การวเิคราะห์ศกัยภาพการใช้...

การวเคราะหศกยภาพการใชพลงงานและความคมคาทางเศรษฐศาสตรของ โรงไฟฟา Co-generation ขนาด 27 MWe ในอตสาหกรรมปโตรเคม

รวนทวชร ชมภ

งานนพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาการจดการพลงงานและสงแวดลอม

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยบรพา พฤษภาคม 2559

ลขสทธเปนของมหาวทยาลยบรพา

กตตกรรมประกาศ การศกษางานนพนธนประสบผลส าเรจไดดวยความอนเคราะหในการสนบสนนจาก บรษท ไออารพซ จ ากด (มหาชน) ทเออเฟอขอมลกระบวนผลตเพอใชในการศกษา อกทงยงเปน ผอดหนนทนการศกษา “โครงการทนเพอการศกษาตอระดบปรญญาโทในประเทศ รนท 3” จนส าเรจการศกษา ขอขอบพระคณ ดร. ปราโมทย ลายประดษฐ ทใหความอนเคราะหในการเปนทปรกษางานนพนธ ผซงกรณาใหค าแนะน าในการคนควาขอมล ค าปรกษาความรในดานตาง ๆ ตลอดจนชวยแกไขขอบกพรองตาง ๆ สงผลใหงานนพนธฉบบนส าเรจลลวงไปไดดวยด จงขอขอบพระคณเปนอยางสงไว ณ โอกาสน ขอขอบพระคณ รองศาสตราจารย ดร. วรเชษฐ ภรมยภกด และ ดร. ภาณวฒน ดานกลาง คณะกรรมการสอบปากเปลางานนพนธ ทใหความอนเคราะหในการคดกรอง และแกไขงานนพนธ ท าใหงานนพนธฉบบนมความสมบรณมากยงขน ขอขอบพระคณบดามารดา และครอบครว ซงเปดโอกาสใหไดรบการศกษาเลาเรยน ตลอดจนคอยชวยเหลอและใหก าลงใจ คณคาและคณประโยชนของงานนพนธฉบบน ผวจยขอมอบเปนกตญญกตเวทตาแดบพการ บรพาจารย และผมพระคณทกทานทงในอดตและปจจบน ทท าใหขาพเจาเปนผมการศกษา และประสบความส าเรจมาจนตราบเทาทกวนน

รวนทวชร ชมภ

56920954: สาขาวชา: การจดการพลงงานและสงแวดลอม; วศ.ม. (การจดการพลงงานและสงแวดลอม)

ค าส าคญ: Co-generation/ พลงงานทผนกลบไมได/ ประสทธภาพพลงงาน/ ประสทธภาพ เอกเซอรย/ ความคมคาทางเศรษฐศาสตร รวนทวชร ชมภ: การวเคราะหศกยภาพการใชพลงงานและความคมคาทางเศรษฐศาสตรของโรงไฟฟา Co-generation ขนาด 27 MWe ในอตสาหกรรมปโตรเคม (ANALYSIS OF THE POTENTIAL ENERGY AND ECONOMIC COST BENEFIT OF 27MWe CO-GENERATION POWER PLANT IN THE PETROCHEMICAL INDUSTRY.) คณะกรรมการควบคมงานนพนธ:ปราโมทย ลายประดษฐ, ปร.ด., 57 หนา. ป พ.ศ. 2559. งานวจยนไดท าการวเคราะหศกยภาพและประสทธภาพการใชพลงงานของโรงไฟฟา Co-generation ขนาด 27 MWe ของบรษทไออารพซ จ ากด (มหาชน) ทผลตไฟฟาและไอน าเพอใชในกระบวนการผลตภายในอตสาหกรรมปโตรเคม ซงสามารถปรบเปลยนรปแบบการผลตได 3 แบบ คอ แบบผลตไฟฟาและไอน า แบบผลตไอน าอยางเดยว และแบบผลตไฟฟาอยางเดยว โดยน าขอมลการผลตแตละรปแบบมาเปรยบเทยบประสทธภาพพลงงาน (Energy efficiency) ตามกฎขอทหนงของเทอรโมไดนามกสและประสทธภาพเอกเซอรย (Exergy efficiency) ตามกฎขอทสองของ เทอรโมไดนามกส และเปรยบเทยบความคมคาทางเศรษฐศาสตรทเหมาะสมทสด ซงผลการประเมนปรมาณการใชพลงงานแตละอปกรณพบวาหมอไอน าเปนอปกรณทมพลงงานทผนกลบไมไดสงทสดคอ 55.86% สวนรปแบบการผลตแบบผลตไอน าอยางเดยวจะมประสทธภาพพลงงานสงสดคอ 71.76% ประสทธภาพเอกเซอรยสงสดคอ 28.08% และตนทนไอน าถกทสดคอ 1,175.66 Baht/Ton-steam อกทงยงมประสทธผลการใชประโยชนจากผลตผลทผลตไดสงสดคอ 92.81% ซงขอมลทไดจากการวเคราะหศกยภาพการใชพลงงานสามารถพจารณาถงอปกรณทตองปรบปรงและเลอกรปแบบการผลตเพอความคมคาทางเศรษฐศาสตรของโรงไฟฟาได

56920954: MAJOR: ENERGY AND ENVIRONMENT MANAGEMENT; M.ENG. (ENERGY AND ENVIRONMENT MANAGMENT) KEYWORD: CO-GENERATION/ IRREVERSIBILITY/ ENERGY EFFICIENCY/ EXERGY EFFICIENCY/ ECONOMIC COST BENEFIT RAWINWAT CHOMPOO: ANALYSIS OF THE POTENTIAL ENERGY AND ECONOMIC COST BENEFIT OF 27MWe CO-GENERATION POWER PLANT IN THE PETROCHEMICAL INDUSTRY. ADVISORSY COMMITTEE: PRAMOTE LAIPRADIT, Ph.D., 57 P. 2016.

This research analyzed the potential and energy efficiency of the 27 MWe Co-generation power plant for IRPC Public Co., Ltd. which produces electricity and steam to be used in manufacturing processes of the petrochemical industry. It can be altered to three manufacturing models; the production of electricity and steam, the production of the steam only, and the production of electricity only. This research compared energy efficiency following the first law of the thermodynamics between each manufacturing model and exergy efficiency following the second law of the thermodynamics, and evaluate the economic of the process.

The results of the energy consumption of each device found in the boiler showed that the highest irreversible energy is at 55.86%. As for the production of only steam model, it has the maximum energy efficiency of 71.76%, the highest exergy efficiency of 28.08%, the lowest cost of steam of 1,175.66 Baht /Ton-steam, and the highest effective utilization of produce of 92.81%. The information analyzed from the potential energy can be used to consider a device which need to be improved and chose the optimum production model .

สารบญ หนา บทคดยอภาษาไทย ง บทคดยอภาษาองกฤษ จ สารบญ ฉ สารบญตาราง ฌ สารบญภาพ ฎ บทท 1 บทน า 1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา 1 วตถประสงคของการวจย 3 สมมตฐานของการวจย 3 ประโยชนทคาดวาจะไดรบจากการวจย 3 ขอบเขตของการวจย 4 แผนการด าเนนงาน 4 2 ทฤษฎและงานวจยทเกยวของ 6 ระบบ Co-generation ทศกษา 6 แบบผลตไฟฟาและไอน า 6 แบบผลตไอน าอยางเดยว 7 แบบผลตไฟฟาอยางเดยว 8 การวเคราะหพลงงานและเอกเซอรย 8 การวเคราะหพลงงาน 9 การวเคราะหเอกเซอรย 11 สวนประกอบของเอกเซอรย 14 การวเคราะหความคมคาทางเศรษฐศาสตร 15 การวเคราะหประสทธผลการใชประโยชน 16 กรณศกษาจากวรรณกรรม 17

ช

สารบญ (ตอ)

บทท หนา 3 ขนตอนการด าเนนงาน 19 วธการศกษาและด าเนนงานวจย 19 ขอมลของโรงไฟฟา Co-generation 27 MWe 21 ขอมลการผลตแบบผลตไฟฟาและไอน า 21 ขอมลการผลตแบบผลตไอน าอยางเดยว 23 ขอมลการผลตแบบผลตไฟฟาอยางเดยว 24 ขอมลราคาตนทน 25 การค านวณสมดลพลงงาน 26 สมดลพลงงาน 28 สมดลพลงงานของกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาและไอน า 28 สมดลพลงงานของกระบวนการผลต แบบผลตไอน าอยางเดยว 31 สมดลพลงงานของกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว 33 การประเมนตนทนพลงงาน 36 การประเมนตนทนพลงงาน แบบผลตไฟฟาและไอน า 36 การประเมนตนทนพลงงาน แบบผลตไอน าอยางเดยว 38 การประเมนตนทนพลงงาน แบบผลตไฟฟาอยางเดยว 39 การใชประโยชนจากทรพยากร 41 4 ผลการวจย 42 การประเมนปรมาณการใชพลงงาน ตามกฎขอทหนงของเทอรโมไดนามกส 42 การประเมนปรมาณการใชพลงงาน ตามกฎขอทสองของเทอรโมไดนามกส 44 การวเคราะหประสทธภาพการใชพลงงานจ าแนกแตละอปกรณ 46 การเปรยบเทยบประสทธภาพการใชพลงงาน 48 การเปรยบเทยบความคมคาทางเศรษฐศาสตร 49 การเปรยบเทยบประสทธผลการใชทรพยากร 51

ซ

สารบญ (ตอ)

บทท หนา 5 บทสรป 52 สรปผลการศกษา 53 ผลการประเมนปรมาณการใชพลงงานแตละอปกรณ 53

ผลการวเคราะหประสทธภาพ 53 ความคมคาทางเศรษฐศาสตร 54

การเปรยบเทยบประสทธผลการใชทรพยากร 54 ขอเสนอแนะและแนวทางในการปรบปรง 54 ส าหรบผลการศกษา 54 ส าหรบกระบวนการผลต 55

บรรณานกรม 57 ประวตยอของผวจย 58

สารบญตาราง ตารางท หนา 1-1 ขนตอนการด าเนนงาน 4 2-1 สมการทใชในการค านวณประสทธภาพของเอกเซอรย แยกเปนแตละอปกรณ 13 2-2 สมการทใชในการประเมนตนทนแบบเอกเซอรย แยกเปนแตละอปกรณ 16 3-1 อปกรณเครองมอวดทใชในการเกบขอมล 19 3-2 อปกรณเครองมอวดทใชในการค านวณหาขอมล 21 3-3 ขอมลกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาและไอน า 22 3-4 ขอมลกระบวนการผลต แบบผลตไอน าอยางเดยว 23 3-5 ขอมลกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว 24 3-6 ขอมลราคาตนทน 25 3-7 สมดลพลงงานของกระบวนการผลตไฟฟาและไอน า สวนหมอน า (Boiler) 28 3-8 สมดลพลงงานของกระบวนการผลตไฟฟาและไอน า สวนเครองก าเนดไฟฟาทหมนดวยเครองกงหนไอน า (Turbogenerator) 29 3-9 สมดลพลงงานของกระบวนการผลตไฟฟาและไอน า สวนเครองควบแนน (Condenser) 30 3-10 สมดลพลงงานของกระบวนการผลต แบบผลตไอน าอยางเดยว สวนหมอน า (Boiler) 31 3-11 สมดลพลงงานของกระบวนการผลต แบบผลตไอน าอยางเดยว สวนวาลวลดความรอนยวดยง (De-superheater) 32 3-12 สมดลพลงงานของกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว สวนหมอไอน า (Boiler) 33 3-13 สมดลพลงงานของกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว สวนเครองก าเนดไฟฟาทหมนดวยเครองกงหนไอน า (Turbogenerator) 34 3-14 สมดลพลงงานของกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว สวนเครองควบแนน 35 3-15 ขอมลตนทนการผลต แบบผลตไฟฟาและไอน า 36 3-16 ขอมลตนทนการผลต แบบผลตไอน าอยางเดยว 39 3-17 ขอมลตนทนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว 40

http://cbs.grundfos.com/thailand/lexica/AC_Discharge_de-superheater.html



ญ

สารบญตาราง (ตอ) ตารางท หนา 4-1 เปรยบเทยบอตราตนทนการผลตรวมตอชวโมงในแตละกรณ 49 4-2 อตราตนทนไฟฟาตอชวโมงจากแหลงผลตไฟฟาตาง ๆ 49

