chapter - steam distribution and utilization (thai).pdf

8/18/2019 Chapter - Steam distribution and Utilization (Thai).pdf

1/68

1

การสงไอน าและการนามาใช

1. บทนา ................................................................................................................................................................1 1.1 ทาไมเราถงใชไอน า?............................................................................................................................................................. 11.2 ไอน าคออะไร? ...................................................................................................................................................................... 31.3 คณภาพของไอน า .................................................................................................................................................................. 7

2. ระบบสงไอน า ...................................................................................................................................................72.1 ระบบสงไอน าคออะไร?........................................................................................................................................................ 82.2 ทอ ....................................................................................................................................................................................... 102.3 จดระบาย .............................................................................................................................................................................162.4 ทอแยก.................................................................................................................................................................................172.5 เคร องกรอง..........................................................................................................................................................................192.6 ไสกรอง ...............................................................................................................................................................................232.7 เคร องแยก ............................................................................................................................................................................252.8 ท ดักไอน า ............................................................................................................................................................................272.9 ชองระบายอากาศ ................................................................................................................................................................ 372.10 การนาไอน าควบแนนกลับมาใชใหม................................................................................................................................ 412.11 ฉนวนของทอไอน าและอปกรณของกระบวนการความรอน ...........................................................................................44

3. การประเมนระบบสงไอน า .............................................................................................................................483.1 การประเมนท ดักไอน า ........................................................................................................................................................ 483.2 การประเมนการสญเสยความรอนจากพ นผวท ไมไดห มฉนวน ..........................................................................................503.3 การประเมนการประหยัดจากการนาไอน าควบแนนกลับมาใชใหม...................................................................................53

4. โอกาสในการใชพลังงานอยางมประสทธภาพ ................................................................................................545. รายการตรวจสอบทางเลอก .............................................................................................................................656. ตารางงาน........................................................................................................................................................667. เอกสารอางอง..................................................................................................................................................67

1. บทนา

บทน จะอธบายวา ไอน าคออะไร มคณสมบัตอะไรบาง และทาไมเราถงใชไอน า

1.1 ทาไมเราถงใช ไอน า?

ไอน า 1 ไดถกนามาใชตั งแตสมัยท เราใชหัวรถจักไอน า และชวงปฏวัตอตสาหกรรม ในทกวันน ไอน าไดกลายเปนสวนสาคัญของเทคโนโลยสมัยใหม ถาไมมไอน าแลว อาหาร ส งทอ สารเคม ยา พลังงาน ความรอน และอตสาหกรรมการขนสง กจะไมได 1 หัวขอน เปนบทสรปของ Module 1.1 Steam – The Energy Fluid, ใน: Spirax Sarco Learning Centre, Block 1, ‘Introduction’.www.spiraxsarco.com


2/68

2

เปนอย เหมอนอยางทกวันน ไอน าซ งถกผลตข นจากโรงหมอไอน าอยางมประสทธภาพและประหยัด จะใหพลังงานในปรมาณท ควบคมได แลวสงไปยังจดท ตองการใช ดังนั นเม อไอน าไดเคล อนท ไปยังรอบๆ โรงงาน มันจงเปนสวนหน งของระบบการสงและใหพลังงาน

ดวยเหตผลหลายๆ ประการ ไอน าจงเปนส งท นยมใชมากท สดสาหรับการถายเทพลังงานความรอน ภาคอตสาหกรรมนยมใชไอน าในหลายๆ ดาน ตั งแตการผลตพลังงานกล จนถงการใหความรอนแกพ นท และกระบวนการผลต เหตผลในการใชไอน าน จะ

รวมถง ไอน ามประสทธภาพและประหยัดในการผลต ไอน าสามารถถกสงไปยังจดท ตองการใชไดอยางงายดายและมประสทธภาพ ควบคมไดงาย พลังงานถกสงผานไปยังกระบวนการผลตไดโดยงาย โรงไอน าสมัยใหม มการจัดการท งาย ไอน ามความยดหย นในการใช

นอกจากไอน าแลว ยังมทางเลอกอ นคอ การใชน าหรอของเหลวรอน เชน น ามันท อณหภมสง ซ งแตละวธกลวนแตมขอดและขอเสย ดังแสดงไวในตารางท 1

ตารางท 1. การเปรยบเทยบระหวางไอน ากับส อความรอนอ น1 ไอน า น ารอน น ามันอณหภมสง

มปรมาณความรอนสง มคาความรอนแฝง 2,100 kJ/kg

มปรมาณความรอนปานกลาง คาความรอนจาเพาะ 4.19 kJ /kg°C

มปรมาณความรอนต า คาความรอนจาเพาะ 1.69-2.93 kJ/kg°C

ราคาไมแพง มคาใชจายในการบาบัดน า

ราคาไมแพง มการเตมบางเปนบางคร ังเทานั น

ราคาแพง

มคาสัมประสทธ ในการถาย เทความรอนท ด มคาสัมประสทธ ในการถายเทความรอนปานกลาง มคาสัมประสทธ ในการถายเทความรอนคอนข างต า ตองการความดันสงเพ อใหไดอณหภมส ง ตองการความดันสงเพ อใหไดอณหภมสง ตองการความดันต าเพ อใหไดอณหภมสง

ไมตองการใชเคร องสบหมน เวยน ใชทอขนาดเลก

ตองการใชเคร องสบหมน เวยน ใชทอขนาดใหญ

ตองการใชเคร องสบหมน เวยน ใชทอขนาดใหญมากกวา

ควบไดงายโดยใชวาลวสองทาง ควบคมไดยากกวา –อาจตองใชวาลวสามทางหรอวาลวแรงดันแตกตาง

ควบคมไดยากกวา –อาจตองใชวาลวสามทางหรอวาลวแรงดันแตกตาง

ลดอณภมไดงายโดยใชวาลวลดระดับ ลดแยกอณภมไดยากกวา ลดอณภมไดยากกวา ตองใชท ดักไอน า ไมตองใชท ดักไอน า ไมตองใชท ดักไอน า

ตองควบคมจัดการไอน าควบแนน ไมตองควบคมจัดการไอน าควบแนน ไมตองควบคมจัดการไอน าควบแนน

มไอน าฉับพลัน ไมมไอน าฉับพลัน ไมมไอน าฉับพลัน

จาเปนตองมการระบายน าท ง ไมจาเปนตองมการระบายน าท ง ไมจาเปนตองมการระบายน าท ง ตองมการบาบัดน าเพ อปองกันการกัดกรอน เกดการกัดกรอนนอยกวา เกดการกัดกรอนนอยมากๆ

ตองการระบบทอท ด ใชส อนาท ตองตรวจสอบอยา งละเอยด ปกตจะใชการเช อมหรอตดครบท ขอตอ

ใชส อนาท ตองตรวจสอบอยางละเอยดมาก ปกตจะใชการเช อมหรอตดครบท ขอตอ

ไมมความเส ยงในการเกดไฟไหม ไมมความเส ยงในการเกดไฟไหม มความเส ยงในการเกดไฟไหม ระบบมความยดหย นสง ระบบมความยดหย นนอยกวา ระบบไมมความยดหย น


3/68

3

1.2 ไอน าคออะไร?

