ReadyPlanet.com
dot dot
dot
เทคโนโลยีวิศวกรรม
dot
bulletเกี่ยวกับบอยเลอร์
bulletเกี่ยวกับเบิร์นเนอร์
bulletศูนย์ข้อมูลวิศวกรรม
dot
ติดต่อหน่วยงานราชการ
dot
bulletต่อใบอนุญาตควบคุมบอยเลอร์
bulletติดต่อกรมโรงงาน
bulletอบรมหม้อไอน้ำและจป.
dot
แบบฟอร์มเอกสารต่างๆ
dot
bulletกฏหมายเกี่ยวกับหม้อไอน้ำ
bulletเอกสารรับรองหม้อไอน้ำ
bulletเอกสารรับรองหม้อต้ม
bulletขึ้นทะเบียนควบคุมหม้อไอน้ำ
bulletต่อทะเบียนผู้ควบคุมหม้อไอน้ำ
bulletหม้ออบไอน้ำ/ภาชนะความดัน
bulletปลอดภัยของระบบไฟฟ้า
dot
การอบรมเกี่ยวกับบอยเลอร์
dot
bulletอบรมควบคุมบอยเลอร์
bulletการประชุมตรวจสอบบอยเลอร์
dot
ติดต่อลงโฆษณากับเรา
dot
bulletรายละเอียดแบบแบนเนอร์
bulletรายละเอียดแบบสปอนเซอร์ลิงค์
bulletลิงค์แบนเนอร์กับสินค้าของท่าน
dot
สมาชิกรับข่าวสาร

dot


google_ad_client = "pub-1819596744554189";
คลิกดูข้อมูล
คลิกดูเลยถูกมาก
ลองคลิกดู


ระบบไอน้ำ article

                ไอน้ำ (Steam)

            การเกิดขึ้นของไอน้ำ (Raising Steam)

                    การเปลี่ยนสถานะของน้ำให้กลายเป็นไอน้ำ  อุณหภูมิของน้ำจะต้องเพิ่มขึ้นจนถึงจุดเดือดของน้ำ (อุณหภูมิไอน้ำอิ่มตัว = Saturation Temperature)  โดยใช้ความร้อนสัมผัส (Sensible Heat)  เมื่อเพิ่มความร้อนต่อไปอุณหภูมิจะคงที่  ในช่วงนี้คือความร้อนแฝง (Latent Heat)  น้ำจะเกิดการเปลี่ยนสถานะกลายเป็นไอน้ำ  การต้มน้ำที่ความดันบรรยากาศ  ความร้อนสัมผัส 419 กิโลจูล/กิโลกรัม  จะใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิจของน้ำจากจุดเยือกแข็ง (Freezing Point = 0 องศาเซลเซียส)  จนถึงจุดเดือนของน้ำ (100 องศาเซลเซียส)  ถ้าต้องการเปลี่ยนน้ำ1 กิโลกรัมให้เป็นไอน้ำต้องใช้ความร้อนประมาณ 2,258 กิโลจูล  ซึ่งมีความร้อนแฝงที่มีปริมาณมากเพียงพอสำหรับการใช้งานในแต่ละจุดของกระบวนการผลิตต่าง ๆ

                    ถ้าความดันเพิ่มขึ้นน้ำจะไม่เดือดที่ 100 องศาเซลเซียส  แต่จะเดือดที่อุณหภูมิที่สูงกว่านี้  ดังรูปที่ 1 ปริมาณความร้อนทั้งหมดของไอน้ำภเพิ่มขึ้นเป็นสัดส่วนกับความดัน  ในขณะที่ปริมาณความร้อนแฝงจะลดลงเป็นสัดส่วนผกผันกับจำนวนของพลังงานที่ป้อนเข้าไป  เช้น  ความร้อนสัมผัส  ซึ่งเป็นความร้อนที่เกิดจากการควบแน่น (Condensate) แสดงให้เห็นดังรูปที่ 1  สำหรับคุณสมบัติของจุดเดือดที่อุณหภูมิสูง  เมื่อความดันเพิ่มขึ้นก็ต้องสัมพันธ์กับกระบวนการผลิตด้วย  ตัวอย่างเช่น  วัสดุที่ใช้ในกระบวนการผลิตต้องทนต่อการเปลี่ยนแปลงทางเคมีได้ที่อุณหภูมิ 170 องศาเซลเซียส  ซึ่งจะเห็นได้จากรูปที่ 1 ว่าต้องทนความดันได้อย่างน้อย 7 บาร์  ที่ความดันนี้ความร้อนแฝงในแต่ละกิโลกรัมของไอน้ำจะได้น้อยกว่า  ดังที่แสดงให้เห็นในรูปที่ 2 ค่าความสัมพันธ์ต่าง ๆ ของไอน้ำแต่ละความดันที่ได้จากการทดลอง  คือตารางไอน้ำ (ภาคผนวก 2)

           การจ่ายไอน้ำ (Steam Distribution)

                    การใช้อุปกรณ์ที่ใช้กับไอน้ำอย่างมีประสิทธิภาพที่สุด  จะทำให้การจ่ายไอน้ำมีปริมาณที่เหมาะสมและมีคุณภาพเป็นความต้องการประการแรกที่สำคัญ  เพื่อให้การผลิตมีคุณภาพ  ไอน้ำต้องมีควมดันที่ถูกต้องตรงกับความต้องการของอุณหภูมิที่ใช้ในกระบวนการผลิต  และคุณสมบัติประการต่อมาจะเป็นเรื่องของอุณหภูมิที่จะเกิดปฏิกิริยาเคมีหรืออุณหภูมิสูงขึ้นของไอน้ำ  เพื่อเร่งกระบวนการผลิตให้เร็วขึ้น

                    ระบบการจ่ายไอน้ำในอุดมคติ  จะมีเส้นทางเดินไอน้ำที่สั้นที่สุด  โดยเริ่มจากหม้อไอน้ำถึงกระบวนการที่ต้องใช้ไอน้ำและต้องใช้ท่อที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้  ตั้งอยู่บนสมมติฐาน 2 ประการคือ  ประการแรก  ไม่ว่าฉนวนหุ้มท่อที่ใช้จะมีคุณภาพเพียงใดก็ตาม  ปริมาณความร้อนผ่านท่อที่อุณหภูมิสูงก็ยังคงมีการสูญเสียความร้อนเกิดขึ้น  ประการที่ 2 การสูญเสียความร้อนน้อยที่สุดแต่จะทำให้เกิดความดันตกในท่อ (Pressure Drop) เพิ่มขึ้นและมีการสูญเสียจากความฝืดหรือความเสียดทานภายในระบบ

                    การออกแบบในขั้นสุดท้ายของระบบการจ่ายไอน้ำในการทำงานจริง  จะเป็นต้องนำหลักการในอุดมคติมาผสมผสานกับองค์ประกอบอื่น ๆ อีกหลายอย่าง

                    องค์ประกอบที่พิจารณาเมื่อออกแบบระบบการจ่ายไอน้ำใหม่  หรือเมื่อประเมินผลระบบการจ่ายไอน้ำที่มีอยู่เดิม  จะต้องมีแนวทางเพิ่มเติมจากในส่วนที่กล่าวมาแล้วด้วยเพราะการขาดความเอาใจใส่ในเรื่องเหล่านี้   จะทำให้ค่าใช้จ่ายในการทำงานเพิ่มมากขึ้น  อันเนื่องมาจากประสิทธิภาพโดยรวมลดลงและจะต้องเพิ่มค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา

ความดันของไอน้ำ (Steam Pressure)

