21 พฤษภาคม 2555

การทำ Hydro-static test HRSG


                หลังจากที่ HRSG ได้ทำการติดตั้งเรียบร้อยแล้วจะทำการทำ Pressure Test โดยการใช้น้ำเพื่อทดสอบความสามารถในการรับแรงดันสูง ๆ ของBoiler โดยการ Test จะต้องเป็นไปตามมาตรฐานสากล โดยปกติทั่ว ๆ ไปจะยึดถึงมาตรฐานของ ASME เป็นหลัก การทำการทดสอบหรือ Pressure Test จะทำหมดทุกส่วนของ HRSG ทั้ง Drum และ Piping ด้วย  โดยที่แต่ละส่วนจะทำ Pressure Test ที่ Pressure แตกต่างกัน โดยขึ้นอยู่กับ Design pressure ว่าเท่าใด  ในการทำ Pressure Test  ที่สำคัญ  อุณหภูมิของน้ำที่ใช้ต้องไม่ต่ำกว่า 21°C (70°F) วิธีการทำ Pressure Test นั้นจะมีอยู่หลายขั้นตอน  ดังนั้นในหนังสือเล่มนี้จะอธิบายตั้งแต่เริ่มแรกจนกระทั่งสิ้นสุดการทดสอบ แต่มีข้อกำหนดว่าไม่ว่าจะเป็นการทำ Pressure Test ที่ส่วนไหนของ HRSG โดยปกติแล้วการทำ Pressure Test จะทำที่ Pressure มากกว่า Design pressure 1.5 เท่า (1.3  เท่า กฎหมายใหม่)


     Preparation for Testing
1.  รอยต่อต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็น Flange, Unionหรือ Weldingต่าง ๆ ต้องไม่มีฉนวนหุ้มเพื่อง่ายแก่การตรวจสอบจุดรั่ว (leak)

2.  จุด Drain จุด Vent ต่าง ๆ ต้องอุด Plugs หรือ Cap หรือถ้าเป็นท่อขนาดใหญ่ต้องใส่ Blind Flangesไว้

3.     อุปกรณ์ในการทดสอบต้องเตรียมพร้อม เช่น Pump แรงดันสูง

4.    Pump ในระบบหรือ Pressure gauge ที่ไม่สามารถรับแรงดันสูง ๆ ได้ให้ถอดออก หรือ Isolated ออกจากระบบให้หมด อาจจะโดยการปิด Valve ก็ได้

5.    ก่อนทำการ Test ท่อต่าง ๆ ต้องได้รับการ Flushing เรียบร้อยแล้ว เพื่อเอาสิ่งสกปรกออก เช่น Slag จากการเชื่อม เป็นต้น  และต้องติดตั้ง Temporary strainerเข้าไปในระบบด้วย

6.    กรณีท่อต่าง ๆ ต้องทำการติดตั้ง Support เพิ่มเติมให้ทำการติดตั้งก่อนที่จะทำการ Test

7.    Safety valve และ/หรือRelief valve ต้องIsolated ออกจากระบบโดยการใส่Blind flange หรือถอดออกไปเลยก็ได้

8.     อุปกรณ์ Instrument ต่าง ๆ ควรถอดออก แม้กระทั่งThermocouple ก็ควรต้องถอดออกด้วย

9.     Control valve บางตัวควรจะถอดออกหรือ Isolated

10. Instrument pipe ต้องได้รับการ Testด้วย  เพียงแต่ว่าต้องปิด Valve ก่อนเข้า Instrument equipment แล้วถอดอุปกรณ์วัดออกด้วย

11.    Isolated sight glass boiler drum ออกจากระบบ

   Pressure Test Gauge
                Test Gauge ควรจะใช้ Test gauge ที่มี Rang มากกว่า 4 เท่าของ Test pressureโดยที่ Test gauge จะต้องใช้ 2 ตัว คือที่ Discharge pump และที่ Line ที่ต้องการ Testโดย Pressure gauge ที่จะนำมาใช้ต้องได้รับการ Calibratedเรียบร้อยแล้ว



Testing Procedure
                ในการทำPressure Test ต้องตัดแยกLine เป็นช่วง ๆ   โดยระบบที่ออกแบบให้มี Pressure เท่ากันจะทำไปพร้อม ๆ กัน ส่วนอีกระดับแรงดันหนึ่งก็แยกทำอีกส่วนหนึ่ง  วิธีทำมีดังนี้
1.  ตรวจสอบ Valve ต่าง ๆ ว่าอยู่ในสภาวะที่ถูกโดยเทียบกับ P&ID เป็นหลักแล้ว Mark Valve เปิด-ปิดและจุดที่ใส่ Blind Flange ไว้ด้วย

2.  เติมน้ำ Demin เข้าระบบโดยการเปิด Vent ต่าง ๆ จนเห็นว่าอากาศออกหมดแล้ว และมีน้ำออกมาก็ปิด ข้อสำคัญต้อง Vent เอาอากาศออกให้หมด

Note  น้ำที่เติมเข้าไปใน Boiler ต้องผสมสารเคมีด้วย โดยการผสมต้องผสมที่ด้านนอกของ Boiler คือผสมกันก่อนแล้วจึงเติมเข้าไปที่ Boiler

3.   เมื่อเติมน้ำเต็มแล้ว และปิด Valve ต่าง ๆ หมดแล้ว ให้ทำการเพิ่ม Pressure โดยการใช้External pump เพิ่มแรงดันไปเรื่อย ๆ จนมากกว่า Design Pressure 1.5 เท่า แล้วหยุดโดยการปิด Dischange valve

4.    ทำการบันทึกค่าของแรงดันไว้แล้วรอดูไปเรื่อย ๆ โดยช่วงที่หยุดเพื่อตรวจสอบแรงดันว่าลดลงหรือไม่นี้ต้องไม่น้อยกว่า 10 นาที  ส่วนจะเป็นเท่าไรนั้นขึ้นอยู่กับการตกลงระหว่างผู้ผลิตและผู้ซื้อ

5.      ถ้า Pressure ไม่ตกลงมาหรือคงที่ถือว่าใช้ได้ ไม่มีการรั่ว

6.      ถ้าไม่สามารถรักษา Pressure ได้ แสดงว่ามีการรั่วเกิดขึ้น ให้ทำการตรวจสอบหาจุดที่รั่ว

7.      หลังจากซ่อมจุดที่รั่วแล้วให้ทำการเพิ่ม Pressure ขึ้นไปใหม่ โดยทำซ้ำตามข้อ 3-5 ใหม่

8.   HRSG บางตัวอาจจะมีการทำ Hydrotest หลาย Step ของ Pressure แต่ที่สำคัญที่สุดคือ Pressure สูงสุด คือที่มากกว่า Design pressure 1.5 เท่า

Note    ห้ามทำ Hydrotest ที่มากกว่า 60% ของ Design pressure

 Acceptance Standard (การยอมรับการทำ Hydro. Test)
                ถ้าการ Test ทุกอย่างผ่าน คือไม่มีจุดLeak สามารถรักษา Pressure ได้ในเวลาที่ไม่น้อยกว่า 10 นาที  สามารถถือได้ว่าการทำ Hydrostatic test สามารถยอมรับได้

    การจดบันทึกค่าต่าง ๆ
                ในการทำ Hydrostatic test จะต้องมีการจดค่าต่าง ๆ ไว้ด้วย โดยที่การบันทึกจะประกอบไปด้วยสิ่งเหล่านี้
1.   วันที่ที่ทำการทดสอบ

2.    ชนิดของท่อ

3.    สารตัวกลางที่ใช้ เช่น น้ำ

4.   Pressure ที่ทำการทดสอบ และระยะเวลาของแต่ละช่วงที่ค้างไว้เพื่อตรวจสอบ Pressure

5.    ชื่อของผู้ที่รับรองการ Calibrated pressure gauge

หวังว่าคงจะพอนึกภาพออกบ้างนะครับ อาจจะพอมีประโยชน์บ้างไม่มากก็น้อยครับ

9 กรกฎาคม 2554

กระบวนการผลิตน้ำ สำหรับใช้ในกระบวนการผลิตไฟฟ้า

Water Treatment เป็นวิธีการแขนงหนึ่งซึ่งใช้ในการตรวจหาจำนวนสารในน้ำเพื่อขจัดทำลายพร้อมทั้งปรับสภาพทางเคมีของน้ำให้เหมาะสม การทำ Water Treatment จำเป็นมากสำหรับโรงไฟฟ้า เพราะป้องกันตะกรันและการกัดกร่อน เนื่องจากเป็นการนำเอาหลักวิชาทางเคมีมาประยุกต์ใช้ ดังนั้นจึงต้องทำความเข้าใจพื้นฐานวิชาเคมีเพื่อจะได้ควบคุมการทำงานของระบบและอุปกรณ์โดยถูกต้อง
วิชาเคมีเป็นวิชาที่ว่าด้วยองค์ประกอบของสสารเป็นการอธิบายถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเมื่อสารหนึ่งเปลี่ยนสภาพไปเป็นอีกสารหนึ่ง เราเรียกการเปลี่ยนแปลงนี้ว่า ปฏิกิริยา หรือ Reaction Water chemistry ก็คือเรื่องที่ว่าด้วยปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับน้ำและองค์ประกอบในน้ำ

Atoms และ Elements
สสารทุกชนิดประกอบด้วยอะตอม อะตอมคือส่วนที่เล็กที่สุดของสารซึ่งไม่สามารถแบ่งแยกได้อีกโดยไม่เสียคุณสมบัติเฉพาะตัว อะตอมจะประกอบด้วยอนุภาคหลัก 3 ชนิด คือ Neutron Proton และ Electron จำนวนและตำแหน่งที่อยู่ของอนุภาคทั้ง 3 นี้จะสร้างคุณสมบัติเฉพาะให้แต่ละอะตอม


Element หรือ ธาตุ
คือสารบริสุทธิ์ประกอบด้วยอะตอมเดียวหรือหลายอะตอม ธาตุที่ค้นพบในธรรมชาติขณะนี้มีทั้งหมด 92 ธาตุ ไฮโดรเจนเป็นธาตุที่เบาที่สุดและยูเรเนียมเป็นธาตุที่หนักที่สุด และมีธาตุซึ่งมนุษย์ผลิตขึ้นมาอีกประมาณ 11 หรือ 12 ชนิด แต่ธาตุเหล่านี้จะแยกตัวออกจากกันเมื่อผลิตขึ้นมา ในจำนวนนี้ธาตุที่มักจะได้ยินคุ้นหูก็มี เหล็ก (Fe) อลูมิเนียม (Al) สังกะสี (Zn) ตะกั่ว (Pb) และปรอท (Hg) ซึ่งจัดเป็นพวกโลหะ พวกที่เป็นอโลหะได้แก่ถ่าน (C) กำมะถัน (S) ฟอสฟอรัส (P) ไอโอดีน (I) ออกซิเจน (O) ไฮโดรเจน (H) และไนโตรเจน (N) ธาตุทั้งหมดมักจะเขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ ตารางที่ 1 คือตารางธาตุชนิดต่าง ๆ ที่ค้นพบในปัจจุบัน ขอให้ทำความเข้าใจเกี่ยวกับตารางก่อน
ภายในอะตอมของธาตุนั้นจะประกอบด้วย Nucleus เป็นแกนกลางโดยมี Electron โคจรรอบ ๆ Nucleus คล้าย ๆ กับระบบสุริยะของโลกเรา นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอน (อนุภาคประจุบวก) และนิวตรอน (อนุภาคไร้ประจุ) จำนวนอีเลคตรอน (อนุภาคประจุลบ) รอบ ๆ นิวเคลียสจะเท่ากับจำนวนโปรตอนในนิวเคลียส
นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน จำนวนอีเลคตรอนที่วิ่งรอบ ๆ นิวเคลียสจะเท่ากับจำนวนโปรตอนในนิวเคลียส เมื่อจำนวนอีเลคตรอนเท่ากับจำนวนโปรตอน อะตอมนี้จะมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า จำนวนโปรตอนบวกกับจำนวนนิวตรอน จะประมาณเท่ากับน้ำหนักอะตอม รูปที่ 1A แสดงโครงสร้างของอะตอมอย่างง่าย ๆ อีเลคตรอนจะวิ่งรอบนิวเคลียสในแต่ละวงโคจร จำนวนอีเลคตรอนในแต่ละวงจรไม่เท่ากัน