การท จะเขาใจถงคณสมบัตของไอน าไดด จะตองมความเขาใจเร องโครงสรางโมเลกลและโครงสรางของอะตอม และใชความร น ไปใชกับน าแขง น าและไอน า2

โมเลกลเปนหนวยท เลกท สดของธาต หรอสารประกอบท ยังมคณสมบัตทางเคมอย ครบถวน โมเลกลประกอบไปดายอนภาคท ม

ขนาดเลกเรยกวา อะตอม ซ งเปนธาตหลัก เชน ไฮโดรเจนและออกซเจน การรวมตัวกันของธาตของอะตอม เหลาน ทาใหเกดสารประกอบข น สารประกอบชนดหน งๆ จะถกแสดงดวยสตรทางเคมคอ H

2O โดยโมเลกลท ประกอบไปดวยไฮโดรเจน 2

อะตอม และออกซเจนอก 1อะตอม เหตผลน มน าอย มากมายบนโลกกคอ การมปรมาณไฮโดรเจนและออกซเจนอย เปนปรมาณมหาศาลในจักรวาล คารบอนกเปนธาตอกชนดหน งท มอย มากมายเหลอเฟอ และเปนสาประกอบสาคัญของสารอนทรยตางๆ

สสารแรธาตตางๆ จะมลักษณะทางกายภาพอย สามสถานะ )ของแขง และของเหลว และไอ (ในกรณของน า กเหนไดชัดจาก 3สถานะ คอ น าแขง น า และไอน า ตามลาดับ

โครงสรางโมเลกญของน าแขง น าและไอน า กยังคงไมเปนท เขาใจแจมแจงนัก แตกมความสะดวกในการพจารณาวา โมเลกลตางๆ ถกยดเหน ยวไวดวยกันโดยประจไฟฟา )เรยกวาพันธะไฮโดรเจน (ปรมาณการกระต นโมเลกลกจะเปนตัวกาหนดลักษณะทางกายภาพ )หรอสถานะ (ของสลาร

1.2.1 จดสามสถานะ )จดรวมสาม( สถานะทั งสามของสสาร จะอย รวมกันอยางสมดลไดท อณหภมและความดันหน ง ณ จดน เรยกวา จดสามสถานะหรอจดรวมสาม จดรวมสามของน า คอ จดท สามสถานะของน า คอ น าแขง น า และไอน า ปรากฎอย รวมกันอยางสมดล โดยจะเกดข นท อณหภม 273.16องศาเคลวน (K) และความดันสัมบรณท 0.006112บาร ความดันน มคาใกลเคยงมากกับสภาวะสญญากาศสมบรณ ถามการลดความดันใหนอยลงไปอก ณ อณหภมน น าแขงจะไมละลาย แตจะกลายเปนไอน าไดโดยตรง

น าแขง โมเลกลในน าแขงจะถกยดตดดวยกันอยางแนนหนาเปนโครงสรางแบบโครงขาย และสามารถสั นสะเทอนไดเทานั น ในสถานะของแขง การเคล อนท ของโมเลกลในโครงขายจะเปนเพยงการสั นสะเทอนรอบๆ ตาแหนงท ส อตัวกลางเทานั น โดยท โมเลกลจะอย หางกันนอยกวาเสนผานศนยกลางของโมเลกล การใหความรอนเพ มเขาไปอยางตอเน อง ทาใหเกดการสั นสะเทอนเพ มข น จนกระทั งโมเลกลแตกแยกออกจากกัน และของแขงกจะเร มละลายกลายเปนสถานะของเหลว )ท 0องศาเซลเซยสเสมอไมวาจะมความดันเทาไรกตาม (ความรอนซ งทาใหพันธะของโครงขาย เกดการเปล ยนสถานะในขณะท อณหภมของน าแขงไมไดเพ มข น

น เรยกวา ความจความรอนในการหลอมเหลว ปรากฎการณเปล ยนสถานะน สามารถยอนกลับไดเม อเกดการเยอกแขง โดยการปลอยพลังงานความรอนในปรมาณท เทากันน ใหออกไปส สภาพแวดลอม สาหรับสสารสวนใหญแลวจะมความหนาแนนลดลงเม อเปล ยนสถานะจากของแขงเปนของเหลว อยางไรกตาม น า (H

2O) เปนขอยกเวนของกฎน เน องจากน าจะมความหนาแนน

มากข นเม อหลอมละลาย ซ งเปนการอธบายวาทาไมน าแขงจงลอยอย ในน าได

2 หัวขอน นามาจาก Module 2.2 What is Steam?, ใน: Spirax Sarco Learning Centre, Block 2, ‘Steam Engineering Principles and HeatTransfer’. www.spiraxsarco.com


4/68

4

น า ในสถานะของเหลว โมเลกลของน าจะเคล อนท ไดอยางอสระ แตกยังมระยะหางระหวางโมเลกลนอยกวาเสนผานศนยกลางของหน งโมเลกล เน องจากยังมแรงดงดดระหวางกันอย และมการชนกันอย บอยครั ง การเพ มความรอนเขาไปจะทาใหโมเลกลป นปวนและเกดการชนกันมากข น ทาใหของเหลวมอณหภมสงข นจนถงจดเดอด

ไอน า เม ออณหภมไดเพ มข นและน าเขาใกลส สภาพเดอด บางโมเลกลจะมพลังงานจลนเพยงพอท จะมความเรวในการหนออกจากของเหลวไปส ชองวางเหนอพ นผวของเหลวกอนท จะตกกลับไปส ของเหลวอกครั ง การใหความรอนตอไปอกกจะย งทาใหมการกระต นมากข นและมปรมาณโมเลกลซ งมพลังงานเพยงพอท จะหนออกจากของเหลวในปรมาณมากข น และเม อน าถงทาใหรอนจนถงจดเดอด ฟองไอน ากจะกอตัวและลอยข นส ผวน า เม อพจารณาถงโครงสรางของของเหลวและไอ กจะพบวาความหนาแนนของไอน ามคานอยกวาความหนาแนนของน ามากเพราะวาโมเลกลของไอน าจะอย หางกันมากกวา ชองวางเหนอผวน าจงถกเตมเตมดวยโมเลกลของไอน าซ งมความหนาแนนนอยกวา

เม อมปรมาณโมเลกลท ออกจากพ นผวของเหลวไปมากกวาโมเลกลท กลับเขามา น าจงระเหยไดอยางอสระ ณ จดน จงเปนจด

เดอดของน า หรออณหภมอ มตัว เน องจากมการอ มตัวของพลังงานความรอน ถารักษาความดันใหคงท แลว การใสความรอนเพ มเขาไปกไมทาใหอณหภมสงข นอก แตจะทาใหน ากอตัวเปนไอน าอ มตัว อณหภมของน าเดอดและไอน าอ มตัวภายใตระบบเดยวกันน จะมคาเทากัน แตพลังงานความรอนตอหนวยมวลของไอน าจะมคาสงกวามาก

ท ความดันบรรยากาศ อณหภมของการอ มตัวจะอย ท 100○C อยางไรกตาม ถามความดันเพ มข น กจะเพ มความรอนอกได และมอณหภมเพ มข นโดยไมมการเปล ยนแปลงสถานะ เพราะฉะนั น การเพ มความดันจงเปนการเพ มทั งความจความรอนและอณหภมของการอ มตัว ความสัมพันธระหวางอณหภมการอ มตัวและความดัน จะเปนท ร จักกันวาเปนเสนโคงไอน าอ มตัว )รปท 1(