สารบญภาพ ภาพท หนา 1-1 แผนผงแสดงกระบวนการผลตเบองตนของโรงไฟฟา Co-generation 1 2-1 ผงกระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาและไอน า 7 2-2 ผงกระบวนการผลตแบบผลตไอน าอยางเดยว 7 2-3 ผงกระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาอยางเดยว 8 2-4 ขอบเขตของการถายเทมวลเขาและออกจากระบบ 15 3-1 ขนตอนการด าเนนงาน 20 3-2 แผนผงกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาและไอน า 21 3-3 แผนผงกระบวนการผลต แบบผลตไอน าอยางเดยว 23 3-4 แผนผงกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว 24 3-5 แผนผงตนทนการผลต แบบผลตไฟฟาและไอน า 36 3-6 แผนผงตนทนการผลต แบบผลตไอน าอยางเดยว 38 3-7 แผนผงตนทนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว 40 4-1 ปรมาณการใชพลงงานตามกฎขอท 1 ของเทอรโมไดนามกส แบบผลตไฟฟา และไอน า 42 4-2 ปรมาณการใชพลงงานตามกฎขอท 1 ของเทอรโมไดนามกส แบบผลตไอน า อยางเดยว 42 4-3 ปรมาณการใชพลงงานตามกฎขอท 1 ของเทอรโมไดนามกส แบบผลตไฟฟา อยางเดยว 43 4-4 ปรมาณการใชพลงงานตามกฎขอท 2 ของเทอรโมไดนามกส แบบผลตไฟฟา และไอน า 44 4-5 ปรมาณการใชพลงงานตามกฎขอท 2 ของเทอรโมไดนามกส แบบผลตไอน า อยางเดยว 44 4-6 ปรมาณการใชพลงงานตามกฎขอท 2 ของเทอรโมไดนามกส แบบผลตไฟฟา อยางเดยว 45 4-7 ประสทธภาพการใชพลงงาน แบบผลตไฟฟาและไอน า 46 4-8 ประสทธภาพการใชพลงงาน แบบผลตไอน าอยางเดยว 46

4-9 ประสทธภาพการใชพลงงาน แบบผลตไฟฟาอยางเดยว 47

ฏ

สารบญภาพ (ตอ) ภาพท หนา

4-10 เปรยบเทยบประสทธภาพการใชพลงงาน 48 4-11 เปรยบเทยบประสทธผลการใชประโยชนจากทรพยากรทผลตได 51

บทท 1 บทน ำ

ควำมเปนมำและควำมส ำคญของปญหำ โรงไฟฟาพลงความรอน (Thermal power plant) ทสามารถผลตพลงงานได 2 รปแบบ จากแหลงเชอเพลงชนดเดยว ไดแก พลงงานไฟฟาและพลงงานความรอนจะเรยกวา โรงไฟฟา Co-generation ประกอบดวย หมอไอน า (Boiler) กงหนไอน า (Turbine) เครองก าเนดไฟฟา (Generator) และเครองควบแนน (Condenser) เมอกาซธรรมชาตถกน าเขาไปยง Boiler จะถกเผาไหมโดยตรงภายในเตาเผาหมอไอน า เพอน าพลงงานความรอนทไดจากการเผาไหมไปใช ผลตไอน าทมอณหภมและความดนสง ไอน าทผลตไดนจะถกน าไปใชขบกงหนไอน าซงตอกบเครองก าเนดไฟฟาเพอผลตไฟฟา สวนไอน าทออกจากกงหนไอน าจะมความดนลดลงและจะถกน าไปใชงานในลกษณะ Process steam ในกระบวนการผลตตาง ๆ ดงแสดงในภาพท 1-1

ภาพท 1-1 แผนผงแสดงกระบวนการผลตเบองตนของโรงไฟฟา Co-generation

การวเคราะหศกยภาพการใชพลงงานตงแตกระบวนการผลตจนถงกระบวนการเพอน ากลบมาใชใหมและการประเมนคณคาพลงงานทมปรมาณเทากนแตการน าไปใชทตางกน จะมประโยชนอยางยงในการใชพลงงานอยางมประสทธภาพ ซงจะใชหลกการของ “พลงงานทน ามาใชงานได (Available energy)” ทนยามไวตามกฎขอท 1 ของอณพลศาสตรและกฎการคงมวลของสสารวา “พลงงานและสสารตาง ๆ บนโลกนไมมวนสญหายหรอเกดขนเองได แตพลงงานและสสารสามารถเปลยนไปอยในรปแบบอนได” โดยการใชพลงงานอยางมประสทธภาพจะ

บทท 2 ทฤษฎและงานวจยทเกยวของ

ระบบ Co-generation ทศกษา

บรษท ไออารพซ จ ากด (มหาชน) เปนบรษทผผลตประเภทครบวงจร สามารถผลตผลตภณฑ 2 ประเภท คอ กลมปโตรเลยม ประกอบดวย น ามนเชอเพลงแกสโซลน น ามนหลอลนพนฐาน ผลตภณฑอะโรเมตกส และกลมปโตรเคม ประกอบดวย โอเลฟนส ผลตภณฑเมดพลาสตกชนด HDPE, PP, ABS/SAN, PS, EPS ซงในกระบวนการผลตผลตภณฑเหลาน จ าเปนตองมโรงไฟฟาเพอผลตไฟฟาและไอน าไวใชในกระบวนการผลตอยเสมอ ส าหรบโรงไฟฟาทน ามาศกษานเปนโรงไฟฟาประเภท Co-Generation ขนาด 27 MWeสามารถผลตไดทงไฟฟาและไอน า ซงการผลตจะขนอยกบความตองการของผใชงาน โดยกระบวนการผลตจะใชกาซธรรมชาตเปนเชอเพลงในการเผาไหมภายในหมอไอน าทมความสามารถผลตไอน าสงสด 150 ตนไอน าตอชวโมง เมอใหความรอนแกน าจนกลายเปนไอน าชนด Superheat steam แลว จะถกสงจายเขาทอสงไอน าเพอใชในกระบวนการผลตของกลม ปโตรเคมและกลมปโตรเลยม สวนการผลตไฟฟานน จะใชไอน าจากหมอไอน ามาผานเครองกงหนไอน าทตอกบเครองก าเนดไฟฟา ไฟฟาทไดจะถกสงเขาระบบเครอขายของการไฟฟาตอไปและยงมไอน าบางสวนทหมดพลงงานซงมอณหภมและความดนทต า ถกน ามาผานเครองควบแนนเพอใหไอน ากลนตวกลายเปนน าและน าน ากลบมาใชใหม ในบางครงปรมาณความตองการไอน าและไฟฟาไมคงท โดยในกรณทมปรมาณ ความตองการใชไฟฟาสงมากกวาก าลงการผลต ระบบไฟฟาทตอเขากบระบบเครอขายการไฟฟา (Grid) สามารถดงไฟฟามาทดแทนในระบบได แตเมอมปรมาณความตองการใชไอน าทสงกวาก าลงการผลต จ าเปนทตองมการปรบเปลยนกระบวนการผลตโดยการหยดใชกงหนไอน าและน าไอน าทไดจากหมอไอน าโดยตรง ผานวาลวลดความรอนยวดยงเพอท าการลดแรงดนใหเหมาะสมและสงเขาระบบทอสงจายไอน า เพอแลกกบการใหมปรมาณไอน าจายเพยงพอตอการใชงาน ดงนนการผลตของโรงไฟฟาทน ามาศกษานสามารถแบงการผลตออกเปน 3 แบบ คอ

1. แบบผลตไฟฟาและไอน า ไอน าจากหมอไอน า (Boiler) ปรมาณ 150 ตนไอน าตอชวโมง จะถกสงผานไปยงเครองกงหนไอน า (Turbine) ทตอกบเครองก าเนดไฟฟา (Generator) เพอผลตไฟฟา และมไอน าทไดหลงจากผานกงหนไอน าแบงเปน 2 ประเภท คอ ไอน าสงไปยงกระบวนการผลต (Process steam)

7

และไอน าทหมดพลงงาน จะถกน ามาผานเครองควบแนน (Condenser) เพอใหไอน ากลนตวกลายเปนน าและน าน ากลบมาใชใหม แสดงดงภาพท 2-1 สงทไดจากการผลตแบบน คอ ไฟฟาขนาด 27 MWe และไอน าความดน 45 bar อณหภม 330 ºC ปรมาณ 30 ตนไอน าตอชวโมง

Boiler

Pump

Condenser

Turbine Generator

Process Steam

Make up

Water TankPump

Electrical

ภาพท 2-1 ผงกระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาและไอน า

2. แบบผลตไอน าอยางเดยว ในการผลตแบบนจะหยดใชกงหนไอน า (Turbine) เครองก าเนดไฟฟา (Generator) และเครองควบแนน (Condenser) โดยน าไอน าทไดจากหมอไอน า (Boiler) ปรมาณ 150 ตนไอน าตอชวโมง ผานวาลวลดความรอนยวดยง (De-superheater) เพอท าการลดแรงดนใหเหมาะสมและสงเขาระบบทอไปยงกระบวนการผลต (Process steam) แสดงดงภาพท 2-2 สงทไดจากการผลตแบบนคอ ไอน าความดน 45 bar อณหภม 330 ºC ปรมาณ 150 ตน ไอน าตอชวโมง

Boiler

De-superheater

Process Steam

Make up

Water TankPump

ภาพท 2-2 ผงกระบวนการผลตแบบผลตไอน าอยางเดยว

8

3. แบบผลตไฟฟาอยางเดยว ไอน าจากหมอไอน า (Boiler) ปรมาณ 150 ตนไอน าตอชวโมง จะถกสงผานไปยงเครองกงหนไอน า (Turbine) ทตอกบเครองก าเนดไฟฟา (Generator) เพอผลตไฟฟา และมไอน าทได ทหมดพลงงาน จะถกน ามาผานเครองควบแนน (Condenser) เพอใหไอน ากลนตวกลายเปนน าและน าน ากลบมาใชใหม แสดงดงภาพท 2-3 สงทไดจากการผลตแบบน คอ ไฟฟาขนาด 27 MWe

Boiler

Pump

Condenser

Turbine Generator

Make up

Water TankPump

Electrical

ภาพท 2-3 ผงกระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาอยางเดยว

การวเคราะหพลงงานและเอกเซอรย การวเคราะหพลงงานของระบบทางความรอนมกใชพนฐานการสมดลของพลงงาน หรอตามกฎขอทหนงของเทอรโมไดนามกสวา “พลงงานสามารถเปลยนจากรปหนงไปเปนอกรปหนงได แตไมสามารถสรางหรอท าใหพลงงานหายไป” ซงจ าเปนตองทราบคาของเอนทลป (Enthalpy) เพอใหทราบถงปรมาณความรอนทน าไปใชงาน ปรมาณความรอนทสญเสยและประสทธภาพ เชงความรอน (Thermal efficiency) แตเนองจากการวเคราะหถงประสทธภาพของการใชพลงงานนน ยงไมสามารถแสดงการท าลายคณภาพของพลงงานได จงจ าเปนตองใชกฎขอทสองของเทอรโมไดนามกสทกลาววา “ในกระบวนการทเกดขนไดเอง เอนโทรป (S) ของจกรวาลจะเพมขนและในกระบวนการสมดล เอนโทรป ของจกรวาลจะไมเปลยนแปลง” ซงเปนความสมพนธระหวางการเกดขนไดเองของกระบวนการกบเอนโทรป ชวยในการวเคราะหประสทธภาพของการใชพลงงาน ซงตองทราบคาเอนโทรป (Entropy) เพอใหทราบถงคณภาพของพลงงานทน ามาใชประโยชนในรปเทยบเทากบงานและคาการยอนกลบไมไดของกระบวนการ

9

จากกฎ 2 ขอของเทอรโมไดนามกส จะมการผสมผสานเชอมโยงถงกน พลงงานจะไมสามารถสรางหรอท าลายไดตามกฎอนรกษพลงงาน โดยในกฎขอแรกจะกลาวถงพลงงานทปอนเขาไปจะเทากบพลงงานทออกมา แตในทางปฏบตไมเปนเชนนน ซงการท างานจรงเราจะพบวา พลงงานทใหไปกบงานทออกมาจะไมเทากน สาเหตเนองจากมการสญเสยประสทธภาพทางความรอนเกดขน ไมมเครองกลใด ๆ ในโลกนทสามารถท างานใหไดมประสทธภาพ 100% สรปไดวาในกฎขอแรกของเทอรโมไดนามกส จะเกดความแตกตางระหวางความรอนและงาน ขนาดของพลงงานจะเทากบพลงงานความรอนแตเครองหมายจะตรงกนขาม สวนกฎขอทสองของเทอรโมไดนามกส เปนการเปลยนแปลงจากความรอนไปสงานพรอมกบกลาวถงประสทธภาพการท างาน

1. การวเคราะหพลงงาน (Energy analysis) 1.1 สมดลพลงงาน (Energy balance) พลงงานอาจอยไดหลายรปแบบ เชน ความรอน พลงงานศกย พลงงานจลน พลงงานเคม แตการแยกพลงงานแตละอยางออกมาท าไดไมชดเจนนก อยางไรกตาม การใชสมดลของพลงงานในการหาลกษณะคณภาพของการแปรรปในระบบทไมมการสรางพลงงานและไมมการใชพลงงาน ดงสมการท 2-1

