ข้อเสนอด้านเทคนิค โครงการ ...e-lib.dede.go.th/mm-data/Bib15311บทสรุป... · 2014-03-30 · 1. ระบบผลิตก๊าซเชื้อเพลิงชีวมวล

บทสรุปผู้บริหาร โครงการศึกษาแนวทางการพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในใชก้๊าซชีวมวล (Gas Engine)

มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี 1

บทสรุปผู้บริหาร

กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน ได้จัดท าโครงการศึกษาแนวทางการพัฒนา

เครื่องยนต์สันดาปภายในใช้ก๊าซชีวมวล (Gas Engine) ขึ้น เพ่ือรองรับการเติบโตของโรงไฟฟ้าขนาดเล็กมาก (VSPP) ที่ใช้ก๊าซชีวมวลเป็นเชื้อเพลิง โดยส่วนใหญ่จะใช้เครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลเป็นต้นก าลัง โดยมีมหาวิทยาลัยอุบลราชธานีเป็นที่ปรึกษา ซึ่งการด าเนินงานตลอดโครงการประกอบด้วยงาน/กิจกรรมสรุปได้ดังนี ้

1. การศึกษา รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล 2. แนวทางการศึกษาพัฒนาเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล 3. การออกแบบและจัดหาเครื่องมืออุปกรณ์ ส าหรับพัฒนาเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์

ก๊าซชีวมวล 4. การประกอบเครื่องยนต์และการเตรียมระบบผลิตก๊าซชีวมวล 5. การทดสอบเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล 6. แนวทางการพัฒนาเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล 7. ข้อควรระวังและวิธีบ ารุงรักษา 8. การประชุมสัมมนาเผยแพร่โครงการ

1. การศึกษา รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล

1.1 การใช้งานก๊าซชีวมวลในเครื่องยนต์สันดาปภายใน ระบบเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล เป็นเทคโนโลยีเก่าแก่ ที่ถูกลืมไปหลังจากราคาของเชื้อเพลิง

ฟอสซิลถูกลง และมีปริมาณการผลิตมากขึ้น เครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลนี้ ได้รับการคิดค้นและพัฒนามาเป็นเวลาหลายร้อยปี ซึ่งผ่านการยอมรับและพิสูจน์คุณค่าของตัวเทคโนโลยี โดยมีส่วนแก้ปัญหาวิกฤตการณ์น้ ามันขาดแคลนจากภาวะสงครามโลกครั้งที่ 2 ในช่วงเวลานั้น มีเครื่องยนต์จ านวนมากใช้ถ่านและไม้ฟืนเป็นเชื้อเพลิงแทนน้ ามัน ทั้งในการขนส่งและการทหาร

ก๊าซชีวมวลสามารถน ามาใช้กับเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบได้ โดยแบ่งตามลักษณะการใช้เชื้อเพลิงได้เป็น 2 ประเภท คือ การใช้ในรูปแบบเชื้อเพลิงเดี่ยว และการใช้ในรูปแบบเชื้อเพลิงร่วม ซึ่งมีรายละเอียดแตกต่างกันดังนี้



1.2 รูปแบบการใช้งานก๊าซชีวมวลในเครื่องยนต์สันดาปภายใน การใช้ในรูปแบบเชื้อเพลิงเดี่ยว 1) เครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยประกายไฟที่ใช้ก๊าซชีวมวลเป็นเชื้อเพลิง ดัดแปลงได้จาก

เครื่องยนต์เบนซินและเครื่องยนต์ดีเซล สิ่งจ าเป็นที่ต้องมีการปรับปรุงมีดังนี้ (1) ติดตั้งอุปกรณ์ผสมก๊าซเชื้อเพลิงกับอากาศ (Gas Mixer) ที่บริเวณท่อร่วมไอดี (2) ติดตั้งวาล์วปรับอัตราการไหลของก๊าซ เพื่อที่จะควบคุมปริมาณก๊าซและอากาศใน

อัตราส่วนที่เหมาะสม (3) ปรับองศาจุดระเบิด ให้ เหมาะสมกับ เชื้ อ เพลิ ง และอัตราส่ วนการ อัด

(Compression ratio) (4) เพ่ิมค่าอัตราส่วนการอัด ถ้าเป็นไปได้ควรเพ่ิมอัตราส่วนการอัดให้สูงขึ้นเพ่ือเพ่ิม

ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์

2) กรณีดัดแปลงจากเครื่องยนต์ดีเซล ต้องท าการดัดแปลงเครื่องยนต์ดังนี้ (1) ติดตั้งอุปกรณ์ผสมก๊าซเชื้อเพลิงกับอากาศ (Gas Mixer) ที่บริเวณท่อร่วมไอดี

บริเวณหน้าลิ้นปีกผีเสื้อเพ่ือผสมอากาศกับเชื้อเพลิง (2) ติดตั้งลิ้นปีกผีเสื้อ (Throttle Valve) เพ่ือใช้ควบคุมอัตราการไหลของไอดี (3) ติดตั้งวาล์วปรับอัตราการไหลของก๊าซ เพ่ือควบคุมปริมาณก๊าซและอากาศใน

อัตราส่วนที่เหมาะสม (4) ถอดหัวฉีดดีเซลออกแล้วติดตั้งหัวเทียนแทนเพ่ือจุดระเบิด และติดตั้งระบบจุด

ระเบิดใหม่เข้าไป การใช้งานในรูปแบบเชื้อเพลิงร่วม เครื่องยนต์เชื้อเพลิงร่วม (Dual-Fuel Engine) เป็นเครื่องยนต์ที่ใช้น้ ามันดีเซลเป็น

เชื้อเพลิงร่วมกับก๊าซชีวมวล ท างานโดยผสมก๊าซชีวมวลกับอากาศให้อัตราส่วนที่เหมาะสม แล้วจ่ายเข้าทางไอดีของเครื่องยนต์ จากนั้นหัวฉีดดีเซลจะฉีดน้ ามันดีเซลปริมาณเพียงเล็กน้อย เพ่ือให้น้ ามันดีเซลเป็นตัวเริ่มการเผาไหม้ จากนั้นก็จะเผาไหม้ก๊าซชีวมวลต่อไป มีข้อดีคือสามารถดัดแปลงเครื่องให้มาใช้กับก๊าซชีวภาพได้ง่าย สามารถเดินเครื่องดีเซลเพียงอย่างเดียวหรือใช้ร่วมกับก๊าซชีวมวลก็ได้

1.3 การวิจัยพัฒนาเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลในต่างประเทศ สาระท่ีส าคัญมีดังนี้

การใช้ก๊าซชีวมวลในเครื่องยนต์สันดาปภายใน ที่อัตราส่วนการอัดสูง (17:1) ไม่พบการน็อกเกิดขึ้น



ประสิทธิภาพเครื่องยนต์สูงกว่า 30% ให้ก าลังงานออกมาน้อยกว่าเครื่องยนต์ดีเซลประมาณ 16% ที่ CR=17:1 และ 26% ที่ CR=11:1

ในแต่ละอัตราส่วนการอัดมี องศาจุดระเบิดที่เหมาะสมต่างกัน โดยที่อัตราส่วนการอัดต่ า จะต้องตั้งองศาจุดเบิดล่วงหน้ามากกว่าอัตราส่วนการอัดที่สูงกว่า เพื่อให้ได้ก าลังสูงสุด