น าและไอน าสามารถอย รวมกันได ณ คาความดันใดๆ บนเสนโคงน โดยท ทั งสองสถานะจะอย ท อณหภมอ มตัว ไอน าท อย เหนอเสนโคงไอน าอ มตัวน จะเปนท ร จักกันวา ไอดง อณหภมท อย เหนออณหภมอ มตัว เรยกวา อณหภมของการดงไอน า น าท อย ในสถานะต ากวาเสนโคงน เรยกวา น าเกอบอ มตัว

ถาไอน าสามารถลอยออกจากหมอไอน าไดในอัตราเดยวกันกับท ถกผลตข นมา การใสความรอนเพ มเขาไปกทาใหมอัตราการผลตเพ มข น ถาไอน าถกกักไวไมใหออกจากหมอไอน า และปรมาณความรอนท ใสเขาไปถกรักษาไวใหคงท พลังงานท ไหลเขาหมอไอน ากจะมมากกวาปรมาณพลังงานท ไหลออก พลังงานท มากเกนพอน จะทาใหความดันเพ มข นและทาใหอณหภมอ มตัวสงข นดวยเชนกันเน องจากอณหภมของไอน าอ มตัวจะสัมพันธกับความดัน

รปท 1: เสนโคงไอน าอ มตัว (Spirax Sarco)


5/68

5

1.2.2 ความจความรอน

ความจความรอนของน า ความจความรอนของของเหลว หรอความรอนสัมผัส (h f ) ของน า คอพลังงานของความรอนท ตองการใชในการเพ มอณหภมของน าจากจดอางองท ศนยองศาเซลเซยส (0°C) ไปจนถงอณหภมปจจบันของน า ท จดอางอง 0°C นั น ความจความรอนของน าถกกาหนดใหมคาเทากับศนย จากนั นจงจะทราบคาความจความรอนของสถานะอ นๆ โดยการวัดจากสถานะอางองน ความรอนสัมผัส เคยเปนช อท ถกเรยกเพราะวา ความรอนท ใหแกน าจะทาใหอณหภมเปล ยน อยางไรกตามช อท นยมใชเรยกในปจจบัน คอ ความจความรอนของของเหลว หรอความจความรอนของน าท ความดันบรรยากาศ (0 bar g) น าจะเดอดท 100 0°C และตองใชพลังงาน 419 กโลจล (kJ) ในการทาน าใหรอนและมอณหภมเพ มข นจาก 0°C ไปยังจดเดอดท 100°C จากคาตางๆ เหลาน จงทาใหทราบวา คาความจ ความรอนจาเพาะของน า (C

P) คอ 4.19

kJ/kg °C ซ งสวนใหญคานวณไดจากชวงอณหภมระหวาง 0 °C และ 100°C

ความจความรอนของการระเหย หรอ ความรอนแฝง (h fg ) คอปรมาณความรอนท ตองการใชในการเปล ยนแปลงสถานะของน าท อณหภมจดเดอดใหกลายเปนไอ โดยไมเก ยวของกับการเปล ยนอณหภมของสวนผสมระหวางไอน า/น าและพลังงานทั งหมดจะถกใชไปในการเปล ยนสถานะจากของเหลว

(น า) ไปเปนไอ (ไอน าอ มตัว ) ความรอนแฝงเปนช อเกาท เคยใชเน องจากความจรงท วา แมวาจะเพ มความรอนเขาไป แตกไมทาใหอณหภมเปล ยนแปลงในขณะท น าแขงเปล ยนไปเปนน า สวนกระบวนการระเหยกสามารถยอนกลับไดเชนกัน โดยปรมาณความรอนท ตองการใชเพ อผลตไอน าจะถกปลอยกลับคนส สภาวะแวดลอมในระหวางการควบแนน คอ เม อน าไปจับตัวอย ท พ นผวท มอณหภมต ากวา ซ งอาจพจารณาไดว าส งน เปนประโยชนของความรอนในไอน าสาหรับกระบวนการใหความรอน เน องจากความรอนน เปนสวนหน งของความรอนทั งหมดในไอน าท ถกดงออกมาเม อไอน าควบแนนกลับกลายเปนของเหลว

ความจความรอนของไอน าอ มตัว หรอความรอนรวมของไอน าอ มตัว

น คอความรอนทั งหมดท มอย ในไอน าอ มตัว ซ งกคอผลรวมของความจความรอนของน าและความจความรอนของการระเหย

hg = h f + hfg

โดยท hg = ความจความรอนรวมของไอน าอ มตัว (ความจความรอนทั งหมด) (กโลจล/กโลกรัม)hf = ความจความรอนของของเหลว (ความรอนสัมผัส ) (กโลจล/กโลกรัม)hfg = ความจความรอนของการระเหย ((ความรอนแฝง) (กโลจล/กโลกรัม)

ความจความรอน )และคณสมบัตอ นๆ (ของไอน าอ มตัว น หาแหลงอางองไดงายโดยใชตารางผลลัพธท ไดจากการทดลองในครั งกอนๆ เรยกวา ตารางไอน า ซ งจะระบคณสมบัตของไอน าท คาความดันตางๆ กัน โดยเปนผลลัพธจรงๆ ของการทดลองไอน า

1.2.3 เศษสวนความแหง ไอน าท มอณหภมเทากับจดเดอด ณ ความดันนั น เปนท ร จักวาเปนไอน าอ มตัวแหง อยางไรกตาม การท จะผลตไอน าแหงได 100เปอรเซนตในภาคอตสาหกรรมซ งหมอไอน าถกออกแบบมาเพ อผลตไอน าอ มตัวนั น เปนส งท เปนไปไดนอยมาก และไอน ากมักจะมหยดน าอย เปนธรรมดา ในทางปฏบัตแลว ในขณะท ฟองไอน ากาลังลอยข นผวน าเน องจากการพ งพลานและการสาด


6/68

6

กระเดนนั น พ นท ของไอน ากมหยดน าปนอย กับไอน าอย ดวย ถาปรมาณน าในไอน าท อย 5 เปอรเซนต โดยน าหนักกกลาวไดวาจะมไอน าแหงอย 95 เปอรเซนต และเศษสวนของความแหงกจะมคาเทากับ 0.95 คาความจความรอนจรงๆ ของการระเหยของไอน าเปยก จงเปนผลคณของเศษสวนความแหง ( x) และคาความจความรอนจาเพาะ (hfg) ท ไดจากตารางไอน า ไอน าเปยกจะมพลังงานความรอนท ใชไดอย นอยกวาพลังงานความรอนในไอน าแหงอ มตัว

ความจความรอนจรงของการระเหย = hfg x

เพราะฉะนั น

ความจความรอนจรงของการระเหย = hf + hfg x

เน องจากปรมาตรจาเพาะของน ามคานอยกวาของไอน าอย มากหลายเทาตัว หยดน าในไอน าเปยกจงใชพ นท นอยมาก ฉะนั นปรมาตรจาเพาะของไอน าเปยกจงมคานอยกวาปรมาตรจาเพาะของไอน าแหง