          การผลิตไอน้ำควรผลิต ณ ระดับความดันสูงสุดตามความสามารถของอุปกรณ์ที่มีอยู่ในระบบ  เพื่อให้ได้ไอน้ำในปริมาณมาก  ในทางปฏิบัติความดันที่ใช้งานจะต้องคำนึงถึงความสมดุลระหว่างค่าใช้จ่ายในการลงทุน (Capital Costs)  และการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพโดยรวมของระบบด้วย

          ประโยชน์ของการจ่ายไอน้ำที่ความดันสูง  มีดังต่อไปนี้

          -  การจ่ายไอน้ำที่มีความดันสูงจะช่วยลดขนาดของท่อ  เพราะเมื่อความดันสูงขึ้นปริมาตรจำเพาะของไอน้ำ (Specific Volume of Steam) ก็จะลดลงที่มีความดันของบรรยากาศ (Atmospheric Pressure)  ไอน้ำ 1 กิโลกรัม  จะมีปริมาตรจำเพาะ 1.67 ม3  แต่ถ้าความดัน 7 บาร์ (bar) จะมีปริมาตรจำเพาะเพียง 0.24 ม3  ดังนั้น ความดันสูงจะใช้ท่อขนาดเล็กลงแต่สามารถพาไอน้ำได้ในปริมาณที่เท่ากัน  ท่อที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางขนาดเล็กกว่า  จะทำให้ค่าใช้จ่ายในการลงทุนลดลง

          -   การจ่ายไอน้ำที่มีความดันสูงจะช่วยลดปริมาณการใช้วัสดุหุ้มฉนวนน้อยลง  สำหรับท่อมีเส้นผ่าศูนย์กลางขนาดเล็ก  แต่ประโยชน์ที่ได้รับก็ไม่ใช่จะดีเสมอไป  การเพิ่มอุณหภูมิของไอน้ำให้สูงขึ้นมีผลให้การกำหนดความหนาของฉนวนที่หุ้มท่อที่กำหนดไว้หนาขึ้นด้วย (ส่วนที่ 7)

          ผลที่เกิดขึ้นตามมาจากการจ่ายไอน้ำที่ความดันสูง  มีดังนี้

          -  สิ่งที่เป็นไปได้คือการใช้ผนังท่อที่หนาขึ้น  ท่อจะมีราคาแพงขึ้นตามความดันอุณหภูมิที่สูงขึ้น  รวมทั้งอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง  เช่น  ข้อต่อต่าง ๆ หน้าแปลน (Flanges) เป็นต้น

          -  การสูญเสียจากการรั่วไหลของไอน้ำจะสูงขึ้น  เพราะการสูญเสียจากการรั่วไหลของไอน้ำโดยทั่ว ๆ ไปจะเพิ่มสูงขึ้นตามสัดส่วนของความดันที่ใช้อยู่แล้ว  เช่น  การรั่วไหลของไอน้ำที่ความดัน 10 บาร์  จะเกิดขึ้นเป็น 2 เท่าของไอน้ำที่ความดัน 5 บาร์

          -  เมื่อความสูงไอน้ำแฟรช (Flash Steam) จะเพิ่มมากขึ้น  ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียถ้าไม่มีเครื่องที่ใช้ความดันต่ำจากแฟรชทำงานไปได้พร้อม ๆ กับอุปกรณ์ที่ใช้กับความสูง

          -  การสูญเสียความร้อนจะสูงขึ้น  การสูญเสียความร้อนจะเพิ่มมากขึ้นตามสัดส่วนของอุณหภูมิที่อิ่มตัวของไอน้ำ (Steam Saturation Temperature) เช่น  การสูญเสียความร้อนที่ความดัน 10.0 บาร์  จะมากกว่าที่ความดันที่ 5.0 บาร์  ประมาณ 15% ต่อตารางเมตร  ซึ่งเป็นผลมาจากการใช้ท่อที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางขนาดเล็กลง

          -  ความดันของไอน้ำจะลดลงเมื่อผ่านวาล์วความร้อน (Pressure Reduction Valve : PRV)  อาจจะต้องทำความร้อนยิ่งยวดลดลง (De-Superheated)  ก่อนที่จะมีการนำไปใช้ในกระบวนการผลิตต่อไป  เมื่อความดันของปริมาตรไอน้ำอิ่มตัวลดลง (Saturated Steam)  ปริมาณความร้อนก็ไม่สูญเสียไป  ขณะเดียวกันความร้อนส่วนเกินนี้จะเปลี่ยนไปเป็นความร้อนสัมผัสในไอน้ำได้และจะทำให้อุณหภูมิของไอน้ำสูงขึ้น  ในกรณีที่อุณหภูมิสูงสุดนี้ทำให้ค่าตัวแปรของกระบวนการ (Process Parameter) เกิดวิกฤต  ความร้อนที่เกินดังกล่าวจำเป็นต้องกำจัดออกไปจากจุดนี้  ซึ่งบ่อยครั้งไม่สามารถใช้ประโยชน์ได้  ดังนั้นความร้อนที่เกินจะสูญเสียไปในระบบจะส่งผลทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบลดลง

          การกำหนดความดันสำหรับระบบการจ่ายไอน้ำขนาดเล็กเป็นเรื่องค่อนข้างง่าย  คือติดตั้งระบบให้ตรงกับความต้องการที่ต่ำสุดของผู้ใช้  ถ้าไม่มีการคำนึงถึงการขยายตัวของระบบในอนาคต  หรืออุปกรณ์ใหม่ ๆ ที่ต้องการใช้สำหรับความดันสูง

          สำหรับระบบที่ต้องการไอน้ำที่ความดันสูงในปริมาณน้อย ๆ แต่กลับนำเอาไปใช้กับไอน้ำที่ความดันต่ำในปริมาณมาก  จึงจำเป็นต้องพิจารณาถึงความเป็นไปได้ที่จะแยก 2 ระบบนี้ออกจากกันให้ชัดเจน  เครื่องกำเนิดไอน้ำที่ความดันสูง (High Presure Steam Generator)  จะผลิตไอน้ำที่ความดันสูงและใช้กับอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงานสูงกว่า

               ความดันสูง ------>  จะทำให้เกิดการรั่วไหลและการสูญเสียที่ไอน้ำแฟรช

            ความดันต่ำ ------>  จะทำให้เกิดความร้อนสูญเสียที่พื้นผิวเป็นจำนวนมาก

ระบบงานท่อ (Pipework Systems)

          การติดตั้งระบบท่อของเดิม  ส่วนใหญ่การติดตั้งและระยะห่างจะเป็นไปตามคุณลักษณะของอุปกรณ์ที่ต้องใช้ในเรื่องของไอน้ำ  หลายปีต่อมาระบบโดยทั่วไปที่มีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากอุปกรณ์เก่าชำรุดเสียหายและมีการนำอุปกรณ์ใหม่มาเปลี่ยน  ในหลาย ๆ กรณีนี้เป็นเหตุผลที่ทำให้การเลือกความดันที่จะจ่ายไอน้ำดั้งเดิมไม่สามารถใช้ได้อีกต่อไป  ปริมาณของไอน้ำที่ต้องการความดันที่แตกต่างกันก็เปลี่ยนแปลงไป  ตัวอย่างเช่น  มีความต้องการไอน้ำที่ความดันต่ำมากกว่าไอน้ำที่ความดันสูง  ในกรณีเช่นนี้ก็มีหลายประเด็นที่ต้องพิจารณาให้สมเหตุสมผลกับระบบ  ซึ่งจะส่งผลให้เกิดการประหยัดพลังงานเป็นอย่างมาก