ความดันสูงสุดในกระบอกสูบต่ ากว่าการใช้ในรูปแบบดีเซล ซึ่งสามารถพิจารณาได้ว่า เครื่องยนต์มีโอกาสในการสึกหรอ และเสียหายจากแรงอัดน้อยกว่า

จากการวัดมลพิษ พบว่า NOx และ CO ต่ ากว่าการใช้น้ ามันดีเซลและน้ ามันเบนซิน จึงเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

การวัดการสึกหรอของเครื่องยนต์หลังจากใช้งาน 5,000 ชั่วโมง พบว่า มีการสึกหรออยู่ในระดับปกติด เช่นเดียวกันกับเครื่องยนต์ที่ใช้ก๊าซธรรมชาติ

มีการพัฒนาคาร์บูเรเตอร์ที่ใช้ส าหรับก๊าซชีวมวลโดยเฉพาะดังรูปที่ 1

รูปที่ 1 คาร์บูเรเตอร์ที่ออกแบบขึ้นส าหรับเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลโดยเฉพาะ

1.4 เครื่องยนต์สเตอร์ลิง เครื่องยนต์สเตอร์ลิงเป็นอุปกรณ์ที่น่าสนใจ ปลายด้านหนึ่งของกระบอกสูบถูกท าให้ร้อน

ปลายที่เหลือรักษาไว้ให้เย็น งานที่เอาไปใช้ประโยชน์ได้มาจากการหมุนของเพลาเครื่องยนต์สเตอร์ลิงเป็นเครื่องยนต์ระบบปิด ไม่มีการดูดไอดี (Intake) และ ปล่อยไอเสีย (Exhaust) ความร้อนถูกป้อนจากภายนอก อะไรก็ตามที่สามารถเผาและให้ความร้อนได้จะใช้เพ่ือให้เครื่องยนต์สเตอร์ลิงท างาน เช่น ถ่านหิน ไม้ ฟางข้าว แกลบ ก๊าซโซลีน แอลกอฮอล์ ก๊าซธรรมชาติ ก๊าซมีเธน และอ่ืน ๆ เครื่องยนต์สเตอร์ลิงไม่ต้องการการเผาไหม้ ความร้อนเท่านั้นที่สามารถท าให้เครื่องยนต์สเตอร์ลิงสามารถท างานได้ ความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์ ความร้อนใต้พิภพ และความร้อนเหลือทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม สามารถน ามาใช้กับเครื่องยนต์สเตอร์ลิงได้ ก าลังจากเครื่องยนต์สเตอร์ลิงสามารถใช้ขับเครื่องก าเนิดไฟฟ้าหรือจักรกลอ่ืน ๆ



2. แนวทางการศึกษาพัฒนาเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล

2.1 การทดสอบเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล ระบบผลิตไฟฟ้าจากก๊าซเชื้อเพลิงชีวมวลนั้นสามารถแยกได้เป็นระบบย่อย 2 ระบบ คือ

ระบบผลิตก๊าซเชื้อเพลิงชีวมวลและระบบผลิตไฟฟ้า ซึ่งการทดสอบในแต่ละระบบจะมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

1. ระบบผลิตก๊าซเชื้อเพลิงชีวมวล (Gasification system) ระบบผลิตก๊าซเชื้อเพลิงชีวมวลเป็นระบบที่ท าหน้าที่แปลงวัตถุดิบที่เป็นชีวมวล ให้ได้

ก๊าซเชื้อเพลิงชีวมวล (Producer gas) ผ่านทางกระบวนการทางเคมีความร้อน (Thermo chemical process) ดังรูปที่ 2

รูปที่ 2 แสดงกระบวนการของระบบผลิตก๊าซเชื้อเพลิงชีวมวล

โดยประสิทธิภาพของชุดเครื่องก าเนิดไฟฟ้าจะนิยามโดย พลังงานไฟฟ้าที่ได้จากเครื่องก าเนิดไฟฟ้าต่อพลังงานที่ได้จากก๊าซชีวมวล ดังสมการที่ 1

.100%e

Genset

g g

P

Q H

(1)

โดยที่ Genset คือ ประสิทธิภาพของชุดเครื่องก าเนิดไฟฟ้า (%) (เชิงความร้อน) eP คือ ก าลังไฟฟ้าที่ได้ (kWe) gH คือ ค่าความร้อนของก๊าซเชื้อเพลิงชีวมวลที่ออกจากระบบ (kJ/m3) gQ คือ อัตราการไหลเชิงปริมาตรของก๊าซเชื้อเพลิงชีวมวลที่ออกจากระบบ (m3/s)

ชีวมวล

ระบบผลติก๊าซเชือ้เพลงิชีวมวล

ก๊าซเชือ้เพลงิชีวมวล



2.2 เครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลมาตรฐาน ในส่วนของเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลมาตรฐานที่ปรึกษามีแนวทางในการด าเนินงานตาม

ขั้นตอนดังต่อไปนี้ 1. ด าเนินการส ารวจบริษัทผู้ผลิตเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล ที่ได้รับการยอมรับจากลูกค้าและ

ได้รับมาตรฐานการผลิตที่ยอมรับโดยสากล โดยที่ปรึกษาได้ด าเนินการคัดเลือกเพ่ือให้ พพ. พิจารณา 3 ยี่ห้อ ได้แก่ ยี่ห้อ Shandong Lvhuan ยี่ห้อ Zengzou Yodang และยี่ห้อ Sheng Dong โดยมีข้อมูลของเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลของผู้ผลิตแต่ละรายดังตารางที่ 1 ตารางท่ี 1 ตารางเปรียบเทียบรายละเอียดข้อมูลจ าเพาะของเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล

รายการ Shanding Lvhuan Zengzou Yodang Sheng Dong Model Number LHBMG100 YD120 100GF-RFm

Prime Power/Standby power

80kW/100kW 96kW/120kW 100kW

Rate speed (rpm) 1,500 1,500 1,000 Heat consumption ≤9.8 MJ/kW-h ≤9.8 MJ/ kW-h ≤16.5 MJ/ kW-h Engine Capacity 12.9 L 25.8 L 21.5 L Cylinder Number 6 12-V 4 Starting system DC 24 V electric motor DC 24 V electric motor DC 24 V electric motor Cooling method Water cooler Water cooler Water cooler Lubricant method Passive and flying

lubricant Passive and flying

lubricant Passive and flying

lubricant Manufacture of China China China

2. จากการเปรียบเทียบข้อมูลจ าเพาะ พบว่าในขนาดก าลังงานเท่ากันเครื่องยนต์ยี่ห้อ Shanding Lvhuan มีขนาดปริมาตรต่ าที่สุด และมีขนาดใกล้เคียงกับการค านวณ ดังนั้น ในเบื้องต้นยี่ห้อดังกล่าวจึงมีความเหมาะสมมากที่สุด

3. ด าเนินการน าเสนอข้อมูลจ าเพาะของเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลที่จะจัดหาให้ พพ.พิจารณา โดยพิจารณาจากข้อมูลจากข้อที่ 2