ปรมาตรจาเพาะจรง = vg x

โดยท vg คอปรมาตรจาเพาะของไอน าอ มตัวแหง

1.2.4 แผนภาพสถานะของไอน า ขอมลท ใหมาในตารางไอน าสามารถถกแสดงเปนรปภาพไดดังรปท 2 ซ งจะแสดงถงความสัมพันธระหวางความจความรอนและอณหภมท ความดันหลายๆ คา และเปนท ร จักกันวา แผนภาพสถานะ (เฟสไดอะแกรม)

รปท 2. แผนภาพแสดงสถานะ อณหภม และความจความรอน (Spirax Sarco)


7/68

7

เม อน าถกทาใหรอนข นจาก 0°C ไปจนถงอณหภมอ มตัว กจะมเง อนไขเปนไปตามแนวเสนของเหลวอ มตัวไปจนกระทั งไดรับความจความรอน hf ทั งหมด (จากจด A ถง B) ถายังคงใหความรอนตอไป มันกจะเปล ยนสถานะเปนไอน าอ มตัวและมความจความรอนเพ มข นในขณะท ยังคงมอณหภมอ มตัว (hfg) เทาเดม (จากจด B ถง C) ในขณะทสวนผสมของไอน า/น า มความแหงเพมข นน มันกจะเปล ยนสถานะจากแนวเสนของเหลวอ มตัวไปยังแนวเสนไอน าอ มตัว เพราะฉะนั นท จดก งกลางระหวางสองสถานะน คาเศษสวนของความแหง ( x) จงมคาเทากับ 0.5 เชนเดยวกัน ในแนวเสนไอน าอ มตัวนั นไอน ากจะ

แหง 100 เปอรเซนต เม อมันไดรับความจความรอนของการระเหยทั งหมดแลว มันกจะอย ในแนวเสนของไอน าอ มตัว หลังจากจดน ไปแลวถายังมการใหความรอนตอไป อณหภมของไอน ากจะเพ มสงข นเน องจากมการดงไอข น (จด C ถง D)แนวเสนของเหลวอมตัวและแนวเสนไอน าอ มตัวจะลอมรอบพ นท งมไอน า/น าอย รวมกัน คอไอน าเปยก บรเวณดานซายของแนวเสนของเหลวอ มตัว จะมแตน าเทานั น สวนในพ นทดานขวางของแนวเสนไอน าอ มตัวกจะมแตไอน าท ถกดงแลวเทานั น จดท แนวเสนของเหลวอ มตัวมาพบกับแนวเสนไอน าอ มตัวเรยกวา จดวกฤต เม อความดันเพมข นในขณะท เคล อนท เขาส จดวกฤต คาความจของความรอนของการระเหยจะลดลงจนกระทั งกลายเปนศนยท จดวกฤต นั นคอ น าจะเปล ยนสถานะเปนไอน าอ มตัวไดโดยตรงท จดวกฤต

เหนอจากจดวกฤตข นไปน จะมแตกาซเทานั น สถานะกาซเปนสถานะทมการแพรกระจายของโมเลกลซ งมการเคล อนท ได

อยางอสระและมปรมาตรเพ มขนไดโดยไมมข ดจากัดเม อมความดันลดลง จดวกฤตเปนจดท มอณหภมส งสดท ของเหลวจะมอย ได เม อมแรงอัดใดๆ ในขณะท อณหภมคงท เหนอจดวกฤตจะไมท าใหสถานะเปล ยนไป สวนการใหแรงอัดใดๆ ในขณะทมอณหภมคงท ซ งต ากวาจดวกฤตนั นจะทาใหไอน าเปล ยนสภาพกลายเปนของเหลว เมอไดผานจากเขตไอดงไปยังเขตพ นท ของไอน าเปยก จดวกฤตของไอน าคอท 374.15 องศาเซลเซยส และมความดัน 212 บาร ท ความดันมากกวาน ไอน าจะถกเรยกวาเหนอวกฤตและยังไมมการระบจดเดอดท แนนอน

1.3 คณภาพของไอน า

ไอน าควรจะมพรอมในจดตางๆ ท ตองการใช โดย:3 ตองมปรมาณท ถกตองเพ อใหแนใจวามความรอนไหลเพยงพอท จะทาใหมการสงถายความรอนได ตองมอณหภมและความดันท ถกตอง มเชนนั นกจะมผลกระทบตอสมรรถนะของกระบวนการ ตองไมมอากาศหรอกาซท บบอัดไมไดปนอย ในไอน า เพราะจะเปนการปดกั นการสงถายความรอน ตองสะอาด เพราะคราบสะเกดหรอฝ นผงตางๆ จะเปนตัวเรงอัตราการเกดการกัดกรอนในสวนโคงของทอ และรเลกๆ ของ

กับดักไอน าและวาลวตางๆ จะตองแหง เพราะหยดน าในไอน า จะเปนตัวลดความจความรอนของการระเหย และนาไปส การเกดการกัดกรอนท ผนังทอ

และพ นผวของการสงถายความรอน

2. ระบบการสงไอน า

หัวขอน จะอธบายถงระบบการสงไอน า และสวนประกอบตางๆ ของระบบ

3 หารายละเอยดเร องเกณฑคณภาพของไอน าเพ มเตมไดจาก Module 2.4 Steam Quality, ใน Spirax Sarco Learning Centre, Block 2, ‘SteamEngineering Principles and Heat Transfer’. www.spiraxsarco.com


8/68

8

2.1 ระบบสงไอน าคออะไร?

ระบบสงไอน า4 เปนจดเช อมตอสาคัญ ระหวางเคร องกาเนดไอน าและผ ใชไอน า การนาไอน าไปส จดท มการใชงานมอย หลายวธ แหลงผลตกลางอาจเปนโรงหมอไอน า หรอพลังงานท ปลอยมาจากโรงผลตพลังงานรวม หมอไอน าอาจจะใชการเผาเช อเพลงหลกัหรอใชความรอนเหลอท งของกาซไอเสยจากกระบวนการความรอนสงจากเคร องจักรหรอจากเตาเผา ไมวาจะมแหลงพลังงานจากไหนกตาม ระบบการสงไอน าท มประสทธภาพกยังคงเปนส งจาเปนและจะตองมการพจารณาไวตั งแตขั นตอนการออกแบบ

ความเขาใจในวงจรไอน าพ นฐาน หรอ “วงรอบของไอน าและไอน าควบแนน” กเปนส งจาเปน (ดรปท 3) เม อมไอน าไดควบแนนในกระบวนการกจะเกดการไหลไปตามทอสง ท ไอน าควบแนนมปรมาตรเพยงเลกนอยเม อเปรยบเทยบกับไอน า และส งน กทาใหความดันลดต าลงซ งเปนสาเหตใหไอน าไหลไปตามทอตางๆ ได

ไอน าท ผลตไดในหมอไอน า จะตองถกถายเทไปตามระบบทอไปยังจดท ตองการใชพลังงานความรอน ในตอนแรกกจะมเพยงทอหลักเพยงทอเดยวหรอหลายทอ เรยกวา “ทอไอน าหลัก” ซ งจะลาเลยงไอน าจากหมอไอน าไปในทศทางทั วๆ ไปของโรงงานท ใชไอน า จากนั นทอสาขาซ งมขนาดเลกกวากสามารถลาเลยงไอน าไปยังจดตางๆ ของอปกรณตอไป

