การควบคุมอุณหภูมิน้ำก่อนเข้าอีโคโนไมเซอร์เพื่อป้องกันกรดจากก๊าซเสียกลั่นตัว

Abstract

การอุ่นน้ำป้อนก่อนเข้าหม้อไอน้ำโดยผ่านอีโคโนไมเซอร์เป็นวิธีการประหยัดพลังงานที่ใช้ในการเผาไหม้วิธีการหนึ่ง เนื่องจากเป็นการทำให้น้ำมีอุณหภูมิสูงขึ้น ส่งผลให้หม้อไอน้ำใช้พลังงานจากเชื้อเพลิงลดน้อยลง อย่างไรก็ตามการใช้ อีโคโนไมเซอร์เป็นเรื่องยาก เนื่องจากเกิดปัญหาการกัดกร่อนของกรดที่เกิดจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงทำให้อุปกรณ์เกิดความเสียหายเนื่องจากอุณหภูมิของผิวถ่ายเทความร้อนต่ำกว่าอุณหภูมิกลั่นตัวของกรด โดยงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาการควบคุมอุณหภูมิของน้ำในระบบอุ่นน้ำป้อนก่อนเข้าอีโคโนไมเซอร์ เพื่อป้องกันก๊าซเสียกลั่นตัวเป็นกรด

ในการศึกษานั้นได้ใช้หม้อไอน้ำขนาด 3,000 kg/h ใช้ก๊าซปิโตรเลียมเหลวเป็นเชื้อเพลิง มีอุณหภูมิก๊าซเสีย 170 ^oC โดยอีโคโนไมเซอร์ผลิตจากเหล็กกล้าไร้สนิม มีกำลังการผลิตจากการออกแบบ 11 kW มีพื้นที่ผิวถ่ายเทความร้อนทั้งหมด 18.91 m² และน้ำภายในถังคอนเดนเสทมีอุณหภูมิประมาณ 43 ^oC และไอน้ำที่นำกลับมาใช้ในการอุ่นน้ำมีความดัน 6 bar อุณหภูมิ 160 ^oC ซึ่งในระบบมีการติดตั้งอุปกรณ์วัดอัตราการไหล วัดความดันและวัดอุณหภูมิ โดยใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ในการควบคุมอัตราการไหลของน้ำผ่านวาล์วควบคุมก่อนเข้าอีโคโนไมเซอร์

ในการทดลองได้กำหนดให้อุณหภูมิของน้ำก่อนเข้าอีโคโนไมเซอร์อยู่ที่ 70 ^oC ให้สูงกว่า 54 ^oC ซึ่งคืออุณหภูมิกลั่นตัวเป็นกรดที่เกิดจากการเผาไหม้ของก๊าซปิโตรเลียมเหลว จากการทดลองพบว่าอุณหภูมิผิวท่อด้านนอกภายในอีโคโนไมเซอร์ มีอุณหภูมิต่ำสุด 82 ^oC ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิกลั่นตัวของกรดที่เกิดจากการเผาไหม้ของก๊าซปิโตรเลียมเหลว จึงไม่ทำให้ ก๊าซเสียกลั่นตัวเป็นกรดและไม่ทำให้ท่อเกิดการกัดกร่อน นอกจากนี้ยังสามารถประหยัดเชื้อเพลิงได้ 3.3% เมื่อเทียบกับช่วงแรกก่อนที่มีการอุ่นน้ำ

Water Temperature Control prior to Entering the Economizer to Prevent Acid from Flue Gas Condensation

Thitiya Plianmanee and Mingsak Tangtrakul

Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Chulalongkorn University, Phayathai Road, Patumwan, Bangkok, Thailand 10330

Preheating feed water prior to entering boiler through an economizer is one of many methods to save energy for boiler. The condensation of flue gas causes acidic solution in the condensate and corrodes the economizer tubes. Therefore economizers are not widely used in small boilers. The research study tries to raise feed water temperature above acid dew point temperature to prevent acidic flue gas condensation.

In the studies used boiler size 3,000 kg/h and liquefied petroleum gas as fuel. Flue gas temperature enters the economizer at 170 ^oC. The economizer is made of stainless steel. The design capacity is 11 kW. The economizer is 18.91 m² of heating surface. The temperature of feed water in the feed water tank is 43 ^oC. The steam for preheating is 6 bar and 160 ^oC. The system is equipped with a flow rate, pressure and temperature measurement. The computer program is used to control flow rate of water through the control valves.

In the experiment, the temperature of the water entering the economizer is controlled at 70 ^oC. As a result, the economizer tube surface has the lowest temperature 82 ^oC which is above the acid dew point of the flue gas. Therefore the corrosion of the economizer tubes is controlled and the fuel saving is 3.3%.