บทท 2 ทฤษฎและหลกการทเกยวของ

ความรพนฐานเครองก าเนดไฟฟา โรงจกรไฟฟาซงเปนโรงงานทท าหนาทแปลงรปพลงงานกลเปนพลงงานไฟฟาโดยโรง

จกรไฟฟาถกจ าแนกออกเปนหลายประเภท เชน โรงจกรพลงไอน า โรงจกรพลงน า และโรงจกรกงหนกาซเปนตน องคประกอบทส าคญทสดของโรงจกรไฟฟาคอเค รองก า เ นดไฟฟาซงโครนส (Synchronous Generator) ซงเปนอปกรณทท าหนาทแปลงรปพลงงานกลใหเปนพลงงานไฟฟา

รปท 2.1 ภาพโดยรวมของโรงไฟฟาราชบร 2.1 โครงสรางพนฐานของเครองก าเนดไฟฟาซงโครนส กระบวนการแปลงรปพลงงานกลเปนพลงงานไฟฟาของเครองก าเนดไฟฟาซงโครนส จดเปนกระทบวนการทางแมเหลกไฟฟาดงนนโครงสรางของเครองก าเนดไฟฟาจงประกอบดวยสวนส าคญ 2 สวน คอ แกนแมเหลก (Magnetic Core) และชดขดลวด (Winding)

3

รปท 2.2 ภาพแสดงชนสวนอปกรณของ (Synchronous Generator)

2.1.1 แกนแมเหลก (Magnetic Core) -แกนแมเหลกของเครองก าเนดฟาประกอบดวยแกนแมเหลกอยกบทซงเรยกวา สเตเตอร (Stator) และ แกนแมเหลกหมน (Rotor) โดยสเตเตอรมลกษณะเปนแกนแผนอด (Laminated Core) ท าจากเหลกกลาแผนบาง ๆ มาอดซอนเปฯรปทรงกระบอกกลวงดานในทรงกระบอกจะเซาะเปนรอง (Slot) ดงรป การน าเหลกกลาแผนบางมาท าแกนเหลก เพอตองการลดก าลงสญเสยในแกนแมเหลก ( Core Loss ) อนเองมากจากกระแสไหลวน ( Eddy Current )

-โรเตอรแบงออกเปน 2 ประเภท คอ โรเตอรแบบทรงกระบอก (Cylindrical rotor) ผวดานนอกของโรเตอรถกเซาะเปนรอง โรเตอรแบบนจะมเสนผา ศ.ก. ไมโตนก แตมความยาวมาก โรเตอรแบบนถกตดตงในแนวนอกและหมนดวยความเรวรอบสง มกใชเชนกบ เครองก าเนดไฟฟากงหนไอน า เครองก าเนดไฟฟากงหนกาซ เปนตน

-ส าหรบโรเตอรอกประเภทคอ โรเตอรแบบขวยน (Salient Pole Rotor) ซงจะมเสนผา ศ.ก. โตมาก แตมความยาวไมมากนก โรเตอรแบบนถกตดตงในแนวตง และหมนดวยความเรวรอบต า มกใชกบเครองก าเนดไฟฟาพลงน า 2.1.2 ชดขดลวด (Winding) ชดขดลวดของเครองก าเนดไฟฟาซงโครนส แบงเปน 3 ประเภทคอ

1. ชดขดลวดสนาม (Field Winding) เปนชดขดลวดทพนทโรเตอร 2. ชดขดลวดอารเมเจอร (Amature Winding) เปชดขดลวดซงพนกระจายลงในรองของ

สเตเตอร ชดขดลวดนประกอบดวย ชดขดลวด เฟส A, เฟส B, เฟส C 3. ชดขดลวดหนวง (Damper Winding) เปนชดขดลวดทใชพนทโรเตอร ของโรเตอรช

นดข วอน ส าหรบโรเตอรแบทรงกระบอกถกพจารณาวา ผวของโรเตอร คอ ชด ขดลวดหนวงจ านวนมาก ทถกลดวงจรเขาดวยกนอยแลว จงไมจ าเปน

4

2.2 เครองกระตน (Exciter) เครองกระตน (Exciter) คอ อปกรณซงท าหนาทจายแรงดนกระแสตรงใหแก ชดขดลวดสนามเพอกระตนใหเกดสนามแมเหลกในเครองก าเนดไฟฟา เครองกระตนทใชงานกนทวไปสามารถจ าแนกไดดงน

2.2.1 เครองก าเนดไฟฟากระแสตรง (DC Generator) จายแรงดนกระแสตรงใหขดลวดสนามผานแปรงถานโดยตรง