          ระบบการจ่ายไอน้ำที่มีอยู่เดิมจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบเป็นประจำ  อาจไม่จำเป็นต้องตรวจสอบเป็นประจำทุกปี  แต่ควรต้องตรวจสอบและการวางแผนการลงทุนในอนาคตซึ่งน่าจะเป็นทุก ๆ 5 ปี

ท่อที่มากเกินความจำเป็น (Pipe Redundancy)

           ในการตรวจสอบเพื่อขจัดความสิ้นเปลืองและเพิ่มประสิทธิภาพ (Rationalisation Programme)  สำหรับเครือข่ายการจ่ายไอน้ำนั้น  ในขั้นตอนแรกจะต้องกำจัดท่อที่มากเกินความจำเป็นออกไป  เพราะโรงงานที่ดำเนินกิจการมานาน  อุปกรณ์ที่ใช้ในกระบวนการของโรงงานจะมีการเพิ่มท่อไอน้ำขึ้นมากมาย  ซึ่งท่อเหล่านี้อาจจะใช้ประโยชน์ไม่ได้เลยหรือใช้ได้น้อยมาก  จึงเป็นเรื่องที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ที่วาล์วในระบบไม่เพียงพอ  ทั้งนี้เพราะไม่เคยแบ่งแยกไว้ให้ชัดเจนว่า  วาล์วตัวไหนควรเอาไปใช้กับท่อชนิดไหน  อย่างไรก็ตามท่อที่มากเกินความจำเป็นเหล่านี้จะใช้ที่อุณหภูมิเดียวกันตามที่ได้ประมาณการไว้  ดังนั้นการสูญเสียความร้อนเมื่อเทียบกับความยาวของท่อก็ยังคงเหมือนเดิม  และการสูญเสียที่จะเกิดขึ้นยิ่งไปกว่านี้ก็คือ  ท่อ  ฉนวน  และอุปกรณ์กับดักไอน้ำ (Steam Traps)  อุปกรณ์เหล่านี้ไม่ได้รับการเอาใจใส่ในการบำรุงรักษา  ข้ออ้างที่มักจะได้รับเป็นประจำก็คือความร้อนที่ออกไปและเข้าไปใช้ในโรงงานแล้ว  การสิ้นเปลืองในหลาย ๆ กรณีเมื่อมีการติดตั้งท่อไว้ในระดับสูงที่อยู่ใต้หลังคาซึ่งไม่มีฉนวนอย่างเพียงพอ  และยังมีช่องระบายอากาศอยู่ใต้หลังคาด้วย  ดังนั้นความร้อนที่มีประโยชน์รั่วออกทางหลังคาด้วยอัตราการระบายอากาศเพิ่มขึ้นก็จะทำให้ภาระการสูญเสียความร้อนเพิ่มขึ้นด้วย

          ท่อที่มีขนาดใหญ่แต่มีการไหลของไอน้ำที่มีปริมาตรต่ำมาก  จะทำให้มีการสูญเสียความร้อนอย่างมาก  อาจจะมากกว่าที่กระบวนการใช้ไป

          การสำรวจที่ได้ดำเนินการทั่วทั้งสหราชอาณาจักรพบว่า  โรงงานที่ดำเนินกิจการมานาน  โดยทั่ว ๆ ไปแล้วมีความเป็นไปได้ที่จะลดความยาวของท่อไอน้ำลงประมาณ 10-15% หรือยิ่งไปกว่านั้น  สามารถลดค่าใช้จ่ายในการติดตั้งฉนวนตามขนาดลงด้วย  ซึ่งจะคุ้มค่ากับการลงทุนและคืนทุนได้ภายในระยะเวลาอันสั้น

                                      ท่อที่มากเกินความจำเป็นทำให้เกิดการสูญเสียพลังงาน

 ขนาดของท่อ (Pipe Sizing)

           เมื่อมีการกำหนดความดันที่จำเป็นของระบบขึ้นมา  ทำให้ท่อต้องมีขนาดที่ถูกต้อง  ถ้าท่อมีขนาดเล็กเกินไป  ก็มีไอน้ำไม่เพียงพอที่จะส่งความดันให้สูงเพียงพอที่จะผ่านเข้าไปในกระบวนการ  แต่ถ้าท่อมีขนาดใหญ่มากเกินไปก็จะทำให้การสูญเสียความร้อนที่พื้นผิวเพิ่มมากขึ้น  ไม่ว่าขนาดของท่อจะเล็กหรือใหญ่ไปก็ตามจะทำให้ประสิทธิภาพของระบบโดยรวมต่ำลง  ขนาดของท่อไอน้ำที่เหมาะสม  หมายถึงการเลือกท่อที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อให้มีความดันสูญเสียในท่อ (Pressure Drop) ต่ำสุดระหว่างหม้อไอน้ำและผู้ใช้ไอน้ำ

          หลายปีที่ผ่านมาผู้ออกแบบและวิศวกรจะใช้ "วิธีปฏิบัติแบบอาศัยความชำนาญ" (Rule of Thumb)  เพื่อกำหนดขนาดของท่อสำหรับการใช้ประโยชน์โดยเฉพาะ  กฎเกณฑ์เหล่านี้ได้รับการประเมินผลจากสถานการณ์จริงและโดยทั่ว ๆ ไปก็ยังเป็นกฎเกณฑ์ที่ใช้ได้ดีอยู่

          วิธีที่ง่ายที่สุดคือ  การคำนวณอัตราความเร็ว (Velocity) ของไอน้ำในท่อเพื่อหาอัตราการไหลของน้ำ  ข้อมูลที่ต้องการก็เพียงปริมาตรจำเพาะของไอน้ำ (Spcific Volume of Steam)  สำหรับความดันของการจ่ายไอน้ำที่ใช้  ข้อมูลเหล่านี้สามารถหาได้จากตารางไอน้ำที่ให้ในภาคผนวก 2 องค์ประกอบอื่น ๆ ที่จำเป็นต้องมีคือ  คุณภาพของไอน้ำ  ไม่ว่าจะเป็นไอน้ำเปียก (Wet)  หรือไอน้ำร้อนยวดยิ่ง (Superheated) ก็ตาม  สำหรับไอน้ำเปียก (Wet Steam) จะมีหยดน้ำซึ่งเป็นสาเหตุทำให้เกิดความเสียหายและเกิดการกัดกร่อน  เมื่อหยดน้ำเหล่านี้ไปกระทบกับผนังท่อที่จุดโค้งงอหรือที่วาล์วและข้อต่อต่าง ๆ ไอน้ำร้อนยวดยิ่ง (Superheat Steam)  จะไม่มีหยดน้ำและไม่มีแม้แต่การควบแน่นออกมาจากท่อ  ดังนั้น ท่อจึงไม่เกิดความเสียหายจากหยดน้ำทำให้ท่อสามารถใช้งานที่ความเร็วสูงได้

          แนวทางการปฏิบัติมีดังต่อไปนี้

          -  อัตราความเร็วของไอน้ำร้อนยวดยิ่ง                                         =  50-70  เมตร/วินาที

          -  อัตราความเร็วของไอน้ำอิ่มตัว                                                 =  30-40  เมตร/วินาที

          -  อัตราความเร็วของไอน้ำเปียกหรืออัตราความเร็วของไอเสีย       =  20-30  เมตร/วินาที