4. ด าเนินการจัดหาและประกอบเข้ากับเครื่องก าเนิดไฟฟ้า เพื่อด าเนินการทดสอบต่อไป



2.3 แนวทางทดสอบเครื่องก าเนิดไฟฟ้า เมื่อด าเนินการจัดเตรียมเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลแล้วเสร็จ ที่ปรึกษาจะท าการประกอบ

เครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลทั้ง 2 เข้ากับเครื่องก าเนิดไฟฟ้าที่ได้จัดเตรียมไว้ โดยมีฐานรองรับที่แข็งแรง รวมทั้งเชื่อมต่อสายไฟเข้ากับตู้ควบคุมทางไฟฟ้า และท าการตรวจสอบความเรียบร้อย โดยค านึงถึงมาตรฐานทางวิศวกรรมและความปลอดภัย ทั้งนี้หลังจากตรวจสอบความเรียบร้อยเสร็จสิ้นแล้วที่ปรึกษาก็จะด าเนินการทดสอบ โดยวัดก าลังไฟฟ้าที่ผลิตได้ อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจ าเพาะ ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเครื่องยนต์ ก๊าซมลพิษจากไอเสียของเครื่องยนต์ และท าสอบการจ่ายไฟฟ้าเข้าสู่สายส่งของการไฟฟ้า 3. การออกแบบและจัดหาเครื่องมืออุปกรณ์ ส าหรับพัฒนาเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีว-มวล

3.1 การค านวณหาขนาดของอุปกรณ์ในระบบผลิตไฟฟ้าโดยเครื่องยนต์สันดาปภายในใช้ก๊าซชีวมวล

ตามขอบเขตการด าเนินงานใน TOR ข้อ 1.4.3 ที่ปรึกษาจึงได้ค านวณหาขนาดของอุปกรณ์หลัก ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้

1) เงื่อนไขในการออกแบบ ส าหรับเงื่อนไขการออกแบบระบบผลิตก๊าซชีวมวลเพ่ือให้มีความเหมาะสมทั้งในด้าน

ขนาด และคุณสมบัติของก๊าซที่ผลิตได้ โดยเงื่อนไขของก๊าซชีวมวลส าหรับเครื่องยนต์สันดาปภายใน ดังนี้ 1. ขนาดก าลังไฟฟ้าออกแบบเท่ากับ 75 kVA 2. คุณสมบัติของก๊าซชีวมวลที่ใช้ออกแบบประกอบด้วย CO 21 %, H2 12 %, CH4

0.5 %, CO2 9.7 % และ N2 52 % 3. ค่าความร้อนออกแบบของก๊าซชีวมวลเท่ากับ 4.5 MJ/Nm3 4. ทาร์ที่ยอมรับได้สูงสุด เท่ากับ 100 mg/Nm3 5. อุณหภูมิก๊าซก่อนเข้าเครื่องยนต์ต้องไม่เกิน 40 องศาเซลเซียส 6. ออกแบบที่ค่า อัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิง (A/F ratio) ในเท่ากับ 1

2) การค านวณหาก าลังของเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลส าหรับขับเครื่องก าเนิดไฟฟ้า ผลการค านวณพบว่าเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าขนาด 75 kVA

จะต้องมีขนาดก าลังทางกลสูงสุดเท่ากับ 83.33 kW

3) การค านวณหาอัตราการไหลของก๊าซชีวมวลส าหรับเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล ผลการค านวณโดยใช้ค่าความร้อนก๊าซชีวมวลที่ใช้ในการค านวณออกแบบ ( gH )

เท่ากับ 4.5 MJ/Nm3 จะได้อัตราการไหล ของก๊าซเท่ากับ 223.2 Nm3/hr



4) การค านวณปริมาตรกระบอกสูบของเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล ที่อัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิง (A/F ratio) ในช่วง 0.9 -1.2 ผลการค านวณพบว่า

เครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลที่จะน ามาใช้ต้องมีขนาดไม่น้อยกว่า 11,022 cc.

3.2 การจัดหาเครื่องมือ อุปกรณ์ จากการค านวณและเลือกอุปกรณ์ ตามที่ได้แสดงไว้ข้างต้น ที่ปรึกษาได้ด าเนินการจัดหา

เครื่องมือและอุปกรณ์ ส าหรับใช้ในการพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในใช้ก๊าซชีวมวล โดยเป็นอุปกรณ์ที่มีมาตรฐาน และได้รับความเห็นชอบจาก พพ. โดยมีรายละเอียดดังนี้

1. เครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลมาตรฐาน เครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลที่เลือกในโครงการนี้คือเครื่องยนต์ รุ่น LHBMG 100 ของบริษัท

Shangdong Lvhuan Power Equipment มีรายละเอียดคุณสมบัติดังตารางที่ 2 โดยเครื่องยนต์ดังกล่าวมีลักษณะดังรูป 3

ตารางท่ี 2 คุณสมบัติของเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลรุ่น LHBMG 100

No. Item Specification 1 Engine capacity 12.9 L 2 Cylinder number 6 3 Cylinder bore 135 mm. 4 Stroke 150 mm. 5 Cooling method Water cooled 6 Heat consumption < 9.8 MJ/kW-h 7 Starting system 24 v DC electric motor



รูปที่ 3 เครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลรุ่น LHBMG 100

2. เครื่องก าเนิดไฟฟ้าชนิด Synchronous Generator ที่ปรึกษาได้ด าเนินการคัดเลือกและจัดหาเครื่องก าเนิดไฟฟ้า ชนิด Synchronous

Generator ขนาดไม่ต่ ากว่า 75 kVA.3 เฟส แรงดัน 400/230 V. Brushless Excitation พร้อม PMG และ AVR ชนิดที่มี Var Controller โดยเลือกเป็นรุ่น XC250LA โดยมีคุณสมบัติดังตารางที่ 3 และรายละเอียดดังรูปที่ 4

ตารางท่ี 3 คุณสมบัติของเครื่องก าเนิดไฟฟ้า ชนิด Synchronous Generator รุ่น XC250LA

No. Item Specification 1 Maximum KVA 50/60 Hz 100/80 2 Insulation Class NEMA Class H 3 Short circuit current capacity 300 % 4 Efficiency 89.3 5 Unbalanced Magnetic Pull (kN/mm) 14.34



รูปที่ 4 เครื่องก าเนิดไฟฟ้า ชนิด Synchronous Generator

3. เครื่องก าเนิดไฟฟ้าชนิด Induction Generator ปรึกษาได้ด าเนินการคัดเลือกและจัดหาเครื่องก าเนิดไฟฟ้า ชนิด Induction

Generator เป็น ยี่ห้อ Hascon รุ่น 250 M-4 โดยมีคุณสมบัติดังตารางที่ 4 และรายละเอียดดังรูปที่ 5

ตารางท่ี 4 คุณสมบัติของเครื่องก าเนิดไฟฟ้า ชนิด Induction Generator รุ่น 250 M-4

No. Item Specification 1 Rating HP 50 Hz 100 HP 2 Full load speed 1480 rpm 3 Efficiency at 100 % Load 94.0 % 4 Power factor 0.89

รูปที่ 5 เครื่องก าเนิดไฟฟ้า ชนิด Induction Generator



4. ตู้ควบคุมทางไฟฟ้าส าหรับเครื่องยนต์และเครื่องก าเนิดไฟฟ้า Synchronous generator และ Induction Generator

