รายงานฉบับสมบูรณ์ โครงการการวิเคราะห์การใช้พลังงาน และมาตรการการประหยัดพลังงานในโรงงานอุตสาหกรรม โดยใช้แนวคิดเกี่ยวกับเอ็กเซอร์ยีเสริมวิธีวินิจฉัยในอดีต

Abstract

โครงการวิจัยนี้ ได้เสนอหลักการเกี่ยวกับการคำนวณเอ็กเซอร์ยีในอุตสาหกรรมการผลิต เพื่อเสริมการวินิจฉัยพลังงานในอดีต นอกจากการประยุกต์ การวิเคราะห์พลังงานและเอ็กเซอร์ยีดังกล่าว กับโรงงานผลิตกรดไนตริก ซึ่งได้มีผู้ศึกษาในต่างประเทศแล้ว งานวิจัยนี้ยังได้เก็บข้อมูลการใช้พลังงาน จากโรงงานอุตสาหกรรมตัวอย่างภายในประเทศ (โรงงานน้ำตาลแห่งหนึ่งในจังหวัดชลบุรี) จากนั้นได้ทำการวิเคราะห์การใช้พลังงาน โดยอาศัยกฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์และเสริมผลการวินิจฉัยด้วยการวิเคราะห์เอ็กเซอร์ยีการวิเคราะห์ทั้งสองแบบข้างต้นได้ทำขึ้นในสองระดับคือ ระดับของทั้งโรงงาน และระดับระบบย่อยของโรงงาน ซึ่งประกอบด้วยระบบผลิตไอน้ำ, ระบบผลิตไฟฟ้าแบบกังหันไอน้ำ, ระบบผลิตไฟฟ้าแบบเครื่องดีเซล, ระบบหีบอ้อย และระบบผลิตน้ำตาลจากน้ำอ้อย นอกจากนี้ยังได้เปรียบเทียบผลการวิเคราะห์การใช้พลังงานรและเอ็กเซอร์ยีของทั้งโรงงาน และของแต่ละระบบย่อยในฤดูก่อนการปรับปรุง และหลังการปรับปรุงอีกด้วย จากผลการวิเคราะห์พบว่าในช่วงก่อนการปรับปรุง (ฤดูการผลิต 1982-85) ระบบผลิตไอน้ำมีอัตราการป้อนพลังงานสูงเป็นอันดับหนึ่งคือเฉลี่ย 6.13x10[superscript 6] kcal/ตันน้ำตาล ส่วนกระบวนการผลิตน้ำตาล มีอัตราการป้อนพลังงานเป็นลำดับสองคือ เฉลี่ย 4.15x10[superscript 6] kcal/ตันน้ำตาล เมื่อวิเคราะห์เอ็กเซอร์ยีแล้วพบว่าระบบทั้งสองมีอัตราการป้อนเอ็กเซอร์ยี 6.62x10[superscript 6] kcal/ตันน้ำตาลและ 1.05x10[superscript 6] kcal/ตันน้ำตาล ตามลำดับ เมื่อได้ทำการปรับปรุงโดยการเปลี่ยนหม้อไอน้ำ และเครื่องปั่นไฟฟ้าแบบกังหันไอน้ำให้มีขนาดโตขึ้น เพื่อเพิ่มการทำ cogeneration แล้วพบว่า การป้อนพลังงานและเอ็กเซอร์ยีหลังการปรับปรุง (ฤดการผลิต 1985-86) มีปริมาณลดลงดังนี้ ระบบผลิตไอน้ำป้อนพลังงานเป็น 5.97x10[superscript 6] kcal/ตันน้ำตาล และเอ็กเซอร์ยีเป็น 6.35x10[superscript 6] kcal/ตันน้ำตาล ส่วนกระบวนการผลิตน้ำตาลเป็นน้ำอ้อยป้อนพลังงานเป็น 4.22x10[superscript 6] kcal/ตันน้ำตาล และเอ็กเซอร์ยี 7.90x10[superscript 5] kcal/ตันน้ำตาล นอกจากนี้ งานวิจัยนี้ได้ประเมินต้นทุน (ค่าใช้จ่าย) พลังงานต่อหน่วยผลผลิตน้ำตาล ก่อนและหลังการปรับปรุง เปรียบเทียบประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่อหน่วยผลผลิตน้ำตาล ก่อนและหลังการปรับปรุง, คำนวณระยะเวลาคืนทุนของการปรับปรุงที่ได้ดำเนินการในปี 1985 และเสนอแนวทางปรับปรุงในอนาคตด้วย