z¥h Þ Ûaw z ¡ ¡ i ÙÜ || Ù « Ù l«wÎ ¡ Ìªz ²Ù} w ¢ m h...

คมอฝกอบรมภาคปฏบตดานพลงงานทดแทน

“แกสซฟเคชนจากชวมวล” (สวนทฤษฎ)1


“แกสซฟเคชนจากชวมวล” (สวนทฤษฎ)กก

ค ำน ำ

คมอฝกอบรมเลมน จดท ำขนเพอใชเปนเอกสำรประกอบกำรฝกอบรมในหลกสตร ”ภำคปฏบตดำนพลงงำนทดแทน แกสซฟเคชนจำกชวมวล” ซงมเนอหำเกยวกบระบบผลตพลงงำนจำกชวมวลดวยกระบวนกำรแกสซฟเคชน โดยเนอหำในบทท 1 เปนนโยบำยและแนวทำงกำรสงเสรมกำรใชชวมวล ศกยภำพชวมวลและกำรน ำเอำชวมวลไปใชประโยชน ในบทท 2-7 กลำวถงคณสมบตของชวมวล กระบวนกำรแกสซฟเคชน ชนดของเตำผลตกำซชวมวล ระบบท ำควำมสะอำดกำซชวมวล รวมถงกำรน ำกำซชวมวลไปประยกตใชงำนกบเครองยนตเพอผลตไฟฟำ กำรน ำไปประยกตใชงำนเปนพลงงำนควำมรอน ควำมคมคำทำงดำนเศรษฐศำสตรของระบบแกสซฟ-เคชน มำตรฐำนดำนควำมปลอดภย และกรณศกษำดำนควำมปลอดภย เพอจะไดน ำไปใชประโยชนตอไป

ทำงคณะผจดท ำหวงเปนอยำงยงวำ คมอประกอบกำรฝกอบรมเลมน จะชวยใหผเขำรบกำรฝกอบรม ทกทำน รวมถงหนวยงำนตำง ๆ ทเกยวของ และผทสนใจ มควำมรควำมเขำใจตอระบบผลตพลงงำนทดแทนจำกชวมวล ดวยกระบวนกำรแกสซฟเคชนมำกขน และสำมำรถน ำควำมรทไดจำกคมอฝกอบรมเลมนไปประยกตใชเปนพลงงำนทดแทนในหนวยงำนของทำนไดอยำงเหมำะสมตอไป

คณะผจดท ำ

ลขสทธของ กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน กระทรวงพลงงาน พมพครงท 2 เดอน กมภาพนธ 2559 จ านวน 150 เลม

รายนามคณะผจดท า กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน กระทรวงพลงงาน ทปรกษา นายพงคพฒน มงคง ผอ านวยการส านกพฒนาทรพยากรบคคลดานพลงงาน คณะกรรมการตรวจการจาง 1. นายชยยทธ สารพา นกทรพยากรบคคลช านาญการพเศษ 2. นายประสทธ นนสงข นกวชาการพลงงานช านาญการพเศษ 3. นายธนากร รนสข นกทรพยากรบคคลช านาญการ 4. นางสาวพรพมล สวรรณนมตร นกทรพยากรบคคลช านาญการ 5. นายวรพล ธนภทรวงสกล นกทรพยากรบคคลช านาญการ คณะผด าเนนโครงการ (มหาวทยาลยอบลราชธาน) 1. รองศาสตราจารย ดร.กลเชษฐ เพยรทอง ผจดการโครงการ 2. รองศาสตราจารย ดร.ธนรฐ ศรวระกล เจาหนาทดานการพฒนาหลกสตร 3. ผชวยศาสตราจารย ดร.ชวลต ถนวงศพทกษ เจาหนาทดานสอการสอน 4. ผชวยศาสตราจารย ดร.ประชาสนต ไตรยสทธ เจาหนาทดานพลงงานทดแทน 5. ดร.วระพนธ สหานาม คณะท างานฝกอบรม 6. นายพศาล สมบตวงค เจาหนาทเฉพาะสาขาวชาชพ 7. นายธนกฤต นนทชนะ เจาหนาทประเมนผล 8. นายอทธพล กลวงศ คณะท างานฝกอบรม/เจาหนาทประสานงานโครงการ 9. นางสาวอรพรรณ กาญจนเสน คณะท างานฝกอบรม/เจาหนาทประสานงานโครงการ


“แกสซฟเคชนจากชวมวล” (สวนทฤษฎ) ข

สำรบญ

หนำ ค ำน ำ ก สำรบญ ข บทท 1 บทน ำ 1.1 แผนพฒนำพลงงำนทดแทนและพลงงำนทำงเลอก พ.ศ. 2558-2579 ของประเทศไทย 1 1.2 ศกยภำพชวมวลและกำรน ำไปใชประโยชน 12 บทท 2 ชวมวล 2.1 องคประกอบของชวมวล 27 2.2 สมบตทำงกำยภำพของเชอเพลงชวมวล 32 2.3 สมบตทำงเคมของเชอเพลงชวมวล 35 บทท 3 กระบวนกำรแกสซฟเคชน 3.1 ประวตควำมเปนมำ 44 3.2 กระบวนกำรแกสซฟเคชน 45 3.3 ชนดของเตำผลตกำซชวมวล 57 3.4 ระบบท ำควำมสะอำดกำซชวมวล 65 3.5 กำรออกแบบเตำผลตกำซชวมวล 81

บทท 4 กำรประยกตใชกำซชวมวลเปนกำซเชอเพลงในเครองยนต 4.1 เครองยนตกำซชวมวล 90 4.2 กำรเผำไหมของกำซชวมวล (Producer gas combustion) 91 4.3 กำรก ำหนดขนำดเครองยนตกำซชวมวล และเครองก ำเนดไฟฟำ 93 4.4 ระบบผสมเชอเพลงส ำหรบเครองยนตกำซชวมวล 100 4.5 กำรบ ำรงรกษำและขอควรระวง 103 4.6 ตวอยำงกำรใชงำน (ระบบผลตไฟฟำจำกกำซชวมวล และอนๆ) 109


“แกสซฟเคชนจากชวมวล” (สวนทฤษฎ)ขข

สำรบญ

หนำ ค ำน ำ ก สำรบญ ข บทท 1 บทน ำ 1.1 แผนพฒนำพลงงำนทดแทนและพลงงำนทำงเลอก พ.ศ. 2558-2579 ของประเทศไทย 1 1.2 ศกยภำพชวมวลและกำรน ำไปใชประโยชน 12 บทท 2 ชวมวล 2.1 องคประกอบของชวมวล 27 2.2 สมบตทำงกำยภำพของเชอเพลงชวมวล 32 2.3 สมบตทำงเคมของเชอเพลงชวมวล 35 บทท 3 กระบวนกำรแกสซฟเคชน 3.1 ประวตควำมเปนมำ 44 3.2 กระบวนกำรแกสซฟเคชน 45 3.3 ชนดของเตำผลตกำซชวมวล 57 3.4 ระบบท ำควำมสะอำดกำซชวมวล 65 3.5 กำรออกแบบเตำผลตกำซชวมวล 81

บทท 4 กำรประยกตใชกำซชวมวลเปนกำซเชอเพลงในเครองยนต 4.1 เครองยนตกำซชวมวล 90 4.2 กำรเผำไหมของกำซชวมวล (Producer gas combustion) 91 4.3 กำรก ำหนดขนำดเครองยนตกำซชวมวล และเครองก ำเนดไฟฟำ 93 4.4 ระบบผสมเชอเพลงส ำหรบเครองยนตกำซชวมวล 100 4.5 กำรบ ำรงรกษำและขอควรระวง 103 4.6 ตวอยำงกำรใชงำน (ระบบผลตไฟฟำจำกกำซชวมวล และอนๆ) 109


“แกสซฟเคชนจากชวมวล” (สวนทฤษฎ) ค

สำรบญ (ตอ)

หนำ บทท 5 กำรประยกตใชกำซชวมวลเปนพลงงำนควำมรอน 5.1 กำรเผำไหมของกำซชวมวล 113 5.2 กำรออกแบบหวเผำกำซชวมวล 115 5.3 ตวอยำงหวเผำกำซชวมวลชนดตำงๆ และกำรประยกตใชงำน 130 บทท 6 เศรษฐศำสตรของระบบแกสซฟเคชนจำกชวมวล 6.1 กำรวเครำะหผลตอบแทนกำรลงทน 135 6.2 ปจจยทส ำคญทมผลตอกำรวเครำะหควำมเหมำะสมกำรลงทนทถกตอง 140 6.3 ตวอยำงกำรวเครำะหควำมคมคำทำงเศรษฐศำสตรดำนกำรใชงำนกบเครองยนต 141 6.4 ตวอยำงกำรวเครำะหควำมคมคำดำนเศรษฐศำสตรกำรใชกำซชวมวลเปนพลงงำนควำมรอน 147 บทท 7 แนวทำงปฏบตเพอควำมปลอดภย 7.1 มำตรกำรควำมปลอดภยในโรงงำนแกสซฟเคชน 152 7.2 กรณศกษำกำรเกดอบตเหต 158 7.3 เหตกำรณควำมไมปลอดภยในกำรผลตและใชกำซชวมวล และแนวทำงปองกน/แกไข 164 7.4 ปำยเตอนเพอควำมปลอดภย 169 7.5 กำรปฐมพยำบำลเบองตน ส ำหรบผไดรบบำดเจบจำกควำมไมปลอดภยจำกกำรผลต

และใชกำซชวมวล 170 7.6 กฎหมำยทเกยวของกบกำรผลตและใชกำซชวมวล 171 7.7 ตวอยำงผประสบควำมส ำเรจในกำรผลตและกำรใชกำซชวมวลโดยเทคโนโลยแกสซฟเคชน อยำงปลอดภย 172



ค

สำรบญ (ตอ)

หนำ บทท 5 กำรประยกตใชกำซชวมวลเปนพลงงำนควำมรอน 5.1 กำรเผำไหมของกำซชวมวล 113 5.2 กำรออกแบบหวเผำกำซชวมวล 115 5.3 ตวอยำงหวเผำกำซชวมวลชนดตำงๆ และกำรประยกตใชงำน 130 บทท 6 เศรษฐศำสตรของระบบแกสซฟเคชนจำกชวมวล 6.1 กำรวเครำะหผลตอบแทนกำรลงทน 135 6.2 ปจจยทส ำคญทมผลตอกำรวเครำะหควำมเหมำะสมกำรลงทนทถกตอง 140 6.3 ตวอยำงกำรวเครำะหควำมคมคำทำงเศรษฐศำสตรดำนกำรใชงำนกบเครองยนต 141 6.4 ตวอยำงกำรวเครำะหควำมคมคำดำนเศรษฐศำสตรกำรใชกำซชวมวลเปนพลงงำนควำมรอน 147 บทท 7 แนวทำงปฏบตเพอควำมปลอดภย 7.1 มำตรกำรควำมปลอดภยในโรงงำนแกสซฟเคชน 152 7.2 กรณศกษำกำรเกดอบตเหต 158 7.3 เหตกำรณควำมไมปลอดภยในกำรผลตและใชกำซชวมวล และแนวทำงปองกน/แกไข 164 7.4 ปำยเตอนเพอควำมปลอดภย 169 7.5 กำรปฐมพยำบำลเบองตน ส ำหรบผไดรบบำดเจบจำกควำมไมปลอดภยจำกกำรผลต

และใชกำซชวมวล 170 7.6 กฎหมำยทเกยวของกบกำรผลตและใชกำซชวมวล 171 7.7 ตวอยำงผประสบควำมส ำเรจในกำรผลตและกำรใชกำซชวมวลโดยเทคโนโลยแกสซฟเคชน อยำงปลอดภย 172

บทท 1 บทน ำ

ชวมวล ถอเปนหนงในพลงงานทดแทน ทมศกยภาพมากทสดของประเทศไทย เพอแสดงใหเหนถง

ทศทางและความส าคญของพลงงานจากชวมวล และ เทคโนโลยแกสซฟเคชนจากชวมวล ในบทบาทของการสนบสนนการพฒนาพลงงานทดแทนของประเทศ บทน จะกลาวถงเนอหาหลก ๆ 2 สวนทมความเชอมโยงกบความส าคญของชวมวล คอ สรปสาระส าคญของแผนพฒนาพลงงานทดแทนและพลงงานทางเลอก พ .ศ. 2558-2579 ของประเทศไทย และ ศกยภาพของชวมวลภายในประเทศ รวมทงแนวทางการน าชวมวลไปใชงานเปนพลงงาน

1.1 แผนพฒนำพลงงำนทดแทนและพลงงำนทำงเลอก พ.ศ. 2558-2579 ของประเทศไทย

1.1.1 ควำมส ำคญของกำรพฒนำพลงงำนทดแทน ประเทศไทยตองพงพาการน าเขาพลงงานจากตางประเทศเปนหลก จากขอมลในป 2554 ทผานมา

พบวากวารอยละ 60 ของความตองการพลงงานเชงพาณชยขนตนมาจากการน าเขา โดยมสดสวนการน าเขาน ามนสงถงรอยละ 60 ของปรมาณการใชน ามนทงหมดภายในประเทศ และยงมแนวโนมจะสงขนอกเพราะไมสามารถเพมปรมาณการผลตปโตรเลยมในประเทศไดทนกบความตองการใชงาน การพฒนาพลงงานทดแทนอยางจรงจงจะชวยลดการพงพาและการน าเขาน ามนเชอเพลงและพลงงานชนดอน และยงชวยกระจายความเสยงในการจดหาเชอเพลงเพอการผลตไฟฟาของประเทศซงเดมตองพงพากาซธรรมชาตเปนหลกมากกวารอยละ 70 โดยพลงงานทดแทน ถอเปนหนงในเชอเพลงเปาหมายทคาดวาจะสามารถน ามาใชในการผลตไฟฟาทดแทนกาซธรรมชาตไดอยางมนยส าคญ โดยเฉพาะพลงงานแสงอาทตย พลงงานลม พลงน าขนาดเลก ชวมวล กาซชวภาพ และขยะ และหากเทคโนโลยพลงงานทดแทนเหลานมตนทนถกลงและไดรบการยอมรบอยางกวางขวาง กอาจสามารถพฒนาใหเปนพลงงานหลกในการผลตไฟฟาส าหรบประเทศไทยไดในอนาคต ในการบรหารจดการดานพลงงาน ของประเทศ กระทรวงพลงงาน ไดวางกรอบแผนบรณาการพลงงานแหงชาต ทใหความส าคญใน 3 ดาน ประกอบดวย (1) ดานความมนคงทางพลงงาน (Security) ในการตอบสนองตอปรมาณความตองการพลงงานทสอดคลองกบอตราการเจรญเตบโตทางเศรษฐกจ อตราการเพมของประชากร และอตราการขยายตวของเขตเมอง รวมถงการกระจายสดสวนของเชอเพลงใหมความเหมาะสม (2) ดานเศรษฐกจ (Economy) ทตองค านงถงตนทนพลงงานทมความเหมาะสมและไมเปนอปสรรคตอการพฒนาทางเศรษฐกจและสงคมของประเทศในระยะยาว การปฏรปโครงสรางราคาเชอเพลงประเภทตางๆ ใหสอดคลองกบตนทน และใหมภาระภาษทเหมาะสม เพอเพมประสทธภาพการใชพลงงานของประเทศไมใหเกดการใชพลงงานอยางฟมเฟอย รวมถงสงเสรมการใชพลงงานอยางมประสทธภาพ (3) ดานสงแวดลอม (Ecology) เพมสดสวนการผลตพลงงานหมนเวยนภายในประเทศ และการผลตพลงงานดวยเทคโนโลยประสทธภาพสง เพอลดผลกระทบตอสงแวดลอมและชมชน ในแผนบรณาการพลงงานแหงชาต กระทรวงพลงงานไดทบทวนการจดท าแผนพลงงาน 5 แผนหลกในชวงป พ.ศ. 2558 – 2579 ทสอดคลองกบกรอบของการจดท าแผนพฒนาเศรษฐกจและสงคมแหงชาต ไดแก



2

แผนพฒนาก าลงผลตไฟฟาของประเทศไทย แผนอนรกษพลงงาน แผนพฒนาพลงงานทดแทนและพลงงานทางเลอก แผนการจดหากาซธรรมชาตของไทย และแผนบรหารจดการน ามนเชอเพลง โดยในการจดท าแผนพฒนาพลงงานทดแทนและพลงงานทางเลอก (Alternative Energy Development Plan : AEDP2015) จะใหความส าคญในการสงเสรมการผลตพลงงานจากวตถดบพลงงานทดแทนทมอยภายในประเทศใหไดเตมตามศกยภาพ การพฒนาศกยภาพการผลตพลงงานทดแทนดวยเทคโนโลยทมความเหมาะสม และการพฒนาพลงงานทดแทนเพอผลประโยชนรวมในมตดานสงคมและสงแวดลอมแกชมชน การจดทาแผน AEDP2015 ไดเปดรบฟงความคดเหนจากผมสวนไดสวนเสยผานการจดสมมนารบฟงความคดเหน “ทศทางพลงงานไทย” ของกระทรวงพลงงาน ในระหวางเดอนสงหาคม – กนยายน 2557 ใน ภาคเหนอ (จงหวดเชยงใหม) ภาคตะวนออกเฉยงเหนอ (จงหวดขอนแกน) ภาคใต (จงหวดสราษฎรธาน) และสวนกลาง (กรงเทพมหานคร) รวมไปถงการสมมนากลมยอย (Focus group) เมอเดอนสงหาคม 2558 เพอน าความเหนและขอเสนอแนะตางๆ มาประกอบการจดท าแผน AEDP ดวย

1.1.2 สรปสถำนภำพกำรพฒนำพลงงำนทดแทนของประเทศไทย การพฒนาพลงงานทดแทนในประเทศไทยเพมขนอยางตอเนอง เปนผลมาจากนโยบายสงเสรมการ

ผลตการใชพลงงานทดแทน โดยการใชงานจะอยในรปของพลงงานไฟฟา พลงงานความรอน และเชอเพลงชวภาพ โดยในป 2557 ประเทศไทยมการใชพลงงานทดแทนทงสน 9,025 พนตนเทยบเทาน ามนดบ (ktoe) เพมขนจากปกอนรอยละ 9.6 หรอคดเปนรอยละ 11.9 ของการใชพลงงานขนสดทาย ดงสรปในตารางท 1.1

การใชพลงงานทดแทนจะอยในรปของพลงงานความรอนมากทสด คดเปนสดสวนมากกวารอยละ 60 ของการใชพลงงานทดแทนทงหมด รองลงมา ไดแก เชอเพลงชวภาพ และไฟฟา โดยในป 2557 การใชพลงงานความรอนคดเปนรอยละ 64 เชอเพลงชวภาพ และไฟฟา คดเปนรอยละ 19.7 และ 16.3 ตามล าดบ



2

แผนพฒนาก าลงผลตไฟฟาของประเทศไทย แผนอนรกษพลงงาน แผนพฒนาพลงงานทดแทนและพลงงานทางเลอก แผนการจดหากาซธรรมชาตของไทย และแผนบรหารจดการน ามนเชอเพลง โดยในการจดท าแผนพฒนาพลงงานทดแทนและพลงงานทางเลอก (Alternative Energy Development Plan : AEDP2015) จะใหความส าคญในการสงเสรมการผลตพลงงานจากวตถดบพลงงานทดแทนทมอยภายในประเทศใหไดเตมตามศกยภาพ การพฒนาศกยภาพการผลตพลงงานทดแทนดวยเทคโนโลยทมความเหมาะสม และการพฒนาพลงงานทดแทนเพอผลประโยชนรวมในมตดานสงคมและสงแวดลอมแกชมชน การจดทาแผน AEDP2015 ไดเปดรบฟงความคดเหนจากผมสวนไดสวนเสยผานการจดสมมนารบฟงความคดเหน “ทศทางพลงงานไทย” ของกระทรวงพลงงาน ในระหวางเดอนสงหาคม – กนยายน 2557 ใน ภาคเหนอ (จงหวดเชยงใหม) ภาคตะวนออกเฉยงเหนอ (จงหวดขอนแกน) ภาคใต (จงหวดสราษฎรธาน) และสวนกลาง (กรงเทพมหานคร) รวมไปถงการสมมนากลมยอย (Focus group) เมอเดอนสงหาคม 2558 เพอน าความเหนและขอเสนอแนะตางๆ มาประกอบการจดท าแผน AEDP ดวย

1.1.2 สรปสถำนภำพกำรพฒนำพลงงำนทดแทนของประเทศไทย การพฒนาพลงงานทดแทนในประเทศไทยเพมขนอยางตอเนอง เปนผลมาจากนโยบายสงเสรมการ

ผลตการใชพลงงานทดแทน โดยการใชงานจะอยในรปของพลงงานไฟฟา พลงงานความรอน และเชอเพลงชวภาพ โดยในป 2557 ประเทศไทยมการใชพลงงานทดแทนทงสน 9,025 พนตนเทยบเทาน ามนดบ (ktoe) เพมขนจากปกอนรอยละ 9.6 หรอคดเปนรอยละ 11.9 ของการใชพลงงานขนสดทาย ดงสรปในตารางท 1.1

การใชพลงงานทดแทนจะอยในรปของพลงงานความรอนมากทสด คดเปนสดสวนมากกวารอยละ 60 ของการใชพลงงานทดแทนทงหมด รองลงมา ไดแก เชอเพลงชวภาพ และไฟฟา โดยในป 2557 การใชพลงงานความรอนคดเปนรอยละ 64 เชอเพลงชวภาพ และไฟฟา คดเปนรอยละ 19.7 และ 16.3 ตามล าดบ

3

ตำรำงท 1.1 การด าเนนงานดานพลงงานทดแทนใน ป 2555-2557

กระทรวงพลงงานมนโยบายสงเสรมการผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทนมาตงแตป 2532 โดยใหการไฟฟาฝายผลตแหงประเทศไทย (กฟผ.) รบซอไฟฟาจากผผลตไฟฟาเอกชนขนาดเลก (Small Power Produce: SPP) ทผลตพลงงานไฟฟาและความรอนรวม (Cogeneration) จากกากหรอเศษวสดเหลอใชจากการเกษตรโดยน าพลงงานความรอนทเหลอจากกระบวนการผลตไปใชในการผลตไฟฟาเพอขายเขาระบบสายสงเปนการสงเสรมการผลตไฟฟาอยางมประสทธภาพและชวยแบงเบาภาระการลงทนของภาครฐในระบบการผลตและจ าหนายไฟฟาดวย ตอมาไดขยายผลสการรบซอไฟฟาจากพลงงานหมนเวยนประเภทอนๆ ทงพลงงานแสงอาทตย กาซชวภาพ ขยะ พลงน า พลงงานลม จากผผลตไฟฟาขนาดเลกมาก (Very Small Power Produce: VSPP) ขนาดไมเกน 10 เมกะวตต เพอกระจายโอกาสไปยงพนทหางไกลใหมสวนรวมในการผลตไฟฟา ชวยลดความสญเสยในระบบไฟฟา และลดการลงทนกอสรางโรงไฟฟาขนาดใหญเพอจ าหนายไฟฟา โดยสนบสนนผานมาตรการสวนเพมราคารบซอไฟฟา (Adder) ทงน อตราสวนเพมและระยะเวลาในการสนบสนนจะแตกตางกนตามประเภทพลงงานทดแทน โดยมสวนเพมอตรารบซอไฟฟาพเศษส าหรบโครงการโรงไฟฟาพลงงานหมนเวยนในจงหวดชายแดนภาคใต ไดแก จงหวดยะลา ปตตาน นราธวาส และ 4 อ าเภอในจงหวดสงขลา จากมาตรการจงใจดงกลาวท าใหการผลตไฟฟา



4

จากพลงงานทดแทนมสดสวนเพมสงขนทกป โดยในป 2550 มสดสวนปรมาณไฟฟาจากพลงงานทดแทนทผลตไดรวมการผลตไฟฟานอกระบบ (Including off grid power generation) ทงประเทศรอยละ 4.3 และเพมเปนรอยละ 9.87 ในป 2557 (ไมรวมพลงน าขนาดใหญ) ดงแสดงในรปท 1.1

รปท 1.1 ปรมาณพลงงานไฟฟาจากพลงงานทดแทนของประเทศไทยในป 2550 – 2557 อตสาหกรรมหลกทมการใชเชอเพลงพลงงานทดแทนเพอผลตความรอนจะเปนอตสาหกรรมเกษตร

ทงสน ไดแก อตสาหกรรมน าตาล อตสาหกรรมผลตน ามนปาลม อตสาหกรรมแปงมนส าปะหลง อตสาหกรรมแปรรปไม อตสาหกรรมกระดาษ โรงสขาว และฟารมปศสตว ซงลวนเปนอตสาหกรรมทมเศษวสดเหลอทงและของเสยจากกระบวนการผลต ทสามารถน ามาเปนวตถดบในการผลตพลงงานในรปของเชอเพลงชวมวลและกาซชวภาพจากน าเสย เพอลดภาระคาใชจายจากการจดซอเชอเพลงจากภายนอกมาใช ท าใหวสดเหลอทงประเภทเชอเพลงชวมวล ไดแก ชานออย แกลบ เศษไม ใยปาลม กะลาปาลม และขเลอย ไดรบความนยมในการน าไปเปนเชอเพลงในภาคอตสาหกรรมเกษตรอยางกวางขวาง

นโยบายรฐบาลทสงเสรมการผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทนดวยระบบผลตพลงงานไฟฟาและความรอนรวมเปนสวนหนงทกระตนใหเกดการลงทนเพมประสทธภาพระบบผลตพลงงาน รวมไปถงการสนบสนนระบบผลตกาซชวภาพจากมลสตวและน าเสยจากโรงงาน การน าพลงงานแสงอาทตยมาผลตน ารอนและอบแหงในภาคธรกจ เปนตน การเพมสดสวนการใชเชอเพลงพลงงานทดแทนเพอลดการใชเชอเพลงฟอสซลเปนการเพมศกยภาพการแขงขนใหกบอตสาหกรรมในการลดตนทนการผลตโดยการน าของเสยกลบมาใชประโยชน ลดภาระคาใชจายจากเชอเพลงฟอสซล และสรางสขภาวะทดตอชมชนรอบโรงงานดวย



4

จากพลงงานทดแทนมสดสวนเพมสงขนทกป โดยในป 2550 มสดสวนปรมาณไฟฟาจากพลงงานทดแทนทผลตไดรวมการผลตไฟฟานอกระบบ (Including off grid power generation) ทงประเทศรอยละ 4.3 และเพมเปนรอยละ 9.87 ในป 2557 (ไมรวมพลงน าขนาดใหญ) ดงแสดงในรปท 1.1

รปท 1.1 ปรมาณพลงงานไฟฟาจากพลงงานทดแทนของประเทศไทยในป 2550 – 2557 อตสาหกรรมหลกทมการใชเชอเพลงพลงงานทดแทนเพอผลตความรอนจะเปนอตสาหกรรมเกษตร

ทงสน ไดแก อตสาหกรรมน าตาล อตสาหกรรมผลตน ามนปาลม อตสาหกรรมแปงมนส าปะหลง อตสาหกรรมแปรรปไม อตสาหกรรมกระดาษ โรงสขาว และฟารมปศสตว ซงลวนเปนอตสาหกรรมทมเศษวสดเหลอทงและของเสยจากกระบวนการผลต ทสามารถน ามาเปนวตถดบในการผลตพลงงานในรปของเชอเพลงชวมวลและกาซชวภาพจากน าเสย เพอลดภาระคาใชจายจากการจดซอเชอเพลงจากภายนอกมาใช ท าใหวสดเหลอทงประเภทเชอเพลงชวมวล ไดแก ชานออย แกลบ เศษไม ใยปาลม กะลาปาลม และขเลอย ไดรบความนยมในการน าไปเปนเชอเพลงในภาคอตสาหกรรมเกษตรอยางกวางขวาง

นโยบายรฐบาลทสงเสรมการผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทนดวยระบบผลตพลงงานไฟฟาและความรอนรวมเปนสวนหนงทกระตนใหเกดการลงทนเพมประสทธภาพระบบผลตพลงงาน รวมไปถงการสนบสนนระบบผลตกาซชวภาพจากมลสตวและน าเสยจากโรงงาน การน าพลงงานแสงอาทตยมาผลตน ารอนและอบแหงในภาคธรกจ เปนตน การเพมสดสวนการใชเชอเพลงพลงงานทดแทนเพอลดการใชเชอเพลงฟอสซลเปนการเพมศกยภาพการแขงขนใหกบอตสาหกรรมในการลดตนทนการผลตโดยการน าของเสยกลบมาใชประโยชน ลดภาระคาใชจายจากเชอเพลงฟอสซล และสรางสขภาวะทดตอชมชนรอบโรงงานดวย

5

ตำรำงท 1.2 การใชพลงงานความรอนจากพลงงานทดแทนป 2553 – 2557

ชวมวลเปนพลงงานทดแทนทมสดสวนมากทสดในการผลตความรอน ดงแสดงในตารางท 1.2 โดยในป 2557 มสดสวนคดเปนรอยละ 89 ของการผลตพลงงานความรอนจากพลงงานทดแทนทงหมด กาซชวภาพคดเปนรอยละ 9 และทเหลอเปนพลงงานความรอนจากขยะและพลงงานแสงอาทตย ซงการผลตพลงงานความรอนจากขยะและพลงงานแสงอาทตยยงเปนสวนทตองการการสนบสนนใหเกดการใชประโยชนในภาคบรการและภาคครวเรอนใหมากขน

1.1.3 เปำหมำยกำรพฒนำพลงงำนทดแทน การพฒนาพลงงานทดแทนเปนสวนหนงของการก าหนดนโยบายพลงงานในภาพรวมทจ าเปนตองมการ บรณาการรวมกบแผนพลงงานอนๆ เพอใหการขบเคลอนสอดคลองกน ในการจดท าแผน AEDP2015 ไดน าคาพยากรณความตองการใชพลงงานขนสดทายตามแผนอนรกษพลงงาน (Energy Efficiency Plan : EEP 2015) กรณทสามารถบรรลเปาหมายลดความเขมการใชพลงงาน (Energy Intensity) ลงรอยละ 30 ในป 2579 เมอเทยบกบป 2553 แลว คาดการณความตองการใชพลงงานขนสดทาย ณ ป 2579 จะอยทระดบ 131,000 พนตนเทยบเทาน ามนดบ (ktoe) คาพยากรณความตองการพลงงานไฟฟาสทธของประเทศจากแผนพฒนาก าลงผลตไฟฟาของประเทศไทย (Power Development Plan : PDP2015) ในป 2579 มคาเทากบ 326,119 ลานหนวยหรอเทยบเทา 27,789 ktoe คาพยากรณความตองการใชพลงงานความรอน ในป 2579 เทากบ 68,413 ktoe และคาพยากรณความตองการใชเชอเพลงในภาคขนสงจากแผนบรหารจดการน ามนเชอเพลง ในป 2579 มคาเทากบ 34,798 ktoe มาเปนกรอบในการก าหนดเปาหมายเพมสดสวนการใชพลงงานทดแทน รวมทงพจารณาถงศกยภาพแหลงพลงงานทดแทนทสามารถน ามาพฒนาได ทงในรปของพลงงานไฟฟา ความรอน และเชอเพลงชวภาพภายใตแผน AEDP2015 เปนรอยละ 30 ของการใชพลงงานขนสดทายในป 2579 ดงแสดงในตารางท 1.3



6

ตำรำงท 1.3 เปาหมายการพฒนาพลงงานทดแทนภายใตแผน AEDP ในป 2579

เปำหมำยกำรผลตไฟฟำจำกพลงงำนทดแทน กระทรวงพลงงานมประเดนการพจารณาเพอก าหนดเปาหมายการพฒนาการผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทนใหมความชดเจนและสอดคลองกบศกยภาพของเชอเพลงวตถดบ และความสามารถในการรองรบระบบไฟฟา ดงน ศกยภำพแหลงพลงงำนทดแทนคงเหลอของแตละเทคโนโลย ประเมนจากศกยภาพของเชอเพลงพลงงานทดแทนทมอยทงหมด หกดวยปรมาณเชอเพลงพลงงานทดแทน

สวนทน าไปใชแลวส าหรบแตละประเภทเชอเพลงพลงงานทดแทน ควำมตองกำรกำรใชไฟฟำ

ประเมนจากการพยากรณความตองการใชไฟฟารายสถานไฟฟาของการไฟฟานครหลวง (กฟน.) และการไฟฟาสวนภมภาค (กฟภ.) น ามาปรบคาใหสอดคลองกบแผน EEP 2015 ซงมคาพยากรณความตองการใชไฟฟาขนสดทายของทงประเทศ ณ ป 2579 เทากบ 326,119 ลานหนวย ควำมสำมำรถของสำยสงในกำรรองรบไฟฟำทผลตจำกพลงงำนทดแทน

ในแผน PDP2015 การไฟฟาฝายผลตแหงประเทศไทย (กฟผ.) ไดประเมนศกยภาพสายสงในการรองรบการผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทนรายสถานไฟฟาและรายป ตงแตป 2558 -2567 ซงมขอจ ากดในการรองรบการผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทน โดยหลงจากป 2567 เปนตนไป ปญหาขอจ ากดจะหมดไป ซงจะสามารถวางแผนพฒนาสายสงไฟฟาใหสอดรบกบเปาหมายการผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทนทจะเพมขนไดอยางเตมท กำรจดล ำดบเทคโนโลยตำมรำคำตนทนส ำหรบกำรผลตไฟฟำจำกเชอเพลงพลงงำนทดแทนประเภท

ตำงๆ (Merit Order from Levelized Cost of Electricity: LCOE) และตำมนโยบำยของรฐบำลในดำนผลประโยชนเชงสงคมและสงแวดลอมจำกโรงไฟฟำพลงงำนทดแทน (Society Cost)

พจารณาจาก ตนทนคากอสราง (Construction Cost) คาด าเนนการ (Operation Cost) และคาบ ารงรกษา (Maintenance Cost) ของโรงไฟฟาพลงงานทดแทน รวมถงคาเชอเพลงวตถดบ (Fuel Cost) ในกรณทเปนพลงงานจากชวมวล พลงงานจากขยะ และพลงงานจากกาซชวภาพทผลตจากพชพลงงาน ทงน ราคาตนทนสทธในการผลตไฟฟาจากจะคดเปนชวงตลอดอายโครงการโรงไฟฟาพลงงานทดแทน และพจารณาตามล าดบ



6

ตำรำงท 1.3 เปาหมายการพฒนาพลงงานทดแทนภายใตแผน AEDP ในป 2579

เปำหมำยกำรผลตไฟฟำจำกพลงงำนทดแทน กระทรวงพลงงานมประเดนการพจารณาเพอก าหนดเปาหมายการพฒนาการผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทนใหมความชดเจนและสอดคลองกบศกยภาพของเชอเพลงวตถดบ และความสามารถในการรองรบระบบไฟฟา ดงน ศกยภำพแหลงพลงงำนทดแทนคงเหลอของแตละเทคโนโลย ประเมนจากศกยภาพของเชอเพลงพลงงานทดแทนทมอยทงหมด หกดวยปรมาณเชอเพลงพลงงานทดแทน

สวนทน าไปใชแลวส าหรบแตละประเภทเชอเพลงพลงงานทดแทน ควำมตองกำรกำรใชไฟฟำ

ประเมนจากการพยากรณความตองการใชไฟฟารายสถานไฟฟาของการไฟฟานครหลวง (กฟน.) และการไฟฟาสวนภมภาค (กฟภ.) น ามาปรบคาใหสอดคลองกบแผน EEP 2015 ซงมคาพยากรณความตองการใชไฟฟาขนสดทายของทงประเทศ ณ ป 2579 เทากบ 326,119 ลานหนวย ควำมสำมำรถของสำยสงในกำรรองรบไฟฟำทผลตจำกพลงงำนทดแทน

ในแผน PDP2015 การไฟฟาฝายผลตแหงประเทศไทย (กฟผ.) ไดประเมนศกยภาพสายสงในการรองรบการผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทนรายสถานไฟฟาและรายป ตงแตป 2558 -2567 ซงมขอจ ากดในการรองรบการผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทน โดยหลงจากป 2567 เปนตนไป ปญหาขอจ ากดจะหมดไป ซงจะสามารถวางแผนพฒนาสายสงไฟฟาใหสอดรบกบเปาหมายการผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทนทจะเพมขนไดอยางเตมท กำรจดล ำดบเทคโนโลยตำมรำคำตนทนส ำหรบกำรผลตไฟฟำจำกเชอเพลงพลงงำนทดแทนประเภท

ตำงๆ (Merit Order from Levelized Cost of Electricity: LCOE) และตำมนโยบำยของรฐบำลในดำนผลประโยชนเชงสงคมและสงแวดลอมจำกโรงไฟฟำพลงงำนทดแทน (Society Cost)

พจารณาจาก ตนทนคากอสราง (Construction Cost) คาด าเนนการ (Operation Cost) และคาบ ารงรกษา (Maintenance Cost) ของโรงไฟฟาพลงงานทดแทน รวมถงคาเชอเพลงวตถดบ (Fuel Cost) ในกรณทเปนพลงงานจากชวมวล พลงงานจากขยะ และพลงงานจากกาซชวภาพทผลตจากพชพลงงาน ทงน ราคาตนทนสทธในการผลตไฟฟาจากจะคดเปนชวงตลอดอายโครงการโรงไฟฟาพลงงานทดแทน และพจารณาตามล าดบ

7

ความส าคญตามนโยบายการสงเสรมของรฐบาลจากปรมาณผลกระทบทจะลดได (เทยบเปนมลคาเงน) จากการลดการปลอยกาซเรอนกระจกเมอน าพลงงานทดแทนมาใชผลตไฟฟา รวมถงมลคาการจางงานทจะเกดขน กำรจดสรรกำรผลตไฟฟำจำกแหลงพลงงำนทดแทนเชงพนท (RE Zoning)

เปนการก าหนดเปาหมายปรมาณก าลงการผลตไฟฟาจากแหลงพลงงานทดแทนประเภทตางๆ โดยใชหลกการ Renewable Energy Supply-Demand Matching โดยน าศกยภาพคงเหลอของแหลงพลงงานทดแทนมาจดเรยงตาม Merit Order เชงนโยบายของเทคโนโลยพลงงานทดแทนตางๆ ใหสอดคลองกบความตองการใชไฟฟาในพนท และพจารณาขอจ ากดของสายสงทรบไดตามขนตอน ดงน (1) จดท า Merit Order ตามตนทนการผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทนและมลคาผลประโยชนเชงสงคมและสงแวดลอม และปรบล าดบ Merit Order ใหสอดคลองกบนโยบายการสงเสรมพลงงานขยะและพลงงานชวภาพของภาครฐ เพอสรางประโยชนรวมกบเกษตรกรและชมชน รวมถงการเขาถงพลงงานไฟฟาของประชาชนในพนทหางไกลไดล าดบ Merit Order ดงตอไปน (2) จดสรรเปาหมายการผลตไฟฟาของแตละประเภทเชอเพลงพลงงานทดแทน ส าหรบในแตละโซนพนท โดยน าปรมาณพลงงานไฟฟาสวนทมการตดตงแลว รวมทงทมแผนงานจะถกน าไปใช (โครงการทผกพนกบภาครฐ) มาเปนฐานในการพจารณาเพอใหทราบสวนตางของปรมาณการผลตไฟฟาทจะตองด าเนนการเพมเตม (โครงการใหม) ใหเปาหมายการผลตไฟฟาในโซนพนทนน เพยงพอและสอดคลองกบขอจ ากดทน ามาพจารณาในทกขอ อนประกอบดวย ขอจ ากดดานปรมาณความตองการใชไฟฟาสวนเพม และ ขอจ ากดดานศกยภาพสายสง ตำรำงท 1.4 สถานภาพและเปาหมายการผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทนแตละประเภทเชอเพลง



8

เปาหมายการผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทนแตละประเภทเชอเพลงตามแผน AEDP2015 (ตารางท 1.4) มสดสวนการผลตไฟฟาจากเชอเพลงพลงงานทดแทนในภาพรวมของทงประเทศ ทรอยละ 20 ของปรมาณความตองการพลงงานไฟฟา (Energy) รวมสทธ ซงสอดคลองตามกรอบการก าหนดสดสวนเชอเพลงในการผลตไฟฟาของแผนพฒนาก าลงผลตไฟฟาของประเทศไทย พ.ศ. 2558 - 2579 (PDP2015) ทระบวาจะใหมสดสวนการผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทนอยในชวงรอยละ 15 - 20 ภายในป 2579

เปำหมำยกำรผลตควำมรอนจำกพลงงำนทดแทน ความตองการพลงงานเพอการผลตความรอน เปนสดสวนทส าคญในความตองการพลงงานของประเทศ ซงมอตราการเพมขนอยางตอเนองและแปรผนตรงกบสถานการณทางเศรษฐกจ เชน การขยายตวทางเศรษฐกจ อตสาหกรรม การขยายตวของเมองและชมชน และอตสาหกรรมการทองเทยว รวมถงภาคการเกษตรทมการปรบตวเปนภาคอตสาหกรรมเกษตร การก าหนดเปาหมายสงเสรมการผลตความรอนพจารณาตามขนตอน ดงตอไปน (1) กำรคำดกำรณควำมตองกำรพลงงำนเพอผลตควำมรอน ไดคาดการณความตองการพลงงานเพอผลตความรอน ในป 2579 โดยมปรมาณทงสน 68,413 ktoe ซงสอดคลองกบผลการวเคราะหความตองการพลงงานขนสดทายของประเทศตามแผน EEP 2015 ความตองการพลงงานไฟฟาตามแผน PDP2015 และความตองการเชอเพลงในภาคขนสงตามแผนบรหารจดการน ามนเชอเพลง (2) กำรประเมนศกยภำพกำรผลตควำมรอน จะพจารณาจากทรพยากรพลงงานทดแทนใน 4 กลม ดงน (2.1) การผลตความรอนจากวตถดบพลงงานทดแทนคงเหลอ ไดแก ขยะ ชวมวล และกาซชวภาพ โดยเปนศกยภาพเชอเพลงคงเหลอหลงจากหกสวนทประเมนเพอน าไปผลตเปนพลงงานประเภทอนแลว (ตารางท 1.5) (2.2) การผลตความรอนจากไมโตเรว พจารณาจากศกยภาพของพนทดนเสอมโทรมในการปลกไมโตเรว โดยคดเลอกพนทในการศกษาเปนพนทเสอมโทรมในระดบวกฤต และระดบรนแรง ในเขตปฏรปทดนเพอเกษตรกรรมนอกเขตชลประทานเปนหลก ซงไมเหมาะสมในการปลกพชเศรษฐกจหลก เพอไมใหเกดผลกระทบในการแยงพนทเพาะปลกพชอาหาร พบวา ประเทศไทยมพนททมศกยภาพส าหรบการปลกไมโตเรวประมาณ 4 ลานไร เมอประเมนการใชพนทดงกลาวเพยง 1 ใน 3 หรอ 1.45 ลานไร จะสามารถผลตชวมวลไดประมาณ 18 ลานตนตอป (2.3) การผลตความรอนจากพลงงานแสงอาทตย โดยประเมนศกยภาพจากกลมเปาหมายทมความตองการใชพลงงานแสงอาทตยเพอผลตความรอน ใน 3 เทคโนโลย ไดแก ระบบน ารอนแสงอาทตย ระบบอบแหงแสงอาทตย และระบบท าความเยนดวยความรอนแสงอาทตย คดเปนเปาหมายสงเสรมการผลตความรอนจากพลงงานแสงอาทตยรวม 1,200 ktoe

ระบบน ารอนแสงอาทตย กลมเปาหมาย คอ โรงแรม รสอรท และโรงพยาบาล ซงใชน ารอนส าหรบการใหบรการแขกผเขาพก หรอผปวย และในการซกลางภายในองคกร รวมถงกลมผใชน ารอนในกระบวนการอตสาหกรรมและทอยอาศย โดยมเปาหมายตดตงระบบน ารอนแสงอาทตย ราว 9.17 ลานตารางเมตร หรอเทยบเทาการผลตพลงงานความรอน 1,160 ktoe

9

ระบบอบแหงแสงอาทตย กลมเปาหมาย คอ ผประกอบการผลตภณฑอบแหงทงในระดบครวเรอนและระดบอตสาหกรรมขนาดกลางและขนาดเลก ใหใชระบบอบแหงแสงอาทตยแทนการตากแดดตามธรรมชาต ซงมกไดรบความเสยหายจากแมลง ฝนละออง และความชนในอากาศ ซงจะชวยยกระดบมาตรฐานผลตภณฑอบแหง โดยมเปาหมายสงเสรมการตดตงระบบอบแหงแสงอาทตย 75,000 ตารางเมตร หรอเทยบเทาการผลตพลงงานความรอน 5 ktoe

ระบบท าความเยนแสงอาทตย จะเปนการน าน ารอนแสงอาทตย มาเปนแหลงความรอนใหกบระบบผลตความเยนประเภทดดซบความรอน (Absorption chiller) สามารถน าไปใชงานไดในอาคารขนาดใหญ เชน อาคารส านกงาน โรงแรม ศนยการคา และโรงพยาบาล เปนตน โดยมเปาหมายสงเสรมการใชงานระบบท าความเยนแสงอาทตยราว 300,000 ตารางเมตร หรอเทยบเทาการผลตพลงงานความรอน 35 ktoe

(2.4) การผลตความรอนจากพลงงานทางเลอกอน คอ แหลงวตถดบทอยระหวางการส ารวจ หรอการวจยพฒนา ทอาจมศกยภาพในอนาคตหากมการพฒนาเทคโนโลยทเหมาะสมและตนทนสามารถแขงขนไดกบเชอเพลงพลงงานประเภทอนๆ เชน พลงงานความรอนใตพภพ เปนตน ตามตารางท 1.6 ตำรำงท 1.5 ศกยภาพการผลตพลงงานความรอนจากวตถดบพลงงานทดแทนคงเหลอ



10

ตำรำงท 1.6 สถานภาพและเปาหมายการผลตความรอนจากพลงงานทดแทนแตละประเภทเชอเพลง

โดยสรป กระทรวงพลงงานไดก าหนดคาเปาหมายเพมสดสวนการใชพลงงานทดแทน ทงในรปของพลงงานไฟฟา ความรอน และเชอเพลงชวภาพภายใตแผน AEDP2015 เปนรอยละ 30 ของการใชพลงงานขนสดทายในป 2579 ดงสรปในตารางท 1.7



10

ตำรำงท 1.6 สถานภาพและเปาหมายการผลตความรอนจากพลงงานทดแทนแตละประเภทเชอเพลง

โดยสรป กระทรวงพลงงานไดก าหนดคาเปาหมายเพมสดสวนการใชพลงงานทดแทน ทงในรปของพลงงานไฟฟา ความรอน และเชอเพลงชวภาพภายใตแผน AEDP2015 เปนรอยละ 30 ของการใชพลงงานขนสดทายในป 2579 ดงสรปในตารางท 1.7

11

ตำรำงท 1.7 คาเปาหมายตามแผนพฒนาพลงงานทดแทน ในป 2579

1.1.4 ยทธศำสตรสงเสรมกำรพฒนำพลงงำนทดแทน กระทรวงพลงงานก าหนดยทธศาสตรเพอสงเสรมการพฒนาพลงงานทดแทนในป 2558 – 2579 ดงน ยทธศำสตรท 1 กำรเตรยมควำมพรอมดำนวตถดบและเทคโนโลยพลงงำนทดแทน เปำประสงค การพฒนาความสามารถในการผลต บรหารจดการวตถดบ ดวยเทคโนโลยทเหมาะสม กลยทธ 1.1 พฒนาวตถดบทางเลอกอน และพนททมศกยภาพเพอผลตพลงงานทดแทน กลยทธ 1.2 พฒนาการรปแบบการบรหารจดการและการใชวตถดบพลงงานทดแทนใหมประสทธภาพ กลยทธ 1.3 สงเสรมการพฒนาเทคโนโลยใหทเหมาะสมกบความสามารถการผลตและการใชพลงงานทดแทน กลยทธ 1.4 ปรบปรงระบบโครงสรางพนฐานเพอรองรบการผลตการใชพลงงานทดแทนอยางเหมาะสม



12

ยทธศำสตรท 2 กำรเพมศกยภำพกำรผลต กำรใช และตลำดพลงงำนทดแทน เปำประสงค การผลกดนความสามารถในการผลตและความตองการพลงงานทดแทน กลยทธ 2.1 สนบสนนครวเรอนและชมชนใหมสวนรวมในการผลตการใชพลงงานทดแทน กลยทธ 2.2 สงเสรมใหเกดการลงทนดานพลงงานทดแทนอยางเหมาะสมแกผผลตและผใชทงในและตางประเทศ กลยทธ 2.3 สงเสรมการลดตนทนการผลต และเพมประสทธภาพธรกจพลงงานทดแทน กลยทธ 2.4 พฒนากฎหมายดานพลงงานทดแทน พรอมทงเรงรดการปรบปรงแกไขกฎหมายและกฎระเบยบเพอสงเสรมการพฒนาพลงงานทดแทนอยางเหมาะสม ยทธศำสตรท 3 กำรสรำงจตส ำนกและเขำถงองคควำมร ขอเทจจรงดำนพลงงำนทดแทน เปำประสงค การสรางความตระหนกและความรความเขาใจตอการผลตการใชพลงงานทดแทนอยางมประสทธภาพและยงยน กลยทธ 3.1 พฒนาระบบสารสนเทศเพอบรหารจดการฐานขอมลดานพลงงานทดแทน กลยทธ 3.2 เผยแพร ประชาสมพนธขอมลขาวสาร องคความร และขอมลสถตพลงงานทดแทน กลยทธ 3.3 พฒนาบคลากรใหมความรความเขาใจดานพลงงานทดแทน เพอสรางความสามารถในการใชประโยชนจากพลงงานทดแทนทงภาคทฤษฎและภาคปฏบต กลยทธ 3.4 พฒนาเครอขายดานพลงงานทดแทนทเกยวของ และสนบสนนการมสวนรวมของเครอขายทงในระดบประเทศและในระดบนานาชาต 1.1.5 ผลทคำดวำจะไดรบ การบรรลเปาหมายตามนโยบายทจะเพมสดสวนการใชพลงงานทดแทนทงในรปของพลงงานไฟฟา ความรอน และเชอเพลงชวภาพภายใตแผน AEDP2015 เปนรอยละ 30 ของการใชพลงงานขนสดทายในป 2579 จะเทยบเทากบการลดใชเชอเพลงฟอสซลไดราว 39,388 ktoe ซงประเมนเปนมลคาการลดใชเชอเพลงฟอสซลได 590,820 ลานบาท (ราคาน ามนดบ 1 ktoe = 15 ลานบาท) หรอประเมนเปนกาซเรอนกระจกทลดไดจากการเผาไหมเชอเพลงฟอสซลเพอผลตพลงงานไดราว 140 ลานตนคารบอนไดออกไซดเทยบเทา (tCO2e) 1.2 ศกยภำพชวมวลและกำรน ำไปใชประโยชน

ในป 2557 กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน มอบหมายใหมลนธพลงงานเพอสงแวดล อม (มพส.) เปนผด าเนนงานศกษาวเคราะหการใชพลงงานทดแทนในภาคอตสาหกรรมและธรกจการคา โดยผลการศกษาสรปไดดงน

ชวมวล (Biomass) หมายถง สารอนทรยทเปนแหลงกกเกบพลงงานจากธรรมชาต ซงสามารถน ามาผลตพลงงานได เนองจากพชตองอาศยแสงอาทตยในการสงเคราะหแสงและเจรญเตบโต จากนนแปรเปลยนสภาพเปนของแขง เชน เศษไม ขาวโพดและตนออย หรอแปรสภาพเปนของเหลว เชน น ายางพารา น ามนพช ไบโอดเซลและเอทานอล ซงจะเหนวา ชวมวลมความหมายคอนขางกวาง โดยในทน จะใหนยามความหมายของชวมวลวา หมายถง “เศษวสดเหลอใชจำกกำรแปรรปสนคำทำงกำรเกษตร หรอจำกกำรเกบเกยว”

ปจจบนการใชประโยชนชวมวลในโรงงานอตสาหกรรมมแนวโนมเพมขน อนเนองมาจากสถานการณราคาเชอเพลงฟอสซลปรบตวสงขน รวมถงราคาถานหนทมการใชมากในโรงงานอตสาหกรรม ท าใหมการน าชวมวล

13

มาเปนเชอเพลงเสรมหรอเชอเพลงผสมในโรงงานอตสาหกรรมตาง ๆ ส าหรบการผลตความรอนเพอใชในกระบวนการผลตของโรงงานและใชเปนเชอเพลงส าหรบระบบการผลตไฟฟาและความรอนรวม (Combined Heat and Power : CHP or Cogeneration) โดยทชวมวลมคาความรอนสงพอ (ณ คาความชนไมเกนรอยละ 50 โดยน าหนก) ท าใหชวมวลเปนเชอเพลงทสามารถแขงขนไดกบเชอเพลงฟอสซลส าหรบระบบ CHP นอกจากน ส าหรบหนวยผลตพลงงานความรอนทขนาดไมใหญมาก ชวมวลจะเปนเชอเพลงทางเลอกรวมกบเชอเพลงฟอสซลในการผลตความรอน รวมถงไอน าทชวยลดการปลอยกาซเรอนกระจกซงเปนการผลตความรอนทมประสทธภาพและคมคาเชงเศรษฐศาสตรดวย

1.2.1 ประเภทของชวมวล ประเภทของชวมวลสามารถแบงไดหลายรปแบบขนกบวตถประสงคของการน าไปใชประโยชน ในทน

ไดแบงประเภทชวมวลตามแหลงทมา โดยแบงเปน 3 ประเภท คอ ประเภทแรก ชวมวลทพบไดตามโรงงานแปรรปสนคาทางการเกษตร เชน

1) แกลบไดจากโรงสขาว 2) กากออยหรอชานออยไดจากโรงงานน าตาล 3) ซงขาวโพดไดจากไซโล/โรงสขาวโพด 4) ใยปาลม ไดจากโรงงานสกดน ามนปาลมดบ 5) ทะลายเปลาไดจากโรงงานสกดน ามนปาลมดบ 6) กะลาปาลมไดจากโรงงานสกดน ามนปาลมดบ 7) ปกไม/ เศษไมไดจากโรงเลอยไม โรงงานเฟอรนเจอรไม 8) ขเลอยไดจากโรงเลอยไม โรงงานเฟอรนเจอรไม 9) เศษไมอน ๆ ทไมใชยางพาราไดจาก โรงเลอยไม โรงไมสบ 10) กะลามะพราว ไดจากโรงงานผลตภณฑมะพราว

ชวมวลประเภทนเปนทตองการของอตสาหกรรมทวไปเนองจากรวบรวมไดงาย ประเภทสอง ชวมวลทมการกระจายตวในพนทการเกษตรซงพบไดตามไรและนาขาว เชน

1) ฟางขาวอยในนาขาว 2) ใบออยและยอดออยอยในไรออย 3) ล าตนขาวโพดไดจากไรขาวโพดเปนตน 4) เหงามนส าปะหลงอยในไรมนส าปะหลง 5) ล าตนมนส าปะหลงอยในไรมนส าปะหลง 6) ทางปาลมหรอใบปาลมอยในสวนปาลมน ามน 7) รากไมหรอตอไมยางพาราอยในสวนยางพารา 8) ทะลายมะพราว อยในสวนมะพราว 9) เปลอกและกานมะพราว อยในสวนมะพราว



มาเปนเชอเพลงเสรมหรอเชอเพลงผสมในโรงงานอตสาหกรรมตาง ๆ ส าหรบการผลตความรอนเพอใชในกระบวนการผลตของโรงงานและใชเปนเชอเพลงส าหรบระบบการผลตไฟฟาและความรอนรวม (Combined Heat and Power : CHP or Cogeneration) โดยทชวมวลมคาความรอนสงพอ (ณ คาความชนไมเกนรอยละ 50 โดยน าหนก) ท าใหชวมวลเปนเชอเพลงทสามารถแขงขนไดกบเชอเพลงฟอสซลส าหรบระบบ CHP นอกจากน ส าหรบหนวยผลตพลงงานความรอนทขนาดไมใหญมาก ชวมวลจะเปนเชอเพลงทางเลอกรวมกบเชอเพลงฟอสซลในการผลตความรอน รวมถงไอน าทชวยลดการปลอยกาซเรอนกระจกซงเปนการผลตความรอนทมประสทธภาพและคมคาเชงเศรษฐศาสตรดวย

1.2.1 ประเภทของชวมวล ประเภทของชวมวลสามารถแบงไดหลายรปแบบขนกบวตถประสงคของการน าไปใชประโยชน ในทน

ไดแบงประเภทชวมวลตามแหลงทมา โดยแบงเปน 3 ประเภท คอ ประเภทแรก ชวมวลทพบไดตามโรงงานแปรรปสนคาทางการเกษตร เชน

1) แกลบไดจากโรงสขาว 2) กากออยหรอชานออยไดจากโรงงานน าตาล 3) ซงขาวโพดไดจากไซโล/โรงสขาวโพด 4) ใยปาลม ไดจากโรงงานสกดน ามนปาลมดบ 5) ทะลายเปลาไดจากโรงงานสกดน ามนปาลมดบ 6) กะลาปาลมไดจากโรงงานสกดน ามนปาลมดบ 7) ปกไม/ เศษไมไดจากโรงเลอยไม โรงงานเฟอรนเจอรไม 8) ขเลอยไดจากโรงเลอยไม โรงงานเฟอรนเจอรไม 9) เศษไมอน ๆ ทไมใชยางพาราไดจาก โรงเลอยไม โรงไมสบ 10) กะลามะพราว ไดจากโรงงานผลตภณฑมะพราว

ชวมวลประเภทนเปนทตองการของอตสาหกรรมทวไปเนองจากรวบรวมไดงาย ประเภทสอง ชวมวลทมการกระจายตวในพนทการเกษตรซงพบไดตามไรและนาขาว เชน

1) ฟางขาวอยในนาขาว 2) ใบออยและยอดออยอยในไรออย 3) ล าตนขาวโพดไดจากไรขาวโพดเปนตน 4) เหงามนส าปะหลงอยในไรมนส าปะหลง 5) ล าตนมนส าปะหลงอยในไรมนส าปะหลง 6) ทางปาลมหรอใบปาลมอยในสวนปาลมน ามน 7) รากไมหรอตอไมยางพาราอยในสวนยางพารา 8) ทะลายมะพราว อยในสวนมะพราว 9) เปลอกและกานมะพราว อยในสวนมะพราว



14

การน าชวมวลประเภททสองมาใชงานจะตองมคาใชจายในการจดเกบและรวบรวมเพมขนเปนผล ท าใหราคาตอคาความรอนสงกวาชวมวลประเภทแรก จงมการน าไปใชเปนเชอเพลงนอยมาก โดยชวมวลเหลานจะถกไถกลบหรอเผาทงเพอการก าจดเปนสวนใหญโดยไมไดมการน ามาใชประโยชน

ประเภทสำม ชวมวลทปลกใหมเพอเปนพลงงานโดยเฉพาะ เชน การปลกไมโตเรวเพอน ามาเปนเชอเพลงในการผลตไฟฟา ซงปจจบนในบางพนทเรมมการปลกไมโตเรวเพอใชในภาคพลงงานโดยเฉพาะแลว

1.2.2 สดสวนกำรใชประโยชนชวมวล จากการส ารวจภาคสนาม 613 ตวอยาง ประกอบดวยกลมเกษตรกร จ านวน 407 ตวอยาง สามารถ

สรปผลสดสวนการใชประโยชนชวมวลประเภทตาง ๆ ของทงประเทศไดดงตารางท 1.8

ตำรำงท 1.8 สรปผลสดสวนการใชประโยชนชวมวลประเภทตาง ๆ ของทงประเทศ

ชวมวล

สดสวนกำรใชประโยชนชวมวล สดสวน ชวมวลคงเหลอ

สดสวนกำรใชประโยชนดำนพลงงำน (Energy Use) สดสวนกำรใชประโยชนดำนอนๆ (Non-

energy Use) ใชเอง ภำค

อตสำหกรรม โรงไฟฟำ ครวเรอนและอตสำหกรรมในครวเรอน

แกลบ 21.8% 12.3% 37.8% 9.9% 18.2% 0.0% ฟางขาว 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 72.3% 27.7% ใบและยอดออย 0.0% 0.3% 0.0% 0.0% 40.5% 59.2% ชานออย 76.7% 0.0% 23.3% 0.0% 0.0% 0.0% ซงขาวโพด 20.3% 18.5% 0.4% 3.1% 48.0% 9.8% ล าตนขาวโพด 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 46.9% 53.1% เหงามนส าปะหลง 0.0% 1.2% 4.2% 0.0% 38.8% 55.8% ล าตนมนส าปะหลง 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 54.0% 46.0% ทางปาลม 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 10.2% 89.8% ใยปาลม 74.7% 23.8% 0.7% 0.0% 0.7% 0.0% กะลาปาลม 8.9% 89.5% 0.4% 0.0% 1.2% 0.0% ทะลายปาลมเปลา 1.3% 2.0% 2.0% 0.0% 78.8% 15.9% รากไมยางพารา 4.0% 23.1% 4.1% 0.0% 0.0% 68.8% ขเลอยไมยางพารา 40.9% 4.9% 0.0% 0.0% 54.1% 0.1% เศษไมยางพารา 0.9% 43.9% 1.9% 4.3% 48.9% 0.1% เศษไมอน 6.0% 41.6% 43.0% 0.4% 9.1% 0.0% กะลามะพราว 3.5% 0.0% 0.0% 15.2% 50.0% 31.3% เปลอกมะพราว 1.0% 0.0% 4.5% 0.0% 72.1% 22.4% ทะลายและทางมะพราว

2.2% 0.0% 2.2% 0.0% 5.3% 90.2%

15

จากตารางท 1.8 จะเหนไดวา แกลบ ชานออย ใยปาลม กะลาปาลมและเศษไมอน ๆ ถกใชประโยชนจนหมด โดยสวนใหญใชประโยชนดานพลงงาน สวนทะลายและทางมะพราว มการใชประโยชนนอยทสด รองลงมาไดแก ทางปาลมและรากไมยางพารา ทงน ชวมวลทไมมการใชประโยชนในดานพลงงานเลย ไดแก ฟางขาว ใบและยอดออย ล าตนขาวโพด ล าตนมนส าปะหลง และทางปาลม

ทงน มขอสงเกตส าหรบการส ารวจสถานการณการใชประโยชนชวมวล ดงตอไปน - สถานการณการใชประโยชนชวมวลมการเปลยนแปลงอยตลอดเวลา ขนกบความตองการใชประโยชน

และปรมาณในพนทรอบขาง - การใชประโยชนชวมวลสามารถเปลยนแปลงได ขนกบราคา และ เทคโนโลยทเหมาะสม

1.2.3 กำรประเมนศกยภำพชวมวลคงเหลอ เพอใหเขาใจวธการประเมนศกยภาพชวมวลคงเหลอ รวมทงสภาพการณจรง การประเมนศกยภาพ

ชวมวล แบงออกเปน 4 ขนตอนไดแก

ขนท 1: ปรมาณชวมวลทเกดขนเชงทฤษฎ = ผลผลตทางการเกษตร x อตราสวนชวมวลตอผลผลต ขนท 2: ปรมาณชวมวลทเกดขนจรง = ปรมำณทเกดขนเชงทฤษฎ x สดสวนการเกดชวมวล (%) ขนท 3: ปรมาณชวมวลทสามารถรวบรวมได = ปรมำณทเกดขนจรง x สดสวนชวมวลทรวบรวมได (%) ขนท 4: ศกยภาพชวมวลคงเหลอ = ปรมำณทสำมำรถรวบรวมได x สดสวนคงเหลอจากการใชประโยชน(%)

โดย

- ผลผลตทางการเกษตรจะเปนไปตามขอมลผลผลตของพชชวมวลรายจงหวดของส านกงานเศรษฐกจการเกษตรซงชวมวลสวนใหญเกดขนตามจงหวดทมการเพาะปลก ยกเวนกรณชวมวลทเกดจากการแปรรปไดแก กากออย กะลา ใยและทะลายปาลมทเกดขนตามจงหวดทมโรงงานแปรรป และชวมวลจากไมยางพาราจะใชขอมลเนอทกรดไดจากขอมลการผลตสนคาเกษตรของส านกงานเศรษฐกจการเกษตรหารดวย 25 (ยางจะโคนเมออาย 25 ป) สวนเศษไมอน ๆ ใชขอมลก าลงการผลตของโรงเลอยและโรงไมสบ

- อตราสวนชวมวลตอผลผลต ใชขอมลทเคยท าการศกษาไวในป 2551 - สดสวนการเกดชวมวล เปนแฟคเตอรท ก าหนดขนส าหรบชวมวลบางประเภท เนองจากผลผลต

ทางการเกษตรไมสามารถเกดเปนชวมวลไดทง 100% ไดแก ใบและยอดออยจะไมเกดขนในกรณทเกษตรกรเผาไรออยเพอเกบเกยว ซงขำวโพดจะไมเกดขนในกรณทใชเครองจกรในการเกบเกยว กะลำ ใยและทะลำยปำลม จะไมเกดขนกรณโรงงานสกดน ามนปาลมเปนแบบหบแหง

- สดสวนชวมวลทรวบรวมได เปนแฟคเตอรทก าหนดขน เนองจากชวมวลทเกดขนจะไมสามารถเกบรวบรวมมาใชประโยชนไดทงหมด โดยกรณชวมวลทไดจากโรงแปรรปจะมสดสวนทรวบรวมไดเทากบ 95% ขณะทชวมวลทตองรวบรวมจากพนทปลกจะมสดสวนทสญเสยเทากบ 90% ยกเวนแกลบ ใช 90% ส าหรบจงหวดแมฮองสอนและนาน ฟำงขำว จะมสดสวนของตอซงทไมสามารถเกบเกยวไดทงหมด จงคดลดลงจาก 90% เปน 80% ใบและยอดออย ใช 85% เนองจากเหลอเฉพาะสวนของใบและยอดออย ซงรวบรวมยาก ซงขำวโพด ใช 90% เนองจากโรงแปรรปสวนใหญเปนอตสาหกรรมขนาดเลกและกระจายตวอยคอนขางมาก กะลำมะพรำวและ



16

เปลอกมะพรำว จะใชคาเฉลยถวงน าหนกของชวมวลทเกดขนจากการบรโภคในครวเรอนและชวมวลทเกดขนจากการแปรรป และทะลำยและทำงมะพรำว ใช 70% ส าหรบพนทอน ๆ ยกเวนจงหวดประจวบครขนธ ชลบร สมทรสงคราม ชมพร สราษฎรธาน และนครศรธรรมราชใช 90%

- สดสวนคงเหลอจากการใชประโยชน ไดจากผลการส ารวจภาคสนาม ซงไดแบงการใชประโยชนชวมวลไว 2 ประเภทหลก ไดแก (1) การใชประโยชนดานพลงงาน โดยแบงเปนประเภทยอย 4 ประเภท คอ เจาของชวมวลใชเอง ขายเพอใชเปนเชอเพลงในโรงไฟฟา ขายเพอเปนเชอเพลงในโรงงานอตสาหกรรมและขายเพอเปนเชอเพลงในครวเรอนหรออตสาหกรรมครวเรอน และ (2) การใชประโยชนอน ๆ ทไมใชดานพลงงาน (Non-energy Use) อาท เปนวตถดบในอตสาหกรรมอน หรอน าไปใชในภาคเกษตร เชน รองพนในฟารมไก หรอใชในการเพาะเหด เปนตน

จากวธการประเมนดงกลาว สรปไดวา ปรมาณชวมวลทเกดขนเชงทฤษฎจากพชเศรษฐกจทง 8 ชนด เทากบ 36,014 ktoe ปรมาณชวมวลทเกดขนจรง 31,337 ktoe (87% ของปรมาณชวมวลทเกดขนเชงทฤษฎ) ปรมาณชวมวลทรวบรวมได 28,124 ktoe (90% ของปรมาณชวมวลทเกดขนจรง) และศกยภาพชวมวลคงเหลอทยงไมมการใชประโยชน เทากบ 6,592 ktoe หรอประมาณ 21% ของชวมวลทเกดขนจรง ดงแสดงในตารางท 1.9