ที่ปรึกษาได้ด านินการออกแบบตู้ควบคุมทางไฟฟ้าส าหรับเครื่องยนต์ตามขอบเขตงานข้อ 4.3 (1) และเครื่องก าเนิดไฟฟ้าตามข้อ 4.3 (2) และ 4.3 (3) โดยมีอุปกรณ์ป้องกันและอุปกรณ์ปลดสับเป็นไปตามมาตรฐาน VSPP มีมิเตอร์แสดงสถานภาพทางไฟฟ้า ได้แก่ Volt, Amp, Watt, kWh, kVA, kVar, Pf, Hz และสามารถแสดงสถานภาพการท างานของเครื่องยนต์ โดยตู้ควบคุมทางไฟฟ้าจะต้องสามารถจ่ายไฟฟ้าทั้งแบบ Isolation และ Synchronization โดยมีอุปกรณ์หลักในการควบคุมระบบผลิตไฟฟ้าจากก๊าซชีวมวลดังนี้

1) อุปกรณ์ควบคุมการท างานของเครื่องก าเนิดไฟฟ้า ของเครื่องก าเนิดไฟฟ้าแบบ Synchronous generator

ในการควบคุมการท างานของชุดเครื่องก าเนิดไฟฟ้าแบบ synchronous generator จะใช้ Gen set coltroller รุ่น Minco 820B ในการควบคุมโดยอุปกรณ์ดังกล่าว เป็นอุปกรณ์ที่ท างานด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ ท าหน้าที่ในการเป็นอุปกรณ์ป้องกันระบบ (Protection) และระบบแสดงผลที่วัดค่าต่าง ๆ ในระบบ (Monitoring)

2) อุปกรณ์ควบคุมการท างานของเครื่องก าเนิดไฟฟ้า ของเครื่องก าเนิดไฟฟ้าแบบ Induction generator

ในการควบคุมการท างานของชุดเครื่องก าเนิดไฟฟ้าแบบ induction generator จะใช้ Gen set coltroller รุ่น Minco 820B ในการควบคุมโดยอุปกรณ์ดังกล่าว เป็นอุปกรณ์ที่ท างานด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ ท าหน้าที่ในการเป็นอุปกรณ์ป้องกันระบบ (Protection) และระบบแสดงผลที่วัดค่าต่าง ๆ ในระบบ (Monitoring) ร่วมกับ Multi function relay generator protection ยี่ห้อ Woodward MFR-13

ทั้งนี้แบบตู้ควบคุมทางไฟฟ้ามีรายละเอียดในภาคผนวก ช และ ภาคผนวก ซ ในรายงานฉบับสมบูรณ์ โดยมีลักษณะดังรูปที่ 6

รูปที่ 6 ตู้ควบคุมทางไฟฟ้า



4. การประกอบเครื่องยนต์และการเตรียมระบบผลิตก๊าซชีวมวล 4.1 การประกอบเครื่องยนต์เข้ากับเครื่องก าเนิดไฟฟ้า

เพ่ือให้การประกอบเครื่องยนต์เข้ากับเครื่องก าเนิดไฟฟ้ามีความมั่นคงแข็งแรง และเป็นไปตามมาตรฐาน ที่ปรึกษาได้มอบหมายให้บริษัท ซีนิกซ์ อิเล็กเท็ค จ ากัด ซึ่งเป็นผู้ประกอบการที่มีความเชี่ยวชาญและมีประสบการณ์ในการประกอบและติดตั้งเครื่องก าเนิดไฟฟ้าภายในประเทศ เป็นผู้ประกอบเครื่องยนต์เข้ากับเครื่องก าเนิดไฟฟ้าทั้ง 2 เครื่อง ดังแสดงในรูปที่ 7

รูปที่ 7 การประกอบเครื่องยนต์เข้ากับเครื่องก าเนิดไฟฟ้าที่บริษัท ซีนิกซ์ อิเล็กเท็ค จ ากัด

ภายหลังจากท่ีได้ท า Balance, alignment และประกอบเครื่องยนต์กับเครื่องก าเนิดไฟฟ้าจากโรงงานแล้ว ที่ปรึกษาได้เคลื่อนย้ายเครื่องยนต์ทั้ง 2 เครื่อง ไปด าเนินการติดตั้งและทดสอบที่ศูนย์เชื้อเพลิงและพลังงานจากชีวมวล จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย จังหวัดสระบุรี ดังแสดงในรูปที่ 8

รูปที่ 8 การเคลื่อนย้ายและติดตั้งเครื่องยนต์ทดสอบที่ ศูนย์เชื้อเพลิงและพลังงานจากชีวมวล



นอกจากการติดตั้งและทดสอบแล้ว ในการศึกษานี้ ที่ปรึกษาได้พัฒนาระบบผสมก๊าซกับอากาศ (Air-gas mixer) ขึ้นด้วย เพ่ือให้เหมาะสมกับ สัดส่วนเชื้อเพลิงต่ออากาศ (A/F ratio) ทางทฤษฎี ซึ่งอยู่ระหว่าง 0.9 – 1.2 ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบก๊าซ โดยออกแบบเป็น Venturi mixer ที่มี Area ratio ที่เหมาะสม และสร้างต้นแบบเพ่ือทดสอบ ดังแสดงในรูปที่ 9 ซึ่งจากการทดสอบพบว่า Air-gas mixer สามารถใช้งานได้ดีและเหมาะสมกับก๊าซชีวมวล ช่วยให้เครื่องยนต์เดินเครื่องได้เต็มก าลัง

รูปที่ 9 การติดตั้งเครื่องยนต์และเชื่อมต่อท่อก๊าซเข้ากับเครื่องยนต์

4.2 การจัดเตรียมระบบผลิตก๊าซชีวมวล ที่ปรึกษาได้ด าเนินการเตรียมระบบผลิตก๊าซชีวมวลที่เพียงพอและเหมาะสมกับเครื่องยนต์

พร้อมระบบท าความสะอาดก๊าซที่ได้คุณภาพเหมาะกับการใช้งานกับเครื่องยนต์ ตามข้อก าหนดของผู้ผลิต พร้อมส่งตัวอย่างก๊าซไปวิเคราะห์เพื่อหาองค์ประกอบและค่าความร้อน โดยมีรายละเอียดต่าง ๆ ดังนี้

4.2.1 ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับระบบผลิตก๊าซชีวมวล ระบบผลิตก๊าซชีวมวลที่ ใช้ในโครงการนี้ที่ปรึกษาได้รับความร่วมมือจากศูนย์

เชื้อเพลิงและพลังงานจากชีวมวล จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย จังหวัดสระบุรี ซึ่งมีข้อมูลทางด้านเทคนิคดังแสดงในตารางที่ 5 และมีส่วนประกอบต่าง ๆ ดังแสดงในรูปที่ 10 และล าดับการเดินเครื่องดังรูปที่ 11

ตารางท่ี 5 Technical specifications ของระบบผลิตก๊าซชีวมวล

Model CPW 120 G Producer Chanderpur works, India Rated Capacity 100 kWe Gasifier type Down draft Rated gas flow 300 Nm3/hr Avg. gas calorific value (Min.) 1000-1050 kcal/Nm3