          หลายปีมานี้มีแผนภูมิและตารางคำนวณค่ามากมายที่เผยแพร่ออกมาเพื่อใช้หาค่าความดันตกในระบบการจ่ายไอน้ำ  และถึงแม้ว่าในปัจจุบันวิธีการเหล่านี้สามารถใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์มาช่วยได้แล้วก็ตาม  ผลที่ได้รับออกมาก็ยังเกี่ยวข้องกับช่วงความแตกต่างของอัตราความเร็ว (Velocity Bands)  ซึ่งแผนภูมิและตารางคำนวณนี้ไม่เหมาะสมที่จะใช้สำหรับไอน้ำที่ความดันต่ำมาก (ต่ำกว่า 1.0 บาร์)  และสำหรับไอน้ำที่ความดันสูงมาก (สูงกว่า 20.0 บาร์)  แนวทางนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อให้นำไปใช้ประโยชน์ในเชิงอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์  ซึ่งมีความดันไอน้ำโดยปกติจะอยู่ระหว่าง 3.0 บาร์ถึง 17.0 บาร์

          ตามที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้นว่า  เหตุผลที่จะต้องคำนึงถึงเรื่องของเส้นผ่าศูนย์กลางของท่องานก็คือ  ต้องการลดค่าใช้จ่ายในการลงทุนและพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อนให้น้อยที่สุด  การใช้ท่อที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 75 มม.  แทนท่อที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 50 มม.  จะเพิ่มค่าใช้จ่ายในการลงทุนของท่อและการหุ้มฉนวนประมาณ 50%  ซึ่งเป็นตัวอย่างที่ค่าใช้จ่ายเป็นสัดส่วนโดยตรงต่อขนาดของเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อ เป็นต้น  เช่นเดียวกันกับการสูญเสียความร้อนจากท่อก็เป็นสัดส่วนโดยตรงกับพื้นผิวภายนอกของท่อเช่นเดียวกัน  ซึ่งก็หมายความว่าการสูญเสียความร้อนก็จะเพิ่มขึ้น 50% เมื่อเพิ่มขนาดท่อ

                    ท่อที่มีขนาดเล็กเกินไป   ------>  การต้องการความดันก็สูงขึ้น

                                               ------>  การสูญเสียจากการรั่วไหลก็มากขึ้น

               ท่อที่มีขนาดใหญ่เกินไป  ------>  การสูญเสียที่พื้นผิวมากขึ้น

จุดระบายน้ำทิ้งและแนวทางการวางท่อ (Drain Points and Layout Guidelines)

          จากความจริงที่ว่า  ไอน้ำที่ผลิตจากน้ำมัน  ข้อดีคือน้ำมีราคาถูก  หาได้ง่ายและผลิตได้มาก  ไอน้ำที่จ่ายเข้าท่อความร้อนส่วนหนึ่งจะส่งผ่านท่อฉนวนบางส่วนจะกลั่นตัวควบแน่นเป็นน้ำและขังอยู่ใต้ท้องท่อทำให้ลดหน้าตัดของท่อลง  เมื่อใช้ไอน้ำปริมาณคงที่ความเร็วของไอน้ำที่วิ่งในท่อจะเพิ่มมากขึ้น  เป็นสาเหตุทำให้ค่าความดันตก (Pressure Drop) สูงขึ้น  และเมื่อน้ำใต้ท้องท่อรวมกันมากขึ้นจะกั้นหรืออุดตันการไหลของไอน้ำ  ทำให้เกิดการกระแทกของน้ำเนื่องจากไอน้ำพาน้ำที่กลั่นตัววิ่งไปกระแทก (Water Hammer) ตามข้อต่อ  ข้องอ  อุปกรณ์  วาล์วที่ต่ออยู่ในระบบเกิดความเสียหายได้

          ถ้าไอน้ำที่เกิดการควบแน่นหลุดเข้าไปในเครื่องจักรที่ใช้ในกระบวนการไอน้ำเปียก (Wet Steam)  จะทำให้เกิดความเสียหายคือ  ทำให้เกิดฝ้าบนหน้าพื้นผิวของการถ่ายเทความร้อนซึ่งทำให้ประสิทธิภาพของเครื่องจักรที่อยู่ในกระบวนการผลิตลดลง  และนำไปสู่การกัดกร่อน  และการกัดกร่อนก็จะค่อย ๆ ผ่านไปตามท่อ และข้อต่อ  อุปกรณ์ต่าง ๆ ของเครื่องจักร  ทำให้เสียค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาเพิ่มขึ้น  ดังนั้น ต้องกำจัดไอน้ำที่เกิดการควบแน่นออกไปโดยใช้อุปกรณ์กับดักไอน้ำ (Steam Traps) ที่มีอยู่แล้ว  ซึ่งหากไม่กำจัดแล้วจะทำให้อุปกรณ์และเครื่องจักรดังกล่าวมีภาวะมากเกินไป  และทำให้เกิดความเสียหายเร็วขึ้นอีก

          การออกแบบระบบท่อจ่ายไอน้ำที่ดีทำให้แน่ใจได้ว่า  จะมีการกำจัดไอน้ำที่มีการควบแน่น (condensate)  ออกจากระบบการจ่ายไอน้ำก่อนที่จะเป็นสาเหตุทำให้เกิดปัญหาตามมา  การเตรียมการดังกล่าวจะส่งผลให้ท่อที่นำมาติดตั้งสามารถนำไอน้ำที่มีการควบแน่นไหลออกไปในจุดที่ระบายน้ำทิ้งได้

          แนวทางการปฏิบัติทั่ว ๆ ไป  สำหรับการระบายไอน้ำที่ควบแน่นทิ้งอย่างมีประสิทธิภาพ  และการออกแบบระบบของท่อจ่ายไอน้ำ  มีดังต่อไปนี้

          -  ควรวางท่อไอน้ำหลักให้ลาดเอียงตามเส้นทางการไหลของไอน้ำไม่น้อยกว่า 125 มม.  สำหรับทุก ๆ 30 เมตรของความยาวท่อ  ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าไอน้ำที่มีการควบแน่นจะไหลออกไปในจุดระบายน้ำทิ้งที่วางไว้

          -  ควรกำหนดจุดระบายน้ำทิ้งให้มีระยะห่างระหว่าง 30-45 เมตร  ตามความยาวของท่อไอน้ำหลัก  และการกำหนดจุดระบายน้ำทิ้งอาจจะเปลี่ยนแปลงไปตามความเหมาะสม  ซึ่งอาจขึ้นอยู่กับว่ามีการต่อท่อไอน้ำแยกออกไปจากท่อหลักมากน้อยเพียงใด  และมีการเปลี่ยนแปลงของระดับหรือทิศทางของท่อไอน้ำหลักหรือไม่  สำหรับท่อที่วางตรงเพื่อพาไอน้ำแห้งนั้น  ควรติดตั้งจุดระบายน้ำทิ้งและอุปกรณ์กับดักไอน้ำแยกจากกันโดยให้มีช่วงระยะห่างประมาณ 45 เมตร  ซึ่งอาจปรับลดช่วยระยะห่างลงแต่ต้องพิจารณาถึงความปลอดภัยของระบบด้วย  และกรณีที่มีการติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มอีกจะมีผลกระทบทั้งกับจุดระบายน้ำทิ้ง  อุปกรณ์กับดักไอน้ำและทางระบายของไอน้ำ  ตัวอย่างเช่น  กรณีหม้อไอน้ำผลิตไอเปียกมาก  การติดตั้งจุดระบายน้ำทิ้งและอุปกรณ์กับดักไอน้ำ  ควรลดระยะห่างให้มีความถี่มากขึ้น

          -  ไอน้ำที่เกิดการควบแน่นจะสะสมกันอยู่ในบริเวณจุดที่ต่ำที่สุดของท่อ  เช่น  จุดที่มีข้อต่อ  ข้อโค้งและข้องอ  จะเป็นจุดที่มีไอน้ำควบแน่นเกาะอยู่ตามผนังของท่อ  ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีจุดระบายน้ำทิ้งในบริเวณนี้ด้วย