เม อวาลวแยกของทอไอน าหลัก (บางทเรยกวา วาลว “มงกฏ”) ถกเปดออกไอน ากจะไหลจากหมอไอน าผานไปตามทอไอน าหลักทั งหลายแลวไปยังจดตางๆ ท มความดันต ากวา ในตอนแรกระบบทอจะเยนกวาไอน า ดังนั นความรอนจงถกถายเทจากไอน าไปส ทอ เชนเดยวกัน เม ออากาศโดยรอบกเยนกวาไอน า ดังนั นระบบทอจงเร มถายเทความรอนส อากาศ

ไอน าท สัมผัสกับทอท เยนกวาจะเร มควบแนนทันทในชวงท ระบบเร มเปดใชงาน อัตราการควบแนนจะมคาสงสด เน องจากเปนชวงท อณหภมของไอน าและอณหภมของทอมความแตกตางมากท สด อัตราการควบแนนน เรยกวา “ปรมาณงานเร มแรก” เม อระบบทอไดอ นข นแลว ความแตกตางระหวางอณหภมของไอน าและทอกจะมคานอยลง แตกมการควบแนนอย เน องจากทอยังคงถายเทความรอนใหแกอากาศโดยรอบ อัตราการควบแนนน เรยกวา “ปรมาณงานขณะทางาน”

4 หัวขอ 2.1 เปนบทสรปของ Module 10.1 Introduction to Steam Distribution, ใน Spirax Sarco Learning Centre, Block 10, SteamDistribution. www.spiraxsarco.com

รปท 3. รปแบบทั วไปของวงจรไอน า (Spirax Sarco)


9/68

9

ผลลัพธของกระบวนการควบแนน (ไอน าควบแนน) จะไหลลงส ดานลางของทอ และถกลาเลยงโดยไอน า และชวยโดยแรงโนมถวง เน องจากความแตกตางของระดับในทอไอน าหลัก ซ งควรจะไดรับการปรับใหมการไหลไปตามทศทางการไหลของไอน า และจะตองมการระบายไอน าควบแนนออกท จดตางๆ ของทอไอน าหลัก

เม อเปดวาลวท ทอไอน าของโรงงานท ใชพลังไอน า ไอน าจากระบบสงกจะไหลเขาส โรงงานอกครั งและไดสัมผัสกับพ นผวท เยน

กวา จากนั นไอน าจะถายเทพลังงานเพ อใชในการอ นอปกรณและผลตภัณฑ (ปรมาณงานเร มตน) และเม อไดมอณหภมท ตองการแลว กจะถายเทพลังงานใหแกกระบวนการผลต (ปรมาณงานขณะทางาน)

การสงไอน าจากหมอไอน าไปยังหนวยการทางานจะตองสม าเสมอเพ อใหตรงกับความตองการ และเพ อรักษาระดับการสงไอน าไว กจะตองผลตไอน าใหมากข น จะทาเชนน ไดกตองใชน ามากข น (รวมถงเช อเพลงในการตมน า) โดยเตมน าใหแกหมอไอน า เพ อทดแทนน าท ไดระเหยกลายเปนไอไปแลวกอนหนาน ไอน าควบแนนท เกดข นทั งในระบบทอสงไอน าและในอปกรณของระบบจะเปนแหลงความรอนท สะดวกสาหรับนาไปใชกับน าปอนส หมอไอน ารอน ถงแมวาการกาจัดไอน าควบแนนออกจากพ นท ไอน าจะเปนส งสาคัญ แตไอน าควบแนนกเปนส งท มคา และไมควรปลอยท งไปโดยเปลาประโยชน การนาไอน าควบแนน

กลับไปยังถังปอนหมอไอน าจะเปนการปดวงจรพลังงานไอน า และควรนาไปปฏบัตเม อใดกตามท สามารถทาได

แรงดันการสงไอน าจะข นอย กับปจจัยหลายประการ แตกอย ในกล มของ ความดันสงสดในการใชงานหมอไอน าอยางปลอดภัย ความดันต าสดท โรงงานตองการ

เม อไอน าไดผานเขาไปส ระบบทอสงไอน า กจะมการสญเสยแรงดันอยางหลกเล ยงไมได เน องจาก แรงเสยดทานภายในระบบทอ การควบแนนภายในระบบทอ ในขณะท ความรอนถกถายเทไปส สภาพแวดลอม

เพราะฉะนั น จงควรกาหนดคาท ยอมใหมการสญเสยแรงดันบาง เม อจะทาการกาหนดคาแรงดันเร มตนของการสงไอน า

ไอน าหน งกโลกรัมท แรงดันสงจะมปรมาตรนอยกวาไอน าท มแรงดันต ากวา ส งท ตามมาคอ ถาไอน าถกผลตในหมอไอน าท มแรงดันสงและถกสงดวยแรงดันสง ทอสงไอน าหลักกจะมขนาดเลกกวาในสภาวะท มความรอนเทากัน การผลตและการสงไอน าท แรงดันสง มขอดท สาคัญอย สามประการดังน หมอไอน ามความสามารถในการจความรอนไดมากข น ทาใหสามารถรับมอไดกับปรมาณการทางานท แตกตางกันและไม

สม าเสมอ ซ งกจะเปนการลดความเส ยงจากการผลตไอน าเปยกและสกปรก ใชทอไอน าหลักท มรเจาะเลก ทาใหมคาใชจายในการลงทนนอยสาหรับวัสด เชน ทอ ครบโลหะ ฐานรองการห มฉนวน

และคาแรง ทอไอน าหลักท มรเจาะเลก จะเสยคาใชจายในการห มฉนวนนอยกวา

เน องจากมการสงไอน าดวยแรงดันสง จงมความจาเปนท จะตองลดความดันของแตละพ นท หรอแตละจดท ใชไอน าภายในระบบเพ อใหเปนไปตามขอกาหนดของคาแรงดันสงสดในการใชงาน การลดความดันในแตละพ นท ใหเหมาะสมกับโรงงานแตละแหงจะสงผลใหไดไอน าท แหงกวาในแตละจดท ตองการใชไอน า


10/68

10

สวนประกอบท สาคัญท สดในระบบการสงไอน า ไดอธบายไวในหัวขอตอไปน ทอ (2.2) จดระบาย (2.3) ทอสาขา (2.4) เคร องกรอง (2.5)

ไสกรอง (2.6) เคร องแยก (2.7) ท ดักไอน า (2.8) ชองระบายอากาศ (2.9)

2.2 ทอ

หัวขอน จะอธบายถงทอของระบบไอน า.5

2.2.1 วัสดท ใชทาทอ โดยปกตแลวทอสาหรับระบบไอน าจะทามาจากเหลกกลาคารบอนชนด ANSI B 16.9 Al06 และอาจใชวัสดชนดเดยวกันน ในการทาทอไอน าควบแนนถงแมวาในอตสาหกรรมบางประเภทจะนยมใชทอทองแดงมากกวา สาหรับทอหลักของไอน าดงอณหภมสงกจะมการเพ มธาตจาพวกอัลลอย เชน โครเมยม หรอ โมลบดนัมลงไปดวย เพ อใหมกาลังรับแรงดงมากข น และมความตานทานความคบไดดในสภาวะอณหภมสง โดยปกตแลวทอจะมความยาวประมาณ 6 เมตร

2.2.2 การกาหนดขนาดทอ วัตถประสงคของระบบสงไอน า คอ การสงไอน าท มความดันถกตองไปยังจดใชงาน ดังนั นการกาหนดขนาดของทอกเปนปจจัย

