เทคโนโลยี หัวเผาแบบ Oxy-Fuel (Oxy-Fuel...

โครงการสาธตเทคโนโลยเชงลกเพอการอนรกษพลงงานระยะท 2กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน

เทคโนโลยหวเผาแบบ Oxy-Fuel(Oxy-Fuel Burner)

โครงการสาธตเทคโนโลยเชงลกเพอการอนรกษพลงงานระยะท 2กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน

เทคโนโลยหวเผาแบบ Oxy-Fuel

สารบญ

1. หลกการทำงานของเทคโนโลย . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

2. การใชทดแทนเทคโนโลยเดม . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

3. ศกยภาพการประหยดพลงงาน . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

4. สภาพทเหมาะสมกบการใชเทคโนโลย. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

5. กลมเปาหมายการประยกตใชเทคโนโลย. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

6. ราคาของเทคโนโลย. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

7. ระยะเวลาคนทนของเทคโนโลย. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

8. ผลกระทบตอสงแวดลอม . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

9. แหลงขอมลอางอง . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

10. กรณศกษา : โรงงานบรษท เหลกกอสรางสยาม จำกด. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

โครงการสาธตเทคโนโลยเชงลกเพอการอนรกษพลงงานระยะท 2กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน

เทคโนโลยหวเผาแบบ Oxy-Fuel2

2. การใชทดแทนเทคโนโลยเดมหวเผาแบบ Oxy-Fuel สามารถใชทดแทนเทคโนโลยหวเผาแบบเดม (Conventional Combustion) ทใชอากาศ (Air) เปนPrimary Oxidant ในปฏกรยาการเผาไหม โดยมจดเดน ดงตอไปน

ลดปรมาณความสญเสยจากปรมาณกาซไอเสย (Exhaust Gas) ทลดลงไดถง 75%

จากกราฟขางตน จะเหนไดวา เมอใชออกซเจนบรสทธเปนอากาศเผาไหม (Oxygen-Enriched = 100%) ปรมาณกาซไอเสย(Exhaust Gas) จะลดลงจากเดมทประมาณ 100% เหลอเพยง 25-30% (เสนกราฟ m=1.0) อนเนองมาจากปรมาณกาซไนโตรเจนทไมไดถกใชในการเผาไหม

อณหภมเปลวไฟสงขนกวาเทคโนโลยเดม

การใชออกซเจนบรสทธเปนอากาศเผาไหม (Oxygen-Enriched =100%) สงผลใหอณหภมเปลวไฟสงขน และประสทธภาพเชงความรอน (Thermal Efficiency) สงขน

ทมา : Tokyo Gas Co.,Ltd, High Efficiency Furnace with Oxy-Fuel Combustion and Zero-Emission by CO Recovery

ทมา : Tokyo Gas Co.,Ltd, High Efficiency Furnace with Oxy-Fuel Combustion and Zero-Emission by CO Recovery

รปท 2.1แสดงปรมาณ Flue Gasเทยบกบปรมาณออกซเจนในการเผาไหม

รปท 2.2แสดงอณหภมเปลวไฟเทยบกบปรมาณออกซเจนในการเผาไหม

โครงการสาธตเทคโนโลยเชงลกเพอการอนรกษพลงงานระยะท 2กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน

เทคโนโลยหวเผาแบบ Oxy-Fuel4

3. ศกยภาพการประหยดพลงงานผลการประหยดพลงงานประมาณ 30-50% โดยจากรปท 3.1 ดานลางน แสดงถงการใชเทคโนโลยหวเผาแบบ Oxy-Fuel กบ อตสาหกรรมแกว โดยมการใชพลงงานทนอยกวา 800 kcal/kg สำหรบ 60% Cullet ซงหากมการนำความรอนทงกลบมาใช ใหมจะทำใหผลการใชพลงงานอยในระดบตำสด คอ ทประมาณ 625 kcal/kg สำหรบ 60% Cullet (Oxy Batch/Cullet PH)

