Water in Boiler

1

โดย สว่นเทคโนโลยนี้ำ��อุตส�หกรรมส้ำ�นักเทคโนโลยนี้ำ��และก�รจดัก�รมลพษิโรงง�น

น้ำ��ใชใ้นหมอ้ไอน้ำ��

2

ก�รใชน้้ำ��อย�่งมปีระสทิธผิล

ก�รปรบัปรุง เปลี่ยนแปลง เทคโนโลย ีและก�รปฏิบติัง�น เพื่อให้เกิดประสทิธภิ�พสงูสดุโดยใชน้้ำ��อย�่งคุ้มค่�ท่ีสดุ

3

ระบบหมอ้ไอน้ำ��

4

คว�มส้ำ�คัญของก�รควบคมุระบบหมอ้ไอน้ำ�� ระบบท้ำ�ง�นอย�่งมปีระสทิธผิลโดยค่�ใชจ้�่ยต้ำ่�สดุ

ยดือ�ยุก�รใชง้�น

คว�มปลอดภัย

รกัษ�สิง่แวดล้อม

5

หมอ้ไอน้ำ��ขน�ด = 5 ตัน/ชม .เดินเครื่อง = 20 ชม./วนั ผลิตไอน้ำ�� = 100 ตัน/วนัอัตร�ก�รใชเ้ชื�อเพลิง = 75 ลิตร-น้ำ��มนัเต�/ตัน-ไอน้ำ��ต้องใชน้้ำ��มนัเต� = 7,500 ลิตร/วนั

ตัวอย่�ง

6

ตะกรนัเกิดขึ�นจ�กคว�มกระด้�งของน้ำ��อัตร�ก�รใชเ้ชื�อเพลิง = 76 ลิตร-น้ำ��มนัเต�/ตัน-ไอน้ำ��ต้องใชน้้ำ��มนัเต� = 7,600 ลิตร/วนัต้องใชน้้ำ��มนัเต�เพิม่ขึ�น = 100 ลิตร/วนัค่�น้ำ��มนัเต�เพิม่ขึ�น = 800 บ�ท/วนั

= 240,000 บ�ท/ปี

ตัวอย่�ง

หม�ยเหต ุ: ร�ค�น้ำ��มนัเต�เกรด C = 8.0 บ�ท/ลิตร

7

อัตร�ก�รใชเ้ชื�อเพลิง = 80 ลิตร-น้ำ��มนัเต�/ตัน-ไอน้ำ��ต้องใชน้้ำ��มนัเต� = 8,000 ลิตร/วนัต้องใชน้้ำ��มนัเต�เพิม่ขึ�น = 500 ลิตร/วนัค่�น้ำ��มนัเต�เพิม่ขึ�น = 4,000 บ�ท/วนั

= 1,200,000 บ�ท/ปี

ตัวอย่�ง

หม�ยเหต ุ: ร�ค�น้ำ��มนัเต�เกรด C = 8.0 บ�ท/ลิตร

8

ระบบหมอ้ไอน้ำ��

สว่นก�รผลิตไอน้ำ�� สว่นก�รน้ำ�ไอน้ำ��ม�ใช้

Boiler PlantProcess

9

Boiler

Chemical

Process

SteamMake-Up Water

Condensate Water

Blow DownCondensate Tank

Flas

h

Stea

m

Steam

Feed Water Tank

Deaerator

CO2O2

M

M

10

สว่นก�รผลิตไอน้ำ��

11

หมอ้ไอน้ำ��

เชื�อเพลิงน้ำ��

ไอน้ำ��

ด้�นน้ำ��

ด้�นไฟ

ด้�นไฟ ด้�นน้ำ��ประสทิธภิ�พก�รเผ�

ไหม,้เขม�่ตะกรนั,กัดกรอ่น,แครี่

โอเวอร์

12

ปัญห�ก�รเกิดตะกรนั

13

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

14

15

กราฟแสดงค่าความกระด้างของน้ำ�าป้อนหมอ้ไอน้ำ�า

050100150200250300350400450

คว�มก

ระด้�ง

ทั �งหม

ด(มก./ล

.)

ม.ิย.

44#

1ม.ิ

ย.4

4#2

ก.ค.

44#

1ก.

ค.4

4#2

ส.ค.

44#

1ส.

ค.4

4#2

ก.ย.

44 ต.

ค.4

4 พ.ย.

44 ม.

ค.4

5ธ.ค.