           -  ควรมีการจัดเตรียมบ่อพัก (Sump) สำหรับจุดระบายทิ้งในท่อไอน้ำหลักด้วยวิธีง่าย ๆ ก็คือใช้ข้อต่อที่เป็นรูปตัว "T" เท่า ๆ กัน  จุดที่ต่อดังกล่าวก็จะรองรับน้ำเอาไว้

          -  การเลือกอุปกรณ์กับดักไอน้ำเป็นเรื่องสำคัญสำหรับท่อไอน้ำหลัก  ดังนั้นควรมีการใช้อุปกรณ์กับดักไอน้ำแบบถ้วยหงาย (Open Bucket Traps)  หรืออุปกรณ์กับดักไอน้ำแบบเทอร์โมไดนามิคส์ (Thermodynamics Traps : TD Traps) ทุก ๆ ที่ที่เป็นไปได้

          -  ท่อย่อยที่ต่อแยกออกไปจากท่อหลักควรต่อที่ส่วนบนสุดของท่อ  ซึ่งทำให้ป้องกันสารปนเปื้อนต่าง ๆ ที่จะวิ่งพล่านตามไอน้ำ (Carryover) ในท่อเหล่านั้นเข้าไปในระบบท่อใช้งานหลัก

           -  ท่อและฉนวนซึ่งมีน้ำหนักมาก  ถ้าไม่มีอุปกรณ์ช่วยพยุงน้ำหนักตามระยะห่างอย่างเพียงพอก็จะทำให้ท่อหย่อนลงมา  และเกิดเป็นจุดต่ำที่ทำให้เกิดการสะสมของไอน้ำที่ควบแน่นขึ้นมา  ประเภทของอุปกรณ์ที่ใช้พยุงน้ำหนักของท่อหรือระยะความถี่ที่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ดังกล่าวนั้นขึ้นอยู่กับเส้นผ่าศูนย์กลางและความหนาของผนังท่อ

          -  ท่อไอน้ำที่ไม่ได้ทำงานที่ความดันหรืออุณหภูมิที่คงที่ตลอดเวลา  การเปิดหรือปิดเครื่องทำให้โลหะที่ใช้ทำท่อมีการขยายตัวหรือหดตัว  ดังนั้นหากไม่คำนึงถึงเรื่องนี้ไว้ก็จะทำให้เกิดปัญหาที่นำไปสู่การทำให้ท่อแตกร้าวและเกิดความเสียหายได้ในที่สุด  เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดปัญหานี้ขึ้น  ควรติดตั้งชุดรับการขยายตัว (Expansion Loops)  พร้อมอุปกรณ์ดัดโค้งที่ทำให้ไอน้ำไหลเรียบอย่างสม่ำเสมอ  ตามระยะห่างที่เหมาะสมในท่อไอน้ำหลัก  ท่อไอน้ำหลักและท่อไอน้ำย่อยที่มีขนาดเล็กต้องคำนึงถึงเรื่องการขยายตัวด้วย  ในกรณีนี้ควรนำเอาข้อต่อที่ใช้สำหรับการขยายตัวประเภท Bellows-Type มาใช้

           -  อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับไอน้ำทั้งหมดทำงานได้ดีที่สุดกับไอแห้ง (Dry Steam)  และการจะได้ไอแห้งก็ต้องใช้อุปกรณ์บางตัว  คือเครื่องแยกไอน้ำหรือเครื่องอบแห้ง (Driers)  (ทำหน้าที่ตามชื่อที่แสดงเอาไว้ในผังสี่เหลี่ยม)  เป็นตัวกำจัดหยดน้ำที่ปนมากับไอน้ำ  ควรติดตั้งเครื่องแยกไอน้ำหรือเครื่องอบแห้งก่อนที่จะติดตั้งอุปกรณ์ที่จำเป็นอื่น ๆ และก็ต้องคำนึงถึงว่า  เครื่องแยกไอน้ำหรือเครื่องอบแห้งจะต้องมีการระบายน้ำทิ้งและดักไอน้ำได้อย่างเหมาะสม

     ระบบการระบายที่ไม่ดี ------> เกิดการกระแทกของน้ำ ------> ค่าบำรุงรักษาสูงขึ้น

                                ------> การถ่ายเทความร้อนไม่ดี ------> สิ้นเปลืองพลังงาน

          กับดักไอน้ำและการไล่อากาศที่มีประสิทธิภาพ

วัตถุประสงค์ของอุปกรณ์กับดักไอน้ำ

           คำว่า "กำดักไอน้ำ (Steam Trap)"  ได้มีการใช้มาหลายครั้งแล้ว  สำหรับในเรื่องนี้  กับดักไอน้ำเป็นอุปกรณ์ซึ่งมีหน้าที่ที่สำคัญ 3 ประการดังนี้

          -  กำจัดไอน้ำที่เกิดการควบแน่น  ไม่ว่าจะอยู่ภายในท่อหรือในอุปกรณ์ที่ใช้ไอน้ำของกระบวนการผลิตก็ตามกับดักไอน้ำ  จะต้องสามารถทำการกำจัดไอน้ำที่เกิดการควบแน่นที่เกิดขึ้นเพียงเล็กน้อยให้เร็วที่สุดเมื่อเกิดการควบแน่นก่อตัวกันขึ้น  หรือที่เกิดขึ้นกับระบบอันเนื่องมาจากการอั้นตัวของน้ำ (Waterlogged) ซึ่งถ้าเกิดขึ้นกับท่อไอน้ำก็จะนำไปสู่การเกิดแรงกระแทกอย่างรุนแรง (Water Hammer)  ซึ่งทำให้ท่อ ข้อต่อต่าง ๆ และอุปกรณ์ที่ใช้ไอน้ำในกระบวนการผลิตเกิดความเสียหาย (วอเตอร์ล๊อก หมายถความถึง ไอน้ำไม่สามารถพาความร้อนไปยังอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ต้องการความร้อน)  ดังนั้นกระบวนการผลิตก็จะหยุดหรืออย่างน้อยที่สุดกระบวนการผลิตก็จะช้าลงอย่างมาก

          -  หน้าที่ต่อไปเป็นไปตามชื่อ  ซึ่งเป็นหน้าที่หนึ่งของกับดักไอน้ำคือ  ป้องกันไม่ให้ไอน้ำปริมาณมากรั่วออกมา  อย่างไรก็ตาม กับดักไอน้ำบางชนิดต้องการให้ไอน้ำจำนวนหนึ่งรั่วออกมาเพื่อให้เกิดการเดินเครื่องเป็นไปอย่างถูกต้อง

          -  กับดักไอน้ำต้องสามารถกำจัดแก๊สที่เกิดขึ้นในระบบ  ถ้าในระบบยังคงมีแก๊สอยู่  แก๊สเหล่านั้นจะเข้าไปแทนส่วนที่เป็นพื้นที่ของไอน้ำ  ซึ่งจะทำให้สามารถในการพาความร้อนของท่อลดลงและยังไปกั้นไม่ให้ไอน้ำไปถึงที่พื้นผิวถ่ายเทความร้อนให้แก่อุปกรณ์ต่าง ๆ ในกระบวนการผลิตด้วย  และในกรณีที่เลวร้ายที่สุดก็คือท่อ  หรือชิ้นส่วนของอุปกรณ์  เกิดอากาศอัด (Air Locked)  ทำให้อากาศเคลื่อนที่ไม่ได้  ซึ่งแม้แต่ไอน้ำควบแน่นก็ไม่สามารถออกไปได้