2.2.2 เครองกระตนแบบไรแปรงถาน (Blushless Exciter) ซงจะใช AC Generator ชนดของลวดสนามอยทสเตเตอร และขดลวดอารเมเจอรอยทโรเตอร โดยแกนโรเตอรของเครองกระตนถกตอเขากบแกนโรเตอรของเครองก าเนดไฟฟา แรงดนกระแสสลบทไดจากเครองกระตน จะถกแปลงผนเปนแรงดนกระแสตรง โดยคอนเวอรเตอร (Converter) ซงตดตงบนแกนโรเตอรทตอถงกน แลวจายแรงดนกระแสตรงใหชดขดลวดสนาม ตอไป

2.2.3 เครองกระตนแบบสถต (Static exciter) เครองกระตนชนดน จะมเครองแลงผนแรงดนกระแสสลบเปฯแรงดนกระแสตรง ซงจะตดตงอยทภายนอกเครองก าเนดไฟฟา โดยมแรงดนกระแสสลบจากแหลงอน ปอนใหเขาเครองกรตนเพอแปลงเปนแรงดนกรแสตรง แลวจายใหแกชดขดลวดสนามทโรเตอรของเครองก าเนดไฟฟาผานแปรงดาน 2.3 เครองตนก าลง ( Prime Mover )

เปนอปกรณทท าหนาทจายก าลงกลใหแกเครองก าเนดไฟฟา ก าลงกลนจะไปหมนโรเตอร ถาเครองก าเนดไฟฟาจายก าลงไฟฟาใหแก Load เพมขน ก าลงกลทไปขบโรเตอรกตองเพมตามไปดวยเครองตนก าลงทใชงานในปจจบนมหลายประเภท เชน กงหนน า (Water Turbine), กงหนไอน า (Stream Turbine), กงหนกาซ (Gas Turbine) เครองยนตดเซล (Diesel engine) 2.4 สนามแมเหลกในเครองก าเนดไฟฟาซงโครนส เมอเครองกระตนฝายแรงดนกระแสตรงใหแกชดขดลวดสนาม ท าใหเกดกระแสกระตน (Exciting Current) ขน กระแสกระตนซงไหลผานชดขดลวดสนาม ท าใหเกดเสนแรงแมเหลก (Magnetic Flux) ขน เสนแรงแมเหลกจะไหลวนจากแกนแมเหลกโรเตอรผานชองอากาศ ไปยงแกนแมเหลกสเตเตอรแลวไหลวนผานชองอากาศกลบมายงแกน แมเหลกโรเตอรในลกษณะทางปด (Closed Path) ดงรปเราเรยกเสนแรงแมเหลกนวาเสนแรงแมเหลกคลอง (Linkage Flux) ซงเสนแรงเหลกนจะท าใหเกดแรงเคลอนแมเหลก (Magnetomotive force, MIMF) ขน เมอโรเตอรถกขบใหหมนจะท าให แรงเคลอนแมเหลกนหมน (Rotating MMF) ท าใหเกดการเหนยวน าแรงดนก าเนด (Generated Voltage) –ในชดขดลวดอารเมเจอรโดยความถของแรงดนก าเนดกระแสสลบน จะมความสมพนธกบความเรวของโรเตอรดงสมการ

5

= nP 120 โดย P คอ จ านวนขวแมเหลกของโรเตอร (Poles) N คอ ความเรวของโรเตอร (rpm) คอ ความถของแรงดนก าเนดกระแสสลบ (Hz)

รปท 2.3 Synchronous Generator

2.5 การใชงานเครองก าเนดไฟฟา การน าเครองก าเนดไฟฟาไปใชงานนน สามารถจ าแนกลกษณะการใชงานไดเปน 2 ประเภท 1. การท างานโดยล าพง ( Single Operation ) คอการใชเครองก าเนดไฟฟาเพยงเครองเดยวจายก าลงไฟฟาใหแกโหลด การใชงานลกษณะทเหมาะกบระบบไฟฟาขนาดเลก เชน การใชเครองก าเนดไฟฟาส ารอง (Emergency diesel Generator) ในโรงไฟฟา, โรงงงานอตสาหกรรม ซงจะถกน าเขาใชงาน เมอระบบไฟฟาปกตเกดดบขน 2. การท างานโดยขนานกน (Parallel Operation) คอ การใชเครองก าเนดไฟฟาหลาย ๆ เครองชวยกนจายก าลงไฟฟาใหแก โหลด ในระบบไฟฟาขนาดใหญ เชน ระบบไฟฟาของ กฟผ. ซงเครองก าเนดไฟฟาของระบบผลตนนจะมจ านวนมากเครองก าเนดไฟฟาเหลานจะถกขนาน เขากบระบบดวยกน เพอชวยกนจายโหลดในระบบโดยศนยควบคมก าลงไฟฟาแหงชาต เปนผดแลระบบก าลงไฟฟาทงหมด การท างานลกษณะนเปนการเพมความนาเชอถอไดในระบบ (Reliability) และเครองก าเนดไฟฟาทจะท าการขนานกบระบบไดตองมสภาวะดงน