รปท 1.2 เปรยบเทยบปรมาณชวมวลทเกดขนและศกยภาพชวมวลคงเหลอทงประเทศ

โดยชวมวลทเกดขนมากทสดในทางทฤษฎ ไดแก ใบและยอดออย เทากบ 6,235 ktoe หรอประมาณ

17% ของปรมาณชวมวลทเกดขนเชงทฤษฎทงหมด ขณะทชวมวลทเกดขนจรงและรวบรวมไดมากทสด ไดแก เศษไมอน ๆ เทากบ 6,046 และ 5,743 ktoe คดเปน 19% และ 20% ของปรมาณชวมวลทเกดขนจรงทงหมดและปรมาณชวมวลทรวบรวมไดทงหมด สวนชวมวลทมศกยภาพคงเหลอมากทสด ไดแก ทำงปำลม เทากบ 2,265 ktoe หรอ 34% ของศกยภาพชวมวลคงเหลอทงหมด

ในเชงพนท ภาคใตมศกยภาพชวมวลคงเหลอสงสด เทากบ 2,509 ktoe คดเปน 38% ของศกยภาพชวมวลคงเหลอทงประเทศ เนองจากเปนพนททมการปลกปาลมน ามนมากจงมทางปาลมคงเหลอจ านวนมาก รองลงมาไดแก ภาคเหนอ ภาคกลาง และภาคตะวนออกเฉยงเหนอ ตามล าดบ

ทงน มพส. มขอสงเกตส าหรบศกยภาพชวมวลคงเหลอ ดงตอไปน

36,014

31,337 28,124

6,592

-

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

ktoe

17

- ปจจยทมผลกระทบตอศกยภาพชวมวล ไดแก (1) คาแรงงานขนต า 300 บาท/วน (2) มาตรการชวยเหลอเกษตรกร อาท นโยบายจ าน าขาว นโยบายประกนราคาสนคาเกษตร (3) รปแบบการเกบเกยวผลผลตของเกษตรกร เนองจากปญหาการขาดแคลนแรงงานในภาคเกษตรกรรมประกอบกบเทคโนโลยการเกบผลผลตทพฒนาขน เกษตรกรหนไปใชเครองจกรในการเกบเกยวผลผลตมากขน หรอกรณของออย ซงเกษตรกรจ าเปนตองเผากอนตดเพอใหสามารถเกบเกยวไดงายขน ใชเวลานอยลงเปนตน

- การประเมนศกยภาพชวมวลจากการแปรรปปาลมน ามน ไดแก ใยปาลม กะลาปาลมและทะลายปาลมเปลา จะถกตองมากขนหากใชขอมลปรมาณน ามนปาลมดบทผลตไดรายจงหวดจากกรมการคาภายใน



18

ตำ

รำงท

1.9 ส

รปผล

การป

ระเมน

ศกยภ

าพชวมว

ลทงประเทศแ

ยกตามป

ระเภทช

วมวล

ชวมว

ล ป

รมำณ

ผลผล

ตพชป

25

56 (ต

น)

ปรม

ำณชว

มวล

ทเกดข

นเชงท

ฤษฎ

(ตน)

ปรม

ำณชว

มวล

ทเกดข

นเชง

ทฤษฎ

(kto

e)

สดสว

นกำร

เกด

ชวมว

ล (%

)

ปรม

ำณชว

มวล

ทเกดข

นจรง

(ktoe

)

สดสว

น ทร

วบรว

มได

(%)

ปรม

ำณท

รวบร

วมได

(ktoe

)

สดสว

นคงเห

ลอจำ

กกำร

ใช

ประโย

ชน (%

)

ศกยภ

ำพ

คงเหล

อ (kt

oe)

สดสว

นเทย

บกบ

ทกปร

ะเภท

(%)

แกลบ

37

,975,8

98

8,734

,457

2,795

10

0%

2,795

95

% 2,6

54

0%

0 0.0

% ฟา

งขาว

37

,975,8

98

18,60

8,190

5,4

31

100%

5,4

31

80%

4,345

28

% 1,2

04

18.1%

ใบแล

ะยอด

ออย

100,0

95,58

0 17

,016,2

49

6,235

34

% 2,1

34

85%

1,814

59

% 1,0

73

16.2%

ชานอ

อย

100,0

02,51

5 28

,000,7

04

4,884

10

0%

4,884

95

% 4,6

40

0%

0 0.0

%

ซงขาวโพ

ด 4,9

51,37

5 1,1

88,33

0 27

0 77

% 20

9 90

% 18

8 10

% 18

0.3

%

ล าตน

ขาวโพ

ด 4,9

51,37

5 9,1

10,53

0 2,1

20

77%

1,640

90

% 1,4

76

53%

784

11.8%

เหงาม

นส าป

ะหลง

28

,275,5

65

5,655

,113

735

100%

73

5 90

% 66

2 56

% 36

9 5.6

%

ล าตน

มนส าปะ

หลง

28,27

5,565

2,5

44,80

1 93

9 10

0%

939

90%

845

46%

388

5.9%

ทางปาลม

12,81

2,061

18

,065,0

06

2,801

10

0%

2,801

90

% 2,5

21

90%

2,265

34

.1%

ใยปาลม

12,81

2,061

2,4

34,29

2 65

7 98

% 64

3 95

% 61

1 0%

0

0.0%

กะลาปา

ลม

12,81

2,061

51

2,482

20

5 98

% 20

1 95

% 19

1 0%

0

0.0%

ทะลายป

าลมเป

ลา

12,81

2,061

4,0

99,86

0 70

3 98

% 68

8 95

% 65

3 16

% 10

4 1.6

%

รากไมย

างพารา

456,2

28

2,281

,138

456

100%

45

6 90

% 41

1 69

% 28

2 4.3

%

ขเลอย

ไมยางพ

ารา

456,2

28

1,368

,683

274

100%

27

4 95

% 26

0 0%

0

0.0%

เศษไมยางพ

ารา

456,2

28

5,474

,730

1,095

10

0%

1,095

90

% 98

5 0%

0

0.0%

เศษไมอน

18

,508,2

00

18,50

8,200

6,0

46

100%

6,0

46

95%

5,744

0%

0

0.0%

กะลามะ

พราว

1,1

61,44

2 29

0,361

11

2 10

0%

112

88%

98

31%

31

0.5%

เปลอ

กมะพ

ราว

1,108

,087

365,6

69

138

100%

13

8 88

% 6,6

38

22%

27

0.4%

ทะลายแ

ละทา

งมะพ

ราว

1,108

,087

321,3

45

117

100%

11

7 86

% 10

1 90

% 91

1.4

% รว

มทง 1

9 ประ

เภทชว

มวล

36,01

4 87

%

31,33

7 90

%

28,31

9 23

%

10

0.0%

19

1.2.4 สภำพตลำดชวมวลและแนวโนม ตลาดของชวมวลทง 19 ประเภท สามารถแบงออกไดเปน 3 ประเภท ไดแก (1) ชวมวลทตลำดซอ

ขำยทวไป ไดแก แกลบ ฟางขาว ชานออย ซงขาวโพด ใยปาลม กะลาปาลม ทะลายปาลมเปลา รากไมยางพารา ขเลอยไมยางพารา เศษไมยางพารา เศษไมอน ๆ กะลามะพราวและเปลอกมะพราว โดยชวมวลทเปนทตองการของตลาดพลงงาน ไดแก แกลบ ชานออย กะลาปาลม เศษไม (2) ชวมวลทมตลำดซอขำยเปนครงครำว ไดแก ใบและยอดออย และเหงามนส าปะหลง และ (3) ชวมวลทไมมตลำดซอขำย ไดแก ล าตนขาวโพด ล าตนมนส าปะหลง ทางปาลม ทางและทะลายมะพราว โดยในตลาดพลงงาน จะมผรวบรวมซงท าหนาทจดหาชวมวลใหกบผใชโดยเฉพาะ ซงตอบสนองความตองการของผใชเนองจากซอไดในปรมาณมาก ลดการจดการทยงยาก และใหเครดตระยะเวลาช าระเงน

จากการรวบรวมราคาชวมวลทมการซอขาย รวมไปถงการวเคราะหตนทนชวมวลทยงไมมตลาดซอขายมาวเคราะหเปรยบเทยบกนตอหนวยคาความรอน รวมไปถงเปรยบเทยบกบราคาเชอเพลงฟอสซล โดยมสมมตฐานส าคญดงน

(1) กรณทชวมวลดงกลาวมการใชในตลาดพลงงาน ไดแก เปนเชอเพลงในโรงงานอตสาหกรรมและโรงไฟฟา ใชราคาเฉลยในตลาดพลงงาน อยางไรกตาม ส าหรบเศษไมอนทไมใชไมยางพารา ใชราคาเฉลยเฉพาะทใชเปนเชอเพลงในโรงงานอตสาหกรรมและโรงไฟฟา ไมรวมกรณท าเปนเชอเพลงอดเมด

(2) กรณทชวมวลดงกลาวไมมการใชงานในตลาดพลงงานจะใชราคาเฉลยทกการใชประโยชน (3) ใบและยอดออย ใชตนทนใบและยอดออย แทนราคาใบและยอดออย เนองจากราคาดงกลาวไมจงใจ

เกษตรกรท าใหไมมการซอขายเพมเตม (4) ราคาเชอเพลงฟอสซลทน ามาเปรยบเทยบอางองขอมลของส านกงานนโยบายและแผนพลงงานป

2556 (รปท 1.3) สรปไดดงน - ราคาถานหนน าเขาเฉลยป 2556 เทากบ 2,290 บาท/ตน - ราคากาซปโตรเลยมเหลว (LPG) เฉลยป 2556 เทากบ 10.40 บาท/กโลกรม - ราคาน ามนเตาเกรด C เฉลยป 2556 เทากบ 18.80 บาท/ลตร หรอเทากบ 472.69 บาท/GJ



20

รปท 1.3 เปรยบเทยบราคา/ตนทนชวมวลประเภทตาง ๆ กบเชอเพลงฟอสซล

สรปผลการเปรยบเทยบราคา/ตนทนตอคาความรอนไดดงน (1) ราคา/ตนทนตอคาความรอนของชวมวลทกประเภทต ากวาราคาตอคาความรอนของ LPG และ

น ามนเตา ขณะทราคา/ตนทนตอคาความรอนของแกลบ ฟางขาว ชายออย ล าตนมนส าปะหลง ใยปาลม เศษไมอน กะลามะพราว เปลอกมะพราว ทะลายและทางมะพราว ต ากวาราคาตอคาความรอนของถานหน

(2) เมอพจารณาเฉพาะชวมวล จะเหนไดวา ราคากะลาปาลมตอหนวยความรอนสงทสด รองลงมาไดแก ล าตนขาวโพดและเหงามนส าปะหลงตามล าดบ

(3) ถงแมวาตนทนตอหนวยความรอนล าตนมนส าปะหลง เปลอกมะพราว ทะลายและทางมะพราว จะต ากวาถานหน แตเนองจากตองใชแรงงานมากในการเกบรวบรวม ขณะทแรงงานมจ ากด จงไมนยมน ามาใชเปนเชอเพลง

แนวโนมตลาดชวมวล สรปไดดงน - ราคาชวมวลในตลาดพลงงานจะเพมสงขน เมอราคาเชอเพลงฟอสซลสงขน โดยสวนใหญองกบถานหน

และราคาเศษไมทสงขนเนองจากการขยายตวของตลาดสงออกเชอเพลงอดเมด (Wood Pellet) - แนวโนมตลาดแกลบ ฟางขาว ซงขาวโพด ชานออย ใยปาลม ข เลอยและเศษไมยางพารา

กะลามะพราว ไมเปลยนแปลง - แนวโนมตลาดพลงงานส าหรบทะลายปาลมเปลา ขยมะพราว ทางมะพราว มโอกาสขยายตวหากม

การพฒนาเทคโนโลยการผลตพลงงาน - เหงามนส าปะหลงและรากไมยางพาราจะมโอกาสเขามาในตลาดพลงงานมากขน เพอใชเปนเชอเพลง

ทดแทนเศษไม เมอราคาเศษไมเพมสงขน จากการขยายตวของตลาดเชอเพลงอดเมด

74.46 82.60

95.03 85.96

110.61

150.79 137.42

81.45

121.53

43.86

162.72

103.59

87.21 98.84

108.53

74.75 80.10

34.38 51.69

-

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

GJ

LPG

21

- ใบและยอดออย ล าตนขาวโพด ล าตนมนส าปะหลง ทางปาลม ทะลายและทางมะพราว ตนทนสงและตองการแรงงานในการจดการมาก ขณะทแรงงานมจ ากด โอกาสการขยายตวในตลาดพลงงานนอย โดยภาคอตสาหกรรมเลอกใชเศษไมเฟอรนเจอรเกา เศษไมจากลงสนคาน าเขา หรอขยะ ทสามารถรวบรวมไดงายกวา

1.2.5 สถำนะกำรใชงำนเทคโนโลยกำรผลตพลงงำนจำกชวมวล จากขอมลสถานภาพการรบซอไฟฟาจากผผลตไฟฟาขนาดเลก (SPP) และขนาดเลกมาก (VSPP) ของ

กกพ. (กมภาพนธ 2557) พบวามโครงการโรงไฟฟาชวมวลทขายไฟฟาเขาระบบแลวทงสน 132 โครงการ ก าลงการผลตรวมทงสน 1,177.90 เมกะวตต รายละเอยดแสดงในตารางท 1.10

ตำรำงท 1.10 สถานภาพการรบซอไฟฟาจาก SPP และ VSPP ประเภทชวมวล ณ กมภาพนธ 2557

สถำนะ โรงไฟฟำ SPP โรงไฟฟำ VSPP รวมโรงไฟฟำทงหมด โครงกำร MW โครงกำร MW โครงกำร MW

ยนค าขอแตยงไมไดตอบรบซอ 4 104 9 40.62 13 144.62 ตอบรบซอแลว ยงไมเซน PPA 1 22 28 118.92 29 140.92 เซน PPA แลว ยงไม COD 2 34 141 989.76 143 1,023.76 COD แลว 28 535.6 104 642.295 132 1,177.90 ยกเลกตอบรบซอ 1 90 41 198.32 42 288.32 ยกเลกแบบค าขอ 3 108 26 127.05 29 235.05 ยกเลกสญญา 38 198.4 108 706.33 146 904.73 รวม 77 1,092.00 457 2,823.30 534 3,915.30 ทมา: ส านกงานคณะกรรมการก ากบกจการพลงงาน, 2557

1.2.5.1 สถำนะกำรใชงำนเทคโนโลยกำรเผำไหมโดยตรงในโรงไฟฟำชวมวล จากขอมลสถานภาพการรบซอไฟฟาจากผผลตไฟฟาขนาดเลก (SPP) และขนาดเลกมาก

(VSPP) ของ กกพ. (กมภาพนธ 2557) พบวาม 406 โครงการทขายไฟฟาเขาระบบแลวและใชเทคโนโลยเผาไหมโดยตรงรวมกบกงหนไอน า ในตารางท 1.11 แสดงตวอยางบางโครงการทมการใชงานเทคโนโลยการเผาไหมโดยตรง

ตำรำงท 1.11 ตวอยางการใชงานเทคโนโลยการเผาไหมโดยตรงในโรงไฟฟาชวมวล

โรงไฟฟำ ทตง ชนดเชอเพลง ก ำลงกำรผลต (เมกะวตต, MW)

ปรมำณขำยไฟฟำ (เมกะวตต, MW)

เทคโนโลย กำรผลตไฟฟำ

1) ตวอยำงโครงกำรทขำยไฟฟำเขำระบบจำกผผลตไฟฟำตำมระเบยบ SPP บจก.ไบโอแมส พาวเวอร จ.ชยนาท แกลบ 6 5 Co-

generation บจก.โรงไฟฟาน าตาลขอนแกน (โครงการ 2)

จ.กาญจนบร กากออย 65 22 Co-generation



20

รปท 1.3 เปรยบเทยบราคา/ตนทนชวมวลประเภทตาง ๆ กบเชอเพลงฟอสซล

สรปผลการเปรยบเทยบราคา/ตนทนตอคาความรอนไดดงน (1) ราคา/ตนทนตอคาความรอนของชวมวลทกประเภทต ากวาราคาตอคาความรอนของ LPG และ

น ามนเตา ขณะทราคา/ตนทนตอคาความรอนของแกลบ ฟางขาว ชายออย ล าตนมนส าปะหลง ใยปาลม เศษไมอน กะลามะพราว เปลอกมะพราว ทะลายและทางมะพราว ต ากวาราคาตอคาความรอนของถานหน

(2) เมอพจารณาเฉพาะชวมวล จะเหนไดวา ราคากะลาปาลมตอหนวยความรอนสงทสด รองลงมาไดแก ล าตนขาวโพดและเหงามนส าปะหลงตามล าดบ

(3) ถงแมวาตนทนตอหนวยความรอนล าตนมนส าปะหลง เปลอกมะพราว ทะลายและทางมะพราว จะต ากวาถานหน แตเนองจากตองใชแรงงานมากในการเกบรวบรวม ขณะทแรงงานมจ ากด จงไมนยมน ามาใชเปนเชอเพลง

แนวโนมตลาดชวมวล สรปไดดงน - ราคาชวมวลในตลาดพลงงานจะเพมสงขน เมอราคาเชอเพลงฟอสซลสงขน โดยสวนใหญองกบถานหน

และราคาเศษไมทสงขนเนองจากการขยายตวของตลาดสงออกเชอเพลงอดเมด (Wood Pellet) - แนวโนมตลาดแกลบ ฟางขาว ซงขาวโพด ชานออย ใยปาลม ข เลอยและเศษไมยางพารา

กะลามะพราว ไมเปลยนแปลง - แนวโนมตลาดพลงงานส าหรบทะลายปาลมเปลา ขยมะพราว ทางมะพราว มโอกาสขยายตวหากม

การพฒนาเทคโนโลยการผลตพลงงาน - เหงามนส าปะหลงและรากไมยางพาราจะมโอกาสเขามาในตลาดพลงงานมากขน เพอใชเปนเชอเพลง

ทดแทนเศษไม เมอราคาเศษไมเพมสงขน จากการขยายตวของตลาดเชอเพลงอดเมด

74.46 82.60

95.03 85.96

110.61

150.79 137.42

81.45

121.53

43.86

162.72

103.59

87.21 98.84

108.53

74.75 80.10

34.38 51.69

-

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

GJ

LPG

21

- ใบและยอดออย ล าตนขาวโพด ล าตนมนส าปะหลง ทางปาลม ทะลายและทางมะพราว ตนทนสงและตองการแรงงานในการจดการมาก ขณะทแรงงานมจ ากด โอกาสการขยายตวในตลาดพลงงานนอย โดยภาคอตสาหกรรมเลอกใชเศษไมเฟอรนเจอรเกา เศษไมจากลงสนคาน าเขา หรอขยะ ทสามารถรวบรวมไดงายกวา

1.2.5 สถำนะกำรใชงำนเทคโนโลยกำรผลตพลงงำนจำกชวมวล จากขอมลสถานภาพการรบซอไฟฟาจากผผลตไฟฟาขนาดเลก (SPP) และขนาดเลกมาก (VSPP) ของ

กกพ. (กมภาพนธ 2557) พบวามโครงการโรงไฟฟาชวมวลทขายไฟฟาเขาระบบแลวทงสน 132 โครงการ ก าลงการผลตรวมทงสน 1,177.90 เมกะวตต รายละเอยดแสดงในตารางท 1.10

ตำรำงท 1.10 สถานภาพการรบซอไฟฟาจาก SPP และ VSPP ประเภทชวมวล ณ กมภาพนธ 2557

สถำนะ โรงไฟฟำ SPP โรงไฟฟำ VSPP รวมโรงไฟฟำทงหมด โครงกำร MW โครงกำร MW โครงกำร MW

ยนค าขอแตยงไมไดตอบรบซอ 4 104 9 40.62 13 144.62 ตอบรบซอแลว ยงไมเซน PPA 1 22 28 118.92 29 140.92 เซน PPA แลว ยงไม COD 2 34 141 989.76 143 1,023.76 COD แลว 28 535.6 104 642.295 132 1,177.90 ยกเลกตอบรบซอ 1 90 41 198.32 42 288.32 ยกเลกแบบค าขอ 3 108 26 127.05 29 235.05 ยกเลกสญญา 38 198.4 108 706.33 146 904.73 รวม 77 1,092.00 457 2,823.30 534 3,915.30 ทมา: ส านกงานคณะกรรมการก ากบกจการพลงงาน, 2557

1.2.5.1 สถำนะกำรใชงำนเทคโนโลยกำรเผำไหมโดยตรงในโรงไฟฟำชวมวล จากขอมลสถานภาพการรบซอไฟฟาจากผผลตไฟฟาขนาดเลก (SPP) และขนาดเลกมาก

(VSPP) ของ กกพ. (กมภาพนธ 2557) พบวาม 406 โครงการทขายไฟฟาเขาระบบแลวและใชเทคโนโลยเผาไหมโดยตรงรวมกบกงหนไอน า ในตารางท 1.11 แสดงตวอยางบางโครงการทมการใชงานเทคโนโลยการเผาไหมโดยตรง

ตำรำงท 1.11 ตวอยางการใชงานเทคโนโลยการเผาไหมโดยตรงในโรงไฟฟาชวมวล




1) ตวอยำงโครงกำรทขำยไฟฟำเขำระบบจำกผผลตไฟฟำตำมระเบยบ SPP บจก.ไบโอแมส พาวเวอร จ.ชยนาท แกลบ 6 5 Co-

generation บจก.โรงไฟฟาน าตาลขอนแกน (โครงการ 2)

จ.กาญจนบร กากออย 65 22 Co-generation



22




1) ตวอยำงโครงกำรทขำยไฟฟำเขำระบบจำกผผลตไฟฟำตำมระเบยบ SPP บจก.โรงไฟฟารอยเอดกรน จ.รอยเอด แกลบ 9.9 8.8 Co-

generation บจก.ภเขยว ไบโอ-เอนเนอรย จ.ชยภม ชานออย 41 29 Co-

generation บจก.เนชนแนล เพาเวอร แพลนท 5 จ.ปราจนบร เปลอกไม, เศษไม

และน ามนยางด า 75 50 Co-

generation

บจก.ดานชาง ไบโอ-เอนเนอรย (โครงการ 2)

จ.สพรรณบร กากออย 11.40 10 Co-generation

บจก.โรงไฟฟากลฟทยะลากรน จ.ยะลา เศษไมยางพารา 23 20.20 Co-generation

บจก.สราษฎรธาน กรน เอนเนอรย จ.สราษฎรธาน ทะลายปาลม 9.9 8.8 Co-generation

2) ตวอยำงโครงกำรทขำยไฟฟำเขำระบบจำกผผลตไฟฟำตำมระเบยบ VSPP บจก.สหโคเจน กรน จ.ล าพน เศษไม 9.5 8 Steam

turbine บจก.เจยเมง จ.นครราชสมา แกลบ 2.5 1 Steam

turbine บจก.แมสอดพลงงานสะอาด จ.แมฮองสอน กากออย 16 8 Steam

turbine บจก.พลงงานเพอการอนรกษและสงแวดลอม

จ.ชยนาท แกลบ 1 0.8 Steam turbine

บจก.ทอารซ คลน เอนเนอรย จ.นครราชสมา แกลบ 9.9 Co-generation

บจก.น าตาลและออยตะวนออก จ.สระแกว กากออย 22 8 Co-generation

บจก.ไทยเสร เจนเนอเรตง จ.พจตร แกลบ 6 5.2 Steam turbine

บจก.อตสาหกรรมมตรเกษตร จ.กาญจนบร กากออย 20.5 5 Steam turbine

บจก.อตสาหกรรมน าตาลทเอน จ.ลพบร กากออย 36 8 Steam turbine

บจก.รวมผลอตสาหกรรมนครสวรรค จ.นครสวรรค กากออย 32.5 2.5 Steam turbine

บจก.บานไรผลตไฟฟา (โครงการ 2) จ.อทยธาน กากออย 2.5 2 Steam turbine

ทมา: “สถานภาพการรบซอไฟฟาจากผผลตไฟฟาขนาดเลกและเลกมาก” สนพ., 2554

23

1.2.5.2 สถำนะกำรใชงำนเทคโนโลยแกสซฟเคชนในโรงไฟฟำชวมวล ในปจจบนมหลายหนวยงานทงสถาบนการศกษา ภาครฐและภาคเอกชน ใหความสนใจในการ

น าเทคโนโลยแกสซฟเคชนมาใชในการผลตไฟฟา อาท กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงานไดมโครงการวจย พฒนาและสาธตระบบแกสซฟเคชนแบบ 2 ขนตอนและ 3 ขนตอนในโรงสขาวของเอกชนหลายแหง ส านกงานนโยบายและแผนพลงงานรวมกบส านกงานนวตกรรมแหงชาตใหการสนบสนนเอกชนทสนใจผลตไฟฟาจากเทคโนโลยแกสซฟเคชนจ านวน 4 แหง มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคล วทยาเขตธญบร ไดพฒนาตนแบบระบบแกสซฟเคชนเพอใชกบชวมวลหลายประเภท และภาคเอกชน อาท บรษท ซพรม รนวเอเบล เอนเนอรย จ ากด บรษท เทอรมล เทค จ ากด และบรษท เครอเจรญโภคภณฑ จ ากด ไดลงทนระบบผลตไฟฟาดวยเทคโนโลยแกสซฟเคชน ดงรายละเอยดตามตารางท 1.12

ตำรำงท 1.12 การใชงานเทคโนโลยแกสซฟเคชนในการผลตไฟฟาจากชวมวลในประเทศไทย

ชอโครงกำร ทตง เชอเพลง ก ำลงกำรผลตตดตง

(MW) สถำนภำพ

1. โครงกำรทขำยไฟฟำเขำระบบแลวตำมระเบยบ VSPP1/ บจก.ผลตไฟฟาชวมวล อ.ชนแดน จ.เพชรบรณ ขเลอย 0.6 COD เมอ 18 ก.ย. 51

ปจจบนไมเดนระบบ บจก.ไทยทาโลวแอนดออยล อ.พระแสง

จ.สราษฏรธาน ทะลายปาลม 3.5 COD เมอ30 ต.ค. 51

ปจจบนไมเดนระบบ บจก.ซพรม รนวเอเบล เอนเนอรย

อ.เวยงแกน จ.เชยงราย ซงขาวโพด 0.160 COD เมอ 18 ส.ค. 52 หยดเดนระบบ

หจก.ธญญกจนครปฐม (2521) อ.บางเลน จ.นครปฐม แกลบ 0.750 COD เมอ 4 พ.ย. 52 ปจจบนไมเดนระบบ

บจก.พลงงานเพอการอนรกษและสงแวดลอม

อ.วดสงห จ.ชยนาท แกลบ 1 COD เมอ 6 พ.ค. 48 ปจจบนไมเดนระบบ

บจก. หนองบว กรนพาวเวอร อ.หนองบว จ.นครสวรรค ซงขาวโพด และเศษไม

0.750 COD เมอ ก.ย. 56 ปจจบนผลตท 0.500 MW

บจก. แปลน อโคเอนเนอรย อ.ยานตาขาว จ.ตรง รากไม เศษไมจากยางพารา

5.2 COD เมอ ธ.ค. 56 ท 2.5 MW ปจจบนยง ไมสามารถเดนเครองไดอยางสม าเสมอ

ทมา: 1) “สถานภาพการรบซอไฟฟาจากผผลตไฟฟาขนาดเลกมาก” ส านกงานนโยบายและแผนพลงงาน, กระทรวงพลงงาน, 2554



24

1.2.5.3 สถำนะกำรใชเทคโนโลยผลตพลงงำนไฟฟำและควำมรอนรวม การผลตพลงงานไฟฟาและความรอนรวมเปนอกทางหนงในการเพมประสทธภาพโดยรวมของ

ระบบ ส าหรบประเทศไทยในปจจบนมโรงงานอตสาหกรรมหลายประเภททมการใชงานเทคโนโลยการผลตไฟฟาและความรอนรวมจากชวมวล เชน โรงงานน าตาล โรงงานกระดาษ โรงงานน ามนปาลมและโรงสขาว โรงงานเหลานเปนผใชประโยชนจากไอน าไปในขนตอนการผลตของโรงงานในปรมาณมากซง เปนปจจยส าคญในการพจารณาความเหมาะสมในการเลอกใชเทคโนโลยความรอนรวม นอกจากนระบบควรทจะสามารถรองรบเชอเพลงไดหลายชนดเพอปองกนการขาดแคลนเชอเพลง ซงจะตองค านงไปพรอมกบระบบปอนเชอเพลงทจะตองรองรบเชอเพลงทหลายชนดเชนกน และอาจสงผลท าใหคาใชจายในการซอมบ ารงสงขนดวย จงมเฉพาะโรงงานอตสาหกรรม ขนาดใหญเทานนทจะมศกยภาพในการใช โดยตวอยางโครงการทมการใชงานระบบการผลตพลงงานไฟฟาและความรอนรวม ไดแสดงไวในตารางท 1.11

ระบบการผลตพลงงานไฟฟาและความรอนรวมทมการใชในประเทศไทยสวนใหญมขนาดระบบไมเกน 40 MW โดยมคา Power to Heat ratio ระหวาง 0.2 – 0.5 ซงมคาต ากวาทมการใชงานทวไป เพราะวาการผลตพลงงานจากชวมวลของประเทศไทยนนมงเนนทการใชความรอน (ไอน า) เปนหลกมากกวาไฟฟา โดยไฟฟาทผลตไดหลงจากใชภายในโรงงานอตสาหกรรมแลวทเหลอจงสงขาย นอกจากนระบบทใชในประเทศไทยมคา Plant Heat Rate สง เนองจากขนาดตดตงทคอนขางต า ซงคา Plant Heat Rate นบอกถงปรมาณเชอเพลงทตองใชเพอการผลตไฟฟา

1.2.5.4 ตนทนกำรผลตพลงงำนจำกชวมวล ปจจยส าคญทสดทตองพจารณาในการลงทนโครงการดานพลงงานทดแทนโดยเฉพาะชวมวล

คอ ปรมาณและราคาเชอเพลงชวมวล ทงน ผลงทนจ าเปนทจะตองมเชอ เพลงชวมวลสนบสนนอยางเพยงพอในชวงเวลาของการด าเนนการ รวมถงราคาเชอเพลงชวมวลทใชตองไมสงจนเกนระดบทโครงการจะรบได ทงน ในเรองตนทนราคาเชอเพลงนน จะตองน าคาขนสงเชอเพลงมาพจารณาดวย ซงระยะทางในการขนสงเชอเพลงทไกลมากจะท าใหคาขนสงสงจนกระทบถงตนทนดานเชอเพล งได นอกจากนน เนองจากชวมวลจะมาจากพชเกษตรซงมระยะเวลาเพาะปลกและเกบเกยวเปนชวงเวลา ดงนน เพอใหมเชอเพลงใชไดเพยงพอตลอดเวลา โครงการจ าเปนทจะตองมระบบสตอกหรอเกบรกษาเชอเพลงชวมวล ซงคาใชจายในการจดเกบเชอเพลงจะเปนตนทนทรวมอยในคาใชจายดานเชอเพลงดวย

1.2.6 ขอเทจจรงและสงส ำคญในกำรพฒนำโครงกำร - เชอเพลงชวมวลมการกระจายโดยทวไป แตอาจมขอจ ากดจากแหลงของชวมวลในการน ามาผลตเปน

ไฟฟาและความรอนในอกสถานทหนง (ระยะทาง/คาขนสง) - การพฒนาโครงการผลตไฟฟาจากพลงงานชวมวลสามารถด าเนนการไดทงในลกษณะขนาดเลกและ

ขนาดใหญ โดยขนาดของโครงการตองสอดคลองกบศกยภาพหรอปรมาณชวมวลทจะสนบสนนโครงการไดในระยะยาวอยางมนคง

- แหลงหรอปรมาณพลงงานชวมวลมโอกาสทจะมไมเพยงพอในบางชวง ซ งจะกระทบ ใหการท างานของโรงไฟฟาไมเปนไปอยางตอเนอง โดยขนกบเหตการณทางธรรมชาต เชน อากาศหรอฤดกาล เปนตน



24

1.2.5.3 สถำนะกำรใชเทคโนโลยผลตพลงงำนไฟฟำและควำมรอนรวม การผลตพลงงานไฟฟาและความรอนรวมเปนอกทางหนงในการเพมประสทธภาพโดยรวมของ

ระบบ ส าหรบประเทศไทยในปจจบนมโรงงานอตสาหกรรมหลายประเภททมการใชงานเทคโนโลยการผลตไฟฟาและความรอนรวมจากชวมวล เชน โรงงานน าตาล โรงงานกระดาษ โรงงานน ามนปาลมและโรงสขาว โรงงานเหลานเปนผใชประโยชนจากไอน าไปในขนตอนการผลตของโรงงานในปรมาณมากซง เปนปจจยส าคญในการพจารณาความเหมาะสมในการเลอกใชเทคโนโลยความรอนรวม นอกจากนระบบควรทจะสามารถรองรบเชอเพลงไดหลายชนดเพอปองกนการขาดแคลนเชอเพลง ซงจะตองค านงไปพรอมกบระบบปอนเชอเพลงทจะตองรองรบเชอเพลงทหลายชนดเชนกน และอาจสงผลท าใหคาใชจายในการซอมบ ารงสงขนดวย จงมเฉพาะโรงงานอตสาหกรรม ขนาดใหญเทานนทจะมศกยภาพในการใช โดยตวอยางโครงการทมการใชงานระบบการผลตพลงงานไฟฟาและความรอนรวม ไดแสดงไวในตารางท 1.11

ระบบการผลตพลงงานไฟฟาและความรอนรวมทมการใชในประเทศไทยสวนใหญมขนาดระบบไมเกน 40 MW โดยมคา Power to Heat ratio ระหวาง 0.2 – 0.5 ซงมคาต ากวาทมการใชงานทวไป เพราะวาการผลตพลงงานจากชวมวลของประเทศไทยนนมงเนนทการใชความรอน (ไอน า) เปนหลกมากกวาไฟฟา โดยไฟฟาทผลตไดหลงจากใชภายในโรงงานอตสาหกรรมแลวทเหลอจงสงขาย นอกจากนระบบทใชในประเทศไทยมคา Plant Heat Rate สง เนองจากขนาดตดตงทคอนขางต า ซงคา Plant Heat Rate นบอกถงปรมาณเชอเพลงทตองใชเพอการผลตไฟฟา

1.2.5.4 ตนทนกำรผลตพลงงำนจำกชวมวล ปจจยส าคญทสดทตองพจารณาในการลงทนโครงการดานพลงงานทดแทนโดยเฉพาะชวมวล

คอ ปรมาณและราคาเชอเพลงชวมวล ทงน ผลงทนจ าเปนทจะตองมเชอ เพลงชวมวลสนบสนนอยางเพยงพอในชวงเวลาของการด าเนนการ รวมถงราคาเชอเพลงชวมวลทใชตองไมสงจนเกนระดบทโครงการจะรบได ทงน ในเรองตนทนราคาเชอเพลงนน จะตองน าคาขนสงเชอเพลงมาพจารณาดวย ซงระยะทางในการขนสงเชอเพลงทไกลมากจะท าใหคาขนสงสงจนกระทบถงตนทนดานเชอเพล งได นอกจากนน เนองจากชวมวลจะมาจากพชเกษตรซงมระยะเวลาเพาะปลกและเกบเกยวเปนชวงเวลา ดงนน เพอใหมเชอเพลงใชไดเพยงพอตลอดเวลา โครงการจ าเปนทจะตองมระบบสตอกหรอเกบรกษาเชอเพลงชวมวล ซงคาใชจายในการจดเกบเชอเพลงจะเปนตนทนทรวมอยในคาใชจายดานเชอเพลงดวย

1.2.6 ขอเทจจรงและสงส ำคญในกำรพฒนำโครงกำร - เชอเพลงชวมวลมการกระจายโดยทวไป แตอาจมขอจ ากดจากแหลงของชวมวลในการน ามาผลตเปน

ไฟฟาและความรอนในอกสถานทหนง (ระยะทาง/คาขนสง) - การพฒนาโครงการผลตไฟฟาจากพลงงานชวมวลสามารถด าเนนการไดทงในลกษณะขนาดเลกและ

ขนาดใหญ โดยขนาดของโครงการตองสอดคลองกบศกยภาพหรอปรมาณชวมวลทจะสนบสนนโครงการไดในระยะยาวอยางมนคง

- แหลงหรอปรมาณพลงงานชวมวลมโอกาสทจะมไมเพยงพอในบางชวง ซ งจะกระทบ ใหการท างานของโรงไฟฟาไมเปนไปอยางตอเนอง โดยขนกบเหตการณทางธรรมชาต เชน อากาศหรอฤดกาล เปนตน

25

- เทคโนโลยการผลตไฟฟาจากชวมวล ส าหรบเทคโนโลยการเผาไหมในโรงไฟฟาขนาดใหญซงใชระบบกงหนไอน า และเทคโนโลยหมอไอน าทใชในกระบวนการผลตความรอนจดเปนเทคโนโลยทไดรบการพสจนแลว และมการใชอยางแพรหลาย จงมความเสยงนอย อยางไรกตาม ส าหรบการผลตไฟฟาจากเทคโนโลยกาซเชอเพลง สวนใหญเปนโครงการขนาดเลกและอยในชวงพฒนาเทคโนโลย เนองจากยงเปนเทคโนโลยทใหมส าหรบประเทศไทย และยงไมมโครงการทด าเนนการไดอยางตอเนองในระยะเวลาทยาวนานพอ

- ในกรณทเปนโครงการโรงไฟฟาขนาดใหญการใชประโยชนทดนเพอการเพาะปลกพชพลงงานและ ชวมวล รวมถงการสรางโรงไฟฟาชวมวล อาจท าใหเกดการเปล ยนแปลงหรอผลกระทบตอดน น า และคณภาพอากาศ ตลอดจนความหลากหลายทางชวภาพ นอกจากนน กระบวนการเผาไหมของเชอเพลงชวมวล อาจท าใหเกดมลพษทางอากาศในระดบทสรางผลกระทบตอคนและสงแวดลอม ดงนน การพฒนาโครงการขนาดใหญควรท าการศกษาผลกระทบตอสงแวดลอมเหลาน

- ในกรณท เปนการพฒนาโครงการโรงไฟฟา การขออนญาต/และการวางแผนเปนเรองทตองใหความส าคญ เนองจากความมนคงดานเชอเพลงชวมวลจดเปนความเสยงทใหญสด ซงมความจ าเปนทจะตองท าการศกษาวเคราะหอยางดกอนการตดสนใจพฒนาโครงการ นอกจากนน การขออนญาตทเกยวของจ าเปนทจะตองด าเนนการใหไดรบการอนญาตกอนกอสราง ซงรวมถงการไดรบการอนญาตซอขายไฟฟาเขาระบบและการประเมนผลกระทบดานสงแวดลอมดวย

- ในกรณทเปนการพฒนาโครงการโรงไฟฟา การไดรบการยอมรบจากชมชนเปนอกประเดนหนงทตองใหความส าคญเปนอยางมาก เนองจากกระแสการตอตานโรงไฟฟาเปนเรองทเกดขนในหลายพนทของประเทศไทย หากผพฒนาโครงการมงในเรองการไดรบอนญาตจากภาครฐเปนหลก โดยไมใหความส าคญกบการท าความเขาใจกบชมชน อาจไดรบการตอตานจากชมชนจนไมสามารถพฒนาโรงไฟฟาได ดงนน กอนการพฒนาโครงการควรเรมขนตอนในการท าความเขาใจกบชมชนกอน และแมวาบางโครงการจะมขนาดก าลงการผลตตดตงทไมเขาขายตองท าการประเมนผลกระทบตอสงแวดลอม การจดท า IEE (Initial Environmental Examination) หรอการประเมนผลกระทบตอสงแวดลอมขนตนโดยสมครใจ จะชวยสรางความมนใจใหกบชมชนได



26

บรรณำนกรม [1] แผนพฒนาพลงงานทดแทนและพลงงานทางเลอก พ .ศ. 2558-2579 (Alternative Energy Development

Plan: AEDP2015) โดย กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน 2558 กระทรวงพลงงาน [2] รายงานฉบบสมบรณ โครงการศกษาวเคราะหการใชพลงงานทดแทนในภาคอตสาหกรรมและธรกจการคา โดย

กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน (ด าเนนการโดย มลนธพลงงานเพอสงแวดลอม (มพส.) ป 2557

[3] รายงานฉบบสมบรณ โครงการพฒนาระบบฐานขอมลศกยภาพชวมวลในประเทศไทย กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน กระทรวงพลงงาน (จดท าโดยมหาวทยาลยรงสต) 2555

[4] คมอฝกอบรมเทคโนโลยพลงงานทดแทน โครงการพฒนาบคลากรดานพลงงานทดแทน กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน กระทรวงพลงงาน (จดท าโดยมหาวทยาลยอบลราชธาน) 2553

[5] Kato, S. and Widiyanto, A. (2001). Environmental Impact Assessment of Various Power Generation Systems, paper presented in the Tri-University International Joint Seminar & Symposium 2001, Chiang Mai, Thailand.

[6] มารต บรพา, ณฐน วรยศ และ ทนงเกยรต เกยรตศรโรจน (2551). โมเดลอยางงายของการท าน ารอ นแสงอาทตยทมปมความรอนเสร, การประชมสมมนาเชงวชาการรปแบบพลงงานทดแทนสชมชนแหงประเทศไทย, มหาวทยาลยนเรศวร จงหวดพษณโลก

[7] Myers, R.H. and Montgomery, D.C. (1995). Response Surface Methodology: Process and product optimization using designed experiments, John Wiley & Sons, New York.



26

บรรณำนกรม [1] แผนพฒนาพลงงานทดแทนและพลงงานทางเลอก พ .ศ. 2558-2579 (Alternative Energy Development

Plan: AEDP2015) โดย กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน 2558 กระทรวงพลงงาน [2] รายงานฉบบสมบรณ โครงการศกษาวเคราะหการใชพลงงานทดแทนในภาคอตสาหกรรมและธรกจการคา โดย

กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน (ด าเนนการโดย มลนธพลงงานเพอสงแวดลอม (มพส.) ป 2557

[3] รายงานฉบบสมบรณ โครงการพฒนาระบบฐานขอมลศกยภาพชวมวลในประเทศไทย กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน กระทรวงพลงงาน (จดท าโดยมหาวทยาลยรงสต) 2555

[4] คมอฝกอบรมเทคโนโลยพลงงานทดแทน โครงการพฒนาบคลากรดานพลงงานทดแทน กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน กระทรวงพลงงาน (จดท าโดยมหาวทยาลยอบลราชธาน) 2553

[5] Kato, S. and Widiyanto, A. (2001). Environmental Impact Assessment of Various Power Generation Systems, paper presented in the Tri-University International Joint Seminar & Symposium 2001, Chiang Mai, Thailand.

[6] มารต บรพา, ณฐน วรยศ และ ทนงเกยรต เกยรตศรโรจน (2551). โมเดลอยางงายของการท าน ารอ นแสงอาทตยทมปมความรอนเสร, การประชมสมมนาเชงวชาการรปแบบพลงงานทดแทนสชมชนแหงประเทศไทย, มหาวทยาลยนเรศวร จงหวดพษณโลก

[7] Myers, R.H. and Montgomery, D.C. (1995). Response Surface Methodology: Process and product optimization using designed experiments, John Wiley & Sons, New York.

บทท 2 ชวมวล

ในบทนกลาวถงสมบตโดยทวไปของชวมวล อธบายถงความหมาย คณสมบตตาง ๆ โดยเนนความ

เชอมโยงถงชวมวลทมในประเทศและสามารถเปนเชอเพลงในระบบกาซซฟเคชนได ชวมวลทใชเปนเชอเพลงในระบบผลตกาซเชอเพลงเปนเชอเพลงแขงทไดมาจากชวมวลทงชวมวลทอยใน

กลมไม (Woody biomass) และชวมวลทไมไดอยในกลมไม (Non woody biomass) ชวมวลทอยในกลมไม ไดแก ไมชนดตาง ๆ กงไม ไมทมรอบตดฟนสนปลกเพอการผลตพลงงาน และเศษไมจากอตสาหกรรมไม เปนตน ชวมวลทไมไดอยในกลมไม หมายถงชวมวลทเปนวสดเหลอทงจากการเกษตร ไดแก แกลบ ฟางขาว กะลามะพราว และทะลายปาลม เปนตน การน าชวมวลไปใชเปนเชอเพลงในระบบผลตกาซเชอเพลง จะตองมการเตรยมชวมวลกอนเพอใหมลกษณะทางกายภาพในดานตาง ๆ เหมาะสมกอนทจะน าไปใชงาน เชน ขนาด ความชน และความหนาแนนของชวมวล เปนตน ชวมวลเปนวตถดบในการผลตกาซเชอเพลงทมอทธพล โดยมผลตอลกษณะของ ปฏกรยาการผลตกาซเชอเพลงทเกดขน และผลตภณฑทไดจากกระบวนการ ดงนนการน าชวมวลไปใชในระบบผลตกาซเชอเพลง จ าเปนตองศกษาองคประกอบ และคณสมบตของชวมวลเพอเปนขอมลเบองตนทจะน าไปใช ในการออกแบบ และวเคราะหระบบผลตกาซเชอเพลงจากชวมวล เพอใหมความรและความเขาใจในการน าชวมวลไปใชเปนเชอเพลง เนอหาในบทนจะกลาวถงชวมวลประเภทตาง ๆ ทใชในระบบผลตกาซเชอเพลง วธการตรวจวเคราะหคณภาพของเชอเพลงชวมวล และสมบตของชวมวลดานตาง ๆ ทสงผลตอการผลตกาซเชอเพลง

2.1 องคประกอบของชวมวล

แหลงชวมวลประกอบดวยวสดหลายประเภท แตในทางพลงงานมกจะหมายถงวสดจากพชเปนหลก เชน วสดทเหลอจากผลตภณฑทางการเกษตร เศษไมจากการท าปาไมหรอแปรรปไม เปนตน ชวมวลจงก าเนดจากปฏกรยาทางชวเคมของพชในการเปลยนรปพลงงานแสงอาทตยเรยกวา การส งเคราะหแสง (Photosynthesis) ซงเปนกระบวนการเปลยนรปคารบอนไดออกไซด (CO2) ในอากาศและน า (H2O) เกดเปนโมเลกลคารโบไฮเดรต ซงสะสมพลงงานศกยทางเคมดงสมการท 2.1 ในรปของคารบอน (C) ซงไดมาจากคารบอนไดออกไซด (CO2) และไฮโดรเจน (H) ซงไดมาจากน า (H2O)

nCO2 + mH2O ----> Cn(H2)m + nO2 2.1

คณสมบตทเกยวของกบความเปนเชอเพลงของชวมวลมความโดดเดนในตวเอง ซงเปนผลโดยตรงจากการเปนผลตผลจากสงมชวต ไมวาจะเปนพชหรอสตว คณสมบตทส าคญเหลานไดแก คณสมบตทางเคม ทางกายภาพ และทางอณหพลศาสตร โดยชวมวลประเภทไม (Woody biomass) เปนกลมทหลากหลายทสด

การวเคราะหคณสมบตของชวมวลทวไปจงมพนฐานมาจากชวมวลกลมน สวนชวมวลประเภทไมใชไม เชน เศษวสดการเกษตร หญา แกลบ ฟางขาว เศษฝาย ชานออย ฝก เปลอก เมลดในผลไม เศษเนอผลไม กจะท าการวเคราะหคณสมบตแบบเดยวกน



28

โดยทางชววทยา ไมตน แบงไดเปน ไมเนอออน (Softwood) และไมเนอแขง (Hardwood) ซงเปนแบบ อนโซทรอปก (Anisotropic) ทมคณสมบตขนกบทศทางของเนอไม และแบบไฮโกรสโกปก (Hygroscopic) เตบโตจะมเพมขนทกป ทรบและสญเสยความชนได เนอไมประกอบไปดวยสวนทเปนวง วงใหมหรอชนเนอไมเตบโต จะมเพมขนทกป ซงโครงสรางของไมจะเปนแบบมความพรน (Porous) เนอวสดเปนกลมเสนใยกลวง มสวนประกอบหลก ๆ คอเสนใยเทรคดส (Fiber tracheids) ล าไม (Wood ray) พาเรงคมา (Parenchyma) ชองเรซน (Resin canal) และสวนเปลอกดานนอก (Bark) โดยมวลรวม ตนไมจะประกอบดวยระบบโคนราก (12-14%) เนอไม (62-68%) กงกาน (7-12%) ยอดใบ (3-6%) และเปลอก (8-10%) หลงจากการตด มเพยงเนอไมและเปลอกทตดไปเทานนทสงเขาโรงเลอย โรงท าเยอกระดาษ หรอเขาสกระบวนการอน ๆ ในทางเคม เชอเพลงชวมวลมสตรและโครงสรางทางเคมอยางงาย ดงดงสมการท 2.2 และรปท 2.1

ชวมวล = C3.3-4.9H5.1-7.2O2.0-3.1 2.2

รปท 2.1 โครงสรางของเซลลโลส

1) สวนประกอบองครวม ชวมวลประกอบดวยเซลลโลส (Cellulose) เฮมเซลลโลส (Hemicelluloses) ลกนน (Lignin) และสาร

สกด (Extractives) ดงแสดงในตารางท 2.1 ซงสรางขนจากกลมโมเลกลขนาดใหญ ทแสดงในตารางท 2.2



28

โดยทางชววทยา ไมตน แบงไดเปน ไมเนอออน (Softwood) และไมเนอแขง (Hardwood) ซงเปนแบบ อนโซทรอปก (Anisotropic) ทมคณสมบตขนกบทศทางของเนอไม และแบบไฮโกรสโกปก (Hygroscopic) เตบโตจะมเพมขนทกป ทรบและสญเสยความชนได เนอไมประกอบไปดวยสวนทเปนวง วงใหมหรอชนเนอไมเตบโต จะมเพมขนทกป ซงโครงสรางของไมจะเปนแบบมความพรน (Porous) เนอวสดเปนกลมเสนใยกลวง มสวนประกอบหลก ๆ คอเสนใยเทรคดส (Fiber tracheids) ล าไม (Wood ray) พาเรงคมา (Parenchyma) ชองเรซน (Resin canal) และสวนเปลอกดานนอก (Bark) โดยมวลรวม ตนไมจะประกอบดวยระบบโคนราก (12-14%) เนอไม (62-68%) กงกาน (7-12%) ยอดใบ (3-6%) และเปลอก (8-10%) หลงจากการตด มเพยงเนอไมและเปลอกทตดไปเทานนทสงเขาโรงเลอย โรงท าเยอกระดาษ หรอเขาสกระบวนการอน ๆ ในทางเคม เชอเพลงชวมวลมสตรและโครงสรางทางเคมอยางงาย ดงดงสมการท 2.2 และรปท 2.1

ชวมวล = C3.3-4.9H5.1-7.2O2.0-3.1 2.2

รปท 2.1 โครงสรางของเซลลโลส

1) สวนประกอบองครวม ชวมวลประกอบดวยเซลลโลส (Cellulose) เฮมเซลลโลส (Hemicelluloses) ลกนน (Lignin) และสาร

สกด (Extractives) ดงแสดงในตารางท 2.1 ซงสรางขนจากกลมโมเลกลขนาดใหญ ทแสดงในตารางท 2.2

29

ตารางท 2.1 สวนประกอบหลกของชวมวล

เซลลโลส เฮมเซลลโลส กาแลคโทกลโคแมนแนน (Galactoglucomannans) อาราบโนกรคโรนอกไซแลน (Arabinoglucuronoxylan) อาราบโนกาแลคแทน (Arabinogalactan) กลคโรนอกไซแลน (Glucuronoxylan) กลโคแมนแนน (Glucomannan) ลกนน สารสกด สารประกอบอาลฟาตก พวกไขและแวกซ (Aliphatic compounds) เทอรปนสและเทอรปนอยด (Glucuronoxylan) สารประกอบฟนอลก (Phenolic compounds)

ตารางท 2.2 กลมโมเลกลขนาดใหญทสรางขนเปนชวมวล

สวนประกอบ กลมโมเลกลขนาดใหญ สตรเคมอยางงาย เซลลโลส เฮมเซลลโลส ลกนน

เซลโลบโอส กลโคส แมนโนส ไซโลส กาแลคโทส อาราบโนส รามโนส กรดกลคโรนก โคนฟอรลแอลกอฮอล ชนาพลแอลกอฮอล พคมารลแอลกอฮอล

C12H20O10

C6H10O6 C6H10O6

C5H10O5

C6H10O6

C5H10O5 C6H12O5

C6H10O7

C10H12O3

C11H14O7

C9H10O2

เซลลโลสและเฮมเซลลโลสรวมกลมดวยกน จะเรยกวา โฮโลเซลลโลส (Holocellulose) ซงเปน

สวนประกอบหลกของผนงเซลลของเสนใยไม เซลลโลสเกดจากหนวยเซลของเซลโลบโอส หลายหนวยตอกน ซ าไปมาดงรปท 2.1 ขณะทเฮมเซลลโลสเกดจากการผสมผสานกนของหนวยตาง ๆ ของเฮกโซสและแพนโตส ซงมระดบพอลเมอไรเซชนระหวาง 15-14,000 สวนลกนนนน เกดจากการตอขามเชอมกนของกลมพอลเมอร สามมตซงเปนโครงสรางพนฐานดงแสดงในรปท 2.2



30

โดยปกตไมเนอออนมเซลลโลสอยประมาณ 45-50% เฮมเซลลโลส 25-35% และลกนน 25-35% ขณะทไมเนอแขงมเซลลโลส 40-55% เฮมเซลลโลส 24-40% และลกนน18-25% โดยอาจจะมสารสกดอน ๆ ซงเปนสารประกอบธรรมชาตทพบในไม คลายกบสารประกอบไฮโดรคารบอน ดงตวอยางแสดงในรปท 2.3 อยอกประมาณ 1-5% เปนทนาสนใจวาสารประกอบโฮโลเซลลโลสทเปนกลมอะลฟาตกมอะตอมออกซเจนรวม จะพบเปนสวนใหญในมวลเนอไม แตไมพบสารประกอบอะโรมาตกเลย โฮโลเซลลโลสเหลานมกลมฟงชนนล (Functional group) ส าคญคอ ไฮดรอกซล (-OH) และเมทานอล (-CH2OH) แตในลกนนกลบพบกลมของ วงแหวนเบนซนอย โดยสารประกอบอะโรมาตกเหลานพบวาเกดเปนหนวยเดยว ไมไดรวมกนเปนกลมกอนใหญเหมอนกบในเชอเพลงฟอสซล กลมฟงชนนลในลกนน คอ เมทอกซ (-OCH3) โดยมกลมไฮดรอกซลและเมทานอลอยบางเลกนอย ส าหรบสวนทเปนสารสกด จะมทงโครงสรางของอะลฟาตกและอะโรมาตกทมความไวตอการเกดปฏกรยาธาตอน ๆ เชน ไนโตรเจน กสามารถพบไดในชวมวลโดยจะอยในรปของโปรตน

รปท 2.2 โครงสรางของลกนน

31

รปท 2.3 โครงสรางของตวอยางสารสกดทไดจากชวมวล

เศษวสดการเกษตรจะมสวนประกอบแตกตางจากไม วสดเหลานมโฮโลเซลลโลสเปนสวนใหญ และมลกนนนอยหรอไมมเลย และมสวนทเปนโปรตนสง โดยทวไปพชตระกลหญา เชน ขาว ออย จะมเซลลโลส 25-40% เฮมเซลลโลส 25-50% และลกนน 10-30% พชอน ๆ เชน ใยฝาย มเซลลโลสถง 80-95% เฮมเซลลโลส 5-20% และไมมลกนนเลย ตนขาวโพดมลกนนเพยง 3% เทานน ส าหรบปรมาณโปรตน ในไมมต ามากเพยง 0.2-0.5% แตพชไมใชไม เชน ฝาย มโปรตน 1.3% ตนทานตะวน 2.1% ตนถวเหลอง 5.5% หญาหวาน 24.7% สวนกลมอะโรมาตก ในเศษวสดการเกษตรทไมใชไมมอยปรมาณนอยกวาในไม กลมฟงชนนลจะเปนพวกไฮดรอกซลและเอมน (-NH2) เพราะพบในโปรตนนนเอง ตารางท 2.3 แสดงสวนประกอบของพชพลงงานตวอยาง โดยสวนประกอบอน ๆ หมายถง โปรตน น ามน และแรธาตตาง ๆ



32

ตารางท 2.3 สวนประกอบลกโนเซลลโลสของพชพลงงาน (Dry basis )

พช เซลลโลส (%) เฮมเซลลโลส (%) ลกนน (%) อน ๆ (%) ฟางขาว ตนขาวโพด ซงขาวโพด ชานออย ไมโตเรว กระดาษ ไมไผ

38 53 32 35 50 76 41

36 15 44 25 23 13 26

16 16 13 20 22 11 27

10 16 11 20 5 0 7

โดยองคประกอบของชวมวลหรอสสารทวไปจะแบงออกเปน 3 สวนหลกคอ 1) ความชน (Moisture) หมายถงปรมาณน าทมอยในชวมวล ชวมวลสวนมากจะมความชนคอนขางสง

เพราะเปนผลผลตทางการเกษตร ถาตองการน าชวมวลเปนพลงงานโดยการเผาไหมความชนไมควรเกน 50% 2) สวนทเผาไหมได (Combustible substance) สวนทเผาไหมไดจะแบงออกเปน 2 สวนคอ Volatiles

matter และ Fixed carbon โดยท Volatiles matter คอสวนทลกไหมไดงาย ดงนนชวมวลทมคา Volatiles matter สงจะตดไฟไดงายกวาชวมวลทมคา Volatiles matter ต ากวา

3) สวนทเผาไหมไมได คอขเถา (Ash) ชวมวลสวนใหญจะมขเถาประมาณ 1-3% ยกเวนแกลบและ ฟางขาวจะมสดสวนขเถาประมาณ 10-20% ซงจะมปญหาในการเผาไหมและการก าจดพอสมควร

2.2 สมบตทางกายภาพของเชอเพลงชวมวล

สมบตและลกษณะทางกายภาพของเชอเพลงชวมวลมความส าคญอยางยงทจะตองน ามาพจารณาประกอบ ในการน าชวมวลชนดนนมาใชในการผลตพลงงาน โดยเฉพาะการเปลยนรปชวมวลโดยใชกระบวนการทางเคมความรอน สมบตและลกษณะทางกายภาพของเชอเพลงชวมวลไดแก ความหนาแนน ความชน และขนาดของ ชวมวล เปนตน สมบตทางกายภาพเปนสมบตเบองตนทจะตองน ามาพจารณาประกอบในการคดเลอกชวมวล ชนดนนไปใชงาน เนองจากสมบตและลกษณะทางกายภาพของชวมวลจะมผลตอขนตอน และกระบวนการในการน าชวมวลนนไปใชงาน เชน การขนสงชวมวล การเตรยมชวมวล และการน าชวมวลไปใชงาน เชน กรณทเชอเพลงชวมวลมความหนาแนนต า จะท าใหสนเปลองในการขนสง ซงอาจตองมการเตรยมชวมวลกอนทจะขนสง เพอน าไปใชงานโดยการท าเปนเชอเพลงอดแทง หรอตดใหมขนาดเลก เปนตน ส าหรบเชอเพลงชวมวลทม ความชนสงจะไมเหมาะสมทจะน าไปใชในกระบวนการผลตกาซเชอเพลง ดงนนจะตองน าชวมวลนนมาผานกระบวนการลดความชนกอนทจะน าไปใชงาน เปนตน สมบตและลกษณะทางกายภาพของเชอเพลงชวมวลทสงผลตอกระบวนการและปฏกรยาการผลตกาซเชอเพลงทจะน าเสนอในรายละเอยดในหวขอถดไปไดแก ความหนาแนน และขนาดของชวมวล เปนตน

33

(1) ความหนาแนนของเชอเพลงชวมวล ความหนาแนนของเชอเพลงชวมวลเปนสมบตทสงผลโดยตรงตอปฏกรยาการเกดกาซเชอเพลงในดาน

ตาง ๆ เชน อตราการสนเปลองเชอเพลง และระยะเวลาทใชในการจดเตา เชอเพลงทมความหนาแนงสงจะมอตราการสนเปลองเชอเพลงต ากวาเชอเพลงทมความหนาแนนต ากวา จากรายงานผลการวจยการผลตกาซเชอเพลงภายในเครองผลตกาซเชอเพลงแบบไหลขน โดยใชชวมวลตางกน 3 ชนด ไดแก ชนไมยคาลปตส กะลามะพราว และซงขาวโพด พบวาระยะเวลาทใชในการจดเตา (Start time) ขนกบคาความหนาแนนของเชอเพลงชวมวล โดยชวมวลทมคาความหนาแนนสงจะใชระยะเวลาในการจดเตานานกวาเมอเปรยบเทยบกบชวมวลทมความหนาแนนต ากวา (Jangsawang,2012:56)

ความหนาแนนของเชอเพลงชวมวลหรอเชอเพลงแขง พจารณาไดเปน 3 ลกษณะ คอ ความหนาแนนทแทจรง (True density) ความหนาแนนปรากฏ (Apparent density ) และความหนาแนนรวม (Bulk density)

ความหนาแนนทแทจรง คอความหนาแนนทคดจากมวลทงกอนของชวมวลเทยบกบปรมาตรของชวมวล สามารถค านวณไดจากอตราสวนของมวลตอปรมาตรของชวมวลทงกอน ความหนาแนนทแทจรงสามารถหาไดจากความสมพนธดงแสดงในสมการท 2.3

ความหนาแนนทแทจรง = มวลทงกอนของชวมวล 2.3 ปรมาตรทงกอน

ความหนาแนนปรากฏ คอ ความหนาแนนทคดจากมวลของเนอชวมวลเทยบกบปรมาตร ทงหมดของ ชวมวลรวมทงปรมาตรของรพรนดวย สามารถค านวณไดจากอตราสวนของมวลตอปรมาณภายนอกของเชอเพลงชวมวล ซงรวมทงปรมาตรของรพรน ความหนาแนนปรากฏสามารถหาไดจากความสมพนธดงแสดงในสมการท 2.4

ความหนาแนนปรากฏ = มวลทงกอนของชวมวล 2.4 ปรมาตรของชวมวลทปรากฏ+ปรมาตรรพรน

ความหนาแนนรวม คอ ความหนาแนนทคดจากมวลของเนอชวมวลตอปรมาตรของภาชนะทบรรจ ชวมวลนน คาความหนาแนนรวมของชวมวลมความส าคญและสงผลตอปฏกรยาการผลตกาซเชอเพลง และคณภาพของกาซเชอเพลงทผลตได เนองจากความหนาแนนรวมจะมความสมพนธกบระยะเวลาทเชอเพลงใชในการท าปฏกรยาภายในเครองผลตกาซเชอเพลง ซงถาเชอเพลงอยภายในเตานานมากเกนไปจะท าใหเกดเถาหลอม และถาระยะเวลาทเชอเพลงอยภายในเตาสนเกนไป จะท าใหมคารบอนทไมเผาไหมเกดขนมาก ความหนาแนนรวมสามารถค านวณไดจากความสมพนธดงแสดงในสมการท 2.5

ความหนาแนนรวม = มวลทงกอนของชวมวล 2.5 ปรมาตรของภาชนะทบรรจชวมวล



34

ความหนาแนนรวมมคาขนกบประเภทของชวมวล ส าหรบทชวมวลมลกษณะเปนเมลด หรอเปนเสน เชน แกลบหรอฟางขาว จะมคาความหนาแนนรวมต าโดยมคาประมาณ 150-200 กโลกรมตอลกบาศกเมตร ชวมวลทเปนชน เชน ไมสบ ความหนาแนนรวมจะมคาประมาณ 600-900 กโลกรมตอลกบาศกเมตร

(2) ความชนของเชอเพลงชวมวล ความชนของเชอเพลงชวมวลสงผลตอปฏกรยาการเกดกาซเชอเพลงเปนอยางมาก ชวมวลทน ามาใชใน

กระบวนการผลตกาซเชอเพลงควรมคาความชนไมเกนรอยละ 30 ความชนในเชอเพลงอาจพจารณาจากชวมวลตามทไดจากแหลง (As received) หรอชวมวลทไดผานกระบวนการเตรยมเชอเพลงเพอลดความชนมาแลว ความชนทอยในเชอเพลงม 3 ลกษณะ คอ ความชนทอยภายในเนอชวมวล (Inherent moisture) ความชนทอยทชนผวของชวมวล (Surface moisture) และความชนทเกดจากการแตกตวของอนทรยสาร (Decomposition moisture)

ความชนของเชอเพลงชวมวลพจารณาจากปรมาณน าทอยในเชอเพลง เปรยบเทยบกบน าหนกของน า ทอยในชวมวลตอน าหนกของชวมวลทงกอน การหาความชนของชวมวลสามารถหาได 2 วธ ไดแก (1) การหาคาความชนของชวมวลโดยเปรยบเทยบกบชวมวลเปยก เรยกวาการหาคาความชนตามมาตรฐานเปยก (Wet basis) และ (2) การหาคาความชนของชวมวลโดยเปรยบเทยบกบชวมวลแหง เรยกวาการหาคาความชนตามมาตรฐานแหง (dry basis)

การหาคาความชนตามมาตรฐานเปยก (wet basis) สามารถหาไดจากสมการท 2.6

W - Wwet dryMC =w Wwet 2.6

การหาคาความชนตามมาตรฐานแหง (dry basis) สามารถหาไดจากสมการท 2.7

W - Wwet dryMC =d Wdry 2.7

เมอ MCW = ความชนของชวมวลตามมาตรฐานเปยก

MCd = ความชนของชวมวลตามาตรฐานแหง W wet = น าหนกของชวมวลเปยก W dry = น าหนกของชวมวลแหง

ตวอยางท 2.1 ชวมวลหนก 1 กโลกรม วเคราะหเชอเพลงภายใตเกณฑการพจารณาวาเชอเพลงเปน

เชอเพลงแหงและไมมเถาจะมน าหนก 0.8 กรม น าหนกเถา 0.05 กรม และมความชน 0.15 กรม จงหา

35

ก.คาความชนตามมาตรฐานเปยก ข.คาความชนตามมาตรฐานแหง

วธท า จากโจทย mdaf = 0.8 กรม

mash = 0.05 กรม mh20 = 0.15 กรม

ก. หาคาความชนตามมาตรฐานเปยก

จากสตร W - Wwet dryMC =w Wwet

= 0.15 0.8+0.05+0.15 = 15%

ความชนตามมาตรฐานเปยกมคา 15%

ข.หาคาความชนตามมาตรฐานแหง

จากสตร W - Wwet dryMC =d Wdry

= 0.15 0.8+0.05 = 17.6%

ความชนตามมาตรฐานแหงมคา 17.6%

(3) ขนาดและลกษณะของเชอเพลงชวมวล เชอเพลงชวมวลทน ามาใชในเครองผลตกาซเชอเพลงจะตองมขนาดทเหมาะสมและสม าเสมอ ขนาดของ

เชอเพลงชวมวลมอทธพลอยางมากตอคาความดนลดทเกดขนภายในเครองผลตกาซเชอเพลง ชวมวลทมขนาดเลกมากจะท าใหอากาศแทรกเขาไปในระหวางชวมวลไดนอยซงจะท าใหปฏกรยาเกดขนไมสม าเสมอ

2.3 สมบตทางเคมของเชอเพลงชวมวล

สมบตและองคประกอบของเชอเพลงชวมวลเปนขอมลเบองตน ทส าคญมากในระบบผลตกาซเชอเพลง ทจ าเปนตองทราบเพอน าขอมลใชในการออกแบบและวเคราะหประสทธภาพของระบบผลต กาซเชอเพลง การวเคราะหองคประกอบและสมบตของเชอเพลงแขงโดยทวไปท าการวเคราะห 3 แบบ ซงการวเคราะหแตละ



36

แบบมวตถประสงคทแตกตางกน ไดแก (1) การหาคาองคประกอบในเชอเพลงชวมวลโดยการประมาณคา (Proximate analysis) (2) การหาคาองคประกอบในเชอเพลงชวมวลโดยละเอยดหรอแบบแยกธาต (Ultimate analysis) และ (3) การหาคาความรอนของเชอเพลงชวมวล (Heating value analysis)

2.3.1 การวเคราะหองคประกอบของเชอเพลงชวมวลโดยการประมาณคา การวเคราะหองคประกอบของเชอเพลงชวมวลโดยการประมาณคา (Proximate analysis)

จะวเคราะหโดยอางองหลกวธการวเคราะหหาองคประกอบโดยประมาณของถานหนและถานโคกทก าหนดตามมาตรฐานการทดสอบ และวสดของสมาคมอเมรกนส าหรบถานหน ASTM D3172-07 ซงไดก าหนดมาตรฐานวธการวเคราะหและมาตรฐานปรมาณทตองการท าการวเคราะหไว

การวเคราะหองคประกอบของเชอเพลงชวมวลหรอเชอเพลงแขงโดยการประมาณคา ปรมาณทท าการวเคราะหม 4 ปรมาณไดแก

(1) ความชน (Moisture Content) (2) สารระเหย (Volatile Matter) (3) เถา (Ash) (4) คารบอนคงตว (Fixed Carbon) ความชนทอยในเชอเพลงแขงหรอชวมวลจะใชวธวเคราะหอางองตามมาตรฐานการทดสอบและวสด

ของอเมรกนสมาคม โดยเชอเพลงไมใชวธวเคราะหตามมาตรฐานการทดสอบและวสดของอเมรกนสมาคม D-871-1762-84 (ASTM D-1762-84) และส าหรบเชอเพลงขยะ (Refuse derived fuel: RDF) ใชวธวเคราะหตามมาตรฐานการทดสอบและวสดของอเมรกนสมาคม E-949-88 (ASTM E-949-88) ซงวธการวเคราะหตามมาตรฐานตาง ๆ จะแตกตางกนไป เชนการวเคราะหคาความชนของไมตามมาตรฐานการทดสอบและวสดของอเมรกนสมาคม D-1762-84 (ASTM D-1762-84) จะใชไมตวอยางในการวเคราะหน าหนก 50 กรม อบในเตาอบทอณหภม 103 องศาเซลเซยส เปนระยะเวลา 30 นาท และหลงจากนนทงไมไวในเตาอบทควบคมอณหภมท 103 องศาเซลเซยสเปนระยะเวลา 16 ชวโมง และหลงจากนนน าไมออกมาชงน าหนก น าหนกทหายไปคอคาความชนทอยในไม

สารระเหยทอยในชวมวลหมายถง ไอทสามารถควบแนนได และไอทไมสามารถควบแนนไดทปลอยออกมาเมอชวมวลไดรบความรอน ปรมาณสารระเหยทปลอยออกมาจะขนกบอตราการใหความรอนเชอเพลงและอณหภม ในการวเคราะหปรมาณสารระเหยจะใชวธวเคราะหอางองตามมาตรฐานการทดสอบและวสดของอเมรกนสมาคม ส าหรบเชอเพลงไมใชวธวเคราะหตามมาตรฐานการทดสอบและวสดของอเมรกนสมาคม E-872(ASTM E-872) การวเคราะหท าโดยใชเชอเพลงไมตวอยาง 50 กรม ทสมมาจากเชอเพลงไม 10 กโลกรม โดยการสมตวอยางใชวธตามมาตรฐานการทดสอบและวสดของอเมรกนสมาคม D-346 (ASTM D-346) และน าตวอยางมาบดใหมขนาดเลกกวา 1 มลลเมตร และน าเชอเพลงแหงทบดแลวน าหนก 1 กรม มาใชในการวเคราะหโดยวางตวอยางในเบาหลอมทมฝาปดและใสลงไปในเตาอบทมอณหภม 950 องศาเซลเซยส โดนใหความรอนเปนเวลา 7 นาท สารระเหยจะปลอยออกมาซงสามารถสงเกตไดจากเปลวไฟ หลงจากนนน าตวอยางออกมาและ ท าใหเยน และชงน าหนกของเชอเพลงไม น าหนกสวนทหายไปคอสารระเหย

37

เถา คอ สารอนนทรยทยงคงเหลออยหลงจากทคารบอนในชวมวลถกเผาไหมหมดแลว สารอนนทรยทอยในเถาไดแก ซลกา อลมเนยม เหลก แคลเซยม แมกเนเซยม และโปรแตสเซยม เปนตน การวเคราะหองคประกอบของเถาส าหรบเชอเพลงไมใชวธการวเคราะหตามมาตรฐานการทดสอบและวสดของอเมรกนสมาคม D-1102 (ASTM D-1102) การวเคราะหเถาท าโดยใชเชอเพลงไมตวอยาง 2 กรม ทมขนาดเลกกวา 475 ไมครอน อบแหงตามวธมาตรฐาน และน ามาวางบนเบาหลอมทไมตองปดฝา และใสไวในเตาเผาอณหภมสง โดยใหอณหภมเพมขนอยางชา ๆ เมอคารบอนในชวมวลถกเผาไหมหมดแลว ทงไวใหเยน และน ามาชงน าหนก น าหนกทไดเปนน าหนกของเถาทอยในเชอเพลง

คารบอนคงตว หมายถง ปรมาณคารบอนในชวมวลทยงคงเหลออยในถานชารหลงจากทสาระเหยถกปลอยออกมาในกระบวนการสลายตวดวยความรอน การหาคาปรมาณคารบอนคงตว สามารถหาไดเมอทราบปรมาณความชน ปรมาณสาระเหย และเถา โดยใชความสมพนธดงแสดงในสมการท 2.8

FC = 1-M-VM-Ash 2.8

เมอ FC = ปรมาณคารบอนคงตว M = ปรมาณความชน VM = ปรมาณสารระเหย Ash = ปรมาณเถา

ปรมาณคารบอนคงตวทไดจากการวเคราะหโดยการประมาณคาและจากการวเคราะหโดยละเอยดจะมคาแตกตางกน เนองจากการวเคราะหโดยวธการประมาณคาไมไดรวมคารบอนทอยในสารระเหย ซงโดยปกต จะหมายถงวเคราะหโดยละเอยดจะมคาแตกตางกน เนองจากการวเคราะหโดยวธการประมาณคาไมไดรวมคารบอนทอยในสารระเหย ซงโดยปกตจะหมายถงถานชารทเกดขนหลงจากกระบวนการสลายดวยความรอน

การวเคราะหองคประกอบของเชอเพลงแขงหรอชวมวลโดยการประมาณคาอาจท าการวเคราะหตามลกษณะของชวมวลทใชในการพจารณาทมลกษณะทแตกตางกนเปน 4 แบบ คอ (1) วเคราะหเชอเพลงตามสมบตของเชอเพลงตามทไดรบมา (As received basis) (2) วเคราะหเชอเพลงภายใตเกณฑการพจารณาวาเชอเพลงเปนเชอเพลงแหง (Total dry basis)

เปนการวเคราะหเชอเพลงทไมพจารณาความชนทงหมดทอยในเชอเพลง (3) วเคราะหเชอเพลงภายใตเกณฑการพจารณาทไมรวมความชนทผว (air dry basis) เปนการวเคราะหเชอเพลงแขงทไมพจารณาความชนทอยทผวของเชอเพลงเปนองคประกอบในเชอเพลง และ (4) วเคราะหเชอเพลงภายใตเกณฑการพจารณาวาเชอเพลงเปนเชอเพลงแหงและไมมเถา (dry ash free basis) ซงเปนการวเคราะหเชอเพลงแขงทไมพจารณาความชนและเถาเปนองคประกอบในเชอเพลง การวเคราะหภายใตเกณฑตาง ๆ ปรมาณทท าการวเคราะหและปรมาณองคประกอบทวเคราะหไดจะมคาแตกตางกน การวเคราะหองคประกอบโดยประมาณตามเกณฑทพจารณาตาง ๆ กนจะไดขอมลทแตกตางกน เชน การวเคราะหองคประกอบของเชอเพลงแขงตามลกษณะของเชอเพลงตามทไดรบมา ขอมลทไดรบประกอบดวย เถา คารบอน ไฮโดรเจน ออกซเจน ไนโตรเจน ซลเฟอร



38

คารบอนคงตว สารระเหย ความชนทอยในเนอของชวมวลและความชนทอยในผวของชวมวลปรมาณทไดจากการวเคราะหเชอเพลงแขงตามเกณฑตาง ๆ ทง 4 แบบ แสดงรายละเอยดดง รปท 2.4

A หมายถง เถา H หมายถง ไฮโดรเจน N หมายถง ไนโตรเจน C หมายถง คารบอน O หมายถง ออกซเจน S หมายถง ซลเฟอร M หมายถง ความชนทอยในเนอของชวมวล FC หมายถง คารบอนคงตว Mi หมายถง ความชนทอยทผวของชวมวล VM หมายถง สารระเหย Ms หมายถง ความชนทงหมดของชวมวล

รปท 2.4 ปรมาณทใชในการวเคราะหองคประกอบของเชอเพลงแขงโดยการประมาณคาตามเกณฑตาง ๆ ทมา : Basu, 2010:56.