(2-1) เมอ = พลงงานขาเขาของระบบ = พลงงานขาออกของระบบ = พลงงานสะสมภายในระบบ สมดลของพลงงานอาจค านวณจากพลงงานภายนอกทใชตอหนวยมวลของผลตภณฑหนงกโลกรม ดงนนสมดลพลงงานจะเขยนไดจากการก าหนดขอบเขตของระบบรอบเครองมอ ตาง ๆ ในทนสมมตวาไมมความรอนเปลยนรปไปเปนพลงงานรปอน 1.2 เอนทลป (Enthalpy) เอนทลป (H) คอ ปรมาณความรอนทผานเขาหรอออกจากระบบ เปนกระบวนการ ความดนคงท ดงสมการท 2-2

H = U + PV (2-2)

10

เมอ H = เอนทลป

U = พลงงานภายในระบบ

PV = ผลคณของความดนสมบรณและปรมาตรของระบบ

ส าหรบกระบวนการตาง ๆ ทเกดขนโดยทความดนของระบบไมมการเปลยนแปลง การเพมขนของเอนทลปของระบบจะมคาเทากบความรอนทใหเขาไป และสามารถหาคาเอนทลปได ดงสมการท 2-3

(2-3)

เอนทลปเปนฟงกชนของ E, P, V ซงตางกเปนฟงกชนของสถานะ ท าให เปนฟงกชนของสถานะดวย เมอระบบมการเปลยนแปลงสภาวะสามารถเขยนสมการไดดงสมการท 2-4

(2-4)

ถา มคาเปนบวก แสดงวา ระบบจะรบความรอนเขาไป แตถา มคาเปนลบ แสดงวาระบบคายความรอนออกมา ปรมาณความรอน (q) เมอมการเปลยนแปลงของวตถมวลใด ๆ (m) สามารถค านวณหาไดดงสมการท 2-5

(2-5)

เมอ = คาความรอนจ าเพาะ (kJ/kg )

= อณหภมทเปลยนไป ( )

จากทกลาวมาสามารถค านวณปรมาณความรอนทความดนคงทในเทอมของความรอนจ าเพาะได ดงสมการท 2-6

(2-6)

การคดเอนทลปจะเลอกสถานะอางองส าหรบองคประกอบทงหมดทเขาและออกจาก

ระบบ นนคอ เปนการคดการเปลยนแปลงของคาเอนทลปขององคประกอบจากสถานะอางองไปเปนสถานะปจจบน ดงนนสมดลเอนทลป คอ

เอนทลปทเขาสระบบ = (เอนทลปทออกจากระบบ + เอนทลปทสญเสย)

11

หรอ ดงสมการท 2-7 (2-7)

1.3 ประสทธภาพเอนทลป (Enthalpy efficiency, ) ตามกฎขอทหนงของเทอรโมไดนามกส ดงสมการท 2-8

ปรมาณพลงงานทใชประโยชน

ปรมาณพลงงานทปอนเขา

(2-8)

2. การวเคราะหเอกเซอรย (Exergy analysis) หลกการของเทอรโมไดนามกสมบทบาทส าคญในการวเคราะหพลงงาน โดยกฎขอทหนงของเทอรโมไดนามกส เปนการแสดงความสมพนธระหวางงานและความรอนทเกดขนซงถกน ามาใชอยางกวางขวางในกระบวนการทางอตสาหกรรม แตไมไดก าหนดทศทางของการถายเทของงานและความรอน โดยทศทางการถายเทจะเปนแบบใดกได และอาจไมสามารถเกดขนไดจรง แตกฎขอทสองของเทอรโมไดนามกส จะมการก าหนดทศทางการถายเทพลงงานทเกดขนไดจรง ดงนนกระบวนการจะเกดขนไดจรง ตองเปนไปตามกฎขอทหนง และกฎขอทสองของเทอรโมไดนามกส

การวเคราะหพลงงานจะท าการวเคราะหหาประสทธภาพของพลงงานโดยใชกฎ ขอทหนงของเทอรโมไดนามกสโดยใชเอนทลป สวนการวเคราะหหาคณภาพของพลงงานจะใช กฎขอทสองของเทอรโมไดนามกสโดยใชเอนโทรป ซงทงเอนทลป และ เอนโทรป สามารถสรางความสมพนธกนได เรยกวา เอกเซอรย ซงการวเคราะหเอกเซอรย สามารถบอกไดวาทใดในกระบวนการผลต มการใชพลงงานอยางไมมประสทธภาพและสามารถค านวณหาปรมาณ การสญเสยทแทจรงได

2.1 การเปลยนแปลงเอนโทรป (Entropy change: ) เอนโทรป (S) เปนตวแปรส าคญในการบอกทศทางของการเปลยนแปลงในกระบวนการตาง ๆ โดยก าหนดใหการเปลยนแปลงเอนโทรป ดงน ในกระบวนการคายความรอน ระบบจะคายความรอนใหกบสงแวดลอมซงจะชวยใหโมเลกลของสงแวดลอมเคลอนทไดดขน ท าใหระบบมความไมเปนระเบยบลดลง และเอนโทรปของสงแวดลอมกจะสงขน

12

ในกระบวนการดดความรอน ระบบจะดดกลนความรอนจากสงแวดลอม ท าใหโมเลกลของสงแวดลอมเคลอนทไดยากขน ท าใหระบบมความเปนระเบยบสงขนและเอนโทรปของสงแวดลอมกจะลดลง เมอมการเปลยนแปลงสภาวะจาก 1 ไปเปน 2 ภายใตอณหภมคงท สามารถเขยนเปนสมการได ดงสมการท 2-9

(2-9)

โดยท คอ การเปลยนแปลงเอนโทรปในกระบวนการผนกลบไมได 2.2 การเปลยนแปลงเอกเซอรย (Exergy change: ) จากนยามเอกเซอรยทวา เอกเซอรยคอ งานทสามารถไดรบจากระบบโดยตรงมคาของอณหภมสงแวดลอมเปนมาตรฐาน ซงสามารถเขยนเปนสมการได ดงสมการท 2-10

(2-10) ส าหรบสมดลเอกเซอรย คอ

เอกเซอรยทปอนเขาสระบบ = เอกเซอรยทไหลออกจากระบบ + เอกเซอรยสญเสย + เอกเซอรยทถกท าลายเนองจากการยอนกลบไมได

หรอ ดงสมการท 2-11

(2-11)

โดยพลงงานทมการใชจะเรยกพลงงานนวา availability แตพลงงานทเปน irreversibility

คอพลงงานทไมสามารถผนกลบได 2.3 ประสทธภาพเอกเซอรย (Exergy efficiency, ) สามารถหาได ดงสมการท 2-12

= เอกเซอรยทใชประโยชนเอกเซอรยทปอนเขา

x 100%

=

x 100% (2-12)

13

ตารางท 2-1 สมการทใชในการค านวณประสทธภาพของเอกเซอรย แยกเปนแตละอปกรณ

Diagram Exergy efficiency,

Boiler

(2-13)

Turbine

(2-14)

De-superheater (Mixing Unit)

(2-15)

Condenser (Heat Exchanger)

(2-16)

3. สวนประกอบของเอกเซอรย (Exergy component) การวเคราะหเอกเซอรยทเขา-ออกจากระบบ

(2-17)

14

เมอ = เอกเซอรยของทงระบบ = เอกเซอรยของพลงงานทางกายภาพ (Physical exergy) = เอกเซอรยของพลงงานจลน (Kinetic exergy) = เอกเซอรยของพลงงานศกย (Potential exergy) = เอกเซอรยของพลงงานเคม (Chemical exergy)

ขอสมมตฐานทใชในการวเคราะหน จะไมคดคาเอกเซอรยของพลงงานศกยและพลงงานจลน เนองจากการเปรยบเทยบ พจารณาทสภาวะเดยวกน เอกเซอรยของพลงงานศกย เอกเซอรยของพลงงานจลน

3.1 เอกเซอรยของพลงงานทางกายภาพ (Physical exergy),

= (2-18)

เมอ = เอนทลปทพจารณาทสภาวะแวดลอม = เอนโทรปทสภาวะแวดลอม = อณหภมทสภาวะแวดลอม 3.2 เอกเซอรยของพลงงานเคม (Chemical exergy),

เปนสารประกอบของคารบอน ไฮโดรเจน ออกซเจนและไนโตรเจน สามารถหาคาเอกเซอรยของเชอเพลง ไดดงสมการท 2-19

=

(2-19)

เมอ LHV = คาความรอนต าของเชอเพลง (kJ/kg Fuel) C = ธาตคารบอนตอเชอเพลงโดยมวล (kJ/kg Fuel) H = ธาตไฮโดรเจนตอเชอเพลงโดยมวล (kJ/kg Fuel) O = ธาตออกซเจนตอเชอเพลงโดยมวล (kJ/kg Fuel) N = ธาตไนโตรเจนตอเชอเพลงโดยมวล (kJ/kg Fuel)

S = ธาตซลเฟอรตอเชอเพลงโดยมวล (kJ/kg Fuel)

15

การวเคราะหความคมคาทางเศรษฐศาสตร พลงงานชนดตาง ๆ ไมวาจะเปนไฟฟาหรอไอน าในทางวศวกรรมถอวาพลงงานแตละชนดมคณภาพตางกน การเปรยบเทยบพลงงานชนดตาง ๆ จะตองอยบนมาตรฐานเดยวกนและมาตรฐานนนคอ คาเอกเซอรย ทบอกถงศกยภาพในการสรางงานของพลงงานแตละชนด ซง ในงานวจยนจะใชวธการประเมนตนทนแบบเอกเซอรย (Exergy cost benefit model) การประเมนตนทนแบบเอกเซอรย ตองท าการประเมนคาใชจายทเกดขนจากใชอปกรณหรอการด าเนนการตาง ๆ โดยก าหนดใหอยในรปของราคาตอหนวยเวลา ราคาตอหนวยพลงงาน และคาพลงงานตอหนวยเวลา และตองก าหนดขอบเขตการการถายมวลและพลงงานเพอใหเกดความชดเจนและถกตองในผลการวเคราะหทเกดขน แสดงดงภาพท 2-4

Boiler

Turbine Generator

Fuel, Air,

Water

Ė1 ,c1

Ėq

Effluents

Ė3 ,c3

Żb

HP Steam

Ė2

Żt

Ẇ

Ė4

,ṁ2

,ṁ4

ภาพท 2-4 ขอบเขตของการถายเทมวลเขาและออกจากระบบ อตราคาใชจาย (Bath/hr)

(2-20) เมอ = ราคาตอหนวยพลงงาน (Bath/kJ) = คาพลงงานตอหนวยเวลา (kJ/hr)

16

ตารางท 2-2 สมการทใชในการประเมนตนทนแบบเอกเซอรย แยกเปนแตละอปกรณ

การประเมนตนทนแบบเอกเซอรย ดงสมการท 2-23

(2-23)

เมอ = อตราตนทนรวมในการผลตของระบบ (บาท/วนาท) = อตราตนทนรวมของเชอเพลง (บาท/วนาท)

= อตราตนทนรวมของเครองจกร (บาท/วนาท)

= อตราตนทนรวมของคาด าเนนการและบ ารงรกษา (บาท/วนาท)

การวเคราะหประสทธผลการใชประโยชน (Utilization Factor, UF) การวเคราะหการใชประโยชน (Utilization) คอ การวดความมประสทธผลการใช

ประโยชนจากทรพยากรทผลตได หากคาทวดไดมนอยจะบงชวาทรพยากรไดถกใชอยางไมคมคาและสงผลกระทบตอผลตอบแทนการลงทนในทรพยากรดงกลาว

ประสทธผลการใชประโยชน = ผลตผลทน าไปใชประโยชนจรง

ก าลงการผลตได (2-24)

Diagram Exergy cost rate

Boiler

(2-21)

Turbine

(2-22)