หน งท มความสาคัญ

ถากาหนดขนาดของทอใหญเกนไป จะทาให ทอ วาลว และอปกรณตดตั งอ นๆ จะมราคาแพงเกนความจาเปน มคาใชจายในการตดตั งสงข น ซ งจะรวมถงอปกรณค ายันและฉนวน เปนตน สาหรับทอไอน ากจะเกดไอน าควบแนนในปรมาตรมากข น เน องจากมการสญเสยความรอนเพ มข น ซ งหมายความวา

จะตองมการใชกับดักไอน าเพ มมากข น หรอไมกจะมการสงไอน าเปยกไปยังจดใชงาน

ถาขนาดทอเลกเกนไป จะทาให แรงดันท จดใชงานจะมคาต า ซ งจะเปนอปสรรคตอประสทธภาพของอปกรณ เน องจากมแรงดันไอน าต ากวาท ตองการ มความเส ยงท จะเกดการขาดแคลนไอน า มความเส ยงมากข นท จะเกดการกัดกรอน เกดแรงสะทอนกลับ และการเกดเสยงรบกวน เน องจากไอน าจะมความเรวสงข น

การคานวณขนาดของระบบทอ จะข นอย กับการลดลงของความดันและคาอัตราเรว ตามท อธบายดังตอไปน

5 หัวขอ 2. 2 เปนบทสรปของขอมลใน Module 10.2 Pipes and Pipe Sizing, และ Module 10.3 Steam Mains and Drainage. ใน: SpiraxSarco Learning Centre, Block 10, ‘Steam Distribution’. www.spiraxsarco.com


11/68

11

a) การกาหนดขนาดทอโดยข นอย กับการลดลงของความดัน การท ความดันในระบบการสงไอน ามคาลดลง เปนส งท สาคัญ ในทางปฏบัตแลว ไมวาจะเปนทอไอน าหรอทอไอน า จะมการทาใหขนาดของทอมความสมดลกับการสญเสยความดัน กฎทั วๆ ไป กาหนดไววา ความดันท ลดลงจะตองมคาไมเกน 0.1 บารตอ ความยาวทอ 50 เมตร การคานวณขนาดของทอ ทาไดโดยใชรปท 4 สวนผ ท ชอบใชตารางแทนการใชกราฟ กสามารถใชตารางท 2 เพ อคานวณขนาดของทอได

ตัวอยางการคานวณมดังตอไปน

ขอมลท ใหมา ความดันเขา P1 = 7 bar g อัตราการไหลของไอน า = 286 กโลกรัม / ชั วโมง คาแรงดันต าสดท ยอมให P2 = 6.6 bar g ความยาวทอ = 165 เมตร

คานวณการลดลงมากสดของความดันตอความยาวทอ 100 เมตร

การลดลงมากสดของความดันตอความยาวทอ 100 เมตร = P1 – P2 x 100L

= (7.0 – 6.6) x 100165

= 0.24 บาร

การกาหนดขนาดของทอโดยใชคาการลดลงของความดันโดยใชกราฟสัมพันธในรปท 4

เลอกจดท อย บนแนวเสนไอน าอ มตัวท ความดัน 7 bar g และกาหนดใหเปนจด A จากจด A ใหเขยนเสนในแนวนอนไปท อัตราการไหลของไอน าเทากับ 286 กโลกรัม/ ชั วโมง และกาหนดใหเปนจด B จากจด B ใหเขยนเสนในแนวตั งไปท ดานบนของกราฟ (จด C) เขยนเสนในแนวนอน จากคาการสญเสยความดัน 0.24 บาร/ 100 เมตร (เสน DE) จดท เสน DE และเสน BC ตัดกัน จะบอกถงขนาดของทอท ตองการ ในกรณตัวอยางน จะเหนวาทอขนาด 40 มลลเมตรจะ

เลกเกนไป ดังนั นจงควรใชทอขนาด 50 มลลเมตร


12/68

12

รปท 4. แผนภาพแสดงการกาหนดคาขนาดของทอ – โดยใชคาของความดันท ลดลง (Spirax Sarco)


13/68

13

ตารางท 2. ความจของทอในหนวย กก. / ชม. สาหรับอัตราเรวตางๆ กัน ในกรณของทอขนาด 40 มลลเมตร (Spirax Sarco)


14/68

เคร องมอท ใชพลังงานความรอน: การสงไอน าและการนามาใช

แนวทางปฏบัตเพ อการใชพลังงานอยางมประสทธภาพในภาคอตสาหกรรมของเอเชย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 14

รปท 5. แผนภาพแสดงการกาหนดคาขนาดของทอ – โดยใชคาอัตราเรว (Spirax Sarco)

b) การกาหนดขนาดของทอโดยใชคาอัตราเรว

คาอัตราเรวเปนอกสวนประกอบหน งท สาคัญในการกาหนดขนาดของทอ กฏทั วๆไป คอจะใชอัตราเรวระหวาง 25 ถง 40 เมตรตอวนาท เม อใชไอน าอ มตัวเปนส อกลางความรอน คา 40 เมตรตอวนาท เปนคาสงสดท ยอมใหใช เน องจากคาอัตราเรวท มากกวาน จะทาใหเกดเสยงและการกัดกรอน โดยเฉพาะอยางย งเม อเปนไอน าเปยก คาอัตราเรวดังกลาวน ถอวามคาสง เม อพจารณาถงผลกระทบตอคาความดันท ลดลง ในระบบทอสงท มขนาดยาว กจาเปนท จะตองจากัดความเรวไวท 15 เมตรตอวนาท เพ อไมใหความดันลดลงมากเกนไป และแนะนาวา ควรจะตรวจสอบระบบทอท มความยาวมากกวา 50 เมตร วาความดันไดลดลงหรอไม ไมวาจะเปนอัตราเรวเทาใดกตาม


15/68



ไอดงถอวาเปนกาซแหงและไมมความช น จงไมทาใหเกดการกัดกรอนท มสาเหตมาจากหยดน า และอัตราเรวของไอน า อาจสงไดถง 50 ถง 70 เมตรตอวนาท ถาไมมผลกระทบจากการลดลงของความดัน

การกาหนดขนาดของทอสาหรับไอน าอ มตัวและไอดงโดยใชคาอัตราเรวน สามารถทาไดโดยใชกราฟสัมพันธดังรปท 5 สาหรับผ ท ชอบใชตารางแทนกราฟกสามารถใชตารางท 2 ในการกาหนดขนาดของทอได

ตัวอยางการคานวณมดังตอไปน

ขอมลท ใหมา ความดันเขา = 7 bar g อัตราการไหลของไอน า = 5000 กโลกรัม / ชั วโมง อัตราเรวสงสดท ยอมให = 25 เมตร / วนาท

การคานวณขนาดของทอโดยใชคาอัตราเรว โดยใชกราฟสัมพันธในรปภาพท 5 เขยนเสนในแนวนอน จากเสนอณหภมการอ มตัว ท ความดัน 7 bar g (จด A) บนแผนภาพสัดสวนของความดัน ไปยังอัตรา

การไหลของไอน าเทากับ 5000 กโลกรัมตอชั วโมง (จด B) จากจด B ใหเขยนเสนในแนวตั งไปยังคาอัตราเรว 25 เมตรตอวนาท (จด C) จด C กใหลากเสนแนวนอน ใหขามแผนภาพ

