หน่วยผลิตความร้อน (หม้อไอน้ำ/เตาเผา)
|
ในขั้นตอนการผลิตแป้งนั้นจะมีหน่วยผลิตความร้อนเพื่อใช้ในการอบแป้ง โดยลมร้อนที่ผลิตขึ้นเพื่อใช้ในการอบแห้งนั้นจะถูกส่งมาจาก หม้อไอน้ำหรือหม้อตัมน้ำมันร้อน (Hot oil) เป่าเข้ามาด้วยความดันสูง และพัดเอาแป้งขึ้นไปตามปล่องสูง และตกลงมาสู่ไซโคลนร้อนเพื่ออบแป้ง โดยปกตินั้นโรงแป้งมันสำปะหลัง จะใช้น้ำมันเตาในการเผาไหม้เป็นพลังงานมากเพื่อการอบแห้ง 40 ลิตรต่อตันแป้ง ในขณะเดียวกัน โรงงานแป้งหลายโรงงานเริ่มหันมาใช้จุลินทรีย์จากน้ำเสียผลิตก๊าซชีวภาพมาใช้ในการเผาไหม้เพื่อทดแทนน้ำมันเตา หม้อไอน้ำเป็นหน่วยผลิตความร้อน
- บอยเลอร์ หม้อไอน้ำ หรือ เครื่องกำเนิดไอน้ำ
หม้อไอน้ำหรือเครื่องกำเนิดไอน้ำ คือ เครื่องกำเนิดไอน้ำชนิดภาชนะปิดจะได้รับความร้อนจากภายนอก หรือภายในก็ได้จากนั้นจะส่งผ่านความร้อนต่อไปยังน้ำหรือของเหลวที่อยู่ภายในหม้อไอน้ำจนกระทั่งน้ำกลาย เป็นไอน้ำ ส่วนใหญ่แล้วจะมีหน้าที่ในการสร้างไอน้ำเพื่อใช่ส่งผ่านความร้อนไปยังเครื่องจักร เพื่อใช้ขับเคลื่อนเครื่องจักรเสมือนเป็นพลังงานจากการเผาไหม้ของน้ำมันเชื้อเพลิง สามารถแบ่งตามชนิดตามน้ำหรือแก๊ซร้อนที่อยู่ในท่อ ได้ 3 ชนิด ได้แก่ เครื่องกำเนิดไอน้ำแบบใช้น้ำร้อน เครื่องกำเนิดไอน้ำแบบใช้ไอน้ำร้อน เครื่องกำเนิดไอน้ำแบบใช้น้ำมันร้อน
• Hot water boiler (เครื่องกำเนิดไอน้ำแบบใช้น้ำร้อน) จะใช้งานช่วงอุณหภูมิไม่สูงมากนัก ไม่เกิน 120 องศาเซลเซียส ยกเว้นว่า เราจะใช้งานภายใต้ความดัน (under pressure)
• Steam boiler (เครื่องกำเนิดไอน้ำแบบใช้ไอน้ำร้อน)ลักษณะการทำงานของเครื่องใช้หลักการการกำเนิดไอน้ำเป็นตัวนำความร้อน สามารถถ่ายเทความร้อนได้เร็ว โดยทั่วไป แบ่งได้หลายแบบ เช่น แบ่งตามการออกแบบ (4 Pass-dry back), (3 Pass- dry back), (3- Pass wet back), (2- Pass, reversing flame), Once Through boiler
• Thermal oil heater (เครื่องกำเนิดไอน้ำแบบใช้น้ำมันร้อน) จะใช้งานที่อุณหภูมิสูงกว่า Steam boiler โดยทั่วไปใช้ที่อุณหภูมิประมาณ 220 – 300 องศาเซลเซียส มีบางโรงงานใช้เกินกว่านั้น จะต้องออกแบบเครื่องแบบพิเศษให้สามารถรองรับได้ อาจใช้ได้ถึง 350 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นแบบที่โรงงานแป้งใช้อยู่ป็นส่วนมาก