17

กรณศกษาจากวรรณกรรม จากการศกษาของ ปพชญา บวโชต (2550) ไดท าการวเคราะหพลงงานและเอกเซอรยของโรงงานน าผลไมบรรจกระปอง โดยอาศยหลกการของเอนทลปและเอกเซอรย อปกรณหลกในการผลตประกอบดวย หนวยการท าน ารอน หนวยการพาสเจอรไรซ และหนวยการฆาเชอ จากการวเคราะหพบวา หนวยการท าน ารอนมประสทธภาพเอนทลป 93% และประสทธภาพเอกเซอรย 74% หนวยการพาสเจอรไรซมประสทธภาพเอนทลป 48% และประสทธภาพเอกเซอรย 47% และหนวยการฆาเชอมประสทธภาพเอนทลป 81% และประสทธภาพเอกเซอรย 69% เมอท าการวเคราะหเปรยบประสทธภาพเอนทลปและเอกเซอรยของทง 3 หนวยการผลตของโรงงานน าผลไมบรรจกระปอง พบวาหนวยการพาสเจอรไรซมประสทธภาพเอนทลปและประสทธภาพเอกเซอรยต าทสด จากการศกษาของ ราชย นาคามด (2532) ไดท าการวเคราะหพลงงานของระบบ โคเจนเนอรเรชนในโรงกลนน ามน โดยท าการวเคราะหพลงงานและหาสภาวะดทสดในการปฏบตการระบบดวยเครองก าเนดไอน าใชแกสและน ามน 4 เครอง เครองก าเนดไอน าใชเชอเพลงรวมกบฟลแกส 1 เครอง โดยวเคราะหพลงงาน ประสทธภาพตามกฎขอทหนงและขอสองของ เทอรโมไดนามกส พบวา เครองก าเนดไอน ามคาประสทธภาพตามกฎขอทหนง อยระหวาง 80.8-89.1% และประสทธภาพตามกฎขอทสอง อยระหวาง 32.1-39.6% ชดเครองก าเนดไฟฟามคาประสทธภาพตามกฎขอทหนง อยระหวาง 77.9-83.7% และประสทธภาพตามกฎขอทสอง อยระหวาง 62.6-67.5% และระบบโคเจนเนอเรชนมคาประสทธภาพตามกฎขอทหนง อยระหวาง 55.6-58.8% และประสทธภาพตามกฎขอทสอง อยระหวาง 27.2-28.0% และจากการหาสภาวะดทสดในการปฏบตการสามารถลดพลงงานทใหกบระบบได 19.0-21.9 GJ/hr หรอ 9.7-11.2% ของพลงงานทใหระบบกอนการปรบปรง จากการศกษาของ ไพโรจน โรจวฒนา (2534) ไดท าการวเคราะหพลงงานและเอกเซอรยของโรงไฟฟาพลงความรอนโดยใชคอมพวเตอรชวย โดยใชสมการวเคราะหพลงงานจาก ASME PTC และสมการวเคราะหเอกเซอรยจากงานเขยนของ Moran และ Ahern ผลการวเคราะหพบวาประสทธภาพตามกฎขอทหนงของเทอรโมไดนามกสของระบบผลตไอน าเปน 88.5% ระบบกงหนไอน ามคาอตราความรอน 9226.8 kJ/kWh ประสทธภาพรวมทงระบบเปน 34.5% ประสทธภาพตามวธของเอกเซอรยของระบบผลตไอน าเปน 42.7% ประสทธภาพของกงหนไอน าเปน 64% และประสทธภาพรวมทงระบบ 32.1% จากการศกษาของ Alexandros and Andreas (2014) ไดสรางแบบจ าลองและวเคราะหเศรษฐศาสตรพลงงานและเอกเซอรยของระบบกระจายเชอเพลงกาซธรรมชาตเหลวในโรงผลต

18

ไฟฟาและความรอนรวม โดยแบงแบบจ าลองเปน 2 แบบคอ ฤดหนาวและฤดรอนมอตราสวนพลงงานของระบบ 91% และประสทธภาพพลงงานในฤดรอน 35.6% และในฤดหนาว 36.5% และประสทธภาพเอกเซอรยเฉลย 41.9% สวนการวเคราะหตนทนส าหรบคาใชจายเรมตน 17.1 ลานยโร จะมระยะเวลาคนทนประมาณ 4 ป

2

ประกอบดวย ประสทธภาพพลงงาน (Energy efficiency) และประสทธภาพเอกเซอรย (Exergy efficiency) ซงไมเพยงแตตองสรางระบบทมประสทธภาพของพลงงานทสงเทานน แตยงตองเปนระบบทไมมความสญเปลาในแงของเอกเซอรยอกดวย

การวเคราะหประสทธภาพของเอกเซอรย มกใหขอมลทเปนประโยชนตอการปรบปรงประสทธภาพการใชพลงงาน ตลอดจนค านวณศกยภาพในการกอใหเกดงานทเปนประโยชนและปรมาณการสญเสยในระบบ ไดอยางถกตองมากกวาการใชการวเคราะหประสทธภาพของพลงงานโดยล าพง สามารถวเคราะหถงปรมาณการใชเอกเซอรย การสญเสยเอกเซอรย และประสทธภาพการใชเอกเซอรยของระบบตาง ๆ เพอน าไปสการบรหารจดการการใชทรพยากรอยางมประสทธภาพ และสามารถน าไปใชเปนคาเปรยบเทยบสมรรถนะ (Benchmarking) ไดอกดวย

โดยระบบในอดมคตส าหรบการแปลงพลงงานความรอนทมประสทธภาพเอกเซอรยสงนน เรมจากการเผาไหมเชอเพลงฟอสซลเพอผลตเปนไอน าแลวแปลงเปนแรงขบเคลอนกงหนไอน าและพลงงานไฟฟา แลวจงน าความรอนทงกลบมาใชในททตองการอณหภมต ากวา เชน ไอน าทใชในกระบวนการผลต น าความรอนทงไปใชในงานในอปกรณทตองการความรอน เปนตน การน าความรอนมาใชงานจากระดบอณหภมสงไลลงไปตามล าดบเชนน สามารถน าพลงงานเคมทมอยในเชอเพลงฟอสซล มาใชงานตามล าดบโดยมเอกเซอรยสญเสยไปนอยทสด ส าหรบวตถประสงคของโรงไฟฟา Co-generation ทผลตไฟฟาและไอน าเพอสนบสนนการผลตภายในโรงงานจะขนอยกบความตองการของกระบวนการผลต (Process plant) เชน โรงกลน โรงผลตเมดพลาสตก ซงในบางครงปรมาณความตองการไอน าและไฟฟาไมคงท โดยในกรณทมปรมาณความตองการใชไฟฟาสงมากกวาก าลงการผลต ระบบไฟฟาทตอเขากบระบบเครอขายการไฟฟา (Grid) สามารถดงไฟฟามาทดแทนในระบบได แตเมอมปรมาณความตองการใชไอน าทสงกวาก าลงการผลต จ าเปนทตองมการปรบเปลยนกระบวนการผลตโดยการหยดใชกงหนไอน าและน าไอน าทไดจากหมอไอน าโดยตรง ท าการลดแรงดนใหเหมาะสมและสงเขาระบบทอสงจายไอน า สงผลใหเกดการสญเสยเอกเซอรยโดยเปลาประโยชนและศกยภาพการใชพลงงานของระบบต าลง เพอแลกกบการใหมปรมาณไอน าจายเพยงพอตอการใชงาน

ดวยเหตน จงควรท าการวเคราะหศกยภาพการใชพลงงานโดยใชหลกการ การวเคราะห เอกเซอรยในการประเมนปรมาณการใชพลงงานของโรงไฟฟาทงระบบและแยกยอยตามประเภทอปกรณหลกประกอบดวย หมอไอน า กงหนไอน า เครองก าเนดไฟฟาและเครองควบแนน รวมทงท าการประเมนผลดานความคมคาทางเศรษฐศาสตรประกอบดวย การวเคราะหตนทนการผลต ตอหนวยพลงงานไฟฟา (Economic cost benefit analysis) และหาจดทเหมาะสมในการผลตไฟฟาและไอน า เพอใชเปนขอมลเปรยบเทยบความคมคาทางเศรษฐศาสตรของโรงไฟฟา

3

Co-generation กรณผลตไฟฟาและกรณไมผลตไฟฟา ซงจะเปนการใชพลงงานอยางมประสทธภาพและเหมาะสม

วตถประสงคของกำรวจย 1. เพอประเมนปรมาณการใชพลงงานและวเคราะหประสทธภาพการใชพลงงานของโรงไฟฟา Co-generation ขนาด 27 MWe ในกรณผลตไฟฟาและกรณไมผลตไฟฟา 2. เพอเปรยบเทยบความคมคาทางเศรษฐศาสตรของโรงไฟฟา Co-generation ขนาด 27 MWe ในกรณผลตไฟฟาและกรณไมผลตไฟฟา

สมมตฐำนของกำรวจย 1. การสญเสยเอกเซอรยโดยเปลาประโยชน 1.1 กรณผลตไฟฟา สวนใหญเกดขนทเครองควบแนน (Condenser) เพอใหไอน ากลนตวกลายเปนน าและน าน ากลบมาใชใหม 1.2 กรณไมผลตไฟฟา สวนใหญเกดขนเมอน าไอน าทไดจากหมอไอน าโดยตรง ท าการลดแรงดนทวาลวลดความรอนยวดยง (De-superheater) เพอน าไปใชในกระบวนการผลต 2. อณหภมของน าปอนเขาหมอไอน ามผลตอปรมาณการใชเชอเพลงในการเผาไหม 3. การค านวณตนทนการผลตตอหนวยพลงงานไฟฟา อางองตามการค านวณการผลตของโรงไฟฟา บรษท ไออารพซ จ ากด (มหาชน) 3.1 จ านวนชวโมงการผลต 8,000 ชวโมง/ป 3.2 ราคาเชอเพลงกาซธรรมชาต 334.8823 บาท/MMBTU

ประโยชนทคำดวำจะไดรบจำกกำรวจย 1. ไดมผลการประเมนปรมาณการใชพลงงาน เพอวเคราะหศกยภาพการใชพลงงานของโรงไฟฟา และเปรยบเทยบประสทธภาพของการผลตแตละแบบ 2. ไดทราบตนทนการผลตและจดเหมาะสมในการผลตระหวางไฟฟาและไอน า 3. เพอใชเปนแนวทางในการปรบปรงกระบวนการผลตใหเกดประสทธภาพสงสด

4

ขอบเขตของกำรวจย 1. โรงไฟฟาประเภท Co-Generation ขนาด 27 MWe ชนด Gas Fired Boiler 1.1 ใชกาซธรรมชาตเปนเชอเพลง 1.2 ความสามารถผลตไอน า 150 ตนไอน าตอชวโมง ทแรงดน 115 bar อณหภม 520 ºC 1.3 ความสามารถผลตไฟฟา 27 MWe 2. เปรยบเทยบกรณผลตไฟฟากบกรณไมผลตไฟฟา แบงออกเปน 2.1 แบบผลตไฟฟาและไอน า 2.2 แบบผลตไอน าอยางเดยว 2.3 แบบผลตไฟฟาอยางเดยว 3. ไมคดการสญเสยในกระบวนการผลตไฟฟาทเครองก าเนดไฟฟา 4. ความคมคาทางเศรษฐศาสตรใชวธค านวณเปรยบเทยบตนทนการผลตไฟฟาเทยบกบการซอไฟฟาจากระบบไฟฟาทตอเขากบระบบเครอขายการไฟฟา 5. ในการเกบรวบรวมขอมลจะใชขอมลการผลตท ขณะทมสถานะก าลงการผลตของหมอไอน าทเทากนตอเนอง 7 วน

แผนกำรด ำเนนงำน ตารางท 1-1 ขนตอนการด าเนนงาน

ขนตอนการด าเนนงาน 2557 2558

ก.ย. ต.ค. พ.ย. ธ.ค. ม.ค. ก.พ. ม.ค. เม.ย.

1. เลอกหวขอทจะท าการศกษา

2. ก าหนดวตถประสงค เปาหมาย

3. ก าหนดสมมตฐาน ขอบเขต

4. ศกษาทฤษฎทเกยวของ

5. ศกษาวรรณกรรมทเกยวของ

6. ศกษาผงกระบวนการผลตโรงไฟฟา

7. วางแผนการเกบขอมล เกบขอมล

8. สอบเคาโครงงานนพนธ

5

ตารางท 1-1 (ตอ)

ขนตอนการด าเนนงาน 2557 2558

ก.ย. ต.ค. พ.ย. ธ.ค. ม.ค. ก.พ. ม.ค. เม.ย.