6

– ระดบแรงดน ( Voltage ) ของเครองก าเนดไฟฟา ตองมคาเทากบแรงดนของระบบทจดขนานของระบบ – ความถ (Frequency) ของแรงดนเครองก าเนดไฟฟา ตองเทากบความถของแรงดนทจดขนานของระบบ – การล าดบเฟส (Phase Sequence) ของแรงดนเครองก าเนดไฟฟาตองเทากบการล าดบเฟสของ แรงดนทจดขนานของระบบ – มมเฟส (Phase angle) ของแรงดนเครองก าเนดไฟฟา ตองเทากบมมเฟสของแรงดนทจดขนานของระบบ โดยอปกรณทเราใชสอบสภาวะดงกลาว คอ ซงโครสโครป (Synchroscope) และชดหลอดไฟตรวจสอบ (Synchronizing Lamp Set) ซงจดทดทสดในการท าการขนานเครองเขาระบบ คอ จดทต าแหนงเขมของซงดครสโคป อยท 12 นาฬกา และชดหลอดไฟซงโครไนส ดบสนท 2.6 การควบคมการท างานของเครองก าเนดไฟฟา เมอเราน าเครองก าเนดไฟฟาเขาใชงาน ผลตก าลงไฟฟาเพอจายใหแกโหลดแลวนน การควบคมก าลงผลต ระดบแรงดน และความถ ของเครองก าเนดไฟฟาจะเปนไปไดอตโนมต ซงจะประกอบดวย

-ระบบควบคมก าลงผลต ระบบ (Automatic Generation Control : AGC) -ระบบควบคมแรงดน (Automatic Voltage regulator : AVR) 2.6.1 การควบคมความถ

การควบคมความถสามารถท าไดโดยการควบคมความเรวของโรเตอร ซงการควบคมความเรวโรเตอร กคอ การควบคมเครองตนก าลง (Prime – mover Control) นนเอง เชน หากตองการเพมความเรวรอบของเครองตนก าลง กงหนไอน า (Steam Turbine) กท าไดโดยการเพมปรมารไอน าทใชขบกงหน เปนตน

2.6.2 การควบคมขนาดแรงดน ถาหากเราควบคมความเรวรอบของโรเตอรใหหมนดวยความเรวคงทแลวนน การควบคมปรมาณขนาดแรงดนก าเนดมคาแปรตาม จ านวนเสนแรงเหลกทเกดจากกระแสกระตน นนคอขนาดแรงดนก าเนดมคาแปรตามกระแสกระตน ดงนนหากตองการควบคมขนาดแรงดนของเครองก าเนดไฟฟา กท าไดโดยการควบคม เครองกระตน (Exciter Control) นนเอง

7

2.6.3 การควบคมก าลงผลตจรง (Real Power) การควบคมก าลงผลตจรงของเครองก าเนดไฟฟา สามารถท าไดโดยการเพมก าลงทางกล (Mechanical Torque) ใหกบเครองตนก าลง นนคอ การควบคมก าลงผลตจรงท าไดโดยการควบคมทเครองตนก าลงนนเอง ทงนหลงจากขนานเครองเขากบระบบแลว ความถของเครองก าเนดไฟฟากจะเกาะเปนความถเดยวกบระบบ ( System Frequency )

2.6.4 การควบคมก าลงเสมอน ( Reactive Power ) ก าลงผลตเสมอนมคาแปรตามแรงดนก าเนด และแรงนทขว ดงนนการควบคมก าลงผลตเสมอนท าไดโดยการควบคมแรงดนก าเนด นนคอควบคมทเคลอนกระตนนนเอง -เครองก าเนดไฟฟาจะจายก าลงเสมอน (มคาเปนบวก) เมอควบคม (Exciter) ใหเปนแบบสงกวาการกระตน -เครองก าเนดไฟฟาจะรบก าลงเสมอน (มคาเปนลบ) เมอควบคม (Exciter) ใหเปนแบบภายใตการกระตน 2.7 ระบบเครองก าเนดไฟฟา (Generator System)

Generator คออปกรณทท าหนาทเปลยนพลงงานกลใหเปนพลงงานไฟฟาโดยมตนก าลง (Primover) เปนตวขบ ผลตกระแสไฟฟาจายไปยงระบบสงเครองก าเนดไฟฟาพลงงานไอน า เปนแบบไฮโดรเจนและน าระบายความรอน (Hydrogen Cooled / Water Cooled) ขนาดก าลงผลต 990 MVA , 0.85 PF , 3 Phase , 2 Pole , 50 Hz

รปท 2.4 ระบบเครองก าเนดไฟฟา (Generator System)