ตารางท่ี 5 Technical specifications ของระบบผลิตก๊าซชีวมวล

Fuel storage capacity 500 kg Ash storage and removal Wet ash removal with continue online

discharge Start up and operation Through electrical blower and ignition torch Fuel type and size Wood pieces maximum size should not

exceed 4”x4”x4” Permissible moisture content 15-20% Maximum Biomass charging Munually Biomass consumption 120 kg/hr Typical conversion efficiency 70-75% Typical gas composition (by volume) CO 19±3%, H2 18±2%, CO2, 10±3%, CH4 up

to 3%, N2 50% Power requirement for gasifier 10% on avg. basis Type of blower Centrifugal type Grate shaking mechanism Motorized rotating grate with 2 HP motor

รูปที่ 10 แผนภาพแสดงส่วนประกอบต่าง ๆ ของระบบผลิตก๊าซชีวมวล



รูปที่ 11 ล าดับขั้นตอนการเดินระบบผลิตก๊าซชีวมวล

4.2.2 การทดสอบระบบผลิตก๊าซชีวมวล ที่ปรึกษาได้ด าเนินการทดสอบระบบผลิตก๊าซชีวมวล เพ่ือเตรียมพร้อมส าหรับ

การทดสอบกับเครื่องยนต์ของโครงการ โดยมีรายละเอียดการทดสอบดังนี้ 1) วิธีการทดสอบ (อุปกรณ์และวิธีการวัด)

Biomass consumption วัดด้วยวิธี Top up โดยชั่งน้ าหนักเชื้อเพลิง ด้วยตาชั่ง ก่อนเติมเข้าไปในตัวเตา แล้วเติมเชื้อเพลิงจนกระทั่งเต็มเตา แล้วบันทึกค่าไว้

อัตราการไหลของก๊าซ วัดด้วย Venturi & manometer

Gas composition: เก็บตัวอย่างก๊าซใส่ถุงเก็บก๊าซ ไปวิเคราะห์ด้วย GC

Tar and Particulate: วัดโดยการดูดตัวอย่างก๊าซผ่านกระดาษกรองและสารละลาย แล้วน าไปอบแห้ง ชั่งน้ าหนัก

อุณหภูมิจุดต่าง ๆ ภายในระบบผลิตก๊าซ วัดโดยใช้เทอร์โมคับเปิลที่ติดตั้งไว้

นอกจากนี้ยังมีการสังเกต ความสกปรกของน้ า, ฝุ่น, ผ้ากรอง ด้วย ดังแสดงในรูปที่ 12



รูปที่ 12 การทดสอบระบบผลิตก๊าซชีวมวล

2) ผลการทดสอบ จากผลการวัดค่าต่าง ๆ ระหว่างการทดสอบ สามารถวิเคราะห์ผลการทดสอบได้ดังนี้

(1) ผลการตรวจวัดอุณหภูมิจุดต่าง ๆ จากรูปที่ 13 ซึ่งแสดงอุณหภูมิ ณ จุดต่าง ๆ ภายในระบบผลิตก๊าซชีวมวล พบว่า

อุณหภูมิ ณ จุดต่าง ๆ จะเข้าสู่สภาวะคงที่ หลังจากเวลาผ่านไปประมาณ 100 นาที ดังนั้นเวลาที่เหมาะสมในการใช้งานและการเก็บตัวอย่างก๊าซเพ่ือวัดค่าองค์ประกอบก๊าซควรเก็บภายหลังจากเดินระบบผลิตก๊าซชีวมวลไปแล้วประมาณ 2 ชั่วโมง



รูปที่ 13 อุณหภูมิ ณ จุดต่าง ๆ ภายในระบบผลิตก๊าซชีวมวล

(2) ผลการวัดองค์ประกอบก๊าซและค่าความร้อน

ค่าองค์ประกอบก๊าซท่ีวัดได้แสดงในตารางที่ เมื่อน าองค์ประกอบก๊าซที่วัดได้มาวิเคราะห์ค่าความร้อนจะได้ค่าอยู่ระหว่าง 4.5 – 5.8 MJ/m3 ซึ่งเป็นค่าโดยประมาณของระบบผลิตก๊าซชีวมวล ที่ใช้ไม้เป็นเชื้อเพลิงและใช้อากาศเป็นตัวท าปฎิกิริยา ตารางท่ี 6 องค์ประกอบก๊าซชีวมวลที่ได้จากการวัดด้วยเครื่อง GC

Gas % องค์ประกอบ

CO 17-20 %

H2 12-14 %

CH4 1.2-6 %

C02 6-7%

N2 50-54 %

0 50 100 150 200 250 300

Tem

pera

ture

( C)

Time (min)

Gas out Air in Cyclone in

Cyclone out Venturi scrubber Buffer tank



(3) สรุปผลการทดสอบอ่ืน ๆ ดังตารางที่ 7

ตารางท่ี 7 ค่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ จากการตรวจวัดและวิเคราะห์ รายละเอียดการตรวจวัด ค่าการตรวจวัด

อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง 110 – 130 kg/hr อัตราการไหลของก๊าซชีวมวล 290 – 320 m3/hr ประสิทธิภาพเชิงความร้อน 70 – 75% Tar 24 – 30 mg/m3

Particulate matter 0.002 – 0.034 mg/m3

5. การทดสอบเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล

5.1 เงื่อนไขการทดสอบ

เพ่ือให้การทดลองสอดคล้องกับขอบเขตการด าเนินงาน และได้ข้อมูลเพียงพอที่จะน ามาใช้พัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในใช้ก๊าซชีวมวล ที่ปรึกษาได้ออกแบบการทดลองและวางเงื่อนไขการทดลองไว้ดังนี้

1) ทดสอบเครื่องก าเนิดไฟฟ้าที่ภาระทางไฟฟ้า 25%, 50%, 75% และ 100% ในกรณีการทดสอบ Synchronous generator 100% หมายถึง 75 kVA ส่วน กรณี Induction generator 100% หมายถึง 75 แรงม้า

2) ภาระทางไฟฟ้าที่ใช้ในการทดสอบ Synchronous generator จะใช้อ่างน้ าเกลือ (Salt bath dummy load) เป็นภาระจ าลอง ส่วนการทดสอบ Induction generator จะใช้การจ่ายไฟฟ้าเข้าระบบของการไฟฟ้าแล้วปรับภาระโดยการปรับปริมาณเชื้อเพลิง ด้วยวาล์วปีกผีเสื้อที่อยู่ในเครื่องยนต์ซึ่งถูกควบคุมด้วย speed adjuster ที่ติดตั้งท่ีตู้ควบคุมทางไฟฟ้า

3) การทดสอบการจ่ายไฟฟ้าเข้าระบบสายส่งการไฟฟ้า (Synchronization) จะทดสอบจ่ายไฟฟ้า 100% ที่ผลิตได้เป็นระยะเวลา 6 ชั่วโมง เพ่ือทดสอบชุด Synchronizer ว่าสามารถสั่งจ่ายไฟฟ้าเข้าระบบได้หรือไม่ และระบบ Protection ท างานได้ตามก าหนดหรือไม่ โดยในที่นี้จะไม่เก็บข้อมูลอัตราการสิ้นเปลืองก๊าซ และมลพิษ