9. ค านวณการใชพลงงานตามกรณ

10. ประเมนตนทนตามกรณ

11. เปรยบเทยบผลการวจย

12. วเคราะหผลการวจย

13. สรปผลการศกษา

14. สอบงานนพนธ

บทท 3 ขนตอนการด าเนนงาน

การวเคราะหศกยภาพการใชพลงงานของโรงไฟฟา Co-generation จะแบงการวเคราะหเปน 2 สวน คอ การวเคราะหพลงงานโดยอาศยหลกการของกฎขอทหนงของเทอรโมไดนามกส และการวเคราะหเอกเซอรยโดยอาศยหลกการของกฎขอทสองของเทอรโมไดนามกส สวนความคมคาทางเศรษฐศาสตร จะประเมนตนทนพลงงานและตนทนแบบเอกเซอรย ซงตองใชขอมลในการผลตจรงและครบถวนเพอใชในการศกษา โดยมขนตอนการด าเนนการแสดงดงภาพท 3-1

วธการศกษาและด าเนนงานวจย งานวจยทเลอกท าการศกษาการ ไดท าการเกบขอมลเพอใชในการวเคราะหพลงงานและเอกเซอรย โดยชนดของขอมลทเกบแบงออกเปน 2 ชนด ดงน 1. แหลงขอมลทเกบโดยตรง จะเปนขอมลทไดมาจากระบบควบคมอตโนมต (Distributed control system) และการใชเครองมอวดโดยตรง 2. แหลงขอมลทเกบโดยการค านวณ ซงเปนขอมลทไมสามารถวดไดโดยตรง ตารางท 3-1 อปกรณเครองมอวดทใชในการเกบขอมล

ประเภทขอมล อปกรณเครองมอวด อณหภมผนงหมอไอน า Infrared temperature อณหภมภายในระบบ Distributed control system

ความดนไอน า Distributed control system ปรมาณน าเขา Distributed control system กระแส แรงดน ก าลงไฟฟา Power meter อตราการใชเชอเพลง Gas metering ปรมาณอากาศเขา Air flow meter คาความรอนต าของเชอเพลง Gas chromatograph online ขนาดของอปกรณ ตลบเมตร

20

ภาพท 3-1 ขนตอนการด าเนนงาน

21

ตารางท 3-2 อปกรณเครองมอวดทใชในการค านวณหาขอมล ประเภทขอมลทตองการ วธการหา อปกรณเครองมอวด

ปรมาณน าโบลวดาวนแบบตอเนอง

วดปรมาตรน าเทยบกบเวลา

- ถงทรงกระบอกปรมาตร 20 ลตร - นาฬกาจบเวลา

ขอมลของโรงไฟฟา Co-generation 27 MWe คาความรอนกาซธรรมชาต = 46,707 kJ/kg = 42,141 kJ/kg

องคประกอบของกาซธรรมชาต C = 66.03%, H = 19.63%, N = 2.98%, O = 11.36%, S = 0%

อณหภมอากาศอางอง = 25 °C

1. ขอมลกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาและไอน า

Boiler

Turbine Generator

Extraction steam

Electrical1

Deaerator

Aux. system

Condensate

2

3

4

6

5

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

20

Natural Gas

Feed water

Transformer

Aux. system

19

Blowdown

Flue gas

ภาพท 3-2 แผนผงกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาและไอน า

22

ตารางท 3-3 ขอมลกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาและไอน า

No. Description T P

°C barG kg/hr

1 Make up feed water 208.0 121.0 86,400 2 Condensate return 208.0 121.0 65,600 3 Boiler feed water 208.0 121.0 152,000 4 Natural gas 24.3 27.2 9,531 5 Blowdown water 326.0 122.0 5,000 6 Flue gas 134.5 ATM 147,867 7 Steam outlet 514.0 112.2 132,000 8 Steam support for boiler 514.0 112.2 15,000 9 Steam inlet to turbine 505.0 110.0 132,000 10 Extraction steam 26 bar 240.0 25.7 25,700 11 Steam to dereator 202.0 7.4 10,500 12 Steam to aux. system 333.0 26.5 22,500 13 Condensate to flash tank 90.0 2.3 7,700 14 Steam to condenser 45.4 0.068 65,600 15 Steam inlet to condenser 45.2 0.068 65,600 16 Cooling water inlet 33.0 3.6 3,852,000 17 Cooling water outlet 41.8 3.0 3,852,000 18 Condensate for make up 44.0 0.095 65,600 19 Gross electrical 27,000 kWh

20 Net electrical 26,200 kWh 21 Boiler casing temperature 55.0 - - 22 Turbine casing temperature 60.0 - - 23 Condenser casing temperature 37.6 - -

23

2. ขอมลกระบวนการผลต แบบผลตไอน าอยางเดยว

Boiler

Process steam2

1

4

3

5

6

7 9

Natural Gas

Feed water

Blowdown

Flue gas

Water

8

De-superheater

ภาพท 3-3 แผนผงกระบวนการผลต แบบผลตไอน าอยางเดยว

ตารางท 3-4 ขอมลกระบวนการผลต แบบผลตไอน าอยางเดยว

No. Description T P

°C barG kg/hr

1 Natural gas 24.3 27.2 9,531

2 Boiler feed water 208.0 121.0 152,000

3 Blowdown water 326.0 122.0 5,000

4 Flue gas 134.5 ATM 147,867

5 Steam outlet 514.0 112.2 132,000

6 Steam support for boiler 514.0 112.2 15,000

7 Main steam outlet 505.0 110.0 132,000

8 Water spray 194.0 149.0 4,200

9 Process steam 352.0 44.9 136,200

10 De-superheater casing temperature 75.0 - -

24

3. ขอมลกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว

Boiler

Turbine Generator

Electrical1

Deaerator

Aux. system

Condensate

2

3

4

6

5

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

19

Natural Gas

Feed water

Transformer

Aux. system

18

Blowdown

Flue gas

ภาพท 3-4 แผนผงกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว ตารางท 3-5 ขอมลกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว

No. Description T P °C barG kg/hr

1 Make up feed water 208.0 121.0 86,400 2 Condensate return 208.0 121.0 65,600 3 Boiler feed water 208.0 121.0 152,000 4 Natural gas 24.3 27.2 9,531

5 Blowdown water 326.0 122.0 5,000 6 Flue gas 134.5 ATM 147,867 7 Steam outlet 514.0 112.2 132,000 8 Steam support for boiler 514.0 112.2 15,000 9 Steam inlet to turbine 505.0 110.0 132,000 10 Steam to dereator 202.0 7.4 10,500 11 Steam to aux. system 333.0 26.5 22,500

25

ตารางท 3-5 (ตอ)

No. Description T P

°C barG kg/hr

12 Condensate to flash tank 90.0 2.3 7,700

13 Steam to condenser 45.4 0.068 91,300

14 Steam inlet to condenser 45.2 0.068 65,600

15 Cooling water inlet 33.0 3.6 3,852,000

16 Cooling water outlet 41.8 3.0 3,852,000

17 Condensate return for make up 44.0 0.095 65,600

18 Gross electrical 27,000 kWh

19 Net electrical 26,200 kWh

20 Boiler casing temperature 55.0 - -

21 Turbine casing temperature 60.0 - -

22 Condenser casing temperature 41.7 - - 4. ขอมลราคาตนทน ตารางท 3-6 ขอมลราคาตนทน

ขอมล หนวย คาทได

กาซธรรมชาต Baht/kg 15.38

น า บาท/m3 50 คาด าเนนการและบ ารงรกษา บาท/เดอน 1,838,000

ราคาเครองจกรรวม บาท 1,200,000,000

26

อตราคาไฟฟาทซอไฟฟาจากการไฟฟาสวนภมภาค ประเภทกจการขนาดใหญ (4.1.2 ) มคาความตองการไฟฟาสงสด = 74.14 Baht/kW และพลงงานไฟฟาชวง Peak = 3.5982 Baht/kWh, ชวง Off-Peak = 2.1572 Baht/kWh การค านวณสมดลพลงงาน Point 1) boiler feed water Point 2) natural gas Point 3) steam outlet to turbine Point 4) steam support for boiler Point 5) blowdown water Point 6) flue gas Point 7) other loss Point 8) irreversibility เอนทลป Input 1) = 152,000 x 892.47 = 135.66 x 106 kJ/h 2) = 9,531 x 46,707 = 445.16x 106 kJ/h Output 3)

= 132,000 x 3,396.73 = 448.37 x 106 kJ/h 4) = 15,000 x 3,396.73 = 50.95 x 106 kJ/h 5) = 5,000 x 2,681.69 = 13.41 x 106 kJ/h 6) = 147,867 x 1.023 x (148-25) = 18.61 x 106 kJ/h 7) = (135.66+445.16)-(448.37+50.95+13.41+18.61)) x 106 = 49.48 x 106 kJ/h

27

เอกเซอรย Input 1) =

= 152,000 x (892.47-(298 x 2.3892)) = 27.43 x 106 kJ/h 2) =

= 485.42 x 106 kJ/h Output 3) = = 132,000 x (3,396.73 -(298 x 6.5783)) = 189.60 x 106 kJ/h 4) =

= 15,000 x (3,396.73 -(298 x 6.5783)) = 21.55 x 106 kJ/h 5) = = 5,000 x (2,681.69 -(298 x 5.4829)) = 5.24 x 106 kJ/h 6) =

= 18.61 x 106

= 5.44 x 106 kJ/h 7) =

= 49.48 x 106

= 4.53 x 106 kJ/h 8) = = ((27.43 + 485.42) - (189.60 + 21.55 + 5.24 + 5.44) - 4.53) x 106 = 286.50 x 106 kJ/h

28

สมดลพลงงาน 1. สมดลพลงงานของกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาและไอน า ตารางท 3-7 สมดลพลงงานของกระบวนการผลตไฟฟาและไอน า สวนหมอน า (Boiler)

T P h s H Ɛ %

℃ bar kg/h kJ/kg kJ/(kg.k) x 106 kJ/h x 106 kJ/h H Ɛ

Input boiler feed water 208.0 121.0 152,000 892.47 2.3892 135.66 27.43 23.36 5.35

natural gas 24.3 27.2 9,531 46,707.00 445.16 485.42 76.64 94.65

Output

ใชประโยชนได

steam outlet to turbine 514.0 112.2 132,000 3,396.73 6.5783 448.37 189.60 77.20 36.97

steam support for boiler 514.0 112.2 15,000 3,396.73 6.5783 50.95 21.55 8.77 4.20

สญเสย

blowdown water 326.0 122.0 5,000 2,681.69 5.4829 13.41 5.24 2.31 1.02 flue gas 134.5 18.61 5.44 3.20 1.06 other loss 49.48 4.53 8.52 0.88

irreversibility - 286.50 55.86

ประสทธภาพเอนทลป ประสทธภาพเอกเซอรย

= 77.20%

= 36.97%

29

ตารางท 3-8 สมดลพลงงานของกระบวนการผลตไฟฟาและไอน า สวนเครองก าเนดไฟฟาทหมนดวยเครองกงหนไอน า (Turbogenerator)

T P h s H Ɛ %


Input steam inlet to turbine 505.0 110.0 132,000 3,375.78 6.5599 445.60 187.56 100 100

Output


extraction steam (26 bar) 240.0 25.7 25,700 2,848.59 6.3369 73.21 24.68 16.43 13.16

steam to deaerator 202.0 7.4 10,500 2,847.62 6.8686 29.90 8.41 6.71 4.48

steam to AUX system 333.0 26.5 22,500 3,084.20 6.7472 69.39 24.15 15.57 12.88

Generator (26.2 MWe) 94.32

สญเสย

condensate to flash tank 90 2.3 7,700 377.09 1.1925 2.90 0.17 0.65 0.09

steam to condenser 45.4 0.068 65,600 2,584.10 8.3271 169.52 6.73 38.04 3.59

other loss 6.36 0.67 1.43 0.36



= 38.71%

= 30.52%

30

ตารางท 3-9 สมดลพลงงานของกระบวนการผลตไฟฟาและไอน า สวนเครองควบแนน (Condenser)

T P h s H Ɛ %


Input steam inlet to condenser 45.2 0.068 65,600 2583.72 8.3259 169.49 6.73 24.10 31.64

cooling water inlet 33.0 3.6 3,852,000 138.61 0.4778 533.93 14.54 75.90 68.36

Output

ใชประโยชนได cooling water outlet 41.8 3 3,852,000 175.32 0.5963 675.33 9.16 96.01 43.06

สญเสย

condensate for make-up 44.0 0.095 65,600 184.25 0.6255 12.09 0.14 1.72 0.66

other loss 16.00 0.85 2.27 3.99



= 96.01%

= 43.06%


31

2. สมดลพลงงานของกระบวนการผลต แบบผลตไอน าอยางเดยว ตารางท 3-10 สมดลพลงงานของกระบวนการผลต แบบผลตไอน าอยางเดยว สวนหมอน า (Boiler)

T P h s H Ɛ %



natural gas 24.3 27.2 9,531 46,707.00 445.16 485.42 76.64 94.65

Output




สญเสย

blowdown water 326.0 122.0 5,000 2,681.69 5.4829 13.41 5.24 2.31 1.02

flue gas 134.5 18.61 5.44 3.20 1.06 other loss 49.48 4.53 8.52 0.88



= 77.20%

= 36.97%

32

ตารางท 3-11 สมดลพลงงานของกระบวนการผลต แบบผลตไอน าอยางเดยว สวนวาลวลดความรอนยวดยง (De-superheater)