           แก๊สที่ต้องกำจัดออกไป  อย่างแรกคืออากาศที่เข้ามาในระบบ  เมื่อระบบเย็นตัวลงแล้วปล่อยทิ้ง  นอกจากนั้นระหว่างการปฏิบัติการตามปกติ  แก๊สที่ไม่ควบแน่น (Non-Condensable Gases) ยังสามารถเข้าไปในระบบได้ไม่ว่าจะเป็นแก๊สที่เจือปนอยู่ในน้ำป้อนหรือเป็นผลมาจากการเสื่อมสภาพของสารเคมีในน้ำป้อนก็ตาม

          จะเห็นได้อย่างชัดเจนว่า  กับดักไอน้ำที่มีประสิทธิภาพเป็นส่วนสำคัญที่สร้างความเชื่อมั่นว่าอุปกรณ์ที่ใช้ในระบบไอน้ำทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ  อย่างไรก็ตามกับดักไอน้ำเป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นและมีความเสี่ยงต่อการที่จะทำให้ระบบการทำงานเสียหายได้  โรงงานขนาดใหญ่อาจจะติดตั้งกับดักไอน้ำหลายร้อยตัว  หลายประเภท  และมีขนาดที่แตกต่างกันออกไป  ผู้ผลิตกับดักไอน้ำรายใหญ่รายหนึ่งได้ออกมาแสดงความเห็นว่าประมาณ 10% ของกับดักไอน้ำที่ติดตั้งอยู่ตามสถานที่ต่าง ๆ ในสหราชอาณาจักรส่วนใหญ่จะมีข้อบกพร่องที่ใดที่หนึ่ง  โดยเฉพาะอย่างยิ่งต้องมีการพิจารณาถึงกับดักไอน้ำเทอร์โมไดนามิคส์ (Thermo-dynamics Traps : TD Traps) ขนาดเล็กด้วยเมื่อมีการขยายงานเพิ่มขึ้น  กับดักไอน้ำเหล่านี้จะเสื่อมสภาพลงจากการใช้งาน  ดังนั้นการตรวจสอบเป็นประจำหรือการหากับดักไอน้ำใหม่มาทดแทนเป็นสิ่งจำเป็นซึ่งในทางการปฏิบัติงานที่ดีฉบับนี้จะไม่กล่าวครอบคลุมถึง

           การวิเคราะห์รายละเอียดเพื่อกำหนดประเภทของกับดักไอน้ำให้เหมาะสมที่สุดกับลักษณะของการนำไปใช้งาน  โดยทั่วไปแล้วเราสามารถแยกประเภทของกับดักไอน้ำได้ตามลักษณะการทำงานของกับดักไอน้ำเหล่านั้นในตารางที่ 1  ได้สรุปลักษณะที่สำคัญของกับดักไอน้ำบางประการไว้  และจากการพิจารณาสภาวะแวดล้อมภายในที่กับดักไอน้ำทำงานอยู่  ตารางดังกล่าวสามารถนำไปใช้เป็นแนวทางเพื่อเลือกประเภทของกับดักไอน้ำได้  แต่รายการต่าง ๆ ที่อยู่ในตารางที่ 1 ไม่ได้หมายความว่าจะรวมประเภทของกับดักไอน้ำไว้ได้ทั้งหมด  เพราะในปัจจุบันกับดักไอน้ำที่ถูกผลิตขึ้นมาเป็นการผสมผสานระหว่างกับดักไอน้ำ 2 ประเภท หรือมากกว่านั้น  และก็รวมเอาลักษณะที่มีประโยชน์ของแต่ละประเภทเข้ามาไว้ด้วยกัน

การตรวจสอบกับดักไอน้ำ (Trap Testing)

          ควรดำเนินการตรวจสอบกับดักไอน้ำเป็นประจำและอย่างเป็นระบบ  วิธีการตรวจสอบกับดักไอน้ำมีอยู่ด้วยกันหลายวิธี  ซึ่งสามารถนำมาใช้ได้  เช่น  การตรวจสอบอุณหภูมิสูงที่ท่อทางเข้า  การติดตั้งกระจกมองเห็นที่ท่อทางออก (Sight Glasses)  หรือการใช้เครื่องมือตรวจสอบอุลตร้าโซนิค (Ultrasonic Detector)  ปัจจุบันกับดักไอน้ำสามารถใช้ร่วมกับเครื่องมือตรวจสอบ  ทำให้สามารถทำการตรวจสอบได้อย่างง่าย ๆ ตามคู่มือที่ให้มา  หรือระบบการตรวจติดตามโดยฐานข้อมูลจากคอมพิวเตอร์

การใช้กับดักไอน้ำร่วมกัน (Group Trapping) 

         มีความเป็นไปได้ที่อุปกรณ์ในกระบวนการผลิตหรือท่อส่งไอน้ำจะมีการติดตั้งอุปกรณ์แยกไอน้ำตามจุดต่าง ๆ  การดักไอน้ำแบบร่วมกันจะเกี่ยวข้องกับท่อจ่ายไอน้ำ (Discharge Lines) หลายท่อ  ผ่านกับดักไอน้ำเดี่ยวซึ่งมักจะทำให้เกิดปัญหาตามมา  ระบบจะต้องได้รับการออกแบบอย่างถูกต้อง  ขนาดและการติดตั้งต้องทำให้สามารถรับภาระงาน (Load) ที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างสูงได้ด้วย  จึงจำเป็นต้องพิจารณาถึงองค์ประกอบที่สำคัญ 2 ประการดังนี้

          -  ประเภทและขนาดของกับดักไอน้ำต้องสามารถรับภาระงานที่เปลี่ยนแปลงได้  จะเห็นได้อย่างชัดเจนว่ามีขอบเขตตั้งแต่พื้นที่ตั้งที่มีหม้อไอน้ำทำงานอยู่เพียงลูกเดียว  จนกระทั่งถึงสถานการณ์ที่เริ่มมีการเชื่อมต่อของทุก ๆ รอยต่อที่ส่งหรือจ่ายไอน้ำไปที่อุปกรณ์กับดักไอน้ำ  การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวนั้นจะเพิ่มการสึกหรอเข้าไปในกับดักไอน้ำ  ทำให้จำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องมีการบำรุงรักษาเป็นประจำหรือมีอุปกรณ์ใหม่มาทดแทน

          -  เนื่องมาจากแต่ละลักษณะของการทำงานที่แตกต่างกัน  เมื่อมีการเชื่อมต่อของกับดักไอน้ำเข้าด้วยกัน 2 หน่วยหรือมากกว่านั้น  จึงเป็นเรื่องปกติที่กับดักไอน้ำหน่วยหนึ่งจะส่งแรงดันโต้กลับไปที่กับดักไอน้ำอีกหน่วยหนึ่ง  กรณีที่เลวร้ายเครื่องจักรเครื่องหนึ่งหรือหลาย ๆ เรื่องอาจเกิดการอั้นตัวของน้ำ (Waterlogged)  ซึ่งจะทำให้ความร้อนไม่สามารถถ่ายเทได้อย่างมีประสิทธิภาพ  และการติดตั้งเช็ควาล์ว (Check Valve) ก็ไม่สามารถแก้ปัญหาดังกล่าวได้  การแก้ปัญหาก็คือ  ต้องเลือกขนาดของท่อส่งให้ถูกต้อง

ตัวกรอง (Strainers)