รปท 3.1 แสดงผลประหยดพลงงานจากการใช Oxy-Fuel Burner

ทมา : Praxair, Inc. , Advances in Oxy-Fuel Fired Glass Melting Technology

4. สภาพทเหมาะสมกบการใชเทคโนโลยถงแมวาทผานมาไดมการใชออกซเจนเพอเพมประสทธภาพการเผาไหมและเพมประสทธภาพในลกษณะทเรยกวา “Oxygen-Enriched Combustion” กตาม (เพมออกซเจนในสดสวนประมาณ 30%) การใช Oxy-Fuel Burner 100% จะชวยใหเกดผลประหยดพลงงานมากยงขน

รปท 4.1 แสดงการใช Oxy-Fuel Burner

โครงการสาธตเทคโนโลยเชงลกเพอการอนรกษพลงงานระยะท 2กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน

เทคโนโลยหวเผาแบบ Oxy-Fuel 5

5. กลมเปาหมายการประยกตใชเทคโนโลยกลมของโรงงานอตสาหกรรมทสามารถประยกตใชเทคโนโลยน ไดแก • โรงงานอตสาหกรรมแกว • โรงงานอตสาหกรรมเหลกขนกลาง • โรงงานอตสาหกรรมเหลกขนปลาย

6. ราคาของเทคโนโลยประมาณ 1,500,000 บาทตอชด (ทงนขนกบขนาดอตราการใชเชอเพลง MMBtu/hr)

7. ระยะเวลาคนทนของเทคโนโลยประมาณ 2-4 ป

8. ผลกระทบตอสงแวดลอมเทคโนโลยนชวยลดผลกระทบตอสงแวดลอมอนเนองมาจากการลดปรมาณ CO และ NOx หลงการเผาไหม

9. แหลงขอมลอางอง(1) Hisashi Kobayashi. PRAXAIR. Advances in Oxy-Fuel Fired Glass Melting Technology: 2004.(2) Ken Kiriishi. Tomoya Fujimine. Atsuhiko Hayakawa. High Efficiency Furnace with Oxy-Fuel Combustion and Zero-Emission by CO Recovery.(3) สถาบนเหลกและเหลกกลาแหงประเทศไทย. บรษท บางกอกอนดสเทรยลแกส จำกด. บรษท เกษมศกด เทรดดง จำกด. คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย. รายงานผลการศกษาวจยการใช Oxy-fuel burner สำหรบ อนเบารบนำเหลก (Ladle). (4) Neil G Simpson.Eclipse. Melting Technology. Melting needs answered with extra combustion product: October 2006. (5) กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน. รายงานพลงงานของประเทศไทยป พ.ศ.2553. Available from URL : http://www.dede.go.th/dede/index.php?option=com_content&view=article&id=1841&Itemid =318. Accessed Mar 4, 2014.

โครงการสาธตเทคโนโลยเชงลกเพอการอนรกษพลงงานระยะท 2กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน

เทคโนโลยหวเผาแบบ Oxy-Fuel6

การสาธตเทคโนโลย หวเผาแบบ Oxy Fuel ในสถานประกอบการ• ชอสถานประกอบการ : โรงงานบรษท เหลกกอสรางสยาม จำกด• ชอนตบคคล : บรษท เหลกกอสรางสยาม จำกด• ทตง : แปลงทไอ-23 นคมอตสาหกรรมมาบตาพด ต.มาบตาพด อ.เมอง จ.ระยอง 21150• ประเภท : อตสาหกรรมโลหะ

• เทคโนโลยเชงลก : หวเผาแบบ Oxy Fuel• เทคโนโลยเดม : หวเผาแบบใชอากาศในการเผาไหม• การประยกตใชงานเทคโนโลยเชงลก: เปลยนใชหวเผาแบบ Oxy Fuel สำหรบการอนเบารบนำ เหลก (Ladle) ทดแทนหวเผาแบบใชอากาศในการเผาไหม• ชนดของพลงงานทประหยดได : กาซธรรมชาต• ผลประหยดพลงงานรวม : 4,218,649.60 เมกะจลตอป• ผลประหยดคาใชจายดานพลงงาน : 1,087,084.19 บาทตอป• เงนลงทน : 2,288,000.00 บาท• ระยะเวลาคนทน : 2.10 ป

10. กรณศกษา

โครงการสาธตเทคโนโลยเชงลกเพอการอนรกษพลงงานระยะท 2กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน

เทคโนโลยหวเผาแบบ Oxy-Fuel 7

หลกการและรายละเอยดเครองจกรอปกรณเดมกอนปรบปรง• สภาพการใชงานปจจบนโรงงานฯ มการใชหวเผาแบบใชอากาศในการเผาไหม ซงใชกาซธรรมชาต (Natural Gas, NG) เปนแหลงเชอเพลง จำนวน 2 ชดสำหรบในสวนของกระบวนการอนเบาหลอมเหลกท Ladle จำนวน 2 แทน รายละเอยดอปกรณในระบบเดมสามารถแสดงไดตามไดอะแกรม

รปท 10.1 ไดอะแกรมของระบบเดมกอนการปรบปรง

• รปเครองจกรหรออปกรณเดมกอนการตดตง

รปท 10.2 การอนถง Ladle ทแทนอนเบาชดท 1

โครงการสาธตเทคโนโลยเชงลกเพอการอนรกษพลงงานระยะท 2กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน

เทคโนโลยหวเผาแบบ Oxy-Fuel8

รปท 10.3 การอนถง Ladle ทแทนอนเบาชดท 2 (ทเสนอเปลยนเปนชดหวเผาแบบ Oxy-Fuel)

รปท 10.4 ถง Ladle หลงการอน (กอนไปรบนำเหลก)

รปท 10.5ถง Ladle ขณะรบนำเหลก

โครงการสาธตเทคโนโลยเชงลกเพอการอนรกษพลงงานระยะท 2กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน

เทคโนโลยหวเผาแบบ Oxy-Fuel 15

รปท 10.10 แสดงการตรวจสอบการใชพลงงานของหวเผาแบบ Oxy-Fuel ของแทนอนเบาชดท 2

โครงการสาธตเทคโนโลยเชงลกเพอการอนรกษพลงงานระยะท 2กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน

เทคโนโลยหวเผาแบบ Oxy-Fuel16

รายละเอยดผลการตรวจวดการใชพลงงานหลงปรบปรง• รายละเอยดผลการตรวจวดหวเผาของแทนอนเบาชดท 2ชนดของหวเผาทใช Oxy-Fuel Burner

- ระยะเวลาในการอนถง Ladle = 5 ชวโมง ตอ Batch- อณหภมปรบตงภายในถง Ladle = 850 องศาเซลเซยส- อณหภมของถง Ladle กอนอน = 630 องศาเซลเซยส- ปรมาณการใชเชอเพลง NG = 329 Nm ตอ batch- ปรมาณการใชออกซเจน = 666 Nm ตอ batch

รปท 10.11 แสดงอณหภมและพลงงานคววามรอนจากเชอเพลงทใชสำหรบหวเผา Oxy-Fuel ของแทนอนเบาชดท 2

จากรปท 10.11 พบวา แทนอนเบาชดท 2 มปรมาณการใชเชอเพลง NG เทากบ 329 m /Batch ซงแยกเปนการใชพลงงานความรอนจากเชอเพลงในชวง High Firing อยท 71 m /Batch และชวง Low Firing อยท 258 m /Batch และมปรมาณการใชออกซเจน เทากบ 666 m /Batch ซงแยกเปนการใชในชวง High Firing อยท 144 m /Batch และชวง Low Firingอยท 522 m /Batch

โครงการสาธตเทคโนโลยเชงลกเพอการอนรกษพลงงานระยะท 2กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน

เทคโนโลยหวเผาแบบ Oxy-Fuel 19

เทคโนโลยหวเผาแบบ Oxy-Fuel 21

โครงการสาธตเทคโนโลยเชงลกเพอการอนรกษพลงงานระยะท 2กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงานสร

ปศกย

ภาพก

ารปร

ะหยด

พลงง

านขอ

งโคร

งการ

ตารา

งท 1

0.7

แสดง

สรปผ

ลการ

ประห

ยดพลง

งานข

องโค

รงกา

รทได

ดำเน

นการ

จรง

*หมา

ยเหต

: หล

งดำเนน

การป

รบปร

งเปล

ยนมา

ใชหว

เผาแ

บบ O

xy-F

uel B

urne

r ของ

แทนอ

นเบา

ชดท

2 จะ

มคาใชจ

ายใน

สวนข

องกา

ซออก

ซเจน

เพมจ

ากเด

ม