T P h s H Ɛ %


Input main steam outlet 505.0 110 132,000 3375.78 6.5599 445.60 187.56 99.22 99.64

water spray 194.0 149.0 4,200 831.61 2.2541 3.49 0.67 0.78 0.36

Output

ใชประโยชนได process steam 322.0 25.7 136,200 3,060.31 6.7208 416.81 144.03 92.81 76.52

สญเสย other loss 32.28 1.71 7.19 0.91



= 92.81%

= 76.52%


33

3. สมดลพลงงานของกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว ตารางท 3-12 สมดลพลงงานของกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว สวนหมอไอน า (Boiler)

T P h s H Ɛ %



natural gas 24.3 27.2 9,531 46,707.00

445.16 485.42 76.64 94.65

Output




สญเสย

blowdown water 326.0 122.0 5,000 2,681.69 5.4829 13.41 5.24 2.31 1.02

flue gas 134.5

18.61 5.44 3.20 1.06

other loss

49.48 4.53 8.52 0.88

irreversibility

- 286.50

55.86


= 77.20%

= 36.97%

34

ตารางท 3-13 สมดลพลงงานของกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว สวนเครองก าเนดไฟฟาทหมนดวยเครองกงหนไอน า (Turbogenerator)

T P h s H Ɛ %


Input steam inlet to turbine 505.0 110.0 132,000 3,375.78 6.5599 445.60 187.56 100 100

Output


steam to deaerator 202.0 7.4 10,500 2,847.62 6.8686 29.90 8.41 6.71 4.48

steam to AUX system 333.0 26.5 22,500 3,084.20 6.7472 69.39 24.15 15.57 12.88

Generator (26.2 MWe) 94.32

สญเสย

condensate to flash tank 90 2.3 7,700 377.09 .1925 2.90 0.17 0.65 0.09

steam to condenser 45.4 0.068 91,300 2,584.10 8.3271 235.93 9.37 52.95 5.00

other loss 13.16 1.38 2.95 0.74



= 22.28%

= 17.36%

35

ตารางท 3-14 สมดลพลงงานของกระบวนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว สวนเครองควบแนน

T P h s H Ɛ %


Input steam inlet to condenser 45.2 0.068 91,300 2583.72 8.3259 235.89 9.37 30.64 39.18

cooling water inlet 33.0 3.6 3,852,000 138.61 0.4778 533.93 14.54 69.36 60.82

Output

ใชประโยชนได cooling water outlet 43.4 2.9 3,852,000 181.58 0.6161 699.45 7.77 90.86 32.51

สญเสย

condensate for make-up 44.2 0.095 65,600 185.09 0.6281 12.14 0.14 1.58 0.57

other loss 58.23 3.09 7.56 12.93



= 90.86%

= 32.51%


36

36

การประเมนตนทนพลงงาน 1. การประเมนตนทนพลงงาน แบบผลตไฟฟาและไอน า

E-8

Boiler

Turbine Generator

Steam

Electrical

1

Deaerator

Aux. system

Condensate

2

Natural Gas

Feed water

Transformer

Aux. system

Blowdown

Flue gas

3 4

ภาพท 3-5 แผนผงตนทนการผลต แบบผลตไฟฟาและไอน า ตารางท 3-15 ขอมลตนทนการผลต แบบผลตไฟฟาและไอน า

No. Description C

Output Baht/kg kg/hr Baht/hr

1 Natural gas 15.38 9,531 146,587 2 Feed water 50.00 86 4,300 3 Capital investment 6,667 4 O&M cost 2,552 5 Net electrical 26,200 kWh 6 Steam 25.7 Ton-steam

37

37

อตราตนทน Natural gas

= 146,587 Baht/hr อตราตนทน Feed water

= 4,300 Baht/hr อตราตนทนรวมเครองจกร

=

= 6,667 Baht/hr อตราตนทนรวมของคาด าเนนการและบ ารงรกษา

=

= 6,667 Baht/hr อตราตนทนรวมในการผลตของระบบ

= 160,125 Baht/hr การปนสวนพลงงาน

สดสวนพลงงานของไฟฟา =

= 56.30% สดสวนพลงงานของไอน า =

= 43.70% ดงนน ไฟฟา อตราตนทนของไฟฟา = 160,125 x 56.30% = 90,150.38 Baht/hr หรอ

ราคาไฟฟาตอหนวย =

= 3.44 Baht/kWh

38

38

ไอน า อตราตนทนของไอน า = 160,125 x 43.70% = 69,974.63 Baht/hr หรอ ราคาไอน าตอหนวย =

= 2,722.75 Baht/Ton-steam

2. การประเมนตนทนพลงงาน แบบผลตไอน าอยางเดยว

Boiler

Steam2

1

Natural Gas

Feed water

Blowdown

Flue gas

Water

De-superheater

3 4

ภาพท 3-6 แผนผงตนทนการผลต แบบผลตไอน าอยางเดยว

39

39

ตารางท 3-16 ขอมลตนทนการผลต แบบผลตไอน าอยางเดยว

No. Description C


1 Natural gas 15.38 9,531 146,587 2 Feed water 50 86 4,300 3 Capital investment 6,667 4 O&M cost 2,552 5 Steam 136.2 Ton-steam






= 160,125 Baht/hr ดงนน

ราคาไอน าตอหนวย =

= 1,175.66 Baht/Ton-steam

40

40

3. การประเมนตนทนพลงงาน แบบผลตไฟฟาอยางเดยว

Boiler

Turbine Generator

Electrical2

Deaerator

Aux. system

Condensate

1

Natural Gas

Feed waterTransformer

Aux. system

Blowdown

Flue gas

3 4

ภาพท 3-7 แผนผงตนทนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว ตารางท 3-17 ขอมลตนทนการผลต แบบผลตไฟฟาอยางเดยว

No. Description C


1 Natural gas 15.38 9,531 146,587 2 Feed water 50 86 4,300 3 Capital investment 6,667 4 O&M cost 2,552 5 Net electrical 26,200 kWh



41

41




= 160,125 Baht/hr ดงนน

ราคาไฟฟาตอหนวย =

= 6.11 Baht/kWh

การใชประโยชนจากทรพยากร (Utilization Factor) 1. แบบผลตไฟฟาและไอน า (Useful output : Electrical 26.2 kWh, steam 25.7 t/hr)

ผลตไฟฟาและไอน า= ผลตผลทน าไปใชประโยชนจรง

ก าลงการผลตได

=

= 37.60% 2. แบบผลตไอน าอยางเดยว (Useful output : steam 136.2 t/hr) ผลตไอน าอยางเดยว

=

= 92.81% 3. แบบผลตไฟฟาอยางเดยว (Useful output : Electrical 26.2 kWh) ผลตไฟฟาอยางเดยว=

= 21.17%

บทท 4 ผลการวจย

การประเมนปรมาณการใชพลงงาน ตามกฎขอทหนงของเทอรโมไดนามกส การศกษาการใชพลงงานของโรงไฟฟา Co-generation ขนาด 27 MWe โดยท าการประเมนจ าแนกแตละอปกรณเปรยบเทยบ 3 กรณ คอ แบบผลตไฟฟาและไอน า แบบผลตไอน าอยางเดยวและแบบผลตไฟฟาอยางเดยว ตามกฎขอทหนงของเทอรโมไดนามกสโดยใชเอนทลป

ภาพท 4-1 ปรมาณการใชพลงงานตามกฎขอท 1 ของเทอรโมไดนามกส แบบผลตไฟฟาและไอน า

ภาพท 4-2 ปรมาณการใชพลงงานตามกฎขอท 1 ของเทอรโมไดนามกส แบบผลตไอน าอยางเดยว

100 100 100 85.97

59.88

96.01

14.03

40.12

3.99

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Boiler Turbogen. Condenser

Energy In

Useful work

loss

100 100

85.97 92.81

14.03 7.19

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Boiler Desuperheater

Energy In

Useful work

loss

43

ภาพท 4-3 ปรมาณการใชพลงงานตามกฎขอท 1 ของเทอรโมไดนามกส แบบผลตไฟฟาอยางเดยว

จากผลการศกษาปรมาณการใชพลงงานตามกฎขอทหนงของเทอรโมไดนามกส พบวา 1) กระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาและไอน า จะมการเปลยนรปเปนพลงงานทใชประโยชนไดมากทสดทเครองควบแนน 96.01% และมการสญเสยพลงงานมากทสดทเครองก าเนดไฟฟาทหมนดวยเครองกงหนไอน า 40.12% 2) กระบวนการผลตแบบผลตไอน าอยางเดยวจะมการเปลยนรปเปนพลงงานทใชประโยชนไดมากทสดทเครองก าเนดไฟฟาทหมนดวยเครองกงหนไอน า 92.81% และมการสญเสยพลงงานมากทสดทหมอไอน า 14.03% 3) กระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาอยางเดยวจะมการเปลยนรปเปนพลงงานทใชประโยชนไดมากทสดทเครองควบแนน 90.86% และมการสญเสยพลงงานมากทสดทเครองก าเนดไฟฟาทหมนดวยเครองกงหนไอน า 56.55%

100 100 100

85.97

43.45

90.86

14.03

56.55

9.14

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


Energy In

Useful work

loss

44

การประเมนปรมาณการใชพลงงาน ตามกฎขอทสองของเทอรโมไดนามกส การศกษาการใชพลงงานของโรงไฟฟา Co-generation ขนาด 27 MWe โดยท าการประเมนจ าแนกแตละอปกรณเปรยบเทยบ 3 กรณ คอ แบบผลตไฟฟาและไอน า แบบผลตไอน าอยางเดยวและแบบผลตไฟฟาอยางเดยว ตามกฎขอทสองของเทอรโมไดนามกสโดยใชเอกเซอรย

ภาพท 4-4 ปรมาณการใชพลงงานตามกฎขอท 2 ของเทอรโมไดนามกส แบบผลตไฟฟาและไอน า

ภาพท 4-5 ปรมาณการใชพลงงานตามกฎขอท 2 ของเทอรโมไดนามกส แบบผลตไอน าอยางเดยว

100 100 100

41.17

80.80

43.06

2.97

15.17

52.29 55.86

4.03 4.65

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


Exergy In

Useful work

Exergy loss

Irrevesibility

100 100

41.17

76.52

2.97 0.91

55.86

22.57

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


Exergy In

Useful work

Exergy loss

Irrevesibility

45

ภาพท 4-6 ปรมาณการใชพลงงานตามกฎขอท 2 ของเทอรโมไดนามกส แบบผลตไฟฟาอยางเดยว จากผลการศกษาปรมาณการใชพลงงานตามกฎขอทสองของเทอรโมไดนามกส พบวา 1) กระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาและไอน า จะมการเปลยนรปเปนพลงงานทใชประโยชนไดมากทสดทเครองก าเนดไฟฟาทหมนดวยเครองกงหนไอน า 80.80% มการสญเสยพลงงานมากทสดทเครองควบแนน 52.29% และพลงงานทผนกลบไมไดมากทสดทหมอไอน า 55.86% 2) กระบวนการผลตแบบผลตไอน าอยางเดยวจะมการเปลยนรปเปนพลงงานทใชประโยชนไดมากทสดทวาลวลดความรอนยวดยง 76.52% และมการสญเสยพลงงานมากทสดทหมอไอน า 2.97% และพลงงานทผนกลบไมไดมากทสดทหมอไอน า 55.86% 3) กระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาอยางเดยวจะมการเปลยนรปเปนพลงงานทใชประโยชนไดมากทสดทเครองก าเนดไฟฟาทหมนดวยเครองกงหนไอน า 67.65% และมการสญเสยพลงงานมากทสดทเครองควบแนน 13.5% และพลงงานทผนกลบไมไดมากทสดทหมอไอน า 55.86%

ทงน จากผลการศกษาปรมาณการใชพลงงานตามกฎขอทสองของเทอรโมไดนามกสโดยใชเอกเซอรยนนสอดคลองกบสมมตฐานทตงไว เพราะเอกเซอรยสามารถถกท าลายไดโดยการผนกลบไมไดของระบบ (Irreversibility) ซงเมอระบบมวลควบคมเปลยนสภาวะมายงสภาวะคงท(สภาวะตาย) โดยไมมงานทไดจากระบบแลว จะท าใหศกยภาพของการท างานสญเสยไปหมด ดงนน ศกยภาพของการท างานของกระบวนการผลตทง 3 แบบ จะมสญเสยศกยภาพพลงงานเนองจากพลงงานทผนกลบไมไดมากทสดทหมอไอน า

100 100 100

41.17

67.65

32.51

2.97 5.82 13.5

55.86

26.53

53.99

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


Exergy In

Useful work

Exergy loss

Irrevesibility

46

การวเคราะหประสทธภาพการใชพลงงานจ าแนกแตละอปกรณ การวเคราะหประสทธภาพการใชพลงงานของโรงไฟฟา Co-generation ขนาด 27 MWe โดยท าการวเคราะหประสทธภาพทางความรอน (Thermal Efficiency) จ าแนกแตละอปกรณ ตามกฎขอทหนงและขอทสองของเทอรโมไดนามกส และท าการเปรยบเทยบ 3 กรณ คอ แบบผลตไฟฟาและไอน า แบบผลตไอน าอยางเดยวและแบบผลตไฟฟาอยางเดยว