การวเคราะหองคประกอบของชวมวลโดยการประมาณคาชองชวมวลชนดตาง ๆ แสดงดงตารางท 2.4 และ ตารางท 2.5

ตารางท 2.4 การวเคราะหชวมวลโดยการประมาณคาของชวมวลชนดตาง ๆ

ชวมวล คารบอนคงตว สารระเหย เถา ไมอดเมด 15.77 82.14 2.09 เปลอกถววอลนท 21.16 78.28 0.56 เปลอกถวอลมอนด 21.54 76.83 1.63 ซงขาวโพด 18.54 80.10 1.36 ฟางขาวสาล 19.80 71.30 8.90 ล าตนนน 22.43 70.89 6.68 ล าตนและใบขาวโพด 19.25 75.17 5.58 ชานออย 14.95 73.78 11.27 แกลบ 15.80 63.60 20.60 ผกตบชวา - 80.40 19.60

ทมา: Gaur and Reed, 1998:50.

39

ตารางท 2.5 การวเคราะหชวมวลโดยการประมาณคาของชวมวลชนดตาง ๆ ใน สปป.ลาว

Proximate Analysis W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7 W8 W9 W10

สารระเหย, % 77.16 75.82 77.79 76.81 76.54 77.74 78.15 77.15 74.52 73.42

คารบอนคงตว, % 14.05 13.05 11.90 12.72 14.10 12.90 12.12 13.71 14.88 16.70

เถา, % 0.21 0.39 0.73 0.35 0.22 0.24 1.07 0.10 0.54 1.51 ความชน, % 8.58 10.29 9.58 10.12 9.14 9.12 8.66 9.04 10.06 8.38 Other Characteristics W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7 W8 W9 W10

ความจความชน, %

9.4 14.8 14.4 16.3 13.6 12.5 11.8 13.2 13.8 15.1

HHV, kJ/kg 17,705 18,099 17,202 17,224 18,218 17,220 17,505 17,580 18,770 20,368

LHV, kJ/kg 17,136 17,404 16,501 16,484 17,549 16,578 16,879 16,929 18,109 19,680

ป 2550 มหาวทยาลยอบลราชธาน ภายใตการสนบสนนงบประมาณของกรมพฒนาพลงงานทดแทน

และอนรกษ (พพ.) ไดด าเนนโครงการความรวมมอดานพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงานระหวางประเทศไทยกบประเทศเพอนบาน (ศกษาและจดท าตนแบบระบบผลตไฟฟาจากกาซเชอเพลงชวมวลใน สปป. ลาว ) และไดทดสอบสมบตทางเคมของเชอเพลงชวมวล โดยวเคราะหผลจากหองปฏบตการบณฑตวทยาลยรวมดานพลงงานและสงแวดลอม มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร โดยใช 10 ตวอยางไม ดงน

1) Wood 1 = ไมสยางแดง 2) Wood 2 = ไมยางลาว หรอ ยางนา 3) Wood 3 = ไมตว 4) Wood 4 = ไมอะลางลาว หรอ สะคามลาว 5) Wood 5 = ไมเปอย 6) Wood 6 = ไมวก หรอ ยคาลปตส 7) Wood 7 = ไมยางพารา 8) Wood 8 = ไมเบญจพรรณ 9) Wood 9 = ไมเตงรงลาว 10) Wood 10 = ไมบากลาว หรอ กะบากลาว

ผลการทดสอบ ไมทง 10 ชนด มคณสมบตทใกลเคยงกน ดงแสดงในตารางท 2-5 และ ตารางท 2-6 จะเหนไดวา สามารถน ามาเปนเชอเพลงส าหรบระบบผลตกาซชวมวลได โดยไมตองปรบแตงระบบผลตกาซชวมวล



40

ใหเหมาะสมกบไมชนดใดชนดหนงมากเกนไป อนง การออกแบบระบบผลตกาซชวมวลควรใชคาความรอนและเปอรเซนต Fixed carbon เฉลยของไมหลายชนด มาเปนขอมลเบองตนในการออกแบบ

2.3.2 การวเคราะหองคประกอบของเชอเพลงชวมวลโดยละเอยด การวเคราะหองคประกอบของเชอเพลงชวมวลโดยละเอยดหรอแบบแยกธาต (Ultimate Analysis)

โดยทวไปจะใชวธอางองตามวธการวเคราะหองคประกอบแบบแยกธาตของถานหนและถานโคกทก าหนดตามมาตรฐานการทดสอบ และวสดของอเมรกนสมาคมส าหรบถานหน ASTM D 3176-09 ตามมาตรฐานนไดก าหนดวธวเคราะหและปรมาณทตองการวเคราะหและปรมาณทตองท าการวเคราะหไดแก ปรมาณของคารบอน ไฮโดรเจน ก ามะถน ไนโตรเจน และเถาโดยปรมาณของออกซเจน ใชวธค านวณโดยคดวาปรมาณสารทงหมดในเชอเพลงมคาเปน 100 สวน ส าหรบการวเคราะหแบบแยกธาตจะวเคราะหโดยพจารณาตามพนฐานทเชอเพลงเปนเชอเพลงแหงโดยไมพจารณาความชนเปนองคประกอบในเชอเพลง

การวเคราะหเชอเพลงชวมวลแบบแยกธาตของชวมวลชนดตาง ๆ แสดงดงตารางท 2.6 และ 2.7

ตารางท 2.6 การวเคราะหเชอเพลงชวมวลแบบแยกธาตของชวมวลชนดตาง ๆ

ชวมวล C H O N S ไมอดเมด 48.13 5.87 42.46 1.45 0 เปลอกถววอลนท 49.98 5.71 43.35 0.21 0.01 เปลอกถวอลมอนด 51.3 5.29 40.9 0.66 0.01 ซงขาวโพด 46.58 5.87 45.46 0.47 0.01 ฟางขาวสาล 43.2 5 39.4 0.61 0.11 ล าตนนน 43.64 5.81 43.87 0 0 ล าตนและใบขาวโพด 43.65 5.56 43.31 0.61 0.01 ชานออย 44.8 5.36 39.55 0.35 0.01 แกลบ 38.3 4.36 36.45 0.83 0.06 ผกตบชวา 40.3 4.6 33.99 1.51 0

ทมา : Gaur,and Reed,1998:50.

ตารางท 2.7 การวเคราะหเชอเพลงชวมวลแบบแยกธาตของชวมวลชนดตาง ๆ ใน สปป.ลาว

Ultimate Analysis W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7 W8 W9 W10

N, % NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA C, % 46.51 46.02 46.02 43.71 46.11 42.49 42.84 42.82 44.46 43.00 H, % 1.59 1.58 1.66 1.62 1.59 1.59 1.59 1.56 1.53 1.51 S, % NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA

NA = Not Available

41

2.3.3 การวเคราะหคาความรอนของชวมวล คาความรอนของชวมวลสามารถหาไดโดยวเคราะหโดยใชเครองมอวดทเรยกวา บอมบแคลอรมเตอร

และโดยวธการค านวณโดยใชขอมลทไดจากการวเคราะหโดยละเอยด การวเคราะหหาคาความรอนของเชอเพลงชวมวลทนยมใชโดยทวไปใชวธอางองตามคาก าหนดมาตรฐานการทดสอบและวสดของอเมรกนสมาคมส าหรบ ถานหนทใชมาตรฐาน ASTM D 5868

การหาคาความรอนของชวมวลหรอเชอเพลงแขงม 2 วธ คอ วเคราะหโดยหาคาความรอนสง ของเชอเพลง (Higher Heating Value: HHV) และวเคราะหโดยหาคาความรอนต าของเชอเพลง (Lower Heating Value; LHV) คาความรอนต าของเชอเพลงชวมวลหรออาจเรยกวา คาความรอนสทธ (Net Calorific Value; NCV) เปนการหาคาความรอนทเกดจากการเผาไหมเชอเพลงชวมวลทอณหภมเรมตน 25 องศาเซลเซยส โดยพจารณาวาผลตภณฑทไดจากการเผาไหมทงหมดรวมทงน ามสถานะเปนไอ คาความรอนสงของเชอเพลงชวมวลหรออาจเรยกวาคาความรอนรวม (Gross Calorific Value: GCV) เปนการหาคาความรอนทเกดจากการเผาไหมเชอเพลงชวมวลทอณหภมเรมตน 25 องศาเซลเซยส ในกรณนไอน าจากการเผาไหมจะควบแนนกลบมาเปนของเหลว ท าใหคายความรอนออกมา ซงจะท าใหความรอนจากการเผาไหมเชอเพลงมคาเพมมากขน ซงความรอนทเพมขนมคาเทากบคาความรอนแฝงของการกลายเปนไอของไอน า

รปท 2.5 ความสมพนธระหวางคาความรอนต าและคาความรอนสงของเชอเพลงแขง

จากการพจารณาแผนภาพดงแสดงในรปท 2.5 จะไดความสมพนธระหวางคาความรอนต า และคาความรอนสงของเชอเพลงชวมวล แสดงในสมการท 2.9

2

HHV = LHV + nhfg H O

2.9

เมอ 2

Hfg H 0

= เอนทาลปทใชในการเปลยนไอน าใหเปนของเหลว ซงมคาเทากบ 2,260 กโลจล

ตอกโลกรม n = จ านวนโมลของไอน า



42

เนองจากคาความรอนแฝงในการเปนไอของน ามคา 2,260 กโลจลตอกโลกรม และโมเลกลของน าประกอบดวยไฮโดรเจน 2 อะตอม และออกซเจน 1 อะตอม คดเปนอตราสวนมวลโมเลกลของไฮโดรเจนตอมวลโมเลกลของน า มคาเทากบ 1:9 ดงนนจากสมการท 2.11 จะสามารถเขยนความสมพนธระหวางคาความรอนต าและคาความรอนสงของเชอเพลงชวมวลไดดงสมการท 2.10

HHV = LHV + 22.6 (9H+M) kJ/kg 2.10

เมอ H = รอยละของไฮโดรเจนในชวมวล

M = รอยละของความชนในชวมวล

การหาคาความรอนของชวมวลสามารถค านวณได ถาทราบปรมาณองคประกอบตาง ๆ ของเชอเพลงจากการวเคราะหโดยการประมาณคาและการวเคราะหโดยละเอยด ไดมผเสนอความสมพนธเพอหาคาความรอนสงของเชอเพลงโดยการค านวณจากปรมาณธาตตาง ๆ ทมในเชอเพลงทไดจากการวเคราะหโดยละเอยดซงปรากฏในรปของสมการอยางงายหลายสมการ โดยแตละสมการจะมสตรและเงอนไขในการใชสมการทแตกตางกนไป การจะเลอกน าสมการใดไปใชงานจะขนกบขอมลองคประกอบของธาตตาง ๆ ทมในเชอเพลง

จานนวาลา และปารต (Channiwala,and Parikh, 2002:1051-63) ไดน าเสนอสมการทใชในการค านวณคาความรอนสงของเชอเพลงทครอบคลมทงชวมวล เชอเพลงเหลว และเชอเพลงกาซ ดงแสดงในสมการท 2.11

HHV = 0.3491C + 1.1783H + 0.1005S -0.1034O – 0.015N – 0.0211A (MJ/kg) 2.11

เมอ C = ปรมาณคารบอนในเชอเพลง (รอยละโดยน าหนก)

H = ปรมาณไฮโดรเจนในเชอเพลง (รอยละโดยน าหนก) S = ปรมาณไฮโดรเจนในเชอเพลง (รอยละโดยน าหนก) O = ปรมาณออกซเจนในเชอเพลง (รอยละโดยน าหนก) N = ปรมาณไนโตรเจนในเชอเพลง (รอยละโดยน าหนก) A = ปรมาณเถาในเชอเพลง (รอยละโดยน าหนก)

การหาคาความรอนของเชอเพลงชวมวลอาจท าการค านวณไดถาทราบผลการวเคราะหเชอเพลง

โดยประมาณ เนองจากการวเคราะหโดยประมาณนนท าไดงายกวาการว เคราะหโดยละเอยด จากการศกษาของเชอเพลงโดยใชขอมลจากการวเคราะหโดยประมาณ แสดงดงสมการท 2.12

HHV = 0.3536FC+0.1559VM – 0.0078Ash (MJ/kg) 2.12

เมอ FC = ปรมาณคารบอนคงตวในเชอเพลง (รอยละโดยน าหนก)



42

เนองจากคาความรอนแฝงในการเปนไอของน ามคา 2,260 กโลจลตอกโลกรม และโมเลกลของน าประกอบดวยไฮโดรเจน 2 อะตอม และออกซเจน 1 อะตอม คดเปนอตราสวนมวลโมเลกลของไฮโดรเจนตอมวลโมเลกลของน า มคาเทากบ 1:9 ดงนนจากสมการท 2.11 จะสามารถเขยนความสมพนธระหวางคาความรอนต าและคาความรอนสงของเชอเพลงชวมวลไดดงสมการท 2.10

HHV = LHV + 22.6 (9H+M) kJ/kg 2.10

เมอ H = รอยละของไฮโดรเจนในชวมวล

M = รอยละของความชนในชวมวล

การหาคาความรอนของชวมวลสามารถค านวณได ถาทราบปรมาณองคประกอบตาง ๆ ของเชอเพลงจากการวเคราะหโดยการประมาณคาและการวเคราะหโดยละเอยด ไดมผเสนอความสมพนธเพอหาคาความรอนสงของเชอเพลงโดยการค านวณจากปรมาณธาตตาง ๆ ทมในเชอเพลงทไดจากการวเคราะหโดยละเอยดซงปรากฏในรปของสมการอยางงายหลายสมการ โดยแตละสมการจะมสตรและเงอนไขในการใชสมการทแตกตางกนไป การจะเลอกน าสมการใดไปใชงานจะขนกบขอมลองคประกอบของธาตตาง ๆ ทมในเชอเพลง

จานนวาลา และปารต (Channiwala,and Parikh, 2002:1051-63) ไดน าเสนอสมการทใชในการค านวณคาความรอนสงของเชอเพลงทครอบคลมทงชวมวล เชอเพลงเหลว และเชอเพลงกาซ ดงแสดงในสมการท 2.11

HHV = 0.3491C + 1.1783H + 0.1005S -0.1034O – 0.015N – 0.0211A (MJ/kg) 2.11

เมอ C = ปรมาณคารบอนในเชอเพลง (รอยละโดยน าหนก)

H = ปรมาณไฮโดรเจนในเชอเพลง (รอยละโดยน าหนก) S = ปรมาณไฮโดรเจนในเชอเพลง (รอยละโดยน าหนก) O = ปรมาณออกซเจนในเชอเพลง (รอยละโดยน าหนก) N = ปรมาณไนโตรเจนในเชอเพลง (รอยละโดยน าหนก) A = ปรมาณเถาในเชอเพลง (รอยละโดยน าหนก)

การหาคาความรอนของเชอเพลงชวมวลอาจท าการค านวณไดถาทราบผลการวเคราะหเชอเพลง

โดยประมาณ เนองจากการวเคราะหโดยประมาณนนท าไดงายกวาการว เคราะหโดยละเอยด จากการศกษาของเชอเพลงโดยใชขอมลจากการวเคราะหโดยประมาณ แสดงดงสมการท 2.12

HHV = 0.3536FC+0.1559VM – 0.0078Ash (MJ/kg) 2.12

เมอ FC = ปรมาณคารบอนคงตวในเชอเพลง (รอยละโดยน าหนก)

43

VM = ปรมาณสารระเหยในเชอเพลง (รอยละโดยน าหนก) Ash = ปรมาณเถาในเชอเพลง (รอยละโดยน าหนก)

คาความรอนของชวมวลชนดตาง ๆ แสดงดงตารางท 2.8

ตารางท 2.8 คาความรอนของชวมวลชนดตาง ๆ

ชวมวล วสดเหลอทง คาความรอน ชวมวล วสดเหลอทง คาความรอน ออย ชานออย 14.4 มะพราว เปลอก 16.23 ยอดและใบ 17.39 กะลา 17.93 ขาว แกลบ 14.27 ทะลาย 15.4 ฟางขาว 10.24 มนส าปะหลง ตน 18.42 น ามนปาลม ทะลายปาลม 17.86 ขาวโพด ซง 18.04 เสนใย 17.62 ถวลสง เปลอก 12.66 กะลา 18.46 ฝาย ล าตน 14.49 กานทาง 9.83 ถวเหลอง ล าตนและใบ 19.44 ทะลายตวผ 16.33 ขาวฟาง ใบและตน 10.23 กงกาน 14.98

ทมา : กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน, 2552.



บทท 3 กระบวนการแกสซฟเคชน

กระบวนการแกสซฟเคชนเปนกระบวนการทางเคม ทเปลยนวสดทมคารบอนเปนองคประกอบ เชน ชวมวล (Biomass) ถานหน (Coal) ใหกลายเปนกาซเชอเพลงสงเคราะหหรอสารตงตนในกระบวนการทางเคม โดยจะมปฏกรยาเคมหลายปฏกรยาทเชอมโยงกน ไดแก ไพโรไลซส (Pyrolysis) การเผาไหมไมสมบรณ (Partial oxidation) และไฮโดรเจนเนชน (Hydrogenation) เมอเปรยบเทยบกระบวนการเผาไหมทเปนการเปลยนวสดทมคารบอนเปนองคประกอบ ใหกลายเปนกาซไอเสยและพลงงานความรอน แตกระบวนการแกสซฟเคชนนนเปนการเกบกกพลงงานเขาไปในรปของพนธะทางเคม จงไดผลตภณฑทสามารถน าไปใหพลงงานได โดยความแตกตางของกระบวนการแกสซฟเคชนกบกระบวนการเผาไหมคอ กระบวนการแกสซฟเคชนจะมปฏกรยารดวซ (Reduce) ทเปนปฏกรยาดดความรอน แตกระบวนการเผาไหมจะมเพยงปฏกรยาออกซเดชน (Oxidation) ทเปนปฏกรยาคายความรอนเพยงอยางเดยว

3.1 ประวตความเปนมา

3.1.1 ความเปนมาของระบบ ในป ค.ศ.1639 Jan Baptista Van Helmont (รปท 3.1) นกเคมและนกฟสกสชาวเบลเยยม ได

คนพบวาเมอใหความรอนแกไมหรอถานหน จะใหกาซทเผาไหมไดออกมา จากการคนพบนเปนหลกการทเปนรากฐานส าคญในการพฒนากระบวนการแกสซฟเคชน

รปท 3.1 Jan Baptista Van Helmont [1] ในป ค.ศ. 1669 Thomas Shirley ไดท าการทดลองเกยวกบกาซไฮโดรเจนทไดจากคารบอน ในป ค.ศ. 1788 Robert Gardner ไดรบการรบรองสทธบตรเกยวกบระบบแกสซฟเคชนใบแรก ในป ค.ศ. John Barber ไดรบการรบรองสทธบตรการใชกาซชวมวล (Producer gas) ในเครองยนต

สนดาปภายใน



บทท 3 กระบวนการแกสซฟเคชน

กระบวนการแกสซฟเคชนเปนกระบวนการทางเคม ทเปลยนวสดทมคารบอนเปนองคประกอบ เชน ชวมวล (Biomass) ถานหน (Coal) ใหกลายเปนกาซเชอเพลงสงเคราะหหรอสารตงตนในกระบวนการทางเคม โดยจะมปฏกรยาเคมหลายปฏกรยาทเชอมโยงกน ไดแก ไพโรไลซส (Pyrolysis) การเผาไหมไมสมบรณ (Partial oxidation) และไฮโดรเจนเนชน (Hydrogenation) เมอเปรยบเทยบกระบวนการเผาไหมทเปนการเปลยนวสดทมคารบอนเปนองคประกอบ ใหกลายเปนกาซไอเสยและพลงงานความรอน แตกระบวนการแกสซฟเคชนนนเปนการเกบกกพลงงานเขาไปในรปของพนธะทางเคม จงไดผลตภณฑทสามารถน าไปใหพลงงานได โดยความแตกตางของกระบวนการแกสซฟเคชนกบกระบวนการเผาไหมคอ กระบวนการแกสซฟเคชนจะมปฏกรยารดวซ (Reduce) ทเปนปฏกรยาดดความรอน แตกระบวนการเผาไหมจะมเพยงปฏกรยาออกซเดชน (Oxidation) ทเปนปฏกรยาคายความรอนเพยงอยางเดยว

3.1 ประวตความเปนมา

3.1.1 ความเปนมาของระบบ ในป ค.ศ.1639 Jan Baptista Van Helmont (รปท 3.1) นกเคมและนกฟสกสชาวเบลเยยม ได

คนพบวาเมอใหความรอนแกไมหรอถานหน จะใหกาซทเผาไหมไดออกมา จากการคนพบนเปนหลกการทเปนรากฐานส าคญในการพฒนากระบวนการแกสซฟเคชน

รปท 3.1 Jan Baptista Van Helmont [1] ในป ค.ศ. 1669 Thomas Shirley ไดท าการทดลองเกยวกบกาซไฮโดรเจนทไดจากคารบอน ในป ค.ศ. 1788 Robert Gardner ไดรบการรบรองสทธบตรเกยวกบระบบแกสซฟเคชนใบแรก ในป ค.ศ. John Barber ไดรบการรบรองสทธบตรการใชกาซชวมวล (Producer gas) ในเครองยนต

สนดาปภายใน

45

ในป ค.ศ. 1798 Philippe Lebon ไดท าใหระบบผลตกาซสงเคราะหจากกาซชวมวลเปนทรจก โดยเปนผรเรมน าไมมาเปนเชอเพลงในเตาแกสซไฟเออร

การใชงานระบวนการแกสซฟเคชน โดยเรมแรกมการน ามาใชในการผลตกาซเพอใชในการสรางแสงสวาง หรอ “ town gas” โดยเรมแรกจะเปนกาซทใชถานหนเปนวตถดบในการผลต และหลงจากนนกระบวนการแกศฟเคชนจงเปนทแพรหลายในแถบประเทศอเมรกา ในป ค.ศ. 1920 ในเขตชมชนและเมองตาง ๆ โดยการจายกาซไปตามบานเรอนเพอใชในการหงตมและเปนแสงสวาง โดยใชชอวา “gasworks”

จากนนในป ค.ศ.1930 ไดเรมมการเดนทอกาซธรรมชาตเพอสงกาซธรรมชาต จากบอน ามนในรฐ Texas มายงเมอง Denver รฐ Colorado สหรฐอเมรกา ซงเปนแนวทอกาซทวางขามรฐท าใหกาซธรรมชาตทมถกมาก เขามาแทนทอตสาหกรรมแกสซฟเคชน และคอย ๆ ลดบทบาทลง ในประเทศองกฤษ town gas ยงถกใชงานจนถงป ค.ศ. 1970 และคอย ๆ ลดบทบาทลงเมอมการคนพบน ามนในทะเลเหนอ (The North sea oil)

3.1.2 การใชกาซชวมวลในเครองยนตและยานพาหนะ การใชงานกาซเชอเพลงสงเคราะหเรมตนในชวงสงครามโลกครงท 1 โดยมการพฒนาเตาแกสซไฟเออร

ขนาดเลกเพอใชกบเชอเพลงท เปนถานไมและไม โดยมการน ากาซเชอเพลงสงเคราะหมาใชกบรถยนต รถไฟ เรอ และเครองก าเนดไฟฟาขนาดเลก [2]

3.2 กระบวนการแกสซฟเคชน

กระบวนการผลตกาซชวมวลเปนกระบวนการเปลยนเชอเพลงแขงใหอยในรปเชอเพลงกาซ ดวยปฏกรยาเคมความรอน โดยใชอากาศหรอออกซเจนดงรปท 3.2

รปท 3.2 (a) เฟสไดอะแกรมแสดงความสมพนธของสดสวนคารบอน ไฮโดรเจน และ ออกซเจน ในเชอเพลงในสถานะของแขง ของเหลว และกาซ (b) กระเปลยนแปลงทางเคมตลอดกระบวนการเปลยนรปของชวมวล [3]



46

ในทางทฤษฏจะตองการออกซเจนปรมาณนอยมากในการท าปฏกรยาแกสซฟเคชน เพราะชวมวลมองคประกอบท เป นออกซ เจนอย ด งรปท 3 .2 (b) เพ อท จะให ได ผล ตภณ ฑ เป นก าซไฮโด รเจนและคารบอนมอนอกไซด ดงสมการท 3.1

CH O + 0.2O CO + 0.7H1.4 0.6 2 2

3.1

เนองจากในกาซไฮโดรเจนและคารบอนมอนอกไซดนนมพลงงานในตวสงกวาในชวมวล ดงนนในปฏกรยา

ดงกลาวจงตองการแหลงความรอนจากภายนอก ซงในทางปฏบตจงตองมการใหกาซออกซเจนเกนความพอด (excess oxygen) ในกระบวนการแก สซ ฟ เคช น จากรปท 3.2(b) ในปฏ ก ร ยาด งกล าวจะท าให เก ดคารบอนไดออกไซดและไอน าดงสมการท 3.2

CH O + 0.4O 0.7CO + 0.3CO + 0.6H + 0.1H O1.4 0.6 2 2 2 2

3.2

นอกจากสวนประกอบในสมการท 3.2 ผลตภณฑทไดจะม มเทน (CH4) ปรมาณเลกนอยอกดวย โดย

องคประกอบของกาซชวมวลทใชอากาศเปนตวท าปฏกรยาโดยทวไปแสดงดงตารางท 3.1

ตารางท 3.1 คณสมบตโดยทวไปของกาซชวมวลทใชอากาศเปนตวท าปฏกรยา [3]

องคประกอบ สญลกษณ Gas (% vol.) Dry Gas (% vol.) คารบอนมอนอกไซด CO 21.0 22.1 คารบอนไดออกไซด CO2 9.7 10.2 ไฮโดนเจน H2 14.5 15.2 ไอน า H2O 4.8 - มเทน CH4 1.6 1.7 ไนโตรเจน N2 48.4 50.8 คาความรอนสง (HHV) กาซชวมวลตามมาตรฐานเปยก 5,506 kJ/Nm3 กาซชวมวลตามมาตรฐานแหง 5,800 kJ/Nm3 อตราสวนอากาศส าหรบกระบวนการแกสซฟเคชน 2.38 kg wood/kg air อตราสวนอากาศส าหรบการเผาไหมกาซ 1.18 kg gas/kg air

47

3.2.1 ตวท าปฏกรยาแกสซฟเคชน ตวท าปฏกรยาแกสซฟเคชน คอ สารหลกทท าปฏกรยากบคารบอนในรปของแขงและไฮโดรคารบอน

โมเลกลใหญ ใหไดผลตภณฑเปนกาซโมเลกลเลก เชน กาซคารบอนมอนอกไซด กาซมเทน และกาซไฮโดรเจน เปนตน โดยตวท าปฏกรยาหลกในกระบวนการแกสซฟเคชนไดแก

1. กาซออกซเจน 2. อากาศ 3. ไอน า 4. พลาสมา ทงนกาซออกซเจนเปนตวท าปฏกรยาทนยมใชมากทสด โดยจายเขาไปสกระบวนการเผาไหม โดยใช

รวมกบอากาศ ไอน า หรอใชกาซออกซเจนอยางเดยว โดยคาความรอนของกาซเชอเพลงสงเคราะหทไดจากกระบวนการแกสซฟเคชนนน จะขนอยกบชนดและปรมาณของตวท าปฏกรยาทใช โดยเฟสไดอะแกรมของ คารบอน ไฮโดรเจน และออกซเจนทมการเปลยนรปตามชนดของเชอเพลงและตวท าปฏกรยาดงรปท 3.3

รปท 3.3 ไดอะแกรมของคารบอน ไฮโดรเจน และออกซเจน ในกระบวนการแกสซฟเคชน [4]

จากรปท 3.3 ในกรณทใชกาซออกซเจนเปนตวท าปฏกรยา ทศทางการเกดปฏกรยาจะไปทางฝงออกซเจน ถาใชออกซเจนในปรมาณนอยไดผลตภณฑเปนกาซคารบอนมอนอกไซด แตถาใชออกซเจนในปรมาณมากจะไดผลตภณฑเปนกาซคารบอนไดออกไซด เมอมการใชปรมาณกาซออกซเจนเกนสดสวนทเหมาะสม (Stoichiometric) กระบวนการจะเลอนจากกระบวนการแกสซฟเคชน ไปเปนกระบวนการเผาไหมและผลตภณฑทไดจะเปนกาซไอเสย (Flue gas) แทนทจะเปนกาซเชอเพลงสงเคราะห (Fuel gas) แตอยางไรกตามกาซไอเสยทไดกยงสามารถเผาไหมไดเมอลดอณหภมลง ทงน เมอเลอนไปทางมมของออกซเจนมากขน ผลตภณฑท ไดสวนประกอบของไฮโดรเจนจะลดลง สวนผลตภณฑทมสวนประกอบของคารบอนจะเพมสงขน ไดแก กาซคารบอนมอนอกไซด และกาซคารบอนไดออกไซด



48

ถาใชไอน าเปนตวท าปฏกรยาทศทางของปฏกรยาจะไปทางมมของไฮโดรเจน ซงจะไดผลตภณฑทมสวนประกอบของไฮโดรเจนตอคารบอน จะท าใหมอตราสวน H/C ratio สง สวนพลาสมาจะใชในกรณทวตถดบทจะน ามาเขากระบวนการแกสซฟเคชนนนมองคประกอบทางเคมทซบซอน และเปนอนตรายโดยสวนมากแลวจะถกน ามาใชในการก าจดขยะพษหรอขยะชมชน เนองจากพลาสมาสามารถท าอณหภมไดสงถง 5,000 องศาเซลเซยส สามารถท าใหไดออกซน หรอสารพษอน ๆ ทไมสลายตวทอณหภมต า แตกตวออกเปนอะตอมของธาต แลวกบมารวมตวกนใหมเปนกาซผลตภณฑทสามารถเผาไหมได โดยคาความรอนของกาซผลตภณฑทไดจากการใชตวท าปฏกรยาแตละชนดดงตารางท 3.2

ตารางท 3.2 คาความรอนของกาซผลตภณฑตามตวท าปฏกรยาชนดตาง ๆ

ชนดตวท าปฏกรยา คาความรอน (MJ/Nm3) อากาศ 4-7 ไอน า 10-18

ออกซเจน 12-28 พลาสมา 5-12

3.2.2 สวนประกอบของกระบวนการแกสซฟเคชน

ในกระบวนการแกสซฟเคชนโดยหลก ๆ แลวจะประกอบดวยกระบวนการดงตอไปน คอ 1. กระบวนการไลความชนและเพมอณหภม (Drying and Preheat) 2. กระบวนการไพโรไลซส (Pyrolysis) 3. กระบวนการเผาไหม (Combustion or Oxidation) 4. กระบวนการรดกชน (Reduction) โดยแตละกระบวนการจะเปนกระบวนการทตอเนองกน และบางกระบวนการอาจมการทบซอนกน ไม

มขอบเขตส าหรบแบงแยกอยางชดเจน ในกระบวนการแกสซฟเคชนชวมวลสวนมากจะเรมตนดวยกระบวนการไลความชนและเพมอณหภม จากนนจะเขาสกระบวนการไพโรไลซส ซงจะเปนการแยกสวนประกอบของเชอเพลง ชวมวล ทเปนของแขง ของเหลว และกาซ ออกจากตวชวมวล เมอผานกระบวนการนแลว ผลตภณฑจากกระบวนการไพโรไลซสจะเขาสกระบวนการเผาไหมและความรอนจากกระบวนการเผาไหม จะถายเทโดยการพาความรอนและแผรงสความรอนไปยงกระบวนการอน ๆ จากนนผลตภณฑจากการเผาไหมจะเกดปฏกรยารดวซกบถานคารบอนทสวนของกระบวนการรดกชน โดยใชพลงงานความรอนจากการเผาไหม โดยรายละเอยดของแตละกระบวนการมดงน

1. กระบวนการไลความชนและเพมอณหภม เนองจากไมสดจากธรรมชาตนนจะมความชนหรอปรมาณน าอย 30 – 60 % และเชอเพลงบาง

ชนดอาจมคาความชนสงถง 90 % ทงนแตละกโลกรมของความชนทมอยในเชอเพลงตองใชพลงงานอยางนอยถง 2,260 kJ จากกระบวนการแกสซฟเคชนเพอมาระเหยน า ซงจะท าใหตองใชพลงงานจ านวนมากในการท าให

49

เชอเพลงแหง จะสงผลใหอณหภมในปฏกรยารดวซต าท าใหกาซผลตภณฑทไดมคาความรอนและคณภาพทต า ดงนนในระบบแกสซฟเคชนสวนใหญจงมความตองการใชเชอเพลงทมคาความชนในชวง 10 – 20 %

โดยกระบวนการนจะเรมเมอเชอเพลงเขาส ระบบแกสซ ฟเคชน และไดรบความรอนจากกระบวนการเผาไหม ท าใหน าในชวมวลมการสลายพนธะ และเปลยนสถานะเปนไอ จากนนกจะมการเพมขนของอณหภมแตไมสงพอทจะท าใหเกดการสลายตวของสารระเหย ดงสมการท 3.3

ชวมวล + ความรอน ชวมวลแหง + น า 3.3

2. กระบวนการไพโรไลซส เปนกระบวนการความรอนเพอแยกโมเลกลไฮโดรคารบอนขนาดใหญ ทอยในเนอของชวมวล

ออกเปนกาซทมโมเลกลทเลกลงโดยไมเกดการท าปฎกรยากบอากาศ กาซ หรอตวท าปฏกรยาใด ๆ โดยอณหภมในโซนนจะประมาณ 200-500C ของแขงทเหลออยจากผานกระบวนการนคอคารบอนในรปของถาน ปฏก รยาทเกดขนในโซนดงสมการ 3.4

ชวมวล + ความรอน ถาน + CO +CO2 + H2O +CH4 + C2H6 + pyroligneous + น ามนดน 3.4

3. ปฏกรยาแกสซฟเคชนถาน (Char gasification reaction) ปฏกรยาแกสซฟเคชนเปนการเกดปฏกรยาตอเนองจากผลตภณฑ ทไดจากกระบวนการไพโรไลซส

คอ ถานคารบอนและกาซทเปนผลตภณฑจากกระบวนการเผาไหม โดยทคารบอนทผานกระบวนการไพโรไลซสนนไมจ าเปนตองเปนถานคารบอนเพยงอยางเดยว อาจหลงเหลอไฮโดรคารบอนทไมเกดการเผาไหม โดยถานคารบอนทมาจากเชอเพลงชวมวลจะมความพรนมากกวาถานคารบอนทไดจากเชอเพลงกลมถานหน โดยความพรนของถานจากชวมวลจะอยในชวง 40-50 % สวนถานจากถานหนมความพรนเพยง 2 – 18 %

ปฏกรยาแกสซฟเคชนของชวมวลนนจะเปนการท าปฏกรยาของ ถานคารบอนกบตวท าปฏกรยาโดยเปนปฏกรยาดดความรอน อณหภมโซนนจะอยระหวาง 500 -900C ท าให เกดปฏกรยารดวซของคารบอนไดออกไซดและน า ใหเปนกาซทสามารถเผาไหมได โดยทกาซคารบอนไดออกไซดและไอน าทเกดขนจะไหลผานคารบอนทก าลงลกไหมอย ท าใหไดกาซคารบอนมอนนอกไซด กาซไฮโดรเจน และกาซมเทน โดยปฏกรยาของกระบวนการแกสซฟเคชนดงตารางท 3.3



50

ตารางท 3.3 ปฏกรยาในกระบวนการแกสซฟเคชนทอณหภม 25 C [5]

ประเภทปฏกรยา ปฏกรยา Carbon reactions R1 (Boudouard) C + CO 2CO2

R2 (water-gas or steam) C + H O CO + H +131kJ / mol2 2

R3 (hydrogasification) C + 2H CH - 74.8kJ / mol2 4

R4 C + 0.5O CO - 111kJ / mol2

Oxidation reactions R5 C + O CO - 394kJ / mol2 2

R6 CO + 0.5O CO - 284kJ / mol2 2

R7 CH + 2O CO + 2H O - 803kJ / mol4 2 2 2

R8 H + 0.5O H O - 242kJ / mol2 2 2

Shift reaction R9 CO + H O CO + H - 41.2kJ / mol2 2 2

Methanation reactions R10 2CO + 2H CH + CO - 247kJ / mol2 4 2

R11 CO + 3H CH + H O - 206kJ / mol2 4 2

R14 CO + 4H CH + 2H O - 165kJ / mol2 2 4 2

Steam-reforming reactions R12 CH + H O CO + 3H + 206kJ / mol4 2 2

R13 CH + 0.5O CO + 2H - 36kJ / mol4 2 2



50

ตารางท 3.3 ปฏกรยาในกระบวนการแกสซฟเคชนทอณหภม 25 C [5]

ประเภทปฏกรยา ปฏกรยา Carbon reactions R1 (Boudouard) C + CO 2CO2

R2 (water-gas or steam) C + H O CO + H +131kJ / mol2 2

R3 (hydrogasification) C + 2H CH - 74.8kJ / mol2 4

R4 C + 0.5O CO - 111kJ / mol2

Oxidation reactions R5 C + O CO - 394kJ / mol2 2

R6 CO + 0.5O CO - 284kJ / mol2 2

R7 CH + 2O CO + 2H O - 803kJ / mol4 2 2 2

R8 H + 0.5O H O - 242kJ / mol2 2 2

Shift reaction R9 CO + H O CO + H - 41.2kJ / mol2 2 2

Methanation reactions R10 2CO + 2H CH + CO - 247kJ / mol2 4 2

R11 CO + 3H CH + H O - 206kJ / mol2 4 2

R14 CO + 4H CH + 2H O - 165kJ / mol2 2 4 2

Steam-reforming reactions R12 CH + H O CO + 3H + 206kJ / mol4 2 2

R13 CH + 0.5O CO + 2H - 36kJ / mol4 2 2

51

Char + O2 CO + CO2 3.5

Char + CO CO2 3.6

Char + H O CH + CO2 4 3.7

Char + H CH2 4 3.8

จากสมการท 3.5 ถงสมการท 3.8 จะแสดงใหเหนกระบวนการแกสซฟเคชนของตวท าปฏกรยา

แบบตาง ๆ คอ ออกซเจน คารบอนไดออกไซด และไอน ากบถานคารบอน ท าใหไดกาซทมโมเลกลต า ไดแก คารบอนมอนอกไซด และกาซไฮโดรเจน โดยบางปฏกรยาจะแสดงในตารางท 3.3 ปฏกรยาแกสซฟเคชนโดยสวนใหญจะเปนปฏกรยาดดความรอน แตกมบางปฏกรยาทเปนปฏกรยาคายความรอน คอปฏกรยาทเกดระหวางถานคารบอนท าปฏกรยากบออกซเจนและไฮโดรเจน (ปฏกรยา R3,R4 และ R5 ในตารางท 3.3) ทเปนปฏกรยาคายความรอน

ความเรวของการเกดปฏกรยา อตราการเกดปฏกรยาแกสซฟเคชนของถาน (คารบอน) จะขนอยกบชนดของตวท าปฏกรยา โดย

ออกซเจนจะมอตราการเกดปฏกรยาเรวทสด รองลงมาคอไอน าและคารบอนไดออกไซดตามล าดบ อตราการเกดปฏกรยาของถานกบออกซเจน ( C + 0.5O CO2 ) เปนปฏกรยาทเกดเรวทสดใน 4 ปฏกรยาในตารางท

3.3 ดวยสาเหตนจงท าใหมการใชกาซออกซเจนหมดไปอยางรวดเรว จนไมเหลอออกซเจนเพอใชในการท าปฏกรยา

อน ๆ อตราการเกดปฏกรยาของถานกบไอน าจะชากวาของออกซเจน ( C + H O CO + H2 2 ) ประมาณ

3 – 5 เทา สวนปฏกรยาของถานกบคารบอนไดออกไซดจะชากวา ( C + CO 2CO2 ) ประมาณ 6–7 เทา

และปฏกรยาเพอสรางมเทน หรอปฏกรยาของถานกบกาซไฮโดรเจน ( C + 2H CH2 4 ) เมอจดเรยงตามอตราการเกดปฏกรยาจะไดดงสมการท 3.9

RC+O2 ≫ RC+H2O ≫ RC+CO2 ≫ RC+H2 3.9

เมอไอน าท าปฏกรยากบถานคารบอนจะท าใหเกดกาซคารบอนมอนอกไซดและกาซไฮโดรเจน

นอกจากนนอาจจะได กาซคารบอนไดออกไซดและกาซมเทนดวย กระบวนการเผาไหม (Combustion) เนองจากปฏกรยาในกระบวนการแกสซฟเคชนสวนใหญจะเปนปฏกรยาดดความรอน ดงนนจงม

ความจ าเปนตองใชพลงงานความรอนโซนการเผาไหม ทงกระบวนการไลความชน กระบวนการไพโรไลซส และกระบวนการรดกชน ดงนนพลงงานความรอนทใชในการท าปฏกรยาจะไดจากกระบวนการเผาไหม เมอคารบอนมาสมผสกบออกซเจนกจะเกดปฏกรยา R4 และ R5 โดยสดสวนของการเกดปฏกรยาจะขนอยกบอณหภมทผวของ



52

ถานคารบอน โดยสมประสทธสดสวนการเกดปฏกรยา โดยคาสมประสทธนเปนเสมอนตวแทนสดสวนของออกซเจน ทแบงไปท าปฏกรยา R4 และ R5 โดยสามารถเขยนความสมพนธไดดงสมการท 3.10

β β βC + O 2( - 1)CO + (2 - )CO2 2 3.10

โดยคาของ นนจะมคาอยในชวง 1 – 2 ขนอยกบอณหภม โดยคาสมประสทธนสามารถหาได

จากสมการท 3.11

β

6234-CO T= = 2400e

CO2

3.11

โดยท T คออณหภมของถานคารบอน ปฏกรยาเผาไหมนนจะมอตราการเกดปฏกรยาเรวกวาปฏกรยาแกสซฟเคชนมากทสภาวะเดยวกน

โดยตารางท 3.4 ซงเปนตารางเปรยบเทยบอตราการเกดปฏกรยาเผาไหมและปฏกรยาแกสซฟเคชน ทสภาวะของเตาแกสซไฟเออรโดยทวไปทอณหภม 900 C โดยอตราการเกดปฏกรยาเผาไหมนนจะสงกวาอตราของปฏกรยาแกสซฟเคชนมากกวา 10 เทา และขนาดของเชอเพลงยงเลกยงมสดสวนสงขน

ตารางท 3.4 เปรยบเทยบผลของขนาดเชอเพลงตออตราการเกดปฏกรยาแกสซฟเคชนและปฏกรยาเผาไหม [6]

ขนาดของเชอเพลง ( m )

อตราการเกดปฏกรยาเผาไหม ( 1min )

อตราการเกดปฏกรยาแกสซฟเคชน ( 1min )

อตราการเกดปฏกรยาเผาไหม / อตราการเกดปฏกรยาแกสซฟเคชน

6350 0.648 0.042 15.4 841 5.04 0.317 15.9 74 55.9 0.975 57.3

อากาศเขามาสบรเวณนและเกดปฏกรยาเคมกบเชอเพลงแขง และสารระเหยจากโซนไพโรไลซสโดยปฏกรยาสดทายของโซนนคอ ปฏกรยาออกซเดชนระหวางกาซออกซเจนในอากาศกบคารบอนและไฮโดรเจนในเชอเพลง ท าใหไดกาซคารบอนไดออกไซดและน า รวมทงปลดปลอยพลงงานความรอนออกมาดงปฏกรยาท 3.12 และปฏกรยาท 3.13 ตามล าดบ

2CO + O 2CO2 2 3.12

53

2H + O 2H O2 2 2

3.13

โดยปฏกรยา 3.12 และ 3.13 เปนปฏกรยาคายความรอน อณหภมในโซนการเผาไหมจะอย

ระหวาง 1,100-1,500C โดยความความรอนทเกดขนในโซนนจะถกน าไปใชในปฏกรยาแบบดดความรอนในโซน รดกชนและโซนไพโรไลซส รวมทงโซนอบแหงตอไป และผลตภณฑทไดจากโซนนคอ CO2 และ H2O

พารามเตอรและการค านวณทเกยวของ พารามเตอรทใชในการออกแบบและวเคราะหระบบผลตกาซชวมวลมหลายคา เชน อตราการไหล

ของอากาศ อตราการใชเชอเพลง คาความรอนของเชอเพลง คาความรอนของกาซชวมวล เปนตน ซงคาตาง ๆ เหลานจะถกน าไปใชในการค านวณและประเมนสมรรถนะของระบบผลตกาซตอไป

1. Superficial velocity Superficial velocity เปนคาทมความส าคญมากในการออกแบบเตาผลตกาซชวมวล เนองจาก

เปนคาทใชควบคมอตราการผลตกาซ คาความรอนของกาซ อตราการสนเปลองเชอเพลง พลงงานทได และอตราการผลตถานและน ามนดน

Reed et al. [7] ไดใหค านยาม Superficial velocity, SV ไววา

SV = อตราการผลตกาซชวมวลพนทหนาตดทนอยทสด

(m/s) 3.14

2. Heart load (Bs)

FAO [8] และ Reed and Das [9] ไดใหความหมายของ Heart load ไววา BS คอ ปรมาณของเชอเพลงแหงทใชหารดวยพนทหนาตดทนอยทสด มหนวยเปน kg/cm2/h และ Bg คอ ปรมาตรกาซทผานพนทหนาตดตอชวโมง มหนวยเปน m3/cm2/h เนองจาก 1 kg ของเชอเพลงแหงทอยดานลางของพนทหนาตดดงกลาว สามารถผลตกาซชวมวลได 2.5 m3 ดงนน สามารถเขยนความสมพนธของคาทง 2 ไดดงสมการท 3.15 และสมการท 3.16

Bg = 2.5 BS 3.15

และ Bg = 0.36 SV 3.16

โดยทวไปแลวคา Heart load จะใชในการออกแบบเตาผลตกาซชวมวลแบบไหลลงเทานน ซงคา

Heart load นเปนหวใจหลกของการออกแบบ เพอก าหนดคาอน ๆ ตอไป



52

ถานคารบอน โดยสมประสทธสดสวนการเกดปฏกรยา โดยคาสมประสทธนเปนเสมอนตวแทนสดสวนของออกซเจน ทแบงไปท าปฏกรยา R4 และ R5 โดยสามารถเขยนความสมพนธไดดงสมการท 3.10

β β βC + O 2( - 1)CO + (2 - )CO2 2 3.10

โดยคาของ นนจะมคาอยในชวง 1 – 2 ขนอยกบอณหภม โดยคาสมประสทธนสามารถหาได


β

6234-CO T= = 2400e

CO2

3.11

โดยท T คออณหภมของถานคารบอน ปฏกรยาเผาไหมนนจะมอตราการเกดปฏกรยาเรวกวาปฏกรยาแกสซฟเคชนมากทสภาวะเดยวกน

โดยตารางท 3.4 ซงเปนตารางเปรยบเทยบอตราการเกดปฏกรยาเผาไหมและปฏกรยาแกสซฟเคชน ทสภาวะของเตาแกสซไฟเออรโดยทวไปทอณหภม 900 C โดยอตราการเกดปฏกรยาเผาไหมนนจะสงกวาอตราของปฏกรยาแกสซฟเคชนมากกวา 10 เทา และขนาดของเชอเพลงยงเลกยงมสดสวนสงขน

ตารางท 3.4 เปรยบเทยบผลของขนาดเชอเพลงตออตราการเกดปฏกรยาแกสซฟเคชนและปฏกรยาเผาไหม [6]

ขนาดของเชอเพลง ( m )

อตราการเกดปฏกรยาเผาไหม ( 1min )

อตราการเกดปฏกรยาแกสซฟเคชน ( 1min )

อตราการเกดปฏกรยาเผาไหม / อตราการเกดปฏกรยาแกสซฟเคชน

6350 0.648 0.042 15.4 841 5.04 0.317 15.9 74 55.9 0.975 57.3

อากาศเขามาสบรเวณนและเกดปฏกรยาเคมกบเชอเพลงแขง และสารระเหยจากโซนไพโรไลซสโดยปฏกรยาสดทายของโซนนคอ ปฏกรยาออกซเดชนระหวางกาซออกซเจนในอากาศกบคารบอนและไฮโดรเจนในเชอเพลง ท าใหไดกาซคารบอนไดออกไซดและน า รวมทงปลดปลอยพลงงานความรอนออกมาดงปฏกรยาท 3.12 และปฏกรยาท 3.13 ตามล าดบ

2CO + O 2CO2 2 3.12

53

2H + O 2H O2 2 2

3.13

โดยปฏกรยา 3.12 และ 3.13 เปนปฏกรยาคายความรอน อณหภมในโซนการเผาไหมจะอย

ระหวาง 1,100-1,500C โดยความความรอนทเกดขนในโซนนจะถกน าไปใชในปฏกรยาแบบดดความรอนในโซน รดกชนและโซนไพโรไลซส รวมทงโซนอบแหงตอไป และผลตภณฑทไดจากโซนนคอ CO2 และ H2O

พารามเตอรและการค านวณทเกยวของ พารามเตอรทใชในการออกแบบและวเคราะหระบบผลตกาซชวมวลมหลายคา เชน อตราการไหล

ของอากาศ อตราการใชเชอเพลง คาความรอนของเชอเพลง คาความรอนของกาซชวมวล เปนตน ซงคาตาง ๆ เหลานจะถกน าไปใชในการค านวณและประเมนสมรรถนะของระบบผลตกาซตอไป

1. Superficial velocity Superficial velocity เปนคาทมความส าคญมากในการออกแบบเตาผลตกาซชวมวล เนองจาก

เปนคาทใชควบคมอตราการผลตกาซ คาความรอนของกาซ อตราการสนเปลองเชอเพลง พลงงานทได และอตราการผลตถานและน ามนดน

Reed et al. [7] ไดใหค านยาม Superficial velocity, SV ไววา

SV = อตราการผลตกาซชวมวลพนทหนาตดทนอยทสด

(m/s) 3.14

2. Heart load (Bs)

FAO [8] และ Reed and Das [9] ไดใหความหมายของ Heart load ไววา BS คอ ปรมาณของเชอเพลงแหงทใชหารดวยพนทหนาตดทนอยทสด มหนวยเปน kg/cm2/h และ Bg คอ ปรมาตรกาซทผานพนทหนาตดตอชวโมง มหนวยเปน m3/cm2/h เนองจาก 1 kg ของเชอเพลงแหงทอยดานลางของพนทหนาตดดงกลาว สามารถผลตกาซชวมวลได 2.5 m3 ดงนน สามารถเขยนความสมพนธของคาทง 2 ไดดงสมการท 3.15 และสมการท 3.16

Bg = 2.5 BS 3.15

และ Bg = 0.36 SV 3.16

โดยทวไปแลวคา Heart load จะใชในการออกแบบเตาผลตกาซชวมวลแบบไหลลงเทานน ซงคา

Heart load นเปนหวใจหลกของการออกแบบ เพอก าหนดคาอน ๆ ตอไป



54

3. อตราสวนสมมล (Equivalence ratio, ER ) เพอลดจ านวนพารามเตอรทใชในการประเมนสมรรถนะของระบบผลตกาซชวมวล จงไดมการ

ก าหนด อตราสวนสมมลขน โดยใหนยามวา อตราสวนผสมระหวางน าหนกของอากาศตอน าหนกเชอเพลงแหงจรง เทยบกบ อตราสวนผสมของน าหนกของอากาศตอน าหนกของเชอเพลงแหงตามทฤษฎ ในการวเคราะหระบบผลตกาซชวมวลสามารถค านวณโดยใชสตรค านวณ ดงสมการท 3.17

Flow rate of air supply × Duration of the run

Equivalence ratio = AMass in put of wood × for =1F

3.17

ซง อตราสวนของอากาศตอเชอเพลง (A/F) ส าหรบ =1 คอ 5.22 mair3/kg ของชวมวลแหง

อตราสวนสมมล ส าหรบการผลตกาซชวมวลอยในชวง 0.268 -0.43 ซงในทางทฤษฎแลวอยในชวง 0.19 – 0.43

กรณ ER = 0 เปนการสลายตวดวยความรอนโดยไมใชอากาศหรอปฏกรยาไพโรไลซส และกรณ ER = 1 แสดงถงการเผาไหมทสมบรณ 100% พอดตามทฤษฎ

4. อตราแกสซฟเคชนจ าเพาะ (Specific gasification rate: SGR) อตราแกสซฟเคชนจ าเพาะเปนคาทบอกถงปรมาณเชอเพลงแขงทใชใปกบการแกสซฟเคชนใหได

กาซชวมวล ตอ 1 หนวยพนทของคอคอดหรอตะแกรง ในเวลา 1 ชวโมง หนวยทใชบอกปรมาณ คอ kg/m2-h โดยคดจากน าหนกเชอเพลงทไมมความชน

5. Turn Down Ratio คาส าคญทเปนตวบอกความสม าเสมอทจะเดนเครองไดทงขณะเบาเครอง และเรงเครอง คอคา

Turn Down Ratio ส าหรบเครองผลตกาซ

คา Turn Down Ratio = คาสงสดของอตราแกสซฟเคชนทเกดขนไดคาต าสดของอตราแกสซฟเคชนทเกดขนได

3.18

คาสงสดของอตราแกสซฟเคชนของเครองผลตกาซแบบไหลลง = 1 m3/cm2-h กรณใชไมเปน

เชอเพลง คาต าสดของอตราแกสซฟเคชนของเครองผลตกาซชนด Imbert = 0.3 m3/cm2-h คา Turn Down Ratio ทเหมาะสมกบรถยนตทวไปมคาอยระหวาง 4-6

6. ประสทธภาพเชงความรอน (Thermal efficiency) [8] คาทมความส าคญทางดานเทคนคในการอธบายความสามารถของระบบผลตกาซชวมวล คอ คา

ประสทธภาพเชงความรอน โดยนยามแลว คอ ปรมาณพลงงานความรอนของกาซชวมวลทไดตอพลงงานของเชอเพลงทใช สามารถค านวณได ดงน



54

3. อตราสวนสมมล (Equivalence ratio, ER ) เพอลดจ านวนพารามเตอรทใชในการประเมนสมรรถนะของระบบผลตกาซชวมวล จงไดมการ

ก าหนด อตราสวนสมมลขน โดยใหนยามวา อตราสวนผสมระหวางน าหนกของอากาศตอน าหนกเชอเพลงแหงจรง เทยบกบ อตราสวนผสมของน าหนกของอากาศตอน าหนกของเชอเพลงแหงตามทฤษฎ ในการวเคราะหระบบผลตกาซชวมวลสามารถค านวณโดยใชสตรค านวณ ดงสมการท 3.17

Flow rate of air supply × Duration of the run

Equivalence ratio = AMass in put of wood × for =1F

3.17

ซง อตราสวนของอากาศตอเชอเพลง (A/F) ส าหรบ =1 คอ 5.22 mair3/kg ของชวมวลแหง

อตราสวนสมมล ส าหรบการผลตกาซชวมวลอยในชวง 0.268 -0.43 ซงในทางทฤษฎแลวอยในชวง 0.19 – 0.43

กรณ ER = 0 เปนการสลายตวดวยความรอนโดยไมใชอากาศหรอปฏกรยาไพโรไลซส และกรณ ER = 1 แสดงถงการเผาไหมทสมบรณ 100% พอดตามทฤษฎ

4. อตราแกสซฟเคชนจ าเพาะ (Specific gasification rate: SGR) อตราแกสซฟเคชนจ าเพาะเปนคาทบอกถงปรมาณเชอเพลงแขงทใชใปกบการแกสซฟเคชนใหได

กาซชวมวล ตอ 1 หนวยพนทของคอคอดหรอตะแกรง ในเวลา 1 ชวโมง หนวยทใชบอกปรมาณ คอ kg/m2-h โดยคดจากน าหนกเชอเพลงทไมมความชน

5. Turn Down Ratio คาส าคญทเปนตวบอกความสม าเสมอทจะเดนเครองไดทงขณะเบาเครอง และเรงเครอง คอคา

Turn Down Ratio ส าหรบเครองผลตกาซ

คา Turn Down Ratio = คาสงสดของอตราแกสซฟเคชนทเกดขนไดคาต าสดของอตราแกสซฟเคชนทเกดขนได

3.18

คาสงสดของอตราแกสซฟเคชนของเครองผลตกาซแบบไหลลง = 1 m3/cm2-h กรณใชไมเปน

เชอเพลง คาต าสดของอตราแกสซฟเคชนของเครองผลตกาซชนด Imbert = 0.3 m3/cm2-h คา Turn Down Ratio ทเหมาะสมกบรถยนตทวไปมคาอยระหวาง 4-6

6. ประสทธภาพเชงความรอน (Thermal efficiency) [8] คาทมความส าคญทางดานเทคนคในการอธบายความสามารถของระบบผลตกาซชวมวล คอ คา

ประสทธภาพเชงความรอน โดยนยามแลว คอ ปรมาณพลงงานความรอนของกาซชวมวลทไดตอพลงงานของเชอเพลงทใช สามารถค านวณได ดงน

55

H × Qg g= ×100m H × Qs s

3.19

โดย m = ประสทธภาพของระบบผลตกาซชวมวล (%)

Hg = คาความรอนของกาซชวมวล (kJ/Nm3) Qg = อตราการไหลของกาซชวมวล (m3/s) HS = คาความรอนต าของเชอเพลงชวมวล (kJ/kg) MS = อตราการใชเชอเพลง (kg/s)

7. คาความรอนของกาซชวมวลทผสมกบอากาศแลว คาความรอนของกาซชวมวลทผสมกบอากาศทเหมาะสมทางทฤษฎเพอใหเกดการเผาไหม

สมบรณแลว สามารถค านวณไดจาก องคประกอบของกาซ [8] ตามสตรดงน

12680V +10800V + 35900VCO H CH2 4H =ig 1+ 2.38V + 2.38V + 9.52VCO H CH2 4

3.20

โดย

Hig คอ คาความรอนของกาซชวมวลทผสมกบอากาศ (kJ/Nm3) VCO คอ สดสวนโดยปรมาตรของคารบอนมอนอกไซดในกาซ (กอนผสมกบอากาศ) VH2 คอ สดสวนโดยปรมาตรของไฮโดรเจนในกาซ (กอนผสมกบอากาศ)

VCH4 คอ สดสวนโดยปรมาตรของมเทนในกาซ (กอนผสมกบอากาศ)

คาความรอนของกาซชวมวลทผสมกบอากาศแลวจะมคาประมาณ 2,500 kJ/m3

8. คาความรอนของชวมวล สามารถค านวณไดจาก

Q = - 8,419.7 + 479.3 C + 667.6 H + 58.8 O - 1,207.7 S 3.21

โดย Q เปนคาความรอนสงสดตอ 1 กโลกรม (MJ/kg) ชวมวลแหง และ C, H, O และ S คอคาตวเลขเปนคารอยละโดยน าหนกของคารบอน, ไฮโดรเจน, ออกซเจน และซลเฟอร ตามล าดบ

9. ประสทธภาพของระบบแกสซฟเคชน ประสทธภาพของระบบแกสซฟเคชนนน นยามโดยคาพลงงานจากกาซชวมวลทระบบสามารถ

ผลตได ตอพลงงานจากเชอเพลงชวมวลทใสใหแกระบบ ซงมความสมพนธเตมรปดงสมการท 3.22



56

ηth=(Hg×Qg)+(Qg×ρg×Cp×∆T)

Hx×Ms ×100% 3.22

โดยท th คอ ประสทธภาพของระบบผลตกาซเชอเพลงชวมวล (%) (เชงความรอน)

Hg คอ คาความรอนของกาซเชอเพลงชวมวลทออกจากระบบ (kJ/Nm3)

gQ คอ อตราการไหลเชงปรมาตรของกาซเชอเพลงชวมวลทออกจากระบบ (Nm3/hr.)

g คอ คาความหนาแนนของกาซเชอเพลงชวมวล (kg/m3)

Cp คอ คาความรอนจ าเพาะของกาซเชอเพลงชวมวล (kJ/kg.K)

∆T คอ คาความรอนแตกตางระหวางกาซเชอเพลงชวมวล กบอากาศทเขาเตา (K)

Hs คอ คาความรอนของเชอเพลงชวมวลทใสเปนเชอเพลงของระบบ (kJ/kg)

Ms คอ อตราการสนเปลองเชอเพลงชวมวลของระบบ (kg/s) ซงถาระบบผลตกาซเชอเพลงชวมวลมระบบหลอเยนประกอบอยในระบบ อณหภมของกาซ

เชอเพลงชวมวลทออกจากระบบ จะมคาใกลเคยงกบอณหภมของอากาศทเขาเตาผลตกาซเชอเพลงชวมวล (∆T=0) กรณเชน การใชกาซเชอเพลงชวมวลในเครองยนตจดระเบดดวยประกายไฟ ดงนนสมการประสทธภาพของระบบผลตกาซเชอเพลงชวมวลจงลดรปเหลอความสมพนธ ดงสมการท 3.23