คาเสนผานศนยกลางของทอ (จด D) จะเหนวา จะตองการใชทอท มรขนาด 130 มลลเมตร แตควรเลอกใชทอขนาดท ใกลเคยงท สดท มจาหนาย คอ ขนาด 150

มลลเมตร

2.2.3 การวางผังทอ ในมาตรฐานยโรป EN45510 หัวขอ 4.12 ไดกลาวไววา การวางทอไอน าหลักนั น ควรจะตดตั งท มระยะการตก 1:100 (1เมตร สาหรับทกๆ 100 เมตรของการใชงาน) ตามท ทศทางการไหลของไอน า คาความชันน จะทาใหแนใจไดวาแรงโนมถวงและการไหลของไอน าจะชวยใหไอน าควบแนนไดไหลไปยังจดระบายไดสะดวก ซ งจะสามารถระบายท งไดอยางปลอดภยัและมประสทธภาพ (รปท 6)

รปท 6. รปแบบทั วไปของการตดตั งทอ (Spirax Sarco)


16/68



2.3 จดระบายน า จดระบายน า6 จะตองทาใหไอน าควบแนนสามารถไปถงกับดักไอน าได จงตองมความระมัดระวังในการออกแบบและการกาหนดตาแหนงของจดระบาย และยังตองพจารณาถงไอน าควบแนนท คางอย เม อปดเคร องและเม อกระแสไอน าไดหยดไหลแลว แรง

โนมถวงจะเปนส งท ทาใหน าท ควบแนนไหลไปตามความลาดชนัของทอและไปสะสมตัวอย ท จดท ต าในระบบ ดังนั นจงควรจะตองตดตั งกับดักไอน าไวตามจดตางๆ ดังกลาว ปรมาณของไอน าควบแนนท เกดข นในทอไอน าหลักขนาดใหญหลังจากท ไดเปดเคร องแลวน จะมปรมาณมากพอท จะตองมการตดจดระบายใหทกๆ ระยะ 30 เมตร ถง 50 เมตร เชนเดยวกับท จดต าตางๆ เชนท ดานลางของทอ ในการปฏบัตงานปกต ไอน าอาจจะไหลไปตามทอหลกัดวยความเรวไดถง 145 กโลเมตรตอชั วโมง ซ งกจะดงไอน าควบแนนตามไปดวย รปท 7 แสดงใหเหนวามการตดตั งทอระบายขนาด 15 มลลเมตรเขาโดยตรงกับดานลางของทอไอน าหลัก

ถงแมวาทอขนาด 15 มลลเมตรน จะมความจเพยงพอ แตมันกไมสามารถดักจับไอน าควบแนนท เคล อนท ในทอหลักดวยความเรวสงได การตดตั งแบบน กจะไมมประสทธภาพ การแกไขการระบายไอน าท เช อถอไดมากกวาน คอรปแบบท แสดงไวในรปท 8

ทอดักควรจะอย ท ระยะ 25 ถง 30 มลลเมตร จากดานลางของโพรงดักสาหรับทอไอน าหลักท มขนาดถง 100 มลลเมตร สาหรับทอไอน าหลักท ใหญกวาน กใหมทอดักท ระยะอยางนอย 50 มลลเมตร การทาเชนน จะชวยใหมพ นท สาหรับการตกตะกอนของส งสกปรกและสะเกดตางๆ ซ งทาใหกาจัดไดงายถามครบหรอล นสาหรับการระบายน าท งตดตั งอย ท ดานลางของโพรงระบายนั น

6 หัวขอ 2.3 น นามาจาก Module 10.3 Steam Mains and Drainage. ใน: Spirax Sarco Learning Centre, Block 10, ‘Steam Distribution’.www.spiraxsarco.com

รปท 7. โพรงดักมขนาดเลกเกนไป (Spirax Sarco)

รปท 8. Properly Sized Trap Pocket (Spirax Sarco)


17/68



ขนาดของโพรงระบายท แนะนา ไดแสดงไวในรปท 9 ดังน

2.4 ทอแยก ปกตแลวทอแยก 7 จะสั นกวาทอไอน าหลักมาก กฏทั วๆ ไปกคอ ถามทอแยกท ยาวไมเกน 10 เมตรและมแรงดันในทอหลักเพยงพอ กสามารถกาหนดขนาดของทอใหมความเรวไดระหวาง 25 ถง 40 เมตรตอวนาท และกไมตองกังวลกับการลดลงของแรงดัน

7 หัวขอ 2.4 น นามาจาก Module 10.3 Steam Mains and Drainage. ใน: Spirax Sarco Learning Centre, Block 10, Steam Distribution.www.spiraxsarco.com

รปท 9. ขนาดท แนะนาของโพรงระบาย (Spirax Sarco)

รปท 10. ทอแยก (Spirax Sarco)


18/68



2.4.1 จดเช อมตอของทอแยก จดเช อมตอของทอแยกจากดานบนของทอไอน าหลักจะลาเลยงไอน าท แหงท สด (รปท 10) ถาเปนจดเช อมตอจากดานขาง หรอท แยไปกวานั นกคอ เปนจดเช อมตอจากดานลาง (เชนในรปท 11a) กจะมไอน าควบแนนและเศษขยะตางๆ ท มาจากทอไอน าหลัก ผลลัพธกคอจะไดไอน าท เปยกและสกปรกมากๆ เขาไปส อปกรณ ซ งกจะทาใหมผลกระทบตอสมรรถนะทั งในระยะสั นและ

ระยะยาว วาลวดังท แสดงในรปท 11b ควรจะถกตดตั งใหอย ใกลๆ กับจดปลอยออกเทาท จะทาได เพ อลดการตกคางของไอน าควบแนนในทอแยกตางๆ เม อจะมการปดโรงงานเปนเวลานาน

2.4.2 ขาทอ ในทอแยกกมจดต าอย เชนกัน ซ งโดยปกตแลวกจะเปนขาทอท อย ใกลๆ วาลวแยกหรอวาลวควบคม (รปท 12) ไอน าควบแนนจะสะสมตัวอย ท บรเวณดานบนของวาลวท ปดอย และถกขับออกพรอมกับไอน าเม อเปดวาลวอกครั ง ซ งกคอ จดระบายท มกับดักไอน า ซ งเปนวธท ด กอนท จะเขาส เคร องกรองและวาลวควบคม

รปท 11a. การนาไอน าออกอยางไมถกตอง (Spirax Sarco) รปท 11b. การนาไอน าออกอยางถกตอง

(Spirax Sarco)

รปท 12. ขาทอท นาไอน าไปท เคร องทาความรอน (Spirax Sarco)


19/68



2.4.3 พ นยกและการระบาย มบอยครั งท ทอไอน าหลักจะตองพาดผานพ นท สงข น หรอมการใชงานในบรเวณท ไมสามารถวางแนวทอใหมความลาดเอยง 1:100 ได ในสถานการณเชนน จะตองทาใหไอน าควบแนนไหลลงมาส ขางลางโดยยอนเสนทางการไหลของไอน า วธท ดกคอการกาหนดขนาดของทอท ทาใหไอน ามความเรวไมเกน 15 เมตรตอวนาท และใหทอมความลาดชันไมนอยกวา 1:40 และให