8

อปกรณทจายกระแสไฟฟาตรง (Excitation) ใหกบ เครองก าเนดไฟฟาโรเตอรฟลดคอยลเพอใหสามารถ สรางแรงดนไฟฟาออกมาไดตามทตองการโดยมอปกรณควบคม Exciter ทใช เปนชนดคงท ขนาด เครองกระตนหมอแปลง (Excitation Transformer) 10,100 kVA, 24 kV / 1070 V อปกรณสายดนเครองก าเนดไฟฟา จดทเปนกลางของเครองก าเนดไฟฟาจะตองลงดน ผาน อปกรณสายดนหมอแปลงไฟฟา และม ความตานทานดนทเปนกลางตออยทางดานปลายของ อปกรณสายดนหมอแปลงไฟฟา เมอเกดความผดพลาด กระแสทไหลจะถกก าจดโดย อปกรณสายดนหมอแปลงไฟฟา ขนาด อปกรณสายดนหมอแปลงไฟฟา 160 kVA, 24 kV / 240 V, Dry Type, Resistor ขนาดแรงดน 240 V, 627 A, 1 min 0.221

ขนตอนแยกเฟสบส (Isolated Phase Bus duct - IPB ) คอบส (Bus) ทใชในการสงก าลงทผลตจาก Generator ไปยง Generator Transformer ขนาด 26500 A, 186 kA, 24 kV

การปองกนเครองก าเนดไฟฟา (Generator protection) เปนอปกรณปองกน ระบบผลตกระแสไฟฟา ไมใหเกดการเสยหายจากฟาผาไฟกระชากและ สวทชไฟกระชากประกอบดวยอปกรณ Surge Arrester 32.5 kV และ Static Condenser 0.130 F

หมอแปลงไฟฟาของเครองก าเนดไฟฟา ขนาด 990 (55 C) MVA, FOA, Z = 8 % at 990 MVA, 525 kV 2 5.2 % / 24 kV เปนหมอแปลงทใชยกระดบแรงดน 24 kV จากเครองก าเนดไฟฟาและดาน แรงดนสง ของหมอแปลงตอเขากบแรงดนระบบ 500kV ทกลางสวตชยาด (Intermediate Switchyard) จายก าลงใหกบระบบตอไป

2.7.1 ระบบเครองก าเนดไฟฟากระตน (Generator Excitation System) สนามแมเหลกซงโครนสทงทท างานเปนเครองก าเนดไฟฟาหรอตนก าลงส าหรบมอเตอรจ าเปนตองมการกระตน (Excitation) ทขดลวดสนาม (Field Winding) ทงนเพอให (Synchronouse Generator) หรอ (Synchronouse Motor) ท างานจายหรอรบพลงงานไฟฟาในสวนของ VAR (Volt – Amp Reactive Power ) เปนการท าใหเครองก าเนดไฟฟามแรงดนไฟฟา (Built up Voltage) หรอเปนการท าใหมอเตอรมแรงขบเกดการะหมนได (Starting Torque) พลงงานไฟฟาทเครองก าเนดไฟฟาตามโรงไฟฟาตาง ๆ จายเขาระบบไฟฟา เพอสงใหกบผบรโภคนนแบงไดเปนสองสวน คอ พลงงานไฟฟาจรง (Active Power) เปนพลงงานทจะน าไปใชในการกอใหเกดงาน กลาวคอ เปนสวนทจะเปลยนอปกรณพลงงานอน ๆ ตามทเครองใชไฟฟาก าหนดไว มหนวยเปน Watt lมารถควบคมพลงงานสวนนใหเหมาะสมตอการใชงานโดยควบคมทตนก าลงขบ (Turbine Governor ) สวนพลงงานทจายใหกบระบบไฟฟาอกสวนหนงคอ พลงงานไฟฟาเสมอน (Reactive Power) เปนพลงงานทจะตอบสนองสนามแมเหลกและสนามไฟฟาเพอใหพลงงานไฟฟาคงความสมดลอย มหนวยเปน VAR สามารถทควบคมการรบและการจาย VAR ของ เครองก าเนดไฟฟาไดโดยการควบคมความเขมของสนามแมเหลกไฟฟาทสนามขดลวดแมเหลก โดยการควบคมกระแสไฟฟาตรงทจายขดลวดและเนองจากความตานทาทนของขดลวดคงทในทาง

9

ปฏบต การควบคมการจายและรบ VAR ของเครองก าเนดไฟฟา ท าไดโดยการควบคมแรงดนไฟฟาตรงทตกครอมขดลวดสนาม (DC Voltage Field Winding ) ดงแสดงในรปท 1

2.7.2 การจายไฟระบบกระตน (Brushless Excitation System) หลกการส าคญของการจายกระแสไฟฟาตรงใหกบขดลวดสนาม (Filed Winding) อยท Rotor ซงเปนสวนทหมนโดยไมใชแปรงถาน (Brush) ตามรปท 3 มอปกรณประกอบดงตอไปน