วาเลนซี่ (Valence)
จำนวนอีเลคตรอนในวงโคจรนอกสุดของอะตอม จะเกิดการเปลี่ยนแปลงเมื่ออะตอมหนึ่งทำปฏิกิริยากับอีกอะตอมหนึ่ง วงโคจรนอกสุดอาจจะได้อีเลคตรอนเพิ่มหรือเสียอีเลคตรอนไป ถ้าได้อีเลคตรอนเพิ่มจะมีประจุลบเพิ่มและอะตอมจะมีประจุเป็นลบ ถ้าเสียอีเลคตรอนไปทำให้จำนวนประจุบวกเพิ่มขึ้นและอะตอมจะมีประจุบวก อะตอมที่มีจำนวนอีเลคตรอนหนาแน่นที่วงโคจรนอกสุดมักจะดูดอีเลคตรอนเข้าตัว และมีสภาพประจุเป็นลบ อะตอมที่มีจำนวนอีเลคตรอนบางเบาที่วงโคจรนอกสุดมักจะต้องเสียอีเลคตรอนและมีสภาพประจุเป็นบวก
การได้เพิ่มหรือสูญเสียอีเลคตรอนที่วงโคจรนอกสุดแสดงด้วยวาเลนซีของธาตุนั้น ดูตารางที่ 1 ยกตัวอย่างออกซิเจนจะมีวาเลนซี่ -2 ซึ่งหมายความว่าเมื่อออกซิเจนทำปฏิกิริยากับธาตุอื่นแล้วมักจะได้อีเลคตรอนเพิ่ม 2 ตัว ซึ่งจะทำให้อะตอมนั้นมีสภาพประจุเป็นลบ
สำหรับแมกนีเซียมนั้นมีวาเลนซี่เท่ากับ +2 หมายความว่าเมื่อทำปฏิกิริยาแล้วมักจะต้องเสียอีเลคตรอน 2 ตัว เครื่องหมายบวกแสดงให้รู้ว่ามีสภาพประจุเป็นบวก ตัวเลขของวาเลนซี่จะบอกจำนวนอีเลคตรอน 2 ตัว เครื่องหมายบวกหรือลบแสดงว่าธาตุนั้นสูญเสียหรือได้รับอีเลคตรอน ธาตุบางตัวจะมีวาเลนซี่หลายค่า

โมเลกุลและสารประกอบ
เมื่ออะตอมตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปรวมตัวกันทางเคมีแล้วจะเกิดเป็นโมเลกุล โมเลกุลซึ่งประกอบด้วยอะตอมต่างชนิดกันตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปรวมกันเรียกว่า สารประกอบ
อะตอมจะเกาะตัวอยู่ด้วยกันโดย Bonds 2 ชนิด คือ Covalent Bond (Electron Sharing Bond) และ Ionic bond (Electron Transferring Bond) Ionic Bond มีแรงเกาะตัวน้อยกว่า Covalent Bond
ใน Covalent Bond อีเลคตรอนจะถูกแชร์ด้วยอะตอมตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไป การแบ่งอีเลคตรอนหมายความว่า อีเลคตรอนสามารถจะเข้าไปอยู่ในวงโคจรของอะตอมตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปในเวลาเดียวกันได้ วงโคจรและมี 1 อีเลคตรอน แต่ตัวมันเองต้องการอีเลคตรอน 2 ตัว ดังนั้นมันจึงจับกันเอง อีกตัวหนึ่งกลายเป็น Diatomic molecule (Diatomic หมายถึง 2 อะตอม) ในทำนองนี้ไฮโดรเจน 2 อะตอม แบ่งอีเลคตรอน 2 ตัว กลายเป็นหนึ่งโมเลกุล (รูปที่ 1B) ธาตุอื่น ๆ ก็จะเกิด Diatomic Molecule ในลักษณะเดียวกัน ธาตุเหล่านี้ได้แก่ ไนโตรเจน, ออกซิเจน, ฟลูออรีน, คลอรีน, โบรมีน และไอโอดีน ธาตุเหล่านี้ในสภาวะทั่วไปจะเป็นก๊าซโดยปกติแล้ว Ionic Bonding เกิดได้ง่ายกว่า การเกิด Ionic bond ไม่มีการแบ่งอีเลคตรอน มีแต่การถ่ายเทอีเลคตรอนระหว่างอะตอม
โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) หรือเกลือแกง ซึ่งประกอบด้วยโซเดียม (Na) และคลอรีน (Cl) โซเดียมจะมีอีเลคตรอน 1 ตัว ที่วงนอกสุด ส่วนคลอรีนขาดอีเลคตรอน 1 ตัวที่วงนอกสุด (รูปที่ 1C) โซเดียมให้อีเลคตรอนแก่คลอรีน แล้วกลายสภาพประจุเป็นบวกในขณะที่คลอรีนกลายเป็นลบ ในลักษณะเช่นนี้ อะตอมของทั้งสองธาตุจะรวมตัวกันกลายเป็นโซเดียมคลอไรด์
การรวมตัวระหว่างออกซิเจน (O) กับไฮโดรเจน (H) ด้วย Ionic bond แล้วเกิดโมเลกุลของน้ำ ออกซิเจนมีวาเลนซี่ -2 ไฮโดรเจนมีวาเลนซี่ +1 หมายความว่าออกซิเจนต้องการอีเลคตรอนเพิ่ม 2 ตัว จึงจะจับอะตอมไฮโดรเจน 2 อะตอม เพื่อให้ได้อีเลคตรอน 2 ตัว (รูปที่ 1D) โมเลกุลของน้ำที่เกิดขึ้นมีสูตรว่า H2O
ลองพิจารณาสูตรของน้ำ (H2O) ถ้าโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมมากกว่าหนึ่ง จะต้องเขียนตัวเลขกำกับไว้ที่ด้านท้ายล่างของธาตุนั้น สูตรของน้ำ (H2O) บอกให้เราทราบว่าประกอบด้วยอะตอมของธาตุไฮโดรเจน 2 ตัว และอะตอมของธาตุออกซิเจน 1 ตัว ในกรณีที่ไม่มีตัวเลขกำกับที่ธาตุนั้น ยกตัวอย่างออกซิเจน (O) ในสูตรของน้ำให้ถือว่ามีค่าเท่ากับ 1
เพื่อให้เข้าใจการเกิดสารประกอบต้องพิจารณาดูวาเลนซี่ของอะตอมที่จะมารวมตัวกัน วาเลนซี่ของโมเลกุลสารประกอบต้องเท่ากับศูนย์ ในกรณีของ H2O H แต่ละตัวจะมีวาเลนซี่ +1 O แต่ละอะตอมจะมีวาเลนซี่ -2 อะตอมของไฮโดรเจนและออกซิเจนรวมกันแล้วทำให้ผลรวมของวาเลนซี่กลายเป็นศูนย์
ถ้าอลูมิเนียม (Al) รวมตัวกับออกซิเจน (O) เพื่อให้เกิด Aluminum Oxide โดยที่ Al มีวาเลนซี่ +3 และ O มีวาเลนซี่ -2 จะต้องใช้ Al 2 อะตอมรวมกับ O 3 อะตอม [2 (+3) + 3(-2) = 0] สูตรของสารประกอบนี้คือ Al2O3

อนุมูล
เมื่ออะตอมของธาตุบางชนิดรวมตัวกันแล้วจะเกิดเป็นอนุมูล อนุมูลก็มีวาเลนซี่ด้วยเช่นกัน อนุมูล SO4-2 มีวาเลนซี่ -2
อนุมูลจะทำปฏิกิริยาเหมือนกับเป็นธาตุเดียว เมื่อรวมตัวกับอะตอมของธาตุอื่นเกิดเป็นสารประกอบ ตารางที่ 2 คือตัวอย่างของอนุมูลซึ่งมักจะพบเสมอในเคมีวิเคราะห์น้ำโรงจักรสูตรของสารประกอบซึ่งประกอบด้วยอนุมูลนั้นถูกกำหนดได้ ทำนองเดียวกับสูตรของสารประกอบ ซึ่งประกอบด้วยธาตุอิสระ ดังนั้นเมื่อธาตุโซเดียม (Na) วาเลนซี่ +1 รวมกับอนุมูลซัลเฟต (SO4) วาเลนซี่ -2 จะได้สารประกอบซึ่งมีสูตร Na2SO4 2(+1) + 1(-2) = 0
ดูอีกตัวอย่าง สูตรของแคลเซียมไฮดรอกไซด์คือ Ca (OH)2 เพราะว่าต้องใช้อนุมูล (OH) (วาเลนซี่ -1) 2 อนุมูลรวมกับ Ca (วาเลนซี่ +2) 1 อะตอมจึงจะสมดุลย์ เราใช้ใหม่เป็น CaOH2 ความหมายจะเปลี่ยนไปกลายเป็นมี Ca 1 อะตอม มี O 1 อะตอม และ M 2 อะตอมใน 1 โมเลกุล Ca OH2 ไม่ใช่สารประกอบ เพราะวาเลนซี่รวมจะไม่เท่ากับศูนย์
ให้จำวิธีเขียนสารประกอบที่มีอนุมูล สูตรของแมกนีเซียมไบคาร์บอเนต คือ Mg (HCO3)2 นั่นคือต้องมี Mg (วาเลนซี่ +2) 1 อะตอม รวมกับอนุมูล (HCO3) 2 อนุมูล แต่ละอนุมูลของ HCO3 มีวาเลนซี่ -1 ดังนั้น Mg (HCO3)2 มีวาเลนซี่ -1 ดังนั้น Mg (HCO3)2 มีวาเลนซี่รวมเท่ากับศูนย์