44

16

ปัญห�ก�รกัดกรอ่น

17

18

EC = 18,350 S/cm Fe = 26.6 mg/l

19

Spray-tray Type Dearator

20

Deaerator

21

ปัญห�แครีโ่อเวอร์

22

ปัญห�แครีโ่อเวอร์ส�เหตขุองก�รเกิดแครีโ่อเวอร์

เพิม่ก�รผลิตไอน้ำ��อย�่งกะทันหัน ระดับน้ำ��ในหมอ้ไอน้ำ��สงูเกินไป ส�รละล�ยต่�งๆในหมอ้ไอน้ำ��มค่ี�สงู

2323

แนวท�งป้องกันก�รเกิดแครีโ่อเวอร์

ควบคมุก�รเดินระบบให้สม้ำ่�เสมอ รกัษ�ระดับน้ำ��ในหมอ้ไอน้ำ��ให้เหม�ะสม ควบคมุส�รละล�ยต่�งๆในน้ำ��หมอ้ไอน้ำ��

Steam Separator

ก�รป้องกันปัญห�ในระบบหมอ้ไอน้ำ��โดยก�รใชส้�รเคมี

26

ส�รเคมท่ีีใชใ้นระบบหมอ้ไอน้ำ��

1 .ส�รเคมสี้ำ�หรบัก้ำ�จดัออกซเิจน

N2H4 , Na2SO3

2. ส�รเคมปี้องกันก�รเกิดตะกรนั

ส�รประกอบฟอสเฟต

27

ก�รใชส้�รเคมใีนระบบหมอ้ไอน้ำ��อย�่งมีประสทิธผิล จุดป้อนส�รเคมอีอกซเิจน คว�มเขม้ขน้ของส�รเคมหีลง

เหลือท่ีเหมะสม รูปแบบก�รป้อนส�รเคมี

28

29

ตัวอย�่งร�ยง�นผลก�รตรวจวดัคณุภ�พน้ำ��

30

สว่นก�รน้ำ�ไอน้ำ��ไปใช้

31

ก�รรัว่ไหลของท่อไอน้ำ��ก�รรัว่ไหลของท่อไอน้ำ��

ท่อไอน้ำ��ขน�ดคว�มดัน 150 psigรอยรัว่ ขน�ด 5 มลิลิเมตร

เกิดก�รสญูเสยีพลังง�น ประม�ณ 60000, กิโลแคลอร ี / ชม.คิดเป็นน้ำ��มนัเต�ประม�ณ 7 ลิตร / ชม . (5 0 ,0 0 0 ลิตร / ปี)

32

ก�รสญูเสยีพลังง�นคว�มรอ้นท่ีท่อไอน้ำ��ท่ีไมม่กี�รหุ้มฉนวนก�รสญูเสยีพลังง�นคว�มรอ้นท่ีท่อไอน้ำ��ท่ีไมม่กี�รหุ้มฉนวน

1 ” 2” 3”

สญูเสยีพลังง�น

225 225กิโลแคลอรีกิโลแคลอรีต่อเมตรต่อ

ชัว่โมง

สญูเสยีพลังง�น

370 370กิโลแคลอรีกิโลแคลอรีต่อเมตรต่อ

ชัว่โมง

สญูเสยีพลังง�น

550 550กิโลแคลอรีกิโลแคลอรีต่อเมตรต่อ

ชัว่โมงเท่�กับเท่�กับ

น้ำ��มนัเต� น้ำ��มนัเต� 200 200

ลิตรต่อปีลิตรต่อปี

เท่�กับน้ำ��มนัเท่�กับน้ำ��มนัเต� เต�

330 330ลิตรต่อปีลิตรต่อปี

เท่�กับเท่�กับน้ำ��มนัเต� น้ำ��มนัเต�

490 490ลิตรต่อปีลิตรต่อปี

33

ประหยดัประหยดัพลังง�น เท่�กับพลังง�น เท่�กับ 49000, 49000, กิโลแคลอร ีต่อ ชัว่โมงกิโลแคลอร ีต่อ ชัว่โมงน้ำ��มนัเต� เท่�กับ น้ำ��มนัเต� เท่�กับ 6 6 ลิตร ลิตร //ชมชม . (4 4 ,0 0 0 . (4 4 ,0 0 0 ลิตร ลิตร / / ปีปี))

ตัวอย�่งก�รหุ้มฉนวนท่อไอน้ำ��ตัวอย�่งก�รหุ้มฉนวนท่อไอน้ำ��ขน�ดเสน้ผ่�ศูนยก์ล�งท่อ 3 นิ�ว ย�ว 100 เมตร อุณหภมูขิองไอน้ำ�� ท่ี 5 บ�ร์ 150 องศ�เซลเซยีสคว�มหน�ของฉนวน 50 มลิลิเมตร(ประสทิธภิ�พของฉนวน 891. %)

34

Steam Trap (กับดักไอน้ำ��)

ก�รอุดตันของ Steam Trap

ก�รรัว่ไหลของไอน้ำ��

3535

ก�รควบคมุก�รท้ำ�ง�นของระบบหมอ้ไอน้ำ��

36

B/D > Std.

Fuel Cost

Water CostBest

ConditionB/D < Std.