1. อปกรณทท าหนาทจายกระแสไฟฟาสลบ (Pilot Exciter AC Current) ใหกบชด ควบคมแรงดน (Automatic Voltage Regulator – AVR) โดยใชเครองก าเนดไฟฟาแมเหลกถาวร (Permament Magnet Generator -PMG) ซงเปนแมเหลกถาวรตดตงทโรเตอรเครองก าเนดไฟฟาอปกรณทท าหนาทจายกระแสไฟฟาสลบ (AC Current) ใหกบชดปรบการหมน (Rotating Rectifier) โดยทขดลวดสนาม (AC Exciter field) จะตดตงทอยท เครองก าเนดไฟฟา สเตเตอรและชดของเครองกระตนกระแสสลบจะตดต งอยทโรเตอรเครองก าเนดไฟฟาดงน นแรงดนไฟฟาเกดขนทอาเมเจอร (Amature) จงสามารถจายใหกบชดหมนไดโดยตรงทโรเตอรเครองก าเนดไฟฟา โดยทแรงดนไฟฟานจะถกก าหนดและแปรตามการกระตนขดลวดกระแสสลบ

2. Rotating Rectifier เปนอปกรณทท าหนาทแปลงไฟฟากระแสสลบจาก เครองกระตนกระแสสลบ เปนกระแสไฟฟาตรง (DC Current) โดยใชไดโอด มฟวสเปนอปกรณปองกนและแสดงภาพของไดโอดกระแสไฟฟาตรงดงกลาวจะจ าใหกบ ชด ฟวสขดลวดเครองก าเนดไฟฟา ไดโดยตรง การควบคมสนามแมเหลกทขดลวดสนามแมเหลกเครองก าเนดไฟฟา คอ การควบคม เครองกระตนแรงดนกระไฟฟาสลบ ซงสามารถควบคมไดโดยการควบคม ฟวสเครองกระตนกระแสสลบ โดยขด AVR นนเอง

2.7.3 ระบบการกระตนคงท (Static Excitation System) เปนระบบการกระตนใหเกดสนามแมเหลกทขดลวดสนามแมเหลกเครองก าเนดไฟฟา โดยการจายกระแสไฟฟาตรง (DC Current) ผานแปรงถาน (Slip Ring) และ(Brush) หรอ เครองเปลยนกระแสไฟฟา เนองจากขดลวดสนามเหลก เปนสวนทตดตงทโรเตอรเครองก าเนดไฟฟาทมความเรวรอบ การใชแปรงถาน (Brush) จะมการสกหรอตามอายการใชงาน ดงนนการบ ารงรกษาตามระยะเวลา (Routine Maintenance) จงมความจ าเปน การรกษาความสะอาด และการปองกนผลเสยจากการลดวงจร (Spark Static Exciter) จงตองมหองและควบคมการะบายอากาศเฉพาะ สวนการควบคมสนามแมเหลกทเครองก าเนนกระแสไฟฟาคอการควบคมกระแสไฟฟาตรงหรอแรงดนไฟฟาตรง (Dc Currentor DC Voltage) ทตกครอม Field Winding ทงนแรดงนไฟฟาตรงไดมาจากเรยงกระแส (Recified) จากแรงดนไฟฟาสลบ (AC Voltage) การควบคมแรงดนไฟฟาสลบดงกลาว ท าไดโดยการควบคมการแปลงของชดเรยงกระแส (Rectifier) ซงโรงไฟฟาราชบรเพาเวอรเลอกใชเครองกระตนคงทส าหรบเครองก าเนดไฟฟา เมอมความเรวรอบ

10

จะมแรงดนไฟฟาจายใหชด AVR ซงจะเรยงกระแส (Rectified) ใหเปนกระแสไฟฟาตรง (DC Current) เพอจายใหกบชดกระตนขดลวดกระแสสลบ

2.7.4 สะพานวงจรเรยงกระแสแบบเตม (Full Bridge Rectifier) เปนการใชทรานซสเตอร (Thyrister) 6 ตว ตอ 1 ชด ส าหรบแปลงไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส เปนไฟฟากระแสตรง โดยททรานซสเตอร (Thyrister) 1 ค จะแปลงกระแสสลบสวนทเปนบวกและลบของแตละเฟส โดยแรงดนไฟฟาตรงทไดจะขนกบมมทก าหนดใหทรานซสเตอร (Thyrister) น ากระแส (Firing Angel) โรงไฟฟาราชบร – พลงความรอน เลอกใชทรานซสเตอรระบบกระตน (Thyristor Excitation System) ทงหมด 7 ชด เพอใหสามารถจายกระแสส าหรบการกระตนกระแสขดลวดไดเพยงพอตามขอก าหนดเครองก าเนดกระแสไฟฟา (Generator Specification) 2.8 เครองกงหน (Turbine)