สมการเคมี

สารประกอบทางเคมีเมื่อทำปฏิกิริยากับสารอื่นจะเกิดสารประกอบใหม่ ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นเร็วมาก เมื่อสารประกอบอยู่ในสภาพสารละลาย สารประกอบเมื่อละลายน้ำจะแตกตัวเป็นอนุภาคประจุบวก และอนุภาคประจุลบ เรียกว่า Ions
เราใช้สมการเคมีอธิบายปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้น เราจะอธิบายสั้น ๆ ถึงการเกิดสนิมก่อนอื่นต้องเข้าใจเสียก่อนว่าสนิมหมายถึงอะไร
ชื่อทางเคมีของสนิมก็คือ Iron Oxide เหล็ก (Fe) เมื่อรวมตัวกับออกซิเจน (O2) เกิดเหล็กออกไซด์ (Fe2O3) Fe มีวาเลนซี่ +3 O2 มีวาเลนซี่ -2 ดังนั้นสูตรของโมเลกุลเหล็กออกไซด์ คือ Fe2O3 [2(+3)+3(-2) = 0] ลองมาทำความเข้าในสมการเคมีของปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดเหล็กออกไซด์ สมการเคมีประกอบด้วย 3 ส่วน กลุ่มของตัวทำปฏิกิริยา (Reactants) จะอยู่ทางซ้ายมือของสมการ เครื่องหมายลูกศรตรงกลางสมการหมายถึงเท่ากับหรือทำให้เกิด กลุ่มของผลได้จากปฏิกิริยาเคมี (Reaction products) จะอยู่ทางขวามือ ดังนั้นปฏิกิริยาของการเกิดสนิมเขียนเป็นสมการได้ดังนี้
4Fe + 3O2 2Fe2O3
สมการนี้บอกให้ทราบว่าถ้าใช้ Fe 4 อะตอม รวมกับ O2 3 โมเลกุลแล้วจะได้ Fe2O3 2 โมเลกุล จำนวนโมเลกุล (หรืออะตอม) ดูจากตัวเลขหน้าโมเลกุลหรืออะตอม 4 ข้างหน้า Fe, 3 ข้างหน้า O2, และ 2 ข้างหน้า Fe2O3
ในการ Balance สมการเคมี จำนวนอะตอมทางซ้ายมือของสมการจะต้องเท่ากับจำนวนอะตอมทางขวามือของสมการ
ปฏิกิริยาเคมีบางประเภทจะให้ Reaction Products ซึ่งไม่ละลายน้ำ ทำให้เกิดการตกตะกอนซึ่งใช้วิธีเขียน ศรลง ( ) กำกับไว้ท้ายสูตรโมเลกุล บางปฏิกิริยาจะให้ Products ในรูปของแก๊ส ซึ่งจะลอยหายไปในบรรยากาศ เราเรียกว่าเกิด Evolotion และใช้วิธีเขียนศรขึ้น ( ) กำกับไว้
ปฏิกิริยาเคมีบางประเภท Products ทั้งหมดที่เกิดขึ้นละลายน้ำได้หมด ซึ่งหมายความว่าสามารถเกิดปฏิกิริยาสวนทางได้ เพื่อให้เกิดสารประกอบดั้งเดิม ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นกลับไปกลับมาในเวลาเดียวกัน ปฏิกิริยาสวนกลับทางใช้เขียนแทนด้วยศรคู่ ( ) ตรงกลางของสมการ จำไว้ว่าลูกศรเดียว ( ) หมายถึงปฏิกิริยาเสร็จสิ้นแล้ว

ความเข้มข้นของสสารในน้ำและหน่วยที่ใช้วัด
คำว่า “Concentration” หมายถึงปริมาณของสารชนิดหนึ่งซึ่งละลายในสารอีกชนิดหนึ่ง เช่น ถ้าเราตักน้ำตาล 1 ปอนด์ใส่ลงในน้ำ 1 แกลลอน Concentration ของน้ำตาลในน้ำจะมีค่า 1 ปอนด์/แกลลอน
หน่วยที่มักจะพบเห็นเสมอ ได้แก่ เปอร์เซ็นต์ ซึ่งได้แก่จำนวนหน่วย (หรือส่วน) ของสารในสารละลาย 100 หน่วย (หรือส่วน) ดังนั้น Percent Concentration ก็หมายถึงจำนวนสารใน 100 ส่วน
บางครั้งการวัดโดย Percent Concentration อาจจะไม่เหมาะสมสำหรับสารละลายบางชนิด ตัวอย่างเช่น ความเข้มข้นของ NaCl ในน้ำดิบจะมีค่า 0.003 ส่วนในร้อยส่วน หรือ 0.003% ตัวเลขนี้เล็กเกินไป ควรหันมาใช้หน่วยที่เล็กกว่านี้อีกคือ Parts per million (ppm) และ Parts per billion (ppb) ppm หมายถึงน้ำหนักของสสารต่อสารละลาย 1 ล้านส่วน ppb หมายถึง น้ำหนักของสสารต่อสารละลาย 1,000 ล้านส่วน
ส่วนมากแล้วใช้หน่วยมิลลิกรัมต่อลิตร (mg/l) แทน ppm ในสารละลายที่เจือจางมาก ๆ กล่าวได้ว่าการวัด Concentration โดยหน่วย ppm และ mg/l ได้ค่าเกือบจะเท่ากัน ทั้งนี้เพราะว่าน้ำ 1 ลิตรหนัก 1 ล้านมิลลิกรัม ดังนั้น 1 mg/l คือ 1 ppm
หน่วย ppb ใช้วัด Concentration ที่มีค่าน้อยกว่า 1 ppm
1% = 10,000 ppm = 10,000,000 ppb
1 ppm = 1,000 ppb = 0.0001%
1ppb = 0.001 ppm = 0.000,000,1%
1 ppm = 1 mg/l
ตารางแสดงความสัมพันธ์ของหน่วยวัด Concentration
ในระบบน้ำของโรงไฟฟ้าค่า Concentration จะเปลี่ยนแปลงจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง ยกตัวอย่างเช่นใน Condenser ถ้าเกิดมีรอยรั่วขึ้นจะทำให้น้ำ Condensate มีความบริสุทธิ์ลดลงเนื่องจากน้ำในระบบระบายความร้อนที่
เข้า Condenser มีความบริสุทธิ์น้อยกว่าน้ำ Condensate ตัวการสำคัญคือ dissolved solids ใน cooling water และไม่นานนักน้ำนี้จะกลายเป็น Feedwater ป้อนเข้าหม้อน้ำ เมื่อถูกต้มกลายเป็นไอน้ำ ส่วนที่เป็น Dissolved Solids จะตกค้างภายในหม้อน้ำ ทำให้ Concentration ของ Boiler Water (Feedwater ในตอนแรก) เพิ่มสูงขึ้น
Concentration ของ Boiler Water ที่เพิ่มสูงขึ้นนี้สามารถควบคุมได้โดยการถ่ายน้ำบางส่วนทิ้งไป วิธีนี้เรียกว่า Blowdown ซึ่งวัดปริมาณกันเป็นเปอร์เซ็นต์ของ Incoming Feedwater
ถ้าหม้อน้ำต้องการ Feedwater 1,000,000 ปอนด์/ชม. และ Blowdown 0.1% นั่นหมายถึงว่าจะถ่ายน้ำทิ้งจำนวน 1,000,000 x 0.001 = 1,000 ปอนด์/ชม. ดังนั้นน้ำที่จะถูกต้มกลายเป็นไอน้ำจะเท่ากับ 999,000 ปอนด์/ชม.
ถ้า Feedwater จำนวน 1,000,000 ปอนด์นี้มีค่า Concentration 1 ppm แล้ว ในทุก ๆ หนึ่งชั่วโมงจะมี Dissolved Solids เข้าหม้อน้ำ 1 ปอนด์ เมื่อน้ำจำนวน 999,000 ปอนด์ กลายเป็นไอน้ำ จะทำให้ Dissolved Solids จำนวน 1 ปอนด์นี้ตกค้างในหม้อน้ำทุก ๆ หนึ่งชั่วโมง ถ้าหากต้มน้ำต่อไปจำนวน Solids Content ของ Boiler Water ก็จะเพิ่มขึ้น
การ Blowdown จะป้องกันไม่ให้เกิดสาเหตุดังกล่าว ถ้ารู้ค่า Feedwater flow (lb/hr) และรู้ค่า Solids content ใน Feedwater (ppm) แล้วค่า concentration ของ Solidsใน Boiler water จะขึ้นอยู่กับ Blowdown flow ซึ่งมีสมการแสดงความสัมพันธ์ดังนี้
Cboiler • FBD = CFW • FFW
( สสารทิ้ง = สสารเพิ่ม )
โดยที่
Cboiler = ปริมาณ Solids ในหม้อน้ำ, ppm
FBD = อัตราไหลผ่านของ Blowdown, lb/hr
CFW = ปริมาณ Solids ใน Feedwater, ppm
FFW = อัตราการไหลของ Feedwater, lb/hr
สมการนี้บอกให้เราทราบว่า ปริมาณ Solids เท่าใดก็ตามที่ตาม Feedwater เข้าไปในหม้อน้ำจะต้องถูกถ่ายทิ้งออกไปทาง Blowdown สมมุติว่าเรากำหนดค่าตัวเลขลงไปโดยที่
CFW = 1 ppm
FFW = 1 x 106 lb/hr
FBD = 1 x 103 lb/hr
แล้วให้หาค่าของ Cboiler
จากสมการ Cboiler • FBD = CFW • FFW
เขียนได้ใหม่ว่า Cboiler =
แทนค่าแล้วจะได้
= 1,000 ppm
เพราะเช่นนั้นถ้าทำการ Blowdown ด้วยอัตรา 1,000 lb/hr แล้วก็จะรักษาระดับ Concentration ของ Solids ในหม้อน้ำไว้ที่ 1,000 ppm ได้ รูปที่ 2A แสดงระบบความสัมพันธ์ตามสมการข้างต้น



ความหมายของ pH
เมื่อเติมกรดหรือด่างลงในน้ำบริสุทธิ์ จะทำให้ H+ และ OH- อิออนเกิดการเปลี่ยนแปลง กรดจะไปเพิ่ม [ H+ ] ให้มีค่ามากกว่า 1.0 x 10-7 และด่างจะเพิ่มค่า [ OH- ] แต่ถ้าสารละลายยังคงเจือจางแล้วค่า KW จะคงที่ = 1.0 x 10-14 ดังนั้นถ้าค่า KW คงที่แล้ว การเพิ่ม [ H+ ] หรือ [ OH- ] จะทำให้ส่วนที่เหลือลดลงตามอัตราส่วน เพราะเช่นนั้นเมื่อสารละลายเพิ่มความเป็นกรด นั่นคือ [ H+ ] เพิ่มขึ้น เมื่อสารละลายเพิ่มความเป็นด่าง นั่นคือ [ H+ ] ลดลง ความสัมพันธ์อันนี้ใช้สำหรับบอกถึงความเป็นกรดหรือความเป็นด่างในรูปของ Hydrogen ion concentration เราเรียกความสัมพันธ์นี้ว่า pH
โดยที่ pH =
เราไม่จำเป็นต้องจำสมการนี้ แต่เมื่อเห็นว่า “log” จะต้องนึกเสมอว่า คือกำลังของเลขสิบ เพื่อให้เข้าใจง่ายขึ้นให้คิดว่า pH ก็คือ “กำลังของ Hydrogen ion”
ยกตัวอย่าง pH = 5 หมายความว่ามี Concentration ของ [H+] = 1 x 10-5 โมล/ลิตร
pH = 6 หมายความว่ามี [H+] Concentration = 1 x 10-6 โมล/ลิตร
ดังนั้น การเปลี่ยนแปลง pH จาก 5 ไป 6 มีผลให้ [H+] Concentration เปลี่ยนไป 10 เท่า


ช่วงของค่า pH
สารละลายที่เป็นกลางมีค่า pH = 7
สารละลายกรดมีค่า pH น้อยกว่า 7
สารละลายด่างมีค่า pH มากกว่า 7
การเปลี่ยนแปลงค่า pH ไม่ว่าเพิ่มขึ้นหรือลดลง หมายถึง การเปลี่ยน H+ Concentration ทีละ 10 เท่า สารละลาย pH = 3 จะมี [H+] Concentration มากกว่าสารละลาย pH = 7 ถึง 10,000 เท่า ขอให้ดูรูปที่ 2B และตารางที่ 1 ประกอบ ตารางที่ 1 แสดงความสัมพันธ์ระหว่าง H+, OH-, และ pH
ส่วนตารางที่ 2 แสดง pH ของสาร ซึ่งมักพอเสมอในระบบน้ำของโรงไฟฟ้า ขอให้จำไว้ว่า pH scale เป็นเพียงตัวบอกความสมดุลย์ระหว่างไฮโดรเจนและไฮดรอกซิลอิออน ยกตัวอย่างน้ำบริสุทธิ์เต็มที่จะมีค่า pH = 7 ที่ 25C แต่น้ำที่มี Dissolved Salt 2,000 ppm ละลายอยู่จะยังคงมีค่า pH = 7

pH คือ ดัชนีที่บอก Hydrogen Ion Concentration
สสารที่จะให้ H+ หรือเมื่อละลายในน้ำ
สสารที่จะให้ OH- หรือเมื่อละลายในน้ำ
แล้วแตกตัวให้ H+ แล้วแตกตัวให้ OH-