ตดตั งจดระบายท ระยะไมเกน 15 เมตร (ดรปท 13) วัตถประสงคกคอเพ อปองกันไมใหไอน าควบแนนจับตัวเปนแผนท ดานลางของทอจนมความหนาถงจดท จะทาใหหยดน าถกพัดพาไปโดยกระแสของไอน า

2.5 เคร องกรอง

หัวขอน จะไดอธบายภาพรวมของเคร องกรอง8

เม อมการแขงขันในตลาดมากข น กจะมการเนนย าในเร องของการลดระยะเวลาปดโรงงานและการบารงรักษา ในระบบไอน าและไอน าควบแนนนั น ความเสยหายของโรงงานสวนใหญจะเกดจากเศษขยะในทอ เชน สะเกด สนม สารประกอบผสม โลหะเช อม และของแขงอ นๆ ซ งไหลเขาส ระบบทอ เคร องกรองจงเปนอปกรณท ดักจับเศษของแขงเหลาน ซ งอย ในของเหลวหรอกาซท ไหลอย เพ อเปนการปกปองอปกรณและเคร องมอจากผลกระทบท เปนภัยตางๆ ซ งกจะเปนการลดระยะเวลาการปดโรงงานและการบารงรักษาดวย โดยควรจะตดตั งเคร องกรองท บรเวณตนทางของกับดักไอน า มาตรวัดการไหลและวาลวควบคม

เคร องกรองอาจแบงออกได 2 ประเภท โดยข นอย กับรปรางของเคร อง กลาวคอ รปแบบตัววาย (Y) และแบบตะกรา ตัวอยาง

ของเคร องกรองเหลาน แสดงไวในรปท 14

8 หัวขอ 2.5 น นามาจาก Module 12.4 Strainers. ใน Spirax Sarco Learning Centre, Block 12, ‘Pipeline Ancillaries’.www.spiraxsarco.com

รปท 13. ความชันยอนกลับในทอไอน าหลัก (Spirax Sarco)


20/68



A

2.5.1 เคร องกรองรปตัว Y เคร องกรองแบบรปตัวY เปนมาตรฐานปกตท ใชกับไอน าอย ทั วไป โดยมรปรางเปนทรงกระบอกขนาดกระทัดรัดแตมความแขงแรงมากและสามารถทนแรงดันสงได ซ งจะมลักษณะเปนทอรับแรงดัน โดยปกตแลว เคร องกรองแบบรปตัว Y จะสามารถทนแรงดันไดถง 400 bar g อยางไรกตามการใชเคร องกรองท แรงดันสงขนาดน กมความซับซอน โดยอณหภมสงซ งมาพรอมกับไอน าแรงดันสงดังกลาว ดังนั นจงควรใชวัสดท ยอดเย ยมมากๆ เชน โลหะ โครเมยม-โมลบดนัม

แมวาจะมขอยกเวนบางอยาง

ซ งจะแลวแตขนาด

เคร องกรองแบบรปตัว Y

น

กมความจเศษส งสกปรกตางๆ

ไดนอยกวาเคร องกรองแบบตะกรา ซ งจะตองทาความสะอาดบอยข น ในระบบไอน าแลว ส งน ไมเปนปญหาเลย เวนแตวาจะมสนมเกดข น หรอเม อมเศษขยะเกดข นเปนจานวนมากในทันทท เปดใชงาน เม อคาดวาจะมเศษขยะอย มากในขณะใชงาน กควรตดตั งวาลวระบายไวท ฝาของเคร องกรอง ซ งจะทาใหสามารถใชแรงดันไอน าชวยทาความสะอาดไดโดยไมตองปดโรงงาน

เคร องกรองแบบรปตัว Y ในทอไอน าหรอทอกาซท อย ในแนวนอน ควรจะไดรับการตดตั งเพ อใหมโพรงระบายอย ในแนวนอน (รปท 15a) ส งน จะชวยกักน าไวท โพรงระบายและชวยไมใหน าไปเจอปนกับไอน า ซ งจะเปนสาเหตของการเกดการกัดกรอน และมผลกระทบตอกระบวนการถายเทความรอน อยางไรกตามในระบบของของเหลวนั น โพรงระบายควรจะมทศทางลงในแนวด ง (รปท 15C)

ถงแมจะมการแนะนาวาควรตดตั งเคร องกรองไวในแนวนอน แตกไมสามารถทาไดทกครั งไป จงตองมการตดตั งท ทอซ งอย ในแนวตั งถาการไหลอย มทศทางไหลลงขางลาง ซ งเศษขยะตางๆ กจะเคล อนท เขาส โพรงระบายโดยธรรมชาตของมันเองอย แลว (รปท 15 b) สวนการตดตั งในทศทางไหลข นนั น จะทาไมไดเลย เน องจากเคร องกรองจะตองถกตดตั งใหโพรงระบายเปดอย โดยมทศทางช ลง และเศษขยะจะตกยอนกลับไปในทอ

รปท 14a. เคร องกรองแบบรปตัว Y

(Spirax Sarco)

รปท 14b. เคร องกรองแบบตะกรา

(Spirax Sarco)


21/68



รปท 15. รปแบบท ถกตองของเคร องกรอง (Spirax Sarco)

2.5.2 เคร องกรองแบบตรงและแบบงอ นอกจากเคร องกรองแบบรปตัว Y แลว ยังมเคร องกรองแบบตรงและแบบงอ สาหรับการใชงานเม อระบบทอมรปรางไมสอดคลอง

กับเคร องกรองแบบรปตัว Y

2.5.3 เคร องกรองแบบตะกรา เคร องกรองแบบตะกราหรอแบบหมอน มลักษณะเปนชองในแนวด ง ซ งกมักจะมขนาดใหญกวาเคร องกรองแบบรปตัว Yเน องจากเคร องกรองแบบตะกรามพ นท กรองมากกวา ทาใหเปนท นยมใชกับการกรองของเหลว และเน องจากมันมความจเศษส งสกปรกไดมากกวาเคร องกรองแบบรปตัว Y จงมการใชเคร องกรองแบบตะกรากับทอไอน าท มขนาดใหญดวย เคร องกรองแบบตะกราน จะตดตั งไดกับทอท อย ในแนวนอนเทานั น และถามขนาดใหญและมน าหนักมาก กควรจะตองตดตั งฐานรองใหเคร องกรองดวย

เม อมการใชเคร องกรองแบบตะกราในระบบไอน า กอาจจะมไอน าควบแนนข นเปนจานวนมาก ดังนั น เคร องกรองท จะถกนามาใชกับระบบไอน า จงมักถกออกแบบใหมจดระบายอย ดวย ซ งอาจตดตั งมาพรอมกับกับดักไอน า เพ อกาจัดไอน าควบแนน เคร องกรองแบบตะกรามักจะมรปแบบเปนค โดยเคร องกรองตัวท สองจะถกตดตั งขนานกบัเคร องกรองตัวแรก กระแสการไหลกถกทาใหไหลผานเคร องกรองตัวไหนกได ทาใหสามารถทาความสะอาดเคร องกรองตัวใดตัวหน งในขณะท ระบบของไหลกาลังทางานอย ได ซ งกจะเปนการลดเวลาการปดโรงงานเพ อการบารงรักษา

(a). ใชไอน าหรอกาซ

(b) ไหลลงส ดาน�

chapter - steam distribution and utilization (thai).pdf

Documents