- Burner (เตาเผา)
เตาเผาสามารถแบ่งเป็น 3 ประเภทตามชนิดของเชื้อเพลิง ได้แก่
- Gas Burner (หัวเผาแก๊ส)
ขนาดเล็กใช้หัวเผาที่ความดันบรรยากาศแบบง่ายๆ โดยที่อากาศและแก๊สโดยรอบจะถูกดูดเข้าเตาเผาเอง แต่จากการที่อากาศและแก๊สยังไม่ผสมกันดีจนทำให้มีอากาศส่วนเกินเข้าไปมากเกิน จึงทำให้เกิดการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ และเมื่ออากาศ ส่วนเกินนั้นก็จะพาความร้อนขึ้นไปทางปล่อง ทำให้หม้อไอน้ำ (Boiler) มีประสิทธิภาพลดลง ในปัจจุบัน ทั้งหม้อไอน้ำที่มีขนาดเล็กและขนาดใหญ่ การออกแบบ จะออกแบบให้มีขนาดหัวพ่นไฟ (Burner) ให้มีขนาดเหมาะสมกับ หม้อไอน้ำ (Boiler) ซึ่งมีการควบคุมอากาศและแก๊สที่ผสมกันได้ เพื่อที่จะสามารถควบคุมเปลวไฟได้ และควบคุมปริมาณอากาศในการเผาไหม้ให้พอดีจะได้มีประสิทธิภาพสูงสุดในการเผาไหม้
ข้อดีของการใช้ Gas Burner
- ประสิทธิภาพในการเผาไหม้สูงสุด เนื่องจากให้คาร์บอนไดออกไซด์ถึง15% ที่ Flue Gas
- ไม่ต้องมีการเตรียมเชื้อเพลิง ก่อนที่จะเข้าห้องเผาไหม้ (ถ้าเชื้อเพลิงมีคุณภาพสม่ำเสมอ)
- มลพิษและเขม่าจาการเผาไหม้น้อยที่สุดเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงปกติที่ใช้กัน
- มีอุปกรณ์ที่ใช้ในระบบมีการป้องกันและการเช็คการรั่วไหลของเชื้อเพลิงก่อนเช้าห้องเผาไหม้ เช่น Double Solenoid Valve
- อุปกรณ์ในระบบไม่ยุ่งยาก
- สามารถทดสอบการรั่วของเชื้อเพลิงโดย ระบบ Soundness Test
- Oil Burner (หัวเผาน้ำมัน)
การใช้งานหัวเผาน้ำมันนั้น จะต้องทำให้เชื้อเพลิงนั้นอยู่ในสภาพที่เหมาะสม นั่นคือต้องสะอาดและรวดเร็ว นั่นคือจะต้องเปลี่ยนให้น้ำมันอยู่ในสภาวะที่เป็นละออง(Atomization) ทำได้โดยปรับสภาพอุณหภูมิของน้ำมันและความหนืด ให้เหมาะสม ถ้าอุณหภูมิต่ำไปจะทำให้หยดน้ำมันมีขนาดใหญ่เกินไป การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ก่อให้เกิดเขม่าและควัน แต่ถ้าอุณหภูมิสูงเกินจะทำให้หยดน้ำมันมีขนาดเล็กเกินกว่าที่จะเผาไหม้ได้ เพราะฉะนั้นการปรับสภาพน้ำมันให้พอดีจะทำให้เชื้อเพลิงเกิดการเผาไหม้อย่างสมบูรณ์
ชนิดของ Oil Burner