เพิ่มค่า H+

ช่วงของค่า pH
สารละลายที่เป็นกลางมีค่า pH = 7
สารละลายกรดมีค่า pH น้อยกว่า 7
สารละลายด่างมีค่า pH มากกว่า 7
การเปลี่ยนแปลงค่า pH ไม่ว่าเพิ่มขึ้นหรือลดลง หมายถึง การเปลี่ยน H+ Concentration ทีละ 10 เท่า สารละลาย pH = 3 จะมี [H+] Concentration มากกว่าสารละลาย pH = 7 ถึง 10,000 เท่า ขอให้ดูรูปที่ 2B และตารางที่ 1 ประกอบ ตารางที่ 1 แสดงความสัมพันธ์ระหว่าง H+, OH-, และ pH
ส่วนตารางที่ 2 แสดง pH ของสาร ซึ่งมักพอเสมอในระบบน้ำของโรงไฟฟ้า ขอให้จำไว้ว่า pH scale เป็นเพียงตัวบอกความสมดุลย์ระหว่างไฮโดรเจนและไฮดรอกซิลอิออน ยกตัวอย่างน้ำบริสุทธิ์เต็มที่จะมีค่า pH = 7 ที่ 25C แต่น้ำที่มี Dissolved Salt 2,000 ppm ละลายอยู่จะยังคงมีค่า pH = 7
pH คือ ดัชนีที่บอก Hydrogen Ion Concentration

การวัดค่า pH
เราสามารถวัดค่า pH ของสารละลายได้โดยการวัดศักย์ไฟฟ้าระหว่างเซลล์ไฟฟ้า ซึ่งประกอบด้วยอีเลคโตรด 2 ขา จุ่มลงไปในสารละลายที่จะวัดค่า pH มิเตอร์ คือโวลท์มิเตอร์ที่มีความไวสูงและแปลง Output ออกมาเป็นค่า pH อีเล็คโตรดข้างหนึ่งจะเป็น Reference Electrode และอีเล็ดโตรดข้างหนึ่งเป็น pH-Sensitive glass เมื่อ H+ Concentration ของสารละลายเกิดการเปลี่ยนแปลงจะมีผลทำให้ศักย์ไฟฟ้าระหว่างอีเล็คโตรดทั้งสองเปลี่ยนแปลงด้วยโดยที่ pH มิเตอร์จะวัดศักย์ไฟฟ้าและเปลี่ยนค่าเป็น pH
อีเล็คโตรดของเครื่องวัด pH นี้มีความไวต่ออุณหภูมิมาก จึงจำเป็นต้องวัดอุณหภูมิของสารละลายที่จะทำการวัดค่า pH ด้วย เพื่อนำมาปรับเข็มบนหน้าปัดของเครื่องวัด เครื่องวัด pH บางเครื่องจะทำการวัดอุณหภูมิและปรับเข็มบนหน้าปัทม์เองโดยอัตโนมัติ เครื่องวัดดังกล่าวมักจะติดตั้งตายไว้ในโรงไฟฟ้าเลย
การ Calibrate pH มิเตอร์มักจะกระทำด้วยการใช้สารละลายที่รู้ค่า pH แน่นอนแล้ว เพื่อไม่ให้เกิดการผิดพลาด สารละลายที่ใช้เรียกว่า Buffer Solutions เพราะเป็นสารละลายที่สามารถคงค่า pH ได้ในพิสัยที่กว้าง ถึงแม้ว่ามีสารจำพวกกรดหรือด่างเจือปนบ้างเล็กน้อยก็ไม่ทำให้ค่า pH เปลี่ยนแปลง


Alkalinity และ Acidity
ตามที่ได้กล่าวมาแล้วว่าคุณสมบัติของสารละลายที่ให้ไฮดรอกซิลอิออนเรียกว่าคุณสมบัติความเป็นด่างหรือ Alkalinity ในเคมีวิเคราะห์น้ำของโรงไฟฟ้า Alkalinity มีความหมายในแง่ที่ว่าสามารถล้าง Acidity ให้เป็นกลางได้ เรามักจะวัด Alkalinity ในหน่วย ppm ส่วน Acidity ก็คือความสามารถในการล้าง Alkalinity ให้เป็นกลางได้ และวัดออกมาเป็นหน่วย ppm
Alkalinity และ Acidity มักจะใช้เป็นตัวบอกคุณภาพของน้ำ การรู้คุณสมบัติ 2 ประการนี้ช่วยให้คาดการณ์ได้ว่าน้ำที่ใช้งานอยู่นั้นจะก่อให้เกิดปัญหาด้าน Scale และ Corrosion หรือไม่
Alkalinity และ Acidity ที่เกิดกับน้ำธรรมชาติมักจะเนื่องมาจากคาร์บอนไดออกไซด์อิสระ คาร์บอเนตอิออน ไบคาร์บอเนตอิออน ไฮดรอกซิลอิออน อย่างใดอย่างหนึ่ง


Conductivity
สารละลายบางชนิดมีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้า คุณสมบัตินี้มีประโยชน์มากในการใช้ตรวจวัดสารละลายประเภทต่าง ๆ ในโรงไฟฟ้า การหา Concentration ของสารละลายเราใช้วิธีวัด Conductance หรือวัด Conductivity ของสารละลายนั้น


Conductance ของสารละลาย
สารละลายที่สามารถนำไฟฟ้าได้เรียกว่า Electrolyte โดยทั่วไปแล้ว Electrolyte เป็นสารละลายน้ำที่มีกรด ด่าง หรือเกลือละลายอยู่ Electrolyte แต่ละชนิดจะสามารถนำไฟฟ้าได้ไม่เท่ากัน อิออนในสารละลายมักจะมีประจุไฟฟ้าติดตัวเสมอ อิออนต่างชนิดกันจะเก็บประจุได้ไม่เท่ากัน หรือมี Conductance ต่างกัน ไฮโดรเจนอิออนจะมี Conductance สูงสุด ไฮดรอกซิลอิออนมี Conductance ประมาณครึ่งหนึ่งของไฮโดรเจนอิออน สำหรับอิออนอื่น ๆ จะมี Conductance น้อยกว่าเมื่อ Concentration ของสารละลายเพิ่มขึ้นจะทำให้ Conductance เพิ่มขึ้น เนื่องจากเกิดอิออนที่มีประจุมากขึ้นในเรื่องเคมีวิเคราะห์น้ำโรงไฟฟ้า มักจะพบว่าสารละลายส่วนใหญ่มีความเจือจางมาก เพราะมีอิออนนับตัวได้ ในกรณีเช่นนี้ใช้วิธีวัด Resistance ของสารละลายแทน ตามที่ทราบมาแล้วว่า Conductance คือความสามารถในการนำไฟฟ้า และ Resistance คือความสามารถในการต้านไฟฟ้า ดังนั้นความสัมพันธ์ของคุณสมบัติทั้งสองก็คือ

หน่วยวัด Resistance คือ ohms หน่วยวัด Conductance คือ mho (สะกดถอยหลัง) ในสารละลายที่เจือจางมาก ๆ ถ้าวัด Conductance ด้วยหน่วย mho แล้วจะได้ค่าที่น้อยมากเหลือเกิน ในกรณีนี้เราจะใช้หน่วยไมโครโมห์ หรือ 10-6 mhos แทน 1 ไมโครโมห์ นิยมเขียนด้วยตัวย่อว่า 1  mhos ยกตัวอย่างค่า Conductance ของน้ำที่ใช้ใน High pressure boiler จะเท่ากับ 0.00005 mhos ซึ่งเล็กมาก ถ้าเขียนไปในหน่วยไมโครโมห์จะมีค่าเท่ากับ 50  mhos
เรามักจะวัดค่า Conductance กันที่อุณหภูมิ 25C ซึ่งถือว่าเป็นอุณหภูมิมาตรฐาน ถ้าทำการวัด Conductance กันที่อุณหภูมิอื่น จะต้องปรับเปลี่ยนมาเป็นค่าที่ 25C
Specific Conductance หรือ Conductivity
Specific Conductance หรือ Conductivity ของสารละลายใดก็คือ Conductance ของสารละลายนั้น ซึ่งวัดระหว่างอีเล็คโตรด 2 ขา แต่ละขามีพื้นที่หน้าตัด 1 ตร.ซม. วางห่างกัน 1 ซม. ที่อุณหภูมิ 25C หน่วยของ Conductivity คือ  mhos/cm


การใช้ Conductivity ในการวัด Concentration
เราใช้วิธีวัด Conductivity และเปลี่ยนค่าไปเป็น ppm ของ Dissolved Solids โดยอาศัย Calibration Curves ซึ่งทำขึ้นสำหรับเครื่องวัดนั้น ๆ มีสูตรง่าย ๆ สำหรับความสัมพันธ์ระหว่าง Dissolved Solids และ Conductivity ดังนี้
ppm ของ Dissolved Solids = 0.7 x Conductivity (ในหน่วย  mhos/cm. )
สูตรนี้ให้ค่าถูกต้องสำหรับสารละลายของเกลือเท่านั้น ส่วนสารละลายของกรด ด่าง หรือเกลือ ซึ่งมีฤทธิ์เป็นกรดหรือด่าง ตัวคูณจะมีค่าระหว่าง 0.5-0.6 (แทนที่จะเป็น 0.7)
การตรวจคุณภาพของน้ำโดยวิธีวัด Conductivity นั้น นับว่ามีประโยชน์มากเพราะทำให้ทราบถึง Concentration ของ Dissolved solids เพราะปัญหาสำคัญก็คือ ต้องพยายามควบคุมจำนวน Total Dissolved Solids ใน Boiler water และต้องควบคุมคุณภาพของน้ำ Demineralized water ด้วย การใช้วิธีวัดค่า Conductivity นี้ ทำให้เราหาค่า Dissolved Solids ได้ง่ายและรวดเร็วกว่าการนำน้ำตัวอย่างมาระเหยให้แห้งแล้วจึงชั่งสารส่วนที่ตกค้างอยู่นั้น


วิธีวัดค่า Conductivity
ตามที่ได้กล่าวมาแล้วว่า Conductivity คือค่า Conductance ของสารละลาย ซึ่งวัดค่าระหว่างอีเลคโตรด 2 ขา แต่ละขามีพื้นที่หน้าตัด 1 ตร.ซม. วางห่างกัน 1 ซม. อุณหภูมิของสารละลายเท่ากับ 25C เครื่องวัดค่า Conductivity ส่วนใหญ่แล้วอีเลคโตรดที่ใช้วัดจะมีระยะห่างไม่เท่ากับ 1 ซม. เสมอไป ดังนั้นเครื่องวัดแต่ละเครื่องจึงมีค่า Cell Constant หรือ Correction Factor ไว้สำหรับแก้ค่าที่อ่านได้ให้เท่ากับค่าที่ควรจะเป็น ในกรณีที่อีเล็คโตรดมีพื้นที่หน้าตัด 1 ตร.ซม. และห่างกัน 1 ซม. ดังนั้นค่า Conductivity ก็คือค่า Conductance ซึ่งวัดค่าที่ 25C คูณด้วย Cell Constant

15 พฤษภาคม 2553

25 กุมภาพันธ์ 2553

การทำงานของ HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR


บทนำ
ในบทนี้จะกล่าวถึง Boiler แบบ Force Circulation ทั้งหมดซึ่งยึดถือต้นแบบของบริษัทผู้ผลิต 2 บริษัท คือ ABB.CE - HRSG และของบริษัท CMI ซึ่งมีใช้มากในการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย เพื่อให้ได้รายละเอียดที่มากยิ่งขึ้น ซึ่งไม่ว่าจะเป็น Boiler ของบริษัทที่ต่างกัน แต่หลักการต่าง ๆ จะเหมือนกันหมด อาจจะแตกต่างกันบ้างในบางกรณีและบางจุด ซึ่งในบทนี้จะอธิบายเป็นจุด ๆ ไปทีละขั้นตอนเพื่อความเข้าใจของผู้อ่าน และผู้ที่ต้องการจะศึกษาถึงรายละเอียดของการทำงาน ในความจริงแล้ว HRSG นั้น แบ่งออกได้อีก 3 แบบตามระดับของแรงดันไอน้ำที่ทำการผลิต คือ
1. Sing Pressure Level
2. Dual Pressure Level
3. Triple Pressure Level
ตามที่กล่าวไว้แล้ว ไม่ว่าจะเป็น HRSG แบบใดหรือระดับ Pressure เท่าไร ก็จะทำงานอยู่บนหลักการเดียวกัน เพราะฉะนั้นบทนี้จะยึดเอาแบบ Dual Pressure เป็นหลัก



