การวิเคราะห์ดัชนีการใช้พลังงานต่อผลผลิตของกลุ่มอุตสาหกรรมเหล็กในประเทศไทย

Abstract

สำหรับอุตสาหกรรมเหล็กในประเทศไทย หากแบ่งประเภทโดยอาศัยชนิดผลิตภัณฑ์และกระบวนการหรือที่มาของผลิตภัณฑ์จะแบ่งได้เป็น 15 กระบวนการผลิต โดยในปัจจุบันการผลิตจะเริ่มที่กระบวนการผลิตเหล็กขั้นกลาง พลังงานที่ใช้ในการผลิตของอุตสาหกรรมเหล็กถือว่ามีปริมาณการใช้พลังงานมากเป็นอันดับต้นๆ ของพลังงานรวมทั้งประเทศ แต่ข้อมูลดังกล่าวยังไม่เพียงพอที่จะบอกว่าพลังงานจำนวนมากนี้มีประสิทธิผลมากหรือน้อยเพียงใด ดังนั้น จึงจำเป็นต้องใช้ดัชนีมาชี้วัดถึงประสิทธิผลของการใช้พลังงาน โดยดัชนีที่เลือกในงานวิจัยนี้ คือ ค่าดัชนีการใช้พลังงานต่อผลผลิต (SEC) โดย วัตถุประสงค์ในงานวิจัยนี้ เพื่อประมาณค่าดัชนีการใช้พลังงานต่อผลผลิตของกลุ่มอุตสาหกรรมเหล็กทั้ง 15 กระบวนการ ประจำปีพ.ศ.2548-2553 โดยใช้ข้อมูลต่างๆ จากแบบสอบถามที่ส่งไปและได้รับกลับมาจากผู้ประกอบการ ผลการประมาณด้วยข้อมูลจากแบบสอบถามพบว่าค่า SEC เฉลี่ยมีแนวโน้มลดลง โดยกลุ่มผู้ผลิตที่มีเตาหลอม EAF ได้แก่กระบวนการที่ 1 3 5 และ 7 มีค่า SEC มากกว่ากลุ่มอื่นๆ ในขณะที่ผู้ประกอบการเหล็กโครงสร้างรูปพรรณขึ้นรูปเย็น มีค่า SEC น้อยที่สุด นอกจากนี้ผลจากแบบสอบถามยังแสดงการประมาณค่า SEC แยกตามกระบวนการผลิต ได้แก่ กระบวนการหลอมด้วยเตาหลอม EAF กระบวนการอบร้อน กระบวนการรีดร้อน กระบวนการขึ้นรูปเย็น และกระบวนการเคลือบผิว ผลการประมาณด้วยข้อมูลจากแบบสอบถามเพียงอย่างเดียวอาจยังไม่มีความน่าเชื่อถือ เพื่อทำให้ผลดังกล่าวน่าเชื่อถือมากยิ่งขึ้นจึงต้องหาข้อมูลที่น่าเชื่อถือมาเปรียบเทียบ ข้อมูลดังกล่าวคือค่าการใช้พลังงานต่อผลผลิตในทางทฤษฎีของแต่ละกระบวนการ ทำให้เห็นถึงโอกาสหรือศักยภาพในการลดการใช้พลังงานในการผลิตของกระบวนการที่พิจารณา 4 กระบวนการหลัก ได้แก่ กระบวนการหลอมด้วยเตาหลอมแบบ EAF กระบวนการอบร้อน กระบวนการรีด และกระบวนการเคลือบผิว จากผลการประมาณทำให้ทราบว่ากระบวนการหลอมและกระบวนการอบร้อนมีค่าการใช้พลังงานมากกว่ากระบวนการอื่นๆ มาก ดังนั้น วิทยานิพนธ์นี้ จึงได้นำเสนอแนวทางหรือวิธีการในการปรับปรุงและพัฒนาประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ซึ่งสำหรับกระบวนการหลอม จะเลือกวิธีการอุ่นเศษเหล็กก่อนเข้าสู่เตาหลอม จากการคำนวณโดยแบบจำลองที่สร้างขึ้นได้ว่า เศษเหล็กทรงกลมขนาด 0.05 เมตร ถูกอุ่นในภาชนะขนาดสูง 2 เมตร กว้างและยาว 3.5 เมตร ด้วยไอเสียขาเข้าที่มีอุณหภูมิคงที่ 1,500 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 50 นาที สามารถอุ่นให้เศษเหล็กมีอุณหภูมิเฉลี่ยสูงขึ้นถึง 757 องศาเซลเซียส และเมื่อปรับปรุงแบบจำลองโดยใช้ภาชนะอุ่นขนาด สูง 1 เมตร กว้างและยาว 5 เมตร ด้วยเงื่อนไขไอเสียแบบเดิม พบว่า อุ่นให้เศษเหล็กมีอุณหภูมิเฉลี่ยสูงขึ้นถึง 1,134 องศาเซลเซียส และสำหรับการปรับปรุงและพัฒนากระบวนการอบร้อน จะใช้วิธีเปลี่ยนประสิทธิภาพของ Recuperator เพื่อดูว่าส่งผลต่อการบริโภคเชื้อเพลิงและลดการใช้พลังงานเช่นไร ซึ่งจากการวิเคราะห์โดยสมดุลมวลและพลังงาน พบว่า เมื่อใช้ Recuperator ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น การบริโภคเชื้อเพลิงและการใช้พลังงานจะลดลง