- หัวเผาน้ำมัน แบบพ่นด้วยความดัน (Pressure Jet, Pressure Atomizing) เป็นแบบที่ใช้กันมากที่สุดเพราะใช้ง่าย คือ น้ำมันจะผ่านหัวฉีดได้โดยถูกสูบขึ้นจากปั๊มแรงดันสูงด้วยแรงดันประมาณ 10 – 30 Psi เพื่อที่จะให้น้ำมันกลายเป็นฝอย จึงสามารถจุดลุกไหม้ได้ได้ไม่ต้องใช้ Gas จุดนำร่อง
ข้อดี
|
ข้อเสีย
|
โครงสร้างเรียบง่ายและมีราคาถูก
|
น้ำมันที่สกปรกมักจะทำให้อุดตันทำให้ต้องมีการกรองอย่างละเอียด
|
มีหลายขนาดให้เลือกให้เหมาะสมกับงาน
|
มีข้อจำกัดอัตราส่วนเพียง 2 : 1
|
สามารถปรับเปลี่ยนรูปร่างของเปลวไฟ ให้เหมาะสมกับห้องเผาไหม้ของไอน้ำทุกประเภท
|
เกิดความเสียหายได้ง่ายระหว่างการทำความสะอาด
|
|
ต้องการอุณหภูมิในการอุ่นน้ำมันเพื่อต้องการเปลี่ยนรูปน้ำมันให้อยู่ในสภาวะฝอยละเอียด
|
- หัวเผาน้ำมัน แบบเป่าด้วยอากาศหรือไอน้ำ (The Air System blast Type, Air Atomizing)
คือ จะใช้ลมแรงดันอากาศหรือไอน้ำประมาณ 9 – 20 Psi เพื่อให้น้ำมันแตกตัวรวมกับเชื้อเพลิงในห้องเผาไหม้แต่ระบบนี้จำเป็นต้องใช้ Gas ในการจุดนำร่อง
ข้อดี
|
ข้อเสีย
|
มีอัตราส่วน Turn Down ที่ดีคือ 4 – 1
|
พลังงานที่ใช้เพื่อเปลี่ยนรูปน้ำมันให้อยู่ในสภาวะที่เป็นฝอยละเอียดต้องเป็นอากาศที่อัดหรือไอน้ำ
|
มีการควบคุมอากาศ หรือเชื้อเพลิงที่ใช้ในการเผาไหม้ตลอดเวลา
|
|
สามารถเผาไหม้กับน้ำมันเตาได้เป็นอย่างดี
|
|
- หัวเผาน้ำมัน แบบถ้วยหมุน (Rotary Cup) ระบบนี้จะไม่ได้ใช้หัวฉีดเหมือน 2 แบบแรก
คือ จะใช้ลูกถ้วยเหวี่ยงที่ความเร็วรอบสูงมาก เพื่อที่จะทำให้น้ำมันกลายเป็นฝอยน้ำมัน แต่ความละเอียดไม่เท่ากับ 2 แบบแรก เพราะแรงอัดของน้ำมันไม่สูงมาก รวมทั้งไม่มีอากาศมาผสมในห้องเผาไหม้
ข้อดี
|
ข้อเสีย
|
มีอัตราส่วน Turn Down ที่ดีคือ 4 – 1
|
การบำรุงรักษาซับซ้อนยุ่งยากและราคาแพง
|
สามารถเปลี่ยนรูปน้ำมันให้อยู่ในสภาวะที่เป็นฝอยละเอียด
|
ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าในการหมุนถ้วย
|
- Dual Burner (หัวเผาแบบเลือกได้ทั้ง 2 เชื้อเพลิง)
เป็นหัวพ่นไฟที่สามารถใช้ได้ทั้งน้ำมันเหลวและแก๊สได้ในเครื่องเดียวกัน โดยแยกท่อน้ำมันกับแก๊ส เป็น 2 ท่อ จะสะดวกในกรณีที่เชื้อเพลิง ชนิดใดชนิดหนึ่งมีปัญหา ใช้ระบบ Magnetic Clutch ซึ่งง่ายในการปลดและต่อปั๊มน้ำมันเตาเข้าในระบบในกรณีสับเปลี่ยนเชื้อเพลิง