Pressure Section
ใน Boiler แบบ Dual Pressure คือ Boiler ที่มีระดับแรงดันของไอน้ำอยู่ 2 ระดับ คือ
1. Low Pressure Section
2. High Pressure Section
เราไม่สามารถกำหนดตายตัวว่า Pressure เท่าใดเป็น Low Pressure หรือ Pressure เท่าใดเป็น High pressure แต่จะยึดถือเอาว่าถ้าส่วนใดผลิตไอน้ำที่มีแรงดันสูงกว่าจะถือเป็น High Pressure ส่วนที่ผลิตได้แรงดันต่ำกว่าจะเรียกว่าเป็น Low Pressure แต่มีข้อแม้ว่าไม่ว่าจะเป็น High Pressure หรือ Low Pressure ต้องมีสภาวะเป็น Superheated Steam เท่านั้น


Low Pressure Section
หน้าที่ของ Low Pressure Section คือทำการผลิต LP Steam ที่เป็น Superheated Steam ส่งไปให้กับ Steam Turbine หรือ Process Steam หรือ Auxiliary Steam หรือจ่ายให้กับลูกค่าแล้วแต่วัตถุประสงค์ของการใช้งาน LP Section จะประกอบไปด้วยส่วนประกอบหลัก 5 ส่วน คือ
 LP Economizer หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า Condensate Preheater เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่อุ่นน้ำหรือเพิ่มอุณหภูมิของน้ำก่อนส่งเข้า LP Drum หรือถ้าเรียกว่า Condensate Preheater ก็จะส่งเข้าไปที่ Deaerator
 LP Steam Drum ทำหน้าที่เป็นอ่างเก็บน้ำให้กับ HP Feedwater (HRSG บางแบบจะส่งน้ำจาก Deaerator ไปที่ HP Drum โดยตรงเลยก็มี) นอกจากนี้ยังทำหน้าที่รองรับไอน้ำที่ผลิตได้ และทำการแยกน้ำออกจากไอน้ำด้วยก่อนที่จะส่งเข้า Superheated Coil
 LP Circulating Pump ทำหน้าที่ส่งน้ำจาก LP Drum ไปที่ LP Evaporator โดยทั่วไปจะมี Pump อยู่ 2 ตัว โดยทำงานปกติหนึ่งตัว ส่วนอีกตัวเอาไว้เป็น Stand-by Pump กรณี Pump อีกตัวเกิดขัดข้องไม่สามารถทำงานได้ Pump อีกตัวก็จะ Auto Start ขึ้นมาทำหน้าที่แทน นอกจากนี้ LP. Circulating Pump ยังทำหน้าที่เพิ่มอัตราส่วนการหมุนวน (Circulation Ratio) ของ Boiler ด้วย
 LP Evaporator หรือ LP Generator จะทำหน้าที่เป็นพื้นที่รับความร้อนและผลิต LP Steam ในสภาวะที่เป็น Saturated Steam แล้วส่งต่อไปเข้าที่ LP Drum
 LP Superheater ทำหน้าที่เป็นพื้นที่ในการรับความร้อนเพื่อการผลิตไอน้ำที่มีสภาพเป็นไอดงหรือไอร้อนยิ่งยวด (Superheated Steam)


การทำงานของ Low Pressure Section
น้ำ Feedwater ที่ส่งมาจาก LP Feed Pump จะถูกส่งมาเข้าที่ Main Stop Valve (LAB19AA051) แล้วส่งไปเข้า Economizer เพื่ออุ่นน้ำ แต่ก่อนเข้า ECO จะมี By-pass Line อยู่ 1 Line ซึ่งจะมี Stop Valve อยู่ 1 ตัว (LAB19AA054) โดย Line นี้จะถูกใช้งานเมื่อ Gas Turbine ใช้ Fuel Oil เป็นเชื้อเพลิงเพื่อควบคุมอุณหภูมิของ Exhaust gas ที่จะออกจาก Stack ให้สูงมากกว่าจุด Dew point ของกำมะถัน (Sulphure) เพื่อไม่ให้กำมะถันเกิดการกลั่นตัว (Condent) ซึ่งจะเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม
น้ำที่ออกจาก Economizer จะมีอุณหภูมิสูงขึ้น ส่วนหนึ่งจะถูกแยกออก (Extraction) ไปเพิ่มความร้อนให้กับ Fuel Gas ของ Gas Turbine โดยน้ำที่ออกจาก Economizer ส่วนใหญ่จะถูกส่งไปเข้า LP Drum โดยผ่าน Drum Level Control Valve
น้ำที่อยู่ภายใน LP Drum จะถูก Pump ที่เรียกว่า LP Circulating pump ดูดและส่งไปที่ LP Evaporator เพื่อทำการผลิตไอน้ำ แล้วส่งกลับไปเข้า LP Drum
ไอน้ำเมื่อเข้าไปสู่ LP Drum จะถูกแยกเอาน้ำออกแล้วส่งไปเข้า LP Superheater ซึ่งเป็นแบบ Single pass แล้วออกมาเป็น LP Superheated Steam ที่ความดัน 7.0 bar อุณหภูมิ 240C


High Pressure Section
High Pressure Section คือส่วนที่ทำการผลิต High Pressure Steam ซึ่งส่วนประกอบหลัก ๆ จะมีอยู่ 7 อย่าง ซึ่งจะเป็นส่วนประกอบที่เหมือนกันกับ LP Section คือทำหน้าที่เหมือนกัน เพียงแต่เปลี่ยนจาก Low Pressure เป็น High pressure แต่มี 2 ชนิดที่ LP Pressure Section ไม่มี เรียกว่า Desuperheate หรือบางที่เรียก Attemperature และอีกอย่างคือ HP Feed Pump
Desuperheat หรือ Attemperature คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ลดอุณหภูมิของไอน้ำลงให้ได้ตามที่กำหนดโดยการนำน้ำ Feedwater จาก HP Feed Pump มาพ่นเข้าไปที่ไอน้ำโดยตรง เพื่อควบคุมอุณหภูมิของไอน้ำ


HP Feed Pump
คืออุปกรณ์ส่งน้ำแรงดันสูงให้กับ HP Section โดยจะรับน้ำโดยตรงมาจาก LP. Drum แล้วส่งไปเข้าที่ HP Economizer เพื่อทำการอุ่นน้ำซ้ำอีกครั้งหนึ่ง แล้วออกจาก Economizer ไปเข้าที่ HP Drum จากนั้นน้ำจะถูกทำให้หมุนวน (Circulate) ผ่าน HP Evaporator ด้วย HP Circulating pump เมื่อออกจาก Evaporator แล้วจะกลายเป็นไอน้ำไปเข้าที่ HP Drum แล้วแยกเอาน้ำออกจากไอน้ำด้วยชุดของ Seperator จากนั้นไอน้ำจะถูกส่งออกทางด้านบนของ HP Drum ไปเข้าที่ชุด Coil ของ HP Superheater ซึ่งเป็นแบบ Double pass ซึ่งจะได้ Superheated Steam ที่มีอุณหภูมิสูงแล้วส่งไปลดความร้อนที่ Desuperheater หรือ Attemperature เพื่อลดอุณหภูมิให้คงที่
ในส่วนของ HP Circulating Pump จะเห็นว่าที่ด้าน Discharge ของ Pump จะมีท่อแยกออกเป็น 2 ท่อ คือท่อที่ส่งน้ำไปที่ HP Evaporator แต่อีกท่อหนึ่งจะถูกส่งไปที่ HP Economizer โดยจะมี Motor Operate Valve อยู่ 1 ตัว ท่อที่แยกออกมานี้เรียกว่า Recirculating Line
วัตถุประสงค์ของท่อ Recirculating Line จะใช้ในช่วงStart upโดยจะมีเปิดอยู่ตลอดถ้าหากว่า HP Drum แรงดันน้อยกว่า 30 bars และจะปิดเมื่อ HP Drum แรงดันมากกว่า 30 bars โดยท่อนี้จะนำน้ำจาก HP Circulating ไปผ่าน HP Economizer เพราะว่าในช่วง Start-up Boiler drum level จะคงที่อยู่ค่าหนึ่ง ซึ่งจะทำให้ระบบควบคุมไม่สั่งเปิด Control valve นำน้ำเข้า HP Drum ซึ่งจะทำให้ไม่มีน้ำผ่าน HP Economizer ซึ่งจะทำให้ชุดของ HP Economizer Coil ไม่มีน้ำไปลดอุณหภูมิ ซึ่งจะทำให้ท่อเกิด Overheat และท่อจะแตกเสียหาย ดังนั้นจึงได้นำน้ำจากด้าน Discharge ของ HP Circulating ไปผ่าน HP Economizerในช่วงแรกแทนก่อนจนกว่า HP Drum แรงดันมากกว่า 30 Bars จึงจะหยุดการส่งน้ำไป โดยปิด Recirculating Valve