2.8.1สวนประกอบหลก ( Main Components ) สวนประกอบหลกของกงหนไอน า (Steam Turbine) คอ ฐานกงหน (Turbine Base) ฐานของกงหน ปกตจะท าดวยคอนกรต แตในระยะหลงนกมการท าดวยโครงฐานเหลกเหมอนกน หมอไอน าทแสดงในรปตดตงอยดานขางของกงหนทงสองดานหมอไอน ารบไอน าจากเมนหลกไอน า กอนปอนผานชดควบคมวาวลเขาสกงหน โรเตอรแบงเปนสวนทรบ แรงดนสง, แรงดนปานกลาง และ ชดควบคมเกยร และ อปกรณปองกน กงหน มหนาทเปลยนพลงงานจลนของไอน าเปนพลงงาน หมนพลงงานกลขณะทไอน าผานกงหน ความดนจะลดลงโดยทปรมาตรจะเพมขนและความเรวกเพมขนดวยไอน าทมความเรวสงจะไดพลงงานจลนมาก ความเรวของไอน าจะเปนแหลงใหก าเนดของพลงงานจลน ใบพดกงหนของกงหน จะถกออกแบบขนใหสามารถรบพลงงานจลนและเปลยนเปนการเคลอนทท าใหใบพดนนหมนไปได ลกษณะของใบพดแบงออกเปน 2 ชนด คอ ใบพดแบบแรงกระตนและแบบ ปฏกรยา

ในชวงเดนเครองกงหน พนกงานเดนเครองควรจะรจกชนดของกงหนและรดวยวาชนด อมพลเลอรเบลด (Impulse Blading) จะไมมการเกดความดนตกหรอลดลง (Pressure Drop) ในขณะทไอน าแลนผานใบมดแตส าหรบปฏกรยาเลอรเบลดจะเกดความดนลดลงอยางชดเจน ในขณะทไอน าแลนผานใบมดฉะนนกงหนจงตองมประทบตราทปลายใบพด เพอปองกนการรวไหลของไอน าขามผานปลายใบพดไปโดยไมผานตวใบพด ส าหรบใบมดแรงกระตนจะไมเกดปญหาน ดงนนจง

11

ใชใบมดแรงกระตนส าหรบทางดานไอน าความดนสง โดยทใชปฏกรยาเลอรเบลดกบดานไอน าความดนต า

2.8.2 เครองกงหน (Turbine) แบบประสม กงหนแบบประสมนคอ กงหนทน าขอดของ แรงกระตน และ ปฏกรยา มาประกอบกน ซงสรปไดวานยมใชระยะท 1 เปนแบบ แรงกระตน ซงม 2 ยายใบมดและใน ระยะ หลง ๆ ใชแบบปฏกรยาตามรป 1

2.8.3 ประสทธภาพของเครองกงหน ( Turbine Efficiency ) ประสทธภาพเฉพาะตวกงหนจรง ๆ นนสงประมาณ 95% แตอยางไรกตามตองพจารณารวมทง ทงกงหนโดยใหสนใจคาความสมพนธระหวาปรมาณความรอนทปอนเขา ประสทธภาพของกงหนสามารถปรบปรงใหเพมขนโดยการใชระบบกระตน ส าหรบฟดรอนโดยประมาณ 30% ของของไอน า ทเขากงหนจะถกสกดออกไปหลงจากท างานหมน กงหนเปนบางสวนแลวไอน ากจะไมเขาไปยงเครองอดอากาศ ทงหมด ดงนน การสญเสยในเครองอดอากาศจงลดลง ระบบกระตนเหลานจะไปเพมอณหภมโดยถายเทความรอนแฝงของตวเองออกใหกบฟดน าใน ความรอน และ ไอน า กจะกลนตวเปนน าตอไป ซงในกรณนจะไมสญเสยความรอนแฝงไปโดยไมไดประโยชน แตกมขอจ ากดในการเพมอณหภมของเครองท าน าอนระดบสงโดยขอจ ากดนนถกก าหนดโดยความแขง ( Strength ) ของวสดทใช อยางไรกตามเมอเราไมสามารถเพมอณหภมใหสงกวา 1,050 F ไดนน แตเรากเพมพลงงานความรอนใหกบระบบความรอนไดอกทางหนง ซงแสดงในรป 1 C. อณหภมของไอน าทออกจากกระบอกน าแรงดนสงโดยทางสายเยนสายรอนนน ประมาณ 600 F และยอนกลบเขาหมอไอน าผานระบบตม ซงไอน าจะถกตม ซงอณหภมประมาณ 1,050 F และผานออกมาทางทอความรอนเขาส กระบวนการอดแรงดน ผาน กงหนและไหลของการอดอากาศตอไปความรอนทเพมใหกบไอน า จะท าใหประสทธภาพเพมขนดวย ประโยชนของการเพมอณหภม ระดบสง และ ระดบต า นนยงชวยให ไอน าทออกจาก กงหน นนแหงยงขนดวย เพราะถามน าทปะปนมากบไอน าสามารถท าความเสยหายใหกบใบพดของ กงหน ไดคาสงสดทยอมไดส าหรบความเปยกของไอน านนประมาณ 14% 2.9 เครองก าจดกาซซลเฟอรไดออกไซด (Flue Gas Desulfurization Plant : FGD)