4) ค่าท่ีท าการตรวจวัดได้แก่ อัตราการไหลของก๊าซ, ก าลังไฟฟ้าที่จ่าย, มลพิษจากไอเสีย 5) ทดสอบการ Start/Stop แบบต่าง ๆ 6) วิเคราะห์ประสิทธิภาพเชิงความร้อนรวมของระบบ (Overall thermal efficiency,

gas to electricity) 7) ตรวจสอบสภาพน้ ามันเครื่อง, หัวเทียน, กรองอากาศ ต่าง ๆ



5.3 ผลการทดสอบ

5.3.1 ประสิทธิภาพเชิงความร้อนรวม เมื่อน าค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนรวมในแต่ละภาระ มาเขียนเป็นกราฟแสดง

แนวโน้มจะได้ดังรูปที่ 14 ซึ่งสามารถอธิบายได้ว่า ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์จะมีแนวโน้มเพ่ิมขึ้นเมื่อภาระเพ่ิมข้ึน และประสิทธิภาพโดยรวมของเครื่องยนต์ที่ติดตั้งเครื่องก าเนิดไฟฟ้าแบบ Synchronous จะมีประสิทธิภาพสูงกว่าแบบ Induction generator ประสิทธิภาพสูงสุดที่วัดได้ของเครื่องยนต์ที่ต่อกับ Synchronous generator ค านวณได้ 20% ที่ภาระทางไฟฟ้า 75% ส่วนประสิทธิภาพเชิงความร้อนรวมสูงสุดของเครื่องยนต์ต่อกับ Induction generator ค านวณได้ประมาณ 17.6% ที่ภาระ 100%

แต่เนื่องจากเครื่องยนต์ทั้งสองเครื่องเป็นรุ่นเดียวกัน มีขนาดและอุปกรณ์ต่าง ๆ ติดตั้งเหมือนกัน ต่างกันเพียงเครื่องก าเนิดไฟฟ้าที่ติดตั้งเข้าไป แสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพของเครื่องก าเนิดไฟฟ้าทั้งสองชนิดเมื่อใช้งานจริงมีประสิทธิภาพต่างกัน

รูปที่ 14 ประสิทธิภาพเชิงความร้อนโดยรวมของระบบผลิตไฟฟ้าด้วยก๊าซชีวมวล

5.3.2 อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจ าเพาะ เมื่อน าอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงเทียบกับปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้ต่อชั่วโมง มา

ค านวณหาอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจ าเพาะ และเขียนเป็นกราฟแสดงความสัมพันธ์ จะสามารถอธิบายได้ว่า เมื่อภาระทางไฟฟ้าเพ่ิมขึ้น อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจ าเพาะจะลดลง และค่าอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจ าเพาะต่ าสุดที่ค านวณได้คือประมาณ 1.4-1.5 kg/kWh ซึ่งใกล้เคียงกับระบบผลิต

Over

all E

fficie

ncy (

%)

Power (kW)

SynchronousInduction



ไฟฟ้าด้วยก๊าซชีวมวลที่ใช้ไม้เป็นเชื้อเพลิงในเตาผลิตก๊าซแบบ Downdraft gasifier ที่ใช้อากาศเป็นตัวท าปฏิกิริยา ทั่ว ๆ ไป

รูปที่ 15 อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจ าเพาะ ของเครื่องยนต์

5.3.3 มลพิษจากเครื่องยนต์ จากผลการวัดก๊าซไอเสียจากเครื่องยนต์ เมื่อน ามาเขียนเป็นกราฟ ดังรูปที่ 16

แสดงให้เห็นว่า ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์จากเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลค่อนข้างต่ ามาก เมื่อเทียบกับการใช้น้ ามันก๊าซโซลีนเป็นเชื้อเพลิงซึ่งโดยทั่วไปมีค่าสูงกว่า 1% ทั้งนี้อาจเกิดจากก๊าซชีวมวลมีสถานะเป็นก๊าซสามารถผสมเข้ากันเป็นอย่างดีกับอากาศภายใน Mixer ท าให้การเผาไหม้เป็นไปอย่างทั่วถึงสมบูรณ์กว่า ส่วนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่วัดได้มีแนวโน้มสูงขึ้นเมื่อภาระเพ่ิมขึ้น ซึ่งแสดงให้เห็นว่า ที่ภาระสูงกว่ามีการเผาไหม้ท่ีสมบูรณ์กว่า ส่งผลให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของระบบสูงขึ้น และลดอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจ าเพาะลงด้วย

รูปที่ 16 CO และ CO2 จากไอเสียเครื่องยนต์

Biom

ass c

onsu

mpt

ion

(kg/kW

h)

Power (kW)


CO (%

)

Power (kW)


CO2 (

%)

Power (kW)




5.3.4 ผลการทดสอบเชื่อมโยงระบบไฟฟ้า

ที่ปรึกษาได้ทดสอบเชื่อมต่อไฟฟ้าที่ผลิตได้เข้ากับระบบของการไฟฟ้าเพ่ือทดสอบระบบ Synchronizer และทดสอบระบบป้องกันทางไฟฟ้า โดยจากการทดสอบ 6 ชั่วโมงนั้น พบว่า สามารถจ่ายไฟฟ้าที่ผลิตได้เข้าสายส่งการไฟฟ้าได้ โดยการตั้งค่าในระบบป้องกัน (Protection) นั้น ได้ตั้งค่าตามที่การไฟฟ้าส่วนภูมิภาคก าหนดไว้ ซึ่งสามารถท างานได้จริงเมื่อ แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า ความถี่ไฟฟ้า ต่ ากว่าหรือสูงกว่าที่ตั้งไว้ 6. แนวทางการพัฒนาเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล

จากข้อมูลผลการศึกษาในโครงการนี้ รวมถึงผลการทบทวน การศึกษางานวิจัยในอดีต สามารถสรุปแนวทางในการพัฒนาเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล ที่เหมาะสมส าหรับประเทศไทย ได้ดังนี ้

6.1 ระบบผสมเชื้อเพลิงกับอากาศ การพัฒนาระบบผสมเชื้อเพลิงกับอากาศของเครือ่งยนต์ก๊าซชีวมวลนั้นมีแนวทางดังนี้ 1. ออกแบบชุดผสมให้พ้ืนที่การไหลของก๊าซชีวมวล มีความเหมาะสมกับอัตราส่วน

อากาศต่อเชื้อเพลิง เพ่ือให้เครื่องยนต์สามารถดึงก๊าซชีวมวลเข้าในห้องเผาไหม้ได้อย่างเพียงพอ 2. ในกรณีที่ใช้เครื่องยนต์กับภาระที่มีการเปลี่ยนแปลงบ่อย ๆ ควรมีการติดตั้งไดอะแฟรม

เพ่ือปรับแรงดันของก๊าซชีวมวลที่จะจ่ายเข้ามา ให้เหมาะสมกับความดันของท่อไอดี 3. วัสดุที่น ามาสร้างชุดผสมเชื้อเพลิงกับอากาศส าหรับก๊าซชีวมวล ควรเป็นวัสดุที่ทนการ