23 กุมภาพันธ์ 2553

การเลือกใช้ปั๊มน้ำอัตโนมัติ

การเลือกปั๊มน้ำก็ง่ายๆ เพียงแต่ต้องรู้เขารู้เราหน่อย เริ่มจากรู้เราก่อนคือรู้ความต้องการของเรา ว่าจะใช้น้ำมากน้อย อย่างไร และรู้เขาคือรู้ว่าปั๊มรุ่นไหนมีความสามารถตรงกับความต้องการของเรา
1. ต้องมีข้อมูลปริมาณการใช้น้ำภายในบ้าน บ้านมีกี่ชั้น ห้องน้ำชั้นสูงสุดอยู่ชั้นไหน มีคนอยู่กี่คน ห้องน้ำกี่ห้อง โอกาสที่จะใช้ก็อกน้ำ, ห้องน้ำพร้อมกัน
โดยทั่วไปก็อกน้ำควรจะจ่ายน้ำที่อัตรา 12 ลิตร / นาที
อ่างล้างมือควรจ่ายน้ำที่อัตรา 6 ลิตร / นาที
ฝักบัวควรจ่ายน้ำที่อัตรา 12 ลิตร / นาที
อ่างอาบน้ำ ควรจ่ายน้ำที่อัตรา 18 ลิตร / นาที
เครื่องซักผ้า ควรจ่ายน้ำที่อัตรา 12 ลิตร / นาที
ส้วมชักโครก ควรจ่ายน้ำที่อัตรา 6 ลิตร / นาที
แรงดันทั่วไปที่อุปกรณ์ประปาต้องการจะอยู่ประมาณ 10 - 20 เมตรเพื่อให้น้ำไหลได้ในอัตราที่ต้องการ
2. เลือกปั๊มน้ำที่สามารถจ่ายน้ำได้ในปริมาณที่ต้องการ ในระดับแรงดันที่ต้องการ โดยคำนึงถึงช่วงเวลาที่ใช้น้ำพร้อมกันสูงสุด เช่นช่วงเช้าที่ห้องน้ำเต็มทุกห้อง ต้องเปิดน้ำจุดไหนบ้าง ใช้น้ำทั้งหมดกี่ลิตร/นาทีในช่วงนั้น( ดูรายละเอียดปั๊มใน รู้จักปั๊มน้ำ)
แรงดันที่ต้องการหาจากแรงดันที่อุปกรณ์ต้องการ + ความสูงของอุปกรณ์วัดจากปั๊มน้ำ + แรงเสียดทานในท่อ(ยิ่งท่อเล็กแรงเสียดทานมาก ท่อใหญ่แรงเสียดทานน้อย)
รู้จักปั๊มน้ำ
ปั๊มน้ำเป็นอุปกรณ์เพิ่มแรงดันน้ำ ซึ่งส่วนใหญ่ทำงานด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า ทำหน้าที่เป็นต้นกำลังหมุนส่งกำลังให้ปั๊มน้ำทำงาน เพิ่มแรงดันให้น้ำและส่งน้ำไปตามท่อ
ปั๊มน้ำในบ้านโดยทั่วไปแบ่งเป็นสองกลุ่มใหญ่ๆ
1. ปั๊มน้ำแบบลูกสูบ ทำงานด้วยการชักลูกสูบเลื่อนไป-มา และมีวาล์วเปิด-ปิดน้ำเข้า-ออก จากลูกสูบ เป็นการเพิ่มแรงดันให้น้ำโดยตรง เป็นที่นิยมใช้เมื่อหลายปีที่แล้ว ปัจจุบันมีใช้น้อยมาก มีข้อดีคือได้แรงดันน้ำสูง แต่มีข้อเสียที่ปริมาณน้ำน้อย และมีการสึกหรอมากเพราะมีชิ้นส่วนเคลื่อนที่มาก
2. ปั๊มน้ำแบบใบพัด ทำงานด้วยการหมุนของใบพัดในเสื้อปั๊มที่ได้รับการออกแบบมาเฉพาะ ทำให้เกิดแรงดันในเสื้อปั๊ม จ่ายน้ำไปตามท่อได้ ส่วนใหญ่มีท่อดูดทางด้านหน้าตรงกลางของปั๊ม และมีท่อออกด้านข้างในแนวเส้นสัมผัสกับตัวปั๊ม มีข้อดีคือขนาดเล็ก หลักการทำงานง่าย ชิ้นส่วนไม่มาก จ่ายน้ำได้ปริมาณมาก สร้างแรงดันน้ำได้มากพอควร ถ้าต้องการแรงดันสูงสามารถนำปั๊มมาต่อกันเป็นแบบมัลติสเตทได้ ปัจจุบันนิยมใช้ปั๊มน้ำแบบใบพัดเป็นปั๊มน้ำภายในบ้านมาก ปั๊มแบบใบพัดมีชื่อเรียกต่างๆกันตามลักษณะรูปร่างกละการใช้งาน เช่น ปั๊มบ้าน, ปั๊มหอยโข่ง , ปั๊มไดโว่
ขนาดของปั๊มน้ำ
โดยทั่วไปจะระบุขนาดของปั๊มน้ำด้วยกำลังหรือขนาดของมอเตอร์ที่ใช้หมุนปั๊ม เช่น ปั๊มน้ำขนาด 200 วัตต์ , ปั๊มน้ำขนาด 400 วัตต์ ซึ่งใช้เลือกปั๊มได้เพียงคร่าวๆเท่านั้น เพราะการเลือกใช้ปั๊มต้องดูว่าปั๊มสามารถจ่ายปริมาณน้ำได้มากแค่ไหนเพียงพอกับการใช้งานหรือไม่ และที่แรงดันน้ำที่ต้องการหรือไม่
ปริมาณการจ่ายน้ำ แสดงเป็นปริมาณในหน่วยปริมาตรน้ำต่อเวลา หมายถึงปั๊มสามารถจ่ายน้ำได้มากเท่าไหร่ในช่วงเวลาหนึ่ง เช่น 150 ลิตร/นาที (l/min) หมายถึง ปั๊มน้ำสามารถจ่ายน้ำได้ปริมาณ 150 ลิตรในเวลา 1 นาที
แรงดันน้ำ แสดงเป็นความสูงของน้ำ (เมตร) (ที่จริงหน่วยของแรงดันน้ำเป็น ขนาดของแรงต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ ซึ่งปรับเทียบให้เป็นความสูงของน้ำเพื่อให้ง่ายในการใช้งาน ความสูงน้ำ 10 เมตร ประมาณแรงดัน = 1 bar หรือ ประมาณ 1 kg/cm2) ปั๊มทำงานจ่ายน้ำได้ที่ความสูงปลายท่อสูงเท่าไหร่ เช่น 10 เมตร (m) หมายถึง ปั๊มจ่ายน้ำได้เมื่อความสูงปลายท่อสูง 10 เมตร
ป้ายรายละเอียดข้างปั๊ม
ที่ด้านข้างของปั๊มส่วนใหญ่จะแสดงรายละเอียดต่างๆของปั๊มไว้คร่าวๆ
- ขนาดมอเตอร์ เช่น 220 V. (Volt แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเข้ามอเตอร์)
50 Hz. (Hertz ความถี่ไฟฟ้าที่มอเตอร์ใช้ 50 เฮิร์ท)
200 W. (Watt กำลังไฟฟ้าที่มอเตอร์ใช้ 200 วัตต์)
1.2 A. ( Amp กระแสไฟฟ้า ที่มอเตอร์ใช้ 1.2 แอมป์)
รายละเอียดของมอเตอร์นี้ ไม่ได้ให้ข้อมูลโดยตรงเกี่ยวกับความสามารถในการจ่ายน้ำของปั๊มน้ำ แต่ก็ประมาณคร่าวๆได้ ซึ่งอาจไม่เหมาะสมกับการใช้งาน

- ความสามารถของปั๊ม เช่น
Q 0.6 - 2.4 m3 / h หมายถึงอัตราการจ่ายน้ำของปั๊ม ซึ่งสามารถจ่ายน้ำได้ปริมาณ 0.6 ถึง 2.4 ลูกบาศก์เมตร (m3) ในเวลา 1 ชั่วโมง (h) ซึ่งอัตราการจ่ายน้ำนี้จะสัมพันธ์กับความสูงของปลายท่อหรือก๊อกที่ปล่อยน้ำออก
H 1 - 8 m หมายถึงปั๊มสามารถสร้างแรงดันน้ำ เทียบเป็นความสูงของน้ำที่ปั๊มสามารถจ่ายน้ำได้ ซึ่งสามารถจ่ายน้ำได้ที่ความสูงของปลายท่อสูง 1 ถึง 8 เมตร (m)
อัตราการไหลของน้ำและแรงดันน้ำ มีความสัมพันธ์กันโดยที่แรงดันสูงจะจ่ายน้ำได้ปริมาณน้อย ที่แรงดันต่ำจะจ่ายน้ำได้ปริมาณมาก ดังตัวอย่างปั๊มข้างบน
ถ้าเปิดก๊อกจ่ายน้ำออกที่ความสูง 1 เมตร จะจ่ายน้ำได้ในอัตรา 24 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง และถ้าเปิดก๊อกจ่ายน้ำที่ความสูง 8 เมตร จะจ่ายน้ำได้ในอัตรา 0.6 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง ดังนั้นที่ก๊อกน้ำชั้นบนน้ำจะไหลเบากว่าชั้นล่าง
ปั๊มราคาถูก บางยี่ห้อบอกรายละเอียดความสามารถของปั๊มไม่ครบถ้วน ทำให้เกิดความเข้าใจผิด คือบอกเฉพาะค่าสูงสุดที่ปั๊มทำงานได้ เช่น
Q MAX 3 m3 / h
h MAX 12 m