เปนอปกรณใชแยกกาซซลเฟอรไดออกไซด ( SO2 ) ออกจากไอเสย ( Exhaust ) ทเกดจากการเผาไหมเชอเพลงซงมก ามะถนปนอย FGD ทใชในโรงไฟฟาราชบรเปนชนดเปยก ( Wet Type FGD ) ใชหนปน ( Calcium Carbonate CaCO3 ) เปนตวดดซบ ( Absorbant ) ท าใหเกดยบซม (Gypsum – CaSO4 – 2 H2O ) มประสทธภาพในการจบกาซซลเฟอรไดออกไซดรอยละ 95 %

12

รปท 2.5 เครองก าจดกาซซลเฟอรไดออกไซด

การท างานของ FGD โรงไฟฟาราชบรแบงออกเปน 3 ระบบใหญ ๆ ดงน

-ระบบเตรยมน าหนปน ( Slurry Preparation System ) -ระบบจบกาซซลเฟอรไดออกไซด ( Absorber System ) -ระบบแยกน าออกจากยบซม ( Gypsum Dewatering System )

2.9.1 ระบบเตรยมน าหนปน ( Slurry Preparation System ) เรมตนจากบรรทกขนหนปนมายงบรเวณทจดเกบกอนล าเลยงเขาไปเกบในยง

หนปน ( Limestone Silo ) หลงจากนนใชสายพานล าเลยงหนปนไปสโมบด ( Lime stone Ball Mill ) ท าการบดผสมกบน าในอตราสวนทเหมาะสมจนเปนน าหนปนเหลวแลวไหลลงสถงพก ( Mill Recycle Tank ) น าหนปนเหลวจากถงพกจะถกสบสงไปยงชดแยกขนาด ( Hydro Cyclone ) โดยขนาดทใชไดจะไหลผานไปเกบไวในถงปอนน าหนปน ( Reagent Feed Tank ) สวนหนปนทยงไมไดขนาดจะไหลกลบไปยงโมบดอก ทถงปอนน าหนปนจะมปม ( Reagent Feed Pump ) เพอสบน าหนปนไปใชในระบบจบกาซซลเฟอรไดออกไซดตอไป ระบบเตรยมน าหนปนไดออกแบบใหมการไหลวน ( Recirculate ) ของน าหนปนเพอปองกนหนปนอดตนภายในทอ นอกจากนยงมใบพด ( Agitator ) ตดตงในถงพกและถงปอนน าหนปนกวนหมนอยตลอดเวลาเพอไมใหหนปนตกตะกอน

ระบบจบกาซซลเฟอรไดออกไซด ( Absorber System ) อปกรณจบกาซซลเฟอรไดออกไซดมลกษณะคลายหอคอย ภายในฉาบดวยสารทนกรดเพอปองกนการกดกรอน สวนบนม

13

ชดอปกรณแลกเปลยนความรอน ( Gas to Gas Heat Exchanger ) ตดตงอยทางดานเขาและออกจากอปกรณจบกาซ อปกรณแลกเปลยนความรอนนมลกษณะเปนทอคลายหมอน ารถยนต ดงนน เมอกาซเสยทมอณหภมสงผานเขามา กจะถายเทความรอนใหน าภายในทอรอนขน และกาซเสยทออกจากอปกรณถายเทความรอนมอณหภมต าลงสวนน าในทอทรอนขนกจะไหลเวยนไปยงชดถายเทความรอน ชดทตดตงอยทางดานออกของอปกรณจบกาซ เพอถายเทความรอนใหกาซเสยทจะออกจากอปกรณจบกาซใหรอนขนตอไป

2.9.2 สวนลางของอปกรณจบกาซ จะมลกษณะเปนอาง(Sump)มน าผสมน าหนปนบรรจอย และมอปกรณทส าคญตด

ตงอย คอ (Reciculating Pump) เปนปมมหนาทปมน าผสมน าหนปน จากสวนลางขนไปยงชดหวฉด

ทตดตงอยบรเวณสวนกลางของอปกรณจบกาซ (Absorber Bleed Pump) เปนปมมหนาทปมน าผสมยปซมจากอางของอปกรณจบกาซไป

ยงระบบแยกน าออกจากยปซม (Oxidation Air Blower) เปนอปกรณอดอากาศ ( Air ) ท าหนาทอดอากาศเขาไปในอาง

ของอปกรณจบกาซ เพอใหเกดปฏกรยาเตมออกซเจน ( Oxidation ) ในกระบวนการก าจดกาซซลเฟอรไดออกไซด

(Absorber Sump Agitator) เปนอปกรณลกษณะคลายใบพาย เพอใชกวนใหสารละลายเขากนในอางอปกรณจบกาซ

2.9.3 สวนกลางของอปกรณจบกาซ จะมชดหวฉด ( Nozzle ) ทรบน าผสมน าหนปนจากชดปมฉดลางตดตงอย เพอท า