กัดกร่อนและไม่เป็นสนิม 6.2 ระบบจุดระเบิด

ถึงแม้ว่าในโครงการนี้จะไม่ได้ศึกษาผลกระทบขององศาการจุดระเบิดต่อสมรรถนะและมลพิษของเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล แต่อย่างไรก็ตาม จากการศึกษา ทบทวนข้อมูลงานศึกษาวิจัยในอดีต พบว่า องศาการจุดระเบิดมีผลโดยตรงต่อสมรรถนะและมลพิษจากเครื่องยนต์ ดังนั้น ในที่นี้ที่ปรึกษาขอเสนอแนวทางในการปรับปรุงเครื่องยนต์ ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับระบบจุดระเบิดดังนี้

1. ควรเลือกใช้ชุดควบคุมการจุดระเบิดที่สามารถ ปรับองศาการจุดระเบิดได้ เพ่ือปรับให้เหมาะสมกับองค์ประกอบและคุณสมบัต์ของก๊าซชีวมวลที่จะใช้เป้นเชื้อเพลิง

2. ส่งเสริมผู้ประกอบการในประเทศเพ่ือผลิตระบบจุดระเบิดส าหรับเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลในเชิงพาณิชย์

6.3 การดัดแปลงใช้เครื่องยนต์ดีเซล เครื่องยนต์ดีเซลเป้นเครื่องยนต์ที่ออกแบบให้สามารถรับอัตราส่วนการอัดที่สูงได้ จึงเป็น

เครื่องยนต์ที่มีความทนทางสูง โดยเครื่องยนต์ดีเซลสามารถน ามาดัดแปลงใช้ก๊าซชีวมวลได้ 2 แนวทางคือ



6.3.1 ดัดแปลงให้เป็นเครื่องยนต์ก๊าซเชื้อเพลิงร่วมกับน้ ามันดีเซล โดยการติดตั้งอุปกรณ์ผสมก๊าซชีวมวลกับอากาศเข้าไประหว่างกรองอากาศกับชุดเทอร์โบ เครื่องยนต์จะยังใช้น้ ามันดีเซลในการจุดระเบิดอยู่ แต่แหล่งพลังงานหลักจะเป็นก๊าซชีวมวลที่เข้าไปพร้อมกับอากาศ โดยที่น้ ามันดีเซลท าหน้าที่ในการจุดระเบิดเท่านั้น (Pilot Ignition) .ในกรณีนี้ไม่ต้องดัดแปลงอัตาส่วนการอัดของเครื่องยนต์

6.3.2 การดัดแปลงให้ใช้ก๊าซชีวมวลเพียงอย่างเดียว ในกรณีนี้ต้องถอดหัวฉีดเชื้อเพลิงเดิมออกแล้วติดตั้งหัวเทียนและระบบควบคุมการจุดระเบิดเข้าไปแทนที่ พร้อมทั้งปรับลดอัตราการอัดให้ลดลงมากว่าเดิม โดยจากการวิจัยที่ผ่านมาพบว่าเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลสามารถท างานได้ที่อัตราส่วนการอัดสูงสุด 17 :1 รวมทั้งต้องติดตั้งอุปกรณ์ผสมก๊าซชีวมวลกับอากาศเข้าไประหว่างกรองอากาศกับชุดเทอร์โบด้วย

6.4 แนวทางการส่งเสริมเชิงนโยบาย เนื่องจากในปัจุบันโรงไฟฟ้าชีวมวลที่ใช้ต้นก าลังเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในมีการ

ขยายตัวอย่างต่อเนื่อง แต่เครื่องยนต์และเครื่องก าเนิดไฟฟ้าเกือบทั้งหมดต้องน าเข้าจากต่างประเทศ ท าให้ประเทศไทยเสียดุลการค้าในการน าเข้าเทคโนโลยี และยังส่งผลให้งบลงทุนเริ่มต้นในการสร้างโรงไฟฟ้าขนาดเล็กสูงมาก ที่ปรึกษาจึงขอเสนอแนวทางในการส่งสริมและพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในใช้ก๊าซชีวมวลดังนี้

1. สนับสนุนผู้ประกอบการที่ผลิตเครื่องก าเนิดไฟฟ้าที่ใช้พลังงานทดแทน ที่ประกอบและใช้อุปกรณ์หลักในประเทศ เช่น เครื่องยนต์ ระบบควบคุมทางไฟฟ้า เป็นต้น

2. สนับสนุนให้มหาวิทยาลัยและสถาบันการศึกษามีการศึกษาวิจัย เพ่ือพัฒนาเทคโนโลยีเครื่องยนต์สันดาปภายในใช้ก๊าซชีวมวลขึ้นเอง และสาธิตเผยแพร่เพ่ือสร้างความมั่นใจให้แก่นักลงทุนและผู้สนใจ

3. สนับสนุนทุนวิจัยเพ่ือเพ่ิมคุณภาพและค่าความร้อนของก๊าซชีวมวล ซึ่งเป็นแนวทางที่ทั่วโลกให้ความสนใจ รวมทั้งระบบที่มีการน าเอาความร้อนทิ้งกลับมาใช้ประโยชน์ เพ่ือเป็นการเพ่ิมประสิทธิภาพของระบบผลิตไฟฟ้าจากก๊าซชีวมวล ซึ่งจะส่งผลให้อัตราส่วนของไฟฟ้าที่ผลิตได้ต่อเชื้อเพลิงจะเพ่ิมสูงขึ้น 7. ข้อควรระวังและวิธีบ ารุงรักษา

7.1 ข้อควรระวังในการใช้เครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล ข้อควรระวังในการใช้เครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลที่ส าคัญ มีดังนี้

1. ห้ามดับหรือสตาร์ทเครื่องยนต์ขณะยังรับภาระอยู่

2. หากมีปัญหาหรือมีเสียงดังผิดปกติให้ท าการปลดภาระ ดับเครื่องยนต์และท าการแก้ไข

ก่อน มิฉะนั้นอาจท าให้ระบบเกิดความเสียหายได้



3. ผู้ที่ควบคุมเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวลควรได้รับการฝึกอบรมจาก

ผู้เชี่ยวชาญและเข้าใจระบบเป็นอย่างดี

7.2 การบ ารุงรักษาเครื่องก าเนิดไฟฟ้า เครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล

การบ ารังรักษาเครื่องก าเนิดไฟฟ้าเครื่องยนต์ก๊ าซชีวมวลนั้นจะแบ่งออกเป็น การบ ารุงรักษารายวัน และการบ ารุงรักษาระยะยาว

การบ ารุงรักษารายวัน ได้แก่ ตรวจเช็คระดับน้ ามันเครื่อง ตรวจเช็คระดับน้ าหล่อเย็น ตรวจสอบการรั่วของระบบทั่วส่งก๊าซ ตรวจสอบการจับยึดเครื่องยนต์ ท าความสะอาดเครื่องยนต์และอุปกรณ์อ่ืน ๆ

การบ ารุงรักษาระยะยาว (รายเดือน, รายปี) ได้แก่ ระบบส่งก๊าซเชื้อเพลิง ระบบน้ ามันหล่อลื่น ระบบระบายความร้อน ระบบระบายไอเสีย ระบบแบตเตอรี่ ระบบไฟฟ้า ระบบเครื่องยนต์ต้นก าลัง และเครื่องก าเนิดไฟฟ้า ทั้งนี้เป็นไปตามการบ ารุงรักษาระยะยาวตามมาตรฐาน NFPA 110 8. การประชุมสัมมนาเผยแพร่โครงการ