แหมเห็นรายละเอียดแบบนี้พาให้เข้าใจว่าปั๊มนี้สามารถจ่ายน้ำได้ในอัตราการไหล 3 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง ที่ความสูง(แรงดัน) 12 เมตร อย่างนี้บ้านสี่ชั้นสูง 10 เมตร ก็ใช้ได้สบายสิ... เข้าใจผิดนะ (ไม่รู้ว่าคนทำปั๊มตั้งใจให้เข้าใจผิดหรือเปล่า)
ที่จริงเป็นว่าปั๊มนี้สามารถจ่ายน้ำได้อัตราการไหลสูงสุด 3 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง ซึ่งโดยทั่วไปจะเกิดที่ความสูงปลายท่อต่ำมากหรือที่หน้าปั๊มแค่นั้นเอง และสามารถส่งน้ำได้สูงสุด 12 เมตร โดยทั่วไปที่แรงดันสูงสุดอัตราการไหลต่ำมากแทบจะไม่ไหล พอเราเอาปั๊มนี้ไปติดตั้ง พอเปิดก๊อกที่ชั้นสี่ สูง 10 เมตร น้ำก็ไหลจิ๊ดนึงพอให้รู้ว่ามีน้ำไหลแต่ไม่พอใช้งาน....
- กราฟของปั๊ม
ปั๊มยี่ห้อดีๆ ส่วนใหญ่แสดงความสามารถในการทำงานของปั๊มด้วยกราฟ โดยแกนตั้งเป็นแรงดันน้ำ แกนนอนเป็นอัตราการจ่ายน้ำ หรือกลับกันก็ได้ และมีเส้นโค้งบนกราฟ แสดงว่าที่ตำแหน่งความสูงต่างๆนั้น ปั๊มจะสามารถจ่ายน้ำได้ในอัตราการไหลเท่าไหร่ ซึ่งจะเลือกได้ละเอียด เหมาะสมมากขึ้น ถ้าเป็นปั๊มน้ำสำหรับอุตสาหกรรมจะมีเส้นประสิทธิภาพอยู่ในกราฟด้วย เพี่อจะเลือกใช้งานปั๊มในช่วงที่ประสิทธิภาพสูงสุด
การเลือกใช้ปั๊มนั้นควรเลือกใช้ในช่วงกลางๆของความสามารถของปั๊ม ไม่ควรเลือกใช้ที่ความสามารถสูงสุดที่ปั๊มทำได้ ซึ่งจะให้ประสิทธิภาพดีกว่าช่วงปลาย และถ้าคนทำปั๊มให้ข้อมูลเกินจริง ปั๊มก็ยังรองรับความต้องการของเราได้อยู่
- หน่วยของค่าตัวเลขต่างๆ ที่ใช้ในปั๊มน้ำ
-- แรงดัน โดยปกติหน่วยของแรงดันจะบอกเป็นขนาดของแรงที่กระทำต่อหนึ่งหน่วยของพื้นที่ เช่น
แรงดันลมที่เราเติมยางรถยนต์ แรงดัน 30 ปอนด์/ตารางนิ้ว (lbs/in2) หมายถึง แรงดันที่มีขนาดแรงกด 30 ปอนด์บนพื้นที่ขนาด 1 ตารางนิ้ว (หน่วยวัดแบบอังกฤษ)
แรงดัน 2 กิโลกรัม/ตารางเซ็นติเมตร (kgs/cm2) หมายถึง แรงดันที่มีขนาดแรงกด 2 กิโลกรัมบนพื้นที่ 1 ตารางเซนติเมตร (หน่วยวัดแบบเมตริก)
ที่หน่วยมีหลายแบบเนื่องจากในโลกมีมาตราของหน่วยต่างๆหลายมาตรฐาน อย่างของไทยก็มีหน่วยวัดความยาว และน้ำหนักของไทย แต่ไม่นิยมใช้
-- อัตราการไหล หรือปริมาณการจ่ายน้ำ โดยปกติจะบอกเป็นหน่วยของปริมาตรต่อหนึ่งหน่วยเวลา เช่น
อัตราการไหล 1 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง (m3/h) หมายถึงน้ำไหลได้ปริมาตร 1 ลูกบาศก์เมตรในเวลา 1 ชั่วโมง
อัตราการไหล 50 ลิตรต่อนาที (l/min) หมายถึงน้ำไหลได้ปริมาตร 50 ลิตรในเวลา 1 นาที
การติดตั้งปั๊มน้ำ
เมื่อเลือกขนาดปั๊มน้ำที่ต้องการได้แล้ว ก็ต้องพิจารณาที่จะติดตั้งให้เหมาะสม เพื่อความสะดวก ปลอดภัย และทนทาน
- ควรติดตั้งปั๊มในที่ร่ม กันแดด กันฝน อาจทำหลังคา หรือกล่องใหญ่ๆคลุม แบบบ้านหมาก็ได้ ต้องให้อากาศถ่ายเทได้สะดวก และยกออกได้ ตรวจซ่อมปั๊มได้ง่าย แม้ว่าปั๊มส่วนใหญ่จะออกแบบมาให้ติดตั้งภายนอกได้ แต่ปั๊มที่อยู่ในที่ร่มจะทนกว่ามาก และปลอดภัยกว่ามากด้วย โดยเฉพาะปั๊มที่มีกล่องควบคุมแบบอิเลคทรอนิคติดที่ตัวปั๊ม
- ควรติดตั้งปั๊มบนฐานรอง ให้ปั๊มสูงจากพื้นเล็กน้อย น้ำไม่ท่วมขัง ปั๊มจะทนมากขึ้น ไม่เป็นสนิม และปลอดภัย ลดโอกาสไฟฟ้ารั่ว
- ติดตั้งปั๊มห่างจากผนังอย่างน้อย 10 เซนติเมตร ประมาณ 1 ฝ่ามือ เพื่อให้อากาศถ่ายเทได้สะดวก ปั๊มจะได้ไม่ร้อนมากขณะทำงาน ช่วยให้ปั๊มทนขึ้นอีกแล้ว
- ทั่วไปปั๊มจะมีใบพัดระบายความร้อนอยู่ด้านท้ายของปั๊ม ทำหน้าที่หมุนดูดอากาศผ่านด้านข้างตัวปั๊มเพื่อระบายความร้อน ควรติดตั้งในที่ที่อากาศถ่ายเทได้สะดวก ควรคอยตรวจดูอย่าให้มีใบไม้ เศษกระดาษ ถุงพลาสติก ติด ขวางทางระบายความร้อนของปั๊ม
- การติดตั้งท่อน้ำกับตัวปั๊ม ควรติดตั้งให้ได้ระดับ และได้แนวพอดีกับแนวเกลียวหรือข้อต่อของปั๊ม อย่าให้งัด งอ หรือไม่ได้แนว ซึ่งอาจทำให้ ท่อแตกร้าว หรือตัวปั๊มแตกร้าว หรือเกิดรอยรั่วได้ง่าย เนื่องจากขณะที่ปั๊มน้ำทำงานจะมีการสั่นเล็กน้อย ถ้าติดตั้งท่อไม่ดี อาจทำให้ส่วนที่งัดเสียหายได้ง่าย
- การติดตั้งท่อควรระวังอย่าให้มีสิ่งสกปรก เศษวัสดุ เศษท่อพี.วี.ซี.(ท่อพี.วี.ซี.ควรตัดด้วยกรรไกรตัดท่อพี.วี.ซี. ซึ่งให้รอยตัดที่เรียบ ไม่มีเศษพลาสติก) เศษเกลียวท่อ เทปพันเกลียว เข้าไปในท่อ ซึ่งอาจทำให้เกิดการติดขัดใบพัดปั๊ม ติดขัดที่ลูกลอยหรือวาวล์ว ต่างๆในระบบน้ำ
- ท่อดูดและท่อจ่ายน้ำของปั๊ม ไม่ควรเล็กกว่าขนาดของจุดต่อท่อของปั๊ม การใช้ท่อเล็กจะทำให้ประสิทธิภาพของปั๊มไม่ดี ไม่สามารถทำงานได้ดีเท่าที่ระบุในสเปค
- ไม่ควรต่อปั๊มดุดน้ำโดยตรงจากท่อประปา เนื่องจากจะทำให้ดูดสิ่งสกปรกในท่อประปาเข้ามาโดยตรว ถ้าท่อประปารั่วก็จะดูดน้ำสกปรกหรืออากาศเข้ามา และผิดระเบียบการใช้น้ำของการประปา ควรต่อท่อประปาเข้าถังเก็บน้ำแล้วใช้ปั๊มดูดน้ำจากถังเก็บจ่ายเข้าบ้าน
- การต่อสายไฟฟ้าเข้ากับปั๊ม
-- ควรเลือกขนาดสายที่สามารถรับกระแสไฟฟ้าที่ปั๊มใช้ได้เพียงพอ ถ้าใช้สายเล็กจะทำให้สายร้อนและละลายได้
-- ควรติดตั้งสายไฟที่จุดต่อสายไฟในตัวปั๊ม ไม่ควรใช้การเสียบปลั๊ก หรือตัดปลายปลั๊กแล้วต่อสาย สายไฟไม่ควรมีจุดตัดต่อที่กลางสาย
-- ควรมีชุดเบรกเกอร์ควบคุมปั๊มต่างหาก 1 ชุด เพื่อความปลอดภัยและความสะดวกในการซ่อม
-- ถ้าต้องเดินสายไฟฟ้านอกอาคารไปยังปั๊ม ควรเดินสายไฟโดยการร้อยในท่อพี.วี.ซี. สีเหลือง ซึ่งใช้สำหรับเดินสายไฟนอกอาคาร
- ควรทำงานติดตั้งด้วยความละเอียด เรียบร้อย โดยใช้ช่างที่มีความรู้โดยตรง หรือศึกษาข้อมูลก่อนทำงานติดตั้ง การติดตั้งต่อท่อน้ำ ต่อไฟให้ปั๊มน้ำทำงานนั้นไม่ใช่เรื่องยาก แต่การติดตั้งให้ดี ปลอดภัย เรียบร้อย ต้องใช้ความรู้และความชำนาญพอสมควร
- การติดตั้ง - ซ่อม ในส่วนที่เกี่ยวกับระบบไฟฟฟ้า ควรทำโดยช่างที่มีความรู้ ความชำนาญโดยตรง และตัดไฟฟ้าก่อนทำการซ่อม-ติดตั้ง

การเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกังหันก๊าซ

ประสิทธิภาพของเครื่องกังหันก๊าซ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ 3 อย่าง คือ อุณหภูมิของก๊าซร้อน ก่อนเข้าเครื่องกังหัน ความดันของอากาศอัดก่อนเข้าห้องเผาไหม้ และประสิทธิภาพของเครื่องจักรที่แปรเปลี่ยนไป ดังที่เคยกล่าวมาแล้ว แต่ละองค์ประกอบต่างก็มีขีดจำกัดอยู่ในตัวทั้งสิ้น เช่น ถ้าเพิ่มอุณหภูมิของก๊าซร้อนก่อนเข้าเครื่องกังหันสูงมากไป ก็จะเป็นอันตรายต่อตัวเครื่องกังหัน ถ้าเพิ่มความดันของอากาศที่ออกจากเครื่องอัดอากาศมากไป ก็จะทำให้เครื่องอัดอากาศทำงานหนัก ต้องใช้พลังงานจากเครื่องกังหันมากเกินไป ดังนั้นเพื่อเป็นการหลีกเลี่ยงปัญหาต่าง ๆ จึงมีวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกังหันก๊าซได้ โดยวิธีต่อไปนี้คือ
1. การแลกเปลี่ยนความร้อน ( regenerating )
การต่อเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเข้าตรงบริเวณที่อากาศจากเครื่องอัดอากาศถูกส่งออกมาก่อนเข้าสู่ห้องเผาไหม้ โดยการให้อากาศอัดไหลผ่านภายในท่อ ส่วนอากาศร้อนที่ออกจากเครื่องกังหัน จะไหลผ่านพื้นผิวนอกท่อ ทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อนอากาศอัดภายในท่อจนร้อนมากขึ้นก่อนที่จะเข้าห้องเผาไหม้ เพื่อทำให้เชื้อเพลิงในการเผาไหม้น้อยลง ประสิทธิภาพความร้อนของโรงจักรจะสูงมากขึ้น
เปรียบเทียบค่าประสิทธิภาพความร้อนของวงจรธรรมดากับวงจรใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน จะเห็นได้ว่าในวงจรธรรมดาที่อุณหภูมิของก๊าซร้อนก่อนเข้าเครื่องกังหัน 1,000 องศาฟาเร็นไฮน์ ประสิทธิภาพสูงสุดมีค่า 15 % ที่อัตราส่วนเท่ากับ 5 แต่ถ้าใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ประสิทธิภาพความร้อนจะเพิ่มขึ้นเป็น 24 % ที่อัตราส่วนความดันเท่ากับ 3 หรือถ้าเพิ่มอุณหภูมิของก๊าซร้อนก่อนเข้าเครื่องกังหันเป็น 1,500 องศาฟาเร็นไฮน์ ในวงจรธรรมดาจะได้ค่าประสิทธิภาพความร้อนสูงสุด 27 % ที่อัตราส่วนความดันเท่ากับ 11 แต่ถ้าใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนประสิทธิภาพความร้อนจะเพิ่มขึ้นเป็น 35 % ที่อัตราส่วนความดันเท่ากับ 5
ดังนั้นการเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกังหันก๊าซ โดยการแลกเปลี่ยนความร้อนมีจุดประสงค์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความร้อน หรือเพื่อประหยัดเชื้อเพลิงเท่านั้น แต่อัตราส่วนงานและอัตราอากาศจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงแต่อย่างใด
2. การเพิ่มความร้อน ( reheating )
การต่อวงจรเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกังหันก๊าซ โดยวิธีการเพิ่มความร้อน ซึ่งจะมีการเพิ่มห้องเผาไหม้และเครื่องกังหันเข้าในวงจร 1 ชุด เรียกว่า 2 ขั้น ( stage ) ถ้าเพิ่ม 2 ชุด เรียกว่า 3 ขั้น จุดประสงค์เพื่อเพิ่มอุณหภูมิของก๊าซร้อนที่ออกจากเครื่องกังหัน ตัวแรกให้สูงขึ้นก่อนเข้าตัวที่สอง และเพิ่มอุณหภูมิของก๊าซร้อนที่ออกจากเครื่องกังหันตัวที่สองให้สูงขึ้นก่อนเข้าเครื่องกังหันตัวที่สองให้สูงขึ้นก่อนเข้าเครื่องกังหันตัวที่สาม วิธีนี้ประสิทธิภาพความร้อนจะเพิ่มขึ้นขั้นละ 0.5 % เท่านั้นแต่อัตราส่วนงาน และอัตราอากาศจะดีขึ้น
ความสัมพันธ์ระหว่างประสิทธิภาพความร้อนกับอัตราส่วนความดันของอากาศที่ออกจากเครื่องอัดอากาศ ในช่วงระยะต้น ที่อัตราส่วนความดันมีค่าต่ำ อัตราการเพิ่มประสิทธิภาพความร้อนทุก ๆ ขั้นของวงจรจะมีค่าเท่ากัน จะเริ่มแตกต่างกันขั้นละ 0.5 % ที่อัตราส่วนความดันเท่ากับ 11 ซึ่งเป็นจุดที่มีประสิทธิภาพความร้อนมีค่าสูงสุด
การเปลี่ยนแปลงของอัตราส่วนงานที่เกิดขึ้นเมื่อมีการเพิ่มชุดกังหันและห้องเผาไหม่เข้าไป 1 ชุด และ 2 ชุด ที่อัตราส่วนความดันเท่ากับ 11 ในวงจรธรรมดา 1 ขั้น จะได้อัตราส่วนงาน 28 % แต่เมื่อเพิ่มเป็นวงจร 2 ขั้น อัตราส่วนจะเพิ่มขึ้นเป็นวงจร 3 ขั้น อัตราส่วนงานจะเพิ่มขึ้นถึง 45 %
การเปลี่ยนแปลงของอัตราที่เกิดขึ้นเมื่อมีการเพิ่มชุดเครื่องกังหันและห้องเผาไหม้เข้าไปในวงจร โดยพิจารณา อัตราอากาศต่ำสุดที่เครื่องอัดอากาศดูดเข้าระบบ จะเห็นได้ว่าในวงจรธรรมดา 1 ขั้น จะใช้อากาศ 50 ปอนด์ / กิโลวัตต์ – ชั่วโมง และถ้าเพิ่มเป็นวงจร 3 ขั้น อากาศที่ใช้จะเหลือเพียง 35 ปอนด์ / กิโลวัตต์ – ชั่วโมง เท่านั้น
ดังนั้นการเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกังหันก๊าซ โดยวิธีการเพิ่มความร้อนมีจุดประสงค์เพื่อทำให้อัตราส่วนของงานดีขึ้น และลดปริมาณการใช้อากาศให้น้อยลง ส่วนในเรื่องการประหยัดเชื้อเพลิงหรือการเพิ่มประสิทธิภาพความร้อยนั้นเกือบไม่มีการเปลี่ยนแปลงเลย
3. การลดอุณหภูมิของเครื่องอัดอากาศ ( intercooling )
การต่อวงจรเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกังหันก๊าซ โดยวิธีลดอุณหภูมิของอากาศอัดออกจากเครื่องอัดอากาศ ซึ่งมีการเพิ่มเครื่องอัดอากาศ พร้อมเครื่องระบบความร้อน (intercooler ) เขข้าไปในวงจรที่ละชุด ถ้าเพิ่มชุดเดียวเรียกว่า วงจร 2 ขั้น ถ้าเพิ่ม 2 ชุด เรียกว่า 3 ขั้น
การทำงานของวงจรคือ เมื่ออากาศที่มีความดันและอุณหภูมิสูงออกจากเครื่องอัดอากาศตัวแรก จะถูกส่งเข้าเครื่องระบายความร้อน เพื่อลดอุณหภูมิ โดยใช้น้ำเย็นผ่านนอกท่อ ส่วนอากาศอัดเดินในท่อจะเย็นตัวลง ความดันยังอยู่คงที่ จากนั้นอากาศอัดจะถูกส่งยังเครื่องอัดอากาศตัวที่สอง เพื่อเพิ่มความดันให้สูงขึ้น ขณะเดียวกันอุณหภูมิจะกลับเพิ่มสูงขึ้นอีก เมื่อออกจากเครื่องอัดอากาศตัวที่สอง ก็จะถูกส่งเข้าเครื่องระบายความร้อนตัวที่สอง เพื่อลดอุณหภูมิอีกครั้งหนึ่งก่อนจะถูกส่งเข้าเครื่องอัดอากาศตัวที่สามเพื่อเพิ่มความดันขั้นสุดท้ายให้ได้ตามความต้องการ แล้วจึงนำเข้าสู่ห้องเผาไหม้ การลดอุณหภูมิของอากาศอัดคือ การทำให้อากาศอัดเย็นตัวลงก่อนเข้าสู่เครื่องอัดอากาศ ทำให้ลดงานที่ต้องใช้ ในการขับเครื่องอัดอากาศ การที่เพิ่มเครื่องอัดอากาศ เข้าไปในวงจรมิใช่หมายความว่า เครื่องกังหันจะต้องทำงานหนักมากขึ้นกว่าที่มีเครื่องอัดอากาศเพียงตัวเดียวนั้น เครื่องกังหันจะต้องทำหน้าที่ขับเครื่องอัดอากาศ จนกว่าจะได้ความดันตามต้องการ ( สมมติว่าอัตราส่วนความดันเท่ากับ 12 ) ซึ่งอากาศอัดจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นเรื่อย ๆ ทำให้เครื่องอัดอากาศร้อน เครื่องกังหันจะทำงานหนัก
ส่วนในกรณีที่เพิ่มเครื่องอัดอากาศเข้าไปในวงจรอีก 1-2 ตัวนั้น เครื่องอัดอากาศจะมีขนาดเล็กลง จุดประสงค์คือ ต้องการความดันสุดท้ายก่อนเข้ห้องเผาไหม้เท่ากับวงจรที่มีเครื่องอัดอากาศตัวเดียวคือ อัตราส่วนความดันเท่ากับ 12 ดังนั้นโดยเฉลี่ยเครื่องอัดอากาศจะทำหน้าที่อัดอากาศให้มีอัตราส่วนความดันเท่ากับ 4 เท่านั้น ซึ่งจะทำให้เครื่องกังหันทำงานเบาลง การเพิ่มประสิทธิภาพโดยวิธีลดอุณหภูมิของอากาศอัดนี้จะได้ประโยชน์ คล้ายกับวิธีเพิ่มความร้อนให้กับก๊าซร้อนที่ออกจากเครื่องกังหันดังกล่าวมาแล้ว คือ ประสิทธิภาพของความร้อนจะเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย แต่จะได้อัตราส่วนงานเพิ่มมากขึ้นและอัตราอากาศลดลงมาก
4.การเพิ่มประสิทธิภาพแบบผสม ( compound )
การเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกังหันแบบผสม คือ การนำเอาทั้งสามวิธีที่กล่าวมาแล้วรวมกัน ที่ปรับปรุงประสิทธิภาพ และความสามารถของเครื่องกังหันก๊าซให้ดียิ่งขึ้น
ประสิทธิภาพความร้อนของวงจรผสมที่แสดงด้วนเส้นทึบและกราฟประสิทธิภาพความร้อนของวงจรธรรมดาที่แสดงด้วยเส้นประ จะเห็นค่าที่แตกต่างกันอย่างมาก โดยเริ่มตั้งแต่วงจรธรรมดา 1 ขั้น มีค่าประสิทธิภาพความร้อนสูงสุด 25 % แต่วงจรผสม 1 ขั้น มีค่าประสิทธิภาพสูงสุด 35 % วงจรธรรมดา 2 ขั้น มีค่าประสิทธิภาพความร้อนสูงสุด 30 % วงจรผสม 2 ขั้น มีค่าประสิทธิภาพสูงสุด 33 % วงจรผสม 3 ขั้น มีประสิทธิภาพความร้อนสูงสุด 43 %
4.8 เครื่องกังหันก๊าซแบบวงจรปิด
เครื่องกังหันก๊าซแบบวงจรปิด แตกต่างกันแบบวงจรปิดคือ จะไม่มีห้องเผาไหม้ในวงจรการทำงาน แต่จะใช้เครื่องทำอากาศร้อน (air heater ) แทนห้องเผาไหม้ โดยจะมีเตาเผาไหม้แยกจากวงจรการทำงานของเครื่องกังหันก๊าซ เมื่อเพิ่มอุณหภูมิของอากาศอัด ก่อนที่จะส่งเข้าเครื่องกังหัน ดังนั้น อาการร้อนที่เข้าเครื่องกังหันจะสะอาดไม่มีสิ่งสกปรกเจือปนที่จะทำให้เกิดอันตรายต่อเครื่องกังหัน
เมื่ออากาศร้อนเกิดจากเครื่องกังหันก๊าซ จะไม่ปล่อยออกสู่บรรยากาศเหมือนแบบวงจรเปิด แต่จะนำมาระบายความร้อนที่เหลืออยู่ออกที่เครื่องทำให้อากาศเย็น (precooler ) แล้วจึงส่งกลับเข้าเครื่องอัดอากาศใหม่อีกครั้งหนึ่ง ในระบบวงจรปิด จะต้องมีน้ำหล่อเย็นที่เครื่องทำให้อากาศเย็น และต้องมีเครื่องทำอากาศร้อนเพิ่มขึ้น ดังนั้นพื้นที่ผิวที่ถ่ายความร้อน โดยเฉพาะที่ท่อของอากาศอัดก่อนเข้าเครื่องกังหัน จะต้องทำงานที่อุณหภูมิสูงอยู่ตลอดเวลา จึงจำเป็นต้องใช้วัสดุที่ทนต่อความร้อน และเป็นตัวนำความร้อนที่ดี ทำให้มีราคาแพง เชื้อเพลิงที่ใช้ในการเผาไหม้ จะใช้เชื้อเพลิงชนิดใดก็ได้ไม่จำกัดชนิด เพราะก๊าซร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ หรือเถ้าถ่าน ไม่ได้เข้ารวมกับอากาศอัดเหมือนระบบเปิด จึงไม่เกิดปัญหาเรื่องเชื้อเพลิงแต่อย่างใด

ข้อดีของเครื่องกังหันก๊าซวงจรเปิด เมื่อเทียบกับวงจรปิด
1. ไม่มีปัญหาในเรื่องการหาแหล่งน้ำ เพราะไม่มีการใช้น้ำในระบบการทำงาน
2. ไม่มีการสูญเสียความร้อน เนื่องจากไม่มีการส่งผ่านความร้อนเหมือนระบบวงจรปิด
3. วงจรง่ายไม่ยุ่งยาก ปัญหาเรื่องการหล่อลื่น, การสั่นสะเทือนมีน้อย ระบบจุดระเบิดเป็นไปในลักษณะต่อเนื่อง คือ เมื่อเชื้อเพลิงถูกจุดในครั้งแรก ต่อไปจะเป็นการจุดระเบิดเอง
4. ไม่ต้องใช้เวลาในการอุ่นเครื่องนาน หลังจากเครื่องกังหันเริ่มเดินเครื่องเรียบร้อย ก็สามารถจ่ายโหลดเข้าสู่สภาวะเต็มพิกัดได้ทันที
ข้อเสียของเครื่องกังหันก๊าซวงจรเปิด เมื่อเทียบกับบวงจรปิด
1. ขนาด และน้ำหนักมากกว่า
2. เชื้อเพลิงที่ใช้ถูกจำกัดชนิด จะมีเศษสกปรก หรือเถ้าถ่านไม่ได้ เพราะความร้อนที่เกิดจากการเผ่าไหม้ของเชื้อเพลิงจะผสมกับอากาศอัดเข้าสู่เครื่องกังหันโดยตรง
3. ประสิทธิภาพของเครื่องเปลี่ยนแปลงไปได้ง่าย เพราะอากาศที่ถูกเครื่องอัดอากาศดูดเข้าไปในวงจรการทำงาน จะมีความชื้น ไอน้ำประปนอยู่รวมทั้งความหนาแน่นและอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไป ทำให้เครื่องอัดอากาศทำงานไม่คงที่แน่นอน
ข้อดีของเครื่องกังหันก๊าซเมื่อเทียบกับเครื่องกังหันไอน้ำ
1. สามารถเดินเครื่องได้ง่าย รวดเร็ว เพราะอุปกรณ์น้อยชิ้นกว่า
2. ไม่มีปัญหาเรื่องการกลั่นน้ำและการหาแหล่งน้ำ เพราะไม่ต้องใช้น้ำเป็นจำนวนมาก เหมือนเครื่องกังหันไอน้ำ
3. ออกแบบสร้างได้ง่าย ค่าลงทุน และค่าดำเนินงานถูกกว่าเมื่อคิดที่กำลังการผลิตกำลังไฟฟ้าเท่ากัน
4. ค่าซ่อมแซมบำรุงรักษาต่ำกว่า
5. ความดันใช้การต่ำกว่า ทำให้ลดความเครียดที่แบริ่งลงและการสึกหรอน้อยกว่า
ข้อเสียของความกังหันก๊าซเมื่อเทียบกับเครื่องกังหันไอน้ำ
1. จะต้องมีต้นกำลังในการเริ่มเดินเครื่อง มิฉะนั้นจะไม่สามารถทำงานได้
2. ประสิทธิภาพในการทำงานต่ำ เพราะงานที่ได้จากเครื่องกังหันส่วนหนึ่ง จะต้องนำไปขับเครื่องอัดอากาศ ทำให้เหลืองานที่จะนำไปขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าน้อยลง