ภาพท 4-7 ประสทธภาพการใชพลงงาน แบบผลตไฟฟาและไอน า

ภาพท 4-8 ประสทธภาพการใชพลงงาน แบบผลตไอน าอยางเดยว

77.2

38.71

96.01

36.97 30.52

43.06

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Boiler Turbogen Condenser

1st law

2nd law

77.2

92.81

36.97

76.52

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


1st law

2nd law

47

ภาพท 4-9 ประสทธภาพการใชพลงงาน แบบผลตไฟฟาอยางเดยว จากการวเคราะหประสทธภาพทางความรอนของการใชพลงงาน จ าแนกแตละอปกรณตามกฎขอทหนงและขอทสองของเทอรโมไดนามกส พบวา 1) กระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาและไอน า มประสทธภาพการใชพลงงานมากทสดทเครองควบแนน 96.01% 43.06% และมประสทธภาพการใชพลงงานนอยทสดทเครองก าเนดไฟฟาทหมนดวยเครองกงหนไอน า 38.71% 30.52% 2) กระบวนการผลตแบบผลตไอน าอยางเดยว มประสทธภาพการใชพลงงานมากทสดทวาลวลดความรอนยวดยง 92.81% 76.52% และมประสทธภาพการใชพลงงานนอยทสดท หมอไอน า 77.20% 36.97% 3) กระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาอยางเดยว มประสทธภาพการใชพลงงานมากทสดทเครองควบแนน 90.86% 32.51% และมประสทธภาพการใชพลงงานนอยทสดทเครองก าเนดไฟฟาทหมนดวยเครองกงหนไอน า 22.28% 17.36% คาประสทธภาพทางความรอนของการใชพลงงานตามกฎขอทหนงและขอทสองของเทอรโมไดนามกส ทมคาตางกนมากทสดคอ เครองควบแนน ดงนนจงท าใหทราบวาเครองควบแนนมการใชพลงงานอยางไมมประสทธภาพ สวนหมอไอน ามประสทธภาพทางความรอน 77.20% ซงเมอเทยบกบมาตรฐานแลวนน หมอน าประเภท Gas Boiler จะมประสทธภาพมาตรฐาน 75% ซงสงกวามาตรฐาน ทงน จากผลการศกษาประสทธภาพการใชพลงงานพบวาในกระบวนการผลตทง 3 กรณ มคาประสทธภาพเอนทลป (กฎขอทหนงของเทอรโมไดนามกส) จะมคาสงกวาคาประสทธภาพ เอกเซอรย (กฎขอทสองของเทอรโมไดนามกส) เนองจากการวเคราะหดวยกฎขอทสองของ

77.2

22.28

90.86

36.97

17.36

32.51

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


1st law

2nd law

48

เทอรโมไดนามกสสามารถบอกถงพลงงานทผนกลบไมไดทสญเสยในกระบวนการผลตซงเปนการสญเสยศกยภาพพลงงาน จงไดคาประสทธภาพการใชพลงงานทนอยกวา

การเปรยบเทยบประสทธภาพการใชพลงงาน การเปรยบเทยบประสทธภาพการใชพลงงานของโรงไฟฟา Co-generation ขนาด 27 MWe โดยท าการเปรยบเทยบประสทธภาพทางความรอน (Thermal efficiency) รวมของทงกระบวนการผลต ตามกฎขอทหนงและขอทสองของเทอรโมไดนามกส ทง 3 กรณ คอ แบบผลตไฟฟาและไอน า แบบผลตไอน าอยางเดยวและแบบผลตไฟฟาอยางเดยว

ภาพท 4-10 เปรยบเทยบประสทธภาพการใชพลงงาน จากการเปรยบเทยบประสทธภาพการใชพลงงานตามกฎขอทหนงและขอทสองของเทอรโมไดนามกส พบวา 1) กระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาและไอน า มประสทธภาพเอนทลป 28.84% และมประสทธภาพเอกเซอรย 23.20% 2) แบบผลตไอน าอยางเดยว มประสทธภาพ เอนทลป 71.76% และมประสทธภาพเอกเซอรย 28.08% 3) แบบผลตไฟฟาอยางเดยว มประสทธภาพเอนทลป 16.24% และมประสทธภาพเอกเซอรย 18.39% จากกฎขอทสองของเทอรโมไดนามกสนน พลงงานทผนกลบไมไดในกระบวนการผลต จะมผลตอคาประสทธภาพเอกเซอรยโดยตรง ดงนน 1) กรณผลตไฟฟาอยางเดยว ทเครองควบแนนจะมคาพลงงานทผนกลบไมได สงผลใหคาประสทธภาพเอนทลปและประสทธภาพเอกเซอรยท

49

ต าทสด ซงสอดคลองกบสมมตฐานทตงไว และ 2) กรณผลตไอน าอยางเดยว การท างานของวาลวลดความรอนยวดยงจะมการฉดน าเขาไป เพอลดอณหภมดวยน าทเยนกวา สงผลใหแรงดนและอณหภมของไอน าต าลง แตไมท าใหคาเอนทลปและเอนโทรปลดลงมาก ดงนนจงไมมผลตอคาพลงงานทผนกลบไมได สงผลใหคาประสทธภาพเอนทลปและประสทธภาพเอกเซอรยของกระบวนการผลตแบบนสงทสด

การเปรยบเทยบความคมคาทางเศรษฐศาสตร การเปรยบเทยบความคมคาทางเศรษฐศาสตรคอการเปรยบเทยบอตราตนทนการผลตรวมตอชวโมง ทง 3 กรณ คอ แบบผลตไฟฟาและไอน า แบบผลตไอน าอยางเดยวและแบบผลตไฟฟาอยางเดยว ดงน ตารางท 4-1 เปรยบเทยบอตราตนทนการผลตรวมตอชวโมงในแตละกรณ

อตราตนทนการผลตรวมตอชวโมง (Baht/h)

ผลตภณฑทได ตอชวโมง

ราคาตนทนของผลตภณฑ

ไฟฟา (Baht/kWh)

ไอน า (Baht/Ton-steam)

ผลตไฟฟาและไอน า 160,125 ไฟฟา 26,200 kWh ไอน า 25.7 Ton-steam

3.44 2,722.75

ผลตไอน าอยางเดยว 160,125 ไอน า 136.2 Ton-steam - 1,175.66 ผลตไฟฟาอยางเดยว 160,125 ไฟฟา 26,200 kWh 6.11 - จากผลการศกษาอตราตนทนการผลตรวมตอชวโมงเทยบกบผลตภณฑทไดในการผลตตอชวโมง 1) เปรยบเทยบอตราตนทนไอน าพบวา กระบวนการผลตแบบผลตไอน าอยางเดยว จะมตนทนการผลตทถกกวากระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาและไอน า 1,547.09 Baht/Ton-steam 2) เปรยบเทยบอตราตนทนไฟฟาพบวา กระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาและไอน า จะมตนทนการผลตทถกกวากระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาอยางเดยว 2.67 Baht/kWh

50

ตารางท 4-2 อตราตนทนไฟฟาตอชวโมงจากแหลงผลตไฟฟาตาง ๆ

แหลงผลตไฟฟา ตนทนตอหนวยไฟฟา (Baht/kWh)

อตราคาไฟฟาทซอไฟฟาจากการไฟฟาสวนภมภาค (Peak / Off-Peak)

3.5982 / 2.1572

ตนทนการผลตของโรงไฟฟาประเภท -ถานหน -กงหนแกส -พลงงานแสงอาทตย -ลม

2.94 13.65 12.50 5.20

เมอน าผลการศกษาในสวนผลตไฟฟาเปรยบเทยบ 1) เปรยบเทยบกบการซอไฟฟาจากการไฟฟาสวนภมภาค พบวากระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาและไอน า จะมตนทนการผลตทต ากวาซอการซอไฟฟาจากการไฟฟาสวนภมภาคในชวง Peak = 0.1582 Baht/kWh และจะมตนทนการผลตทสงกวาซอการซอไฟฟาจากการไฟฟาสวนภมภาคในชวง Off-Peak = 1.2828 Baht/kWh สวนกระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาอยางเดยวจะมตนทนทสงกวาการซอไฟฟาจากการไฟฟาสวนภมภาคทง Peak และ Off-Peak 2) เปรยบเทยบตนทนการผลตไฟฟาของโรงไฟฟาบรษท ไออารพซ จ ากด (มหาชน) กบโรงไฟฟาประเภทตาง ๆ พบวา มตนทนการผลตทต ารองจากโรงไฟฟาประเภทเชอเพลงถานหน นอกนนจะมตนทนการผลตทสงกวา

51

การเปรยบเทยบประสทธผลการใชทรพยากร

ภาพท 4-11 เปรยบเทยบประสทธผลการใชประโยชนจากทรพยากรทผลตได

จากผลการศกษาเพอวเคราะหประสทธผลการใชประโยชนจากทรพยากรทผลตได (Utilization factor) พบวากระบวนการผลตแบบผลตไอน าอยางเดยวจะมประสทธผลสงสด คอ 92.81% ซงบงชไดวามการใชประโยชนจากผลตผลไดถกใชอยางคมคามากทสด เนองจากการสญเสยทเกดขนจากการฉด Water spray เพอลดความดนและอณหภมของไอน าท De-superheater สดทายแลว Water spray จะถกรวมกลายเปนไอน าและยงคงสามารถน าไปใชประโยชนตอได สวนกระบวนการผลตแบบผลตไฟฟาอยางเดยวจะมประสทธผลการใชประโยชนจากทรพยากรทผลตไดต าสดคอ 21.17% เนองจากไอน าทผลตไดจากหมอไอน าเกนความตองการของเครองก าเนดไฟฟาทหมนดวยเครองกงหนไอน า ทสามารถรบได จงจ าเปนตองมการทงไอน าทเครองควบแนนไปโดยเปลาประโยชนซงบงชไดวามการใชประโยชนจากผลตผลไดต าทสด

ทงน จากผลการศกษาเพอวเคราะหประสทธผลการใชประโยชนจากทรพยากรทผลตได สอดคลองกบผลการศกษาทไดจากกฎขอทหนงและสองของเทอรโมไดนามกส ซงพลงงานท ผนกลบไมไดในกระบวนการผลตสง จะสงผลใหคาประสทธภาพเอนทลปและประสทธภาพ เอกเซอรยทต าทสด

บทท 5 บทสรป

กระบวนการผลตไฟฟาและไอน าของหมอไอน าชนด Gas fired boiler ขนาด 150 ตน ไอน าตอชวโมง โดยใชกาซธรรมชาตเปนเชอเพลงในการเผาไหม เพอใหความรอนแกน าจนได ไอน าแรงดน 115 bar และอณหภม 520 °C เพอใชในการผลตไฟฟาขนาด 27 MWe นน ผวจยไดท าการศกษาปรมาณการใชพลงงานและวเคราะหประสทธภาพ โดยแบงการศกษาออกเปน 3 กรณ ประกอบดวยกรณ แบบผลตไฟฟาและไอน า แบบผลตไอน าอยางเดยว แบบผลตไฟฟาอยางเดยว ในการศกษาไดอาศยแนวคดจากหลกของเทอรโมไดนามกส ตามกฎขอทหนงและขอทสองของเทอรโมไดนามกส ซงวาดวยเรองเกยวกบพลงงาน ความรอน งาน รวมไปทงกลไก การเปลยนแปลงตาง ๆ ทเกดขน โดยกฎขอหนงของเทอรโมไดนามกสจะบงบอกถงการเปลยนแปลงพลงงานทเกดขนภายในระบบตาง ๆ ซงใชการวเคราะหพลงงานดวยเอนทลป สวนกฎขอทสองของเทอรโมไดนามกสจะอธบายเกยวกบตวแปรทเปนตวก าหนดทศทางของการเกดกระบวนการตาง ๆ ซงใชการวเคราะหพลงงานดวยเอกเซอรย ซงทงสองกฎใหคาผลลพธทตางกนแตลกษณะผลลพธ มแนวโนมทคลายคลงกน โดยการประเมนปรมาณการใชพลงงาน จะท าการพจารณาพลงงานใน 2 คา คอ พลงงานทผนกลบไมได (Irreversibility) และความสญเสยเอกเซอรย (Exergy loss) ซงพลงงานทผนกลบไมไดทมคาสงจะแสดงใหเหนวา มการใชพลงงานอยางไมมประสทธภาพ และน าไปใชในการชแนะแนวทางในการปรบปรงกระบวนการผลตใหเกดประสทธภาพ การเกบขอมลและเลอกใชขอมลจากระบบควบคมแบบกระจาย (DCS) เพอใชในการค านวณ จะเลอกใชคาเฉลยของขอมลการผลตรายวน โดยเกบขอมลในขณะทกระบวนการผลตภายใตสถานการณเดยวกน เพอไมใหผลลพธคลาดเคลอน จากนนจงน ามาค านวณปรมาณการใชพลงงานและประสทธภาพในแตละกรณ รวมถงค านวณตนทนการผลตในแตละกรณ สามารถสรปไดดงน