Maintenanc

e Cost

BOOM

Fuel Cost

Contaminate in Condensate

Carry Over

Corrosion

Scale

Quality of

Products

Direct Steam

37

ก�รตรวจวดัคณุภ�พน้ำ�� ต้ำ�แหน่งของก�รตรวจวดั

น้ำ��เติม , น้ำ��ป้อน , น้ำ��หมอ้ไอน้ำ�� ,คอนเดนเสท

พ�ร�มเิตอรท่ี์ต้องตรวจวดัประจ้ำ�วนั

pH , Total Hardness, EC คว�มถ่ีของก�รตรวจวดั

วนัละครั�ง

38

Boiler Water Standard(JIS B8223: P 1 Mpa,30 ER 60 kg/m2/h)

Parameter Standard Value

Feed Water

pH 5.8-9.0Total Hardness

1 mg/l

Boiler Water

pH 11.0-11.8Electrical Conductivity

4500 S/cm

TDS 3000 mg/lChloride ions

500 mg/l

P-Alkalinity 80-600 mg/lM-Alkalinity

100-800 mg/l

N2H4 0.1-1.0 mg/lSulfite ions 10-50 mg/lPhosphate ions

20-40 mg/l

39เวล�ของก�รเดินระบบ

คว�ม

เขม้ข

น้ของ

ส�รล

ะล�ย

กร�ฟคว�มเขม้ขน้ของส�รละล�ยในหมอ้ไอน้ำ��ในชว่งเวล�ต่�งๆ

เสน้ค่�เฉล่ีย

10.0

0 น.

10.1

0 น.

14.0

0 น.

40เวล�ของก�รเดินระบบ

คว�ม

เขม้ข

น้ของ

ส�รล

ะล�ย

กร�ฟคว�มเขม้ขน้ของส�รละล�ยในหมอ้ไอน้ำ��ในชว่งเวล�ต่�งๆ

เสน้ค่�เฉล่ีย

41

ตัวอย�่งร�ยง�นผลก�รตรวจวดัคณุภ�พน้ำ��

42

ก�รตรวจวดัปรมิ�ณน้ำ�� ต้ำ�แหน่งของก�รตรวจวดั

น้ำ��เติม , น้ำ��ป้อน

คว�มถ่ีของก�รตรวจวดั วนัละครั�ง

43

Boiler

Process

Steam

Make-Up Water

Condensate Water

Blow Down

Condensate Tank

M Feed Water Tank

M

(12)

(11)

(10)

(13)

(16)

44

ดัชนีชี�วดั (Bench Mark)1 .กระบวนก�รผลิตไอน้ำ��

อัตร�ก�รใชเ้ชื�อเพลิงต่อก�รผลิตไอน้ำ�� (ลิตรน้ำ��มนัเต�/ตันไอน้ำ�� หรอื ลิตร

น้ำ��มนัเต�/ลบ.ม.น้ำ��)2. กระบวนก�รน้ำ�ไอน้ำ��ไปใช้

ปรมิ�ณไอน้ำ��ต่อผลิตภัณฑ์ (ตันไอน้ำ��/ตันผลิตภัณฑ์)

45

เดือน

FW(m3)

BD(m3)

Steam

(ton)

Fuel(m3)

Fuel/Steam(m3/ton)

ม.ค. 3664

10602604

2315

088.9

ก.พ. 3112

10402072

1755

084.7

ม.ีค. 4123

12402883

2355

081.7

เม.ย. 3610

10402570

2660

103.5

พ.ค. 3380

11602220

2595

116.9

ม.ิย. 2917

12001717

1960

114.2

ก.ค. 2925

11801745

2040

116.9

ส.ค. 3267

12002067

1257

060.8

ตัวอย�่งขอ้มูลก�รใชเ้ชื�อเพลิงต่อก�รผลิตไอน้ำ��

หม�ยเหตุ : Boiler 10 ton/h, ใชข้ี�เลื่อยเป็นเชื�อเพลิง

ก�รน้ำ�น้ำ��คอนเดนเสทกลับม�ใชใ้หม่

47

ประโยชน์ของไอน้ำ��ควบแน่น (Condensate Water) ประหยดัน้ำ��เติมหมอ้ไอน้ำ�� ประหยดัเชื�อเพลิงจ�กก�รโบลว์ด�วน์ ประหยดัพลังง�นในก�รเพิม่อุณหภมูนิ้ำ��ป้อน

48

ตัวอย�่งก�รน้ำ�ไอน้ำ��ควบแน่นกลับม�ใชใ้หม ่ขอ้มูลระบบหมอ้ไอน้ำ�� ดังนี�คณุภ�พ (EC :

S/cm)ชนิดของน้ำ��

Make-Up

Cond.