ที่ปรึกษาได้ด าเนินการจัดประชุมสัมมนาเผยแพร่โครงการ ภายหลังจากที่ได้ด าเนินการทดสอบแล้วเสร็จ ในวันอังคาร ที่ 18 มีนาคม 2557 เวลา 8.30 -16.30 น. ณ ศูนย์วิจัยเชื้อเพลิงและพลังงานจากชีวมวล จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย อ าเภอแก่งคอย จังหวัดสระบุรี โดยได้รับเกียรติจาก นายกุศล ชีวากร ผู้อ านวยการส านักวิจัย ค้นคว้าพลังงาน กรมพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน กระทรวงพลังงาน เป็นประธานกล่าวเปิดการประชุมสัมมนา โดยมี รศ.ดร.กุลเชษฐ์ เพียรทอง เป็นผู้กล่าวรายงาน ดังรูปที่ 17

รูปที่ 17 นายกุศล ชีวากร กล่าวเปิดการประชุมสัมมนา



ในช่วงเช้าของการประชุมสัมมนา ที่ปรึกษาได้จัดให้มีการบรรยายให้ความรู้และสรุปผลการด าเนินงาน ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้

รศ.ดร.กุลเชษฐ์ เพียรทอง บรรยายรายละเอียดโครงการ และบรรยายให้ความรู้ในหัวข้อ การใช้ก๊าซชีวมวลเป็นพลังงานทดแทน ซึ่งมีเนื้อหาหลัก ๆ ประกอบไปด้วย หลักการ ที่มาของโครงการ วัตถุประสงค์โครงการ ประโยชน์ที่จะได้รับ ความรู้ทั่วไปเก่ียวกับก๊าซชีวมวล ทฤษฎีการผลิตก๊าซชีวมวล ชนิดของเตาผลิตก๊าซชีวมวล คุณสมบัติเชื้อเพลิงส าหรับก๊าซชีวมวล และการน าก๊าซชีวมวลไปใช้ประโยชน์ในรูปแบบต่าง ๆ

รศ.ดร.คณิต วัฒนวิเชียร บรรยายในหัวข้อ หลักการพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในใช้ก๊าซชีวมวล (Gas Engine) ซึ่งมีเนื้อหาหลัก ๆ ประกอบไปด้วย ลักษณะเด่นของเชื้อเพลิงก๊าซแต่ละชนิด การน าก๊าซเชื้อเพลิงมาใช้ประโยชน์ หลักการท างานของ SI ENGINE และเครื่องยนต์ดีเซล (CI) การดัดแปลงเครื่องยนต์ดีเซล (CI) ส าหรับเชื้อเพลิงก๊าซ การดัดแปลงเครื่องยนต์ดีเซล (CI) ให้เป็นเรื่องยนต์จุดระเบิดด้วยประกายไฟ และเนื้อหาอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง

นายธนกฤต นนท์ชนะ วิศวกรผู้ปฏิบัติงานติดตั้งและทดสอบเครื่องก าเนิดไฟฟ้าใช้เครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล บรรยายในหัวข้อ ระบบผลิตไฟฟ้าจากก๊าซชีวมวลด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายใน ซึ่งมีเนื้อหาหลัก ๆ ประกอบไปด้วย ประเภทของเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล การค านวณขนาดของอุปกรณ์ ในระบบผลิตไฟฟ้าด้วยก๊าซชีวมวล การติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล หลักการท างานของระบบ Induction generator และหลักการท างานของระบบ Synchronous generator

นายพิศาล สมบัติวงค์ วิศวกรผู้ปฏิบัติงานติดตั้งและทดสอบเครื่องก าเนิดไฟฟ้าใช้เครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล บรรยายในหัวข้อ ผลการศึกษาระบบผลิตก๊าซชีวมวล และการทดสอบเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล ซึ่งมีเนื้อหาหลัก ๆ ประกอบไปด้วย ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับระบบผลิตก๊าซชีวมวลที่ใช้ทดสอบ การเดินระบบผลิตก๊าซชีวมวล การเดินเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล ขั้นตอนการจ่ายไฟฟ้า ขั้นตอนการทดสอบกับภาระ เครื่องมือต่าง ๆ ที่ใช้ในการทดสอบ ผลการตรวจวัดคุณสมบัติของก๊าซชีวมวล ผลการทดสอบการจ่ายไฟฟ้าที่ภาระต่าง ๆ ทั้งค่าสมรรถนะ ประสิทธิภาพเชิงความร้อนโดยรวมของระบบ อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจ าเพาะ การปลดปล่อยมลพิษ พร้อมให้ข้อเสนอแนะในเดินระบบ ข้อควรระวังต่าง ๆ และการบ ารุงรักษาที่ถูกต้อง



รูปที่ 18 บรรยายการบรรยายสรุปผลการด าเนินงานช่วงเช้า

เมื่อจบการบรรยายในแต่ละหัวข้อ ได้เปิดโอกาสให้ผู้เข้าร่วมการสัมมนาได้สอบถาม หรือให้ข้อเสนอแนะที่เป็นประโยชน์ ดังแสดงในรูปที่ 19

รูปที่ 19 การถามตอบระหว่างการบรรยายและหลังจบการบรรยาย ในช่วงบ่ายของการสัมมนา ที่ปรึกษาได้จัดให้มีการสาธิตการเดินเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วย

เครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล ซึ่งมีกิจกรรมหลัก ๆ ได้แก่ การสาธิตการท างานของระบบผลิตก๊าซชีวมวล ซึ่งจะ



ท าให้ผู้เข้าร่วมสัมมนาได้เห็นลักษณะการท างาน องค์ประกอบต่าง ๆ และหน้าที่ของอุปกรณ์แต่ละตัวของระบบผลิตก๊าซชีวมวล หลังจากที่ได้ทราบเบื้องต้นแล้วจากการบรรยาย หลังจากนั้นได้สาธิตการเดินเครื่องยนต์และเครื่องก าเนิดไฟฟ้า ผู้เข้าร่วมสัมนนาจะได้เห็นถึงขั้นตอนการสตาร์ทเครื่อง การเดินเบา การเดินเครื่องที่ rated speed การจ่ายไฟฟ้าไปที่ภาระเทียมและระบบสายส่ง ขั้นตอนการดับเครื่อง นอกจากนี้ ผู้เข้าร่วมสัมมนายังจะได้เห็นชิ้นส่วนอุปกรณ์ต่าง ๆ ทั้งเครื่องก าเนิดไฟฟ้าและเครื่องยนต์ก๊าซอย่างใกล้ชิด โดยมีทีมวิศวกรคอยตอบข้อสงสัยต่าง ๆ ในช่วงท้ายของกิจกรรมที่ปรึกษาและผู้เข้าร่วมสัมมนาได้ถ่ายภาพร่วมกันเพื่อเป็นที่ระลึก ดังแสดงในรูปที่ 20

รูปที่ 20 บรรยายกาศการสาธิตการเดินเครื่องก าเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวมวล

Documents

ข้อเสนอด้านเทคนิค โครงการ ...e-lib.dede.go.th/mm-data/Bib15311บทสรุป... · 2014-03-30 · 1. ระบบผลิตก๊าซเชื้อเพลิงชีวมวล