H × Qg g= ×100%th H ×Ms s

3.23

ดงนนการหาคาประสทธภาพของระบบผลตกาซเชอเพลงชวมวล ซงสามารถค านวณไดจาก

สมการขางตนนน ดงนนตวแปรทจ าเปนตองท าการตรวจวดในระบบผลตกาซเชอเพลงชวมวลมดงตอไปน 1. อตราการไหลเชงมวลของชวมวลทเขาสระบบ 2. คาความรอนของชวมวลทเขาสระบบ 3. อณหภมของชวมวลทเขาสระบบ 4. อตราการไหลเชงมวลของชวมวลทออกจากระบบ 5. คาความรอนของชวมวลทออกจากระบบ 6. อณหภมของชวมวลทออกจากระบบ 7. ก าลงไฟฟารวมของอปกรณในระบบ

57

3.3 ชนดของเตาผลตกาซชวมวล ชนดของเตาแกสซไฟเออรนนโดยทวไปแลวจะจ าแนกออกโดยใชลกษณะการสมผสกนของเชอเพลงกบตวท า

ปฏกรยา โดยอาจสามารถจ าแนกออกเปน 3 ประเภทหลก ๆ คอ 1. แบบ Fixed bed และ moving bed 2.แบบ Fluidized bed และ 3. แบบ Entrained bed (ดงตารางท 3.5)

ตารางท 3.5 การเปรยบเทยบระบบแกสซฟเคชนเชงพาณชยแตละประเภท [10]

ตวแปร Fixed/moving bed Fluidized bed Entrained bed ขนาดเชอเพลง < 51 mm < 6mm <0.15 mm การใชเชอเพลงขนาดเลกกวา มขอจ ากด ด ดมาก การใชเชอเพลงขนาดใหญกวา ดมาก ด ไมด อณหภมกาซทออกจากระบบ 450 – 600 C 800 – 1,000 C > 1,260

C อณหภมในการเกดปฏกรยา 1,090 C 800 – 1,000 C 1,990

C ประสทธภาพ 80 % 89 % 80 % การใชงาน ระบบขนาดเลก ระบบขนาดกลาง ระบบขนาดใหญ ปญหาของระบบ มทารและฝนมาก การเปลยนรปคารบอน การลดอณหภมกาซ

จากตารางท 3.5 จะพบวาระบบแกสซฟเคชนแตละแบบจะมความแตกตางทงเชอเพลงทใช ขอจ ากดดาน

ตางๆ ปญหาของระบบ และทส าคญคอชวงของขนาดระบบฯทจะน าไปใชงาน โดยหากแยกชวงขนาดของระบบแกสซฟเคชนสามารถจ าแนกไดดงรปท 3.4

100 kW 1 MW 10 MW 100 MW 1000 MW

Down draftUp draft

Fluid bed

Entrained flow

Thermal input

รปท 3.4 ชวงของขนาดระบบแกสซฟเคชนประเภทตาง ๆ

3.3.1 แกสซไฟเออรแบบ Fixed/moving – bed ในระบบแกสซฟ เคชนแบบ Fluidized bed และ Entrained bed จะใชตวท าปฏกรยาพาเอา

เชอเพลงเขาสตวปฏกรณ สวนแบบ fixed bed หรอ แบบ moving bed เชอเพลงจะถกประคองไวดวยตะแกรง หรอใหเชอเพลงมการไหลเขาสถงปฏกรณเอง บางครงเตาแกสซไฟเออรแบบนจะถกเรยกวา moving bed เพราะเชอเพลงมการขยบตวลงไปเรอย ๆ ตามแรงโนมถวง ขอดของเตาแกสซไฟเออรในกลมนคอ สามารถสรางระบบทม



56

ηth=(Hg×Qg)+(Qg×ρg×Cp×∆T)

Hx×Ms ×100% 3.22

โดยท th คอ ประสทธภาพของระบบผลตกาซเชอเพลงชวมวล (%) (เชงความรอน)

Hg คอ คาความรอนของกาซเชอเพลงชวมวลทออกจากระบบ (kJ/Nm3)

gQ คอ อตราการไหลเชงปรมาตรของกาซเชอเพลงชวมวลทออกจากระบบ (Nm3/hr.)

g คอ คาความหนาแนนของกาซเชอเพลงชวมวล (kg/m3)

Cp คอ คาความรอนจ าเพาะของกาซเชอเพลงชวมวล (kJ/kg.K)

∆T คอ คาความรอนแตกตางระหวางกาซเชอเพลงชวมวล กบอากาศทเขาเตา (K)

Hs คอ คาความรอนของเชอเพลงชวมวลทใสเปนเชอเพลงของระบบ (kJ/kg)

Ms คอ อตราการสนเปลองเชอเพลงชวมวลของระบบ (kg/s) ซงถาระบบผลตกาซเชอเพลงชวมวลมระบบหลอเยนประกอบอยในระบบ อณหภมของกาซ

เชอเพลงชวมวลทออกจากระบบ จะมคาใกลเคยงกบอณหภมของอากาศทเขาเตาผลตกาซเชอเพลงชวมวล (∆T=0) กรณเชน การใชกาซเชอเพลงชวมวลในเครองยนตจดระเบดดวยประกายไฟ ดงนนสมการประสทธภาพของระบบผลตกาซเชอเพลงชวมวลจงลดรปเหลอความสมพนธ ดงสมการท 3.23

H × Qg g= ×100%th H ×Ms s

3.23

ดงนนการหาคาประสทธภาพของระบบผลตกาซเชอเพลงชวมวล ซงสามารถค านวณไดจาก

สมการขางตนนน ดงนนตวแปรทจ าเปนตองท าการตรวจวดในระบบผลตกาซเชอเพลงชวมวลมดงตอไปน 1. อตราการไหลเชงมวลของชวมวลทเขาสระบบ 2. คาความรอนของชวมวลทเขาสระบบ 3. อณหภมของชวมวลทเขาสระบบ 4. อตราการไหลเชงมวลของชวมวลทออกจากระบบ 5. คาความรอนของชวมวลทออกจากระบบ 6. อณหภมของชวมวลทออกจากระบบ 7. ก าลงไฟฟารวมของอปกรณในระบบ

57

3.3 ชนดของเตาผลตกาซชวมวล ชนดของเตาแกสซไฟเออรนนโดยทวไปแลวจะจ าแนกออกโดยใชลกษณะการสมผสกนของเชอเพลงกบตวท า

ปฏกรยา โดยอาจสามารถจ าแนกออกเปน 3 ประเภทหลก ๆ คอ 1. แบบ Fixed bed และ moving bed 2.แบบ Fluidized bed และ 3. แบบ Entrained bed (ดงตารางท 3.5)

ตารางท 3.5 การเปรยบเทยบระบบแกสซฟเคชนเชงพาณชยแตละประเภท [10]

ตวแปร Fixed/moving bed Fluidized bed Entrained bed ขนาดเชอเพลง < 51 mm < 6mm <0.15 mm การใชเชอเพลงขนาดเลกกวา มขอจ ากด ด ดมาก การใชเชอเพลงขนาดใหญกวา ดมาก ด ไมด อณหภมกาซทออกจากระบบ 450 – 600 C 800 – 1,000 C > 1,260 C อณหภมในการเกดปฏกรยา 1,090 C 800 – 1,000 C 1,990 C ประสทธภาพ 80 % 89 % 80 % การใชงาน ระบบขนาดเลก ระบบขนาดกลาง ระบบขนาดใหญ ปญหาของระบบ มทารและฝนมาก การเปลยนรปคารบอน การลดอณหภมกาซ

จากตารางท 3.5 จะพบวาระบบแกสซฟเคชนแตละแบบจะมความแตกตางทงเชอเพลงทใช ขอจ ากดดาน

ตางๆ ปญหาของระบบ และทส าคญคอชวงของขนาดระบบฯทจะน าไปใชงาน โดยหากแยกชวงขนาดของระบบแกสซฟเคชนสามารถจ าแนกไดดงรปท 3.4

100 kW 1 MW 10 MW 100 MW 1000 MW

Down draftUp draft

Fluid bed

Entrained flow

Thermal input

รปท 3.4 ชวงของขนาดระบบแกสซฟเคชนประเภทตาง ๆ

3.3.1 แกสซไฟเออรแบบ Fixed/moving – bed ในระบบแกสซฟ เคชนแบบ Fluidized bed และ Entrained bed จะใชตวท าปฏกรยาพาเอา

เชอเพลงเขาสตวปฏกรณ สวนแบบ fixed bed หรอ แบบ moving bed เชอเพลงจะถกประคองไวดวยตะแกรง หรอใหเชอเพลงมการไหลเขาสถงปฏกรณเอง บางครงเตาแกสซไฟเออรแบบนจะถกเรยกวา moving bed เพราะเชอเพลงมการขยบตวลงไปเรอย ๆ ตามแรงโนมถวง ขอดของเตาแกสซไฟเออรในกลมนคอ สามารถสรางระบบทม



58

ขนาดเลกและราคาไมสงมาก จงเปนทนยมแพรหลาย แตเนองจากมขอจ ากดในการควบคมสวนปฏกรยาและการถายโอนความรอน จงท าใหกาซชวมวลทไดจากถงปฏกรณในกลมนไมสามารถควบคมสดสวนของกาซ และอณหภมภายในเตาได สามารถแบงเตาแกสซไฟเออรแบบ fixed bed ออกไดเปน 3 แบบ หลก ๆ ไดดงตารางท 3.6 คอ 1.Updraft gasifier 2. Downdraft gasifier และ 3. Cross draft gasifier

ตารางท 3.6 ลกษณะของเตาแกสซฟเคชนแบบตาง ๆ [11]

เชอเพลงไม Updraft Downdraft Crossdraft ความชนมาตรฐานเปยก (%) ไมเกน 60 ไมเกน 25 10 - 20 ปรมาณเถา (%) ไมเกน 25 ไมเกน 6 0.5 – 1.0 จดหลอมเหลวของเถา ( C) > 1,000 > 1,250 ขนาดเชอเพลง (mm) 5 - 100 20 – 100 5 - 20 ขนาดการน าไปใชงาน (MW) 2 - 30 1 - 2 1,990 C อณหภมกาซทออกจากระบบ ( C) 200 - 400 700 1,250 ปรมาณน ามนดน (g/Nm3) 30 – 150 0.015 - 3.0 0.01 – 0.1 คาความรอนของกาซชวมวล (MJ/Nm3)

5 -6 4.5 -5.0 4.0 -4.5

ประสทธภาพของระบบฯ (%) 90 - 95 85 – 90 75 - 90 Turn down ratio (-) 5 – 10 3 - 4 2 - 3 Heart load (MW/m2) < 2.8

โดยรายละเอยดของระบบแกสซฟเคชนแตละชนดมดงน 3.3.2 เตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลขน (Updraft Gasifier)

เปนเตาผลตกาซชวมวลทใชตงแตเรมแรก และเปนแบบทงายทสด โดยตวท าปฏกรยา (อากาศ ออกซเจน ไอน า) นนวงสวนทางกบเชอเพลงทเคลอนทลงมาจากดานบน โดยลกษณะของกาซทไดกบเชอเพลงจะสวนทางกน มลกษณะดงรปท 3.5 เชอเพลงจะถกปอนเขาทางสวนบนของเตา อากาศจะถกดดผานตะแกรง เขามาทางดานลาง บรเวณเหนอตะแกรงขนไปจะมการเผาไหมของเชอเพลงเกดขน บรเวณนเรยกวาโซนการเผาไหม เมออากาศผานเขาไปในโซนการเผาไหมจะเกดปฏกรยาขนได ไดกาซคารบอนไดออกไซดและน า กาซทผานออกจากโซนการเผาไหม จะมอณหภมสงและเมอเขาไปในโซนรดกชน กาซคารบอนไดออกไซดและไอน าท าปฏกรยากบ กาซคารบอนทมอยอยางเหลอเฟอ ในบรเวณนไดกาซคารบอนมอนอกไซดและไฮโดรเจน หลงจากนนกาซทไดจะไหล เขาสบรเวณทมอณหภมต ากวาในชนชวมวล และเกดกระบวนการไพโลไรซสในชวงอณหภม 200-500C ตอจากนนกาซทยงคงมอณหภมสง จะไหลเขาสชนชวมวลชน และระเหยน าทอยในชวมวลเหลานจงท าใหกาซทออกจากเตามอณหภมต าลง

59

ขอด ของเตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลขนน คอสวนประกอบไมซบซอน เชอเพลงเผาไหมไดมากและกาซทออกมาจากเตาผลตกาซจะมอณหภมไมสง และมคาความรอนทสงกวาเนองจากมสวนผสมบางสวน เปนกาซจากกระบวนการไพโรไลซส

ขอเสย ของเตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลขน คอกาซทผลตไดจะมคณภาพต า เนองจากมน ามนดนและเขมา ปะปนอยเปนจ านวนมาก

Pyrolysis Zone

Gasification Zone

CombustionZone

Drying Zone

Air

Material

Producer Gas

Unreacted carbondrop down with ash

รปท 3.5 ลกษณะเตาเผาเชอเพลงกาซชวมวลแบบอากาศไหลขน

3.3.3 เตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลลง (Downdraft Gasifier) เตาชนดนถกออกแบบมาเพอขจดปญหาน ามนดนในกาซชวมวล ซงพบมากในเตาผลตกาซชวมวลแบบ

อากาศไหลขนโดยเฉพาะ ลกษณะของเตาผลตกาซ ชวมวลแบบอากาศไหลลงแสดงดงรปท 3.6 อากาศจะถกดดผานจากดานบนลงสดานลางโดยผานกลมของหวฉด (nozzle) บรเวณหวฉดจะเปนบรเวณโซนการเผาไหม กาซทไดจากโซนการเผาไหมจะถกรดวซ (reduce) ในขณะทไหล ลงสดานลางผานชนของคารบอนทรอนอยเหนอตะแกรงเลกนอย ในขณะเดยวกนชนของชวมวลทอยทางดานบน ของโซนการเผาไหมจะเกดการกลนสลาย และจะไหลผานชนของคารบอนทรอนท าใหน ามนดนเกดการแตกตวเปนกาซ กาซทผานโซนการเผาไหมในเตาผลตกาซ ชวมวลแบบอากาศไหลลง จะมสวนประกอบของน ามนดนและน ามน ลดลงจนเหลอนอยกวา 10 % ของน ามนดนและน ามนทไดจากเตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลขน ดงนนกาซชวมวล ทไดจากเตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลลง จงสะอาดกวากาซเชอเพลงทไดจากเตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลขน



58

ขนาดเลกและราคาไมสงมาก จงเปนทนยมแพรหลาย แตเนองจากมขอจ ากดในการควบคมสวนปฏกรยาและการถายโอนความรอน จงท าใหกาซชวมวลทไดจากถงปฏกรณในกลมนไมสามารถควบคมสดสวนของกาซ และอณหภมภายในเตาได สามารถแบงเตาแกสซไฟเออรแบบ fixed bed ออกไดเปน 3 แบบ หลก ๆ ไดดงตารางท 3.6 คอ 1.Updraft gasifier 2. Downdraft gasifier และ 3. Cross draft gasifier

ตารางท 3.6 ลกษณะของเตาแกสซฟเคชนแบบตาง ๆ [11]

เชอเพลงไม Updraft Downdraft Crossdraft ความชนมาตรฐานเปยก (%) ไมเกน 60 ไมเกน 25 10 - 20 ปรมาณเถา (%) ไมเกน 25 ไมเกน 6 0.5 – 1.0 จดหลอมเหลวของเถา ( C) > 1,000 > 1,250 ขนาดเชอเพลง (mm) 5 - 100 20 – 100 5 - 20 ขนาดการน าไปใชงาน (MW) 2 - 30 1 - 2 1,990 C อณหภมกาซทออกจากระบบ ( C) 200 - 400 700 1,250 ปรมาณน ามนดน (g/Nm3) 30 – 150 0.015 - 3.0 0.01 – 0.1 คาความรอนของกาซชวมวล (MJ/Nm3)

5 -6 4.5 -5.0 4.0 -4.5

ประสทธภาพของระบบฯ (%) 90 - 95 85 – 90 75 - 90 Turn down ratio (-) 5 – 10 3 - 4 2 - 3 Heart load (MW/m2) < 2.8

โดยรายละเอยดของระบบแกสซฟเคชนแตละชนดมดงน 3.3.2 เตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลขน (Updraft Gasifier)

เปนเตาผลตกาซชวมวลทใชตงแตเรมแรก และเปนแบบทงายทสด โดยตวท าปฏกรยา (อากาศ ออกซเจน ไอน า) นนวงสวนทางกบเชอเพลงทเคลอนทลงมาจากดานบน โดยลกษณะของกาซทไดกบเชอเพลงจะสวนทางกน มลกษณะดงรปท 3.5 เชอเพลงจะถกปอนเขาทางสวนบนของเตา อากาศจะถกดดผานตะแกรง เขามาทางดานลาง บรเวณเหนอตะแกรงขนไปจะมการเผาไหมของเชอเพลงเกดขน บรเวณนเรยกวาโซนการเผาไหม เมออากาศผานเขาไปในโซนการเผาไหมจะเกดปฏกรยาขนได ไดกาซคารบอนไดออกไซดและน า กาซทผานออกจากโซนการเผาไหม จะมอณหภมสงและเมอเขาไปในโซนรดกชน กาซคารบอนไดออกไซดและไอน าท าปฏกรยากบ กาซคารบอนทมอยอยางเหลอเฟอ ในบรเวณนไดกาซคารบอนมอนอกไซดและไฮโดรเจน หลงจากนนกาซทไดจะไหล เขาสบรเวณทมอณหภมต ากวาในชนชวมวล และเกดกระบวนการไพโลไรซสในชวงอณหภม 200-500C ตอจากนนกาซทยงคงมอณหภมสง จะไหลเขาสชนชวมวลชน และระเหยน าทอยในชวมวลเหลานจงท าใหกาซทออกจากเตามอณหภมต าลง

59

ขอด ของเตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลขนน คอสวนประกอบไมซบซอน เชอเพลงเผาไหมไดมากและกาซทออกมาจากเตาผลตกาซจะมอณหภมไมสง และมคาความรอนทสงกวาเนองจากมสวนผสมบางสวน เปนกาซจากกระบวนการไพโรไลซส

ขอเสย ของเตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลขน คอกาซทผลตไดจะมคณภาพต า เนองจากมน ามนดนและเขมา ปะปนอยเปนจ านวนมาก

Pyrolysis Zone

Gasification Zone

CombustionZone

Drying Zone

Air

Material

Producer Gas


รปท 3.5 ลกษณะเตาเผาเชอเพลงกาซชวมวลแบบอากาศไหลขน

3.3.3 เตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลลง (Downdraft Gasifier) เตาชนดนถกออกแบบมาเพอขจดปญหาน ามนดนในกาซชวมวล ซงพบมากในเตาผลตกาซชวมวลแบบ

อากาศไหลขนโดยเฉพาะ ลกษณะของเตาผลตกาซ ชวมวลแบบอากาศไหลลงแสดงดงรปท 3.6 อากาศจะถกดดผานจากดานบนลงสดานลางโดยผานกลมของหวฉด (nozzle) บรเวณหวฉดจะเปนบรเวณโซนการเผาไหม กาซทไดจากโซนการเผาไหมจะถกรดวซ (reduce) ในขณะทไหล ลงสดานลางผานชนของคารบอนทรอนอยเหนอตะแกรงเลกนอย ในขณะเดยวกนชนของชวมวลทอยทางดานบน ของโซนการเผาไหมจะเกดการกลนสลาย และจะไหลผานชนของคารบอนทรอนท าใหน ามนดนเกดการแตกตวเปนกาซ กาซทผานโซนการเผาไหมในเตาผลตกาซ ชวมวลแบบอากาศไหลลง จะมสวนประกอบของน ามนดนและน ามน ลดลงจนเหลอนอยกวา 10 % ของน ามนดนและน ามนทไดจากเตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลขน ดงนนกาซชวมวล ทไดจากเตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลลง จงสะอาดกวากาซเชอเพลงทไดจากเตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลขน



60

Producer Gas

Pyrolysis Zone

Combustion Zone

Gasification Zone

Drying Zone

Material


Air

รปท 3.6 ลกษณะเตาเผาเชอเพลงกาซชวมวลแบบอากาศไหลลง

3.3.4 เตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลตามขวาง (Cross draft Gasifier) เตาเผาชนดนมลกษณะดงรปท 3.7 อากาศจะถกดดผานหวฉดซงอยในแนวราบ โซนการเผาไหมจะอย

ถด จากหวฉดออกไป และถดออกไปอกจะเปน โซนรดกชน กาซทออกจากโซนรดกชนแลวจะออกสภายนอกโดยผานตะแกรงซงอยในแนวตงรอบ ๆ โซนการเผาไหม และโซนรดกชนจะเปนบรเวณโซนการกลนสลาย น ามนและน ามนดนทไดจากโซนการกลนสลายนจะผานโซนรดกชน กอนทจะออกสภายนอก ท าใหน ามนและน ามนดนเกดการแตกตวเปนกาซกอนทจะออกสภายนอก ท าใหกาซเชอเพลง ทไดมปรมาณน ามนและน ามนดนต า

Producer Gas

Gasification Zone

Pyrolysis Zone

Drying Zone

Combustion Zone

Air

Material


รปท 3.7 ลกษณะเตาเผาเชอเพลงกาซชวมวลแบบอากาศไหลตามขวาง

61

3.3.5 เตาผลตกาซชวมวลแบบฟลอดไดซเบด (Fluidized bed Gasifier) เตาผลตกาซชวมวลทไดกลาวมาแลวทง 3 แบบขางตน การท างานขนอยกบคณสมบตทางเคมและทาง

ฟสกสของเชอเพลงเปนอยางมาก ซงปญหาทมกพบบอย ๆ คอ ขเถาหลอม (slag) และ ความดนตกครอมมากเกนไปเมอกาซผานเตา เพอแกปญหาดงกลาว จงมการพฒนาเตาผลตกาซชวมวล แบบฟลอดไดซเบด ดงแสดงในรปท 3.8 เตาผลตกาซชวมวลแบบฟลอดไดซเบดนอากาศจะถกดดผานชนของเชอเพลง (bed) เมอเพมความเรวของอากาศขนถงคาหนง ชนเชอเพลงทวางอยจะเรมลอยตวขนมลกษณะคลายของไหล ในตอนเรมตดเตานน ชนของเชอเพลงจะไดรบความรอนจากภายนอกจนอณหภมสงขนถงจดตดไฟของเชอเพลง หลงจากนนเชอเพลงจะถกปอนเขาไปอยางสม าเสมอ การเผาไหมจงเกดขนทวทงบรเวณเตา โดยปกตภายในเตาผลตแบบฟลอดไดซเบดจะใสสารเฉอย อาทเชน ทราย หรอ reaction material (หนปนหรอตวเรงปฏกรยา) ซงชวยในดานการถายเทความรอนและชวยท าความสะอาดกาซ

Biomass feed

Air

Fluidized Bed

Ash

CycloneTar Scrubber

Producer Gas

รปท 3.8 ลกษณะเตาเผาเชอเพลงกาซชวมวลระบบฟลอดไดซเบด

ขอไดเปรยบทส าคญของเตาชนดน คอ การควบคมอณหภมในเตาผลตกาซแบบนท าไดงาย จงรกษาอณหภมใหต ากวาจดหลอม เหลวของเถาท าใหไมเกดการจบตวของขเถา ดงนนเตาชนดนสามารถใชเชอเพลงทมเถามาก ซงถาน าไปใชในเตาผลตกาซแบบอนอาจเกดปญหามาก ขอเสยของเตาผลตกาซชนดน คอในกาซเชอเพลงทออกจากเตาจะมปรมาณเถาและฝนออกมา เนองจากความเรว ของอากาศภายในเตาสงจงตองแยกออกโดยใชเครองดกฝน หรอ ถงดกฝน (Cyclone หรอ Bag filter) และยงไมสามารถปรบใหตอบสนองกบภาระ (load) ทเปลยนไปไดดนก การควบคมการท างานของเตาคอนขางล าบาก ระบบการท างานยงยากซบซอน อกทงมราคาแพง ดงนนจงเหมาะสมทจะใชกบระบบขนาดใหญเทานน

3.3.6 เตาแบบ Suspended Gasifier การเผาไหมในเตาแบบนจะมลกษณะแขวนลอย (Suspended) โดยทจะใชถานเปนเชอเพลงในการ

ผลตกาซ ภายในเตาเผาจะใชหลกการหมนเวยนของอากาศในลกษณะแขวนลอยเพอทจะใหกาซและเชอเพลงแขง


“แกสซฟเคชนจากชวมวล” (สวนทฤษฎ)62 62

มโอกาสสมผสใหมากทสด เพอท าให การเผาไหมสมบรณมากยงขน เชอเพลงทมขนาดเลก ไดแก ขเลอย สามารถน ามาใชเปนเชอเพลงในเตาชนดนไดแสดงดงรปท 3.9

Biomass + Air

Air Nozzle

Producer Gas

Secondary AirCombustion Flame

รปท 3.9 เตา Gasifier แบบ suspended

เตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลลง (downdraft gasifier) จะไดกาซทคอนขางสะอาด สามารถลดปรมาณน ามนดนไดมาก อกทงการจดเตาและการตดเตาท าไดงาย ไมซบซอน แตการน ากาซชวมวลจากเตาเขาสเครองยนตสนดาปภายในนน จ าเปนตองมอปกรณเพมเตมเพอลดสงปนเปอนทมากบกาซ นอกจากนยงตองมชดระบายความรอนเพอลดอณหภมของกาซลงเพอใหไดอณหภมของกาซทเหมาะสมทสามารถน าเขาเครองยนตสนดาปภายในได

3.3.7 เตาผลตกาซชวมวลแบบ Downdraft (Imbert) Gasifier [7, 9] เตาผลตกาซชวมวลแบบไหลลง (Imbert type) เปนเตาผลตกาซชวมวลทมลกษณะเดน คอเปนเตา

ผลตกาซชวมวลทมวงแหวน (Construction ring) เพอใชในการควบคมอณหภมของปฏกรยารดกชน และมหวฉด (Nozzle) เพอจายอากาศเขาสโซนเผาไหม โดยทมาของชอ Imbert type มาจากนกประดษฐทสรางเตาแบบนคนแรกคอ Jacques Imbert โดยหลกการท างานในกรณทใชอากาศเปนตวออกซไดซ อากาศจะถกอดเขา หรอถกดงเขาสตวเตาซงโดยทวไปจะใชโบลเวอร (Blower) หรอเครองยนตในการดด โดยผานระบบกรองกอนเขาสงเครองยนต หรอสงไปยงอปกรณทใชงานกาซจะเรยกวาเปนระบบกาซชวมวลแบบดด (Suction gasifier)

โดยในขณะท เตานท างานอากาศท เขาส โซนเผาไหม จะเกดการเผาไหมกบถานและท าใหเกดกระบวนการไพโรไลซสเชอเพลงทอยเหนอหวฉดอากาศ ซงจะไดสารระเหยและทารเมอไหลลงมาและเกดการเผาไหม ผลตภณฑจากการเผาไหมดงกลาวจะไหลลงไปท าปฏกรยากบถานทยงเหลอ ในบรเวณใตหวฉดอากาศทยงมอณหภมสงอย โดยเชอเพลงชวมวลจะเปลยนรปจากเชอเพลงแขงไปเปนกาซในบรเวณโซนน [12] โดยปกตเตาแบบนจะสามารถปรบการท างานของตวเตาใหเหมาะสมกบภาระในการผลตกาซได (Self-adjusting) ถามถานในบรเวณโซนเผาไหมไมเพยงพอ กจะมการเผาไหมไมและเกดกระบวนการไพโลไรซสไมในอตราทสงขน กจะท าใหเกดถานในปรมาณทเพยงพอกบความตองการในชวงนน ๆ หรอในกรณทมถานมากเกนไปซงอาจมาจากการลดภาระการท างานของระบบลง อากาศทเขามาสเตากจะเกดการเผาไหมกบเฉพาะถานทอยตรงบรเวณหวฉดเทานน

63

จงเปนการควบคมชนของการเกดปฏกรยาใหอยบรเวณทมหวฉดเทานน ต าจากโซนหวฉดลงมาเปนสวนทเกดปฏกรยารดกชน โดยเตาแบบดงเดมเปนจะมสวนประกอบดงรปท 3.10

รปท 3.10 เตาผลตกาซชวมวลแบบ V - hearth Imbert gasifier

จากรปท 3.10 จะเปนเตาชนดทเรยกวา V – Hearth ซงการออกแบบจะใชเหลกหลอเปนลกษณะวงแหวนและวางบนแทนเหลกหลอ ซงการออกแบบแบบนตววงแหวนจะสามารถเปลยนได เพราะแยกอสระจากตวเตา โดยระหวางระนาบของหวฉดและวงแหวนเหลกหลอจะมเถาทกอตวเปนฉนวน ซงชนเถานจะชวยเพมความเปนฉนวนท าใหเตาผลตกาซชวมวลมประสทธภาพเชงความรอนสงขน เมอมการพงของชนเถากจะมเถาจากการเผาไหมเขามาแทนท จงท าใหมฉนวนบรเวณหองเผาไหมตลอด

3.3.8 ระบบพลาสมาแกสซฟเคชน เปนระบบแกสซฟเคชนทใชพลาสมาซงสามารถท าอณหภมไดสงมาท าใหเกดกระบวนการแกสซฟเคชน

โดยสวนมากนยมใชกบขยะ สารเคม สารพษ และของเสยตาง ๆ เนองจากขอดทสามารถสรางอณหภมไดสง บางครงกระบวนการนอาจถกเรยกวา “พลาสมาไพโลไรซส” เนองจากไมตองการออกซเจนเขาไปชวยในกระบวนการ โดยหวใจของระบบนคอหวพลาสมา (Plasma torch) ทใชกระแสไฟฟาผานขวอเลกโทรด 2 ขวเขาไปในถงปฏกรณแบบปด โดยจายกาซเฉอยเขาไปรวมดวยดงรปท 3.11 ดวยอณหภมของพลาสมาทสง (ประมาณ 13,000 C) ทปลายของหวพลาสมา แตเมอสมผสกบขยะทเปนเชอเพลงแลวอณหภมจะลดลงเหลอ 2,700 -



มโอกาสสมผสใหมากทสด เพอท าให การเผาไหมสมบรณมากยงขน เชอเพลงทมขนาดเลก ไดแก ขเลอย สามารถน ามาใชเปนเชอเพลงในเตาชนดนไดแสดงดงรปท 3.9

Biomass + Air

Air Nozzle

Producer Gas

Secondary AirCombustion Flame

รปท 3.9 เตา Gasifier แบบ suspended

เตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลลง (downdraft gasifier) จะไดกาซทคอนขางสะอาด สามารถลดปรมาณน ามนดนไดมาก อกทงการจดเตาและการตดเตาท าไดงาย ไมซบซอน แตการน ากาซชวมวลจากเตาเขาสเครองยนตสนดาปภายในนน จ าเปนตองมอปกรณเพมเตมเพอลดสงปนเปอนทมากบกาซ นอกจากนยงตองมชดระบายความรอนเพอลดอณหภมของกาซลงเพอใหไดอณหภมของกาซทเหมาะสมทสามารถน าเขาเครองยนตสนดาปภายในได

3.3.7 เตาผลตกาซชวมวลแบบ Downdraft (Imbert) Gasifier [7, 9] เตาผลตกาซชวมวลแบบไหลลง (Imbert type) เปนเตาผลตกาซชวมวลทมลกษณะเดน คอเปนเตา

ผลตกาซชวมวลทมวงแหวน (Construction ring) เพอใชในการควบคมอณหภมของปฏกรยารดกชน และมหวฉด (Nozzle) เพอจายอากาศเขาสโซนเผาไหม โดยทมาของชอ Imbert type มาจากนกประดษฐทสรางเตาแบบนคนแรกคอ Jacques Imbert โดยหลกการท างานในกรณทใชอากาศเปนตวออกซไดซ อากาศจะถกอดเขา หรอถกดงเขาสตวเตาซงโดยทวไปจะใชโบลเวอร (Blower) หรอเครองยนตในการดด โดยผานระบบกรองกอนเขาสงเครองยนต หรอสงไปยงอปกรณทใชงานกาซจะเรยกวาเปนระบบกาซชวมวลแบบดด (Suction gasifier)

โดยในขณะท เตานท างานอากาศท เขาส โซนเผาไหม จะเกดการเผาไหมกบถานและท าใหเกดกระบวนการไพโรไลซสเชอเพลงทอยเหนอหวฉดอากาศ ซงจะไดสารระเหยและทารเมอไหลลงมาและเกดการเผาไหม ผลตภณฑจากการเผาไหมดงกลาวจะไหลลงไปท าปฏกรยากบถานทยงเหลอ ในบรเวณใตหวฉดอากาศทยงมอณหภมสงอย โดยเชอเพลงชวมวลจะเปลยนรปจากเชอเพลงแขงไปเปนกาซในบรเวณโซนน [12] โดยปกตเตาแบบนจะสามารถปรบการท างานของตวเตาใหเหมาะสมกบภาระในการผลตกาซได (Self-adjusting) ถามถานในบรเวณโซนเผาไหมไมเพยงพอ กจะมการเผาไหมไมและเกดกระบวนการไพโลไรซสไมในอตราทสงขน กจะท าใหเกดถานในปรมาณทเพยงพอกบความตองการในชวงนน ๆ หรอในกรณทมถานมากเกนไปซงอาจมาจากการลดภาระการท างานของระบบลง อากาศทเขามาสเตากจะเกดการเผาไหมกบเฉพาะถานทอยตรงบรเวณหวฉดเทานน

63

จงเปนการควบคมชนของการเกดปฏกรยาใหอยบรเวณทมหวฉดเทานน ต าจากโซนหวฉดลงมาเปนสวนทเกดปฏกรยารดกชน โดยเตาแบบดงเดมเปนจะมสวนประกอบดงรปท 3.10

รปท 3.10 เตาผลตกาซชวมวลแบบ V - hearth Imbert gasifier

จากรปท 3.10 จะเปนเตาชนดทเรยกวา V – Hearth ซงการออกแบบจะใชเหลกหลอเปนลกษณะวงแหวนและวางบนแทนเหลกหลอ ซงการออกแบบแบบนตววงแหวนจะสามารถเปลยนได เพราะแยกอสระจากตวเตา โดยระหวางระนาบของหวฉดและวงแหวนเหลกหลอจะมเถาทกอตวเปนฉนวน ซงชนเถานจะชวยเพมความเปนฉนวนท าใหเตาผลตกาซชวมวลมประสทธภาพเชงความรอนสงขน เมอมการพงของชนเถากจะมเถาจากการเผาไหมเขามาแทนท จงท าใหมฉนวนบรเวณหองเผาไหมตลอด

3.3.8 ระบบพลาสมาแกสซฟเคชน เปนระบบแกสซฟเคชนทใชพลาสมาซงสามารถท าอณหภมไดสงมาท าใหเกดกระบวนการแกสซฟเคชน

โดยสวนมากนยมใชกบขยะ สารเคม สารพษ และของเสยตาง ๆ เนองจากขอดทสามารถสรางอณหภมไดสง บางครงกระบวนการนอาจถกเรยกวา “พลาสมาไพโลไรซส” เนองจากไมตองการออกซเจนเขาไปชวยในกระบวนการ โดยหวใจของระบบนคอหวพลาสมา (Plasma torch) ทใชกระแสไฟฟาผานขวอเลกโทรด 2 ขวเขาไปในถงปฏกรณแบบปด โดยจายกาซเฉอยเขาไปรวมดวยดงรปท 3.11 ดวยอณหภมของพลาสมาทสง (ประมาณ 13,000 C) ทปลายของหวพลาสมา แตเมอสมผสกบขยะทเปนเชอเพลงแลวอณหภมจะลดลงเหลอ 2,700 -



64

4,500 C แตอณหภมดงกลาวกยงสงเพยงพอทจะท าใหสามารถสลาย สารประกอบไฮโดรคารบอนทมความซบซอน ใหกลายเปนกาซทมโมเลกลขนาดเลกอยางกาซคารบอนมอนอกไซด และ กาซไฮโดรเจนไดอยางงายดาย สวนกลมทเปนสารอนนทรยจะเกดการหลอมเหลวและออกมาในรปของ Slag ทางดานลางของถงปฏกรณ

รปท 3.11 ระบบพลาสมาแกสซฟเคชน [13]

3.3.9 ระบบไฮโดรเทอรมลแกสซฟเคชน (Hydrothermal gasification) กระบวนการไฮโดรเทอรมลแกสซฟเคชนคอ การเกดปฏกรยาของชวมวลในน าภายใตสภาวะยงยวด

(Super critical) คอมอณหภมและความดนสง โดยทวไปแลวมอณหภมสงกวา 350 C และ ความดนสงกวา 20 MPa เพอใหไดกาซทสามารถเผาไหมได โดยน าทสภาวะดงกลาวจะอยบนจดสนสดของกราฟในรปท 3.12

รปท 3.12 แผนภาพเฟสไดอะแกรมของน า



64

4,500 C แตอณหภมดงกลาวกยงสงเพยงพอทจะท าใหสามารถสลาย สารประกอบไฮโดรคารบอนทมความซบซอน ใหกลายเปนกาซทมโมเลกลขนาดเลกอยางกาซคารบอนมอนอกไซด และ กาซไฮโดรเจนไดอยางงายดาย สวนกลมทเปนสารอนนทรยจะเกดการหลอมเหลวและออกมาในรปของ Slag ทางดานลางของถงปฏกรณ

รปท 3.11 ระบบพลาสมาแกสซฟเคชน [13]

3.3.9 ระบบไฮโดรเทอรมลแกสซฟเคชน (Hydrothermal gasification) กระบวนการไฮโดรเทอรมลแกสซฟเคชนคอ การเกดปฏกรยาของชวมวลในน าภายใตสภาวะยงยวด

(Super critical) คอมอณหภมและความดนสง โดยทวไปแลวมอณหภมสงกวา 350 C และ ความดนสงกวา 20 MPa เพอใหไดกาซทสามารถเผาไหมได โดยน าทสภาวะดงกลาวจะอยบนจดสนสดของกราฟในรปท 3.12

รปท 3.12 แผนภาพเฟสไดอะแกรมของน า

65

โดยน าในสถานะยงยวดจะมความสามารถในการเกดปฏกรยาสง และเมอน าชวมวลเขาไปท าปฏกรยาจะถกเปลยนใหเปนกาซโดยกระบวนการไฮโดรไลซสและและไพโลไรซส ขอดของระบบนคอ สามารถใชกบเชอเพลงทมความชนสง ๆ ไดดเพราะตองใชน าเปนตวพาเขาไปเกดปฏกรยาอยแลว และสามารถท าปฏกรยาไดเรวและสมบรณ โดยกาซชวมวลทไดจะไดปรมาณไฮโดรเจนสง และมกาซคารบอนไดออกไซดต า ท าใหมคาความรอนสงถง 12 -18 MJ/Nm3

3.4 ระบบท าความสะอาดกาซชวมวล

ระบบท าความสะอาดกาซเชอเพลงเปนระบบทมความส าคญมาก ส าหรบระบบผลตกาซชวมวล เพราะกาซทออกจากเตาผลตกาซนนมอณหภมและการเจอปนของสงปนเปอนสง ซงอปกรณหลก ๆ ในระบบท าความสะอาดกาซชวมวล ส าหรบอปกรณทใชในการท าความสะอาดกาซชวมวลมรายละเอยดดงตอไปน

3.4.1 ไซโคลนดกฝน [6] ไซโคลน เปนอปกรณทมกลไกงาย ๆ ในการทใชดกเกบฝนทมขนาดใหญออกจากกระแสการไหลของ

กาซและใชมากในอตสาหกรรมผลตไม โรงส การผลตซเมนต ไซโคลนทมเพยงหนงไซโคลนหรอไซโคลนขนาดเลกหลาย ๆ ไซโคลน (มลตไซโคลน: Multicyclone) สามารถใชก าจดฝนทมขนาดประมาณ 5 ถง 10 ไมครอนได ไซโคลนทผลตขนมาสามารถท าดวยวสดไดหลายชนดและท างานไดทอณหภมสงกวา 1000°c โดยใชสารททนตอความรอนรองไวดานในและโครงสรางทเหมาะทจะท างานไดในทมความดนสง ราคาในการตดตงต าและราคาในการด าเนนการกนอยดวยเมอเปรยบเทยบกบระบบอน ๆ

หลกการท างานของไซโคลนดกฝน ไซโคลนท างานโดยใชแรงเหวยงทถกสรางขนดวยกระแสของกาซทหมนในการแยกฝนออกจากกาซ

ฝนในอากาศเขาสทางเขาทอยใกลกบสวนบนของไซโคลน รปรางของไซโคลนท าใหกาซทไหลเขาสไซโคลนมการหมนลงดานลางและแรงเหวยงท าใหฝนมการเคลอนทออกจากกระแสกาซ มการปะทะกบผนงของไซโคลนและตกลงสดานลาง อากาศทบรสทธจะไหลออกทางดานบนของไซโคลน ในไซโคลนแรงทถกใสเขาไปใหฝนมการหมนเหวยงไดมาจากการหมนของกระแสกาซ ขนาดของแรงเหวยงหาไดโดยพารามเตอรตาง ๆ (เชน รปรางทางเรขาคณต ขนาดและอตราการไหลของไซโคลน) ซงไดมาจากผออกแบบ ซงแรงนจะมากกวาแรงถวงและใหประสทธภาพในการก าจดอนภาคมากกวา ประสทธภาพในการก าจดจะเพมขนอยางรวดเรวเมอฝนมขนาดใหญและขนาดของอปกรณท เลกลง การทจะท าใหไดประสทธภาพสงไซโคลนตองมขนาดเลก แตความดนตก (Pressure drop) จะมคาเพมขนอยางรวดเรว การทจะยงคงใหมประสทธภาพสงอยไดทความดนตกมคาทไมมากนกท าไดโดยการน าไซโคลนขนาดเลกจ านวนมากมาใชแทนทในลกษณะการวางขนานกน เรยกวา “มลตไซโคลน”

ชนดของไซโคลน ไซโคลนทกาซไหลเขาตามแนวสมผส มกเปนไซโคลนขนาดใหญ มทางเขาดานบนหรอดานลาง

ไซโคลนทใชในการดกฝนโดยทวไปเปนชนดดานบน สวนไซโคลนชนดทางเขาดานลาง มกใชฝนละอองทปนมา กบหยดน าหลงจากผานการสครบเบอรกาซไหลเขามาในแนวเสนสมผสทดานลางของตวไซโคลนและท าใหเกดการหมนวนขนและไหลออกทางทอออกดานบนสวนหยดน าซงมขนาดใหญถกเหวยงไปยงผนงของไซโคลนและแยกออกจากกระแสกาซ



66

ไซโคลนชนดทอดานบนมลกษณะทอทางเขารปรางตาง ๆ ดงแสดงในรปท 3.13 ทใชมากทสด คอทอเขาตามแนวเสนสมผส สวน Deflector Vane ในรปท 3.14 จะชวยลดความปนปวนของ กระแสกาซททางเขา ท าใหคาความดนสญเสยลดลง แต Deflector Vane มผลตอการเกดกระแสวนท าใหประสทธภาพการดกฝนลดลง ส าหรบทอทางเขาแบบ Helical Inlet ในรปท 3.15 ใชเพอลดคาความดนลดของไซโคลนและเพมสมรรถนะ ในรปเปนทอเขาแบบ Involutes Entry ท าใหเกด Turbulence ททอเขานอยทสด ดงนนคาความดนสญเสยมคานอยกวาชนดเขาตามแนวเสนสมผส

รปท 3.13 แสดงไซโคลนชนดไหลเขาตามแนวสนสมผส (Tangential Entry Cyclone) [13]

รปท 3.14 แสดงไซโคลนชนดไหลเขาตามแนวแกน (Axial Entry cyclone)

67

รปท 3.15 แสดงชนดของทอทางเขา (Inlet) ของไซโคลน

ส าหรบการถายเทฝน (Dust Discharge System) ของไซโคลนขนาดใหญประกอบดวยดานลางของไซโคลนทเปนรปโคน และมวาลวส าหรบถายฝนทเกบได (Solids Discharge Valve) ซงมหลายชนด ทใชกนมากม 4 ชนด ดงแสดงในรปท 3.16

รปท 3.16 แสดง ชนดของวาลวส าหรบระบายฝน (Solids Discharge Valve)

ส าหรบไซโคลนทท างานทสภาวะความดนตดลบ ตองใชวาลวส าหรบระบายฝน (Slide Discharge Valve) ทมการ Seal อยางดเพอปองกนอากาศรวเขาทกนไซโคลน ซงจะมผลตอการเกดกระแสวน ในรปท 3.16 แสดง Slide Gate, วาลวชนด Rotary Discharge Valve ซงเปนชนดกนอากาศเขา (Airtight) ถาใช Screw Conveyer ตองใส Discharge Conveyer ระหวางกนไซโคลน และ Screw Conveyer เพอกนไมใหอากาศเขา



68

ส าหรบทอทางออกเปนสวนประกอบทส าคญ ในการออกแบบไซโคลนการใสอปกรณ Scroll หรอ Outlet Drum บนทอทางออก (รปท 3.17) จะชวยลดการสญเสยพลงงานของกาซทหมนวน ท าใหความดนสญเสยลดลงโดยไมท าใหประสทธภาพลดลง

รปท 3.17 แสดงลกษณะทอทางออก (Out Let) ของไซโคลน

ไซโคลนทกาซไหลเขาตามแนวแกนมกเปนไซโคลนทมขนาดเลก ซงมประสทธภาพสงกวาไซโคลนขนาดใหญ เนองจากกระแสกาซถกหมนในกระแสวน ขนาดเลกกวา ดงนนกระแสกาซมคาความเรว (Radial Velocity) สงในไซโคลนขนาดเลก

ไซโคลนชนดนมทางกาซเขาและออกในแนวแกนของไซโคลน กระแสกาซไหลเขาสไซโคลนโดยผานแผน Vane ท าใหเกดการหมนวน ซงมลกษณะเหมอนกบทเกดในไซโคลนขนาดใหญ คอกาซทไหลเขาท าใหเกดกระแสวนสวนนอก (Outer Vortex) ซงเคลอนทลงไปยงสวนปลายโคน แลวกาซหมนกลบเปนกระแสวนดานใน (Inner Vortex) และเคลอนทผานทอออกดานบน

โดยทวไปใชไซโคลนขนาดเลกชนดน (ขนาด 15-30 เซนตเมตร) หลายตวมาตอขนานกนเปนมลตไซโคลน (Multi-cyclones) (รปท 3.18) เพอรองรบกระแสกาซทมอตราการไหลสง

69

รปท 3.18 แสดงมลตไซโคลน (Multi-cyclone) [14]

หลกการออกแบบ [8] โดยทวไปแลว การออกแบบไซโคลนจะหมายถง การหาขนาดและสดสวนของไซโคลนทเหมาะสม การ

ประเมนคาความดนตกของไซโคลนตามขนาดทออกแบบไว รวมถงการประเมนประสทธภาพการแยกฝนของไซโคลน ซงทงสามสงทตองการทราบนลวนมความสมพนธซงกนและกน การออกแบบไซโคลนสามารถกระท าไดหลายลกษณะซงขนอยกบความตองการของระบบ เงอนไขหรอขอจ ากดตาง ๆ หรอเงอนไขดานพนทตดตง ในทนสามารถแบงการออกแบบไซโคลนไดเปน 3 ลกษณะ คอ

1) ออกแบบโดยก าหนดขนาดของไซโคลนทตองการ การออกแบบลกษณะนจะเหมาะกบกรณทมขอจ ากดดานพนทตดตง

2) ออกแบบโดยก าหนดความดนตกทตองการ การออกแบบลกษณะนจะกระท าเมอตองการใหความดนตกทเกดขนมคาไมเกนจากทก าหนด

3) ออกแบบโดยก าหนดประสทธภาพการแยกฝน การออกแบบลกษณะนจะกระท าเมอมขอจ ากดดานมลภาวะทางอากาศซงปรมาณของฝนทสามารถเลดลอดออกจากไซโคลนไปพรอมกบอากาศหรอกาซชวมวลตองมความเขมขนไมเกนคาทก าหนด

ขนาดและสดสวนของไซโคลน [17] ในอดตไดมนกวจยจ านวนไมนอยทพยายามคนควาหาขนาดและรปรางของไซโคลน ทสามารถท างาน

ไดดหรอเหมาะสมตอสภาวะการท างานทก าหนด โดยผลการวจยสวนหนงจากจ านวนหลายงานไดรบการยอมรบและถกน ามาใชในการออกแบบ ซงพบวาไซโคลนทออกแบบตามผลการวจยทน าเสนอมานนสามารถท างานไดดเปนทนาพอใจ ดวยเหตนจงถอวาขนาดของไซโคลนทงานวจยเหลานนไดน าเสนอเปนขนาดมาตรฐาน ซงโดยทวไปอาจเรยกไซโคลนดงกลาววา ไซโคลนมาตรฐาน(Standard cyclone) โดยมอยหลายลกษณะ (เรยกตามชอของ



70

ผวจย) รปท 3.19 แสดงถงขนาดของไซโคลนมาตรฐานซงขนาดของแตละสวนกบขนาดเสนผาศนยกลางตวเรอนไซโคลน (cyclone body) หรอ D โดยาจกรปจะพบวา

a คอ ความสงของชองทางเขา b คอ ความกวางของชองทางเขา S คอ ความยาวของชองทางออก De คอ เสนผาศนยกลางของชองทางออก h คอ ความสงของไซโคลนชวงทเปนทรงกระบอก H คอ ความสงทงหมดของไซโคลน B คอ เสนผาศนยกลางของชองระบายฝน

รปท 3.19 แสดงสดสวนของไซโคลนมาตรฐาน [17]

เมอจ าแนกตามประสทธภาพสามารถแบงไซโคลนมาตรฐานออกเปน 2 กลม ไดแก ไซโคลนประสทธภาพสง และไซโคลนส าหรบงานทวไป โดยไซโคลนประสทธภาพสงจะประกอบไปดวยไซโคลนของ Stairmand และ Swift สวนไซโคลส าหรบงานทวไปจะประกอบไปดวยไซโคลนของ Lapple, Swift และ Peterson & Whitby ดไดจากตารางท 3.7

ตารางท 3.7 สดสวนของไซโคลนมาตรฐานแบบตาง ๆ [15]

ขนาด ไซโคลนประสทธภาพสง ไซโคลนส าหรบงานทวไป

Stairmand Swift Lapple Swift Peterson & Whitby D 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 A 0.5 0.44 0.5 0.5 0.583 B 0.2 0.21 0.25 0.25 0.208 S 0.5 0.5 0.625 0.6 0.583 De 0.5 0.4 0.5 0.5 0.5 h 1.5 1.4 2.0 1.75 1.333 H 4.0 3.9 4.0 3.75 3.17



70

ผวจย) รปท 3.19 แสดงถงขนาดของไซโคลนมาตรฐานซงขนาดของแตละสวนกบขนาดเสนผาศนยกลางตวเรอนไซโคลน (cyclone body) หรอ D โดยาจกรปจะพบวา

a คอ ความสงของชองทางเขา b คอ ความกวางของชองทางเขา S คอ ความยาวของชองทางออก De คอ เสนผาศนยกลางของชองทางออก h คอ ความสงของไซโคลนชวงทเปนทรงกระบอก H คอ ความสงทงหมดของไซโคลน B คอ เสนผาศนยกลางของชองระบายฝน

รปท 3.19 แสดงสดสวนของไซโคลนมาตรฐาน [17]

เมอจ าแนกตามประสทธภาพสามารถแบงไซโคลนมาตรฐานออกเปน 2 กลม ไดแก ไซโคลนประสทธภาพสง และไซโคลนส าหรบงานทวไป โดยไซโคลนประสทธภาพสงจะประกอบไปดวยไซโคลนของ Stairmand และ Swift สวนไซโคลส าหรบงานทวไปจะประกอบไปดวยไซโคลนของ Lapple, Swift และ Peterson & Whitby ดไดจากตารางท 3.7

ตารางท 3.7 สดสวนของไซโคลนมาตรฐานแบบตาง ๆ [15]


Stairmand Swift Lapple Swift Peterson & Whitby D 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 A 0.5 0.44 0.5 0.5 0.583 B 0.2 0.21 0.25 0.25 0.208 S 0.5 0.5 0.625 0.6 0.583 De 0.5 0.4 0.5 0.5 0.5 h 1.5 1.4 2.0 1.75 1.333 H 4.0 3.9 4.0 3.75 3.17

71


Stairmand Swift Lapple Swift Peterson & Whitby B 0.375 0.4 0.25 0.4 0.5 NH 6.4 9.24 8 8 7.76 Ne 5.5 6.02 6 5.5 3.86

ตวแปรในการออกแบบไซโคลน จ านวนการหมนประสทธผล (Number of effective turns, Ne ) เปนตวแปรไมมหนวยแสดงรอบของการหมนวนของอากาศ ดงสมาการท 3.24

1 H - hNe = h +

a 2 3.24

โดยท a คอ ความสงของชองทางเขา

H คอ ความสงทงหมดของไซโคลน h คอ ความสงของไซโคลนชวงทเปนทรงกระบอก ขนาดตด (Cut size) เปนดชนทบงชถงสมรรถนะการท างานของไซโคลน โดย หมายถงขนาดเสนผาศนยกลางฝนทสามารถแยกจากอากาศภายในไซโคลนดวยประสทธภาพการแยก 50% โดยสามารถหาไดจากความสมพนธดงตอไปน

1 / 29 bgd =pc 2 N V -e i p g

3.25

เมอ dpc คอ ขนาดตดของฝนทเขาสไซโคลน

g คอ ความหนดของอากาศ/กาซ ทเขาสไซโคลน b คอ ความกวางของชองทางเขาไซโคลน

Vi คอ ความเรวของอากาศทเขาสไซโคลน



72

g คอ ความหนาแนนของอากาศ/กาซ ทเขาสไซโคลน

p คอ ความหนาแนนของฝนทเขาสไซโคลน ประสทธภาพการดกฝน ประสทธภาพการดกจบฝนทมความสมพนธกบขนาดของฝนโดยมความสมพนธดงน

1=j 2

dpc1 +dpj

3.26

โดยท j คอ ประสทธภาพการแยกแยกฝนในชวงขนาดยอยทสนใจ

dpj คอ เสนผาศนยกลางเฉลยของฝนฝนชวงขนาดยอยทสนใจ ( )m

3.4.2 เครองสมผสหรอเครองเกบแบบเปยก (Scrubbers or Wet Collector)

หลกการท างาน เครองเกบแบบเปยกใชของเหลวซงโดยปกตแลวเปนน า เปนตวจบอนภาคหรอฝน และเพมขนาดของละอองไอ (Aerosols) ในกรณทงสองนจะท าใหขนาดมลสารเพมขนและชวยใหการแยกมลสารจากกระแสกาซงายขน

ชนดของเครองเกบแบบเปยก แบงได 4 ชนด คอ 1. Spray tower 2. Cyclone spray tower 3. Impingement scrubber 4. Venturi scrubber

ประสทธภาพของเครองเกบแบบเปยก ก. ประสทธภาพของเครองเกบแบบเปยกทใชการฉดน าเปนฝอย ข. ประสทธภาพของเครองเกบแบบเปยก แบบเวนจร

Wet Scrubber: เปนอปกรณทใชน าของเหลวในการดกจบฝน กลน หรอแกส ทมอนภาคขนาดเลกมาก ๆ หรอ < 1 Micron ไดอยางมประสทธภาพ ตวอยางดงรปท 3.20 ซงมมากมายหลายชนดขนอยกบชนดของอนภาค หรอมลพษนน ๆ ตงแตกลนแกส ไอกรด ฝนละออง ของเหลวทใชอาจเปนน า หรอของเหลวอน ๆ เชนสารละลายดาง กรด เปนตน



72

g คอ ความหนาแนนของอากาศ/กาซ ทเขาสไซโคลน

p คอ ความหนาแนนของฝนทเขาสไซโคลน ประสทธภาพการดกฝน ประสทธภาพการดกจบฝนทมความสมพนธกบขนาดของฝนโดยมความสมพนธดงน

1=j 2

dpc1 +dpj

3.26

โดยท j คอ ประสทธภาพการแยกแยกฝนในชวงขนาดยอยทสนใจ

dpj คอ เสนผาศนยกลางเฉลยของฝนฝนชวงขนาดยอยทสนใจ ( )m

3.4.2 เครองสมผสหรอเครองเกบแบบเปยก (Scrubbers or Wet Collector)

หลกการท างาน เครองเกบแบบเปยกใชของเหลวซงโดยปกตแลวเปนน า เปนตวจบอนภาคหรอฝน และเพมขนาดของละอองไอ (Aerosols) ในกรณทงสองนจะท าใหขนาดมลสารเพมขนและชวยใหการแยกมลสารจากกระแสกาซงายขน

ชนดของเครองเกบแบบเปยก แบงได 4 ชนด คอ 1. Spray tower 2. Cyclone spray tower 3. Impingement scrubber 4. Venturi scrubber

ประสทธภาพของเครองเกบแบบเปยก ก. ประสทธภาพของเครองเกบแบบเปยกทใชการฉดน าเปนฝอย ข. ประสทธภาพของเครองเกบแบบเปยก แบบเวนจร

Wet Scrubber: เปนอปกรณทใชน าของเหลวในการดกจบฝน กลน หรอแกส ทมอนภาคขนาดเลกมาก ๆ หรอ < 1 Micron ไดอยางมประสทธภาพ ตวอยางดงรปท 3.20 ซงมมากมายหลายชนดขนอยกบชนดของอนภาค หรอมลพษนน ๆ ตงแตกลนแกส ไอกรด ฝนละออง ของเหลวทใชอาจเปนน า หรอของเหลวอน ๆ เชนสารละลายดาง กรด เปนตน

73

Wet Scrubber: เปนระบบกรองฝน ควน และไอสารเคมทมขนาดเลก มความชน และมความรอนสง เชนงานตมสารเคม งานเตาหลอมอลมเนยม เปนตน Wet Scrubber เปนระบบทใชน าในการ scrub โดยม Spray nozzle มาจบฝน ไอ ควนและกลน หากในกรณทมกลนอนทรยสารอาจจะม media ในการกรองกลนอกชนหนง การตดตงระบบ Wet Scrubber มขอจ ากดในเรองการบ าบดน าทอยในระบบ หากโรงงานทตดตงไมมระบบบ าบดน าเสย น าทอยในระบบ Wet Scrubber นนไมสามารถบ าบดได และรวมไปถงการบ ารงรกษาทยงยาก

รปท 3.20 ตวอยางระบบท าความสะอาดกาซแบบ Wet Scrubber

เครองดกฝนแบบเปยก (Wet scrubber) เครองดกฝนแบบเปยกหรออาจเรยกวา สครบเบอรแบบเปยก (wet scrubber) จะท างานโดยอาศย

การสมผสกนระหวางฝน(หรอสารปนเปอนทเปนกาซและไอ) กบของเหลวซงโดยปกตคอน าการสมผสกนนจะท าใหของเหลวรวมตวกบฝนสงผลใหฝนมขนาดใหญขนและแยกตวออกจากอากาศโดยฝนทถกแยกออกมาจะมลกษณะคลายโคลน(sludge)ในกรณทเปนฝนละเอยดของเหลวทใชจะตองมลกษณะเปนหยดเลก ๆหรอเปนฝอยละอองและตองไหลหรอเคลอนตวดวยความเรวสงซงลกษณะเชนนตองใชพลงงานมาก โดยพลงงานทใชเพอการท าใหของเหลวสมผสกบฝนถอเปนตวแปรส าคญทสงผลตอคาใชจายในการท างานของเครองดกฝนแบบน

ดวยเหตทฝนทถกดกไดจะมลกษณะเปยกคลายโคลนหากปลอยสสงแวดลอมกจะกอใหเกดมลภาวะทางน าดงนนจงตองมการบ าบดหรอแยกฝนออกจากของเหลวกอนซงสามารถท าไดโดยจดใหมการตกตะกอนของฝนภายในถงหลงจากนนจงน าตะกอนดงกลาวไปทงสวนของเหลวอาจปลอยสสงแวดลอมหรออาจน ากลบไปใชอกครงหนงกไดส าหรบขอดและขอเสยของเครองดกฝนแบบเปยกเมอเทยบกบเครองดกฝนชนดอนสามารถดไดจากตารางท 3.8



74

ตารางท 3.8 ขอดและขอเสยของเครองดกฝนแบบเปยก

ขอด ขอเสย 1. ใชเงนลงทนต า 2. ขนาดเลกใชพนทตดตงนอย 3. ใชกบอากาศทมอณหภมสงและความชนสงไดด 4. ใชดกหรอแยกฝนทมลกษณะเหนยวไดด 5. ใชดกหรอแยกสารปนเปอนทเปนกาชหรอไอไดด 6. ไมเกดปญหาเรองไฟไหมหรอการระเบด

1. มคาใชจายดานการด าเนนงานและการบ ารงรกษาสง 2. โครงสรางตองท าวสดทมความตานทานการกดกรอนสงหากน าไปใชกบสารปนเปอนทมความเปนกรดหรอมความสามารถในการกดกรอน 3. กอใหเกดมลภาวะทางน าอนเนองจากการผสมกนของฝนและของเหลว 4. ตนทนในการสรางและด าเนนการในสวนของระบบบ าบดน าสง 5. สนเปลองพลงงานในการท างานมาก เนองจากมความดนตกระหวางการท างานสง

เครองดกฝนแบบเปยกนยงสามารถแบงยอยไดหลายชนดแตทกชนดกจะมหลกการท างานเหมอนกน

โดยจะประกอบไปดวยกระบวนการทส าคญ 3 กระบวนการไดแก - กระบวนการเพมความชนใหอากาศ (air humidification) - กระบวนการสมผสกนระหวางอากาศและของเหลว (air-liquid contact) - กระบวนการแยกของเหลวออกจากอากาศ (liquid-air separation) กระบวนการเพมความชนใหอากาศถอเปนกระบวนการแรกของการดกฝนซงกระท าไดโดยการ

ของเหลวเขามาในกระแสการไหลของอากาศซงมฝน(หรอสารปนเปอน) ไหลปะปนมาดวย กระบวนการนจะชวยใหอณหภมของอากาศลดลง อนเปนผลใหอตราการไหลเชงปรมาตรของอากาศทไหลออกจากเครองดกฝนมคาลดลงดวย วธการจะชวยลดพลงงานทตองปอนใหแกพดลมทใชในระบบหรอท าใหเราสามารถใชพดลมทมขนาดเลกลงได

กระบวนการสมผสกนระหวางอากาศ(รวมถงฝนดวย) และของเหลวถอเปนกระบวนการทส าคญทสดซงสงผลโดยตรงตอประสทธภาพการแยกฝน หากระยะเวลาทอากาศและของเหลวสมผสกนมมาก ประสทธภาพการแยกฝนกจะยงมาก เมอทงอากาศและของเหลวสมผสกนจะรวมตวกนจนมขนาดใหญขน (มลกษณะเปนหยดของเหลว) และเมอมขนาดใหญขนกจะตกลงสดานลางดวยแรงโนมถวงของโลก สวนหยดของเหลวทมขนาดเลกจะถกอากาศพดพาขนสดานบน

กระบวนการแยกของเหลวออกจากอากาศเปนกระบวนการสดทายของการดกฝน กระบวนการนชวยไมใหหยดของเหลวขนาดเลกถกอากาศพดพาหรอหอบออกสบรรยากาศ การแยกของเหลวและอากาศออกจากกนสามารถท าไดโดยใชอปกรณแยกของเหลว (Mist eliminator) ซงท างานโดยใชของเหลวเปลยนแปลงทศทางการไหลอยางฉบพลน



74

ตารางท 3.8 ขอดและขอเสยของเครองดกฝนแบบเปยก

ขอด ขอเสย 1. ใชเงนลงทนต า 2. ขนาดเลกใชพนทตดตงนอย 3. ใชกบอากาศทมอณหภมสงและความชนสงไดด 4. ใชดกหรอแยกฝนทมลกษณะเหนยวไดด 5. ใชดกหรอแยกสารปนเปอนทเปนกาชหรอไอไดด 6. ไมเกดปญหาเรองไฟไหมหรอการระเบด

1. มคาใชจายดานการด าเนนงานและการบ ารงรกษาสง 2. โครงสรางตองท าวสดทมความตานทานการกดกรอนสงหากน าไปใชกบสารปนเปอนทมความเปนกรดหรอมความสามารถในการกดกรอน 3. กอใหเกดมลภาวะทางน าอนเนองจากการผสมกนของฝนและของเหลว 4. ตนทนในการสรางและด าเนนการในสวนของระบบบ าบดน าสง 5. สนเปลองพลงงานในการท างานมาก เนองจากมความดนตกระหวางการท างานสง

เครองดกฝนแบบเปยกนยงสามารถแบงยอยไดหลายชนดแตทกชนดกจะมหลกการท างานเหมอนกน

โดยจะประกอบไปดวยกระบวนการทส าคญ 3 กระบวนการไดแก - กระบวนการเพมความชนใหอากาศ (air humidification) - กระบวนการสมผสกนระหวางอากาศและของเหลว (air-liquid contact) - กระบวนการแยกของเหลวออกจากอากาศ (liquid-air separation) กระบวนการเพมความชนใหอากาศถอเปนกระบวนการแรกของการดกฝนซงกระท าไดโดยการ

ของเหลวเขามาในกระแสการไหลของอากาศซงมฝน(หรอสารปนเปอน) ไหลปะปนมาดวย กระบวนการนจะชวยใหอณหภมของอากาศลดลง อนเปนผลใหอตราการไหลเชงปรมาตรของอากาศทไหลออกจากเครองดกฝนมคาลดลงดวย วธการจะชวยลดพลงงานทตองปอนใหแกพดลมทใชในระบบหรอท าใหเราสามารถใชพดลมทมขนาดเลกลงได

กระบวนการสมผสกนระหวางอากาศ(รวมถงฝนดวย) และของเหลวถอเปนกระบวนการทส าคญทสดซงสงผลโดยตรงตอประสทธภาพการแยกฝน หากระยะเวลาทอากาศและของเหลวสมผสกนมมาก ประสทธภาพการแยกฝนกจะยงมาก เมอทงอากาศและของเหลวสมผสกนจะรวมตวกนจนมขนาดใหญขน (มลกษณะเปนหยดของเหลว) และเมอมขนาดใหญขนกจะตกลงสดานลางดวยแรงโนมถวงของโลก สวนหยดของเหลวทมขนาดเลกจะถกอากาศพดพาขนสดานบน

กระบวนการแยกของเหลวออกจากอากาศเปนกระบวนการสดทายของการดกฝน กระบวนการนชวยไมใหหยดของเหลวขนาดเลกถกอากาศพดพาหรอหอบออกสบรรยากาศ การแยกของเหลวและอากาศออกจากกนสามารถท าไดโดยใชอปกรณแยกของเหลว (Mist eliminator) ซงท างานโดยใชของเหลวเปลยนแปลงทศทางการไหลอยางฉบพลน

75

เครองดกฝนแบบเปยกถกออกแบบมาใหท างานทความดนตกตงแต 0.5 in.wg เรอยไปจนกระทงความดนตกมากกวา 60 in.wg ดงนนเราจงสามารถแบงเครองดกฝนแบบเปยกตามคาความดนตกทเกดขนระหวางการท างานไดหลายชนดประกอบไปดวย

- หอพนของเหลว (spray tower or spray chamber) - สครบเบอรแบบแพกเบด (packed-bed scrubber) - สครบเบอรแบบแรงเบยงหนศนยกลาง (centrifugal scrubber) - สครบเบอรแบบเวนจร (venturi scrubber) 1. หอพนของเหลว

หอพนของเหลวถอเปนเครองดกฝนแบบเปยกทมรปแบบงายทสด ดรปท 3.21 โดยตวเรอนของหอพนของเหลวอาจเปนวงกลมหรอสเหลยมกได ละอองของเหลวทพนออกมาเพอใหสมผสกบฝนจะเกดจากการท างานของหวฉดซงความดนของละอองของของเหลวจะไมสงมากนก (ประหยดพลงงาน) ท าใหประสทธภาพการแยกฝนจงคอนขางต า

รปท 3.21 ลกษณะของหอพนของของเหลว [16]

