|
เครื่องอุ่นอากาศ และ พัดลมที่ใช้ในเครื่องกำเนิดไอน้ำ
Air Preheaters
ใช้พลังงานจาก Flue gas ที่อุณหภูมิประมาณ 600-800F ก่อนปล่อยระบายทิ้งที่อุณหภูมิประมาณ 275-350F โดยหลีกเลี่ยงการควบแน่นของไอน้ำในก๊าซ ซึ่งจะส่งผลต่อการกัดกร่อนได้
ทำให้ประหยัดเชื้อเพลิง ประมาณ 4% ถ้าอุณหภูมิอากาศเพิ่มได้ 200F และได้ถึง 11% ถ้าเพิ่มได้ 500F เตาเผาถ่านหินบด (pulverized-coal furnace) ต้องใช้อากาศที่อุณหภูมิ 300-600F สำหรับการอบแห้งถ่านหินด้วย
ยุคแรก เป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดแผ่นแบน ปัจจุบันนิยมแบบท่อเนื่องจากรับความดันได้ดีกว่า ซึ่งแบ่งเป็นสองประเภทด้วยกันคือ
| ♦ |
Recuperative air preheaters เป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดเปลือกและท่อแบบไหลสวน |
| ♦ |
Regenerative air preheaters เป็นแบบโรตารี 'Ljungstrom' เป็นแบบที่มีตัวกลางรับความร้อนจากด้านร้อนไปถ่ายเทให้ด้านเย็นกว่า |
รูปตัวอย่างเครื่องอุ่นอากาศแบบท่อไหลสวนทาง
ทางลัดอากาศใช้ควบคุมอุณหภูมิโลหะด้านอากาศเข้า |
รูปแสดงตัวอย่างเครื่องอุ่นอากาศแกนดิ่ง Ljungstrom |
พัดลมและการควบคุมพัดลม ( Fans & Fan Control)
พัดลม (Fans)
เครื่องกำเนิดไอน้ำยุคแรก ๆ มีขนาดเล็กใช้แรงดูดอากาศตามธรรมชาติของปล่องควัน การออกแบบทางเดินก๊าซร้อนภายในจึงต้องระวังการสูญเสียความดัน
เครื่องกำเนิดไอน้ำขนาดใหญ่ในปัจจุบัน ต้องอาศัยพัดลมขนาดใหญ่ช่วยดันอากาศเข้า หรือดูดอากาศออก หรืออาจต้องใช้ทั้งสองอย่าง ซึ่งแบ่งพัดลมออกเป็นสองชนิดคือ พัดลมเป่า (FD, forced-draft fans) และ พัดลมดูด (ID, induced-draft fans)
 |
พัดลมเป่า (forced-draft fans)
ค่อนข้างมีใช้งานมากกว่า โดยเฉพาะในเรือเดินสมุทร ทำให้ทั้งระบบมีความดันสูงกว่าบรรยากาศ จึงเป็นเตาเผาความดัน (pressure furnace) และเนื่องจากสัมผัสอากาศเย็นเท่านั้นจึงมีข้อดีดังนี้
- มีปัญหาซ่อมบำรุงน้อย
- ใช้พลังงานต่ำกว่าเพราะอากาศเย็นมีปริมาตรน้อยกว่า
- ภาระน้อยกว่า เพราะไม่ต้องขับก๊าซจากการเผาไหม้ด้วย
ผลต่าง ๆ ข้างบนทำให้ต้นทุน และค่าใช้จ่ายต่ำกว่า แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน กล่าวคือการรั่วไหลของก๊าซพิษออกจากเตาเผา ทำให้ต้องสร้างเตาแบบไม่รั่วต้องออกแบบพิเศษ เกี่ยวกับอุปกรณ์ประกอบ เช่น ประตูตรวจสอบ กล่องเป่าเขม่า และชุดฝาหัวจุดไฟเชื้อเพลิง เพื่อความวางใจ มักใช้พัดลมเป่าขนานกันสองตัว ขนาดตัวละ 60% ของภาระเต็ม เพื่อใช้งานยามตัวใดตัวหนึ่งเสีย
พัดลมดูด(Induced-draft fans)
การใช้งานจะติดตั้งบริเวณระหว่าง เครื่องอุ่นอากาศและปล่องควัน อาจอยู่ก่อนหรือหลังเครื่องดักฝุ่นก็ได้ แล้วปล่อยสู่ความดันบรรยากาศ ทำให้เตาเผาทั้งระบบมีความดันต่ำกว่าบรรยากาศ ต้องรับภาระขับก๊าซร้อนที่ประกอบด้วย อากาศ และก๊าซจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง รวมทั้งอากาศที่รั่วเข้าในระบบด้วย ทำให้มีปริมาณอัตราไหลที่สูงกว่า พัดลมเป่า และยังต้องสามารถต้านทานการกัดกร่อนจากก๊าซเผาไหม้ ปรกติจะใช้งานร่วมกับพัดลมเป่า
|
เครื่องกำเนิดไอน้ำที่ใช้เชื้อเพลิงสะอาดเช่น ก๊าซหรือน้ำมัน มักออกแบบให้มีความดัน (Pressurized firing) ส่วนระบบที่ใช้ถ่านหินมักเป็นทั้งแบบความดัน หรือ สมดุล (balanced-draft firing) เครื่องกำเนิดไอน้ำสมัยใหม่นิยมแบบหลังคือสมดุลหรือความดันเท่าบรรยากาศ
รูปตัวอย่างใบพัดลมแบบหนีศูนย์กลาง (a) forward (โค้งหน้า)
(b) flat ( ใบตรง) (c) โค้งหลัง (Backward-curved)
ผังเวคเตอร์แสดงความเร็วปลายใบ Vb ,
ความเร็วสัมพัทธ์, และความเร็วสัมบูรณ์ V ของอากาศออกจากใบพัด |
รูปกราฟคุณลักษณะทั่วไปที่ความเร็วคงที่
ของพัดลมแบบหนีศูนย์กลางใบพัดโค้งหลัง |
การควบคุมพัดลม (Fan Control)
แบ่งเป็นสองลักษณะใหญ่ ๆ คือ Damper control เป็นลักษณะการควบคุมอัตราไหลของพัดลมในยุคแรก ๆ มีราคาถูก แต่มีการสูญเสียพลังงาน เนื่องจากพัดลมจะทำงานเต็มกำลังตลอดเวลา และ Variable speed control เป็นลักษณะการควบคุมอัตราไหลของพัดลมสมัยใหม่ เมื่อเทคโนโลยีการควบคุมความเร็วมอเตอร์ก้าวหน้าขึ้น ทำให้สามารถประหยัดพลังงานได้
รูปกราฟสมรรถนะทั่วไปของพัดลมแบบหนีศูนย์กลาง แสดงผลของการแปรค่าความเร็ว
|
