การศึกษาการลดการสูญเสียพลังงานจากการสะสมความร้อนในผนังเตาเผาเหล็ก โดยใช้เซรามิกไฟเบอร์

Abstract

ศึกษาการประหยัดพลังงานสำหรับเตาเผาเหล็ก โดยการลดความร้อนสูญเสียที่โครงสร้างฉนวนของเตาเผาเหล็กที่ทำงานไม่ต่อเนื่อง โดยใช้ข้อมูลของเตาเผาเหล็กของโรงงานตัวอย่างจำนวน 4 โรงงาน ที่มีลักษณะการทำงานและขนาดกำลังการผลิตแตกต่างกัน ซึ่งเริ่มจากศึกษาสมดุลพลังงานและความร้อนสูญเสียรวมที่โครงสร้างฉนวน (total heat loss) เนื่องจากการทำงานที่ไม่ต่อเนื่อง และหาแนวทางในการปรับปรุงโครงสร้างฉนวน รวมถึงประเมินผลการประหยัดและระยะเวลาคืนทุน จากการวิเคราะห์ พบว่า ปริมาณความร้อนสูญเสียรวมที่โครงสร้างฉนวนของเตาเผาเหล็กที่มีการทำงานไม่ต่อเนื่อง ประกอบด้วยสองส่วนหลักๆ คือ ความร้อนสูญเสียผ่านโครงสร้างฉนวน (wall heat loss) และความร้อนสูญเสียที่สะสมในโครงสร้างฉนวน (wall storage loss) โดยความร้อนสูญเสียที่สะสมในโครงสร้างฉนวนนั้น เกิดจากช่วงการทำงานที่ไม่ต่อเนื่องของเตาเผาเหล็ก ส่งผลให้เตาเผาสูญเสียพลังงานความร้อน มากกว่าพลังงานความร้อนที่ใช้ในกรณีที่ทำงานแบบต่อเนื่อง งานวิจัยชิ้นนี้จึงหาแนวทางในการปรับปรุงโครงสร้างฉนวนเพื่อลดความร้อนสูญเสียในส่วนนี้ โดยการใช้เซรามิกไฟเบอร์ซึ่งมีความหนาแน่นต่ำ แทนการใช้วัสดุฉนวนที่มีความหนาแน่นสูงในผนังชั้นในสุด เพื่อลดความร้อนสูญเสียสะสมในโครงสร้างฉนวนเป็นหลัก ยิ่งไปกว่านั้นยังสามารถลดความร้อนสูญเสียผ่านโครงสร้างฉนวนได้อีกด้วย จากผลการศึกษาพบว่า สามารถลดความร้อนสูญเสียสะสมในโครงสร้างได้ประมาณ 10-85% และสามารถลดความร้อนสูญเสียผ่านโครงสร้างได้ประมาณ 15-60% โดยคิดเป็น 1-6% ของค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิงทั้งหมดของเตาเผาเหล็ก และมีระยะเวลาคืนทุนประมาณ 1-4 ปี ขึ้นอยู่กับลักษณะการทำงานและโครงสร้างฉนวนของเตาเผาเหล็ก