ส าหรบปรมาณของเหลวทใชจะไมเกน 5 gpm (แกลลอน/นาท) ตออตราการไหลของอากาศทภาวะมาตรฐาน 1,000 cfm ในกรณทความดนของของเหลวมมาก ละอองของเหลวทออกจากหวฉดกจะมลกษณะเปนฝอยละอองละเอยดคลายหมอก ท าใหประสทธภาพการแยกฝนเพมขน แตพลงงานทใชกเพมตามไปดวยปรมาณของเหลวทใชกตองมากขนเชนกนซงอาจถง 10 gpm ตออตราการไหลของอากาศทภาวะมาตรฐาน 1,000 cfm

ความดนตกทเกดขนในระหวางการท างานของหอพนของเหลวจะมคาคอนขางต าเมอเทยบกบเครองดกฝนชนดอน โดยจะอยในชวง 0.5-1.5 in.wg ในขณะทความดนของของเหลวทตองใชเพอใหเกดความเปนฝอยละอองจะแปรเปลยนอยในชวง10-400 psig



76

2. สครบเบอรแบบแพกเบด ส าหรบสครบเบอรแบบแพกเบดจะมลกษณะคลายกบหอพนของเหลว แตจะแตกตางตรงทมการ

ตดแผงกระจายของเหลว (Packing element) ขวางกระแสการไหลของของเหลวทถกพนออกมาดงรปท 3.22 โดยแผงกระจายของเหลวสามารถท าไดจากวสดหลายชนด เชน โลหะ หรอเซรามก เปนตน ขนอยกบคณลกษณะของอากาศและฝน

ของเหลวจะตกกระทบกบวสดทน ามาท าแผงกระจายของเหลวซงท าใหของเหลวแตกตวมขนาดเลกลงและบางสวนจะไหลเปนฟลมไปตามผวของแสงกระจายของเหลว ลกษณะนจะท าใหพนทผวสมผสระหวางของเหลวกบอากาศเพมขนสงผลใหประสทธภาพการแยกฝนกสงขน อยางไรกตาม การตดตงแผงกระจายของเหลวนจะท าใหความดนตกมคามากขนดวย ซงอยในชวง 1.5-3.5 in.wg

จดเดนของเครองนคอ ใชไดดทงกบสารปนเปอนทเปนฝนและไอ

รปท 3.22 ลกษณะของสครบเบอรแบบแพกเบด [16]

3. สครบเบอรแบบแรงเบยงหนศนยกลาง การท างานของสครบเบอรแรงเวยงหนศนยกลางนจะคลายกบไซโคลนดกฝน การท างานเรมจากฝน

และอากาศจะถกเหวยงใหเกดการหมนวนไปกระทบกบผนงดานในทเปยก ซงเกดจากการพนของเหลวหรอน าผานหวฉดทมกจะตดตงดานบนดงรปท 3.23 ก และ ข จะเปนสครบเบอรแรงเหวยงหนศนยกลางทออกแบบใหมการพนของเหลวททางเขาซงจะท าในลกษณะโคงโอบรอบตวเรอนไซโคลน ของเหลวจะถกพนผานหวฉดซงโดยปกตจะตดตงไวหลายต าแหนง สงผลท าใหเกดการสมผสกนของของเหลวและฝน

77

รปท 3.23 ลกษณะของสครบเบอรแบบแรงเหวยงหนศนยกลาง [16]

ถงแมวาจะมหลกการเหมอนไซโคลนธรรมดา แตสครบเบอรแบบแรงเหวยงหนศนยกลางกมจดทจะท าไมใหเกดการไหลยอนกลบของฝนทดกไดเขาสกระแสการไหลของอากาศอก รวมถงมประสทธภาพการแยกฝนสงกวาหอพนของเหลว เนองจากมฝนบางสวนถกแยกออกจากอากาศดวยแรงเหวยงหนศนยกลางกอนทฝนสวนทเหลอจะถกเหวยงใหไปตดผนงทเปยกและตกลงดานลาง โดยทวไปความดนตกของอากาศทไหลผานสครบเบอรแบบแรงเหวยงหนศนยกลางจะอยในชวง 2 – 8 in.wg ในขณะทปรมาณของเหลวทใชจะอยในชวง 2 – 5 gpm ตออตราการไหลของอากาศทภาวะมาตรฐาน 1,000cfm

4. สครบเบอรแบบเวนจร

สครบเบอรแบบเวนจรนมลกษณะดงรป 3.24 ซงอาศยการดงของเหลวใหมาสมผสกบอากาศหรอกาซทไหลผานเวนจร อากาศทไหลผานเวนจรจะมความเรวทสงมากตรงบรเวนคอคอด ซงเปนบรเวณทแคบทสดของเวนจร ความเรวของอากาศทไหลผานบรเวณคอคอดของเวนจรจะอยระหวาง 12,000 – 24,000 fpm ของเหลวหรอน าจะจายเขาสเวนจรโดยผานทอทตดตงดานบนใกลกบคอคอดในอตรา 5 - 15 gpm ตออตราการไหลของอากาศทภาวะมาตรฐาน 1,000 cfm สงผลใหเกดการสมผสกนระหวางอากาศและของเหลวซงท าใหฝนถกจบดวยของเหลว การแยกตวของฝนออกจากกระแสการไหลของอากาศจะเกดขนภายในไซโคลนซงตดตงตอจากเวนจร โดยหลกการท างานสวนนจะมหลกการท างานคลายกบไซโคลนแบบเปยก



78

รปท 3.24 ลกษณะของสครบเบอรแบบเวนจร [16]

เครองดกฝนชนดนมประสทธภาพการแยกฝนคอนขางสงเมอเปรยบเทยบกบเครองดกฝนแบบเปยกดวยกน แตความดนตกทเกดขนกจะมคามากเชนกนโดยทวไปความดนตกจะแปรเปลยนอยในชวงกวางขนอยกบขนาดของฝนโดยอาจมคาต าเพยง 5 in.wg ส าหรบฝนหยาบ และอาจมคาถง 100 in.wg ส าหรบฝนทมความละเอยดมาก

ความดนตกทเกดขนจะถกก าหนดดวยความเรวของอากาศทไหลผานคอคอดซงจะเกดขนในชวงของการออกแบบ เวนจรบางชนดถกออกแบบมาใหสามารถปรบเปลยนขนาดของคอคอดได ซงสงผลใหสามารถน าเครองดกฝนชนดนไปใชกบงานทมอตราการไหลของอากาศเปลยนแปลงไดโดยทมความดนตกมคาคงท หรออาจน าไปใชกบงานทมความดนตกเปลยนแปลงโดยทอตราการไหลของอากาศมคาคงท

ตวอยางกราฟแสดงประสทธภาพการจบฝนแยกตามขนาดของอนภาคของอปกรณดกฝนชนดตางๆ

A = ไซโคลนชนดประสทธภาพต า B = ไซโคลนชนดประสทธภาพสง C = หอฉดน า D = เครองดกฝนแบบไฟฟาสถต E = เวนจรสครบเบอร

รปท 3.25 กราฟแสดงประสทธภาพยอย (Grade or Fractional Collection Efficiency) [16]



78

รปท 3.24 ลกษณะของสครบเบอรแบบเวนจร [16]

เครองดกฝนชนดนมประสทธภาพการแยกฝนคอนขางสงเมอเปรยบเทยบกบเครองดกฝนแบบเปยกดวยกน แตความดนตกทเกดขนกจะมคามากเชนกนโดยทวไปความดนตกจะแปรเปลยนอยในชวงกวางขนอยกบขนาดของฝนโดยอาจมคาต าเพยง 5 in.wg ส าหรบฝนหยาบ และอาจมคาถง 100 in.wg ส าหรบฝนทมความละเอยดมาก

ความดนตกทเกดขนจะถกก าหนดดวยความเรวของอากาศทไหลผานคอคอดซงจะเกดขนในชวงของการออกแบบ เวนจรบางชนดถกออกแบบมาใหสามารถปรบเปลยนขนาดของคอคอดได ซงสงผลใหสามารถน าเครองดกฝนชนดนไปใชกบงานทมอตราการไหลของอากาศเปลยนแปลงไดโดยทมความดนตกมคาคงท หรออาจน าไปใชกบงานทมความดนตกเปลยนแปลงโดยทอตราการไหลของอากาศมคาคงท

ตวอยางกราฟแสดงประสทธภาพการจบฝนแยกตามขนาดของอนภาคของอปกรณดกฝนชนดตางๆ

A = ไซโคลนชนดประสทธภาพต า B = ไซโคลนชนดประสทธภาพสง C = หอฉดน า D = เครองดกฝนแบบไฟฟาสถต E = เวนจรสครบเบอร

รปท 3.25 กราฟแสดงประสทธภาพยอย (Grade or Fractional Collection Efficiency) [16]

79

3.4.3 ถงกรอง ถงกรอง(bag filter) เปนอปกรณบ าบดกาซชวมวลทท างานโดยใชหลกการดกจบอนภาคทปนเปอนใน

กาซชวมวล โดยใชวสดกรองทมรพรนเพอกรองสารปนเปอนใหตดอยทวสดกรอง โดยปลอยใหกระแสกาซไหลผานออกไปได วสดกรองทน ามาใชงานมหลายประเภท ไดแก ถงผา ส าล และผาสกหลาด กลไกทใชในการดกจบอนภาคฝนโดยการกรอง ประกอบดวยการสกดกน การกระทบ การแพร และการลอดผาน

ถงกรองทนยมน ามาใชงานมหลายประเภททงนขนกบวธทใช ในการพจาณาจดแบงถงกรองตามวธทใชในการท าความสะอาดแบงไดเปน 3 ประเภท ไดแก (1) ถงกรองทใชวธการท าความสะอาดโดยการเขยา(shaker fabric filter) (2) ถงกรองทใชวธการท าความสะอาดโดยอากาศอดเปนชวง ๆ (pulse jet fabric filter) (3) ถงกรองทใชวธการท าความสะอาดแบบอากาศไหลยอน (reverse air fabric filter) โดยวสดทน ามาท าเปนถงกรอง สามารถเลอกใชไดหลายชนด เชน ผาฝาย หรอผาสกหลาด การจะเลอกวสดประเภทใดน ามาท าเปนถงกรองนน จะขนอยกบสวนประกอบของกาซ เชน ความชน อณหภม และปรมาณฝน

3.4.4 เครองแลกเปลยนความรอน

เครองแลกเปลยนความรอนเปนอปกรณทใชในการลดอณหภมกาซชวมวลทออกมาจากเตาแกสซไฟเออร และยงถกใชเพอน าความรอนทงกลบมาใชในการใชงาน โดยมหลกการในการออกแบบดงน

การออกแบบเครองแลกเปลยนความรอน [17] โดยสวนมากแลวในการออกแบบเครองแลกเปลยนความรอนจะนยมใช โปรแกรมคอมพวเตอรชวยใน

การออกแบบ โดยสวนมากจะนยมใชโปรแกรมของ Heat Transfer Research Inc. ในการค านวณออกแบบเครองแลกเปลยนความรอนหรอระบบเกยวกบความรอนนน มความจ าเปนท

ตองรคาตวแปรพนฐาน โดยตวแปรทมความส าคญ 6 ตวไดแก 1. ปรมาณของความรอนทตองการแลกเปลยน (Heat load) 2. อณหภมทางเขาและทางออกของดานปฐมภม (Primary side) และดานทตยภม (Secondary

side) 3. ความดนตกครอมสงสดทยอมรบไดทงทางดานปฐมภมและดานทตยภม 4. อณหภมท างานสงสด 5. แรงดนใชงานสงสด 6. อตราการไหลของของไหลดานปฐมภมและดานทตยภม สมประสทธการถายโอนความรอนรวม (Overall heat transfer coefficient)

ในการออกแบบเครองแลกเปลยนความรอนเบองตนสามารถใชสมการดงตอไปน

dA=dQ/U∆T 3.27



เมอ dA คอ พนทแลกเปลยนความรอน ( 2m ) dQ คอ ความรอนทตองการแลกเปลยน (W )

U คอ คาสมประสทธการถายโอนความรอนรวม ( 2W / m .K ) ∆T คอ ผลตางของอณหภมขาออกและขาเขา (K)

ผลตางของอณหภมลอกเฉลย (Log Mean Temperature Difference, LMTD) วธการค านวณอตราการถายโอนความรอนโดยใชคาผลตางของอณหภมลอกเฉลยน จะถกใชในกรณท

ทราบคาอณหภมททกทางเขาและออกจากอปกรณแลกเปลยนความรอนของของไหลทงสองกระแสหรอสามารถหาคาอณหภมดงกลาวไดจากการสมดลพลงงาน การวเคราะหหาขนาดของอปกรณแลกเปลยนความรอนโดยใชคาความแตกตางของอณหภมลอกเฉลยสามารถท าไดตามขนตอนตอไปน

1. เลอกชนดของอปกรณแลกเปลยนความรอนทเหมาะสมกบงานทตองน าไปประยกตใช 2. หาคาอณหภมททกทางเขาและออกจากอปกรณแลกเปลยนความรอนของของไหลทงสองกระแส 3. ค านวณคาผลตางของอณหภมลอกเฉลย (LMTD) และคาตวคณแกไข (F) 4. ค านวณหาคาสมประสทธการถายโอนความรอนรวม (U) 5. ค านวณหาคาพนทผวทจ าเปนส าหรบการถายโอนความรอน (A) ซงจะเปนตวก าหนดขนาดของ

อปกรณแลกเปลยนความรอน

P=m×cp×∆T 3.28 P = k × A ×LMTD 3.29

โดยท P คอ ภาระทางความรอน (kW) m คอ อตราการไหลเชงมวล (kg/s) pc คอ คาความจความรอนจ าเพาะ (kJ/kg. C)

∆T คอ ผลตางของอณหภมในแตละดาน ( C) k คอ คาสมประสทธการถายโอนความรอน (W/m2. C)

A คอ พนทแลกเปลยนความรอน ( 2m )

LMTD= ∆T1-∆T2ln∆T1∆T2

3.30

โดยท LMTD คอ ผลตางของอณหภมลอกเฉลย โดยท ∆T1=T1-T4 , ∆T2=T2-T3 T1 คอ อณหภมขาเขา – ดานรอน T2 คอ อณหภมขาออก – ดานรอน

81

T3 คอ อณหภมขาเขา – ดานเยน T4 คอ อณหภมขาออก – ดานเยน

3.4.5 การตดตงอปกรณท าความสะอาดกาซชวมวล

การตดตงอปกรณท าความสะอาดกาซชวมวลในระบบผลตกาซชวมวลนนจ าเปนตองพจารณาองคประกอบทเกยวของในประเดนตาง ๆ อยางรอบดาน เพอใหอปกรณทน ามาตดตงสามารถท าความสะอาดกาซชวมวลไดตามวตถประสงคทตองการกอนน ากาซชวมวลไปใชงาน เนองจากอปกรณท าความสะอาดแตละชนดมสมบตในการท าความสะอาดสารปนเปอนทแตกตางกน รวมถงเงนลงทนทใชในการตดตงระบบท าความสะอาดกาซชวมวล ตลอดจนการบ ารงรกษาอปกรณท าความสะอาดกาซชวมวลเพอใหอปกรณสามารถท างานไดอยางมประสทธภาพตลอดการใชงาน สงเหลานเปนปจจยทส าคญทตองน ามาพจารณาในการตดตงอปกรณท าความสะอาดกาซชวมวล

สารปนเปอนในกาซชวมวล ไดแก ฝนหยาบ ฝนละเอยด น ามนดนและความชน อปกรณท าความสะอาดฝนและน ามนดนในกาซชวมวล ท าได 2 วธ คอ การท าความสะอาดแบบแหงและการท าความสะอาดแบบเปยก การท าความสะอาดแบบแหงจะใชอปกรณตาง ๆ ไดแก ไซโคลน เครองแยกฝน ถงกรอง เครองดกอนภาคแบบใชไฟฟาสถต สวนการท าความสะอาดแบบเปยกจะใชสครบเบอรแบบหอพนน า สครบเบอรแบบคอคอด และสครบเบอรแบบหอบรรจวสด

การตดตงอปกรณท าความสะอาดกาซชวมวลในการใชงานจรงในระบบเตาผลตกาซชวมวลนน จะพจารณาล าดบความส าคญในการตดตง ซงเมอพจารณาจากชวงอณหภมทเหมาะสมในการท างานของอปกรณท าความสะอาดกาซชวมวล สามารถสรปล าดบในการตดตงอปกรณโดยพจารณาอปกรณท าความสะอาดกาซชวมวลทตดตงกอนเขาสอปกรณลดอณหภมของกาซชวมวลและหลงจากลดอณหภมของกาซชวมวล ไดดงน

ขนท 1 ตดตงไซโคลน เพอบ าบดฝนหยาบ ขนท 2 ตดตงเครองดกฝนแบบเปยก(Scrubber) เพอบ าบดฝนละเอยดและน ามนดน ขนท 3 ตดตงอปกรณลดอณหภมกาซเชอเพลง ขนท 4 ตดตงถงกรองเพอบ าบดฝนละเอยด

3.5 การออกแบบเตาผลตกาซชวมวล

เตาผลตกาซชวมวลถอวาเปนสวนทส าคญทสดในระบบแกสซฟเคชน ดงนน เพอใหไดขนาดของระบบทเหมาะกบขนาดทตองการใชงานและท างานไดอยางมประสทธภาพสงสด จะตองมการค านวณอยางถกตองตามหลกวชาการ ซงมวธการ ขนตอนดงน

1) หาขนาดก าลงความรอนของเตาทจะออกแบบ ซงหาไดจาก ขนาดของเครองยนต ขนาดของหวเผา ประมาณการประสทธภาพของเครองยนต ประมาณการประสทธภาพของหวเผา ประมาณการประสทธภาพของระบบผลตกาซชวมวล

2) ก าหนดวตถดบทจะใชเปนเชอเพลง จะท าใหทราบคณสมบต และคาความรอนของเชอเพลงทจะใชในการออกแบบ



82

3) ก าหนดคาความรอนของกาซชวมวลทคาดวาจะไดรบ ซงขนอยกบชนดของตวกลางในการท าปฏกรยา

4) ค านวณหาอตราการไหลของกาซชวมวลและอตราการสนเปลองไม 5) ค านวณหาขนาดของระบบผลตกาซชวมวล

ตวอยางการค านวณออกแบบเตา รายการค านวณออกแบบเตาผลตกาซเชอเพลงชวมวล แบบ Double throat downdraft gasifier ชนด Imbert Type (with heart constriction ring) FAO [8] และ Reed and Das [9] ขนตอนท 1 ก าหนดขนาดก าลงความรอนของเตา

ขนาดก าลงความรอนหาไดจากขนาดของเครองยนตตนก าลงทใชกาซชวมวล หรอขนาดหวเผาทใชงาน โดยใชวธการค านวณยอนกลบ โดยการคณขนาดของเครองยนตหรอหวเผากบประสทธภาพการท างานของเครองยนตหรอหวเผานน ๆ โดยทวไปเตาผลตกาซชวมวล ชนด Downdraft gasifier จะมขนาดก าลงความรอนตงแต 50 kWth จนถง 1,000 kWth ขนอยกบขนาดของเครองยนตหรอหวเผาทจะใชงาน

ในตวอยางน ก าหนดก าลงงานความรอนทตองการ เทากบ 320.00 kW

ขนตอนท 2 ก าหนดวตถดบทจะใชเปนเชอเพลง กรณทเลอกใชไมเปนเชอเพลง ซงโดยทวไปไมจะมคาความรอนอยระหวาง 12,000 – 18,000 MJ/kg

ตวอยางนก าหนดคาความรอนของชวมวลไวท 14,000 kJ/kg

ขนตอนท 3 ก าหนดคาความรอนของกาซชวมวลทคาดวาจะไดรบ ในทนเลอกใชอากาศเปนสารตวกลางในการท าปฏกรยา ซงคาความรอนของกาซเชอเพลงจะอยระหวาง

4,000 – 6,000 kJ/m3 ในตวอยางน คาความรอนของกาซชวมวลทคาดวาจะไดรบคอ 4,800 kJ/m3 ขนตอนท 4 ค านวณหาอตราการไหลของกาซชวมวลและอตราการสนเปลองไม

ก าลงงานความรอนทตองการ 320 kW ก าหนดใหประสทธภาพเชงความรอนของระบบผลตกาซเชอเพลงชวมวล เทากบ 70 % เนองจากระบบทออกแบบมการสญเสยความรอนบางสวน (ดจากประสทธภาพ) ดงนน เชอเพลงชวมวล

ทปอนเขาไปในระบบจะมการสญเสยบางสวน ท าใหตองเผอเชอเพลงขนไปอก โดยสามารถค านวณไดดงน

อตราก าลงความรอนของชวมวลทภาระสงสด = ก าลงความรอนทตองการประสทธภาพเตาผลตกาซ

= 3200.7



82

3) ก าหนดคาความรอนของกาซชวมวลทคาดวาจะไดรบ ซงขนอยกบชนดของตวกลางในการท าปฏกรยา

4) ค านวณหาอตราการไหลของกาซชวมวลและอตราการสนเปลองไม 5) ค านวณหาขนาดของระบบผลตกาซชวมวล

ตวอยางการค านวณออกแบบเตา รายการค านวณออกแบบเตาผลตกาซเชอเพลงชวมวล แบบ Double throat downdraft gasifier ชนด Imbert Type (with heart constriction ring) FAO [8] และ Reed and Das [9] ขนตอนท 1 ก าหนดขนาดก าลงความรอนของเตา

ขนาดก าลงความรอนหาไดจากขนาดของเครองยนตตนก าลงทใชกาซชวมวล หรอขนาดหวเผาทใชงาน โดยใชวธการค านวณยอนกลบ โดยการคณขนาดของเครองยนตหรอหวเผากบประสทธภาพการท างานของเครองยนตหรอหวเผานน ๆ โดยทวไปเตาผลตกาซชวมวล ชนด Downdraft gasifier จะมขนาดก าลงความรอนตงแต 50 kWth จนถง 1,000 kWth ขนอยกบขนาดของเครองยนตหรอหวเผาทจะใชงาน

ในตวอยางน ก าหนดก าลงงานความรอนทตองการ เทากบ 320.00 kW

ขนตอนท 2 ก าหนดวตถดบทจะใชเปนเชอเพลง กรณทเลอกใชไมเปนเชอเพลง ซงโดยทวไปไมจะมคาความรอนอยระหวาง 12,000 – 18,000 MJ/kg

ตวอยางนก าหนดคาความรอนของชวมวลไวท 14,000 kJ/kg

ขนตอนท 3 ก าหนดคาความรอนของกาซชวมวลทคาดวาจะไดรบ ในทนเลอกใชอากาศเปนสารตวกลางในการท าปฏกรยา ซงคาความรอนของกาซเชอเพลงจะอยระหวาง

4,000 – 6,000 kJ/m3 ในตวอยางน คาความรอนของกาซชวมวลทคาดวาจะไดรบคอ 4,800 kJ/m3 ขนตอนท 4 ค านวณหาอตราการไหลของกาซชวมวลและอตราการสนเปลองไม

ก าลงงานความรอนทตองการ 320 kW ก าหนดใหประสทธภาพเชงความรอนของระบบผลตกาซเชอเพลงชวมวล เทากบ 70 % เนองจากระบบทออกแบบมการสญเสยความรอนบางสวน (ดจากประสทธภาพ) ดงนน เชอเพลงชวมวล

ทปอนเขาไปในระบบจะมการสญเสยบางสวน ท าใหตองเผอเชอเพลงขนไปอก โดยสามารถค านวณไดดงน

อตราก าลงความรอนของชวมวลทภาระสงสด = ก าลงความรอนทตองการประสทธภาพเตาผลตกาซ

= 3200.7

83

ดงนน อตราการสนเปลองพลงงานชวมวลสงสด = 457.14 kW (หรอ kJ/s)

อตราการสนเปลองเชอเพลงไม ค านวณไดจาก อตราก าลงความรอนของชวมวลทภาระสงสด

คาความรอนของเชอเพลงชวมวล

ก าหนด คาความรอนเชอเพลงไม (ความชน 14%) = 14,000 kJ/kg

อตราการสนเปลองเชอเพลงไม = 457.14 kJ/s14,000 kJ/kg

= 0.0326 kg/s หรอ = 117.55 kg/h

และอตราการไหลของกาซชวมวล ค านวณไดจาก ก าลงความรอนทตองการ

คาความรอนของกาซชวมวล

= 320 kJ/s

4,800 kJ/Nm3

= 0.067 Nm3/s ดงนน อตราการไหลของกาซชวมวลในระบบน = 240 Nm3/h ซงอตราการไหลของกาซและอตราการสนเปลองเชอเพลงในขนตอนท 4 น จะเปนขอมลทจะใชในการ

ค านวณหาขนาดของเตาผลตกาซชวมวลและระบบสนบสนนตอไป

ขนตอนท 5 ค านวณหาขนาดของเตาผลตกาซชวมวล ในเตาแบบ Double throat downdraft gasifier ชนด Imbert type ทใช Heart ring มสวนประกอบ

ดงรปท 3.26

รปท 3.26 แสดงสวนประกอบหลกของเตาเปนแบบ 3 มต



84

รปท 3.27 ตวแปรทส าคญในการออกแบบ

โดยสญลกษณตางๆแทนขนาดของเตาโดยมรายละเอยดดงตารางท 3.9 ตารางท 3.9 สญลกษณตาง ๆ แทนขนาดของเตา ล าดบ

ท สญลกษณ ค าอธบาย หมายเหต

1 dh ขนาดของ Throat ทเลกทสดของเตา 2 dr ขนาดของ Throat ทตดตง Nozzle เสนสมผสปลาย Nozzle 3 dr’ ขนาดของเสนวงของระยะ Nozzle ทตดตง 4 H ขนาดความสงของ Combustion zone 5 h ระยะของระนาบ Nozzle จาก Throat ทเลกทสดของเตา 6 R ขนาดความสงของ Reduction zone ระยะถงตะแกรงดานลาง 7 dN ขนาดร Nozzle 8 N จ านวน Nozzle ทใช

ส าหรบเตาแบบ Double throat คา Heart load Bg มคาอยในชวง 0.3 - 0.9 ในทนเลอกคา 0.9 ซง

เปนคาสงสด ในการออกแบบ

Ø

Ø

dh

dn,N

dr

h

R

H

dr’

85

9.0max AQB hcmm // 23

hcmmA

hmB //9.0/240 233

max

23

2169.0

/240 cmhmA

ดงนน พนทหนาตดของ Throat เทากบ 216 cm2 คดเปนขนาดเสนผาศนยกลางเทากบ 19.00 cm หรอ 190 mm การก าหนดขนาดตาง ๆ จากการเปดตาราง 1. ระยะของระนาบ Nozzle จาก Throat ทเลกทสดของเตา (h)

100 150 200 250 300

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

h/dh

D throat(mm)

รปท 3.28 ความสมพนธของระยะของระนาบ Nozzle จาก Throat ทเลกทสดของเตากบขนาดของ Throat ขนาดตาง ๆ

จากรปท 3.28 ลากเสนแนวดงทขนาด Throat เทากบ 240 mm ขนไปชนกบเสนกราฟจะไดคา

h/dh = 0.71 h = 135mm ดงนน Nozzle จะตองตดตงในระนาบทสงกวา Heart ring เทากบ 135 มลลเมตร



86

2. ขนาดเสนผาศนยกลางของ Combustion zone (dr)

100 150 200 250 300

dr/dh,dr’/dh

D throat(mm)

1.5

2.0

2.5

3.0

dr/dh

dr1/dh

3.5

4.0

รปท 3.29 แสดงความสมพนธของขนาด Combustion zone และเสนวงสมผสปลาย Nozzle

จากรปท 3.29 เมอลากเสนแนวดงทขนาด Throat เทากบ 240 mm ขนไปชนกบเสนกราฟเสนลางและเสนบนสดจะไดคา dr’/dh = 1.85 และ dr/dh = 2.16 ตามล าดบ ดงนน ขนาดเสนผาศนยกลางของ Combustion zone (dr) สามารถหาไดจาก dr/dh = 2.16 dr = 410.40 mm

เสนวงสมผสปลาย Nozzle (dr’) สามารถหาไดจาก dr'/dh = 1.85 dr' = 351.5 mm



86

2. ขนาดเสนผาศนยกลางของ Combustion zone (dr)

100 150 200 250 300

dr/dh,dr’/dh

D throat(mm)

1.5

2.0

2.5

3.0

dr/dh

dr1/dh

3.5

4.0

รปท 3.29 แสดงความสมพนธของขนาด Combustion zone และเสนวงสมผสปลาย Nozzle

จากรปท 3.29 เมอลากเสนแนวดงทขนาด Throat เทากบ 240 mm ขนไปชนกบเสนกราฟเสนลางและเสนบนสดจะไดคา dr’/dh = 1.85 และ dr/dh = 2.16 ตามล าดบ ดงนน ขนาดเสนผาศนยกลางของ Combustion zone (dr) สามารถหาไดจาก dr/dh = 2.16 dr = 410.40 mm

เสนวงสมผสปลาย Nozzle (dr’) สามารถหาไดจาก dr'/dh = 1.85 dr' = 351.5 mm

87

3. ขนาดและจ านวน Nozzle

ตารางท 3.10 ขนาดและจ านวน Nozzle ทเหมาะสมกบ Throat ขนาดตาง ๆ

dt(Throat Dia.) mm.

dn (Nozzle Dia) mm.

N (Number of Nozzle)

70 10.5 3 80 9 5 90 10 5 100 11 5 120 12.7 5 130 13.5 5 150 15 5 170 14.3 7 190 16 7 220 18 7 270 22 7 300 24 7

จากตารางท 3.10 พบวา ตองใช Nozzle ขนาด 16 mm จ านวน 7 ตว

4. หาความยาวของ Reduction zone (R) ตารางท 3.11 แสดงขนาดตาง ๆ ของเตาแบบ Double Throat [8]

dr/dh dh dr dr' h H R A dm (Am*100)/Ah dr/dh h/dh 268 /60 60 268 150 80 256 100 5 7.5 7.8 4.5 1.33 268 /80 80 268 176 95 256 100 5 9 6.4 3.3 1.19 268 /100 100 268 202 100 256 100 5 10.5 5.5 2.7 1 268 /120 120 268 216 110 256 100 5 12 5 2.2 0.92 300/100 100 300 208 100 275 115 5 10.5 5.5 3 1 300/115 115 300 228 105 275 115 5 11.5 5 2.6 0.91 300/130 130 300 248 110 275 115 5 12.5 4.6 2.3 0.85 300/150 150 300 258 120 275 115 5 14 4.4 2 0.8 400/130 130 400 258 110 370 155 7 10.5 4.6 3.1 0.85 400/150 135 400 258 120 370 155 7 12 4.5 2.7 0.89 400/175 175 400 308 130 370 155 7 13.5 4.2 2.3 0.74 400/200 200 400 318 145 370 153 7 16 3.9 2 0.73



88

จาก ตารางท 3.11 พบวาทขนาด Throat เทากบ 190 mm จะมความยาว Reduction zone เทากบ 190 mm. ดงนน เตาผลตกาซเชอเพลงชวมวลขนาดก าลงความรอน 240 kW มขนาดของสวนตาง ๆ ดงรปท 3.30

รปท 3.30 แสดงขนาดและคาของตวแปรส าคญของเตาผลตกาซเชอเพลงชวมวล

จากขนาดของเตาในสวนทเกดปฏกรยา Gasification ในรปท 3.30 นนเปนสวนทส าคญทสดของการออกแบบเตาผลตกาซเชอเพลงชวมวล แตกยงเหลอสวนประกอบอนของเตาอกหลายสวน โดยเฉพาะระบบท าความสะอาดกาซ ซงจะอธบายไวแลวในหวขอ 3.4

Ø

Ø315.5mm

190 mm

16 mm/7 holes

ตว 410 mm

135mm

153 mm

370 mm



88

จาก ตารางท 3.11 พบวาทขนาด Throat เทากบ 190 mm จะมความยาว Reduction zone เทากบ 190 mm. ดงนน เตาผลตกาซเชอเพลงชวมวลขนาดก าลงความรอน 240 kW มขนาดของสวนตาง ๆ ดงรปท 3.30

รปท 3.30 แสดงขนาดและคาของตวแปรส าคญของเตาผลตกาซเชอเพลงชวมวล

จากขนาดของเตาในสวนทเกดปฏกรยา Gasification ในรปท 3.30 นนเปนสวนทส าคญทสดของการออกแบบเตาผลตกาซเชอเพลงชวมวล แตกยงเหลอสวนประกอบอนของเตาอกหลายสวน โดยเฉพาะระบบท าความสะอาดกาซ ซงจะอธบายไวแลวในหวขอ 3.4

Ø

Ø315.5mm

190 mm

16 mm/7 holes

ตว 410 mm

135mm

153 mm

370 mm

89

บรรณานกรม [1] 2015 [cited 2015 4 Febuary]; Available from:

http://en.wikipedia.org/wiki/Jan_Baptist_van_Helmont. [2] Smith, E.W., Modern gas producers. By N. E. Rambush. Pp. xix+545. London: Benn Brothers,

Ltd., 1923. Price 55s. Journal of the Society of Chemical Industry, 1923. 3.342(41): p. 993-993.

[3] Reed, T.B., A Survey of Biomass Gasification. Vol. 2. 1981, New Jersey: Solar Energy Research Institue.

[4] Basu, P., Biomass gasification and pyrolysis : practical design and theory 2010, 30 Corporate Drive, Suite 400 Burlington, MA 01803, USA Academic Press is an imprint of Elsevier

[5] Higman and v.d. Burgt, Gasification. Vol. 2. 2008: Gulf Professional Publishing/ Elsevier. [6] Reed, T.B., Kinetics of char gasification reactions above 500 °C (Chapter 7), ed. E.o.B.T.

Conversion. Vol. 3. 2002: Biomass Energy Foundation Press. [7] Reed, T.B. and A. Das, Handbbook of Downdraft Gasifier Engine Systems1988, Colorado, USA:

Solar Energy Research Institue. [8] Forest Industries Division and FAO Forestry Department, Wood gas as engine fuel1986. [9] Reed, T.B., Handbook of biomass downdraft gasifier engine systems [microform] / Thomas B.

Reed and Agua Das, ed. A. Das and P. Solar Technical Information1988, Golden, Colo: Solar Technical Information Program, Solar Energy Research Institute.

[10] Basu, P., Combustion and Gasification in Fluidized Beds2006: Taylor & Francis. [11] HAM, K., Handbook Biomass Gasification2005: BTG Publisher. [12] Reed, T.B. and M.M. L. A Predictive Model for Stratified Downdraft Gasification in

Symposium on Mathenatical Modeling of Biomass Pyrolysis Phenomena. 1983. Washington D.C.: The American Chemical Society, Division of Fuel Chemistry

[13] 2015; Available from: http://www.westinghouse-plasma.com/waste_to_energy/. [14] Adlfinger, K.H., Umweltbereich Luft : [Textheft]1987, Frankfurt am Main: Fonds d. Chem.

Industrie. [15] Ray, M.S., Coulson and Richardson's Chemical Engineering Volume 6 (Design), 2nd Edition,

by R.K. Sinnott, Pergamon Press, Oxford, UK (1993). 954 pages. ISBN 0-08-041865-1. Developments in Chemical Engineering and Mineral Processing, 1994. 2(4): p. 254-255.

[16] นมมล, ฉ., ระบบก าจดฝนและระบายอากาศ 2550: สมาคมสงเสรมเทคโนโลยไทย - ญปน. [17] Alfa Lava, The Theory behide geat transfer, 2004, Alfa LAva.



บทท 4 การประยกตใชกาซชวมวลเปนกาซเชอเพลงในเครองยนต

กาซชวมวลซงเปนพลงงานในรปสารเคม จะถกเครองยนตกาซชวมวลเปลยนใหเปนพลงงานกลโดย

กระบวนการสนดาปหรอการเผาไหม การใชกาซชวมวลเปนเชอเพลงในเครองยนตสนดาปภายใน ไมวาจะเปนเครองยนตดเซล หรอ เครองยนตเบนซน โดยทวไปจะใชกาซชวมวลผสมกบออกซเจนในอากาศในการเผาไหม ท าใหบางครงเรยกเครองยนตชนดนวา เครองยนตกาซชวมวล

4.1 เครองยนตกาซชวมวล

โดยทวไปเครองยนตสนดาปภายในประเภทลกสบชก สามารถน ากาซชวมวลมาใชเปนเชอเพลงได โดยแบงตามลกษณะการใชเชอเพลงออกไดเปน 2 ประเภทคอ การใชในรปแบบเชอเพลงเดยว และการใชในรปแบบเชอเพลงรวม ซงมรายละเอยดแตกตางกนดงน

4.1.1 การใชงานในรปแบบเชอเพลงเดยว เครองยนตเชอเพลงเดยว เปนเครองยนตทใชกาซชวมวลเพยงอยางเดยว ใชหลกการเดยวกบ

เครองยนตจดระเบดดวยประกายไฟ (SI) ทวไป สามารถดดแปลงมาจากเครองยนตแกสโซลนหรอเครองยนตดเซลกได มขอดคอสามารถท างานไดโดยใชกาซชวมวลเพยงอยางเดยว

1) กรณดดแปลงจากเครองยนตเบนซน ตองท าการดดแปลงเครองยนตดงน (1) ตดตงอปกรณผสมกาซเชอเพลงกบอากาศ (Gas Mixer) ทบรเวณทอรวมไอดกอนเขาคาบเร

เตอร หรอบรเวณหนาลนปกผเสอเพอผสมอากาศและกาซเชอเพลง ถาเปนเครองหวฉดใหเอาหวฉดออก แตถาตองการใหเครองยนตสามารถใชกบน ามนแกสโซลนไดดวย กไมตองเอาหวฉดหรอคารบเรเตอรออก เพยงแตตดตง Gas Mixer ททอรวมไอดและท าสวทซ เลอกวาจะใหน ามนหรอกาซไหลเขาเครองยนต

(2) ตดตงวาลวปรบอตราการไหลของกาซ เพอทจะควบคมปรมาณกาซและอากาศในอตราสวนทเหมาะสม

(3) ปรบองศาจดระเบดใหเหมาะสมกบเชอเพลง และอตราสวนการอด (Compression ratio) โดยเชอเพลงทมความเรวในการเผาไหมต าตองปรบองศาจดระเบดใหเรวขน ในขณะทอตราสวนการอดสงตองปรบองศาจดระเบดใหลาชาลง

(4) เพมคาอตราสวนการอด ถาเปนไปไดควรเพมอตราสวนการอดใหสงขนเพอเพมประสทธภาพของเครองยนต แตมขอจ ากดในการเพมอตราสวนการอดตองไมสงจนท าใหเครองยนตเกดการนอคขน

2) กรณดดแปลงจากเครองยนตดเซล ตองท าการดดแปลงเครองยนตดงน (1) ตดตงอปกรณผสมกาซเชอเพลงกบอากาศ (Gas Mixer) ทบรเวณทอรวมไอด บรเวณหนาลน

ปกผเสอเพอผสมอากาศกบเชอเพลง (2) ตดตงลนปกผเสอ (Throttle Valve) เพอใชควบคมอตราการไหลของไอด (3) ตดตงวาลวปรบอตราการไหลของกาซ เพอควบคมปรมาณกาซและอากาศในอตราสวนท

เหมาะสม

91

(4) ถอดหวฉดดเซลออกแลวตดตงหวเทยนแทนเพอจดระเบด และตดตงระบบจดระเบดใหม เครองยนตเชอเพลงรวม (Dual-Fuel Engine) เปนเครองยนตทใชน ามนดเซลเปนเชอเพลงรวมกบ

กาซชวมวล ท างานโดยผสมกาซชวมวลกบอากาศใหอตราสวนทเหมาะสมแลวจายเขาทางไอดของเครองยนต จากนนหวฉดดเซลจะฉดน ามนดเซลปรมาณเพยงเลกนอย เพอใหน ามนดเซลเปนตวเรมการเผาไหม จากนนกจะเผาไหมกาซชวมวลตอไป มขอดคอสามารถดดแปลงเครองใหมาใชกบกาซชวภาพไดงาย สามารถเดนเครองดเซลเพยงอยางเดยวหรอใชรวมกบกาซชวมวลกได

4.1.2 การใชงานในรปแบบเชอเพลงรวม การใชงานในรปแบบเชอเพลงรวมเครองยนตเชอเพลงรวม (Dual-Fuel Engine) เปนเครองยนตทใช

น ามนดเซลเปนเชอเพลงรวมกบกาซชวมวล ท างานโดยผสมกาซชวมวลกบอากาศใหอตราสวนทเหมาะสมแลวจายเขาทางไอดของเครองยนต จากนนหวฉดดเซลจะฉดน ามนดเซลปรมาณเพยงเลกนอย เพอใหน ามนดเซลเปนตวเรมการเผาไหม จากนนกจะเผาไหมกาซชวมวลตอไป มขอดคอสามารถดดแปลงเครองยนตใหมาใชกบกาซชวมวลไดงาย สามารถเดนเครองยนตดเซลเพยงอยางเดยวหรอใชรวมกบกาซชวมวลกได 4.2 การเผาไหมของกาซชวมวล (Producer gas combustion)

กาซชวมวลเมอสนดาปกบออกซเจนจะใหผลตภณฑเปนกาซคารบอนไดออกไซดกบน า ดงสมการทแสดงในตารางท 4.1

การหาอากาศทตองการโดยปรมาตร (Stoichiometric volume of air) ในการวเคราะหหาจ านวนอากาศทใชโดยปรมาตรนน ถาทราบคาสวนประกอบโดยปรมาตรของสารเชอเพลง กสามารถหาปรมาตรของอากาศไดโดยวธการดงน

1) หาปรมาตรของออกซเจนทตองการส าหรบกาซแตละชนด แลวรวมปรมาตรของออกซเจน จากกาซตาง ๆ เหลานนเขาดวยกน

2) ไมนบปรมาตรของออกซเจนทมอยในเชอเพลง 3) ปรมาตรของอากาศทตองการทางทฤษฎ จะเทากบปรมาตรของออกซเจนจากขอ 1) หารดวย 0.21



92

ตารางท 4.1 สมการปฏกรยาในการเผาไหมของเชอเพลงกาซ

ตวอยาง เมอก าหนดใหในกาซชวมวลมสดสวนของ CO 22%, H2 14% CH4 2%, CO2 5%, O2 2% และ N2

55% และในอากาศมออกซเจนอย 21% จะสามารถค านวณหาปรมาณอากาศทตองการส าหรบการเผาไหมกาซ 1 m3 ใหสมบรณไดดงน

กาซเชอเพลง สวนประกอบโดยปรมาตร m3/m3fuel

ออกซเจนทตองการ (m3/m3constituent)

ออกซเจนทตองการ m3/m3fuel

H2 0.14 0.5 0.14x0.5 = 0.07 CH4 0.02 2.0 0.02x2.0 = 0.04 CO 0.22 0.5 0.22x0.5 = 0.11 CO2 0.05 - - O2 0.02 - -0.02 N2 0.55 - - O2 ทตองการ = 0.07+0.04+0.11-0.02 = 0.2 m3/m3fuel ดงนนปรมาตรอากาศทตองการส าหรบการเผาไหมสมบรณทางทฤษฎ = 0.2

0.21 = 0.952 m3/m3fuel



92

ตารางท 4.1 สมการปฏกรยาในการเผาไหมของเชอเพลงกาซ

ตวอยาง เมอก าหนดใหในกาซชวมวลมสดสวนของ CO 22%, H2 14% CH4 2%, CO2 5%, O2 2% และ N2

55% และในอากาศมออกซเจนอย 21% จะสามารถค านวณหาปรมาณอากาศทตองการส าหรบการเผาไหมกาซ 1 m3 ใหสมบรณไดดงน

กาซเชอเพลง สวนประกอบโดยปรมาตร m3/m3fuel

ออกซเจนทตองการ (m3/m3constituent)

ออกซเจนทตองการ m3/m3fuel

H2 0.14 0.5 0.14x0.5 = 0.07 CH4 0.02 2.0 0.02x2.0 = 0.04 CO 0.22 0.5 0.22x0.5 = 0.11 CO2 0.05 - - O2 0.02 - -0.02 N2 0.55 - - O2 ทตองการ = 0.07+0.04+0.11-0.02 = 0.2 m3/m3fuel ดงนนปรมาตรอากาศทตองการส าหรบการเผาไหมสมบรณทางทฤษฎ = 0.2

0.21 = 0.952 m3/m3fuel

93

4.3 การก าหนดขนาดเครองยนตกาซชวมวล และเครองก าเนดไฟฟา ในการตรวจสอบหาขนาดเครองยนตกาซชวมวล จะตองค านวณหาขนาดของระบบผลตกาซชวมวลท

เหมาะสมกบขนาดของเครองยนตดวย โดยทระบบผลตไฟฟาจากกาซชวมวล จะประกอบไปดวยอปกรณหลกอย 3 อปกรณ คอ ระบบผลตกาซชวมวล เครองยนตกาซชวมวล และเครองก าเนดไฟฟา ดงแสดงในรปท 4.1

รปท 4.1 แผนผงการท างานของระบบผลตไฟฟาจากกาซชวมวล

ตวอยางการออกแบบเครองยนตกาซชวมวลส าหรบระบบผลตไฟฟาขนาด 75 kVA จะมรายละเอยดขนตอนการค านวณหาขนาดของอปกรณหลก ดงน

4.3.1 เงอนไขในการออกแบบ ส าหรบเงอนไขการออกแบบระบบผลตกาซชวมวล จะตองมความเหมาะสมทงในดานขนาด และ

คณสมบตของกาซทผลตได ส าหรบเครองยนตสนดาปภายใน โดยก าหนดไวดงน 1. ขนาดก าลงไฟฟาออกแบบเทากบ 75 kVA 2. คณสมบตของกาซชวมวลทใชออกแบบระบบดงตารางท 4.2 3. คาความรอนออกแบบของกาซชวมวลเทากบ 4.5 MJ/Nm3 4. ทารทยอมรบไดสงสด เทากบ 100 mg/Nm3 5. อณหภมกาซกอนเขาเครองยนตตองไมเกน 40 องศาเซลเซยส 6. ออกแบบทคา อตราสวนอากาศตอเชอเพลง (A/F ratio) เทากบ 1

จากรปท 4.1 ประสทธภาพของระบบสามารถหาไดจากสมการท 4.1 η= η + η + ηgasifier engine generator 4.1

โดยท η = ประสทธภาพโดยรวมของระบบ (%)

gasifierη = ประสทธภาพของระบบผลตกาซชวมวล (%)

engineη = ประสทธภาพของเครองยนตกาซ (%)

generatorη

= ประสทธภาพของเครองก าเนดไฟฟา (%)

ชวมวล ระบบผลตกาซชวมวล เครองยนตกาซ เครองก าเนดไฟฟา



94

ตารางท 4.2 สดสวนกาซทใชในการออกแบบ

สดสวนกาซ % v/v CO 21.00 CO2 9.70 H2 12.00

H2O 4.80 CH4 0.50 N2 52.00

โดยทคาก าลงไฟฟาปรากฏ (Appearance Power, kVA) จะมความสมพนธกบคาก าลงไฟฟาจรง

(Active Power, kW) และตวประกอบก าลงไฟฟา (Power Factor, cos ) ดงสมการท 4.2 kW = kVAcos 4.2

จากสมการท 4.2 จะพบวาเมอออกแบบระบบผลตไฟฟาทมก าลงตดตง 75 kVA จะสามารถใหก าลง

จรงเทากบ 75kVA ×0.8= 60kW (โดยทวไปcos = 0.8 ) 4.3.2 การค านวณหาก าลงของเครองยนตกาซชวมวลส าหรบขบเครองก าเนดไฟฟา

ขนาดก าลงทางกล (Mechanical Power,M.Ma

P x ) สงสดทเครองก าเนดไฟฟาตองการ สามารถ

ค านวณไดจากความสมพนธในสมการท 4.3

M.MaxGen

kVAP =η

4.3

ดงนนขนาดก าลงทางกลสงสดทตองการมคาเทากบ

M.Max75kVAP =

0.9

M.MaxP = 83.33kW

จะไดวาเครองยนตกาซชวมวลส าหรบระบบผลตไฟฟาขนาด 75 kVA จะตองมขนาดก าลงทางกลสงสด

เทากบ 83.33 kW

95

4.3.3 การค านวณหาอตราการไหลของกาซชวมวลส าหรบเครองยนตกาซชวมวล จากขอมลงานวจยทผานมาพบวาเครองยนตกาซชวมวลมประสทธภาพประมาณ 30% ดงนน ขนาด

ของระบบผลตกาซชวมวลทจะใชส าหรบเครองยนตกาซจะสามารถหาไดจากความสมพนธ ดงสมการท 4.4

M.Maxgasifier

engine

PP =

η 4.4

ดงนนขนาดก าลงของระบบผลตกาซชวมวลมคาเทากบ

gasifier83.33kWP =

0.30

gasifierP = 278kW

เลอกใชคาออกแบบเทากบ 278 kW และจากคาความรอนกาซชวมวลทใชในการค านวณออกแบบ (

gH ) เทากบ 4.5 MJ/Nm3 สามารถค านวณหาอตราการไหลเชงปรมาตรของกาซชวมวลทเครองยนตตองการได


gasifier

g

. Pv =

H 4.5

ดงนนอตราการไหลของกาซชวมวลมคาเทากบ

. 278kWv = 34,500kJ / Nm

. 3v = 0.062Nm / s

. 3v = 223.2Nm / hr.

4.3.4 การค านวณปรมาตรกระบอกสบของเครองยนตกาซชวมวล จากผลการค านวณในขนตอนแรกในการเรมออกแบบระบบผลตกาซชวมวลส าหรบเครองยนตสนดาป

ภายในคอ การหาอตราการไหลของกาซชวมวลทเครองยนตตองการ เพราะคาดงกลาวจะใชเปนตวก าหนดขนาดของเครองยนตทเหมาะสม โดยหลกการค านวณแสดงดงรปท 4.2



96

Carburetor

Air

Producer gas

Mixture

GasEngine

รปท 4.2 แผนผงของการไหลของอากาศและกาซชวมวลเขาเครองยนตสนดาปภายใน

จากรปท 4.2 อากาศและกาซชวมวลจะถกดดเขาไปผสมกนในคารบเรเตอร (Carburetor) และไอดหรอ Mixture จะถกดดเขาสเครองยนตทางทอไอด โดยความสมพนธของอตราการไหลเชงมวลของอากาศ และกาซชวมวล ดงสมการท 4.6

mixture air producergas. . .m = m + m 4.6

โดยทความสมพนธของขนาดปรมาตรกระบอกสบรวมของเครองยนต กบอตราการไหลเชงปรมาตร

ของไอดทเครองยนตตองการสงสด สามารถค านวณไดจากสมการท 4.7

mixture

v mixture

.m ×nv=

η ×ρ ×N 4.7

โดยท v คอ ปรมาตรกระบอกสบ (m3)

.mmixture คอ อตราการไหลเชงมวลสงสดของไอด (kg/s) η คอ ประสทธภาพเชงปรมาตรของเครองยนตใชคาเทากบ 90 % ρmixture คอ ความหนาแนนของไอด (kg/m3) N คอ ความเรวรอบของเครองยนต (rev/s) n คอ จ านวนรอบการหมนของเพลาตอ 1 วฏจกร (เครองยนต 4 จงหวะ 2n )

ทงนตวแปรทยงไมทราบคาคอความหนาแนนของไอด ( mixture ) ซงจากรปท 4.2 จะเหนไดวาไอดเปนกาซทมสวนประกอบของอากาศและกาซชวมวล โดยสดสวนของของอากาศตอเชอเพลง A/F ratio จะเปนตวแปรทจะก าหนดสดสวนของอากาศตอกาซชวมวล จากเงอนไขการออกแบบทอตราสวนอากาศตอเชอเพลง (A/F ratio) ในชวง 0.9 -1.2 เลอกใชคาต าทสดเปนคาออกแบบเพราะถา A/F ratio ต ากวาหมายความวาจะตองใชกาซชวมวล

97

มากกวา ในเครองยนตขนาดปรมาตรกระบอกสบเทากนทท างานทความเรวรอบเทากน ในทนใชคาเทากบ 1 โดยความสมพนธของ mixtureρ กบ A/F ratio ดงสมการท 4.8

air producergasmixture

ρ +ρρ =

2 4.8

โดยท airρ คอ ความหนาแนนของอากาศมคาเทากบ 1.18 kg/m3 producergasρ คอ ความหนาแนนของกาซชวมวลมคาเทากบ 1.04 kg/Nm3

โดยวธการค านวณแสดงดงตารางท 4.3

ตารางท 4.3 การค านวณความหนาแนนของกาซชวมวลตามสดสวนโดยปรมาตร

สดสวนกาซออกแบบ % v/v Density of component gas @ 25 ºC Density fraction @ 25 ºC CO 21.00 1.15 0.23 CO2 9.70 1.98 0.19 H2 12.00 0.08 0.01

H2O 4.80 0.80 0.04 CH4 0.50 0.65 0.01 N2 52.00 1.13 0.60

จากตารางท 4.3 จะไดคาความหนาแนนของกาซชวมวลเทากบ 1.04 kg/Nm3 จากการค านวณดงสมการท 4.8 จะได 31.11 /mixture kg m แทนคาในสมการท 4.7 จะไดวา ขนาดของเครองยนตกาซชวมวลโดยประมาณเทากบ

3 3

3

2 × 0.062Nm / s ×1.11kg / Nm × 2v = 1,500rev / min0.9 ×1.11kg / Nm × 60s / min

η ρ N

.mixture

v mixture

m ×nv =



v =11,022cc.

จากผลการค านวณขางตนพบวาเครองยนตกาซชวมวลทจะน ามาใชตองมขนาดไมนอยกวา 11,022 cc. ซงในทนใชคา 12,000 cc. ในการออกแบบ และจากขนาดเครองยนตทไดน าไปค านวณยอนกลบเพอตรวจสอบอกครงโดยหาอตราการไหลของ mixture ใหมโดยมความสมพนธดงสมการท 4.9

. v mixturemixture

η ×v×ρ ×Nm =

n 4.9

จะไดวา

-3 3.mixture

1500rev/min0.9×12.0×10 ×1.11kg/Nm ×60min/sm =

2

. -3mixturem =149.85×10 kg/s

ทงนสามารถค านวณแยกเปนอตราการไหลเชงมวลของกาซชวมวล และอตราการไหลอากาศไดดงน

.. mixtureproducergas

mm =2

-3.producergas

149.85×10m =2

. -3producergasm =74.93×10 kg/s

. .air producergasm =m

. -3airm =74.93×10 kg/s

หรอสามารถคดเปนอตราการไหลเชงปรมาตรสงสดของกาซชวมวลเทากบ 0.072 Nm3/s หรอ

259.37 Nm3/hr. น าไปค านวณก าลงของเครองยนตใหมจากสมการท 4.3 และ 4.4 โดย

M.Max engine gasifierP =η ×P

.M.Max engine gP =η ×v×H

3 3M.MaxP =0.30×0.072Nm /s×4,500kJ/Nm

M.MaxP =97.2kW



v =11,022cc.

จากผลการค านวณขางตนพบวาเครองยนตกาซชวมวลทจะน ามาใชตองมขนาดไมนอยกวา 11,022 cc. ซงในทนใชคา 12,000 cc. ในการออกแบบ และจากขนาดเครองยนตทไดน าไปค านวณยอนกลบเพอตรวจสอบอกครงโดยหาอตราการไหลของ mixture ใหมโดยมความสมพนธดงสมการท 4.9

. v mixturemixture

η ×v×ρ ×Nm =

n 4.9

จะไดวา

-3 3.mixture

1500rev/min0.9×12.0×10 ×1.11kg/Nm ×60min/sm =

2

. -3mixturem =149.85×10 kg/s

ทงนสามารถค านวณแยกเปนอตราการไหลเชงมวลของกาซชวมวล และอตราการไหลอากาศไดดงน

.. mixtureproducergas

mm =2

-3.producergas

149.85×10m =2

. -3producergasm =74.93×10 kg/s

. .air producergasm =m

. -3airm =74.93×10 kg/s

หรอสามารถคดเปนอตราการไหลเชงปรมาตรสงสดของกาซชวมวลเทากบ 0.072 Nm3/s หรอ

259.37 Nm3/hr. น าไปค านวณก าลงของเครองยนตใหมจากสมการท 4.3 และ 4.4 โดย

M.Max engine gasifierP =η ×P

.M.Max engine gP =η ×v×H

3 3M.MaxP =0.30×0.072Nm /s×4,500kJ/Nm

M.MaxP =97.2kW

99

จากการค านวณใหมพบวาเครองยนตสามารถผลตก าลงไดมากกวาก าลงทเครองก าเนดไฟฟาตองการ โดยก าลงทเครองก าเนดไฟฟาตองการคดเปน 85% ของก าลงสงสด (Full load) ของเครองยนต

4.3.5 ตวอยางการจดหาเครองยนตกาซชวมวลมาตรฐาน และ เครองก าเนดไฟฟาชนด Synchronous

Generator จากการค านวณและเลอกอปกรณ ตามทไดแสดงไวขางตน สามารถน าไปจดหาเครองมอและอปกรณ

ทมมาตรฐาน โดยมรายละเอยดดงน 1) เครองยนตกาซชวมวลมาตรฐาน

เครองยนตกาซชวมวลทเลอกใชคอเครองยนต รน LHBMG 100 ของบรษท Shangdong Lvhuan Power Equipment มรายละเอยดคณสมบตดงตารางท 4.4 โดยเครองยนตดงกลาวมลกษณะดงรป 4.3

รปท 4.3 เครองยนตกาซชวมวลรน LHBMG 100

ตารางท 4.4 คณสมบตของเครองยนตกาซชวมวลรน LHBMG 100

No. Item Specification 1 Engine capacity 12.90 L 2 Cylinder number 6 3 Cylinder bore 135 mm. 4 Stroke 150 mm. 5 Cooling method Water cooled 6 Heat consumption < 9.8 MJ/kW-h 7 Starting system 24 V DC electric motor



100

2) เครองก าเนดไฟฟาชนด Synchronous Generator จากขอมลการค านวณสามารถจดหาเครองก าเนดไฟฟา ชนด Synchronous Generator ขนาดไม

ต ากวา 75 kVA.3 เฟส แรงดน 400/230 V. Brushless Excitation พรอม PMG และ AVR ชนดทม Var Controller โดยเลอกเปนรน XC250LA โดยมคณสมบตดงตารางท 4.5 และรายละเอยดดงรปท 4.4

ตารางท 4.5 คณสมบตของเครองก าเนดไฟฟา ชนด Synchronous Generator รน XC250LA

No. Item Specification 1 Maximum KVA 50/60 Hz 100/80 2 Insulation Class NEMA Class H 3 Short circuit current capacity 300 % 4 Efficiency 89.3 5 Unbalanced Magnetic Pull (kN/mm) 14.34

รปท 4.4 เครองก าเนดไฟฟา ชนด Synchronous Generator

4.4 ระบบผสมเชอเพลงส าหรบเครองยนตกาซชวมวล ระบบผสมเชอเพลงกบอากาศ (Air-gas mixer) เปนสวนทส าคญสวนหนงในการท างานของเครองยนตทก

ประเภท เนองจาก เชอเพลงแตละชนดมอตราสวนอากาศกบเชอเพลงทแตกตางกนไปขนอยกบองคประกอบทางเคมและคาความรอนทแตกตางกน ดงนน การออกแบบระบบผสมอากาศกบเชอเพลงใหด จงเปนเรองทส าคญมาก ส าหรบเครองยนตกาซชวมวลนนมแนวทางในการพฒนาระบบผสมเชอเพลงกบอากาศ ดงน

1. ออกแบบชดผสมใหพนทการไหลของกาซชวมวล มความเหมาะสมกบอตราสวนอากาศตอเชอเพลง เพอใหเครองยนตสามารถดงกาซชวมวลเขาในหองเผาไหมไดอยางเพยงพอ

2. ในกรณทใชเครองยนตกบภาระทมการเปลยนแปลงบอย ๆ ควรมการตดตงไดอะแฟรมเพอปรบแรงดนของกาซชวมวลทจะจายเขามา ใหเหมาะสมกบความดนของทอไอด

101

3. วสดทน ามาสรางชดผสมเชอเพลงกบอากาศส าหรบกาซชวมวล ควรเปนวสดททนการกดกรอนและไมเปนสนม

วธการผสมกาซชวมวลกบอากาศแบบพนฐานทสดใน คอ การใชวาลวผสม (Mixing Valve) แสดงในรปท 4.5 ประกอบไปดวยวาลวปกผเสอ (Butterfly Valve) 2 ตว แยกกน เรยกวาวาลวอากาศโดยจะใชมอโยก แมจะเปนระบบงาย ๆ แตกใชไดดไมซบซอน

รปท 4.5 วาลวผสมควบคมดวยมอและเทา

วธทสะดวกขนกวาวธขางตน คอการใชวาลวผสมทท างานแบบกงอตโนมต โดยจะใชวธควบคมดวยลนบงคบ (Throttle) ดงแสดงในรปท 4.6 โดยลน a และลน b จะตอพวงกน และบงคบดวยขาคนเรง สวนลน c จะควบคมดวยมอเพอปรบสวนผสมระหวางกาซชวมวลกบอากาศใหไดก าลงสงสด ส าหรบชองรเขม d เปนชองทางเขาของอากาศทจ าเปนส าหรบรอบเดนเบาของเครองยนต

รปท 4.6 วาลวผสมทท างานแบบกงอตโนมต

ส าหรบวาลวผสมท างานแบบอตโนมต รปแบบการท างานของวาลวผสมแบบอตโนมต แสดงไวในรปท 4.7 การไหลของกาซชวมวลและอากาศจะถกควบคมเบดเสรจจากขาคนเรงดวยวาลวลนปกผเสอ อากาศจะเขาวาลว



102

ผสมโดยแผนทางแผนปดเปด โดยอากาศจะเขามาดวยความเรวสงท าใหเกดความปนปวนเพอผสมอากาศไดดขนการเปดของ Flap Valve จะเกดขนจากแรงดงดดของเครองยนต ขณะทเรงเครองใหมการผลตกาซชวมวลเพมขน

รปท 4.7 วาลวผสมท างานแบบอตโนมต

ในการออกแบบ Mixer หรอ คาบเรเตอรส าหรบเครองยนตกาซชวมวล ซงเปนกาซทมคาความรอนต าและมอตราสวนอากาศตอเชอเพลงประมาณ 1.2-1.4 (G Sridhar, 2005) มขอควรค านงถงดงน

1) สามารถรกษาอตราสวนอากาศตอเชอเพลงทตองการ (1.2 ถง 1.5:1) เมอมการเปลยนแปลงภาระหรอ การเปดลนปกผเสอ

2) ท างานไดราบเรยบ (Smooth) มความดนตกครอมนอย 3) ตดการจายกาซทนททเครองยนตหยดหรอดบ 4) สามารถทราบอตราการไหลของอากาศและเชอเพลงไดตลอดเวลาในขณะท าการทดสอบ (On-line

Provision) จากขอก าหนดตาง ๆ Sridhar และคณะ (2005) ไดออกแบบชดคารบเรเตอรส าหรบเครองยนตกาซชวมวลได

ดงแสดงในรปท 4.8

รปท 4.8 คารบเรเตอรส าหรบกาซชวมวลพรอมอปกรณชดเชยแรงดน (G Sridhar, 2005)

นอกจากนยงมวธทนยมใชส าหรบเพมก าลงงานขาออกของเครองยนตกาซชวมวล คอ วธการใชเชอเพลงค เชน ในเครองยนตเบนซน จะเปนการฉดสวนผสมกาซชวมวลและอากาศเขากบละอองฝอยน ามนเบนซนในคารบเรเตอร ปรมาณหรอระดบของสดสวนการผสม (Dual Fueling) จะขนอยกบภาระของเครองยนตและขนอย

103

กบระดบการไมพงพาน ามนเบนซน การเลอกใชเครองยนตกาซชวมวลแบบเชอเพลงคกบน ามนเบนซน มอย 3 รปแบบคอ

1. ใชน ามนเบนซนเปนเชอเพลงสนบสนนตอเนองดวยปรมาตรเลกนอย 2. ใชน ามนเบนซนตอนสตารทเครองยนตเทานน หลงจากระบบท างานเขาทจงเปลยนแปลงไปใชสวนผสม

กาซชวมวลและอากาศแทน 3. ใชน ามนเบนซนเขาชวยในสภาวะตองการก าลงงานสง เพอเรงเครองยนตแมการใชกาซชวมวลมาทดแทน

น ามนเบนซนบางสวนจะไมสามารถลดก าลงงานสญเสยได แตจะชวยประหยดน ามนเบนซนบางสวน และมความสะดวก ใชงานงายกวาการกาซชวมวลลวน ๆ

4.5 การบ ารงรกษาและขอควรระวง

4.5.1 ขอควรระวงในการใชเครองก าเนดไฟฟาดวยเครองยนตกาซชวมวล ขอควรระวงทส าคญ และปญหาทอาจเกดขน ในการใชเครองก าเนดไฟฟาดวยเครองยนตกาซชวมวล

สามารถน ามาแสดงไวในตารางท 4.6 ขอควรระวง 1. หามดบหรอสตารทเครองยนตขณะยงรบภาระอย 2. หากมปญหาหรอมเสยงดงผดปกตใหท าการปลดภาระ ดบเครองยนตและท าการแกไขกอน มฉะนน

อาจท าใหระบบเกดความเสยหายได 3. ผทควบคมควรไดรบการฝกอบรมและเขาใจระบบเปนอยางด

ตารางท 4.6 ปญหาทอาจเกดขนและการแกไข

ล าดบ รายการ วธการ 1 เครองยนตสตารทไมตด - ตรวจสอบการเปดวาลวกาซ

- ตรวจสอบต าแหนงของวาลวปรบอากาศ - ตรวจสอบหวเทยน สายหวเทยน

2 มอเตอรสตารทไมท างานหรอหมนชา - ควรตรวจเชคระดบแรงดนของแบตเตอร ถาต าใหน าไปชารจแลวตดตงเขาไปใหม

- ตรวจสอบสวตซกญแจวาท างานหรอไม 3 ร อ บ เ ค ร อ ง ย น ต ไ ม ค ง ท ท า ใ ห

Protection สบไฟออก - ใหตรวจสอบแหลงจายกาซวา มการอดตนทผา

กรองหรอไม หรอความผดปกตทถงพกกาซ 4 ระบบแจงน าหลอเยนเครองยนตสง - ตรวจสอบวาไมมการรวของน าหลอเยน

- ตรวจสอบวาจายกระแสเกนพกดหรอไม



104

4.5.2 การบ ารงรกษาเครองก าเนดไฟฟา เครองยนตกาซชวมวล การบ ารงรกษาเครองก าเนดไฟฟาเครองยนตกาซชวมวลนนจะแบงออกเปน 2 หวขอคอการบ ารงรกษา

รายวน และการบ ารงรกษาระยะยาวดงรายระเอยดดงตารางท 4.7 และตารางท 4.8 ตามล าดบ

ตารางท 4.7 ตารางการบ ารงรกษาประจ าวน

ล าดบ รายการ วธการ 1 ตรวจเชคแรงดนกาซ เปดวาลวกาซตรวจสอบแรงดนกาซทเกจวดแรงดนวาสามารถ

อานคาไดปกต 2 ตรวจเชคระดบน ามนเครอง ควรตรวจเชคระดบน ามนเครองใหไดระดบในกานวด 3 ตรวจสอบระดบน าหลอเยน ควรตรวจเชคระดบน าหลอเยน โดยการเปดฝาหมอน าขณะเยน 4 ตรวจสอบการรว ตรวจสอบวาไมมการรวของน าหลอเยน น ามนหลอลน รวมถง

กาซทจายเขาเครองยนต บรเวณขอตอ ทอ หนาแปลน เปนตน 5 ตรวจสอบการจบยดเครองยนต ตรวจสอบความแนนของการจบยดเครองยนต ถาหลวมควรขน

ใหแนน 6 ท าความสะอาดเครองยนตและ

อปกรณอน ๆ ใหตรวจสอบความสะอาดของเครองยนต และอปกรณตอพวงวาไมมการเปอน น ามน หรอ น า เพราะเวลาท างานอาจท าใหเกดควน ท าใหไมสามารถสงเกตความผดปกตของเครองยนตได ใหเชดออกดวยผาแหงและสะอาด



104

4.5.2 การบ ารงรกษาเครองก าเนดไฟฟา เครองยนตกาซชวมวล การบ ารงรกษาเครองก าเนดไฟฟาเครองยนตกาซชวมวลนนจะแบงออกเปน 2 หวขอคอการบ ารงรกษา

รายวน และการบ ารงรกษาระยะยาวดงรายระเอยดดงตารางท 4.7 และตารางท 4.8 ตามล าดบ

ตารางท 4.7 ตารางการบ ารงรกษาประจ าวน

ล าดบ รายการ วธการ 1 ตรวจเชคแรงดนกาซ เปดวาลวกาซตรวจสอบแรงดนกาซทเกจวดแรงดนวาสามารถ