          ท่อส่งไอน้ำมีแนวโน้มมีจะเกิดการกัดกร่อนภายใน  จึงเป็นเรื่องที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะต้องมีตะกรันและสิ่งสกปรกหลุดออกมาจากท่อส่งและปล่อยออกไป  ตะกรันและสิ่งสกปรกเป็นสาเหตุหนึ่งที่เกิดขึ้นได้ง่าย ๆ และทำให้อุปกรณ์กับดักไอน้ำทำงานผิดพลาดหรือเกิดความเสียหายได้

           แผ่นตะกรันขนาดใหญ่จะถูกจำกัดออกไป  โดยการติดตั้งตัวกรองที่จะทำให้ตะกรันหลุดออกเป็นช่วง ๆ โดยติดตั้งเป็นระยะ ๆ ในท่อส่งก่อนที่จะถึงอุปกรณ์กับดักไอน้ำ  แต่สำหรับเศษเล็ก ๆ ของสิ่งสกปรกสามารถกำจัดออกไปได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยการติดตั้งตัวกรองแบบตะแกรงละเอียด (Fine Mesh Strainer) ไว้ที่ด้านหน้าของอุปกรณ์กับดักไอน้ำแต่ละตัว  และจากตารางที่ 1 จะเห็นได้ว่าอุปกรณ์กับดักไอน้ำบางแบบมีโอกาสที่จะเกิดความเสียหายจากสิ่งสกปรกดังกล่าว  อุปกรณ์กับดักไอน้ำบางประเภท "ไม่จำเป็น" ต้องมีตัวกรอง (Strainer) แต่การติดตั้งตัวกรองก็ยังเป็นการปฏิบัติที่ดีอยู่

          เมื่อมีการติดตั้งตัวกรองก็มีความจำเป็นที่จะต้องมีการทำความสะอาดตัวกรองเหล่านี้  ความถี่ของการทำความสะอาดจะขึ้นอยู่กับดุลยพินิจที่เหมาะสมของโรงงานที่ติดตั้งตัวกรองเหล่านี้  ประเภทของหม้อไอน้ำที่ติดตั้ง  กฎเกณฑ์ที่ใช้สนการบำบัดน้ำ  อายุการทำงานของท่อส่ง  และสภาพของการปฏิบัติการโดยรวม  ล้วนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่ทำให้เกิดผลกระทบในเรื่องของการก่อให้เกิดสิ่งสกปรกและตะกรัน  ดังนั้น ความถี่ในการทำความสะอาดตัวกรองจึงเป็นสิ่งจำเป็น

การระบายอากาศ (Air Venting)

          การระบายอากาศที่เหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้กับระบบไอน้ำทั้งหมด  เพื่อให้แน่ใจว่ามีการถ่ายเทความร้อนได้อย่างเหมาะสม  อากาศหรือแก๊สที่มีอยู่หรือที่เกิดขึ้นก็เพราะเกิดสูญญากาศบางส่วนขึ้นในท่อและในอุปกรณ์ระหว่างที่มีการหยุดเครื่อง  ดังนั้นการติดตั้งตัวระบายอากาศควรมีขนาดที่เหมาะสมและทำให้แน่ใจได้ว่าอากาศที่ถูกกักไว้ถูกกำจัดออกไปอย่างรวดเร็ว  และบ่อยครั้งที่อากาศหรือแก๊สที่เกิดขึ้นนี่เองเป็นสาเหตุทำให้เกิดปัญหาระกว่างการเริ่มเดินเครื่อง  ซึ่งการติดตั้งตัวระบายอากาศที่มีความไวต่ออุณหภูมิ (Tmperature-Sensitive Air Vents) จะช่วยกำจัดอากาศและแก๊สเหล่านั้นออกไปได้อย่างรวดเร็ว  ทำให้อุ่นเครื่องได้เร็วขึ้นและจะปิดลงก็ต่อเมื่อมีไอน้ำผ่านออกไป

          ตัวระบายอากาศจะเปิดออกเพื่อปล่อยให้อากาศและแก๊สออกไปอย่างเต็มที่ในช่วงระหว่างการเริ่มเดินเครื่อง  และในช่วงเดินเครื่องตัวระบายอากาศจะเปิดออกก็ต่อเมื่อมีอากาศหรือแก๊สสะสมเท่านั้น  ตัวระบายอากาศโดยอัตโนมัติเช่นนี้  จะได้รับความนิยมมากกว่าตัวระบายอากาศที่เป็นระบบใช้มือปิด-เปิด  ซึ่งมีข้อเสียคือ  อาจหลงลืมการปิด-เปิดใช้  หรือปิด-เปิดไช้บางส่วนขณะเครื่องทำงาน

          ตัวระบายอากาศควรติดตั้งไว้ในที่ที่มีปริมาณอากาศสะสมไว้มากที่สุด  โดยปกติจะอยู่ในตำแหน่งบนสุดของท่อไอน้ำและท่อไอน้ำควบแน่น

การถ่ายเทความร้อนจากไอน้ำ (Heat Transfer from Steam)

          การก่อตัวของฟิล์ม (Film) ที่เกิดขึ้น   ณ ด้านใดด้านหนึ่งของพื้นผิวการถ่ายเทความร้อนจะมีกระทบต่อประสิทธิภาพของการถ่ายเทความร้อนจากไอน้ำไปสู่กระบวนการต่าง ๆ ดังรูปที่ 3

          ในกระบวนการผลิต  ตะกรันที่เกิดจากการเกาะตัวติดกันขงผลิตภัณฑ์ที่ผลิตได้เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนได้  โดยที่ภายใต้ตะกรันก็จะมีชั้นของน้ำที่หยุดนิ่ง (Stagnant Layer) เมื่อเกิดความร้อน  การถ่ายเทความร้อนผ่านชั้นต่าง ๆ เหล่านี้เกิดขึ้นได้โดยการนำความร้อน (Conduction)  ซึ่งจะไม่มีประสิทธิภาพมากนักเมื่อเทียบกับการถ่ายเทความร้อนด้วยการพาความร้อน (Convection)  ซึ่งจะเกิดขึ้นจากการหมุนเวียนภายในของเหลวที่มีจำนวนมาก  ยิ่งไปกว่านั้นฟิล์มที่เกิดขึ้นทั้ง 2 ด้านทำให้ประสิทธิภพในการนำความร้อนลดลงกว่าการใช้พื้นผิวของโลหะในการถ่ายเทความร้อนในสภาวะอุดมคติฟิล์มเหล่านี้จะบางจนไม่มีความสำคัญมากนัก  แต่ในสถานการณ์จริง (The Real World) ฟิล์มเหล่านร้จะเป็นตักจำกัดอัตราของการถ่ายเทความร้อน

          โดยทั่วไป  การทำความสะอาดพื้นผิวของโลหะเป็นประจำจะช่วยควบคุมการเกิดตะกรันได้  สำหรับชั้นของน้ำหรือของเหลวที่หยุดนี่งนี้สามารถทำให้ลดลงได้  บ่อยครั้งที่ใช้เครื่องที่ทำให้เกิดการกวนหรือสั่นโดยอัตโนมัติเพื่อปัญหานี้จะทำให้เวลาในการทำความร้อนเร็วขี้นมาก

          ในส่วนของไอน้ำก็จะมีฟิล์ม 3 ชนิด คือ ชั้นของฟิล์มที่เกิดการควบแน่น (Condensate Film Layer) อยู่ต่อจากชั้นของฟิล์มที่เกิดจากตะกรันบนผิวโลหะ (Scale Film Layer)  และชั้นของฟิล์มที่เกิดจากอากาศ (Air Film Layer) ที่อยู่ด้านล่าง  ฟิล์ม 3 ชนิดหลังเป็นตัวนำความร้อนที่มีประสิทธิภาพต่ำมาก  เมื่อเปรียบเทียบกับพื้นผิวถ่ายเทความร้อนของโลหะ  และในทางปฏิบัติฟิล์มเหล่านี้ก็จะทำหน้าที่เป็นฉนวนน้ำจะมีความต้านทานการถ่ายเทความร้อนมากถึง 60 - 70 เท่าของเหล็ก  แต่ถ้าเป็นอากาศก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพต่ำกว่านั้น  เพราะอาจจะมีความต้านทานมากขึ้นถึง 1,500 เท่า

