ton of FW

Fuel rate = 5179 lit/ton of FW

= 5179. = 909. lit/ton of steam

1 - 0.43ถ้�าต�องการ Steam เท�าเด�ม้ 11216. ton ใชื้�น้ำ��าม้!น้ำ 101,

92 lit

ใชื้�น้ำ��าม้!น้ำเพ�'ม้ข8�น้ำ = 802 lit/D

C.O.C (N) = 5,000 = 178.

291

ต�อง B/D = 582. %

= 582. lit/m3 of FW

ได� Steam = 1,000 – 582.

= 9418. lit/m3of FW

ถ้�าใชื้�น้ำ��าประปาเป/น้ำน้ำ��าด�บใน้ำการท�า FW

ค�า EC ของน้ำ��าประปา = 291

µS/cm

Total heat = (658.1 x 9 4 1 .8 ) + (159.25 x 582. ) – (59.94 x 1,000)

= 569127 kcal/ton of FWใชื้� Boiler Eff. เท�าเด�ม้ = 75.2%

(ย!งไม้�ล�าง Boiler) Total heat require= 756818, kcal/ton of FW

Fuel rate = 768. lit/ton of FW

= 768. = 816. lit/ton of steam

1 - 0.0582

ต�องการ Steam เท�าเด�ม้ 11216.ton ใชื้�น้ำ��าม้!น้ำ 9150, lit

ใชื้�น้ำ��าม้!น้ำลดลง = 240 lit/D

น้ำ��าม้!น้ำเตา 8 บาท/ล�ตร ประหย!ดได� = 19, 20 บาท/ว!น้ำ

ก�าหน้ำดน้ำ��าประปาม้�ม้-ลค�าเพ�'ม้จัากน้ำ��าบาดาล ลบ.ม้ . ละ 10 บาทใชื้� FW ว!น้ำละ 11216.= 119m3

0.9418

จัะประหย!ดเง�น้ำได� 1920 119, – , 0 = 730 บาท/ว!น้ำ

1 ป6 (3 0 0 ว!น้ำ)= 219000, บาท

ถ้�าล�าง Boiler และควบค�ม้ให�ได�ตาม้ Boiler Standard

ให� Boiler Eff = 80%

Total heat require= 711409, kcal

Fuel rate = 722. lit/ton of FW

= 722. = 7669. lit/ton of steam

1 - 0.0582

Steam 112.16 ใชื้�น้ำ��าม้!น้ำ = 8,601 lit

ประหย!ดน้ำ��าม้!น้ำได�= 789 lit/D

ห!กค�าน้ำ��าประปาท�'เพ�'ม้ข8�น้ำ จัะประหย!ดเง�น้ำได� 1,536600, บาท/ป6

การประหย!ดเง�น้ำของโรงงาน้ำประหย!ดได�จัาก

ร-�ว�าเม้*'อใดควรล�าง Boiler ได�แล�ว เพราะว�าค�าน้ำ��าม้!น้ำจัะสิ��น้ำเปล*องม้ากกว�าค�าล�าง

พ*�น้ำท�' - ค�าล�าง

= เง�น้ำท�'ประหย!ดได�

***

*

ว!น้ำล�าง Boiler ใหม้�จั�ดล�าง

Boiler เด�ม้

ว!น้ำล�าง Boiler ใหม้�

*

ต!วอย�าง

0.6 m3

0.9 m3

1.5 m3

0.6 m3

โรงงาน้ำจัะได�ร-�ว�า Boiler ของต!วเองอย-�ท�'จั�ดไหน้ำ เม้*อเปร�ยบเท�ยบก!บ Standard จัะได�หาต�อไปว�า ควรจัะปร!บปร�งอะไรต�อไปบ�าง• ค�ม้ Boiler

Quality

• ค�ม้ Excess Air

• Cleaning Fire Side

• Cleaning Water Side

• Return Condensate

• ใชื้� Condensate ม้าเพ�'ม้อ�ณหภ-ม้� FW

• ค�ม้เคม้�

เม้*'อค�ม้ค�ณภาพน้ำ��าได� ก9จัะชื้ะลอตะกร!น้ำไม้�ให�เก�ดข8�น้ำม้าก โดยจัะด-จัาก Fuel Consumption เป/น้ำการประหย!ดค�าล�าง

