การออกแบบและเปรียบเทียบระบบการจัดการไอน้ำของกระบวนการผลิตพลังงานไฟฟ้าและความร้อนร่วม

Abstract

ปัจจุบันการผลิตในภาคอุตสาหกรรม นอกจากจะต้องผลิตผลิตภัณฑ์ที่ตอบสนองต่อความต้องการของตลาดทั้งด้านปริมาณและคุณภาพ ยังต้องดำเนินการอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อเพิ่มศักยภาพในการแข่งขัน การใช้พลังงานในกระบวนการผลิตนับเป็นปัจจัยหนึ่งที่มีความสำคัญและมีผลโดยตรงต่อต้นทุนการผลิต เมื่อพิจารณาแหล่งพลังงานที่ใช้ภายในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ พบว่าส่วนใหญ่ได้มาจากกระบวนการผลิตพลังงานไฟฟ้าและความร้อนร่วม (power and heat cogeneration) ซึ่งเป็นระบบที่ซับซ้อน งานวิจัยนี้ได้วิเคราะห์การบริหารจัดการระบบไอน้ำเชิงบูรณาการ (steam integration) ในกระบวนการผลิตพลังงานไฟฟ้าและความร้อนร่วม งานวิจัยนี้ได้ทำการพัฒนาแบบจำลองสมดุลไอน้ำและใช้หลักการเชิงอุณหพลศาสตร์ในการวิเคราะห์ระบบการจัดการไอน้ำโดยได้ทำการเปรียบเทียบการใช้ไอน้ำในรูปแบบต่าง ๆ ในแต่ละระดับพลังงานความดัน ตลอดจนการหาสภาวะที่เหมาะสมของการผลิตไฟฟ้าที่สอดคล้องกับความต้องการใช้ไอน้ำในกระบวนการผลิตที่ทุกระดับความดันโดยคำนึงถึงปริมาณเชื้อเพลิงที่ใช้ในการผลิตไอน้ำด้วย จากการศึกษาและวิเคราะห์การบริหารจัดการไอน้ำภายในโรงงานผลิตโอเลฟินส์ซึ่งถูกใช้เป็นกรณีศึกษาพบว่าการใช้ไอน้ำเป็นแหล่งความร้อนสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (heat exchanger) และการติดตั้งกังหันไอน้ำ (back pressure steam turbine) ทำให้ได้ปริมาณกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น 3.0 MW เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้เครื่องควบแน่น (condenser) และหน่วยลดความดันไอน้ำ (letdown station) ส่งผลให้การประหยัดพลังงานเพิ่มขึ้น 4.3 % เมื่อพิจารณาจากค่าดัชนีพลังงาน (energy index)