อานคาไดปกต 2 ตรวจเชคระดบน ามนเครอง ควรตรวจเชคระดบน ามนเครองใหไดระดบในกานวด 3 ตรวจสอบระดบน าหลอเยน ควรตรวจเชคระดบน าหลอเยน โดยการเปดฝาหมอน าขณะเยน 4 ตรวจสอบการรว ตรวจสอบวาไมมการรวของน าหลอเยน น ามนหลอลน รวมถง

กาซทจายเขาเครองยนต บรเวณขอตอ ทอ หนาแปลน เปนตน 5 ตรวจสอบการจบยดเครองยนต ตรวจสอบความแนนของการจบยดเครองยนต ถาหลวมควรขน

ใหแนน 6 ท าความสะอาดเครองยนตและ

อปกรณอน ๆ ใหตรวจสอบความสะอาดของเครองยนต และอปกรณตอพวงวาไมมการเปอน น ามน หรอ น า เพราะเวลาท างานอาจท าใหเกดควน ท าใหไมสามารถสงเกตความผดปกตของเครองยนตได ใหเชดออกดวยผาแหงและสะอาด

105

ตารางท 4.8 การบ ารงรกษาระยะยาวตามมาตรฐาน NFPA 110

ชนสวนหรออปกรณ

วธการซอมบ ารง X = ปฏบต (Action) R = เปลยนถาจ าเปน (Replace if needed)

ความถในการซองบ ารงรกษา W = ทกสปดาห M = ทกเดอน Q = ทก 3 เดอน S = ทก 6 เดอน A = ทกป ตวเลขแสดงทกชวโมง

ตรวจเชคดวยสายตา

ตรวจเชค

เปลยน ท าความสะอาด

ทด สอบ

1. ระบบน ามนเชอเพลง (Fuel system)

(ก) ระดบน ามนในถงส ารอง (Fuel storage tank)

X M

(ข) ระดบน ามนในถงน ามนประจ าเครอง (Fuel day tank)

X X M

(ค) ลกลอยของถงน ามนประจ าเครอง X X Q (ง) การท างานของระบบสงหรอเครองสบน ามนเชอเพลง

X X Q

(จ) การท างานของโซลนอยดวาลว X X Q (ฉ) ไสกรองหยาบ (Strainer), ไสกรองละเอยด (Filter)

X Q

(ช) น าในระบบน ามน X X Q (ซ) ทอออนและขอตอ (Flexible hose and connectors) ตาง ๆ

X R M

(ฌ) การอดตนของทอหายใจและทอน ามนลน (Overflow piping)

X X A

(ญ) ระบบทอทางน ามนและวาลว X A 2. ระบบน ามนหลอลน (Lubrication system)

(ก) ระดบน ามนหลอลน X X W (ข) น ามนหลอลน R 50 หรอ A (ค) ไสกรองน ามนหลอลน R 50 หรอ A (ง) ทอหายใจ(Crankcase breather) X R X S



106







ทด สอบ

3. ระบบระบายความรอน (Cooling system)

(ก) ระดบของเหลวระบายความรอน X X W (ข) ระดบของเหลวใน Heat exchanger

X W

(ค) ปรมาณอากาศไหลผานรงผงระบายความรอน (Radiator) พอเพยงหรอไม

X M

(ง) ท าความสะอาดภายนอกของรงผงระบายความรอน

X A

(จ) สายพานพดลมระบายความรอนและสายพานไดชารจ

X X Q

(ฉ) เครองสบน า (Water pump) X Q (ช) สภาพของทอน าบน ลาง พรอมขอตอตาง ๆ (Condition of flexible hoses and connection)

X X M

(ซ) ทอลมบานเกรด และกราวตชทเตอร

X X X A

4. ระบบทอไอเสย (Exhaust system)

(ก) การรวไหลของกาซไอเสย X X M (ข) ระบายน าภายในระบบทอไอเสย (Drain condensate trap)

X M

(ค) ฉนวนหมทอไอเสย และ Aluminium

X X Q



106







ทด สอบ

3. ระบบระบายความรอน (Cooling system)

(ก) ระดบของเหลวระบายความรอน X X W (ข) ระดบของเหลวใน Heat exchanger

X W

(ค) ปรมาณอากาศไหลผานรงผงระบายความรอน (Radiator) พอเพยงหรอไม

X M

(ง) ท าความสะอาดภายนอกของรงผงระบายความรอน

X A

(จ) สายพานพดลมระบายความรอนและสายพานไดชารจ

X X Q

(ฉ) เครองสบน า (Water pump) X Q (ช) สภาพของทอน าบน ลาง พรอมขอตอตาง ๆ (Condition of flexible hoses and connection)

X X M

(ซ) ทอลมบานเกรด และกราวตชทเตอร

X X X A

4. ระบบทอไอเสย (Exhaust system)

(ก) การรวไหลของกาซไอเสย X X M (ข) ระบายน าภายในระบบทอไอเสย (Drain condensate trap)

X M

(ค) ฉนวนหมทอไอเสย และ Aluminium

X X Q

107







ทด สอบ

(ง) Excessive backpressure X A (จ) ระบบยดระบบทอไอเสย (Exhaust system hangers and supports)

X A

(ฉ) ทอออนทอไอเสย (Flexible exhaust pipe)

X S

5. ระบบแบตเตอร (Battery system)

(ก) ระดบ Electrolyte X M (ข) ท าความสะอาดขวแบตเตอร และขนใหแนน

X X Q

(ค) วดความถวงจ าเพาะของ Electrolyte ของแบตเตอร

X M

(ง) การประจแบตเตอรและอตราการประจแบตเตอร

X M

(จ) ชด charger แบตเตอร X M 6. ระบบไฟฟา (Electrical system)

(ก) สภาพทวไป X M (ข) ขนขวตอสายคอนโทรล (Control connections) และสายไฟฟา (Power wiring connection)

X A

(ค) รอยถลอกหรอถกครดของสายไฟ X X S (ง) อปกรณปองกนและสงสญญาณเตอน

X X S

(จ) ตควบคมไฟฟาตาง ๆ X S



108







ทด สอบ

(ฉ) เซอรกตเบรกเกอรและฟวส X X R X X A (ช) Main contacts ของชดออโตเมตกทรานสเฟอรสวทซ

X X A

(ซ) คาลเบท คา Voltage sensing ของอปกรณรเลยตาง ๆ

X X A

(ฌ) การฉกขาดของฉนวนหมสายไฟ X 3 ป หรอ ทก 500 ชวโมง

7. เครองตนก าลง (Prime mover) ขบเครองก าเนดไฟฟา

(ก) สภาพทวไป X M (ข) ไสกรองอากาศ R X S (ค) Governor และอปกรณประกอบ X X M (ง) ปมน ามนเชอเพลงและหวฉด X A

(จ) ทดสอบจายโหลดอยางนอย 30% ของ Name plate kW เปนเวลา 30 นาท

X W, M

(ฉ) ทดสอบจายโหลด - อยางนอย 30% ของ Name plate kW เปนเวลา 30 นาท - อยางนอย 50% ของ Name plate kW เปนเวลา 30 นาท - อยางนอย 100% ของ Name plate kW เปนเวลา 60 นาท

X A

(ช) ทดสอบจายโหลด X 3 ป หรอ 36 เดอน



108







ทด สอบ

(ฉ) เซอรกตเบรกเกอรและฟวส X X R X X A (ช) Main contacts ของชดออโตเมตกทรานสเฟอรสวทซ

X X A

(ซ) คาลเบท คา Voltage sensing ของอปกรณรเลยตาง ๆ

X X A

(ฌ) การฉกขาดของฉนวนหมสายไฟ X 3 ป หรอ ทก 500 ชวโมง

7. เครองตนก าลง (Prime mover) ขบเครองก าเนดไฟฟา

(ก) สภาพทวไป X M (ข) ไสกรองอากาศ R X S (ค) Governor และอปกรณประกอบ X X M (ง) ปมน ามนเชอเพลงและหวฉด X A

(จ) ทดสอบจายโหลดอยางนอย 30% ของ Name plate kW เปนเวลา 30 นาท

X W, M

(ฉ) ทดสอบจายโหลด - อยางนอย 30% ของ Name plate kW เปนเวลา 30 นาท - อยางนอย 50% ของ Name plate kW เปนเวลา 30 นาท - อยางนอย 100% ของ Name plate kW เปนเวลา 60 นาท

X A

(ช) ทดสอบจายโหลด X 3 ป หรอ 36 เดอน

109







ทด สอบ

- อยางนอย 30% ของ Name plate kW เปนเวลา 30 นาท - อยางนอย 50% ของ Name plate kW เปนเวลา 30 นาท - อยางนอย 75% ของ Name plate kW เปนเวลา 60 นาท - 100% ของ Name plate kW เปนเวลา 120 นาท (ซ) ตงวาลว (Valve clearance) ใหม 500 ชวโมง หรอ 3 ป (ฌ) ขนฝาสบ (Torque bolls) ใหม 500 ชวโมง หรอ 3 ป 8. เครองก าเนดไฟฟา (Generator) (ก) โรเตอรและสเตเตอร X X A (ข) แบรง (Bearings) X R A (ค) Exciter X X X A (ง) โวลเตจเรกกเรเตอร X X X A (จ) ทดสอบความตานทานของฉนวน X A (ฉ) สภาพทวไป X M (ช) หองเครอง X X M (ซ) ตงระบบอตโนมต X W 4.6 ตวอยางการใชงาน (ระบบผลตไฟฟาจากกาซชวมวล และอน ๆ)

4.6.1 โรงไฟฟาชวมวล บรษท แปลน อโคเอนเนอรย จ ากด บรษท แปลน อโคเอนเนอรย จ ากด ตงอย ต.ในควน อ.ยานตาขาว จ.ตรง เรมกอสรางป 2554-2555 และ

ป 2556 สรางเสรจและเปดตวโครงการ ซงบรษท รนวเวเบอรพลส ประเทศมาเลเซย เปนผเขามาด าเนนการตดตงโรงไฟฟาแกสซฟเคชนดงกลาวเปนโรงไฟฟาพลงชวมวล ทมก าลงผลตไฟฟา 5.3 เมกะวตต โดยเปนโครงการทเกดจากการรวมทนกบมลนธพลงงานเพอสงแวดลอม และไดรบการสงเสรมการลงทนจากคณะกรรมการสงเสรมการ



110

ลงทน กบเงนสนบสนนจากส านกงานนวตกรรมแหงชาต (สนช.) ซงมงบลงทนทงหมด 500 ลานบาท เปนโรงไฟฟาชวมวลทใชราก ปกไม และเศษไมจากยางพารา เปนวตถดบแหงแรกของโลก ภายในโรงไฟฟาของแปลนอโคเอนเนอรยแบงเปน 4 สวนหลกๆ คอ 1) สวนเตรยมเชอเพลง 2) สวนของเตาผลตกาซเชอเพลง 3) สวนท าความสะอาดกาซเชอเพลง และ 4) สวนสดทายคอการน ากาซเชอเพลงไปใชงาน แบงไดเปน 2 สวน คอ สวนแรกน ากาซชวมวลไปใชผลตไฟฟาโดยตรงในเครองยนต ทคลายเครองยนตแอลพจหรอเครองยนตเอนจวในรถยนต แลวไปหมนมอเตอรผลตกระแสไฟฟา แลวสงเขาระบบไฟฟาของการไฟฟาสวนภมภาค (กฟภ.) ภายใตระเบยบการรบซอไฟฟาจากผผลตไฟฟาขนาดเลกมาก และสวนทสอง น าไปใชดานความรอน คอความรอนทเกดจากการสนดาปจะถกใชตอ โดยน าไปตมน าใหไดไอน า แลวแบงไอน าไปใช 2 สวนคอ ไอน าสวนแรกน าไปใชอบแหงไมยางพาราในโรงผลตไม (ซงเดมใชวธตมน าใหไดไอน าส าหรบใหความรอนในการอบไม) และไอน าสวนทสองส าหรบใชในระบบท าความเยนแบบดดซบ (Absorption Chiller) ซงความรอนจะท าใหสารเคมในระบบเปลยนสถานะ แลวท าใหน ารอนเปลยนเปนน าเยนทประมาณ 5 องศาเซลเซยส และน าไปใหความเยนภายในส านกงานแทนเครองปรบอากาศได

เตาผลตกาซเชอเพลงในกระบวนการแกสซฟเคชนนบเปนสวนส าคญของโรงไฟฟา ซงจะท าหนาทผลตกาซส าหรบเครองยนตเพอผลตกระแสไฟฟา โดยลกษณะเตาเปนปลองสงๆ ส าหรบใสไมทมความชนไมเกน 20% และภายในเตาจะแบงเปน 4 สวน คอ สวนท าใหแหงหรอดรายอง (Drying) ซงอยดานบนสดของเตา ตามมาดวยสวนไพโรไลซส (Pyrolysis) สวนออกซเดชน (Oxidation) หรอสวนเผาไหม (Combustion) และดานลางสดคอสวนรดคชน (Reduction)

นอกจากนในกระบวนการยงท าใหเกดถานทน าไปใชตอไมได ซงสามารถน าไปผลตเปนถานส าหรบปงยางอาหารได รวมถงน าสมควนไมส าหรบใชไลแมลงตางๆ อนเปนผลพลอยไดอกอยาง ซงเมอเปรยบเทยบกบโรงไฟฟาถานหนแลว โรงไฟฟาทใชรากไมยางพาราเปนเชอเพลงนจะชวยลดการปลอยกาซเรอนกระจกไดปละ 40,000 ตน

รปท 4.9 โรงไฟฟาชวมวล บรษท แปลน อโคเอนเนอรย จ ากด



110

ลงทน กบเงนสนบสนนจากส านกงานนวตกรรมแหงชาต (สนช.) ซงมงบลงทนทงหมด 500 ลานบาท เปนโรงไฟฟาชวมวลทใชราก ปกไม และเศษไมจากยางพารา เปนวตถดบแหงแรกของโลก ภายในโรงไฟฟาของแปลนอโคเอนเนอรยแบงเปน 4 สวนหลกๆ คอ 1) สวนเตรยมเชอเพลง 2) สวนของเตาผลตกาซเชอเพลง 3) สวนท าความสะอาดกาซเชอเพลง และ 4) สวนสดทายคอการน ากาซเชอเพลงไปใชงาน แบงไดเปน 2 สวน คอ สวนแรกน ากาซชวมวลไปใชผลตไฟฟาโดยตรงในเครองยนต ทคลายเครองยนตแอลพจหรอเครองยนตเอนจวในรถยนต แลวไปหมนมอเตอรผลตกระแสไฟฟา แลวสงเขาระบบไฟฟาของการไฟฟาสวนภมภาค (กฟภ.) ภายใตระเบยบการรบซอไฟฟาจากผผลตไฟฟาขนาดเลกมาก และสวนทสอง น าไปใชดานความรอน คอความรอนทเกดจากการสนดาปจะถกใชตอ โดยน าไปตมน าใหไดไอน า แลวแบงไอน าไปใช 2 สวนคอ ไอน าสวนแรกน าไปใชอบแหงไมยางพาราในโรงผลตไม (ซงเดมใชวธตมน าใหไดไอน าส าหรบใหความรอนในการอบไม) และไอน าสวนทสองส าหรบใชในระบบท าความเยนแบบดดซบ (Absorption Chiller) ซงความรอนจะท าใหสารเคมในระบบเปลยนสถานะ แลวท าใหน ารอนเปลยนเปนน าเยนทประมาณ 5 องศาเซลเซยส และน าไปใหความเยนภายในส านกงานแทนเครองปรบอากาศได

เตาผลตกาซเชอเพลงในกระบวนการแกสซฟเคชนนบเปนสวนส าคญของโรงไฟฟา ซงจะท าหนาทผลตกาซส าหรบเครองยนตเพอผลตกระแสไฟฟา โดยลกษณะเตาเปนปลองสงๆ ส าหรบใสไมทมความชนไมเกน 20% และภายในเตาจะแบงเปน 4 สวน คอ สวนท าใหแหงหรอดรายอง (Drying) ซงอยดานบนสดของเตา ตามมาดวยสวนไพโรไลซส (Pyrolysis) สวนออกซเดชน (Oxidation) หรอสวนเผาไหม (Combustion) และดานลางสดคอสวนรดคชน (Reduction)

นอกจากนในกระบวนการยงท าใหเกดถานทน าไปใชตอไมได ซงสามารถน าไปผลตเปนถานส าหรบปงยางอาหารได รวมถงน าสมควนไมส าหรบใชไลแมลงตางๆ อนเปนผลพลอยไดอกอยาง ซงเมอเปรยบเทยบกบโรงไฟฟาถานหนแลว โรงไฟฟาทใชรากไมยางพาราเปนเชอเพลงนจะชวยลดการปลอยกาซเรอนกระจกไดปละ 40,000 ตน

รปท 4.9 โรงไฟฟาชวมวล บรษท แปลน อโคเอนเนอรย จ ากด

111

4.6.2 โรงไฟฟาชวมวล บรษท สลกเพชร รนวเอเบล เอนเนอรย จ ากด เปนโรงไฟฟาชวมวลระบบแกสซฟเคชนท เรมทดลองเดนเครองมาตงแตเดอน สงหาคม 2556 ตงอย

ต.โนนตาล อ.เมอง จ.รอยเอด ขนาดก าลงการผลตไฟฟา 350 กโลวตต โดยใชในโรงไฟฟาไป 50-55 กโลวตต สวนทเหลอตดตงมเตอรสงไฟจ าหนายไฟฟาใหแกการไฟฟาสวนภมภาค โรงไฟฟาชวมวลของบรษท สลกเพชร เปนแบบแกสซฟเคชนแหงแรกของจงหวด ซงมตนทนสงกวาโรงไฟฟาชวมวลแบบเดมทอาศยวธน าชวมวลไปตมน าใหไดไอเดอดส าหรบหมนกงหนไฟฟา โดยโรงไฟฟาแบบเผาชวมวลขนาด 1 เมกะวตต มตนทน 50 ลานบาท แตโรงไฟฟาแกสซฟเคชนขนาดเดยวกนมตนทน 90 ลานบาท แตโรงไฟฟาชวมวลแบบเผาเพอตมน านนใชเชอเพลงผลตไฟฟากโลวตตละ 1.5 กโลกรม ขณะทโรงไฟฟาแกสซฟเคชนใชเชอเพลง 1 กโลกรม ส าหรบเชอเพลงโรงไฟฟาชวมวลของสลกเพชร หลก ๆ ไดแก ไมยคาลปตส ซงขาวโพด ฟางขาว วสดเหลอทงทางการเกษตร เปนตน กรณเชอเพลงตางชนดกนมการจดการเชอเพลงทตางกนไปตามความหนาแนนของเชอเพลง โดยเชอเพลงทมความหนาแนน 750 กก.ตอลกบาศกเมตร จะผานขนตอนการสบยอยและไลความชนกอนเขากระบวนการแกสซเฟชน สวนเชอเพลงทมความหนาแนนต ากวานนจะผานการบด สบยอย ไลความชน และอดใหมความหนาแนนมากขน ทงน โรงไฟฟาชวมวลของบรษท สลกเพชร ไดรบการสนบสนนจากส านกงานนวตกรรมแหงชาต (สนช.) และกระทรวงพลงงาน ภายใตโครงการน ารองเพอผลตพลงงานทดแทนจากชวมวลในระดบชมชน 7.4 ลานบาท ส าหรบมลคาลงทนทงหมด 34 ลานบาท

รปท 4.10 โรงไฟฟาชวมวล บรษท สลกเพชร รนวเอเบล เอนเนอรย จ ากด



112

บรรณานกรม [1] G Sridhar, HV Sridhar, S Dasappa, PJ Paul, NKS Rajan, HS Mukunda, 2005 “Development of

producer gas engines” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 219 (3), 423-438.



112

บรรณานกรม [1] G Sridhar, HV Sridhar, S Dasappa, PJ Paul, NKS Rajan, HS Mukunda, 2005 “Development of

producer gas engines” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 219 (3), 423-438.

บทท 5 การประยกตใชกาซชวมวลเปนพลงงานความรอน

ในบททผานมา ไดกลาวถงการออกแบบและการใชกาซชวมวลเปนกาซเชอเพลงในเครองยนตมาแลว ซง

มเนอหาบางสวนทเกยวของกบการเผาไหมมาบาง แตในบทนจะเขาสรายละเอยดทเกยวของกบการออกแบบและการใชกาซชวมวลเปนพลงงานความรอน ซงมเนอหาประกอบไปดวย การเผาไหมของกาซชวมวล การออกแบบ หวเผากาซชวมวล และตวอยางหวเผาชนดตาง ๆ และการประยกตใช ซงมรายละเอยดดงน 5.1 การเผาไหมของกาซชวมวล

จากทไดทราบมาแลววากาซชวมวลเปนกาซเชอเพลงชนดหนง ซงสามารถตดไฟไดและใหความรอนเชนเดยวกบกาซธรรมชาตและกาซแอลพจ แตมคาความรอนตอปรมาตรทตากวาเนองจากมองคประกอบของกาซเฉอยผสมอยคอนขางมาก แตอยางไรกตาม ถงแมกาซชวมวลจะมองคประกอบกาซทแตกตางจากกาซธรรมชาตหรอกาซแอลพจ แตหลกการเผาไหม ปฏกรยาเคมทเกดขน รวมถงสภาวะทจาเปนตอการเกดปฏกรยาการเผาไหม กมลกษณะเดยวกนกบกาซเชอเพลงอน ๆ

การเผาไหมเปนปฏกรยาเคมทซงวตถทเผาไหมไดจะทาปฏกรยาออกซเดชนกบออกซเจนพรอมกบปลดปลอยความรอนออกมา ในขณะเดยวกนกจะแปรสภาพไปเปนสารประกอบออกไซด หรอผลตภณฑจากการเผาไหมเชอเพลงทสมบรณ ไดแก คารบอนไดออกไซดและนา

ปฏกรยาเคมของการเผาไหม หมายถง ปฏกรยาเคมทเกดขนทอณหภมสง (ตงแต 1,000 องศาเซลเซยสขนไปโดยประมาณ) เกดขนเรวมาก เปนปฏกรยาทเปนเนอเดยวกน (Homogeneous) และเปนปฏกรยาลกโซ (Chain reaction)

การทจะเกดไฟขนไดนน ตองมองคประกอบ 3 อยาง ดงรปท 5.1 คอ เชอเพลง (Fuel) ซงจะอยในสภาพของแขง ของเหลว หรอกาซ ความรอน (heat) พอเพยงทจะตดไฟได และกาซออกซเจน (Oxygen) ซงมอยในอากาศประมาณรอยละ 21 โดยปรมาตร เมอมองคประกอบทง 3 ครบแลว ไฟจะเกดลกไหมขนและเกดปฏกรยาลกโซ

รปท 5.1 สามเหลยมองคประกอบการเกดไฟ



114

สามเหลยมของไฟดงรปท 5.1 แสดงใหเหนวาไฟจะเกดขนไดตองมองคประกอบ 3 อยาง คอ เชอเพลง (ในรปแบบของไอระเหย) อากาศ (ออกซเจน) และความรอน (ถงอณหภมตดไฟ) ทงนตองเปนปฏกรยาทตอเนองดวย ดงนนในการเผาไหมจงมองคประกอบอย 4 อยาง คอ

1. เชอเพลง ( Fuel ) คอ วตถใด ๆ กตามทสามารถทาปฏกรยากบออกซเจนไดอยางรวดเรวในการเผาไหม เชน กาซ ไม กระดาษ นามน โลหะ พลาสตก เปนตน เชอเพลงทอยในสถานะกาซจะสามารถลกไหมไฟไดทนท แตเชอเพลงทอยในสถานะของแขงและของเหลวจะไมสามารถลกไหมไฟได ถาโมเลกลทผวของเชอเพลงไมอยในสภาพทเปนกาซ การทโมเลกลของของแขงหรอของเหลวนนจะสามารถแปรสภาพกลายเปนกาซไดนน จะตองอาศยความรอนทแตกตางกนตามชนดของเชอเพลงแตละชนด ความแตกตางของลกษณะการตดไฟของเชอเพลงดงกลาว ขนอยกบคณสมบต 4 ประการ ดงน

1.1 ความสามารถในการตดไฟของสาร (Flamablility limit) เปนปรมาณไอของสารทเปนเชอเพลงในอากาศทมคณสมบตซงพรอมจะตดไฟได ในการเผาไหมนน ปรมาณไอเชอเพลงทผสมกบอากาศ จะตองมปรมาณพอเหมาะจงจะตดไฟได โดยปรมาณตาสดของไอเชอเพลงทเปน % ในอากาศ ซงสามารถจดตดไฟไดเรยกวา “คาตาสดของไอเชอเพลง (Lower flammable limit)” และปรมาณสงสดของไอเชอเพลงทเปน % ในอากาศซงสามารถจดตดไฟไดเรยกวา “คาสงสดของไอเชอเพลง (Upper flammable limit)” ซงสารเชอเพลงแตละชนดจะมคาตาสดและคาสงสดของไอเชอเพลงแตกตางกนไป

1.2 จดวาบไฟ (Flash point) คอ อณหภมทตาทสด ทสามารถทาใหเชอเพลงคายไอออกมาผสมกบอากาศในอตราสวน ทเหมาะสมถงจดทมคาตาสดถงคาสงสดของไอเชอเพลง เมอมประกายไฟกจะเกดการตดไฟ เปนไฟวาบขนและกดบ

1.3 จดตดไฟ (Fire point) คอ อณหภมของสารทเปนเชอเพลงไดรบความรอน จนถงจดทจะตดไฟได แตการตดไฟนนจะตองตอเนองกนไป โดยปกตความรอนของ Fire point จะสงกวา Flash point ประมาณ 7 องศาเซลเซยส

1.4 ความหนาแนนไอ (Vapor density) คอ อตราสวนของนาหนกของสารเคมในสถานะกาซตอนาหนกของอากาศเมอมปรมาณเทากน ความหนาแนนไอ ใชเปนสงบงบอกใหทราบวากาซนนจะหนกหรอเบากวาอากาศซงใชเปนขอมลในการควบคมอคคภย

2. ออกซเจน (Oxygen) อากาศทอยรอบ ๆ ตวเรา มกาซออกซเจนเปนองคประกอบประมาณ 21 % แตการเผาไหมแตละครงนนจะตองการออกซเจนประมาณ 16 % เทานน ดงนนจะเหนวาเชอเพลงทกชนดทอยในบรรยากาศรอบ ๆ ตวเรานนจะถกลอมรอบดวยออกซเจน ซงมปรมาณเพยงพอสาหรบการเผาไหม ยงถาปรมาณออกซเจนยงมาก เชอเพลงกยงตดไฟไดดขน และเชอเพลงบางประเภทจะมออกซเจนในตวเองอยางเพยงพอทจะทาใหตวเองไหมได โดยไมตองใชออกซเจนทอยโดยรอบเลย

3. ความรอน (Heat) ความรอน คอ พลงงานททาใหเชอเพลงแตละชนดเกดการคายไอออกมา 4. ปฏกรยาลกโซ (Chain reaction) หรอการเผาไหมอยางตอเนอง คอ กระบวนการเผาไหมทเรมตงแต

เชอเพลงไดรบความรอนจนตดไฟเมอเกดไฟขน หมายถง การเกดปฏกรยา กลาวคออะตอมจะถกเหวยงออกจากโมเลกลของเชอเพลง กลายเปนอนมลอสระ และอนมลอสระเหลานจะกลบไปอยทฐานของไฟอยางรวดเรว ทาใหเกดเปลวไฟ

115

5.2 การออกแบบหวเผากาซชวมวล กาซชวมวลตางจากเชอเพลงชนดอนเนองจากมคาความรอนตาและยงไมคอยมการใชงานแพรหลาย สวนการ

ประยกตใชงานนน กมตงแตการใชงานขนาดเลกตามบานเรอนเพอหงตม ทานารอน การใชงานขนาดกลางเพอการพาณชย ไปจนถงการใชงานขนาดใหญในอตสาหกรรมทดแทนการใชกาซธรรมชาตหรอกาซแอลพจ ทงนเพราะเมอเทยบกบเชอเพลงแขงและเชอเพลงเหลวแลวกาซชวมวลมขอไดเปรยบหลายประการ ไดแก

1. เทยบกบเชอเพลงแขงและเชอเพลงเหลวแลว แมวาปรมาณอากาศสวนเกน (Excess air) จะมนอยกยงสามารถเผาไหมสมบรณไดงายกวา เผาไหมไดอยางมเสถยรภาพ มประสทธภาพในการเผาไหมสง

2. นอกจากการอน (Preheat) อากาศทใชในการเผาไหม (Combustion air) แลว ยงสามารถอนตวเชอเพลงเองไดอกดวย ดงนน แมวาเชอเพลงจะมคาความรอนคอนขางตา แตกสามารถเผาไหมใหอณหภมสงได

3. สามารถปรบระดบการเผาไหมไดสะดวกดวยวาลวปรบ ดงนน จงสามารถจดไฟและดบไฟไดโดยงายและสามารถปรบอตราสวนระหวางเชอเพลงและอากาศไดตามทตองการ รวมทงยงสามารถใชระบบควบคมอตโนมต ระบบควบคมอณหภมใหความรอนเฉพาะทหรอใหความรอนกระจายทวสมาเสมอหรอปรบสภาพบรรยากาศภายในเตาเผาไดสะดวกอกดวย

4. เผาไหมสะอาด ไมมขเถาเปนสวนประกอบในเชอเพลง จงไมตองมคาใชจายดานการกาจดมลพษ 5. มสวนผสมของกามะถนนอยมาก จงไมทาใหเกดมลพษทางอากาศคอซลเฟอรไดออกไซด 6. เปนเชอเพลงทสะอาด องคประกอบไมเปลยนแปลงมาก 7. สามารถควบคมบรรยากาศภายในเตาเผาเพอใหวสดทนาเขามาเผาเกดปฏกรยาตามตองการ เชน เตาเผา

เซรามก เปนตน กาซชวมวลมขอจากดอยบาง ไดแก เมอเทยบกบความรอนทไดเทากน ตองใชปรมาตรมากกวาเชอเพลงอน ๆ

จงไมสะดวกในการขนสงลาเลยง การเกบกกกาซตองใชถงกาซขนาดใหญจงมคาใชจายดานสงกอสรางสง ตองควบคมความปลอดภยอยางเขมงวดเนองจากมอนตรายจากการรวไหลและการระเบด หากตองการใหใชไดกบหวเผาหลากหลายชนดจะตองอดเพมความดนกาซเพอใหสามารถสงเขาหวเผาได นอกจากน เปลวไฟจากการเผาไหมกาซใหความรอนแบบแผรงสตากวาเชอเพลงเหลวและเชอเพลงแขง ประสทธภาพการถายโอนความรอนจงตากวา

เพอใหสามารถใชงานกาซชวมวลเปนพลงงานความรอนไดอยางมประสทธภาพและปลอยมลพษตา จงตองมการออกแบบหวเผาใหเหมาะสม โดยอาศยความรดานวศวกรรม

5.2.1 สมการการออกแบบหวเผากาซ (Design equations for gas burner) อากาศและกาซจะไหลเขาสหวเผาไดตองใชแรงดนจากกาซหรออากาศ ดงนน สมการทสาคญเกยวกบ

ความดนและการไหลกคอ Bernoulli’s theorem (โดยพจารณาวาเปนของไหลแบบอดตวไมได)

2P v+ + z = cons

2gρtant 5.1

เมอ P = ความดนของกาซ (N/m2)

ρ = ความหนาแนนของกาซ (kg/m3)



116

v = ความเรวของกาซ (m/s) g = ความเรงเนองจากแรงโนมถวงของโลก (9.81 m/s2) และ z = ความสง (m) สาหรบกาซ เทอม z สามารถตดออกได

Bernoulli’s theorem กลาวไววา กาซในอดมคต (Ideal gas) ทมการไหล พลงงานศกยเนองจาก

ความดน รวมกบ พลงงานจลนเนองจากความเรวของการไหล มคาคงท ดงสมการท 5.1 ในทางปฏบต กาซมการไหลในทอ สมการ Bernoulli จะตองไดรบการปรบใหถกตอง โดยการเพม

เทอมของพลงงานสญเสยเนองจากแรงเสยดทานในทอดวย ดงสมการท 5.2

2P v

+ - losses =consf2ρ

tantg

5.2

เมอใชทฤษฎการไหลทอดตวได อตราการไหลผานหวฉด (Nozzle) ทมพนทหนาตด A สามารถคานวณไดดงสมการท 5.3

2 r-1

0 r rd 0

0

r pm= C A 2 r 1 - r

r - 1

5.3

เมอ 0P และ 0 คอ ความดนและความหนาแนนของกาซขาเขาหวฉด และ 1

0

Pr =

P โดย 1P คอ ความ

ดนดานขาออกจากหวฉด หวฉดออรฟซ หรอเจต (Injector orifice or jet) ปรมาณกาซทเขาหวเผาจะถกกาหนดโดยขนาดของหวฉด ปกตวสดทใชทาจะเปนทองเหลองทมรเจาะ

มเกลยวสาหรบขนเขากบทอสงกาซซงทาใหสามารถเปลยนไดงาย และยงสามารถควบคมอตราการไหลของกาซไดอกดวย หนาททสาคญอกอยาง คอ การแยกระหวางหวเผาออกจากระบบสงกาซ ซงเปนไปไมไดทเปลวไฟจะวงยอนกลบไปทแหลงจายกาซไดเนองจากความเรวทหวฉดสงมาก ดงนน หวฉดของหวเผาขนาดใหญจงมกจะมมากกวา 1 ร เพอลดเสยงรบกวน

อตราการไหลของกาซ (Q) มความสมพนธกบความเรวของกาซ (V) และพนทของทอทกาซไหลผาน ตามสมการท 5.4

Q= VA 5.4

117

อตราการไหลของกาซผานหวฉดออรฟซ (Gas flow through an injector orifice) คาจากการทดลองโดยอาศย Bernoulli’s theorem สามารถใชนยามอตราการไหลของกาซไดดง

สมการท 5.5

o do

pQ=0.0467A C

s 5.5

เมอ Q = อตราเรวโดยปรมาตรของกาซ (Volumetric flow rate) m3/hr

oA = พนทหนาตดของหวฉด (Injector orifice cross sectional area) mm2 P = ความดนในทอกาซทหวฉด (Static gas pressure at the orifice) mbar S = ความถวงจาเพาะของกาซ (Specific gravity of gas air=1)) dC = สมประสทธการปลอยกาซผานของหวฉด (Coefficient of discharge for the orifice)

โดยทวไปคา dC จะมคาอยระหวาง 0.85-0.95

การออกแบบหวฉด (Orifice design)

รปท 5.2 หวฉดสาหรบกาซเชอเพลง

เพอใหไดคา Cd สงทสด มม a ทเหมาะสมควรเปน 30 องศา ความยาวของชองออรฟซ b มคาระหวาง 1.5-2 เทาของเสนผาศนยกลางของรออรฟซ c

เพอความแมนยา หวฉดทออกแบบควรไดรบการทดสอบกบแหลงจายอากาศความดนคงทและวดอตราการไหลเพอคานวณคา Cd ทถกตองอกครง

หวเผาสวนใหญ อากาศและกาซจะไดรบการผสมกนกอนการเผาไหม (Premixed) ปรมาณอากาศทผสมเขากบกาซกอนเผาไหมเปนเปลวไฟขนอยกบการออกแบบ โดยทวไปจะอยทประมาณ 50% ของอากาศทตองการทงหมด



เปลวไฟ (Flames)

รปท 5.3 องคประกอบของหวเผาและเปลวไฟ

จากรปท 5.3 สามารถอธบายลกษณะการเกดเปลวไฟไดดงน ขณะทกาซออกมาจากหวฉด อากาศจะถกเหนยวนาเขาสลากาซและเกดการผสมกนในทอผสม (Mixing tube) กอนออกมาทชองเปลวไฟ (Burner port) กาซทยงไมเผาไหมจะถกทาใหรอนในบรเวณทเรยกวาเปลวไฟชนใน (Inner cone) และเรมเผาไหมในบรเวณเปลวไฟสวนหนา (Flame front) รปทรงของ cone เปนผลมาจากการไหลแบบราบเรยบ (Laminar flow) ในทอผสม (Cylindrical mixing tube) สวนผสมทกลางทอจะไหลเรวกวาสารผสมทอยรอบ ๆ

โซนการเผาไหมหลก (Main combustion zone) เปนบรเวณทกาซเผาไหมดวยอากาศสวนแรก (Primary air) ซงมประมาณ 50% ของอากาศทจาเปนตองใชเพอใหการเผาไหมสมบรณ และกาเนดความรอนใหกบเปลวไฟ บรเวณ Outer mantle ของเปลวไฟ คอ บรเวณทเกดการเผาไหมสมบรณดวยอากาศสวนทสอง (Secondary air) ซงกคออากาศทอยรอบ ๆ เปลวไฟ ทถกดงเขาสเปลวไฟจากดานขาง

ผลตภณฑจากการเผาไหม (คารบอนไดออกไซดและนา) ทมอณหภมสงจะไหลออกไปจากเปลวไฟตามแนวตง ถายโอนความรอนใหกบอากาศทอยตดกบปลายของเปลวไฟ อากาศรอนทไหลขนจะชวยดงอากาศสวนทสอง (Secondary air) เขาสฐานของเปลวไฟ

ขนาดของเปลวไฟชนใน ขนอยกบปรมาณของอากาศทผสมเขา (Primary aeration) เมอสดสวนของอากาศทผสมเขาไปมากเปลวไฟจะเลกลงและเปนลาพงขน ใหอณหภมเปลวทสงขน

การเหนยวน า (Entrainment) กาซทออกจากหวฉดไหลเขาสทอผสมในบรเวณทเรยกวา คอคอด (Throat) ซงคอคอดมขนาด

เสนผาศนยกลางใหญกวาหวฉดมาก ดงนน ความเรวของกาซจงลดลง ความเรวของกาซทตาแหนงหวฉดคานวณจากสมการท 5.6



เปลวไฟ (Flames)

รปท 5.3 องคประกอบของหวเผาและเปลวไฟ

จากรปท 5.3 สามารถอธบายลกษณะการเกดเปลวไฟไดดงน ขณะทกาซออกมาจากหวฉด อากาศจะถกเหนยวนาเขาสลากาซและเกดการผสมกนในทอผสม (Mixing tube) กอนออกมาทชองเปลวไฟ (Burner port) กาซทยงไมเผาไหมจะถกทาใหรอนในบรเวณทเรยกวาเปลวไฟชนใน (Inner cone) และเรมเผาไหมในบรเวณเปลวไฟสวนหนา (Flame front) รปทรงของ cone เปนผลมาจากการไหลแบบราบเรยบ (Laminar flow) ในทอผสม (Cylindrical mixing tube) สวนผสมทกลางทอจะไหลเรวกวาสารผสมทอยรอบ ๆ

โซนการเผาไหมหลก (Main combustion zone) เปนบรเวณทกาซเผาไหมดวยอากาศสวนแรก (Primary air) ซงมประมาณ 50% ของอากาศทจาเปนตองใชเพอใหการเผาไหมสมบรณ และกาเนดความรอนใหกบเปลวไฟ บรเวณ Outer mantle ของเปลวไฟ คอ บรเวณทเกดการเผาไหมสมบรณดวยอากาศสวนทสอง (Secondary air) ซงกคออากาศทอยรอบ ๆ เปลวไฟ ทถกดงเขาสเปลวไฟจากดานขาง

ผลตภณฑจากการเผาไหม (คารบอนไดออกไซดและนา) ทมอณหภมสงจะไหลออกไปจากเปลวไฟตามแนวตง ถายโอนความรอนใหกบอากาศทอยตดกบปลายของเปลวไฟ อากาศรอนทไหลขนจะชวยดงอากาศสวนทสอง (Secondary air) เขาสฐานของเปลวไฟ

ขนาดของเปลวไฟชนใน ขนอยกบปรมาณของอากาศทผสมเขา (Primary aeration) เมอสดสวนของอากาศทผสมเขาไปมากเปลวไฟจะเลกลงและเปนลาพงขน ใหอณหภมเปลวทสงขน

การเหนยวน า (Entrainment) กาซทออกจากหวฉดไหลเขาสทอผสมในบรเวณทเรยกวา คอคอด (Throat) ซงคอคอดมขนาด

เสนผาศนยกลางใหญกวาหวฉดมาก ดงนน ความเรวของกาซจงลดลง ความเรวของกาซทตาแหนงหวฉดคานวณจากสมการท 5.6

119

0 -3

0

Qv = m / s

3.6x10 A 5.6

เมอ Q มหนวยเปน m3/h และ 0A มหนวยเปน mm2 ขณะทความเรวในคอคอดลดลงเปน ดงสมการท 5.7 โดยไมคดผลของความเสยดทาน

2

0 0t 0 0 2

t t

A dv = v = v

A d 5.7

ความดนของกาซหลงจากออกจากหวฉด คานวณจากสมการท 5.8

1

4

0

t

t

2

00

v d-

2g dP =P - 5.8

คาของ

0P มคาประมาณคาความดนบรรยากาศ (1x105 Pa) ขณะทคอคอดเปดสบรรยากาศ ดงนนความดนทตกนสามารถดงอากาศสวนแรก (Primary air) จากชองอากาศ (Air inlet port) เพอผสมกบเชอเพลงในทอผสม ความสามารถในการดงอากาศสวนแรกขนอยกบ “Entrainment ratio” (r) หรอสดสวนการเหนยวนา ซงพจารณาจากพนทของคอคอดของหวฉด ดงสมการท 5.9

t t

0 0

A dr = s -1 = s -1

A d (Prigg’s formula) 5.9

เมอ At และ dt เปนพนทและเสนผาศนยกลางของคอคอด และ A0 และ d0 เปนพนทและ

เสนผาศนยกลางของหวฉด Prigg’s formula ใชไดถาพนทรวมของชองเปลวไฟรวม (Total flame part area, Ap) อยระหวาง

1.5 ถง 2.2 เทาของพนทคอคอด สดสวนนเปนคาประมาณซงขนอยกบแรงดนกาซและอตราการไหล อากาศสวนแรกทเขามาผสมจะยงไมเพยงพอทจะทาใหเกดสวนผสมทพอดตอการเผาไหมตามทฤษฎ (Stoichiometric mixture)



120

การหาขนาดคอคอด (Throat size) อตราการไหลของสารผสมในคอคอด ( mQ ) คานวณไดจากสมการท 5.10

m

Q 1+rQ =

3600 5.10

เมอ mQ มหนวยเปน m3/s และ Q มหนวยเปน m3/h ความดนตกเนองจากการไหลของสารผสมภายในทอผสมควรไดรบการตรวจสอบ โดยการคานวณหา

เรยโนลดนมเบอร (Reynolds number)

t t t m me 2

t t

4Qd 4 QR =

d dv d= =

5.11

เมอ และ คอคาความหนาแนนและความหนดของสารผสม

(ใช = 1 kg/m3 และ = 1.88 x 10-5 Pa ทอณหภม 30 องศาเซลเซยส ความดนตกครอมหาไดจากสมการท 5.12

∆P= f2ρvt

2 Lm

dt = f

2ρvt

2 16Qm2

π2dt5 Lm 5.12

เมอ f = 64Re

ในกรณท Re นอยกวา 2000 และ f = 0.316Re1/4 ในกรณท Re มากกวา 2000

ความดนตก (Pressure drop) ควรนอยกวาแรงดนขบ (Driving pressure) หวเผาสวนใหญไดรบการออกแบบมาใหมขนาดของคอคอดทสามารถดงอากาศไดมากกวาจดท

เหมาะสม และเพมอปกรณสาหรบปรบอตราการไหลเพอใหสามารถปรบหาปรมาณอากาศทเหมาะสมได วธงาย ๆ ในการควบคมปรมาณอากาศในทอผสมทรงกระบอกคอการเจาะชองอากาศเขาดงรปท 5.4

แลวตดตงอปกรณปรบปรมาณอากาศทเปนปลอกสวมและมรเจาะขนาดเทากน สามารถหมนเพอเปดหรอปดชองอากาศเขาได พนทรวมของรเจาะควรใหญกวาพนทหนาตดของคอคอด

121

รปท 5.4 กลไกการปรบสดสวนอากาศโดยการเปด-ปดชองอากาศอยางงาย

อกวธในการปรบปรมาณอากาศคอการทาแผนปดดานหลงทมลกษณะคลายชตเตอรดงรป 5.5 ทสามารถหมนเลอนเพอปรบขนาดชองอากาศเขาได

รปท 5.5 กลไกการปรบสดสวนอากาศโดยการเปด-ปดชองอากาศดวยแผนหมนเลอน

หรออกลกษณะหนงคอตดตงจานทมเกลยวตดเขากบหวฉดสามารถหมนเกลยวเพอเปด -ปด ปรบปรมาณอากาศทเขาผสมได ดงรปท 5.6

รปท 5.6 กลไกการปรบสดสวนอากาศโดยการปรบแผนจานเขา-ออก



122

ทอผสม (Mixing tube) ในกรณทเปนทอผสมทรงกระบอก ควรมความยาวเพยงพอเพอใหสวนผสมของกาซอากาศเขากนไดด

โดยทวไปคาทแนะนาคอ 10 x dt (สบเทาของเสนผาศนยกลางคอคอด) เวนทร (Venturi) อกวธหนงในการสรางทอผสมเรยกวา “เวนทร” หรอ “ดฟฟวเซอร (Diffuser)” ดวยทอททามมเอยง

สอบเขาสคอคอดและบานออกจากคอคอดอกครง ดงรปท 5.7

รปท 5.7 ทอผสมแบบเวนทร

ปรมาณการไหลของอากาศสามารถปรบไดดวยการขนสกรของหวฉดเขาออกคอคอด หรอโดยการปรบระยะหางของคอคอดกบหวฉด

ในกรณทออกแบบเปนทอเวนทรจะสามารถลดขนาดของทอผสมลง เหลอเปนหกเทาของเสนผาศนยกลางคอคอด (6 x dt) ซงมกจะใชในกรณทตองการใชในพนทจากด

ชองเปลวไฟ (Burner ports) ขอดอยางหนงของหวเผากาซคอ สามารถจายความรอนใหกบจดทใชงานไดตรง ๆ ดวยการออกแบบท

เหมาะสม แตอยางไรกตามการออกแบบกอาจจะมปญหาบางอยางเกดขนเมอกาซเกดการเผาไหม โดยเฉพาะกาซชวมวล มความเปนไปไดทเปลวไฟจะวงยอนกลบเขาไปทอผสม หรอทเรยกวา เปลวไฟยอนกลบ (Lighting back) ดงรปท 5.8

รปท 5.8 ลกษณะการเกดเปลวไฟยอนกลบ



122

ทอผสม (Mixing tube) ในกรณทเปนทอผสมทรงกระบอก ควรมความยาวเพยงพอเพอใหสวนผสมของกาซอากาศเขากนไดด

โดยทวไปคาทแนะนาคอ 10 x dt (สบเทาของเสนผาศนยกลางคอคอด) เวนทร (Venturi) อกวธหนงในการสรางทอผสมเรยกวา “เวนทร” หรอ “ดฟฟวเซอร (Diffuser)” ดวยทอททามมเอยง

สอบเขาสคอคอดและบานออกจากคอคอดอกครง ดงรปท 5.7

รปท 5.7 ทอผสมแบบเวนทร

ปรมาณการไหลของอากาศสามารถปรบไดดวยการขนสกรของหวฉดเขาออกคอคอด หรอโดยการปรบระยะหางของคอคอดกบหวฉด

ในกรณทออกแบบเปนทอเวนทรจะสามารถลดขนาดของทอผสมลง เหลอเปนหกเทาของเสนผาศนยกลางคอคอด (6 x dt) ซงมกจะใชในกรณทตองการใชในพนทจากด

ชองเปลวไฟ (Burner ports) ขอดอยางหนงของหวเผากาซคอ สามารถจายความรอนใหกบจดทใชงานไดตรง ๆ ดวยการออกแบบท

เหมาะสม แตอยางไรกตามการออกแบบกอาจจะมปญหาบางอยางเกดขนเมอกาซเกดการเผาไหม โดยเฉพาะกาซชวมวล มความเปนไปไดทเปลวไฟจะวงยอนกลบเขาไปทอผสม หรอทเรยกวา เปลวไฟยอนกลบ (Lighting back) ดงรปท 5.8

รปท 5.8 ลกษณะการเกดเปลวไฟยอนกลบ

123

วธในการปองกนไมใหเกดการยอนกลบของเปลวไฟ คอ การเลอกขนาดชองเปลวไฟทเลกลง ใหความเรวของสารผสมทผานชองเปลวไฟเรวกวาความเรวเปลวไฟ (Flame speed) ความเรวเปลวไฟของกาซชวมวลขนอยกบองคประกอบของกาซ ซงโดยทวไปจะมคาประมาณ 0.3-0.4 m/s ซงใกลเคยงกบกาซมเทน โดยทวไปหวเผาสาหรบกาซธรรมชาตจะมชองเปลวไฟประมาณ 2.5 mm หรอถาวสดทใชทามความหนามากขนกสามารถเจาะชองเปลวไฟทใหญขนไดอก เนองจากความเรวเปลวไฟของกาซชวมวลคอนขางตา การเลอกใชชองเปลวไฟขนาด 5 mm ทความหนา 5 mm จะชวยลดปญหาการเกดเปลวไฟยอนกลบได

สวนปญหาทตรงกนขามกบเปลวไฟยอนกลบคอ เปลวไฟยก ซงคอสภาวะทฐานของเปลวไฟลอยออกจากชองเปลวไฟ ดงรป 5.9

รปท 5.9 ลกษณะของเปลวไฟยกตว

เปลวไฟยกตวออกจากชองเปลวไฟเปนเหตใหเกดการดบได เปลวไฟยกตวเกดขนเมอความเรวของสารผสมกาซกบอากาศทผานชองเปลวไฟสงกวาความเรวเปลวไฟ สารผสมของกาซชวมวลและอากาศมความเรวเปลวไฟประมาณ 0.3-0.5 m/s ดงนน พนทรวมของชองเปลวไฟจะตองมพนทมากพอทจะไมทาให ความเรวของสารผสมเรวกวาความเรวเปลวไฟ ความเรวเปลวไฟของเปลวไฟสวนหนา (Flame front) จะอยทประมาณ 50% ของความเรวตามทฤษฎเนองจากเปลวไฟสวนนยงไมไดรบการสนดาปกบอากาศทงหมดยงคงตองใชอากาศสวนทสอง (Secondary air) ชวย

ถงแมวาขนาดของชองเปลวไฟไดรบการออกแบบอยางถกตองตามรปแบบเฉพาะทตองการใชงานแลวกตาม การเปลยนแปลงเงอนไขการทางานกอาจจะทาใหเปลวไฟยกตวได การเปลยนแปลงของ Entrainment ratio ทเกดจากการปรบอากาศสวนแรก (Primary air) หรอการการอดตนของฝนททางเขาของอากาศกอาจเปนสาเหตใหความเรวของเปลวไฟทบรเวณเปลวไฟสวนหนา (Flame front) เปลยนแปลงได การเพมความดนกเปนอกสาเหตหนงททาใหอตราการไหลของสารผสม สงผลตอความเรวโดยตรง ซงเปนสาเหตของเปลวไฟยกตว ความเรวของสารผสม ( pV ) คานวณจากสมการท

mp

p

QV = 0.3m / s

A 5.13



โดย

m

Q 1+rQ =

3600หนวย m3/s และ AP เปนพนททงหมดของชองเปลวไฟ =

2 PP

dn

4

เมอ nP เปนจานวนรเปลวไฟ ซงมขนาดเสนผาศนยกลาง dP ซงมหนวยเปนเมตร ทอรวม (Burner manifold) การไหลของสารผสมกาซกบเชอเพลงทผานชองเปลวไฟนนจะตองมความสมาเสมอ ชองเปลวไฟแตละ

ชองควรขนาดเทากน ความดนตกครอมในทอสงกาซกควรจะเทา ๆ กน ดงนน วธการโดยทวไปทใชคอ การทาทอรวมทสมมาตรและมพนทหนาตดใหญกวาพนทรวมของชองเปลวไฟทงหมด ดงรปท 5.10

รปท 5.10 ทอรวมหวเผากาซ

สาหรบหวเผาแบบแถวยาว (Bar burner) ซงชองเปลวไฟเรยงเปนแถวยาวในทอทรงกระบอกหรอทอสเหลยม โดยทวไปจะใหปลายของทอผสมอยตรงกลางของหวเผาดงรป 5.11 อาจจะมแผนกนเพอใหรปแบบการไหลมความสมดลภายในทอรวม เพอใหเปลวไฟมความสมาเสมอขน

รปท 5.11 ชองเปลวไฟของหวเผาแบบแถวยาว

การออกแบบชองเปลวไฟ (Burner port design) พนทรวมของชองเปลวไฟถกจากดดวยความตองการปองกนการยกตวของเปลวไฟตามทไดกลาว

มาแลว ซงสามารถกาหนดโดยใชกาลงความรอนทออกจากหวเผาซงควรนอยกวา 900 W/cm2 (0.09 W/m2) ของพนทชองเปลวไฟ

ขนาดและตาแหนงของแตละชองหวเผาถกกาหนดโดยหลายปจจย เชน รปแบบความรอนทตองการ ขนาดภาชนะ หรอ ความตองการทใหไดรบอากาศสวนทสองอยางเพยงพอ



โดย

m

Q 1+rQ =

3600หนวย m3/s และ AP เปนพนททงหมดของชองเปลวไฟ =

2 PP

dn

4

เมอ nP เปนจานวนรเปลวไฟ ซงมขนาดเสนผาศนยกลาง dP ซงมหนวยเปนเมตร ทอรวม (Burner manifold) การไหลของสารผสมกาซกบเชอเพลงทผานชองเปลวไฟนนจะตองมความสมาเสมอ ชองเปลวไฟแตละ

ชองควรขนาดเทากน ความดนตกครอมในทอสงกาซกควรจะเทา ๆ กน ดงนน วธการโดยทวไปทใชคอ การทาทอรวมทสมมาตรและมพนทหนาตดใหญกวาพนทรวมของชองเปลวไฟทงหมด ดงรปท 5.10

รปท 5.10 ทอรวมหวเผากาซ

สาหรบหวเผาแบบแถวยาว (Bar burner) ซงชองเปลวไฟเรยงเปนแถวยาวในทอทรงกระบอกหรอทอสเหลยม โดยทวไปจะใหปลายของทอผสมอยตรงกลางของหวเผาดงรป 5.11 อาจจะมแผนกนเพอใหรปแบบการไหลมความสมดลภายในทอรวม เพอใหเปลวไฟมความสมาเสมอขน

รปท 5.11 ชองเปลวไฟของหวเผาแบบแถวยาว

การออกแบบชองเปลวไฟ (Burner port design) พนทรวมของชองเปลวไฟถกจากดดวยความตองการปองกนการยกตวของเปลวไฟตามทไดกลาว

มาแลว ซงสามารถกาหนดโดยใชกาลงความรอนทออกจากหวเผาซงควรนอยกวา 900 W/cm2 (0.09 W/m2) ของพนทชองเปลวไฟ

ขนาดและตาแหนงของแตละชองหวเผาถกกาหนดโดยหลายปจจย เชน รปแบบความรอนทตองการ ขนาดภาชนะ หรอ ความตองการทใหไดรบอากาศสวนทสองอยางเพยงพอ

125

เตาหงตมในครวเรอน ซงใชในการประกอบอาหารเปนหลก ปกตจะมชองเปลวไฟเรยงเปนวงกลม ซงเหมาะกบภาชนะซงมกนเปนวงกลม ขนาดของวงกลมขนอยกบขนาดโดยเฉลยของภาชนะทใช สวนหมอตมนารอนจะใชหวเผาแบบแถวยาวหวเดยวหรอหลายหว วางอยใตหมอตมแบบสเหลยม

การจดเตาโดยทวไปจะจดจดเดยวแลวเปลวไฟกจะลามไปจนทวหวเผา สาหรบกาซชวมวลชองวางระหวางแตละชองเปลวไฟควรหางกนประมาณ 5 มลลเมตร เพอใหแนใจวาเปลวไฟสามารถลามทวถงกนไดทงหมด

การจายอากาศสวนทสอง (Secondary air supply) รปแบบการกระจายของชองเปลวไฟ ควรปลอยใหอากาศสวนทสองเขาถงแตละชองโดยไมมการกด

ขวาง ดงรปดานขวามอของรปท 5.12

รปท 5.12 การจดเรยงตาแหนงชองเปลวไฟ

รปแบบดานซายมอเปนตวอยางทไมดของการจดวางชองเปลวไฟ ซงเปลวไฟทอยชองตรงกลางจะสงกวารอบ ๆ เนองจากอากาศสวนทสองไมสามารถเขาถงได สวนรปแบบดานขวาอากาศสวนทสองสามารถเขาถงแตละชองไดอยางทวถง

เสถยรภาพของเปลวไฟ (Flame stabilisation) มอกหลายวธทชวยลดปญหาการยกตวของเปลวไฟได การเพมการจายอากาศสวนทสองเขาสเปลวไฟ

ทาไดโดยการยกชองเปลวไฟขน หรอแมกระทงการวางเอยง ดงรปท 5.13 จะทาใหอากาศสวนทสองเขาสเปลวไฟไดดขน

รปท 5.13 รปแบบการออกแบบชองเปลวไฟเพอลดปญหาเปลวไฟยกตว



126

อกวธคอการใชเปลวไฟลอมรอบ (Retention flame) โดยใหเปลวไฟเลก ๆ ลอมรอบเปลวไฟหลก เพอประคองไมใหเปลวไฟหลกยกตวออก ความเรวของสารผสมทเขาสเปลวไฟเลกรอบๆ ชองเปลวไฟหลกมกจะชากวา ซงลดความเรวโดยใชปลอยใหไหลผานชองแคบๆ ดงรปท 5.14


วธทสามคอ ทาใหการไหลเกดการหมนวนบรเวณชองเปลวไฟ ดงรปท 5.15 ซงจะทาใหเปลวไฟมความเสถยรมากขน ในทนอาจจะตดแผนกนใหเกดการปะทะและเกดการหมนวน

รปท 5.15 รปแบบการออกแบบชองเปลวไฟใหเกดการหมนวน ตวอยางการค านวณออกแบบหวเผา โดยทวไปหวเผาทใชในครวเรอนจะมขนาดตงแต 1.2 – 5.5 kW สวนหวเผาอตสาหกรรมจะมขนาด

5.5 – 17 kW ในทนจะแสดงตวอยางการคานวณออกแบบหวเผาในครวเรอน ซงสามารถนาไปประยกตใชในการออกแบบหวเผาทกขนาดตามตองการได

127

ตวอยาง ตองการออกแบบหวเผาสาหรบเตาหงตมขนาด 1.5 kW ทใชกาซชวมวลเปนเชอเพลง โดยพจารณาวา

เตามประสทธภาพ 55% ซงคานวณเปนความรอนทใหออกมาได 1.5/0.55=2.72 kW หรอ 9.8 MJ/h กาหนดใหกาซชวมวลมคาความรอน 5 MJ/m3 ดงนน อตราการไหลของกาซทตองการคอ 9.8/5 = 1.96 m3/h

ใชหวฉดทออกแบบมาอยางเหมาะสม ซงใหคา Cd = 0.9 และ ความดนของกาซทจายเขาหวฉด = 10 mbar ขนาดของหวฉดคอ

o do

pQ=0.0467A C

s

จาก 2

00

dA =

4ดงนน

40

d

Q sd =

0.036C p =

4

1.96 1=4.37mm

0.036 0.9 10

ความเรวของกาซทผานออรฟซเทากบ

0 -3 -3

0

Q 1.96v = = =99.44m / s

3.6x10 A 3.6x10 x6.57

อตราสวนอากาศสาหรบการไหมทสมบรณทางทฤษฎ (A/F ratiostoich) สาหรบกาซชวมวลจะม

คาประมาณ 0.9-1.2 ขนอยกบองคประกอบกาซ ในทนเลอกคาออกแบบเปน 1 ดงนนคา Entrainment ratio, r จะมคาเทากบ 1/2 = 0.5 (50% ของอากาศทตองการตามทฤษฎเพอผสมกบกาซกอนการเผาไหม)

ใช Prigg’s formula

t

0

dr = s -1

d

ดงนน

t 0

rd = +1 d

s =

0.5+1 4.37=6.56mm

1



128

แตอยางไรกตาม ควรออกแบบใหคอคอดมขนาดใหญกวาคาทเหมาะสมแลวคอยปรบอตราการไหล

ของอากาศ ใหเหมาะสมทหลงได ในทนกาหนดใหคอคอดมขนาด 10 mm ซงจะทาใหคา

10r = 1 -1

4.37 =

1.29 ซงมคาใกลเคยงกบคาทางสวนผสมทเผาไหมไดสมบรณตามทฤษฎ ขนาดพนทของคอคอดจะเทากบ 78 mm2 ขนาดชองทางเขาของอากาศจะมพนทเทากบพนทของคอคอดคอ 78 mm2 ความดนของกาซในคอ

คอดคานวณไดดงน

42

0

t

t0

0

v d1-

2g dP =P -

425 99.44 4.37

=10 -1 1-2x9.8 10

5=10 -485.6Pa

อตราการไหลของสารผสมทสวนผสมทเหมาะสม เทากบ

-4 3

m

Q 1+r 1.96 1+0.5Q = = =8.17x10 m / s

3600 3600

ความดนตกครอมในทอผสมซงยาวไมนอยกวา 100 mm (10 x dt) สามารถคานวณไดดงน

Re= 4ρπμ

Qmdt

= 4×1×8.17 x 10-4

π×1.88×10-5×0.01 = 5536

Re > 2000 ดงนน f = 0.316Re1/4 =

0.31655361/4 = 0.03663 และ

∆P= f2ρvt

2 Lmdt

= f2ρ 16Qm

2

π2dt5 Lm

129

-4

2 5

0.03663 8.17x10= x1x x0.1=1517Pa

2 x0.01

พบวาความดนตกครอม 1517 Pa มคาสงกวาแรงดนขบ 10 mbar (1000 Pa) ไมสามารถใชงานได

จรง ดงนนควรพจารณาเพมขนาดคอคอดเปน 15 mm และยอนกลบไปคานวณตาง ๆ ใหมจะไดคาตาง ๆ ดงน Entrainment ratio, r = 2.43 พนทคอคอดและชองทางเขาอากาศ = 176.6 mm2 ความดนของกาซในคอคอด = 105 - 500.36 Pa อตราการไหลของสารผสม = 18.67 x 10-4 m3/s คาเรยโนลดนมเบอร = 3690 คาสมประสทธความเสยทาน, f = 0.040544 ความดนตกครอม = 22.66 Pa (ตากวาแรงดนขบกาซ จงใชได)

คานวณพนทชองเปลวไฟรวม ไดดงน

-2m

p

4

m

p

Q Q 18.64x10> > > >0.006213m

v 0.3 0.3A

เลอกใชรเปลวไฟขนาด 5 mm จะไดจานวนรทงหมด

p

p 2 2

p

4A 4x0.006213n = = =317

d x0.005 ร

หากใช Flame stabilization จะสามารถลดชองเปลวไฟได 1 ใน 5 ดงนน ชองเปลวไฟจานวน 64 ร

เพยงพอตอการใชงาน เตาทออกแบบจะมรขนาด 5 mm จานวน 64 ร (พนทรวมของชองเปลวไฟทงหมด = 1.256 x 10-3

m2 ทามม 45 องศากบแนวตง ซงจะชวยใหเปลวไฟเสถยรขน การใชชองเปลวไฟใหญขนจะชวยใหเปลวไฟมความเสถยรขนไดเชนกน จดตาแหนงชองเปลวไฟเปนวงกลมหางกนชองละ 5 mm คดเปนความยาวเสนรอบวงทงหมดได 64 x (5+5) = 640 mm จะไดเสนผาศนยกลางของเสนรอบวง 204 mm หรอ 20 เซนตเมตร ซงถอวาคอนขางใหญมาก เมอเทยบกบขนาดภาชนะหงตมทวไปในครวเรอน ดงนน สามารถจดเรยงใหมเปน 2 ชนวางสลบฟนปลา โดยแถวใน 32 ร จะคานวณเสนผาศนยกลางของหวเผาได 102 mm และแถวดานนอกวางสลบฟนปลากบแถวดานในโดยใหระยะของแตชองหางจากชองเปลวไฟแถวใน 5 mm

ในขนตอนสดทายของการออกแบบจะตองมการปรบการออกแบบอกครงโดยการสรางหวเผาตนแบบเพอทดสอบและปรบหาจดทเหมาะสมกอนการใชงาน



130

นอกจากการออกแบบหวเผาใหมขางตนแลว การดดแปลงหวเผาทมอยเดมใหใชกบกาซชวมวลได กใชวธการคานวณเชนเดยวกบทกลาวมาแลวขางตน

5.3 ตวอยางหวเผากาซชวมวลชนดตาง ๆ และการประยกตใชงาน

หวเผาตวอยางทมการออกแบบและตดตงใชสาธตทศนยฝกอบรมปฏบตการดานการจดการพลงงาน (Mini Plant) ม 6 ชนด ดงน

- หวเผาแบบดงอากาศมาผสม (Air induced burner) - หวเผาทใชในครวเรอน (Household burner) - หวเผา KB5 - หวเผาอตโนมต (Automatic burner) - หวเผาความดนตา (Low pressure burner) - หวเผาทสามารถใชกาซชวมวลรวมกบนามนดเซล (Dual fuel burner) 5.3.1 หวเผาแบบดงอากาศมาผสม (Air induced burner)

หวเผาแบบดงอากาศมาผสม (Air induced burner) ดงรปท 5.16 เปนหวเผาแรงดนสงทใชในงานอตสาหกรรมทวไป สวนประกอบของหวเผาแบบดงอากาศมาผสม (Air induced burner) มสองสวน คอ ชดผสมกาซกบอากาศประกอบดวยหวฉดกาซทาจากทองเหลอง ตวปรบอากาศเขาสหองผสมทาจากสแตนเลส และชดหวเผาประกอบดวยใบพดทาจากสแตนเลส แผนสแตนเลสเจาะร หวเผาลกษณะนเปนหวเผาอตสาหกรรม เชน หวเผาเซรามก ตอบตาง ๆ เปนตน

รปท 5.16 หวเผาแบบดงอากาศมาผสม (Air induced burner)

131

5.3.2 หวเผาทใชในครวเรอน (Household burner) หวเผาทใชในครวเรอน (Household burner) เปนหวเตาแกสทใชกนทวไปตามครวเรอนหวเผาเดมม

การผสมอากาศกบกาซและจดไฟกอนเขาหวเผา สาหรบการใชกบกาซชวมวลไดดดแปลงทางเขากาซ วาลวควบคมปรมาณกาซและตวจดไฟ โดยไมใหมอากาศเขามาผสมกบกาซกอนเขาหวเผา สวนตวจดไฟกใชวธการจดบรเวณหวเผาดานบนแทนดงรปท 5.17-5.18

รปท 5.17 การดดแปลงทางเขากาซหวทใชในครวเรอน (Household burner)

รปท 5.18 การดดแปลงวาลวเปด-ปด และตวจดไฟหวทใชในครวเรอน (Household burner)



5.3.3 หวเผา KB5 เตาแกสแรงดนสง KB5 ทใชทวไปตามรานอาหาร ใหไฟแรงและกระจายความรอนไดทว สามารถ

ดดแปลงจากของเดมไดโดย ขยายขนาดชองเปลวไฟและเพมจานวนรของชองเปลวไฟ เพอเพมกาลงความรอน เพมชดผสมกาซกบอากาศใหมโดยใชหลกการเดยวกบหวเผาแบบดงอากาศมาผสม (Air induced burner) ดงรปท 5.19

รปท 5.19 หวเผา KB5 ทใชสาหรบการทดสอบ

5.3.4 หวเผาอตโนมต (Automatic burner) หวเผาอตโนมต (Automatic burner) ดงรปท 5.20 เปนหวเผาทสามารถ ทางาน/หยดทางาน โดย

อตโนมต ใชในอตสาหกรรมทตองการควบคมอณหภมในชวงหนง ๆ สวนประกอบของหวเผาอตโนมต ไดแก หวเผาทาจากสแตนเลส, โบลเวอร (Blower), วาลวปกผเสอ, Solenoid valve, อปกรณจดไฟ และตควบคมการทางานของหวเผา

รปท 5.20 หวเผาอตโนมต (Automatic burner)

133

5.3.5 หวเผาความดนต า (Low pressure burner) หวเผาความดนตา (Low pressure burner) ด งรปท 5.21 เปนหว เผาแรงดนต าท ใช ในงาน

อตสาหกรรมทวไป หวเผาหวเผาความดนตามสวนประกอบ 2 สวน คอ สวนแรกเปนชดผสมกาซกบอากาศหลกการออกแบบเหมอนกบหวเผาแบบดงอากาศมาผสม (Air induced burner) และสวนทสองชดหวเผา

รปท 5.21 สวนประกอบหวเผาความดนตา (Low pressure burner)

5.3.6 หวเผาเชอเพลงรวมกบน ามนดเซล (Dual fuel burner) เปนหวเผาทสามารถใชกาซชวมวลรวมกบนามนดเซล (Dual fuel burner) ซงดดแปลงมาจากหวเผา

นามนดเซล โดยมการเพมทางเขากาซบรเวณหวเผากอนการเผาไหมและไดเพม Gas solenoid valve เพอควบคมการเปดกาซเมอหวเผามการทางานเทานนและปดกาซเมอไมมการทางานของหวเผา ดงรปท 5.22

รปท 5.22 หวเผาทสามารถใชกาซจากกระบวนการผลตรวมกบนามนดเซล (Dual fuel burner)

ชดผสมกาซกบอากาศ ชดหวเผา



134

บรรณานกรม Fulford, D. (1996), Biogas Stove Design A short course, Used in MSc Course on “Renewable Energy

and the Environment” at the University of Reading, UK for an Advanced Biomass Module.