ย*ดอาย� Boiler ประหย!ดน้ำ��าม้!น้ำ

เม้*'อควบค�ม้ Excess Air +Cleaning Fire Side (แยงจั�:บ ) ก9จัะต!ดป7ญหาตะกร!น้ำด�าน้ำ Fire Side ประหย!ดน้ำ��าม้!น้ำ

ป7ญหาใน้ำป7จัจั�บ!น้ำค*อ

1 .โรงงาน้ำไม้�ร-�ว�าสิภาพ Boiler ของต!วเองอย-�ท�'จั�ดไหน้ำ ไม้�ร-�ว�าใชื้� Steam ว!น้ำละเท�าไร ไม้�ร-�ว�า Steam 1 ต!น้ำใชื้�น้ำ��าม้!น้ำเตาก�'ล�ตร

2. โรงงาน้ำไม้�ร-�ว�า Standard ควรจัะเป/น้ำเท�าใด

3. โรงงาน้ำม้�จัดบ!น้ำท8กการใชื้�น้ำ��า ,น้ำ��าม้!น้ำ แต�ไม้�ม้�การ Evaluate ข�อม้-ล

การปร!บปร�ง

เม้*'อค�าน้ำวณ Eff. ได�ต�'ากว�าค�า Bench Mark (Standard) ท�'ต!�งไว�

ด- Stack Temperature โดยตรวจัสิอบว�า

- เคร*'องว!ดอ�ณหภ-ม้�ต�ดต!�งถ้-กต�องหร*อไม้� Probe ต�องแหย�ถ้8งจั�ดก8'งกลางปล�อง

- ม้�การท�าความ้สิะอาด Probe ไม้�ให�ม้�เขม้�าเกาะหร*อไม้�

- Stack Temperature ควรม้ากกว�าอ�ณหภ-ม้�ของ Steam อย-� – 20

40oC ถ้�าม้ากกว�าน้ำ��แสิดงว�าม้�ตะกร!น้ำ

(fire Side, Water Side)

ด- Combustion Eff. การต!�ง –ของ O2 Excess (Excess Air), %CO2, C + CO (ถ้�าน้ำ��าม้!น้ำเผาไหม้�ไม้�หม้ด) โดยด-จัากผลว�เคราะห< ใน้ำขณะท�'พ!ดลม้เด�น้ำท�' High Speed และ Low Speed

ด- Scale

- ด�าน้ำ Fire Side ตรวจัสิอบเวลาการแยง Tube ปร�ม้าณฝุ่�>น้ำท�'แยงและเก9บได�

การแยง Tube ควรแยงจัน้ำเห9น้ำเน้ำ*�อเหล9ก

- ด�าน้ำ Water Side ด-ผลว�เคราะห<น้ำ��า ตรวจัสิอบเวลา การล�าง Boiler

ด-โครงสิร�างและว!สิด�ของ Boiler

ด- Operating Condition เชื้�น้ำ Boiler 7 ton/h แต� Operate ท�' 1 – 3 ton/h

ควรย8ดถ้*อค�า

เม้*'อล�าง Boiler และปร!บ Excess Air พร�อม้ก!น้ำเป/น้ำม้าตรฐาน้ำ

อ�ณหภ-ม้�ปล�อง Fuel

Consumption Eff.

อ�ณหภ-ม้�ปล�อง Fuel

Consumption Eff.

เม้*'อแยง Probe เป/น้ำม้าตรฐาน้ำย�อย

ควร Plot Curve ให�ครบรอบการล�าง จัะเป/น้ำ

Eff. : เวลาหร*อ Fuel Consumption : เวลา ก9ได�

Evaluate ท�ก Data ท�'ได�ม้า และใชื้�ควบค�ม้ระบบฯ

อย�าล*ม้