53

สรปผลการศกษา 1. ผลการประเมนปรมาณการใชพลงงานแตละอปกรณ 1.1 หมอไอน าทมก าลงการผลตเหมอนในทกกรณ จะมพลงงานทผนกลบไมได 55.86%

1.2 ปรมาณการใชพลงงานแตละกรณ 1.2.1 แบบผลตไฟฟาและไอน า มพลงงานทผนกลบไมไดมากทสด ทเครองควบแนน 4.65% 1.2.2 แบบผลตไอน าอยางเดยว มพลงงานทผนกลบไมไดมากทสด ทวาลวลดความรอนยวดยง 22.57% 1.2.3 แบบผลตไฟฟาอยางเดยว มพลงงานทผนกลบไมไดมากทสดคอ ทเครองควบแนน 53.99% 2. ผลการวเคราะหประสทธภาพ 2.1 การวเคราะหประสทธภาพแตละอปกรณ 2.1.1 แบบผลตไฟฟาและไอน า มประสทธภาพต าทสดทเครองก าเนดไฟฟาทหมนดวยเครองกงหนไอน า มประสทธภาพเอนทลป 38.71% และประสทธภาพเอกเซอรย 30.52% 2.1.2 แบบผลตไอน าอยางเดยว มประสทธภาพต าทสดทหมอไอน า มประสทธภาพเอนทลป 77.20% และประสทธภาพเอกเซอรย 36.97% 2.1.3 แบบผลตไฟฟาอยางเดยว มประสทธภาพต าทสดทเครองก าเนดไฟฟาทหมนดวยเครองกงหนไอน า มประสทธภาพเอนทลป 22.28% และประสทธภาพเอกเซอรย 17.36% 2.2 การวเคราะหประสทธภาพทงระบบ 2.2.1 แบบผลตไฟฟาและไอน า มประสทธภาพเอนทลป 28.84% และมประสทธภาพเอกเซอรย 23.20% 2.2.2 แบบผลตไอน าอยางเดยว มประสทธภาพเอนทลป 71.76% และมประสทธภาพเอกเซอรย 28.08% 2.2.3 แบบผลตไฟฟาอยางเดยว มประสทธภาพเอนทลป 16.24% และมประสทธภาพเอกเซอรย 18.39% 3. ความคมคาทางเศรษฐศาสตร 3.1 แบบผลตไฟฟาและไอน า มตนทนไฟฟา 3.44 Baht/kWh และตนทนไอน า 2,722.75 Baht/Ton-steam 3.2 แบบผลตไอน าอยางเดยว ตนทนไอน า 1,175.66 Baht/Ton-steam







54

3.3 แบบผลตไฟฟาอยางเดยว มตนทนไฟฟา 6.11 Baht/kWh 4. การเปรยบเทยบประสทธผลการใชทรพยากร 4.1 แบบผลตไอน าอยางเดยว มประสทธผลการใชประโยชนจากทรพยากรทผลตไดสงสดคอ 92.81% 4.2 แบบผลตไฟฟาอยางเดยว มประสทธผลการใชประโยชนจากทรพยากรทผลตไดต าสดคอ 21.17%

ขอเสนอแนะและแนวทางในการปรบปรง 1. ขอเสนอแนะและแนวทางในการปรบปรงส าหรบผลการศกษา 1.1 ในการค านวณหาประสทธภาพของหมอไอน าส าหรบการศกษาครงน ใชวธค านวณโดยใชทฤษฎ Direct method หรอ Input-Output method เปนการหาประสทธภาพในรปแบบของอตราสวนของ Input ตอ Output ทออกมา (Input คอ เชอเพลงทใสเขาไปในหมอไอน า Output คอ ไอน าทผลตได) โดยผลลพธทไดจะเปนคาทางทฤษฎเทานน เนองจากยงมปจจยอน ๆ ในการเปลยนรปพลงงานเพอเปลยนพลงงานความรอนทไดจากเชอเพลง จนมาเปนพลงงาน ความรอนทออกมาในรปของไอน า ดงนน ในการปรบปรงการค านวณหาประสทธภาพของหมอไอน าเพอใหไดผลลพธทถกตองตามมาตรฐานสากล จงควรใชทฤษฎ Indirect method หรอ Heat loss method ซงเปนการหาผลรวมของคาทสญเสยอยางแทจรงทออกจากระบบตอหนงหนวยเชอเพลงในขณะนน ๆ ประกอบดวย L1: พลงงานทออกไปในรปแบบของไอเสยแหง (Dry flue gas) L2: พลงงานทสญเสยจากความรอนแฝงของ Hydrogen ในเชอเพลง L3: พลงงานทท าใหความชนของเชอเพลงกลายเปนไอ (Moisture in fuel/ H2O ใน fuel) L4: พลงงานทท าใหความชนในอากาศทเขาหองเผาไหมกลายเปนไอ (Moisture in air/ H2O ใน air) L5: พลงงานทสญเสยในรปแบบของการเผาไหมแบบไมสมบรณหรอ Incomplete combustion L6: พลงงานทสญเสยออกไปในรปแบบการถายเทความรอนทตวพนผวหมอไอน า แตในขนตอนการหาคาทสญเสยตามทฤษฎ Indirect method จะตองมการวดและบนทกขอมลเพอใชในการค านวณทคอนขางซบซอนและตองใชเครองมอพเศษในการตรวจวด เชน Flue gas analyzer ส าหรบวด %CO2, %CO และ %O2 หรอการเกบตวอยางของเชอเพลงในขณะทท าการ

55

ทดสอบเพอน าสงหองทดลอง (Laboratory) หรอคณภาพน าในขณะนน ๆ ดงนนจงควรพจารณาการเลอกใชทฤษฎใหสอดคลองกบวตถประสงค เพอวางแผนการวดและบนทกขอมลทเหมาะสมกบการศกษาตอไป 1.2 กระบวนการผลตไฟฟาเปนกระบวนการเปลยนรปจากพลงงานความรอนเปนพลงงานไฟฟา ซงมพลงงานถกท าลายโดยผนกลบไมไดของระบบ ตามกฎขอทสองของ เทอรโมไดนามกสรวมอยดวย ดงนนการใชวธปนสวน (Allocate) ส าหรบกระบวนการทไดผลตภณฑ 2 ชนด (ไฟฟาและไอน า) จะไมสามารถใชวธแปลงหนวย (Convert unit) จากพลงงานความรอนเปนพลงงานไฟฟาโดยตรง เพราะไมไดรวมเอกเซอรยถกท าลายโดยการผนกลบไมไดของระบบ สงผลใหผลการศกษาคลาดเคลอน 2. ขอเสนอแนะและแนวทางในการปรบปรงส าหรบกระบวนการผลต 2.1 จากผลการศกษาการใชพลงงานตามกฎขอทสองของเทอรโมไดนามกสโดยใชเอกเซอรย พบวาในการผลตทกกรณ สวนของหมอไอน ามการสญเสยเอกเซอรยนอกเหนอจาก loss ทวไปมาก ดงนนจงควรจะวเคราะหการสญเสยอยางแทจรงวาออกไปยงจดใด เพอทจะน ามาแกไขใหตรงจด และสามารถทจะตงเปาหมาย ในการเพมประสทธภาพของหมอไอน าไดอกดวย 2.2 จากผลการศกษาคมคาทางเศรษฐศาสตร พจารณารวมกบอตราคาไฟฟาทซอไฟฟาจากการไฟฟาสวนภมภาค ประเภทกจการขนาดใหญ (4.1.2) พบวา ในชวงทมความตองการไฟฟาและไอน า ควรเลอกกระบวนการผลตแบบผลตไอน าอยางเดยวและซอไฟฟาจากการไฟฟาสวนภมภาคแทน จะท าใหมตนทนการผลตทต าทสด ในชวงทมความตองการไอน าอยางเดยว ควรเลอกกระบวนการผลตแบบผลตไอน าอยางเดยว จะท าใหมตนทนการผลตทต าทสด ในชวงทมความตองการไฟฟาอยางเดยว ควรจะซอไฟฟาจากการไฟฟาสวนภมภาคแทน จะท าใหมตนทนการผลตทต าทสด หมอน าประเภท Gas fired boiler ทใชกาซธรรมชาตเปนเชอเพลงนนไมเหมาะส าหรบน ามาใชเพอผลตไฟฟาและไอน าเปนหลก เนองจากมตนทนในการผลตสง แตเหมาะส าหรบใชสนบสนนการผลตในกรณทแรงดนไอน าในระบบมแรงดนต า ในกรณทมความตองการไอน าอยางเดยว อาจพจารณาไปใชหนวยผลตไอน าอนทมตนทนการผลตไอน าทถกกวา เชน Heat recovery steam generation (HRSG) แทน และในกรณทมความตองการไฟฟาควรจะซอไฟฟาจากการไฟฟาสวนภมภาคแทน ท าใหมตนทนการผลตทต าทสด

บรรณานกรม เซนเจล และไมเคล. เทอรโมไดนามกส (รศ.ดร.สมชย อครทวา, ดร.ขวญจต วงษชาร, แปล).

กรงเทพฯ: แมคกรอ-ฮล. ปพชญา บวโชต. (2550). การวเคราะหพลงงานและเอกเซอรยของโรงงานน าผลไมบรรจกระปอง,

วทยานพนธวทยาศาสตรมหาบณฑต, สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง.

ไพโรจน โรจวฒนา. (2534). การวเคราะหพลงงานและเอกเซอรยของโรงไฟฟาพลงงานความรอนโดยใชคอมพวเตอรชวย, วทยานพนธวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต, บณฑตวทยาลย, สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ.

โยชฮโกะ ทาคามระ. (2543). เทคนคการประหยดพลงงานความรอนในอตสาหกรรม (ระนอง พยคฑพนธ ววฒน ตณฑะพานชกล และบณฑต โรจนอารยานนท, แปล). กรงเทพฯ: สมาคมสงเสรมเทคโนโลยไทย-ญปน.

ราชย นาคามด. (2532). การวเคราะหพลงงานของระบบโคเจนเนอเรชนในโรงกลนน ามน, วทยานพนธวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต, สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร.

สทธพร พงใหญ. (2542). หลกพนฐานและประยกตทางอณหพลศาสตร. กรงเทพฯ: ศนยการพมพแกนจนทร.

ส านกงานคณะกรรมการนโยบายพลงงานแหงชาต. (2543). นโยบายการใชถานหนเปนเชอเพลงในการผลตไฟฟา. วรสารนโยบายพลงงาน, 48, 12-13.

ส านกพฒนาทรพยากรบคคลดานพลงงาน กระทรวงพลงงาน. (2553). การอนรกษพลงงานในระบบความรอน. ต าราฝกอบรมผรบผดชอบดานพลงงาน(ผชพ)ดานความรอน, 15-19.

Alexandros & Andreas. (2014). Thermoeconomic modeling and exergy analysis of a decentralized liquefied natural gas-fueled combined-cooling heating and power plant.

Department of mechanical and manufacturing engineering, University of Cyprus. Bejan, Tsatsaronis & Michael Moran. (1996). Thermal Design and Optimization. United States of

America: A Wiley-Interscience Publication. Deok-Jin Kim & Byung-Ryeal Choi. (2011). Cost allocation of electricity and heat, Korea

Energy Economics Institute, Korea. Raznjeric, K. (1978). Handbook of Thermodynamic Tables and Charts. New York: McGraw-Hill.

ประวตยอของผวจย ชอ-สกล รวนทวชร ชมภ วน เดอน ป เกด 20 มกราคม 2525 สถานทเกด อ าเภอเมอง จงหวดอตรดตถ สถานทอยปจจบน 1/55 หม 4 ต าบลตะพง อ าเภอเมอง จงหวดระยอง 21000 ต าแหนงและประวตการท างาน พ.ศ. 2547-ปจจบน วศวกร บรษท ไออารพซ จ ากด (มหาชน) ประวตการศกษา พ.ศ. 2543-2547 วศวกรรมศาสตรบณฑต (วศวกรรมเครองกล) มหาวทยาลยเชยงใหม พ.ศ. 2556-2559 วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต (การจดการพลงงานและ

สงแวดลอม) มหาวทยาลยบรพา

การวเิคราะห์ศกัยภาพการใช้...

Documents