          ในรูปที่ 4 แสดงให้เห็นถึงผลกระทบของฟิล์ม  ของน้ำและอากาศษเหล่านี้ที่มีต่อความต้านทานในการถ่ายเทความร้อน  ความต้านทานที่มีต่อการถ่ายเทความร้อนจะเห็นได้จากการแสดงโดยเส้นความชันตามอุณหภูมิผ่านแผ่นฟิล์มดังรูป  เส้นใดที่มีความชันมากก็แสดงให้เห็นว่ามีความต้านทานมาก  ในตัวอย่างต้อใช้ไอน้ำถึง 1.03 บาร์  เพื่อให้ได้น้ำร้อนที่อุณหภูมิ 99 องศาเซลเซียส  แต่ถ้าฟิล์มของอากาศที่อยู่ข้างไอน้ำสามารถลดลงได้  ดังที่แสดงไว้ในรูปที่ 5 ก็จะใช้ไอน้ำเพียงที่ 0.7 บาร์เท่านั้น  ก็จะสามารถทำให้น้ำร้อนได้ในอุณหภูมิเดียวกัน  หรือถ้าเลือกที่จะให้ไอน้ำอยู่ที่ 1.03 บาร์  การใช้เวลาที่จะทำให้น้ำร้อนที่อุณหภูมิเดียวกันก็จะเร็วมากขึ้น  ปัญหาก็คือทำอย่างไรถึงจะลดฟิล์มเหล่านี้ลงได้

          การระบายอากาศที่ถูกต้องเป็นเรื่องสำคัญตามที่ได้กล่าวมาแล้ว  อากาศจะเข้ามาสู่ระบบเมื่อปิดหม้อไอน้ำ  และเมื่อไอน้ำยอมให้อากาศเข้ามา  ไอน้ำก็จะผลักให้อากาศไปลอยตัวอยู่ส่วนบนของไอน้ำอากาศก็จะเกิดการสะสมที่จุดสูงของระบบและอุปกรณ์  หรือในพื้นที่ของไอน้ำที่มีอัตราความเร็วต่ำ  ดังนั้นความต้องการก็คือการกำจัดอากาศที่อยู่ในจุดเหล่านี้โดยการระบายอากาศออกไป  ก่อนที่อากาศจะผสมกับไอน้ำและเครื่องตัวผ่านระบบ  เพื่อสร้างชั้นฟิล์มอากาศที่พื้นผิวของการถ่ายเทความร้อนต่อไป  และด้วยเหตุนี้ การระยายอากาศก็ต้องเป็นไปอย่างรวดเร็ว  เพราะเมื่อฟิล์มก่อตัวกันขึ้นมาบนพื้นผิวของการถ่ายเทความร้อนแล้วก็เป็นเรื่องยากที่จะจำกัดฟิล์มเหล่านั้นออกไป  วิธีนี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้กับแก๊สที่ไม่ควบแน่นอื่น ๆ ที่เข้ามาในระบบได้เช่นเดียกัน

           แก๊สที่ไม่ควบแน่นเหล่านี้ก็จะสามารถก่อตัวขึ้นเป็นฟิล์มเหมือนกัน  เมื่อไอน้ำถ่ายเทความร้อนแฝงออกจากตัวมันเองแล้วก็ไม่สามารถหลีกเลี่ยงที่จะเกิดฟิล์มจากการควบแน่น (Condensate Film) ได้  การออกแบบอุปกรณ์ที่ดีจะทำให้เกิดฟิล์มนี้ในปริมาณที่น้อยที่สุดและให้แน่ใจว่าพื้นผิวไม่มีส่งใดเกาะอยู่  และจากที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้น  การกำจัดการควบแน่นผ่านกับดักไอน้ำเป็นสิ่งสำคัญที่จะป้องกันไม่ให้เกิดการอั้นตัวของน้ำได้เป็นอย่างดี  ปัญหาที่เกิดเพิ่มขึ้นก็คือหม้อไอน้ำส่วนใหญ่ไม่ได้ผลิตขึ้นสำหรับใช้กับไอน้ำแห้ง  แต่จะผสมกันระหว่างไอน้ำกับน้ำ  อัตราส่วนของไอน้ำต่อน้ำเรียกว่าสัดส่วนความแห้ง (Dryness Fraction)  โดยปกติสัดส่วนความแห้งจะมีอยู่ประมาณ 95% เมื่อมีการผสมระหว่างไอน้ำและน้ำ  ถ้าน้ำทีผสมอยู่ในส่วนนี้สามารถผ่านเข้าไปในอุปกรณ์ได้  ทำให้เกิดการสะสมอยู่บนพื้นผิวของการถ่ายเทความร้อน  ฟิล์มจะหนาขึ้นและอัตราการถ่ายเทความร้อนก็จะลดลง  ดังนรั้น ควรกำจัดปริมาณน้ำส่วนนี้ออกไปก่อนที่ไอน้ำจะเข้าในสู่ระบบการจ่าย  หรือก่อนที่ไอน้ำจะถูกส่งไปตามกระบวนการผลิตที่ต้องการใช้ไอน้ำ  หรืออีกกรณีหนึ่งก็นำเอาเครื่องแยกไอน้ำ (Steam Spparators)  หรือเครื่องอบแห้ง (Driers) มาใช

                                        แผ่นฟิล์มที่จับตัวหนาทำให้สูญเสียพลังงาน ----------->  การถ่ายเทความร้อนลดลง 




ศูนย์ข้อมูลวิศวกรรม

บทเกริ่นนำเรื่องไอน้ำ article
การเลือกระบบบอยเลอร์ article
ตัวกลางส่งถ่ายความร้อน article
ระบบคอนเดนเสท article
ระบบน้ำร้อน article
การปรับสภาพน้ำก่อนเข้าบอยเลอร์ article
การหุ้มฉนวนท่อไอน้ำ article
ประเภทหรือชนิดของบอยเลอร์ article
เชื้อเพลิงของบอยเลอร์ article
ชนิดของหัวพ่นไฟ article
LPG กับความปลอดภัยในการทำงาน article
การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงแข็ง article
การทำงานของบอยเลอร์ article
การเพิ่มประสิทธิภาพของบอยเลอร์ article
การดูแลบำรุงรักษาด้านสัมผัสไฟ article
การดูแลบำรุงรักษาด้านสัมผัสน้ำ article
การดูแลบำรุงรักษาหัวพ่นไฟ article
การดูแลบำรุงรักษาระบบเซฟตี้ article
เอนจิเนียริ่งไกด์ article
ตารางไอน้ำ(Saturated Steam) article
ตารางไอน้ำ(Saturated Water) article



Copyright © 2010 All Rights Reserved.
คลิกดูเลยถูกมาก
burnerandboiler.com 78/237 Baansukhumvit 77, Soi.Onnuch 17,Sukhumvit 77 Rd, Suanluang,Bangkok,10250 Thailand Tel.08-1913-5251/Fax.0-2867-9878 Email : serviceteam@burnerandboiler.com สนใจลง sponsor หรือ banner ติดต่อ Email : customerservice@burnerandboiler.com