Feed

B/D

ก่อนปรบัปรุง

708 - 708 6,000

หลังปรบัปรุง

708 40 416 6,000

หม�ยเหต ุ: EC of Blow Down Water 6,000 S/cm

49

ตัวอย�่งก�รน้ำ�ไอน้ำ��ควบแน่นกลับม�ใชใ้หม ่ขอ้มูลระบบหมอ้ไอน้ำ�� ดังนี�ปรมิ�ณ (m3/d)ชนิดของน้ำ��

Make-Up

Cond.

Feed

B/D Steam

ก่อนปรบัปรุง

39.75

- 39.75

4.69

35.06

หลังปรบัปรุง

14.50

25.25

39.75

2.75

37.00

หม�ยเหต ุ: Condensate Recovery = 63.5 %

B/D = ECFeed x Feed/ECB/D

Steam = Feed – B/D

50

ประหยดัน้ำ��เติมหมอ้ไอน้ำ��

ส�ม�รถลดค่�ใชจ้�่ยในก�รบ้ำ�บดัน้ำ��เติม = 378 Baht/d

หม�ยเหต ุ: ค่�ใชจ้�่ยในก�รบ้ำ�บดัน้ำ��เติม = 15 Baht/m3

ก่อนปรบัปรุง ค่�ใชจ้�่ย = (39.75 m3/d) x (15 บ�ท/m3) = 596 Baht/dหลังปรบัปรุง ค่�ใชจ้�่ย = (14.50 m3/d) x (15 บ�ท/m3) = 218 Baht/d

51

ประหยดัเชื�อเพลิงจ�กก�รโบลวด์�วน์

ส�ม�รถลดค่�ใชจ้�่ยในก�รโบลวด์�วน์ = 155 Baht/d

หม�ยเหต ุ: มูลค่�น้ำ��โบลวด์�วน์ = 80 Baht/m3

ก่อนปรบัปรุง ค่�ใชจ้�่ย = (4.69 m3) x (80

B/m3) = 375 Baht/dหลังปรบัปรุง

ค่�ใชจ้�่ย = (2.75 m3) x (80 B/m3) = 220 Baht/d

52

ประหยดัพลังง�นในก�รเพิม่อุณหภมูนิ้ำ��ป้อน

ส�ม�รถลดค่�ใชจ้�่ยในก�รเพิม่อุณหภมูนิ้ำ�� = 1,294 Baht/dหม�ยเหต ุ: ร�ค�น้ำ��เต�เกรด C = 8.0 Baht/l

อุณหภมูนิ้ำ��เติม = 30 Cอุณหภมูนิ้ำ��ป้อน = 30 C (ก่อนปรบัปรุง)อุณหภมูนิ้ำ��ป้อน = 68 C (หลังปรบัปรุง) อุณหภมูนิ้ำ��คอนเดนเสท = 90 C ค่�พลังง�น = (39.75 m3/d)(1 kcal/kg-c)(1,000 kg/m3)(38 c)

= 1,510,500 kcalค่�น้ำ��มนัเต� = (1,510,500 kcal)(8 Baht/l) = 1,294 Baht/d (9341kcal/l)

53

ลดค่�ใชจ้�่ยในก�รผลิตน้ำ��ป้อนหมอ้ไอน้ำ�� 378 บ�ท/วนั

ประหยดัค่�เชื�อเพลิงจ�กก�รโบลวด์�วน์ 1 55 บ�ท/วนั

ประหยดัพลังง�นในก�รเพิม่อุณหภมูนิ้ำ��ป้อน 1,294 บ�ท/วนั

ผลท่ีได้รบัจ�กก�รน้ำ�น้ำ��คอนเดนเสทกลับม�ใชใ้หม่

รวมประหยดัได้เท่�กับ 455100, บ�ท/ปี

54

บทสรุปสิง่ท่ีควรปฏิบติั1. Feed Water พจิ�รณ�แหล่งน้ำ��ท่ีมคีณุภ�พดี ควบคมุก�รท้ำ�ง�นของ Softener ให้ได้

ม�ตรฐ�น 2. Boiler Water ก�รควบคมุ คณุภ�พ Boiler Water ให้

อยูใ่นเกณฑ์ม�ตรฐ�น

55

บทสรุปสิง่ท่ีควรปฏิบติั (ต่อ)3. Condensate Water เปลี่ ยนจ�ก Direct Steam ม�เป็น

Indirect Steam พย�ย�มน้ำ� Condensate Water กลับ

ม�ให้ได้ม�กท่ีสดุ4. ตรวจสอบอุปกรณ์ต่�งๆ ท่อรัว่, ก�รหุ้มฉนวน, กับดักไอน้ำ��

(Steam Trap)

5. ดัชนีชี�วดั อัตร�ก�รใชเ้ชื�อเพลิงต่อก�รผลิตไอน้ำ�� อัตร�ก�รผลิตไอน้ำ��ต่อผลิตภัณฑ์