ใหเกดการพนกระจาย ( Spray ) ของน าผสมน าหนปนในอปกรณจบกาซ ถดจากชดหวฉดลงมาจะมชดตะแกรง ( Grid Pack ) เพอใหละอองน าผสมน าหนปนทฉดจากหวฉดผสมกบกาซเสยไดดยงขน และระหวางชดหวฉดทางดานออกของอปกรณจบกาซ กบชดแลกเปลยนความรอน จะมตะแกรงดกละอองน า ( Misteliminator ) ตดตงอยเพอดกไมใหละอองน าปะปนออกไปกบกาซเสยทถกแยกกาซซลเฟอรไดออกไซดออกไปแลว

การท างานของระบบก าจดกาซซลเฟอรไดออกไซดจะเรมตนเมอกาซเสยจากหมอ

น า(Boiler) มอณหภมประมาณ 163 องศาเซลเซยสไหลผานชดแลกเปลยนความรอน เขามาในอปกรณจบกาซ อณหภมของกาซเสยจะลดเหลอ 145 องศาเซลเซยส กาซเสยดงกลาว กจะปะทะและคลกเคลากบน าผสมน าหนปนทถกฉดออกจากหวฉดในอปกรณจบกาซ น าสวนหนงจะระเหยกลายเปนไอปนไปกบกาซเสยและอณหภมของกาซเสยในอปกรณจบกาซ กจะเยนลงถงอณหภมอมตว ( Saturated Temperature ) ทประมาณ 62 องศาเซลเซยส แตเนองจากปรมาณน าทพนกระจาย

14

ออกจากหวฉด ไดถกออกแบบไวใหมปรมาณสงกวาอตราการระเหยมากจงท าใหมน าผสมน าหนปนบางสวนตกกลบลงมายงดานลางของอปกรณจบกาซและน าผสมน าหนปนเหลาน จะละลายเอากาซซลเฟอรไดออกไซดออกจากกาซเสย และตกกลบลงมายงบอพก ( Sump ) ภายในอางพกน สารละลายดงกลาวจะถกเตมออกซเจนจาก (Oxidation Air Blower) เพอใหสารละลายบางสวนเปลยนสภาพเปนยปซม ( CaSO4 . 2H2O ) ดงสมการ

จากปฏกรยาดงกลาว กาซเสยทไหลออกจากอปกรณจบกาซ จะมกาซซลเฟอรไดออกไซดปนอยนอยมาก กอนทกาซเสยดงกลาวจะออกจากอปกรณจบกาซ กาซเสยดงกลาวจะผานตะแกรงเพอดกเอาละอองน าออก และผานไปยงอปกรณแลกเปลยนความรอนเพอเพมอณหภมใหสงขนประมาณ 80 องศาเซลเซยส แลวจงไหลออกจากอปกรณจบกาซ ระหวางอปกรณจบกาซกบปลองควนจะมพดลม ( Booster Fan ) เปนตวดดเอากาซเสยไปยงปลองควน ( Stack ) และปลอยออกสบรรยากาศภายนอกตอไป สวนยปซมทเกดขนเปนผลกปนอยกบสารละลายในอางของอปกรณจบกาซ จะถก Absorber Bleed Pump ปมสงไปยงระบบแยกน าออกจากยปซมตอไป

จะเหนวาระบบจบกาซซลเฟอรไดออกไซดออกจากกาซเสยนน สามารถจบกาซซลเฟอรไดออกไซดไดปรมาณทสงมาก คอ

-ปรมาณกาซซลเฟอรไดออกไซดกอนเขาอปกรณจบกาซประมาณ 13 ตน ตอชวโมง

-ปรมาณกาซซลเฟอรไดออกไซด ภายหลงผานอปกรณจบกาซประมาณ 0.6 – 0.7 ตนตอชวโมง 2.9.4 ระบบแยกน าออกจากยปซม ( Gypsum Dewatering System ) ยปซมเหลวผสมน าจากอปกรณจบกาซ จะถกสงโดยปมดดไปยงเครองแยกน าท

มลกษณะเปนสายพานทมรอง และบนสายพานจะมผากรอง ( Gypsum Dewatering Filter ) โดยสวนใตของสายพานจะตดอยกบระบบปมสญญากาศ ( Vacuum Pump ) เพอดดน าใหแยกออกจากยปซม น าดงกลาวจะไปรวมเกบไวในถง เพอเตรยมน ากลบไปใชในระบบอน ๆ สวนผลกยปซมจะไปกบสายพานและไหลลงสสายพานสง ( Ash Conveyor ) เสนตอไปเพอน าไปทง หรอใชงานอน ๆ ตอไป

ในระบบการท างานของ เอฟจด มรายละเอยดในการท างานมากมาย เชน จะตองควบคมความเปนกรด ดาง ระดบของของเหลว อณหภม ฯลฯ ซงใชระบบควบคมดวยคอมพวเตอรททนสมยเพอใหไดประสทธภาพในการจบกาซซลเฟอรไดออกไซดทสงสด ดงน นราคาจงคอนขางสงแตเมอเปรยบเทยมกบการลดมลภาวะแลวกเปนสงทคมคาอยางยง