แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๕๓ (ตอนที่ ๑๑) MO Memoir : Thursday 5 January 2555

เนื้อหาในเอกสารฉบับนี้เป็นข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของโรงไฟฟ้า ซึ่งผมคิดว่าอาจเป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่จะทำการสอบโครงร่างในบ่ายวันนี้และเช้าวันพรุ่งนี้ (ถ้ามีโอกาสได้เห็นก่อนสอบ)

เมื่อวานในระหว่างงานสวดศพ ผมมีโอกาสได้พูดคุยกับวิศวกรอาวุโสท่านหนึ่งที่มีประสบการณ์การปฏิบัติหน้าที่ดูแลเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้าราชบุรีและพระนครเหนือ เลยมีข้อมูลเหล่านี้มาฝาก

๑. ในกรณีของโรงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมันเตาหรือถ่านหิน ปริมาณมากออกซิเจนส่วนเกินในอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้สามารถคุมให้อยู่ที่ระดับประมาณ 0.9% ได้

๒. ในกรณีของโรงไฟฟ้ากังหันแก๊ส (gas turbine) จากรูปแบบการทำงานของกังหันแก๊สที่ต้องมีการใช้คอมเพรสเซอร์อัดกาศให้มีความดันสูงก่อนการจุดระเบิด แก๊สขาออกจะมีออกซิเจนเหลืออยู่ประมาณ 12-13% ดังนั้นตัวเลข 15% ที่เราใช้อยู่จึงเป็นตัวเลขที่เป็นไปตามความเป็นจริง

๓. ปริมาณ NOx ในแก๊สขาออกจากเครื่องยนต์กังหันแก๊ส ในช่วงระหว่าง start up อาจสูงถึง 120 ppm ซึ่งทำให้เห็นควันที่ออกจากปล่องมีสีเหลืองอยู่ชั่วขณะหนึ่ง เป็นเวลาประมาณ ๒ ชั่วโมง จากนั้นเมี่อเครื่องเดินเข้าที่แล้วความเข้มข้นของ NOx ในแก๊สขาออกจะลดลงเหลือประมาณ 30 ppm

๔. การลด NOx ในส่วนของโรงไฟฟ้าเองยังไม่มีการใช้ระบบ NH₃-SCR แต่ใช้การเลือกใช้เครื่องจักรที่มีการออกแบบระบบการเผาไหม้ที่ทำให้เกิด NOx ต่ำ ปริมาณ NOx ที่เกิดขึ้นจะขึ้นอยู่กับชนิดเครื่องจักรที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าซึ่งไม่ได้เหมือนกันทุกโรง (ตามอายุการใช้งานและยี่ห้อที่ซื้อ)

๕. ท่านได้ตั้งข้อสังเกตว่า ระบบ NH₃-SCR นั้นเป็นระบบที่ทางญี่ปุ่นพัฒนาขึ้นมา เพราะการควบคุม NOx ในประเทศญี่ปุ่นนั้นเข้มงวดกว่าในประเทศอื่น กล่าวคือต้องการให้เหลือเพียงเลขหลักเดียว (ถ้าจะแปลคือต่ำกว่า 10 ppm) ในขณะที่ประเทศอื่น ๆ (รวมทั้งประเทศไทย) ยังยอมให้สูงได้ถึง 120 ppm สำหรับโรงไฟฟ้าที่ใช้แก๊สธรรมชาติ สูงได้ถึง 180 ppm สำหรับโรงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิง และ 200 ppm สำหรับโรงไฟฟ้าถ่านหินและเชื้อเพลิงชนิดอื่น (ดูเอกสารแนบใน Memoir ปีที่ ๔ ฉบับที่ ๓๘๐ วันศุกร์ที่ ๓๐ ธันวาคม ๒๕๕๔ เรื่อง "แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัศ ๕๓ (ตอนที่ ๑๐)" เรื่อง "กำหนดมาตรฐานควบคุมการปล่อยทิ้งอากาศเสียจากโรงไฟฟ้าใหม่") ซึ่งจากสิทธิบัตรที่ก่อนหน้าเคยค้นมานั้นก็ดูเหมือนว่ายุคแรก ๆ ผู้จดสิทธิบัตรจะเป็นทางญี่ปุ่นซะเป็นส่วนใหญ่ด้วย

๖. แต่ทางโรงไฟฟ้าเองก็ได้ตั้งเป้าควบคุมให้ NOx ที่ออกมานั้นอยู่ในระดับตัวเลข 2 หลัก ทั้งนี้เพราะเวลานำไปคำนวณผลกระทบทางด้านสิ่งแวดล้อม จะทำให้ได้ภาพที่ดีขึ้นไปอีก

๗. ข้อมูลอีกตัวหนึ่งที่ได้มาคือ "ความชื้นสัมพัทธ์" ในอากาศส่งผลถึงการเกิด NOx ถ้าอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้มีความชื้นสัมพัทธ์ต่ำ จะเกิด NOx มาก แต่ถ้าอากาศที่ใช้เผาไหม้มีความชื้นสัมพัทธ์สูง จะเกิด NOx น้อย เหตุผลตรงนี้ทางวิศวกรท่านนั้นบอกว่าท่านก็ไม่ทราบเหมือนกันว่าเป็นเพราะเหตุใด