134

บรรณานกรม Fulford, D. (1996), Biogas Stove Design A short course, Used in MSc Course on “Renewable Energy

and the Environment” at the University of Reading, UK for an Advanced Biomass Module.

บทท 6 เศรษฐศาสตรของระบบแกสซฟเคชนจากชวมวล

ความส าเรจของการพฒนาโครงการผลตพลงงานในเชงพาณชย จะเกดขนไดกตอเมอการลงทนพฒนา

โครงการนน มผลตอบแทนตอการลงทนในอตราทสงเพยงพอทจะสรางแรงจงใจแกนกลงทน ตลอดจนสรางความเชอมนแกสถาบนการเงนในการใหการสนบสนนดานสนเชอ ดงนน ในขนตอนนจงจะเปนการน าประเดนส าคญตางๆ ในดานการเงนและการลงทนมาสรปเบองตนอยางงาย ๆ ไวเพอใหนกลงทนทไมใชผเชยวชาญดานการเงนไดทราบและน ามาพจารณาประกอบการตดสนใจลงทน 6.1 การวเคราะหผลตอบแทนการลงทน

โดยทวไปผลตอบแทนการลงทนม 2 รปแบบ คอ ผลตอบแทนทางเศรษฐศาสตร และผลตอบแทนทางการเงน ซงโดยทวไปภาคเอกชนจะใชเกณฑผลการตอบแทนดานการเงนเปนหลกในการตดสนใจลงทน เนองจากเปนการประกอบธรกจเชงพาณชย สวนภาครฐจะใชทงผลตอบแทนทางเศรษฐศาสตรและการเงนประกอบกน เนองจากบางโครงการทรฐลงทน ผลตอบแทนทางการเงนอาจไมสงในระดบจงใจ แตผลตอบแทนทางเศรษฐศาสตรของโครงการทน าเอาผลประโยชนทางออมทมใชเปนเมดเงนโดยตรงมาประเมนรวมดวย จะท าใหโครงการนนมความคมคาตอการลงทนตามพนธกจของภาครฐทมใชเชงพาณชย โดยทผลงทนพฒนาอาจเปนไปไดทงภาคเอกชนทมงหวงผลประโยชนเชงพาณชย และภาครฐหรอหนวยงานทไมแสวงหาผลก าไร ดงนน จงจะน าเสนอทง 2 รปแบบ เพอใหเหนภาพทงหมด

การวเคราะหดานการเงนและการลงทนของโครงการผลตพลงงานไฟฟาหรอความรอนจากชวมวล ท าไดโดยการวเคราะหหาผลตอบแทนดานการเงนและเศรษฐศาสตร โดยการวเคราะหตนทนผลได (Cost-Benefit Analysis) เพอท าการเปรยบเทยบผลประโยชนทเกดจากการผลตไฟฟาหรอความรอนจากชวมวลกบตนทนของเงนลงทนทน าไปใชในการตดตงระบบน การศกษาและประเมนผลตอบแทนทางการเงนและการลงทน มพารามเตอรหลกทนยมใชในการประเมนความเหมาะสมของโครงการดานการลงทน ดงน

6.1.1 มลคาปจจบนสทธ (Net Present Value, NPV) มลคาปจจบนสทธของโครงการ คอ มลคาปจจบนของกระแสเงนสดของโครงการ ซงสามารถ

ค านวณไดจากการท าสวนลดกระแสผลตอบแทนสทธตลอดอายโครงการใหเปนมลคาปจจบน ซงการวเคราะหมลคาปจจบนสทธคอ หากคามลคาปจจบนสทธ ≥0 แสดงวาเปนโครงการทสมควรจะด าเนนการ เนองจากมผลการตอบแทนเมอเปรยบเทยบกบ ณ ปจจบนมากกวาคาใชจายแตในทางตรงกนขาม หากมลคาปจจบนสทธมคานอยกวาศนย แสดงวาเปนโครงการทไมนาลงทน เนองจากมผลตอบแทนเมอเทยบกบ ณ ปจจบน นอยกวาคาใชจาย

TIC

iNCFNPV

N

nnn

1 1 (บาท) 6.1



เมอ TIC คอ เงนลงทนทงหมด (บาท) NCFn คอ กระแสเงนสดสทธในปท n (บาท/ป) i คอ อตราสวนลด (Discount rate) n คอ อายการใชงาน (ป)

ตวอยางท 6.1 โครงการผลตความรอนดวยระบบแกสซฟเคชนขนาดเลกขนาดเลกแหงหนง ใชเงนลงทนครงแรก 100,000 บาท โดยคาดวาจะไดรบกระแสเงนสดสทธ (NCF) จากการด าเนนงานในแตละปดงน

ปท 0 -100,000 บาท 1 50,000 บาท 2 40,000 บาท 3 30,000 บาท 4 10,000 บาท ถาบรษทมอตราผลตอบแทนขนต าทตองการเทากบ 10% สามารถค านวณหาคาปจจบนสทธ

(NPV) ไดดงน ปท NCF i,10% PVNCF 1 50,000 0.9091 45,455 2 40,000 0.8264 33,056 3 30,000 0.7513 22,539 4 10,000 0.6830 6,830 ผลรวม PVNCF 107,880 หก เงนลงทน (I) 100,000 NPV 7,880 ดงนน ควรลงทนในโครงการน เนองจากโครงการนใหผลตอบแทนมากกวา 10 % ซงสงเกตได

จาก NPV>0

6.1.2 อตราผลตอบแทนของโครงการ (Internal Rate of Return, IRR) อตราผลตอบแทนของโครงการ คอ อตราดอกเบยเงนกทท าใหคา NPV มคาเทากบศนย ซงหาก

วาอตราดอกเบยเงนก ณ สถานการณปจจบนสงกวาคาอตราผลตอบแทนของโครงการทค านวณได กไมสมควรทจะลงทนโครงการดงกลาว ในทางตรงกนขาม หากอตราดอกเบยเงนก ณ สถานการณปจจบนยงต ากวาคาอตราผลตอบแทนของโครงการทค านวณไดมากเทาไร กแสดงวาเปนโครงการทใหผลตอบแทนมากขนตามล าดบ

0

*11

TICi

NCFNPVN

nn

n 6.2

137

เมอ i* คอ อตราผลตอบแทนภายใน IRR ( %) TIC คอ เงนลงทนทงหมด (บาท)

NCFn คอ กระแสเงนสดสทธในปท n (บาท/ป) n คอ อายการใชงาน (ป)

ตวอยางท 6.2 จากตวอยางทผานมา ถาบรษทมอตราผลตอบแทนขนต าทตองการเทากบ 10% สามารถค านวณหาอตราผลตอบแทนจากโครงการ (IRR) ไดดงน

ปท NCF PVIF,14% PVNCF 1 50,000 0.8772 43,860 2 40,000 0.7695 30,780 3 30,000 0.6750 20,250 4 10,000 0.5921 5,921 ผลรวม PVNCF,14% 100,811 ผลรวม PVNCF,15% 99,167 อตราผลตอบแทนจากโครงการ (IRR) อยระหวาง 14 – 15 % ดงนน การลงทนในโครงการนมความนาสนใจ เนองจากโครงการนใหผลตอบแทนมากกวา อตรา

ผลตอบแทนขนต าทตองการ (i*>i)

6.1.3 ระยะเวลาการคนทน (Payback Period) คอ ระยะเวลาทรายไดหลงจากหกคาใชจายในการด าเนนการสามารถน าไปช าระเงนทใชลงทนใน

การพฒนาโครงการไดครบถวน โดยสวนใหญใชนบเปนจ านวนป โครงการทมระยะเวลาคนทนสนจะเปนโครงการทดกวาโครงการทมระยะคนทนยาว โดยทฤษฎ ระยะเวลาคนทนจะตองไมนานกวาอายการใชงานของโครงการ แตในภาคปฏบต ระยะเวลาคนทนของโครงการขนาดใหญจะยอมรบกนท 7-10 ป

NCFTICperiodPayback (ป) 6.3

เมอ TIC คอ เงนลงทนทงหมด (บาท)

NCF คอ ผลตอบแทนสทธตอป (บาท/ป) ตวอยางการค านวณ ตวอยางท 6.3 โครงการผลตไฟฟาดวยระบบแกสซฟเคชนแหงหนง ใชเงนลงทนครงแรก

7,000,000 บาท โดยคาดวาจะไดรบกระแสเงนสดสทธจากการด าเนนงานปละ 1,000,000 บาท เปนเวลา 15 ป จงหาระยะเวลาคนทน



PB = 7,000,000 = 7 ป 1,000,000

6.1.4 ผลประโยชนตอเงนลงทน (Benefit-Cost Ratio, B/C) ผลประโยชนตอเงนลงทน คอ อตราสวนระหวางมลคาปจจบนของกระแสผลตอบแทน หรอมลคา

ผลตอบแทนของโครงการเทยบกบมลคาปจจบนของกระแสตนทนหรอตนทนรวมของโครงการ ไดแก คาระบบแกสซฟเคชน คาเชอเพลง คาทดน คาตดตง คาด าเนนการ คาซอมบ ารง ถาอตราสวนทไดมากกวา 1 แสดงวาควรตดสนใจเลอกโครงการนน แตถาอตราสวนทไดนอยกวา 1 แสดงวาโครงการนน ไมนาสนใจลงทน แตถาเทากบ 1 แสดงวาโครงการคมทน

6.1.5 ตนทนพลงงานตอหนวย (Cost of Energy)

การพจารณาความคมคาทางเศรษฐศาสตรทส าคญอกตวชวดหนง คอ การวเคราะหตนทนตอหนวยในการผลตไฟฟาหรอความรอนซงวเคราะหจากตนทนการผลตตลอดอายโครงการ ส าหรบโครงการผลตไฟฟาจากชวมวล ตนทนเรมตนในการตดตงเครองจกรผลตไฟฟารวมทงตนทนคาใชจายทเกดขนรายปตลอดอายโครงการทท าการผลตไฟฟาแลวค านวณหาคาใชจายตอปทเทากน (Equivalent annual costs, EAC) ซงไดค านงถงการปรบคาของเวลา และการเลอกคาเสยโอกาสของทนทเหมาะสมเขาไวดวยแลวและค านวณหาตนทนตอหนวยโดยหารดวยปรมาณไฟฟาทผลตไดตอป

ผลการวเคราะหตนทนตอหนวยสามารถใชประโยชนในการพจารณาเปรยบเทยบกบราคาไฟฟาทการไฟฟาสวนภมภาครบซอ ซงจะเปนเกณฑการพจารณาความเหมาะสมในการเลอกขนาดโรงไฟฟา และมการวเคราะหผลกรณทปจจยดานอตราดอกเบยเปลยนแปลง (Sensitivity Analysis)

6.1.6 งบกระแสเงนสด (Cash Flow)

เปนการวเคราะหเปรยบเทยบคาใชจายและรายไดทเกดขนในแตละปในชวงอายทโครงการยงกอใหเกดรายไดวา รายไดทไดรบจะเพยงพอตอคาใชจายท เกดขนในปนน ๆ หรอไม ทงน เพอใหนกลงทนไดตระหนกและหาทางแกไขลวงหนาเพอมใหเกดสถานการณเงนขาดมอในชวงใดชวงหนง ซงจะสงผลใหโครงการสะดด ซงในกรณการกเงน สถานบนการเงนจะใหความส าคญกบงบกระแสเงนสดมาก

สตรทเกยวของกบการค านวณตนทนและมลคาเงน

มลคาปจจบน Present Value FV n = PV (1 + i ) n

PV = FV n (1 + i )n



PB = 7,000,000 = 7 ป 1,000,000

6.1.4 ผลประโยชนตอเงนลงทน (Benefit-Cost Ratio, B/C) ผลประโยชนตอเงนลงทน คอ อตราสวนระหวางมลคาปจจบนของกระแสผลตอบแทน หรอมลคา

ผลตอบแทนของโครงการเทยบกบมลคาปจจบนของกระแสตนทนหรอตนทนรวมของโครงการ ไดแก คาระบบแกสซฟเคชน คาเชอเพลง คาทดน คาตดตง คาด าเนนการ คาซอมบ ารง ถาอตราสวนทไดมากกวา 1 แสดงวาควรตดสนใจเลอกโครงการนน แตถาอตราสวนทไดนอยกวา 1 แสดงวาโครงการนน ไมนาสนใจลงทน แตถาเทากบ 1 แสดงวาโครงการคมทน

6.1.5 ตนทนพลงงานตอหนวย (Cost of Energy)

การพจารณาความคมคาทางเศรษฐศาสตรทส าคญอกตวชวดหนง คอ การวเคราะหตนทนตอหนวยในการผลตไฟฟาหรอความรอนซงวเคราะหจากตนทนการผลตตลอดอายโครงการ ส าหรบโครงการผลตไฟฟาจากชวมวล ตนทนเรมตนในการตดตงเครองจกรผลตไฟฟารวมทงตนทนคาใชจายทเกดขนรายปตลอดอายโครงการทท าการผลตไฟฟาแลวค านวณหาคาใชจายตอปทเทากน (Equivalent annual costs, EAC) ซงไดค านงถงการปรบคาของเวลา และการเลอกคาเสยโอกาสของทนทเหมาะสมเขาไวดวยแลวและค านวณหาตนทนตอหนวยโดยหารดวยปรมาณไฟฟาทผลตไดตอป

ผลการวเคราะหตนทนตอหนวยสามารถใชประโยชนในการพจารณาเปรยบเทยบกบราคาไฟฟาทการไฟฟาสวนภมภาครบซอ ซงจะเปนเกณฑการพจารณาความเหมาะสมในการเลอกขนาดโรงไฟฟา และมการวเคราะหผลกรณทปจจยดานอตราดอกเบยเปลยนแปลง (Sensitivity Analysis)

6.1.6 งบกระแสเงนสด (Cash Flow)

เปนการวเคราะหเปรยบเทยบคาใชจายและรายไดทเกดขนในแตละปในชวงอายทโครงการยงกอใหเกดรายไดวา รายไดทไดรบจะเพยงพอตอคาใชจายท เกดขนในปนน ๆ หรอไม ทงน เพอใหนกลงทนไดตระหนกและหาทางแกไขลวงหนาเพอมใหเกดสถานการณเงนขาดมอในชวงใดชวงหนง ซงจะสงผลใหโครงการสะดด ซงในกรณการกเงน สถานบนการเงนจะใหความส าคญกบงบกระแสเงนสดมาก

สตรทเกยวของกบการค านวณตนทนและมลคาเงน

มลคาปจจบน Present Value FV n = PV (1 + i ) n

PV = FV n (1 + i )n

139

เมอ FVn คอ มลคาในอนาคต, บาท

PV คอ มลคาในปจจบน, บาท n คอ ปทคดมลคาเงนในอนาคต, ป i คอ อตราดอกเบย

ตวอยาง คาปจจบนของเงน 110 บาท ทจะไดรบใน 1 ปขางหนา ถาอตราดอกเบยเปน 10%

PV = 110 = 100 บาท (1 + 0.10)1

การวเคราะหคาใชจายรายป สามารถค านวณไดจากการแปลงมลคาเงนลงทนในปจจบนใหเปนมลคา

การลงทนตอป ตลอดอายการใชงานของระบบแกสซฟเคชน โดยใช Capital–recovery factor, ( )ap

ซงมสมการ

ดงน

(1 )(1 ) 1

n

na i ip i

6.4

เมอ i คออตราดอกเบยตอป, %

n คออายการใชงานของระบบ, ป

ไดมลคาเงนลงทนในแตละป ( )pC ดงน

p waC Pp

6.5

เมอ Pw คอ มลคาเงนลงทนสรางระบบในปจจบน, บาท ตวอยางท 6.4

ระบบแกสซฟเคชน ก. ใชเงนลงทนในปจจบน 600,000 บาท ทอตราดอกเบย 8% โดยมอายการท างานของระบบ 15 ป สามารถหาตนทนรายปไดดงน



จาก (1 )(1 ) 1

n

na i ip i

=

0.08(1+0.08)15

(1+0.08)15-1 = 0.11683

ดงนนสามารถค านวณหาตนทนรายปไดจาก p waC Pp

= 600,000 x 0.11683 = 70,097.73 บาท

ในการเปลยนมลคาซากของระบบ เปนมลคาตอปตลอดอายการใชงานของของระบบ สามารถค านวณ

ไดโดยใช Sinking–fund factor, ( )af

(1 ) 1na if i

6.6

จะไดมลคาซากของระบบในแตละป ( )sC คอ

saC Sf

6.7

เมอ S คอ มลคาซากของระบบเมอหมดอายการใชงาน, บาท ค านวณตนทนคาใชจายรายปทงหมด ( )TC ดงน

T p m e sC C C C C 6.8

เมอ mC คอ คาบ ารงรกษาระบบตอป, บาท eC คอ มลคาพลงงานทใชตอป, บาท

6.2 ปจจยทส าคญทมผลตอการวเคราะหความเหมาะสมการลงทนทถกตอง มดงน

รายจาย (Cost) ประกอบดวย ตนทนการลงทนและคาใชจายในการด าเนนการ ตนทน ไดแก เงนทใชลงทนในการพฒนาโครงการ เชน การซอทดน ระบบผลตกาซชวมวล

ฯลฯ ตลอดจนคาตดตง ด าเนนการทดสอบ การด าเนนการพฒนาโครงการ คาใชจาย ไดแก คาด าเนนการในการเดนระบบหลงจากการพฒนาโครงการแลวเสรจ เชน

คาเชอเพลง คาจางพนกงาน คาซอมแซม ดอกเบยเงนก คาใชจายอน ๆ ภาษ ฯลฯ แตละ



จาก (1 )(1 ) 1

n

na i ip i

=

0.08(1+0.08)15

(1+0.08)15-1 = 0.11683

ดงนนสามารถค านวณหาตนทนรายปไดจาก p waC Pp

= 600,000 x 0.11683 = 70,097.73 บาท

ในการเปลยนมลคาซากของระบบ เปนมลคาตอปตลอดอายการใชงานของของระบบ สามารถค านวณ

ไดโดยใช Sinking–fund factor, ( )af

(1 ) 1na if i

6.6

จะไดมลคาซากของระบบในแตละป ( )sC คอ

saC Sf

6.7

เมอ S คอ มลคาซากของระบบเมอหมดอายการใชงาน, บาท ค านวณตนทนคาใชจายรายปทงหมด ( )TC ดงน

T p m e sC C C C C 6.8

เมอ mC คอ คาบ ารงรกษาระบบตอป, บาท eC คอ มลคาพลงงานทใชตอป, บาท

6.2 ปจจยทส าคญทมผลตอการวเคราะหความเหมาะสมการลงทนทถกตอง มดงน

รายจาย (Cost) ประกอบดวย ตนทนการลงทนและคาใชจายในการด าเนนการ ตนทน ไดแก เงนทใชลงทนในการพฒนาโครงการ เชน การซอทดน ระบบผลตกาซชวมวล

ฯลฯ ตลอดจนคาตดตง ด าเนนการทดสอบ การด าเนนการพฒนาโครงการ คาใชจาย ไดแก คาด าเนนการในการเดนระบบหลงจากการพฒนาโครงการแลวเสรจ เชน

คาเชอเพลง คาจางพนกงาน คาซอมแซม ดอกเบยเงนก คาใชจายอน ๆ ภาษ ฯลฯ แตละ

141

เทคโนโลยจะมคาใชจายเหลานไมเหมอนกน ขนอยกบเทคโนโลยและขนาดของระบบ และมาตรการสงเสรมการลงทนของรฐ

ประโยชนหรอรายรบ (Benefit) รายรบทไดจากโครงการ แยกเปน 2 รปแบบ คอ ประโยชนโดยตรงทางการเงน อนไดแก รายไดจากการขายพลงงานในกรณทขายใหแกภายนอก หรอการลดคาใชจายพลงงานทใชอยเดม การขายวสดทเหลอจากการผลตพลงงาน รายไดจาก CDM กบประโยชนทางออมทมใชเปนเมดเงนโดยตรงแตสามารถประเมนเปนรปเงนได เชน การลดการก าจดผลกระทบตอสงแวดลอม ฯลฯ ซงในการประเมนผลตอบแทนทางเศรษฐศาสตร จะใชประโยชนทเกดจากทงทางตรงและทางออม ผประกอบการจะตองหาขอมลใหถกตองและถถวนถงราคาพลงงานทจะขายไดหรอสามารถทดแทนไดตลอดจนมาตรการสนบสนนของรฐทมผลตอรายรบในดานราคาของพลงงานทขาย เชน Feed in tariff ระยะเวลาทใหการสนบสนน เพอน ามาใชประเมนผลตอบแทนโครงการ

ขอเสนอแนะ ขอมลขางตนเปนการใหความร พนฐานเบองตนแกผประกอบการ เพอความเขาใจและน าไปใชประกอบการพจารณาประเมนผลเบองตน แตแนะน าวาหากจะไดผลอยางสมบรณ ทใหความเชอมนอยางแทจรงแกผประกอบการและสถาบนการเงนควรใหผเชยวชาญดานการเงนเปนผด าเนนการวเคราะห

6.3 ตวอยางการวเคราะหความคมคาทางเศรษฐศาสตรดานการใชงานกบเครองยนต

ในตวอยางการวเคราะหขอมลทางเศรษฐศาสตรดานการใชกาซชวมวลเปนเชอเพลงในเครองยนตน จะท าการเปรยบเทยบกบการใชเชอเพลง 2 ชนดคอ น ามนดเซล และกาซ LPG หวขอการวเคราะหประกอบดวย ตนทนคาใชจายรายป และระยะเวลาการคนทน โดยรายละเอยด วธการวเคราะห ขอสมมตฐานทส าคญ และผลการวเคราะหมดงตอไปน

1) การวเคราะหตนทนคาใชจายรายป จากสมการท 6.4-6.8

2) สมมตฐานทใชในการวเคราะห ในการวเคราะหความคมคาทางเศรษฐศาสตร จะวเคราะหภายใตขอสมมตฐานดงตอไปน 1.1) ตนทนชดเครองก าเนดไฟฟาขนาด 200 kW โดยใชเครองยนตเปนตนก าลง ตนทนดานการดดแปลง

เครองยนต ตนทนเตาผลตกาซชวมวล และราคาเชอเพลงแตละประเภท และคาบ ารงรกษา ดงแสดงในตารางท 6.1

1.2) อตราดอกเบย 8 เปอรเซนต 1.3) มลคาซากของเครองยนตทกชนดทปสดทายเทากบ 10 เปอรเซนต 1.4) ระยะเวลาการท างาน 8 ชวโมง/วน และ 1 ป มการใชงาน 365 วน 1.5) คาความรอนเชอเพลง ไดจากตารางคาการแปลงหนวย กระทรวงพลงงาน 1.6) อายใชงาน 10 ป



ตารางท 6.1 ตนทนแตละประเภท

ล าดบท รายการ ราคาตนทน (บาท) ดเซล LPG กาซชวมวล 1 ชดเครองก าเนดไฟฟาขนาด 200 kW 2,000,000 2,000,000 2,000,000 2 คาดดแปลงเครองยนตใหใชกบเชอเพลง

แตละประเภท ไมม 200,000 200,000

3 เตาผลตกาซชวมวลขนาด 1.1 MWth ไมม ไมม 8,000,000 4 ระบบกาซและถงกาซ ไมม 200,000 ไมม 5 ตนทนดานเชอเพลง (บาท/kg) 34.88 26 1 6 คาความรอนเชอเพลง (MJ/kg) 43 50 5 7 คาบ ารงรกษา (บาท/ป) 120,000 180,000 180,000 8 ประสทธภาพเครองยนตรวมเตา 35 30 25 7 ปรมาณเชอเพลงทตองใชตอวน (kg/วน) 382.7 384 3,840 8 คาเชอเพลงตอวน (บาท/วน) 13,348 9,984 3,840 9 อตราดอกเบย (%) 8 8 8 10 อายใชงาน (ป) 10 10 10 11 มลคาซาก (%) 10 10 10

3) ผลการวเคราะหขอมลทางเศรษฐศาสตร

ผลการวเคราะหขอมลทางเศรษฐศาสตรดานการใชกาซชวมวลเปนเชอเพลงในเครองยนตส าหรบผลตไฟฟาขนาด 200 kW

จากสมการท 6.1 และ 6.2 จะไดมลคาปจจบนตนทนรายป(Cp) ของแตละเชอเพลงดงน

10

p,diesel 10

0.08(1+ 0.08)C = 2,000,000 × =(1+ 0

298,059บ.08) - 1

าท / ป

10

p,LPG 10

0.08(1+0.08)C =2,400,000× =357(

,61+0.08) -

70บา1

ท/ป

10

p,Biomassgas 10

0.08(1+0.08)C =10,200,000× =1,520(1+0.08) -1

,100บาท/ป




ล าดบท รายการ ราคาตนทน (บาท) ดเซล LPG กาซชวมวล 1 ชดเครองก าเนดไฟฟาขนาด 200 kW 2,000,000 2,000,000 2,000,000 2 คาดดแปลงเครองยนตใหใชกบเชอเพลง

แตละประเภท ไมม 200,000 200,000

3 เตาผลตกาซชวมวลขนาด 1.1 MWth ไมม ไมม 8,000,000 4 ระบบกาซและถงกาซ ไมม 200,000 ไมม 5 ตนทนดานเชอเพลง (บาท/kg) 34.88 26 1 6 คาความรอนเชอเพลง (MJ/kg) 43 50 5 7 คาบ ารงรกษา (บาท/ป) 120,000 180,000 180,000 8 ประสทธภาพเครองยนตรวมเตา 35 30 25 7 ปรมาณเชอเพลงทตองใชตอวน (kg/วน) 382.7 384 3,840 8 คาเชอเพลงตอวน (บาท/วน) 13,348 9,984 3,840 9 อตราดอกเบย (%) 8 8 8 10 อายใชงาน (ป) 10 10 10 11 มลคาซาก (%) 10 10 10

3) ผลการวเคราะหขอมลทางเศรษฐศาสตร

ผลการวเคราะหขอมลทางเศรษฐศาสตรดานการใชกาซชวมวลเปนเชอเพลงในเครองยนตส าหรบผลตไฟฟาขนาด 200 kW

จากสมการท 6.1 และ 6.2 จะไดมลคาปจจบนตนทนรายป(Cp) ของแตละเชอเพลงดงน

10

p,diesel 10

0.08(1+ 0.08)C = 2,000,000 × =(1+ 0

298,059บ.08) - 1

าท / ป

10

p,LPG 10

0.08(1+0.08)C =2,400,000× =357(

,61+0.08) -

70บา1

ท/ป

10

p,Biomassgas 10

0.08(1+0.08)C =10,200,000× =1,520(1+0.08) -1

,100บาท/ป

143

จากสมการท 6.3 และ 6.4 จะไดมลคาซากรายป(Cs) ของแตละเชอเพลงดงน

s,diesel 10

0.08C =200,000× =(1

1+0.0

3,806 13,806บา8) -1

ท/ป

s,LPG 10

0.08C =240,000× =(1+0.08

16,567บา) -1

ท/ป

s,Biomassgas 10

0.08C =1,020,000× =(1

70,41+0.0

0บา8) -1

ท/ป

มลคาเชอเพลงทใชตอป (Ce) ของแตละเชอเพลงดงน

พลงงานของเชอเพลง Diesel ทใชส าหรบผลตไฟฟาขนาด 200 kW ประสทธภาพเครองยนต 35%

ระยะเวลาการท างาน 8 ชวโมง/วน

kJ200 ×8×60×60s=

0.35

=16457.1MJ

16457.1= kg

43

=382.72kg

ตนทนดานเชอเพลง 34.88 บาท/kg และ 1 ป มการใชงาน 365 วน =382.72×34.88×365

4,872= ,020 บาท/ป



พลงงานของเชอเพลง LPG ทใชส าหรบผลตไฟฟาขนาด 200 kW ประสทธภาพเครองยนต 30% ระยะเวลาการท างาน 8 ชวโมง/วน

kJ200 ×8×60×60s=

0.30

=19,200MJ

16457.1= kg

43

=384kg

ตนทนดานเชอเพลง 26 บาท/kg และ 1 ป มการใชงาน 365 วน =384×26×365 =3,644,160 บาท/ป

พลงงานของเชอเพลง Biomass gas ทใชส าหรบผลตไฟฟาขนาด 200 kW ประสทธภาพเตา 80% เครองยนต 30% ท าใหมประสทธภาพรวม 25% ระยะเวลาการท างาน 8 ชวโมง/วน

kJ200 ×8×60×60s=

0.25

=23,040MJ

23,040= kg

5



พลงงานของเชอเพลง LPG ทใชส าหรบผลตไฟฟาขนาด 200 kW ประสทธภาพเครองยนต 30% ระยะเวลาการท างาน 8 ชวโมง/วน

kJ200 ×8×60×60s=

0.30

=19,200MJ

16457.1= kg

43

=384kg

ตนทนดานเชอเพลง 26 บาท/kg และ 1 ป มการใชงาน 365 วน =384×26×365 =3,644,160 บาท/ป

พลงงานของเชอเพลง Biomass gas ทใชส าหรบผลตไฟฟาขนาด 200 kW ประสทธภาพเตา 80% เครองยนต 30% ท าใหมประสทธภาพรวม 25% ระยะเวลาการท างาน 8 ชวโมง/วน

kJ200 ×8×60×60s=

0.25

=23,040MJ

23,040= kg

5

145

=4,608kg

ตนทนดานเชอเพลง 1 บาท/kg 1 ป มการใชงาน 365 วน =4,608×1×365 ,6811 ,920บาท/ป

จากสมการท 6.5 จะไดตนทนคาใชจายรายปทงหมด(CT) ของแตละเชอเพลงดงน Diesel = 298,059+120,000+4,872,020-13,806 = 5,276,273 บาท/ป LPG = 357,670+180,000+3,644,160-16,567 = 4,165,254 บาท/ป Biomass gas = 1,520,100+250,000+1,681,920-70,410 = 3,381,610 บาท/ป

ระยะเวลาคนทนเมอเทยบกบการใช ดเซล

w,LPG w,Diesel

T,Diesel T,LPG

P -PLPG=

C -C

5,276,273

2,400,000-24,165,254,000,000

LPG=-

LPG=0.36 ป

w,Biomassgas w,Diesel

T,Diesel T,Biomassgas

P -PBiomassgas=

C -C



-2,000,010,200,0005,276,273 3,381,61

00Biomassgas=

- 0

Biomassgas=4.32 ป

ระยะเวลาคนทนเมอเทยบกบการใช LPG

w,Biomassgas w,LPG

T,LPG T,Biomassgas

P -PBiomassgas=

C -C

-2,400,010,200,0004,165,254 3,381,61

00Biomassgas=

- 0

Biomassgas=9.95 ป

ผลการวเคราะหทงหมดดงแสดงไวในตารางท 6.2 ตารางท 6.2 ผลการวเคราะหทางเศรษฐศาสตร

ล าดบท รายการ ดเซล LPG กาซชวมวล 1 เงนลงทน (Pw), บาท 2,000,000 2,400,000 10,200,000 2 มลคาปจจบนตนทนรายป(Cp), บาท/ป 298,059 357,670 1,520,100 3 คาบ ารงรกษารายป(Cm), บาท/ป 120,000 180,000 250,000 4 อายการใชงาน, ป 10 10 10 5 มลคาซากรายป(Cs), บาท/ป 13,806 16,567 70,410 6 มลคาเชอเพลงทใชตอป (Ce), บาท/ป 4,872,020 3,644,160 1,681,920 7 ตนทนคาใชจายรายปทงหมด(CT), บาท/ป 5,276,273 4,165,254 3,381,610 9 ระยะเวลาคนทนเมอเทยบกบการใช ดเซล, ป - 0.36 4.32 10 ระยะเวลาคนทนเมอเทยบกบการใช LPG, ป - - 9.95

147

6.4 ตวอยางการวเคราะหความคมคาดานเศรษฐศาสตรการใชกาซชวมวลเปนพลงงานความรอน ในตวอยางการวเคราะหขอมลทางเศรษฐศาสตรของหวเผากาซชวมวลน ประกอบดวยการวเคราะหตนทน

คาใชจายรายป และระยะเวลาคนทนของการใชหวเผากาซชวมวลเทยบกบการใชกาซหงตม (LPG) โดยไดท าการวเคราะหเปรยบเทยบขอมลดานเศรษฐศาสตรกบเตาหงตมทใชกาซหงตม (LPG) รายละเอยดวธการวเคราะห ขอสมมตฐานทส าคญ และผลการวเคราะหมดงตอไปน


2) การวเคราะหระยะเวลาคนทนของการใชหวเผากาซชวมวลเทยบกบการใชกาซหงตม การวเคราะหระยะเวลาคนทนของการใชหวเผากาซชวมวลเทยบกบการใชกาซหงตม สามารถค านวณได

จากสมการ

6.9

3) สมมตฐานทใชในการวเคราะห

ในการวเคราะหความคมคาทางเศรษฐศาสตร ไดท าการวเคราะหภายใตขอสมมตฐาน ดงตอไปน 1.1) ตนทนสรางหวเผา ดดแปลงหวเผา และราคาเชอเพลงแตละประเภทมตนทนการสรางดงแสดงใน

ตารางท 6.3


ล าดบท รายการ ราคาตนทน (บาท) 1 หวเผากาซหงตม (LPG) 2,500 2 หวเผากาซชวมวล (กรณดดแปลงจากหวเผากาซหงตม) 3,000 3 ตนทนการผลตกาซชวมวล บาทตอ kg (คดราคาไมกโลกรมละ

2 บาท และไฟฟาและน าในการผลตกาซ 0.5 บาทตอ m3) 1

4 ราคากาซหงตม 26.33

1.2) อตราดอกเบย 8 เปอรเซนต 1.3) ไมคดคาบ ารงรกษาหวเผาทกชนด 1.4) มลคาซากของหวเผาทงสองชนดทปสดทายเทากบ 10 เปอรเซนต 1.5) ระยะเวลาการใชงานหวเผา 8 ชวโมง/วน และ 1 ป มการใชงาน 365 วน 1.6) คาความรอนเชอเพลง ไดจากตารางคาการแปลงหนวย กระทรวงพลงงาน

ระยะเวลาคนทน = ตนทนคาใชจายรายปของการใชกาซชวมวล

ตนทนคาใชจายรายปของการใชกาซหงตม - ตนทนคาใชจายรายปของการใชกาซชวมวล



1.7) การค านวณคาก าลงความรอนทผลตได ค านวณคาทประสทธภาพการเผาไหมเชอเพลง 80 เปอรเซนต

1.8) การค านวณปรมาณเชอเพลงทใชตมน า 1 กโลกรม ใหกลายเปนไอทงหมด จะก าหนดอณหภมน าเรมตน 25 องศาเซลเซยส และอณหภมน าเดอดท 100 องศาเซลเซยส

1.9) ก าหนดคาความรอนแฝงการกลายเปนไอของน าเทากบ 2,260 กโลจล/กโลกรม-เคลวล 1.10) ก าหนดคาความรอนจ าเพาะของน าเทากบ 4185.5 กโลจล/กโลกรม-เคลวล

ตารางท 6.4 สมมตฐานการวเคราะหทางเศรษฐศาสตร

ประเภทระบบ หวเผากาซชวมวล LPG หนวย ราคาหวเผา 3,000.00 2,500.00 บาท อตราดอกเบย 8 8 % อายใชงาน 5 5 ป คาบ ารงรกษารายป - - % ของเงนสรางระบบ มลคาซาก 10 10 % ของเงนสรางระบบ ชนดเชอเพลง กาซชวมวล LPG คาความรอนเชอเพลง 5.00 50.00 MJ/kg ราคาเชอเพลง 1.00 26 บาท/กโลกรม ประสทธภาพเชงความรอนของหวเผา (WBT) 50.00 50 % ระยะเวลาการใชงานตอครง 8.0 8.0 ชวโมง ปรมาณเชอเพลงทใชตอครง 100.0 5.0 กโลกรม ก าลงความรอนทผลตได (n = 80%) 6.94 6.94 kW ปรมาณเชอเพลงทใชตอวน (8 ชวโมง) 100.00 5.00 กโลกรม ราคาเชอเพลงทใชตอวน (8 ชวโมง) 100.00 131.65 บาท/วน อตราการสนเปลองเชอเพลง 12.50 0.63 kg เชอเพลง/ชวโมง ปรมาณเชอเพลงตมน า 1 กโลกรม ใหกลายเปนไอ (298-373 K) 1.2647 0.1265 kg เชอเพลง ราคาเชอเพลงในการตมน า 1 กโลกรม ใหกลายเปนไอ 1.26 3.33 บาท



1.7) การค านวณคาก าลงความรอนทผลตได ค านวณคาทประสทธภาพการเผาไหมเชอเพลง 80 เปอรเซนต

1.8) การค านวณปรมาณเชอเพลงทใชตมน า 1 กโลกรม ใหกลายเปนไอทงหมด จะก าหนดอณหภมน าเรมตน 25 องศาเซลเซยส และอณหภมน าเดอดท 100 องศาเซลเซยส

1.9) ก าหนดคาความรอนแฝงการกลายเปนไอของน าเทากบ 2,260 กโลจล/กโลกรม-เคลวล 1.10) ก าหนดคาความรอนจ าเพาะของน าเทากบ 4185.5 กโลจล/กโลกรม-เคลวล

ตารางท 6.4 สมมตฐานการวเคราะหทางเศรษฐศาสตร

ประเภทระบบ หวเผากาซชวมวล LPG หนวย ราคาหวเผา 3,000.00 2,500.00 บาท อตราดอกเบย 8 8 % อายใชงาน 5 5 ป คาบ ารงรกษารายป - - % ของเงนสรางระบบ มลคาซาก 10 10 % ของเงนสรางระบบ ชนดเชอเพลง กาซชวมวล LPG คาความรอนเชอเพลง 5.00 50.00 MJ/kg ราคาเชอเพลง 1.00 26 บาท/กโลกรม ประสทธภาพเชงความรอนของหวเผา (WBT) 50.00 50 % ระยะเวลาการใชงานตอครง 8.0 8.0 ชวโมง ปรมาณเชอเพลงทใชตอครง 100.0 5.0 กโลกรม ก าลงความรอนทผลตได (n = 80%) 6.94 6.94 kW ปรมาณเชอเพลงทใชตอวน (8 ชวโมง) 100.00 5.00 กโลกรม ราคาเชอเพลงทใชตอวน (8 ชวโมง) 100.00 131.65 บาท/วน อตราการสนเปลองเชอเพลง 12.50 0.63 kg เชอเพลง/ชวโมง ปรมาณเชอเพลงตมน า 1 กโลกรม ใหกลายเปนไอ (298-373 K) 1.2647 0.1265 kg เชอเพลง ราคาเชอเพลงในการตมน า 1 กโลกรม ใหกลายเปนไอ 1.26 3.33 บาท

149

ตวอยางการค านวณ วเคราะหตนทนคาใชจายรายป

มลคาปจจบนหวเผารายป ค านวณจาก

p w

aC = Pp

n

n

a i(1 + i)=p (1 + i) - 1

5

5

0.08 1+0.081+0.08 -1

0.0250456 ดงนน

มลคาปจจบนของหวเผากาซชวมวล = 3,000 x 0.0250456 = 751.37 บาท มลคาปจจบนของหวเผากาซแอลพจ = 2,500 x 0.0250456 = 626.14 บาท

มลคาซากของหวเผาในแตละป =

s

aC = Sf

โดยท n

a i=f (1 + i) - 1

ดงนน 5

a 0.08= =0.170456

f 1+0.08 -1

มลคาซากของหวเผากาซชวมวลในแตละป = 300 x 0.170456 = 51.14 บาท มลคาซากของหวเผากาซแอลพจในแตละป = 250 x 0.170456 = 42.61 บาท

มลคาพลงงานทใชตอปของกาซชวมวลและกาซแอลพจ ทก าลงความรอนเทากน 6.94 kW หวเผากาซชวมวลจะใชเชอเพลง 12.50 กโลกรมตอชวโมง คดเปนเงน 3,692.89 บาทตอป หวเผากาซแอลพจจะใชเชอเพลง 0.63 กโลกรมตอชวโมง คดเปนเงน 9,723.39 บาทตอป

ตนทนคาใชจายรายปของหวเผากาซชวมวล = 751.37 + 51.14 + 3,692.89 = 4,495.40 บาท ตนทนคาใชจายรายปของหวเผากาซชวมวล = 626.14 + 42.61 + 9,723.39 = 10,392.15 บาท

ระยะเวลาคนทนเมอเทยบกบการใชกาซชวมวล ค านวณไดจาก

ระยะเวลาคนทน = 4,495.40

=0.7610,392.15 - 4,495.40

ป



4) ผลการวเคราะหขอมลทางเศรษฐศาสตร ผลการวเคราะหขอมลทางเศรษฐศาสตรการใชงานหวเผากาซชวมวลทดดแปลงจากหวเผากาซหงตม

เทยบกบหวเผาทใชกาซหงตมทใชกาซปโตรเลยมเหลว (LPG) เปนเชอเพลง ดงมสมมตฐาน ตารางท 6.1 และ 6.2 ซงก าหนดใหหวเผากาซชวมวลและหวเผากาซหงตมมขนาดเทากนคอ 6.94 kW และดดแปลงหวเผากาซหงตมใหใชกาซชวมวลไดโดยมคาดดแปลง 500 บาท เปรยบเทยบการใชงานวนละ 8 ชวโมง 365 วนตอป โดยก าหนดราคาคาเชอเพลงตามความเปนจรง ผลการวเคราะหพบวา หวเผากาซชวมวลมตนทนการผลตพลงงานความรอน 0.40 บาท/เมกะจล หรอคดเปน 2.5 เมกะจล/บาท ค านวณตนทนคาใชจายรายปทงหมด 4495.4 บาท/ป สวนหวเผากาซหงตม (LPG) ตนทนการผลตพลงงานความรอน 1.0532 บาท/เมกะจล หรอคดเปน 0.9495 เมกะจล/บาท ตนทนคาใชจายรายปทงหมด 10,392.15 บาท/ป หวเผากาซชวมวลทใชกาซชวมวลมจดคนทนเมอเทยบกบการใชกาซปโตรเลยมเหลวเปน 0.76 ป ดงแสดงในตารางท 6.5 ตารางท 6.5 ผลการวเคราะหทางเศรษฐศาสตร

ล าดบท รายการ กาซชวมวล LPG

1 เงนลงทนคาหวเผา (Pw), บาท 3,000.00 2,500.00 2 มลคาปจจบนตนทนหวเผารายป(Cp), บาท/ป 751.37 626.14 3 คาบ ารงรกษารายป(Cm), บาท/ป 0.00 0.00 4 อายการใชงาน, ป 5.00 5.00 5 มลคาซากหวเผารายป(Cs), บาท/ป 51.14 42.61 6 ชนดเชอเพลง กาซชวมวล LPG 7 คาความรอนเชอเพลง, เมกะจล/กโลกรม 5.00 50.00 8 ราคาเชอเพลง, บาท/กโลกรม 1.00 26.33 9 ประสทธภาพเชงความรอนของหวเผา (WBT), เปอรเซนต 50.00 50.00 10 ระยะเวลาการเผาไหมตอครง, ชวโมง 8.00 8.00 11 ปรมาณเชอเพลงทใชตอครง, กโลกรม 100.00 5.00 12 ก าลงความรอนทผลตได, กโลวตต 6.94 6.94 13 ปรมาณเชอเพลงทใชตอวน (8 ชวโมง), กโลกรม 100.00 5.00 14 มลคาเชอเพลงทใชตอวน (8 ชวโมง), บาท/วน 100.00 131.65 15 มลคาเชอเพลงทใชตอป (Ce), บาท/ป 3,692.89 9,723.39 16 อตราการสนเปลองเชอเพลง, กโลกรม/ชวโมง 12.50 0.63 17 ปรมาณเชอเพลงทสามารถตมน าใหกลายเปนไอ 1

กโลกรม, กโลกรม 1.26 0.13



4) ผลการวเคราะหขอมลทางเศรษฐศาสตร ผลการวเคราะหขอมลทางเศรษฐศาสตรการใชงานหวเผากาซชวมวลทดดแปลงจากหวเผากาซหงตม

เทยบกบหวเผาทใชกาซหงตมทใชกาซปโตรเลยมเหลว (LPG) เปนเชอเพลง ดงมสมมตฐาน ตารางท 6.1 และ 6.2 ซงก าหนดใหหวเผากาซชวมวลและหวเผากาซหงตมมขนาดเทากนคอ 6.94 kW และดดแปลงหวเผากาซหงตมใหใชกาซชวมวลไดโดยมคาดดแปลง 500 บาท เปรยบเทยบการใชงานวนละ 8 ชวโมง 365 วนตอป โดยก าหนดราคาคาเชอเพลงตามความเปนจรง ผลการวเคราะหพบวา หวเผากาซชวมวลมตนทนการผลตพลงงานความรอน 0.40 บาท/เมกะจล หรอคดเปน 2.5 เมกะจล/บาท ค านวณตนทนคาใชจายรายปทงหมด 4495.4 บาท/ป สวนหวเผากาซหงตม (LPG) ตนทนการผลตพลงงานความรอน 1.0532 บาท/เมกะจล หรอคดเปน 0.9495 เมกะจล/บาท ตนทนคาใชจายรายปทงหมด 10,392.15 บาท/ป หวเผากาซชวมวลทใชกาซชวมวลมจดคนทนเมอเทยบกบการใชกาซปโตรเลยมเหลวเปน 0.76 ป ดงแสดงในตารางท 6.5 ตารางท 6.5 ผลการวเคราะหทางเศรษฐศาสตร


1 เงนลงทนคาหวเผา (Pw), บาท 3,000.00 2,500.00 2 มลคาปจจบนตนทนหวเผารายป(Cp), บาท/ป 751.37 626.14 3 คาบ ารงรกษารายป(Cm), บาท/ป 0.00 0.00 4 อายการใชงาน, ป 5.00 5.00 5 มลคาซากหวเผารายป(Cs), บาท/ป 51.14 42.61 6 ชนดเชอเพลง กาซชวมวล LPG 7 คาความรอนเชอเพลง, เมกะจล/กโลกรม 5.00 50.00 8 ราคาเชอเพลง, บาท/กโลกรม 1.00 26.33 9 ประสทธภาพเชงความรอนของหวเผา (WBT), เปอรเซนต 50.00 50.00 10 ระยะเวลาการเผาไหมตอครง, ชวโมง 8.00 8.00 11 ปรมาณเชอเพลงทใชตอครง, กโลกรม 100.00 5.00 12 ก าลงความรอนทผลตได, กโลวตต 6.94 6.94 13 ปรมาณเชอเพลงทใชตอวน (8 ชวโมง), กโลกรม 100.00 5.00 14 มลคาเชอเพลงทใชตอวน (8 ชวโมง), บาท/วน 100.00 131.65 15 มลคาเชอเพลงทใชตอป (Ce), บาท/ป 3,692.89 9,723.39 16 อตราการสนเปลองเชอเพลง, กโลกรม/ชวโมง 12.50 0.63 17 ปรมาณเชอเพลงทสามารถตมน าใหกลายเปนไอ 1

กโลกรม, กโลกรม 1.26 0.13

151


18 ราคาเชอเพลงทสามารถตมน าใหใหกลายเปนไอ 1 กโลกรม, บาท 1.26 3.33

19 ตนทนการผลตพลงงานความรอน, บาท/เมกะจล 0.40 1.0532 หรอคดเปน (เมกะจล/บาท) 2.50 0.9495

20 ตนทนคาใชจายรายปทงหมด(CT), บาท/ป, (2)+(3)-(5)+(15) 4,495.40 10,392.15

21 ผลก าไรเมอเทยบกบการใช LPG, บาท 5,896.75 0.00 22 ระยะเวลาคนทนเมอเทยบกบการใช LPG , ป 0.76 -



บทท 7 แนวทางปฏบตเพอความปลอดภย

ในบทนกลาวถงมาตรการความปลอดภย ในการท างานของระบบแกสซฟเคชนจากชวมวล การใชกาซชว

มวล รวมทงแสดงกรณศกษาทเกดขน แนวทางการแกปญหา กฎหมายทเกยวของกบการผลตและใชกาซชวมวลและตวอยางโรงไฟฟาชวมวลทประสบความส าเรจในการผลตและการใชกาซชวมวลโดยเทคโนโลยแกสซฟเคชนอยางปลอดภย

7.1 มาตรการความปลอดภยในโรงงานแกสซฟเคชน

ในโรงงานแกสซฟเคชน สามารถจ าแนกอนตรายทอาจจะเกดขนได 7 ประเดนใหญ ๆ และขอเสนอแนะเพอความปลอดภยในการท างานแสดงดงตารางท 7.1 – 7.7

ตารางท 7.1 การเกดเพลงไหม

1. อนตรายจากการเกดเพลงไหม ต าแหนงทเกดอนตราย

(ทไหน) จดก าเนดอนตราย

(เมอไร) สงทจะอาจเกด

ตามมา ขอแนะน าในการลดความรนแรง หรอ แกปญหา

ทงโรงงาน เกดไฟไหมเนองจาก การระเบด การลก

ตดไฟเอง ฝนละออง การเชอมโลหะ หรอ

อน ๆ

เกดประกายไฟ และการระเบด

ตามมา

- จดใหมอปกรณดบเพลงแบบเคลอนทไดเชนถงดบเพลง

- ตดตงระบบดบเพลง และระบบตรวจจบเพลงไหม - ตรวจสอบวาระบบแกสซฟเคชนตดตงตาม

มาตรฐานการควบคมไฟไหมและระเบด รวมทงระยะหางการจดวางอปกรณ ทไดมาตรฐาน

- ตดตงอปกรณปองกนไฟยอน การเสยหายของโครงสรางอาคาร และ โรงงานแกส

ซฟเคชน

- ตดตงอปกรณทอาจเกดไฟไหมในททปลอดภย หางจากอปกรณอน และใชก าแพงกนไฟ

การบาดเจบของคนท างาน

- มแผนรบมอเหตเพลงไหม มการฝกและซกซอมความเขาใจ ของพนกงาน อยเสมอ รวมทงคนในพนทใกลเคยง และการใชอปกรณหนไฟตาง ๆ

โรงเกบเชอเพลง เกดเพลงไหมเชอเพลงโดย ไมคาดคด

- เชอเพลงควรเกบในทมดชด และแยกออกจากอาคารส านกงาน

- โรงเกบเชอเพลงควรมระยะหนวงหรอตานทานไฟไดนานตามมาตรฐาน

- มระบบสเปรยน าใหความชนแกขเถา เพอปองกนการตดไฟของฝนขเถา



บทท 7 แนวทางปฏบตเพอความปลอดภย

ในบทนกลาวถงมาตรการความปลอดภย ในการท างานของระบบแกสซฟเคชนจากชวมวล การใชกาซชว

มวล รวมทงแสดงกรณศกษาทเกดขน แนวทางการแกปญหา กฎหมายทเกยวของกบการผลตและใชกาซชวมวลและตวอยางโรงไฟฟาชวมวลทประสบความส าเรจในการผลตและการใชกาซชวมวลโดยเทคโนโลยแกสซฟเคชนอยางปลอดภย

7.1 มาตรการความปลอดภยในโรงงานแกสซฟเคชน

ในโรงงานแกสซฟเคชน สามารถจ าแนกอนตรายทอาจจะเกดขนได 7 ประเดนใหญ ๆ และขอเสนอแนะเพอความปลอดภยในการท างานแสดงดงตารางท 7.1 – 7.7

ตารางท 7.1 การเกดเพลงไหม





ทงโรงงาน เกดไฟไหมเนองจาก การระเบด การลก

ตดไฟเอง ฝนละออง การเชอมโลหะ หรอ

อน ๆ

เกดประกายไฟ และการระเบด

ตามมา

- จดใหมอปกรณดบเพลงแบบเคลอนทไดเชนถงดบเพลง

- ตดตงระบบดบเพลง และระบบตรวจจบเพลงไหม - ตรวจสอบวาระบบแกสซฟเคชนตดตงตาม

มาตรฐานการควบคมไฟไหมและระเบด รวมทงระยะหางการจดวางอปกรณ ทไดมาตรฐาน

- ตดตงอปกรณปองกนไฟยอน การเสยหายของโครงสรางอาคาร และ โรงงานแกส

ซฟเคชน

- ตดตงอปกรณทอาจเกดไฟไหมในททปลอดภย หางจากอปกรณอน และใชก าแพงกนไฟ

การบาดเจบของคนท างาน

- มแผนรบมอเหตเพลงไหม มการฝกและซกซอมความเขาใจ ของพนกงาน อยเสมอ รวมทงคนในพนทใกลเคยง และการใชอปกรณหนไฟตาง ๆ

โรงเกบเชอเพลง เกดเพลงไหมเชอเพลงโดย ไมคาดคด

- เชอเพลงควรเกบในทมดชด และแยกออกจากอาคารส านกงาน

- โรงเกบเชอเพลงควรมระยะหนวงหรอตานทานไฟไดนานตามมาตรฐาน

- มระบบสเปรยน าใหความชนแกขเถา เพอปองกนการตดไฟของฝนขเถา

153





ชดแกสซฟเคชน ปลดปลอย แกสพษ

- มระบบระบายอากาศจากพนทท างาน - มการระบายอากาศตลอดเวลา - ใชวาลวอตโนมต เพอปดฉกเฉน ในต าแหนงท

ส าคญ ตารางท 7.2 การเกดระเบด

2. การเกดระเบด ต าแหนงทเกดอนตราย


(เมอไร) สงทจะอาจเกดตามมา

ขอแนะน าในการลดความรนแรง หรอ แกปญหา

ทงโรงงาน

ปญหาทางเทคนค หรอการท างาน น าไปส… - Overpressure

- Under pressure - กลมฝนละออง

อากาศเขา / แกสรวออก

มวธปองกนการระเบด; - ฉดคลมดวยแกสเฉอย - หลกเลยงการเกดประกายไฟ - ก าจดฝนละอองอยเสมอ - หลกเลยงการท าใหเกดกลมฝนละออง - พนโรงงานสะอาดอยเสมอ

การระเบดเลก ๆ ทน าไปสการระเบดทใหญโต หรอ ไฟไหม

ระบบแกสซฟเคชนตองออกแบบใหไดมาตรฐาน ปองกนการระเบดและควบคมไฟไหมได และมระยะหางจากอาคารหรอระบบอน ๆ

เมอแกสทตดไฟไดผสมกบอากาศและม

ประกายไฟ

การระเบดรอง (Minor explosion)

มระบบระบายความดน เนองจากการท างานทผดพลาด มวาลวฉกเฉน และระบบปองกนอปกรณ อน ๆ

ท าความเสยหายใหกบ Gasifier หรอ อาคาร

- ก าหนดคาสงสดของออกซเจนในจดตรวจสอบ

- ควรตดอปกรณวดอณหภมและความดนในจดทส าคญของระบบ

- ตดอปกรณวดออกซเจนในทอ - ตดอปกรณวด CO รอบ ๆ โรงงาน

การหกหรอลนของของเหลวทตดไฟได

การระเบดน าไปสเพลงไหม

- ใช water seal ท าหนาท เปน flame arrestor

- มระบบตรวจสอบการรวของแกส (gas sensor)



154





พนทโรงงานสวนทม ฝนละออง เชน โรงเกบเชอเพลง สวนก าจดขเถาและฝนละออง

ฝนละเอยด และ ฝนละออง

การระเบด หรอ เพลงไหม

- รกษาพนทใหมความสะอาดตลอดเวลา หลกเลยงการสะสมของผงฝน การเกดกลมฝนละออง

- หามสบบหร หรอ ท าประกายไฟในโรงงาน

- ควรแยกพนททอาจเกดอนตรายจากอปกรณไฟฟา

สวนการล าเลยงแกส แกสคณภาพต า

- แกสทยงไมไดเผาไหมควรเผาทง (flare) - ใชแกสเฉอยฉดคลมระบบ - มระบบปองกนไฟยอน - ควรมการระบายอากาศตลอดเวลา หรอ

ถายเทอากาศอยางนอย 6 ครงตอชวโมง ตารางท 7.3 วตถอนตรายตาง ๆ

3. วตถอนตราย ต าแหนงทเกดอนตราย





- Overpressure - การรว

- การท างานและซอมบ ารง

แกสรวออก เกดแกสพษจาก CO แสบคนตา หายใจไมออก

วงเวยนศรษะ

ขณะท างานพนกงานควรพกเครองตรวจวด CO - การตดตงระบบตองไมใหมการรวของ

แกสได - หองควบคมควรเปนระบบระบาย

อากาศแบบความดนเปนบวก CO รวและกระจายไปนอก

โรงงาน ตดตงอปกรณตรวจวด CO

ทงโรงงาน – สตารทและหยดระบบ

วสดตดไฟได เกดเพลงไหม ระเบด โรงงาน

เสยหาย

ไมควรมวสดตดไฟงายในบรเวณระบบแกสซฟเคชน ในขณะสตารทเดนเครองปกต และขณะหยดระบบ

อาคารเกบเชอเพลง อาคาร gasifier หอง

เครองยนต overpressure



ตดตงอปกรณวด CO แบบ online ทอาคารเกบเชอเพลง อาคาร gasifier และหองเครองยนต และใหเตอนท 25/50 ppm

155





ระหวางการท างาน ควรมการระบายอากาศตลอดเวลา หรอ ถายเทอากาศอยางนอย 6 ครงตอชวโมง

น ากนรว (water seal)

โครงสรางระบบเปนแบบกนแกสรว (gas tight construction)

สวนก าจดขเถา กลมฝนละออง

คารบอน เกดเพลงไหม ระเบด โรงงาน

เสยหาย

ตดตงระบบเพมความชนเพอปองกนการเกดไฟลกไหมเนองจากฝนขเถา ระบบสเปรยน าททางออกขเถา

วตถแปลกปลอม ระบบก าจดขเถาเสยหาย ปรบปรงสวนเตรยมเชอเพลง

ระบบท าความสะอาดแกส

ฝนละออง การรวไหลของแกส

ถงเกบและถงพกแกส

เกดเพลงไหม ระเบด โรงงานเสยหาย

ตดตง water seal หรอ cyclone ทมถงพก เพอปองกนฝนละอองเขาไปในระบบท าความสะอาดแกส

ระบบก าจดฝนแบบเปยก และ ถงกรองฝน

สารพษ หรอ สารกอมะเรง จากทาร

น าจากระบบก าจดฝนแบบเปยกเปนมลพษตอสงแวดลอม

จดใหม ถงรวบรวมวตถเปนพษ และ จดการโดยบรษททไดรบอนญาต ตอไป

เปนพษตอพนกงาน

- หลกเลยงการใชวสดทอาจจะเปนพษ - จดหาอปกรณปองกนสารพษ เชน

แวนตา ถงมอ รองเทา และ CO alarm

ใชชดททนการกดกรอน พนกงานควรใช ถงมอ แวนตา และ safety shoes

เครองยนตแกส % CO ทสง เกด alarm เมอ CO สง และมแนวทางในการจดการเมอ CO สง

ตารางท 7.4 อนตรายจากการเดนระบบและการซอมบ ารง

4. อนตรายจากการเดนระบบและการซอมบ ารง ต าแหนงทเกดอนตราย





ชนสวนทหมน การบาดเจบ ท าแผนปองกน / ตดปายเตอน / ปมหยดฉกเฉน

การเชอมโลหะ เกดเพลงไหม ระเบด โรงงาน

เสยหาย

ใชระบบ “ขออนญาต” กอนท าการเชอม หรอ งานเกดความรอน รวมทงท าความสะอาดและระบายแกส อยางเหมาะสม



154





พนทโรงงานสวนทม ฝนละออง เชน โรงเกบเชอเพลง สวนก าจดขเถาและฝนละออง

ฝนละเอยด และ ฝนละออง

การระเบด หรอ เพลงไหม

- รกษาพนทใหมความสะอาดตลอดเวลา หลกเลยงการสะสมของผงฝน การเกดกลมฝนละออง

- หามสบบหร หรอ ท าประกายไฟในโรงงาน

- ควรแยกพนททอาจเกดอนตรายจากอปกรณไฟฟา

สวนการล าเลยงแกส แกสคณภาพต า

- แกสทยงไมไดเผาไหมควรเผาทง (flare) - ใชแกสเฉอยฉดคลมระบบ - มระบบปองกนไฟยอน - ควรมการระบายอากาศตลอดเวลา หรอ

ถายเทอากาศอยางนอย 6 ครงตอชวโมง ตารางท 7.3 วตถอนตรายตาง ๆ






- Overpressure - การรว

- การท างานและซอมบ ารง



ขณะท างานพนกงานควรพกเครองตรวจวด CO - การตดตงระบบตองไมใหมการรวของ

แกสได - หองควบคมควรเปนระบบระบาย

อากาศแบบความดนเปนบวก CO รวและกระจายไปนอก

โรงงาน ตดตงอปกรณตรวจวด CO

ทงโรงงาน – สตารทและหยดระบบ

วสดตดไฟได เกดเพลงไหม ระเบด โรงงาน

เสยหาย

ไมควรมวสดตดไฟงายในบรเวณระบบแกสซฟเคชน ในขณะสตารทเดนเครองปกต และขณะหยดระบบ

อาคารเกบเชอเพลง อาคาร gasifier หอง

เครองยนต overpressure



ตดตงอปกรณวด CO แบบ online ทอาคารเกบเชอเพลง อาคาร gasifier และหองเครองยนต และใหเตอนท 25/50 ppm

155





ระหวางการท างาน ควรมการระบายอากาศตลอดเวลา หรอ ถายเทอากาศอยางนอย 6 ครงตอชวโมง

น ากนรว (water seal)

โครงสรางระบบเปนแบบกนแกสรว (gas tight construction)

สวนก าจดขเถา กลมฝนละออง

คารบอน เกดเพลงไหม ระเบด โรงงาน

เสยหาย

ตดตงระบบเพมความชนเพอปองกนการเกดไฟลกไหมเนองจากฝนขเถา ระบบสเปรยน าททางออกขเถา

วตถแปลกปลอม ระบบก าจดขเถาเสยหาย ปรบปรงสวนเตรยมเชอเพลง

ระบบท าความสะอาดแกส

ฝนละออง การรวไหลของแกส

ถงเกบและถงพกแกส

เกดเพลงไหม ระเบด โรงงานเสยหาย

ตดตง water seal หรอ cyclone ทมถงพก เพอปองกนฝนละอองเขาไปในระบบท าความสะอาดแกส

ระบบก าจดฝนแบบเปยก และ ถงกรองฝน

สารพษ หรอ สารกอมะเรง จากทาร

น าจากระบบก าจดฝนแบบเปยกเปนมลพษตอสงแวดลอม

จดใหม ถงรวบรวมวตถเปนพษ และ จดการโดยบรษททไดรบอนญาต ตอไป

เปนพษตอพนกงาน

- หลกเลยงการใชวสดทอาจจะเปนพษ - จดหาอปกรณปองกนสารพษ เชน

แวนตา ถงมอ รองเทา และ CO alarm

ใชชดททนการกดกรอน พนกงานควรใช ถงมอ แวนตา และ safety shoes

เครองยนตแกส % CO ทสง เกด alarm เมอ CO สง และมแนวทางในการจดการเมอ CO สง

ตารางท 7.4 อนตรายจากการเดนระบบและการซอมบ ารง






ชนสวนทหมน การบาดเจบ ท าแผนปองกน / ตดปายเตอน / ปมหยดฉกเฉน

การเชอมโลหะ เกดเพลงไหม ระเบด โรงงาน

เสยหาย

ใชระบบ “ขออนญาต” กอนท าการเชอม หรอ งานเกดความรอน รวมทงท าความสะอาดและระบายแกส อยางเหมาะสม



156





วตถไวไฟ การระเบด

เมอตองท าการเชอมโลหะ ควรเคลอนยายวสดไวไฟบรเวณใกลเคยง

สารพษ / แกสพษ

รบพษจากแกส หายใจไมออก ระคายเคองตา

มนงง

หลกเลยงการสดดม การสมผส แกสพษ หรอ ของเหลว ในการบ ารงรกษาในแตละสวนควรมการแจงเปนเอกสาร และท าอยางสม าเสมอ

การเดนเครองทผดพลาด

ผลตามมาหลายอยาง - ควรใหพนกงานทมความรและ

ประสบการณในการเดนเครองเทานน - จดใหมการฝกอบรมใหพนกงาน

ระบบท างานไมได / หยดระบบ

มแนวทางในการจดการเมอระบบท างานไมปกต

ระบบควบคมไมเพยงพอ

เดนเครองผดพลาด และมผลอนตามมาอกหลายอยาง

ใชพนกงานทผานการอบรมแลวเทานน เขยนขนตอนการเดนเครองไวอยางชดเจน มระบบ alarm และ ใหกลบมาท างานใหมเมอแกปญหาไดแลวเทานน

เตาปฏกรณ (Reactor or gasifier)

การท างานผดปกต แรงดนในระบบเพมขน เกด backfire และ อน ๆ ตามมา

ตดตงระบบ anti-backfiring ท reactor

Gas flare แกสคณภาพต า - ตดตงระบบ anti back fire / flame arrestor หรอ water seal

- ระบบจดไฟอตโนมต พนทหนาตดของ pressure relief channel ท flare ควรมขนาด เปนสองเทาของ pressure relief valve

Gas inlet จงหวะจดระเบดไมเหมาะสม

ตดตง anti backfiring system ททางเขาเครองยนต

ต าแหนงตดตงวาลว overpressure ท าตามมาตรฐานการตดตงและใช emergency shutdown หากตรวจจบไดวาม overpressure

ใน gasifier reactor มออกซเจนสงในบางจด เกดเพลงไหม ระเบด โรงงานเสยหาย

มทางออกจากตกอยางนอย 2 ทาง ขณะสตารทเครอง ระเบดหรอ ประกายไฟ เผาแกสทง (flare) หรอ ฉดคลมดวย

ไนโตรเจน หลงหยดเดนเครอง ระเบดหรอ ประกายไฟ ฉดคลมดวยไนโตรเจน



156





วตถไวไฟ การระเบด

เมอตองท าการเชอมโลหะ ควรเคลอนยายวสดไวไฟบรเวณใกลเคยง

สารพษ / แกสพษ

รบพษจากแกส หายใจไมออก ระคายเคองตา

มนงง

หลกเลยงการสดดม การสมผส แกสพษ หรอ ของเหลว ในการบ ารงรกษาในแตละสวนควรมการแจงเปนเอกสาร และท าอยางสม าเสมอ

การเดนเครองทผดพลาด

ผลตามมาหลายอยาง - ควรใหพนกงานทมความรและ

ประสบการณในการเดนเครองเทานน - จดใหมการฝกอบรมใหพนกงาน

ระบบท างานไมได / หยดระบบ

มแนวทางในการจดการเมอระบบท างานไมปกต

ระบบควบคมไมเพยงพอ

เดนเครองผดพลาด และมผลอนตามมาอกหลายอยาง

ใชพนกงานทผานการอบรมแลวเทานน เขยนขนตอนการเดนเครองไวอยางชดเจน มระบบ alarm และ ใหกลบมาท างานใหมเมอแกปญหาไดแลวเทานน

เตาปฏกรณ (Reactor or gasifier)

การท างานผดปกต แรงดนในระบบเพมขน เกด backfire และ อน ๆ ตามมา

ตดตงระบบ anti-backfiring ท reactor

Gas flare แกสคณภาพต า - ตดตงระบบ anti back fire / flame arrestor หรอ water seal

- ระบบจดไฟอตโนมต พนทหนาตดของ pressure relief channel ท flare ควรมขนาด เปนสองเทาของ pressure relief valve

Gas inlet จงหวะจดระเบดไมเหมาะสม

ตดตง anti backfiring system ททางเขาเครองยนต

ต าแหนงตดตงวาลว overpressure ท าตามมาตรฐานการตดตงและใช emergency shutdown หากตรวจจบไดวาม overpressure

ใน gasifier reactor มออกซเจนสงในบางจด เกดเพลงไหม ระเบด โรงงานเสยหาย

มทางออกจากตกอยางนอย 2 ทาง ขณะสตารทเครอง ระเบดหรอ ประกายไฟ เผาแกสทง (flare) หรอ ฉดคลมดวย

ไนโตรเจน หลงหยดเดนเครอง ระเบดหรอ ประกายไฟ ฉดคลมดวยไนโตรเจน

157

ตารางท 7.5 อนตรายจากความรอน

5. อนตรายจากความรอน ต าแหนงทเกดอนตราย




ทเกบเชอเพลง / ระบบล าเลยง และเตมเชอเพลง

อณหภมสงขน การลกตดไฟของวตถดบเชอเพลง

- ตรวจสอบอณหภมของกองเชอเพลง - ตดตงเครองตรวจวด CO - ตดตงระบบสเปรยน า

ผวรอนของอปกรณลดอณหภมแกส

ปฏกรยาทางเคม ระบบท างานผดเพยน เนองจาก การ overheat / การช ารดของอปกรณ เชน วาลว ประเกน อาจเกดแกสรว

- สเปรยน าททางออกขเถา - ใชโลหะทนการกดกรอน - จดชวงเวลาบ ารงรกษา ทเหมาะสม - ตรวจสอบการรว และ ความปกตของ

อณหภมในจดตาง ๆ ผวรอนของ reactor และ cyclone

อณหภมสง ความเคนจากความรอน และการผกรอน

ตรวจสอบและบ ารงรกษาอยางสม าเสมอ

การบาดเจบของพนกงาน - ตดตงฉนวนและแผนกนความรอน - ใชอปกรณกนความรอน เชน ถงมอกน

รอน ตารางท 7.6 อนตรายจากไฟฟา

6. อนตรายจากไฟฟา ต าแหนงทเกดอนตราย




ทงโรงงาน ไฟฟาดบ อาจจะเกดความดนเพมในระบบเกดแกสรวออกและ อน ๆ ตามมา

หยดโรงงานดวยระบบฉกเฉน

ไฟฟาสถต เกดการตดไฟ / เกดระเบด / โรงงานเสยหาย

ใชสายดนทเหมาะสม รวมทงระบบสายลอฟา ทด

การสปารค - ใชอปกรณทหลกเลยงการสปารค - ควบคมความเรวรอบของ screw

conveyor ใหด จดทเสยงตอการระเบด การจดพนทไมด อปกรณไฟฟา ควรแยกพนทจากระบบ

ผลต หรอ กนหองใหเหมาะสม ระบบเกยวกบแกส สปารค เกดการตดไฟ / เกดระเบด /

โรงงานเสยหาย อปกรณทเกยวกบแกสควรตอสายดน

ไฟฟาสถต PLC ท างานผดปกต PLC ควรตอสายดนทเหมาะสม



158





ระบบ PLC (Programmable logic control)

อปกรณวดเพอควบคมควรแยกและปองกนใหด

ไฟฟาดบ PLC ควรใชไฟฟาจากระบบทไมหยดชะงก (หรอม UPS)

ทางเขาเครองยนต ระบบไฟฟาเสยหาย เกด backfire ในทางเขาเครองยนต

ควรใชสายไฟทมระบบปองกนไฟ หรอ ความรอน (shielded cable)

ตารางท 7.7 อนตรายจากกลไกเครองจกร

7. อนตรายจากกลไกเครองจกร ต าแหนงทเกดอนตราย




สายพานล าเลยง / มอเตอรไฟฟา

ขอบคม / ชนสวนทแหลมคม

การบาดเจบของพนกงาน - มแผนครอบกน - มปายเตอน - มปมหยดฉกเฉน ม local switches หรอ breaker เพอหยดฉกเฉน ส าหรบเครองจกรทหมน และ สวนทเกยวของกบแกส

7.2 กรณศกษาการเกดอบตเหต

ในสวนนจะน าเสนอกรณศกษาทเกดขนกบโรงงานแหงหนงในประเทศไทย และมผเสยชวตจากการท างานของระบบแกสซฟเคชนจากชวมวล โดยไมขอเปดเผยชอโรงงาน และสถานท โดยขอยกรายงานการตรวจสอบความปลอดภยของผเชยวชาญ ดงน

------------------------------------------------------------ ขอน าเสนอรายงานการตรวจสอบดานความปลอดภยตามทขาพเจาไดเขาไปตรวจสอบพนทเมอวนท 13 ถง

14 มถนายน 2556 อนสบเนองจากอบตเหตทเกดขนเมอวนท 9 มถนายน 2556 ทโรงไฟฟาในจงหวด………. ของบรษท…………….. จ ากด

1. เหตการณการเกดอบตเหต อบตเหตเกดขนทโรงไฟฟาซงตงอยทจงหวด……. โดยนาย………..และ นาย……………อกหนงคนไดขนไป

ชวยเหลอคนงานสองคนซงหมดสตอยในกรวยเตมเชอเพลงของเตาแกสซไฟเออร ซงคนงานสองคนดงกลาวไมควรทจะขนไปเพอโกยเชอเพลงไมสบออกจากกรวยเตมเชอเพลงดงกลาว จากการวเคราะหเบองตนพบวามการรวไหลของกาซเชอเพลงจากเตาแกสซไฟเออรชดท 2 อนเนองมาจากมการเปดประตเตมเชอเพลงบนและลางทงสองบาน



158





ระบบ PLC (Programmable logic control)

อปกรณวดเพอควบคมควรแยกและปองกนใหด

ไฟฟาดบ PLC ควรใชไฟฟาจากระบบทไมหยดชะงก (หรอม UPS)

ทางเขาเครองยนต ระบบไฟฟาเสยหาย เกด backfire ในทางเขาเครองยนต

ควรใชสายไฟทมระบบปองกนไฟ หรอ ความรอน (shielded cable)

ตารางท 7.7 อนตรายจากกลไกเครองจกร

7. อนตรายจากกลไกเครองจกร ต าแหนงทเกดอนตราย




สายพานล าเลยง / มอเตอรไฟฟา

ขอบคม / ชนสวนทแหลมคม

การบาดเจบของพนกงาน - มแผนครอบกน - มปายเตอน - มปมหยดฉกเฉน ม local switches หรอ breaker เพอหยดฉกเฉน ส าหรบเครองจกรทหมน และ สวนทเกยวของกบแกส

7.2 กรณศกษาการเกดอบตเหต

ในสวนนจะน าเสนอกรณศกษาทเกดขนกบโรงงานแหงหนงในประเทศไทย และมผเสยชวตจากการท างานของระบบแกสซฟเคชนจากชวมวล โดยไมขอเปดเผยชอโรงงาน และสถานท โดยขอยกรายงานการตรวจสอบความปลอดภยของผเชยวชาญ ดงน

------------------------------------------------------------ ขอน าเสนอรายงานการตรวจสอบดานความปลอดภยตามทขาพเจาไดเขาไปตรวจสอบพนทเมอวนท 13 ถง

14 มถนายน 2556 อนสบเนองจากอบตเหตทเกดขนเมอวนท 9 มถนายน 2556 ทโรงไฟฟาในจงหวด………. ของบรษท…………….. จ ากด

1. เหตการณการเกดอบตเหต อบตเหตเกดขนทโรงไฟฟาซงตงอยทจงหวด……. โดยนาย………..และ นาย……………อกหนงคนไดขนไป

ชวยเหลอคนงานสองคนซงหมดสตอยในกรวยเตมเชอเพลงของเตาแกสซไฟเออร ซงคนงานสองคนดงกลาวไมควรทจะขนไปเพอโกยเชอเพลงไมสบออกจากกรวยเตมเชอเพลงดงกลาว จากการวเคราะหเบองตนพบวามการรวไหลของกาซเชอเพลงจากเตาแกสซไฟเออรชดท 2 อนเนองมาจากมการเปดประตเตมเชอเพลงบนและลางทงสองบาน

159

ตามขอปฏบตของการท างานการเตมเชอเพลงเขาเตาแกสซไฟเออรจะใชตววดระดบและระบบอตโนมตเปนตวสงการ โดยทประตเตมเชอเพลงทงสองบานจะตองไมเปดพรอมกนเพอความปลอดภย อยางไรกตามระบบสงการดงกลาวไดถกยกเลกการท างานชวคราวและน าไปสการเตมเชอเพลงจนลนมาทกรวยเตมเชอเพลง และเนองจากประตเตมเชอเพลงไมสามารถปดไดสนทจงเกดการรวของกาซทอยในเตาออกสภายนอก เหตการณดงกลาวเปนความผดพลาดทเกดจากผควบคมเครองซงสามารถหลกเลยงได โดยการเปดพดลมสงกาซเพอไลกาซออกจากระบบ ไมใหเกดการรวไหลออกมาดานบนกอนทจะสงใหคนงานขนไปโกยเชอเพลงทบรเวณกรวยเตมเชอเพลงออก นอกจากนคนงานทงสองควรทจะตองใชไมดามยาวเพอโกยเชอเพลงออกโดยยนอยภายนอก แทนทจะเขาไปในกรวยเตมเชอเพลงซงเปนสงทไมควรกระท า

2. สาเหตของการเกดอบตเหต เกดจากการสดดมการรวไหลของกาซเชอเพลงซงยงคงคางอยในเตาแกสซไฟเออรชดท 2 จากการทดสอบ

จดเตาครงทแลว

3. มาตรการปองกนการเกดอบตเหต: 3.1 ปรบปรงประตเตมเชอเพลง

การปรบปรงประตเตมเชอเพลงดานบน โดยการ ก. เปลยนตวอดซลของประตดานบนจากกราไฟตผสมใยหน 1916 เสรมดวยลวดสเตนเลส ขนาด

12.5 x 12.5 มม. เปนกราไฟตผสมใยหน 1916 เสรมดวยลวดสเตนเลส ขนาด 19 x 19 มม. ข. เปลยนแถบซลของประตดานบนจากยางไนตรลขนาด 30 x 10 มม. เปนยางไนตรลขนาด 30

x 20 มม.

