การออกแบบหม้อไอน้ำแรงดันต่ำโดยใช้เหง้ามันสำปะหลังเป็นเชื้อเพลิง

Abstract

จุดประสงค์ของงานวิจัยนี้ คือ การออกแบบหม้อไอน้ำแรงดันต่ำ ที่สามารถใช้ได้กับเชื้อเพลิงเหง้ามันสำปะหลัง เพื่อผลิตไอน้ำใช้ในอุตสาหกรรมขนาดเล็กและขนาดกลางที่เกี่ยวกับการแปรรูปผลผลิตทางการเกษตร หม้อไอน้ำแรงดันต่ำที่ออกแบบเป็นหม้อไอน้ำแบบท่อไฟ ส่วนของตัวหม้อไอน้ำกับห้องเผาไหม้แยกออกจากกัน การไหลของแก๊สที่ได้จากการเผาไหม้เป็นแบบ 2 กลับ หม้อไอน้ำแรงดันต่ำนี้สามารถผลิตไอน้ำที่มีความดันสัมบูรณ์เท่ากับ 2 บาร์ ที่อุณหภูมิ 120 องศาเซลเซียส โดยใช้อัตราการป้อนเชื้อเพลิงเหง้ามันสำปะหลังเท่ากับ 20 กิโลกรัมต่อชั่วโมง การทดลองได้ใช้เชื้อเพลิงเหง้ามันสำปะหลัง2 รูปคือแบบชิ้นและแบบท่อน และการทดลองได้ปรับเปลี่ยนปริมาณอากาศส่วนเกินจาก 40%-160% จากผลการทดลองพบว่า เมื่อใช้เหล้ามันสำปะหลังแบบท่อนเป็นเชื้อเพลิง ประสิทธิภาพรวมของหม้อไอน้ำได้เพียง 20% มีอัตราการผลิตไอน้ำเท่ากับ 23 กิโลกรัมต่อชั่วโมง อุณหภูมิเฉลี่ยในห้องเผาไหม้เท่ากับ 454 องศาเซลเซียส โดยมีอุณหภูมิในห้องเผาไหม้สูงสุดเท่ากับ 780 องศาเซลเซียส และใช้ปริมาณอากาศส่วนเกินเท่ากับ 80% แต่เมื่อใช้เหง้ามันสำปะหลังแบบชิ้นเป็นเชื้อเพลิง ได้ประสิทธิภาพรวมของหม้อไอน้ำเท่ากับ 47% และมีอัตราการผลิตไอน้ำเท่ากับ 55 กิโลกรัมต่อชั่วโมงอุณหภูมิเฉลี่ยในห้องเผาไหม้เท่ากับ 470 องศาเซลเซียส โดยมีอุณหภูมิในห้องเผาไหม้สูงสุดเท่ากับ 755 องศาเซลเซียส และใช้ปริมาณอากาศส่วนเกินเท่ากับ 120% ซึ่งเป็นจุดที่ดีที่สุดจากทุกกรณีอากาศส่วนเกินที่ได้ทำการทดลอง ในการใช้เหง้ามันสำปะหลัง ไม่เกิดปัญหาการระเบิดหรือ detonation ที่จะเป็นอันตรายกับหม้อไอน้ำ แต่ในการใช้ปริมาณอากาศส่วนเกินที่เปอร์เซ็นต์สูงๆ ทำให้ความดันในเตาสูงขึ้นและมีเหลวไฟที่ได้จากการเผาไหม้สามารถลุกไหม้ออกมาจากห้องเผาไหม้ได้ ปริมาณแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ได้จากการทดลองมีค่าโดยเฉลี่ยเท่ากับ 2600 ppm ซึ่งเกินค่ามาตรฐานสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมที่กำหนดไว้ไม่เกิน 870 ppm สำหรับปริมาณแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ได้จากการทดลองมีค่าโดยเฉลี่ยเท่ากับ 5ppm ซึ่งต่ำกว่าค่ามาตรฐานสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมที่กำหนดไว้ไม่เกิน 500 ppm และปริมาณแก๊สไนโตรเจนมอนอกไซด์ที่ได้จากการทดลองมีค่าโดยเฉลี่ยเท่ากับ 73 ppm ก็ต่ำกว่าค่ามาตรฐานสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมเช่นกัน ที่กำหนดไว้ไม่เกิน 200 ppm