การปรบปรงประตเตมเชอเพลงดานลาง โดยการ ก. เปลยนตวอดซลของประตดานลางจากกราไฟตผสมใยหน 1916 เสรมดวยลวดสเตนเลส ขนาด

30 x 13 มม. เปนกราไฟตผสมใยหน 1916 เสรมดวยลวดสเตนเลส ขนาด 19 x 19 มม. ข. เพมความยาวแทงประกบสเตนเลสเสนผาศนยกลาง 16 มม.จาก 240 มม.เปน 270 มม.

3.2 ปรบปรงกลไกการท างานของประตเตมเชอเพลงแมวาจะอยในโหมดการควบคมดวยคน แสดงดงตารางท 7.8



160

ตารางท 7.8 ระบบควบคมการเตมเชอเพลง

ระบบควบคมการเตมเชอเพลงและการท างานของกระพอเตมเชอเพลง หมายเหตและกลไกลอคการท างาน การเตมเชอเพลงจะเรมตนโดยเลอกโหมดการท างานจากสวทชเลอก

ต าแหนงท 1: โหมดอตโนมต ต าแหนงท 2: โหมดใชคนควบคม โหมดใชคนควบคม: ใชปมกดทอยบนตควบคม ในการควบคมกระพอ ประตเตมเชอเพลงบนและลาง ตวเขยา และสายพานล าเลยง

ประตเตมเชอเพลงบนและลางจะมกลไกลอคซงกนและกนเพอไมใหเปดพรอมกนทงสองบาน

โหมดอตโนมต: การท างานแบบรอบเดยว: การท างานแบบรอบเดยวเรมจากการกดปมเรมท างานเมอแกสซไฟเออรท างานอยในโหมดอตโนมต โดยระบบจะท างานตามล าดบดงน คอ ในขนแรกประตเตมเชอเพลงทงบนและลางจะปด ตวเขยาจะปด และกระพอเชอเพลงจะอยดานลาง หลงจากกดปมกระพอจะเคลอนทขนโดยระบบจะนบเวลาการเคลอนทจนถงจดบนสด (60 วนาท) จากนนประตเตมไมบนจะเปดและตวเขยาเปดท างาน เมอเชอเพลงถกปอนลงหองเตมเชอเพลงตามชวงเวลาทตงไว (10 วนาท) กระพอกจะเคลอนทลงและประตเตมเชอเพลงบนจะปดสนท หลงจากนน 5 วนาท ประตเตมเชอเพลงลางจะเปดตามชวงเวลาทตงไว (20 วนาท) และประตเตมเชอเพลงลางจะปดลง และตวเขยาหยดท างาน หลงจากทกระพอเคลอนทกลบลงถงดานลางจนแตะ

จะท างานไดในกรณทพดลมสงกาซเปดท างานเทานน



160

ตารางท 7.8 ระบบควบคมการเตมเชอเพลง

ระบบควบคมการเตมเชอเพลงและการท างานของกระพอเตมเชอเพลงหมายเหตและกลไกลอคการท างาน

การเตมเชอเพลงจะเรมตนโดยเลอกโหมดการท างานจากสวทชเลอกต าแหนงท 1: โหมดอตโนมตต าแหนงท 2: โหมดใชคนควบคม

โหมดใชคนควบคม:ใชปมกดทอยบนตควบคม ในการควบคมกระพอ ประตเตมเชอเพลงบนและลาง ตวเขยา และสายพานล าเลยง

ประตเตมเชอเพลงบนและลางจะมกลไกลอคซงกนและกนเพอไมใหเปดพรอมกนทงสองบาน

โหมดอตโนมต:การท างานแบบรอบเดยว:การทางานแบบรอบเดยวเรมจากการกดปมเรมท างานเมอแกสซไฟเออรท างานอยในโหมดอตโนมต โดยระบบจะทางานตามล าดบดงน คอ ในขนแรกประตเตมเชอเพลงทงบนและลางจะปด ตวเขยาจะปด และกระพอเชอเพลงจะอยดานลาง หลงจากกดปมกระพอจะเคลอนทขนโดยระบบจะนบเวลาการเคลอนทจนถงจดบนสด (60 วนาท) จากนนประตเตมไมบนจะเปดและตวเขยาเปดท างาน

เมอเชอเพลงถกปอนลงหองเตมเชอเพลงตามชวงเวลาทตงไว (10 วนาท) กระพอกจะเคลอนทลงและประตเตมเชอเพลงบนจะปดสนท หลงจากนน 5 วนาท ประตเตมเชอเพลงลางจะเปดตามชวงเวลาทตงไว(20 วนาท) และประตเตมเชอเพลงลางจะปดลง และตวเขยาหยดท างาน หลงจากทกระพอเคลอนทกลบลงถงดานลางจนแตะ

จะท างานไดในกรณทพดลมสงกาซเปดท างานเทานน

161

ระบบควบคมการเตมเชอเพลงและการท างานของกระพอเตมเชอเพลง หมายเหตและกลไกลอคการท างาน

สวทชจบต าแหน ง 5 วนาท สายพานล า เล ยง เช อ เพล งและต ว เขย าท ไซโล (ท างานแบบรอบเปด/ปด) จะเรมท างานตามเวลาทตงไว และท างานจนจบรอบการท างาน การท างานแบบวนรอบอตโนมต: มรอบการท างานเชนเดยวกบแบบรอบเดยว แตรอบการท างานจะสงการจากตววดระดบเช อเพล ง -1 หรอตววดระดบเชอเพลง-2 แทนการกดปม

รอบการท างานจะเรมตนเมอตววดระดบเชอเพลง-1 หรอตววดระดบเชอเพลง-2 ใหสญญาณอยางตอเนองเปนเวลา 60 วนาท

จะท างานไดในกรณทตววดระดบเชอเพลงให ส ญญาณอย า ง ต อ เน อ ง เ ป น เ ว ล า 240 วนาทเทานน

3.3 ขอปฏบตในการปอนเชอเพลง: เนองจากหองเตมเชอเพลงมปรมาตรประมาณ 1.8 ลบ.ม. ดงนนปรมาณเชอเพลงทเตมลงในกระพอ

จะตองไมเกน 1.8 ลบ.ม. และปรมาตรของกระพอเตมเชอเพลงกควรจะตองไดรบการแกไขใหมปรมาตรไมเกน 1.8 ลบ.ม. เชนเดยวกน

3.4 ขอปฏบตดานความปลอดภย: ความปลอดภยของผปฏบตงานเปนสงส าคญสงสดซงจะตองพงระวงและยดถอในการปฏบต

นอกจากความปลอดภยซงไดผนวกเปนสวนหนงของการออกแบบระบบแลว มขอปฎบตดานความปลอดภยซงผปฏบตงานจะตองปฏบตตามอยางเครงครดดงตอไปน

- หามเขาไปในเตาแกสซไฟเออรโดยเดดขาด: การบ ารงรกษาหรอตรวจสอบภายในหลงจากทไดมการจดเดนเครองเตาแกสซไฟเออรแลวไมวาจะชวงเวลาเทาใดกตาม จะตองท าโดยการถอดสวนบนของหอง เผาไหมและน าเชอเพลงออก หลงจากทเตาหยดเดนและเยนลงโดยสมบรณแลวเทานน

- หามเปดสวนใดสวนหนงของระบบแกสซไฟเออรโดยเดดขาดยกเวนประตเตมเชอเพลง: หามเปดสวนใดสวนหนงของเตาแกสซไฟเออรและอปกรณอน ๆ ในระบบผลตกาซนอกจากประตเตมเชอเพลงในระหวางทมการจดเตาเดนเครอง การเปดอปกรณจะสามารถกระท าไดโดยการหยดเตาแกสซไฟเออร ปลอยใหเตาเยนลง และเปดพดลมสงกาซเพอไลกาซออกจากระบบโดยสมบรณแลวเทานน ในกรณฉกเฉนสามารถสงท างานประตเตมเชอเพลงดวยระบบลม แตจะตองไมเปดประตเตมเชอเพลงบนและลางพรอมกนในทกกรณ



- หามสมผสสวนทรอน: ผปฏบตงานจะตองไมสมผสสวนทรอน ไดแก สวนเผาไหมของเตาแกส ซไฟเออร สวนบนของหองเผาไหม และทอกาซออกจากเตา เปนตน ควรมการกนสวนทรอนและตดปายเตอนบอก อนตราย/รอน – หามสมผส

- การสมผสสดดมกาซ (คารบอนมอนอกไซด: CO): จะตองหยดเดนเครองทนทเมอมการรวไหลของกาซเกดขน จะตองตดตงเครองตรวจวดกาซคารบอนมอนอกไซดซงตงสญญาณเตอนท 50 ppm ในบรเวณพนทใกลกบตวกรองกาซ และตองมการตรวจสอบการท างานของเครองตรวจวดกาซนอยางสม าเสมอ ส าหรบพนทระบบแกสซไฟเออรจะอนญาตเฉพาะเจาหนาททไดรบมอบหมายซงมเครองตรวจวดกาซคารบอนมอนอกไซด พกตดตวเขาไปปฏบตงานเดนเครองหรอบ ารงรกษาเทานน การขนไปบนชานพกซงอยสวนบนของหองเผาไมเพอตรวจสอบอปกรณจะสามารถท าไดกตอเมอไดหยดเดนเตาจนเยนลง และระหวางท างานตองเปดพดลมสงกาซเพอระบายกาซออกอยตลอดเวลา

- เครองชวยหายใจออกซเจน: ผปฏบตงานจะตองสวมใสหนากากออกซเจนและแขวนถงออกซเจนขนาดเลกกอนเขาไปในพนทเสยง พรอมทงสวมแวนตานรภย

- การระบายอากาศ: ระบบแกสซไฟเออรจะตองตดตงในพนทโปรงทเปดโลงทกดาน กรณทระบบตดตงภายในอาคาร อาคารจะตองมการระบายอากาศทดเพอปองกนการสะสมของกาซกรณเกดการรวไหล

- การบ ารงรกษาอปกรณตาง ๆ: ไดแก ตวกรองกาซ ฯลฯ ควรกระท าในชวงทหยดเดนเครอง โดยตองมระยะเวลาทเพยงพอในการรอใหกาซทคางอยระบายออกใหหมด ผปฏบตงานควรทจะตองมระบายลมออกจากอปกรณกอนทจะบ ารงรกษา โดยในการบ ารงรกษาจะตองไมเขาไปภายในอปกรณโดยเดดขาด

- การบ ารงรกษาเตาแกสซไฟเออร: จะตองหยดเดนเตาแกสซไฟเออรและปลอยใหเตาเยนลงโดยสมบรณ (ใชเวลาอยางนอย 15-20 ชวโมง) กอนทจะเปดเตาเพอบ ารงรกษา เนองจากยงอาจมความรอนสะสมอยภายใน ใหเตรยมอปกรณความปลอดภย (ถงดบเพลง, ทอน าดบเพลง) กอนทจะถอดสวนบนของหองเผาไหมลงมา และใหดบไฟทอยในสวนเผาไหมของเตากอนทจะเคลยเชอเพลงออกจากสวนเผาไหม กอนทจะเขาไปภายในสวนเผาไหม (หลงจากอปกรณทงหมดเยนลงหลงหยดเดนเตาและถอดสวนประกอบแลว ) ผปฏบตงานจะตองสวมใสอปกรณความปลอดภยสวนบคคล ไดแก รองเทานรภย ถงมอ แวนตานรภย เสอผาทเหมาะสม เปนตน

- เครองตรวจวดออกซเจน: จะตองตดตงเครองตรวจวดออกซเจนเพอปองกนการเกดสวนผสมของกาซทอาจระเบดไดเนองจากการรวไหลของอากาศเขาไปในระบบในชวงกอนขาเขาพดลมสงกาซ ระดบของออกซเจนทอยในกาซจะตองไมเกน 2% และเมอระดบออกซเจนเกนกวาระดบทก าหนดนระบบจะสงหยดการเดนเครอง

- การระบายกาซ / การท างานของแฟลร: จะตองดบเปลวไฟของแฟลรโดยปดวาลวแฟลรทกครงทมการจดแฟลร และจะตองตรวจสอบอกครงวาเปลวไฟไดดบลงจรงโดยการเปดวาลวแฟลรแลวดวาเปลวไฟไดดบจรงโดยสมบรณ กอนทจะสงกาซไปยงชดเครองยนตก าเนดไฟฟาหรออปกรณอน ๆ

- ขอพงระวงในการเดนเตาแกสซไฟเออร: ใหใชแผนสะทอนในการมองผานชองอากาศของเตาเขาไปภายในระหวางการเดนเครองหรอเตายงรอนอย ใหใชถงมอปองกนความรอนส าหรบการปฏบตงาน

- การเปลยนทอออน: ตองตรวจสอบทอออนตาง ๆ เพอปองกนการรวไหลของกาซ การเปลยนทอออนจะท าไดหลงจากทหยดเดนเตาและมการระบายกาซทคางอยออกสบรรยากาศแลวเทานน



- หามสมผสสวนทรอน: ผปฏบตงานจะตองไมสมผสสวนทรอน ไดแก สวนเผาไหมของเตาแกส ซไฟเออร สวนบนของหองเผาไหม และทอกาซออกจากเตา เปนตน ควรมการกนสวนทรอนและตดปายเตอนบอก อนตราย/รอน – หามสมผส

- การสมผสสดดมกาซ (คารบอนมอนอกไซด: CO): จะตองหยดเดนเครองทนทเมอมการรวไหลของกาซเกดขน จะตองตดตงเครองตรวจวดกาซคารบอนมอนอกไซดซงตงสญญาณเตอนท 50 ppm ในบรเวณพนทใกลกบตวกรองกาซ และตองมการตรวจสอบการท างานของเครองตรวจวดกาซนอยางสม าเสมอ ส าหรบพนทระบบแกสซไฟเออรจะอนญาตเฉพาะเจาหนาททไดรบมอบหมายซงมเครองตรวจวดกาซคารบอนมอนอกไซด พกตดตวเขาไปปฏบตงานเดนเครองหรอบ ารงรกษาเทานน การขนไปบนชานพกซงอยสวนบนของหองเผาไมเพอตรวจสอบอปกรณจะสามารถท าไดกตอเมอไดหยดเดนเตาจนเยนลง และระหวางท างานตองเปดพดลมสงกาซเพอระบายกาซออกอยตลอดเวลา

- เครองชวยหายใจออกซเจน: ผปฏบตงานจะตองสวมใสหนากากออกซเจนและแขวนถงออกซเจนขนาดเลกกอนเขาไปในพนทเสยง พรอมทงสวมแวนตานรภย

- การระบายอากาศ: ระบบแกสซไฟเออรจะตองตดตงในพนทโปรงทเปดโลงทกดาน กรณทระบบตดตงภายในอาคาร อาคารจะตองมการระบายอากาศทดเพอปองกนการสะสมของกาซกรณเกดการรวไหล

- การบ ารงรกษาอปกรณตาง ๆ: ไดแก ตวกรองกาซ ฯลฯ ควรกระท าในชวงทหยดเดนเครอง โดยตองมระยะเวลาทเพยงพอในการรอใหกาซทคางอยระบายออกใหหมด ผปฏบตงานควรทจะตองมระบายลมออกจากอปกรณกอนทจะบ ารงรกษา โดยในการบ ารงรกษาจะตองไมเขาไปภายในอปกรณโดยเดดขาด

- การบ ารงรกษาเตาแกสซไฟเออร: จะตองหยดเดนเตาแกสซไฟเออรและปลอยใหเตาเยนลงโดยสมบรณ (ใชเวลาอยางนอย 15-20 ชวโมง) กอนทจะเปดเตาเพอบ ารงรกษา เนองจากยงอาจมความรอนสะสมอยภายใน ใหเตรยมอปกรณความปลอดภย (ถงดบเพลง, ทอน าดบเพลง) กอนทจะถอดสวนบนของหองเผาไหมลงมา และใหดบไฟทอยในสวนเผาไหมของเตากอนทจะเคลยเชอเพลงออกจากสวนเผาไหม กอนทจะเขาไปภายในสวนเผาไหม (หลงจากอปกรณทงหมดเยนลงหลงหยดเดนเตาและถอดสวนประกอบแลว ) ผปฏบตงานจะตองสวมใสอปกรณความปลอดภยสวนบคคล ไดแก รองเทานรภย ถงมอ แวนตานรภย เสอผาทเหมาะสม เปนตน

- เครองตรวจวดออกซเจน: จะตองตดตงเครองตรวจวดออกซเจนเพอปองกนการเกดสวนผสมของกาซทอาจระเบดไดเนองจากการรวไหลของอากาศเขาไปในระบบในชวงกอนขาเขาพดลมสงกาซ ระดบของออกซเจนทอยในกาซจะตองไมเกน 2% และเมอระดบออกซเจนเกนกวาระดบทก าหนดนระบบจะสงหยดการเดนเครอง

- การระบายกาซ / การท างานของแฟลร: จะตองดบเปลวไฟของแฟลรโดยปดวาลวแฟลรทกครงทมการจดแฟลร และจะตองตรวจสอบอกครงวาเปลวไฟไดดบลงจรงโดยการเปดวาลวแฟลรแลวดวาเปลวไฟไดดบจรงโดยสมบรณ กอนทจะสงกาซไปยงชดเครองยนตก าเนดไฟฟาหรออปกรณอน ๆ

- ขอพงระวงในการเดนเตาแกสซไฟเออร: ใหใชแผนสะทอนในการมองผานชองอากาศของเตาเขาไปภายในระหวางการเดนเครองหรอเตายงรอนอย ใหใชถงมอปองกนความรอนส าหรบการปฏบตงาน

- การเปลยนทอออน: ตองตรวจสอบทอออนตาง ๆ เพอปองกนการรวไหลของกาซ การเปลยนทอออนจะท าไดหลงจากทหยดเดนเตาและมการระบายกาซทคางอยออกสบรรยากาศแลวเทานน

163

- การท างานเกยวกบไฟฟา: ใหปฏบตตามขอปฏบตและมาตรฐานการท างานกบระบบไฟฟาทวไป ไมมขอปฏบตทก าหนดเฉพาะส าหรบระบบแกสซไฟเออร

- อปกรณดบเพลง: จะตองมการจดเตรยมอปกรณดบเพลงรวมทงทอน าดบเพลงในบรเวณทตดตงระบบแกสซไฟเออรตามมาตรฐานและขอบงคบความปลอดภย

- ขอพงระวงในการท างานบนทสง : ใหเปนไปตามขอปฏบตและมาตรฐานทวไปไมมขอบงคบเฉพาะส าหรบระบบแกสซไฟเออร โดยเมอไรกตามทมการปฏบตงานบนทสงจะตองมการปองกน เชน การตดตงราวกนตก และจะตองมการวางแผนกรณเกดเหตฉกเฉน

- แผนนรภย: ตรวจสอบแผนนรภยทตดตงทตวกรองความชน ตวกรองกาซ และกลองเชอมตอทอ ใหมสภาพสมบรณไมทะลฉกขาด เมอพบวาแผนนรภยเกดการทะลฉกขาดใหหยดเดนชดเครองยนตก าเนดไฟฟาและเตาแกสซไฟเออรทนทเพอเปลยนแผนนรภย (โดยสวมหนากากนรภย) (หมายเหต: แผนนรภยจะทะลฉกขาดไดในกรณทเกดการยอนของการเผาไหมในระบบ)

- การท างานเชอม: หามท างานเชอมระหวางทมการเดนเครองเตาแกสซไฟเออร งานเชอมจะท าไดหลงจากทระบายกาซออกและใชอากาศไลกาซออกจากอปกรณหรอชนสวนทตองการจะท างานเชอมแลวเทานน

- พดลมสงกาซจะตองเปดท างานตลอดเวลาในระหวางทเดนเครองเตาแกสซไฟเออร - เมออปกรณใดอปกรณหนงท างานผดปกต ใหหยดเดนเครองเตาแกสซไฟเออรอยางฉกเฉนโดย

ทนท - หามเขาไปในอปกรณระบบแกสซไฟเออรเดดขาด: เนองจากอาจมกาซทเปนอนตราย ไดแก กาซ

คารบอนมอนอกไซดอย กรณจ าเปนกอนทจะเขาไปในอปกรณจะตองปดแยกอปกรณออกจากระบบทอกาซกอนและไลกาซออกจากอปกรณดวยอากาศหรอไนโตรเจน

ขอปฏบตดานความปลอดภยทงหมดทกลาวขางตนจะตองไดรบการแปลเปนภาษาไทย และตดแสดงไวในบรเวณทปฏบตงานเดนเครองระบบแกสซไฟเออร

มาตรการทงหมดขางตนสามารถทจะปองกนไมใหเกดอบตเหตดงทเกดขนได

ขอแสดงความนบถอ

ลงชอ………………………

ผตรวจสอบ



164

7.3 เหตการณความไมปลอดภยในการผลตและใชกาซชวมวล และแนวทางปองกน/แกไข 7.3.1 กรณตวอยางอบตเหตการระเบดและอคคภย เกดการระเบดพนทโรงไฟฟาชวมวล ของโรงงานแหงหนงในประเทศเยอรมน จากการระเบดท าใหเกด

เพลงไหมในบรเวณโรงงาน ซงนกดบเพลงตองใชเวลาในการควบคมเพลงไหมถง 90 นาท เหตการณครงนท าใหมผเสยชวต 3 ราย และไดรบบาดเจบอกหลายหลาย

สาเหตการระเบด (อยในขนตอนการสอบสวน) การระเบด คอ ปฏกรยาเคมของสารไวไฟกบกาซออกซเจน แลวปลดปลอยพลงงานความรอนสงมาก สารไวไฟอาจจะอยในรปของกาซหรอไอระเหย ตองพยายามไมใหเกดการรวไหลของกาซชวมวลหรอหากหลกเลยงไมได การปองกนการระเบดสามารถสรางระบบระบายอากาศทเหมาะสม

ระบบผลตกาซชวมวลมโอกาสเกดการรวไหล เนองจากอปกรณมความบกพรองหรอมความผดพลาดจากการปฏบตงานของบคคล เพอเปนการปองกนการเกดการระเบด ควรหลกเลยงแหลงทท าใหเกดประกายไฟหรอเปลวไฟ ไดแก

- เปลวไฟ ไฟแชค เปลวเทยน บหร เปนตน - พนผวทมความรอนสง เชน ฮเตอร อปกรณไฟฟา - ประกายไฟจากกจกรรมการเชอม - การถายเทประจไฟฟาสถตระหวางวตถทมความตางศกยไฟฟา - ปฏกรยาเคมอยางรนแรง เกดพลงงานความรอนสง - การเกดฟาผา - การเสยดสของเครองจกรกล - การเกดคลนแมเหลกไฟฟาความเขมสง - การเกดคลนอลตราโซนคพลงงานสง - พลงงานกระแทกอยางรนแรง เชน กาซความดนสงระบายสทอความดนต าอยางกะทนหน หรอ

การกระทบของกาซตออปกรณของอหรอวาลว วธการปองกนและแกไข การออกแบบ ตดตง และอนๆ

- ตองมการออกแบบและการเลอกสถานทตดตงระบบ โดยผทมประสบการณ - การควบคมการกอสรางตองรดกม และค านงถงระยะหางจากชมชน - หองควบคมควรอยหางจากสถานททเสยงตอการระเบดหรอการรวของกาซชวมวลและตงอยใน

สถานททอากาศถายเทไดสะดวก - มทางออกฉกเฉนอยางนอย 2 ทาง - ตองปองกนไมใหเกดประกายไฟใกลเตาเผา หามแมแตการสบบหร - ตดตงฉนวนกนเสยงในหองเครองยนต - ตดตงอปกรณตรวจวดกาซและระบบระบายอากาศ - ตดตงระบบตรวจจบเพลงไหมและระบบดบเพลง



164

7.3 เหตการณความไมปลอดภยในการผลตและใชกาซชวมวล และแนวทางปองกน/แกไข 7.3.1 กรณตวอยางอบตเหตการระเบดและอคคภย เกดการระเบดพนทโรงไฟฟาชวมวล ของโรงงานแหงหนงในประเทศเยอรมน จากการระเบดท าใหเกดเพลงไหมในบรเวณโรงงาน ซงนกดบเพลงตองใชเวลาในการควบคมเพลงไหมถง 90 นาท เหตการณครงนท าใหมผเสยชวต 3 ราย และไดรบบาดเจบอกหลายหลาย สาเหตการระเบด (อยในขนตอนการสอบสวน) การระเบด คอ ปฏกรยาเคมของสารไวไฟกบกาซออกซเจน แลวปลดปลอยพลงงานความรอนสงมาก สารไวไฟอาจจะอยในรปของกาซหรอไอระเหย ตองพยายามไมใหเกดการรวไหลของกาซชวมวลหรอหากหลกเลยงไมได การปองกนการระเบดสามารถสรางระบบระบายอากาศทเหมาะสม ระบบผลตกาซชวมวลมโอกาสเกดการรวไหล เนองจากอปกรณมความบกพรองหรอมความผดพลาดจากการปฏบตงานของบคคล เพอเปนการปองกนการเกดการระเบด ควรหลกเลยงแหลงทท าใหเกดประกายไฟหรอเปลวไฟ ไดแก - เปลวไฟ ไฟแชค เปลวเทยน บหร เปนตน - พนผวทมความรอนสง เชน ฮเตอร อปกรณไฟฟา - ประกายไฟจากกจกรรมการเชอม - การถายเทประจไฟฟาสถตระหวางวตถทมความตางศกยไฟฟา - ปฏกรยาเคมอยางรนแรง เกดพลงงานความรอนสง - การเกดฟาผา - การเสยดสของเครองจกรกล - การเกดคลนแมเหลกไฟฟาความเขมสง - การเกดคลนอลตราโซนคพลงงานสง - พลงงานกระแทกอยางรนแรง เชน กาซความดนสงระบายสทอความดนต าอยางกะทนหน หรอการกระทบของกาซตออปกรณของอหรอวาลว วธการปองกนและแกไข การออกแบบ ตดตง และอนๆ - ตองมการออกแบบและการเลอกสถานทตดตงระบบ โดยผทมประสบการณ - การควบคมการกอสรางตองรดกม และค านงถงระยะหางจากชมชน - หองควบคมควรอยหางจากสถานททเสยงตอการระเบดหรอการรวของกาซชวมวลและตงอยในสถานททอากาศถายเทไดสะดวก - มทางออกฉกเฉนอยางนอย 2 ทาง - ตองปองกนไมใหเกดประกายไฟใกลเตาเผา หามแมแตการสบบหร - ตดตงฉนวนกนเสยงในหองเครองยนต - ตดตงอปกรณตรวจวดกาซและระบบระบายอากาศ - ตดตงระบบตรวจจบเพลงไหมและระบบดบเพลง

165

- มการตดตงอปกรณความปลอดภยในต าแหนงส าคญเพอเปนการควบคมตรวจเชคและเตอนภย - มการจดอบรมใหความรแกผใช และสามารถเปนทปรกษาไดอยางตอเนอง - ซอมแผนปองกนและปฏบต เมอเกดอคคภยหรออบตเหตอนๆ - ตรวจสอบและบ ารงรกษาอปกรณปองกนอคคภยอยางสม าเสมอ อปกรณเพอความปลอดภยในระบบผลตกาซชวมวล

A อปกรณตรวจวดกาซออกซเจนในเตา B อปกรณตรวจจบควนและไฟ C อปกรณตรวจกาซรว D วาลวความดนตานกลบ E อปกรณปองกนการยอนกลบของเปลวไฟ F อปกรณเผากาซทง G อปกรณตรวจวดอตราการไหลของกาซ H อปกรณตรวจคณภาพกาซชวมวล

รปท 7.1 ผงจดตดตงอปกรณเพอความปลอดภย

A อปกรณตรวจวดกาซออกซเจนในเตา ใชส าหรบวดปรมาณออกซเจนในเตาแกสซฟายเออร เพอใหทราบความเหมาะสมของการเผาไหม

รปท 7.2 อปกรณตรวจวดกาซออกซเจนในเตา



166

B อปกรณตรวจจบควนและไฟ ใชส าหรบตรวจจบควนไฟ เมอตรวจพบควนไฟ จะท าการเตอนแจงเหตอคคภย

รปท 7.3 อปกรณตรวจจบควนและไฟ

C อปกรณตรวจกาซรว ใชส าหรบตรวจกาซรว เพอใหผปฏบตงานไดรบทราบ

รปท 7.4 อปกรณตรวจกาซรว

D วาลวความดนตานกลบ ใชส าหรบปองกนไมใหเกดการไหลยอนกลบของกาซชวมวล

รปท 7.5 วาลวตานความดนกลบ

E อปกรณปองกนการยอนกลบของเปลวไฟ เปนอปกรณปองกนเปลวไฟไมใหยอนกลบเขาไปในทอโดยการลดอณหภมใหต ากวาคาอณหภมของกาซ โดยการตดตงอปกรณน ควรปฏบตตามมาตรฐาน ATEX; EN 12874:2001 ซงตองปองกนเปลวไฟยอนกลบไดไมนอยกวา 30 นาท



166

B อปกรณตรวจจบควนและไฟ ใชส าหรบตรวจจบควนไฟ เมอตรวจพบควนไฟ จะท าการเตอนแจงเหตอคคภย

รปท 7.3 อปกรณตรวจจบควนและไฟ

C อปกรณตรวจกาซรว ใชส าหรบตรวจกาซรว เพอใหผปฏบตงานไดรบทราบ

รปท 7.4 อปกรณตรวจกาซรว

D วาลวความดนตานกลบ ใชส าหรบปองกนไมใหเกดการไหลยอนกลบของกาซชวมวล

รปท 7.5 วาลวตานความดนกลบ

E อปกรณปองกนการยอนกลบของเปลวไฟ เปนอปกรณปองกนเปลวไฟไมใหยอนกลบเขาไปในทอโดยการลดอณหภมใหต ากวาคาอณหภมของกาซ โดยการตดตงอปกรณน ควรปฏบตตามมาตรฐาน ATEX; EN 12874:2001 ซงตองปองกนเปลวไฟยอนกลบไดไมนอยกวา 30 นาท

167

รปท 7.6 อปกรณปองกนการยอนของเปลวไฟ

F อปกรณเผากาซทง เพอควบคมแรงดนและระบายกาซชวมวลสวนเกดทงโดยการเผา

รปท 7.7 ระบบเผากาซทง

G อปกรณตรวจวดอตราการไหลของกาซ เปนอปกรณทใชตรวจสอบอตราการไหลของกาซชวมวล เพอบงชอตราการไหลของกาซ

รปท 7.8 อปกรณวดอตราการไหลของกาซ



168

H อปกรณตรวจคณภาพกาซชวมวล เพอทราบปรมาณขององคประกอบกาซชวมวล

รปท 7.9 อปกรณตรวจวดคณสมบตและองคประกอบของกาซชวมวล

7.3.2 กรณตวอยางอบตเหตจากการรวของกาซชวมวล เหตเกดทโรงงานผลตกาซชวมวลแหงหนงในจงหวดตรง มคนงานผรบเหมา 2 คนเปนลมหมดสต ระหวางขนไปแกไขการตดขดของเชอเพลง บรเวณชองเตมเชอเพลงของเตาเผา เมอเจาหนาทและวศวกรควบคมงานเดนมาเหนเหตการณ จงไดขนไปชวยเหลอและเปนลมหมดสตตามไปดวยทงค เหตการณครงนท าใหมผเสยชวต 2 คน และบาดเจบ 2 คน

สาเหตของอบตเหต เนองจากเกดการตดขดบรเวรชองเตมเชอเพลง ท าใหเกดการรวไหลของกาซชวมวล เมอผปฏบตงานสดกาซชวมวลเขาไป ซงเปนกาซทท าใหรางกายขาดออกซเจน ท าใหหมดสตและเสยชวต อกทงยงท าการซอมบ ารงอปกรณดวยความรเทาไมถงการณ

วธปองกนและแกไข - ตรวจสอบหรอซอมบ ารงอปกรณตางๆ อยางสม าเสมอ เพราะอปกรณตางๆ ทใชเสอมสภาพตามอายการใชงาน และการซอมแซมตองท าโดยผเชยวชาญเทานน - เพมระบบระบายอากาศเพอใหอากาศถายเทไดสะดวก - มอปกรณตรวจจบกาซรว - ตองตรวจสอบปรมาณออกซเจน สารเคมตางๆ ใหอยภายใตเกณฑความปลอดภยทกฎหมายก าหนด - หามปฏบตงานเพยงล าพง ตองมผชวยเหลอหรอผเฝาดตลอดเวลา - สวมอปกรณปองกนในการปฏบตงาน ดงรปท 7.10 และมแผนการชวยเหลอผหมดสตอยางปลอดภย

169

รปท 7.10 อปกรณความปลอดภยสวนบคคล

7.4 ปายเตอนเพอความปลอดภย เนองจากในระบบผลตและใชกาซชวมวลมสถานทอนตรายทอาจท าใหผปฏบตงานไมปลอดภย ดงนนควรตดปายเตอนเพอความปลอดภย เพอปองกนความไมปลอดภยทอาจจะเกดขน ดงรปท 7.11

รปท 7.11 ปายเตอนเพอความปลอดภยภายในโรงไฟฟาชวมวล



170

- บรเวณเครองก าเนดไฟฟาและระบบควบคมไฟฟาควรมปายเตอนระวงไฟฟาแรงสง - บรเวณหองเครองยนต ควรตดปายบงคบสวมทครอบห - บรเวณโรงไฟฟาชวมวล ควรตดปายหามเขากอนไดรบอนญาต หามสบบหร ปายเตอนระวงอนตรายจากควนพษ และปายเตอนอนตรายจากฝนละออง - บรเวณทอและวาลว ควรตดปายเพอแสดงการท างานของทอและวาลว ตวอยางดงรปท 7.12

รปท 7.12 ตดปายเพอแสดงการท างานของทอและวาลวตางๆ

7.5 การปฐมพยาบาลเบองตน ส าหรบผไดรบบาดเจบจากความไมปลอดภยจากการผลตและใชกาซชวมวล เมอกาซรวใหรบอพยพคนงานออกจากทนนใหเรวทสด ไปอยในทโลงเหนอลม และรบแจงเหตใหผเกยวของทราบทนท กรณหายใจเอากาซพษเขาไป ใหยายผปวยออกสบรเวณทมอากาศบรสทธ ถาหยดหายใจใหชวยผายปอด ถาหายใจล าบากใหออกซเจนชวยและน าไปพบแพทยทนท กรณสารเคมสมผสถกผวหนง ใหรบลางผวหนงโดยใหน าไหลผานอยางนอย 15 นาท พรอมถอดเสอผาและรองเทาทปนเปอนสารเคมออกและไปพบแพทยทนท ซกท าความสะอาดเสอผาทปนเปอนใหสะอาดกอนน ากลบมาใชใหม กรณกาซพษหรอสารเคมเขาตา ใหรบลางตาโดยใหน าไหลผานอยางนอย 15 นาท กระพรบตาถๆ อยาลางใหน าลางตาผานหนา ถายงมอาการระคายเคองอยใหลางซ าอก 15 นาท กรณหมดสต การหมดสตแบงออกเปน 2 ประเภทคอ การหมดสตพรอมกบมอาการหายใจล าบากและหมดสตแบบหยดหายใจ ส าหรบวธปฐมพยาบาลผปวยหมดสต ดงรปท 7.13



170

- บรเวณเครองก าเนดไฟฟาและระบบควบคมไฟฟาควรมปายเตอนระวงไฟฟาแรงสง- บรเวณหองเครองยนต ควรตดปายบงคบสวมทครอบห- บรเวณโรงไฟฟาชวมวล ควรตดปายหามเขากอนไดรบอนญาต หามสบบหร ปายเตอนระวงอนตรายจาก

ควนพษ และปายเตอนอนตรายจากฝนละออง- บรเวณทอและวาลว ควรตดปายเพอแสดงการท างานของทอและวาลว ตวอยางดงรปท 7.12

รปท 7.12 ตดปายเพอแสดงการท างานของทอและวาลวตางๆ

7.5 การปฐมพยาบาลเบองตน ส าหรบผไดรบบาดเจบจากความไมปลอดภยจากการผลตและใชกาซชวมวลเมอกาซรวใหรบอพยพคนงานออกจากทนนใหเรวทสด ไปอยในทโลงเหนอลม และรบแจงเหตให

ผเกยวของทราบทนทกรณหายใจเอากาซพษเขาไป ใหยายผปวยออกสบรเวณทมอากาศบรสทธ ถาหยดหายใจใหชวยผายปอด

ถาหายใจล าบากใหออกซเจนชวยและน าไปพบแพทยทนทกรณสารเคมสมผสถกผวหนง ใหรบลางผวหนงโดยใหน าไหลผานอยางนอย 15 นาท พรอมถอดเสอผา

และรองเทาทปนเปอนสารเคมออกและไปพบแพทยทนท ซกท าความสะอาดเสอผาทปนเปอนใหสะอาดกอนน ากลบมาใชใหม

กรณกาซพษหรอสารเคมเขาตา ใหรบลางตาโดยใหน าไหลผานอยางนอย 15 นาท กระพรบตาถๆ อยาลางใหน าลางตาผานหนา ถายงมอาการระคายเคองอยใหลางซ าอก 15 นาท

กรณหมดสต การหมดสตแบงออกเปน 2 ประเภทคอ การหมดสตพรอมกบมอาการหายใจลาบากและหมดสตแบบหยดหายใจ ส าหรบวธปฐมพยาบาลผปวยหมดสต ดงรปท 7.13

171

รปท 7.13 วธปฐมพยาบาลผปวยหมดสต

7.6 กฎหมายทเกยวของกบการผลตและใชกาซชวมวล ในกระบวนการการผลตกาซชวมวลจะมขนตอนทหลากหลาย ซงจะตองค านงถงความปลอดภยในการ

ด าเนนการ ดงนนจงมกฎหมาย/พระราชบญญตทเกยวของกบความปลอดภยในการผลตและการใชกาซชวมวล ดงน

พระราชบญญตโรงงาน พ.ศ. 2535 เปนการขออนญาตเพอประกอบกจการโรงงาน ซงจะตองมการตรวจสอบลกษณะความถกตองของการกอสราง ระบบความปลอดภย ระบบผลตภายในโรงงาน อาคารตางๆ กอนทจะด าเนนกจการได

พระราชบญญตควบคมอาคาร พ.ศ. 2522 เปนการตรวจสอบประเภทของอาคารทจะท าการกอสราง เชน อาคารพาณชย บานเรอนเพออยอาศย อาคารเพอประกอบกจการโรงงาน เปนตน

พระราชบญญตสงเสรมและรกษาคณภาพสงแวดลอมแหงชาต พ.ศ. 2535 และกฎหมายอนทเกยวของกบสงแวดลอม เชน พนทเสนอส าหรบตงโรงไฟฟา ตองไมเปนพนททควรคาแกการอนรกษ ตามประกาศกระทรวงทรพยากรธรรมชาตและสงแวดลอม เรอง ก าหนดเขตพนทและมาตรการคมครองสงแวดลอมและพนทตามมตคณะรฐมนตร เชน พนทชมน า เปนตน

ประมวลหลกการปฏบต หลกปฏบตส าหรบโรงไฟฟาทมก าลงการผลตตดตงต ากวา 10 MW กรณการผลตไฟฟาจากเชอเพลง ชวมวล ประเภทเชอเพลงแขงเปนคมอทแสดงการปฏบตทถกวธในขนตอนการสรางโรงไฟฟา ซงจะประกอบดวยเนอหาหลายสวน กฎหมายทวไป กฎหมายเกยวกบความปลอดภย มาตรการปองกนเปนตน



172

7.7 ตวอยางผประสบความส าเรจในการผลตและการใชกาซชวมวลโดยเทคโนโลยแกสซฟเคชนอยางปลอดภย 1. บรษท ซพรม รนวเอเบล เอนเนอรย จ ากด ทอย : 101 ม. 5 ถนนบานปางคา-บานผาแล-บานลง ต.หลายงาว อ.เวยงแกน จ.เชยงราย 57310 โทรศพท 02-4352297, 02-8866070 โทรสาร 02-4352296 ความเปนมาขององคกร : จากทนายใหญ ไสไทย เจาของบรษทฯ ไดมโอกาสเดนทางมาทองเทยวทอ าเภอเวยงแกน จงหวดเชยงราย และสงเกตเหนวสดเหลอใชทางการเกษตรจ านวนมาก ซงสวนใหญเกษตรกรจะก าจดดวยการเผาทง จงเกดความคดทอยากจะน าเศษวสดเหลอใชเหลานนมาใชใหเกดประโยชน หลงจากเดนทางกลบไดพดคยกบคนรจก และไดแนวทางวานาจะสรางโรงไฟฟาชวมวล จงไดเรมศกษาหาขอมลจากหลายแหลงทงในประเทศและตางประเทศ จนไดเทคโนโลยทเหมาะสม จากนนลงพนทเพอสรางความเขาใจกบชาวบาน จดเตรยมเอกสารตางๆ เพอขออนญาตกอสรางโรงงานโดยไดด าเนนการกอสรางโรงงาน และพรอมใชงานในเดอน เมษายน พ.ศ. 2551 ประเภทขององคกร : โรงงานผลตกระแสไฟฟา ก าลงการผลต 150 กโลวตต เทคโนโลยการผลตกาซชวมวล : ระบบแกซซฟเคชน (Gasification) การใชประโยชนจากกาซชวมวล : กระแสไฟฟาทผลตได น ามาใชงานภายในไซดงานกอสรางประมาณ 30% สวนไฟฟาทเหลอเชอมตอระบบขายใหกบการไฟฟาสวนภมภาค (กฟภ.) ความปลอดภยในการผลตและใชกาซชวมวล ชวงกอนด าเนนการกอสรางโรงไฟฟา - มการศกษาขอมลความปลอดภยจากหลายแหลง ทงคมอ เอกสาร และปรกษาขอค าแนะน าจากหนวยงานทเกยวของ กอนเรมด าเนนการสรางโรงไฟฟา - มการท าสญญาประชาคมกบชาวบานในชมชน ซงหากเกดปญหาทกอใหเกดอนตรายหรอเดอดรอน บรษทจะขอเวลาแกไขและปรบปรงเปนเวลา 30 วน แตถาไมสามารถแกไขปญหาได บรษทยนดทจะหยดด าเนนธรกจทงหมดทนท

ชวงด าเนนการผลตกระแสไฟฟาจากชวมวล - ตดตงอปกรณดบเพลงตามจดตางๆ เพอใชในกรณเกดอคคภย - สรางหองควบคม/ลดเสยง เชน หฟง ส าหรบพนกงานและผทมาศกษาดงานดวย เพอปองกนอนตรายทอาจจะเกดขนกบระบบการไดยน - ตดตงปายเตอนเพอความปลอดภยไวบรเวณทเสยงตอการเกดอบตเหต - มการแบงโซนความปลอดภยดวยการทาสแดง สเหลอง และสเขยวบนพนของโรงไฟฟา เพอเปนสญลกษณบงบอกวาพนทไหนบางทมความเสยงในการเกดอบตเหต - ตรวจสอบ ท าความสะอาด และบ ารงรกษาอปกรณตางๆ ทกวนเสาร นอกจากนยงมการตรวจเชค บ ารงรกษาครงใหญ โดยเฉพาะเครองยนตทท างานครบก าหนดดวยเหตผลทตองท าบอยครง เนองจากหากปลอยทงไวเปนเวลานานโดยไมไดรบการบ ารงรกษา จะท าใหอปกรณเหลานนเกดการช ารด เสยหาย ซงจะสงผลใหเกดอบตเหตหรอเหตการณความไมปลอดภยขนได



172

7.7 ตวอยางผประสบความส าเรจในการผลตและการใชกาซชวมวลโดยเทคโนโลยแกสซฟเคชนอยางปลอดภย 1. บรษท ซพรม รนวเอเบล เอนเนอรย จ ากด ทอย : 101 ม. 5 ถนนบานปางคา-บานผาแล-บานลง ต.หลายงาว อ.เวยงแกน จ.เชยงราย 57310 โทรศพท 02-4352297, 02-8866070 โทรสาร 02-4352296 ความเปนมาขององคกร : จากทนายใหญ ไสไทย เจาของบรษทฯ ไดมโอกาสเดนทางมาทองเทยวทอ าเภอเวยงแกน จงหวดเชยงราย และสงเกตเหนวสดเหลอใชทางการเกษตรจ านวนมาก ซงสวนใหญเกษตรกรจะก าจดดวยการเผาทง จงเกดความคดทอยากจะน าเศษวสดเหลอใชเหลานนมาใชใหเกดประโยชน หลงจากเดนทางกลบไดพดคยกบคนรจก และไดแนวทางวานาจะสรางโรงไฟฟาชวมวล จงไดเรมศกษาหาขอมลจากหลายแหลงทงในประเทศและตางประเทศ จนไดเทคโนโลยทเหมาะสม จากนนลงพนทเพอสรางความเขาใจกบชาวบาน จดเตรยมเอกสารตางๆ เพอขออนญาตกอสรางโรงงานโดยไดด าเนนการกอสรางโรงงาน และพรอมใชงานในเดอน เมษายน พ.ศ. 2551 ประเภทขององคกร : โรงงานผลตกระแสไฟฟา ก าลงการผลต 150 กโลวตต เทคโนโลยการผลตกาซชวมวล : ระบบแกซซฟเคชน (Gasification) การใชประโยชนจากกาซชวมวล : กระแสไฟฟาทผลตได น ามาใชงานภายในไซดงานกอสรางประมาณ 30% สวนไฟฟาทเหลอเชอมตอระบบขายใหกบการไฟฟาสวนภมภาค (กฟภ.) ความปลอดภยในการผลตและใชกาซชวมวล ชวงกอนด าเนนการกอสรางโรงไฟฟา - มการศกษาขอมลความปลอดภยจากหลายแหลง ทงคมอ เอกสาร และปรกษาขอค าแนะน าจากหนวยงานทเกยวของ กอนเรมด าเนนการสรางโรงไฟฟา - มการท าสญญาประชาคมกบชาวบานในชมชน ซงหากเกดปญหาทกอใหเกดอนตรายหรอเดอดรอน บรษทจะขอเวลาแกไขและปรบปรงเปนเวลา 30 วน แตถาไมสามารถแกไขปญหาได บรษทยนดทจะหยดด าเนนธรกจทงหมดทนท

ชวงด าเนนการผลตกระแสไฟฟาจากชวมวล - ตดตงอปกรณดบเพลงตามจดตางๆ เพอใชในกรณเกดอคคภย - สรางหองควบคม/ลดเสยง เชน หฟง ส าหรบพนกงานและผทมาศกษาดงานดวย เพอปองกนอนตรายทอาจจะเกดขนกบระบบการไดยน - ตดตงปายเตอนเพอความปลอดภยไวบรเวณทเสยงตอการเกดอบตเหต - มการแบงโซนความปลอดภยดวยการทาสแดง สเหลอง และสเขยวบนพนของโรงไฟฟา เพอเปนสญลกษณบงบอกวาพนทไหนบางทมความเสยงในการเกดอบตเหต - ตรวจสอบ ท าความสะอาด และบ ารงรกษาอปกรณตางๆ ทกวนเสาร นอกจากนยงมการตรวจเชค บ ารงรกษาครงใหญ โดยเฉพาะเครองยนตทท างานครบก าหนดดวยเหตผลทตองท าบอยครง เนองจากหากปลอยทงไวเปนเวลานานโดยไมไดรบการบ ารงรกษา จะท าใหอปกรณเหลานนเกดการช ารด เสยหาย ซงจะสงผลใหเกดอบตเหตหรอเหตการณความไมปลอดภยขนได

173

- มหองพยาบาลส าหรบปฐมพยาบาลเบองตนกรณเกดอบตเหต หากผไดรบบาดเจบมอาการรนแรง จะน าตวสงโรงพยาบาลซงอยไมไกลจากโรงงาน เพอใหแพทยรกษา

ชวงหลงด าเนนการผลตกระแสไฟฟาจากชวมวล - มการประเมนพนกงานใหมอยเปนประจ า โดยใหตอบแบบประเมนและท าแบบทดสอบเกยวกบระบบการผลตกาซชวมวล รวมถงเรองความปลอดภยดวย - มการจดตรวจสขภาพประจ าปใหกบพนกงานและคนในชมชนทอาศยอยบรเวณรอบๆ โรงงาน

ขอมลเพมเตม : รางวลทไดรบ ป 2553 - รางวลดเดน การลดใชพลงงานและลดโลกรอนดานพลงงานทดแทน (ภาคเหนอ) ประเภทโครงการพลงงานหมนเวยนทเชอมโยงกบระบบสายสงไฟฟา (On-Grid) เวทการประกวด Thailand Energy Awards 2010 สดยอดรางวลดานพลงงานไทยระดบสากล - คณะ/หนวยงาน และผสนใจจากภาครฐและเอกชน ทงในประเทศและตางประเทศมาศกษาดงานอยเปนประจ า และมสอมวลชนใหความสนใจเขามาเกบขอมล ถายท ารายการเผยแพรในหลายสอหลายแขนง เชน หนงสอพมพ โทรทศน เปนตน

2. บรษทสลกเพชร รนวเอเบล เอนเนอรยจ ากด

ทอย : 119 ม. 3 บานโนนมวง ต.โนนตาล อ.เมองรอยเอด จ.รอยเอด 45000 โทรศพท 08-1790-5302 ความเปนมาขององคกร : นายสถตชยย ฉมสา เจาของบรษท อดตเคยด ารงต าแหนงนายกเทศมนตร จากการบรหารงานในพนท ท าใหทราบปญหาของทองถนวา คนในชมชนขาดรายไดและไมมงานท าหลงชวงฤดท านา จงเกดแนวคดทจะอยากจะสรางงาน สรางรายไดใหกบคนในทองถน/ชมชน วนหนงมเพอนทร จกไดเลาเรองโรงไฟฟาชวมวลใหฟง จงเกดความสนใจเปนอยางมาก และเรมศกษาขอมลโดยไดเดนทางไปศกษาดงานการผลตและใชกาซชวมวลทงในประเทศและตางประเทศหลายแหง ไดแก เยอรมนน ฝรงเศส สเปน สวสเซอรแลนด และออสเตรเลย จากนนไดศกษาความเปนไปไดและสรางโรงไฟฟาชวมวลขนในป 2554 ประเภทขององคกร : โรงงานผลตกระแสไฟฟา ก าลงการผลต 500 กโลวตต

เทคโนโลยการผลตกาซชวมวล : ระบบแกสซฟเคชน (Gasification) การใชประโยชนจากกาซชวมวล : กระแสไฟฟาทผลตได น าไปใชงานในบรษทจ านวน 60 กโลวตต สวน

ไฟฟาทเหลอเชอมตอระบบขายใหการไฟฟาสวนภมภาค (กฟภ.) ความปลอดภยในการผลตและใชกาซชวภาพ :

ชวงกอนด าเนนการกอสรางโรงไฟฟา - มการศกษาดงานเรองความปลอดภยของโรงไฟฟาหลายแหงในตางประเทศกอนเรมด าเนนการสรางโรงไฟฟาชวมวล ชวงด าเนนการผลตกระแสไฟฟาจากชวมวล - ตดตงระบบระบายอากาศในโรงไฟฟา เพอระบายกาซออกกรณทมกาซชวมวลรวไหล - ตดตงระบบควบคม โดยมปมหยดฉกเฉน (Emergency)



174

- ตดตงระบบเผากาซทง - มการปดกนหองเครองยนต เพอลดเสยงและอนตรายทอาจเกดขนกบระบบการไดยน - มแผนการรบมอกรณเกดอคคภย โดยตดตงทอน าไวรอบๆโรงงาน ขอมลเพมเตม : - หลงจากกอสรางโรงไฟฟาชวมวล ไดรบคนชมชนเขามาท างานในบรษท และรบซอเศษไมจากชาวบานเพอน ามาเปนเชอเพลง ซงชวยสรางงาน สรางรายไดใหกบทองถน/คนในชมชนตามแนวคดทตงไว - มคณะ/หนวยงานตางๆ ทงภาครฐและเอกชนในประเทศ เชน กระทรวงพลงงาน เทศบาล องคกรปกครองสวนทองถน รวมถงจากตางประเทศ เชน ญปน มาเลเซย ออสเตรเลย ไนจเรย มาศกษาดงานทโรงไฟฟาอยเปนประจ า - มสอมวลชนเขามาเกบขอมล ถายท ารายการเผยแพรในสอหลายแขนง เชน หนงสอพมพ โทรทศน เปนตน - ประเทศญปน ไดน าระบบผลตกาซชวมวลของบรษทฯ ไปเปนตนแบบในการสรางโรงไฟฟาชวมวล ถอวาเปนโรงงานแรกของประเทศไทยในประเทศญปน



174

- ตดตงระบบเผากาซทง - มการปดกนหองเครองยนต เพอลดเสยงและอนตรายทอาจเกดขนกบระบบการไดยน - มแผนการรบมอกรณเกดอคคภย โดยตดตงทอน าไวรอบๆโรงงาน ขอมลเพมเตม : - หลงจากกอสรางโรงไฟฟาชวมวล ไดรบคนชมชนเขามาท างานในบรษท และรบซอเศษไมจากชาวบานเพอน ามาเปนเชอเพลง ซงชวยสรางงาน สรางรายไดใหกบทองถน/คนในชมชนตามแนวคดทตงไว - มคณะ/หนวยงานตางๆ ทงภาครฐและเอกชนในประเทศ เชน กระทรวงพลงงาน เทศบาล องคกรปกครองสวนทองถน รวมถงจากตางประเทศ เชน ญปน มาเลเซย ออสเตรเลย ไนจเรย มาศกษาดงานทโรงไฟฟาอยเปนประจ า - มสอมวลชนเขามาเกบขอมล ถายท ารายการเผยแพรในสอหลายแขนง เชน หนงสอพมพ โทรทศน เปนตน - ประเทศญปน ไดน าระบบผลตกาซชวมวลของบรษทฯ ไปเปนตนแบบในการสรางโรงไฟฟาชวมวล ถอวาเปนโรงงานแรกของประเทศไทยในประเทศญปน

175

บรรณานกรม [1] Guideline for safe and Eco-friendly Biomass Gasification, by Intelligent Energy Europe (Co-

funded by European Commission) November 2009 [2] เอกสารรายงานผลการตรวจสอบและรายงานความปลอดภย , กรมโรงงาน กระทรวงอตสาหกรรม, กรกฏาคม

2556 [3] คมอความปลอดภยในการผลตและการใชกาซชวมวลโดยเทคโนโลย gasification (Biomass Safety), กรม

พฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน กระทรวงพลงงาน, ธนวาคม 2557



ลขสทธของ กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน กระทรวงพลงงาน พมพครงท 2 เดอน กมภาพนธ 2559 จ านวน 150 เลม

รายนามคณะผจดท า กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน กระทรวงพลงงาน ทปรกษา นายพงคพฒน มงคง ผอ านวยการส านกพฒนาทรพยากรบคคลดานพลงงาน คณะกรรมการตรวจการจาง 1. นายชยยทธ สารพา นกทรพยากรบคคลช านาญการพเศษ 2. นายประสทธ นนสงข นกวชาการพลงงานช านาญการพเศษ 3. นายธนากร รนสข 4. นางสาวพรพมล สวรรณนมตร5. นายวรพล ธนภทรวงสกล

นกทรพยากรบคคลช านาญการ นกวชาการพลงงานช านาญการ นกทรพยากรบคคลช านาญการ

คณะผด าเนนโครงการ (มหาวทยาลยอบลราชธาน) 1. รองศาสตราจารย ดร.กลเชษฐ เพยรทอง ผจดการโครงการ 2. รองศาสตราจารย ดร.ธนรฐ ศรวระกล เจาหนาทดานการพฒนาหลกสตร 3. ผชวยศาสตราจารย ดร.ชวลต ถนวงศพทกษ เจาหนาทดานสอการสอน4. ผชวยศาสตราจารย ดร.ประชาสนต ไตรยสทธ เจาหนาทดานพลงงานทดแทน5. ดร.วระพนธ สหานาม คณะท างานฝกอบรม 6. นายพศาล สมบตวงค เจาหนาทเฉพาะสาขาวชาชพ 7. นายธนกฤต นนทชนะ เจาหนาทประเมนผล 8. นายอทธพล กลวงศ คณะท างานฝกอบรม/เจาหนาทประสานงานโครงการ 9. นางสาวอรพรรณ กาญจนเสน คณะท างานฝกอบรม/เจาหนาทประสานงานโครงการ



ลขสทธของกรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน กระทรวงพลงงานพมพครงท 2 เดอน กมภาพนธ 2559จานวน 150 เลม

รายนามคณะผจดท ากรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน กระทรวงพลงงานทปรกษานายพงคพฒน มงคง ผอ านวยการส านกพฒนาทรพยากรบคคลดานพลงงานคณะกรรมการตรวจการจาง1. นายชยยทธ สารพา นกทรพยากรบคคลช านาญการพเศษ2. นายประสทธ นนสงข นกวชาการพลงงานช านาญการพเศษ3. นายธนากร รนสข นกทรพยากรบคคลช านาญการ4. นางสาวพรพมล สวรรณนมตร นกทรพยากรบคคลช านาญการ5. นายวรพล ธนภทรวงสกล นกทรพยากรบคคลช านาญการ

คณะผด าเนนโครงการ (มหาวทยาลยอบลราชธาน)1. รองศาสตราจารย ดร.กลเชษฐ เพยรทอง ผจดการโครงการ2. รองศาสตราจารย ดร.ธนรฐ ศรวระกล เจาหนาทดานการพฒนาหลกสตร3. ผชวยศาสตราจารย ดร.ชวลต ถนวงศพทกษ เจาหนาทดานสอการสอน4. ผชวยศาสตราจารย ดร.ประชาสนต ไตรยสทธ เจาหนาทดานพลงงานทดแทน5. ดร.วระพนธ สหานาม คณะท างานฝกอบรม6. นายพศาล สมบตวงค เจาหนาทเฉพาะสาขาวชาชพ7. นายธนกฤต นนทชนะ เจาหนาทประเมนผล8. นายอทธพล กลวงศ คณะท างานฝกอบรม/เจาหนาทประสานงานโครงการ9. นางสาวอรพรรณ กาญจนเสน คณะท างานฝกอบรม/เจาหนาทประสานงานโครงการ

z¥h Þ Ûaw z ¡ ¡ i ÙÜ || Ù « Ù l«wÎ ¡ Ìªz ²Ù} w ¢ m h...

Documents

Transcript of z¥h Þ Ûaw z ¡ ¡ i ÙÜ || Ù « Ù l«wÎ ¡ Ìªz ²Ù} w ¢ m h...