วันพุธที่ 25 กรกฎาคม พ.ศ. 2555

มาตรการปรับปรุงประสิทธิภาพเครื่องอัดอากาศโดยการติดตั้งบู๊ตเตอร์แบบ Pressure Booster

ชื่อมาตรการการอนุรักษ์พลังงาน : มาตรการปรับปรุงประสิทธิภาพเครื่องอัดอากาศโดยการติดตั้งบู๊ตเตอร์แบบ Pressure Booster

ความเป็นมาและลักษณะการใช้งานพลังงาน
ในกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกของโรงงานจะใช้ลมจากเครื่องอัดอากาศในส่วนของเครื่องเป่าพลาสติกและเครื่องฉีดพลาสติกมากที่สุด โดยใช้แรงดันอากาศอัดที่สูงสุด 7 บาร์  โดยโรงงานมีเครื่องอัดอากาศแบบ Rotary Screw ขนาด 37 kW 4 เครื่อง โดยปกติเมื่อมีการผลิตเต็มกำลังการผลิต จะเดินเครื่องอากาศละผลิตแรงดันอากาศอัดที่ประมาณ 7  บาร์ โดยเดินเครื่องอัดอากาศพร้อมกัน 2 เครื่อง

ปัญหาของอุปกรณ์ / ระบบก่อนปรับปรุง
จากการตรวจสอบพบว่า เมื่อแผนกเครื่องเป่าพลาสติกต้องขึ้นชิ้นงานขวดนมจะต้องให้ลมอัดที่สูงกว่าปกติ ต้องเดินทั้ง 3 เครื่อง ในบางครั้ง ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานอย่างไม่เหมาะสม โดยเครื่องเป่าพลาสติกที่ขึ้นชิ้นงานขวดนมจะให้ลมอัดอยู่ที่ประมาณ 6 บาร์


รูปแสดง สถานที่ตั้งเครื่องอัดอากาศ และเกจวัดความดันก่อนปรับปรุง


กราฟการใช้พลังงานของเครื่องอัดอากาศ 50 HP


แนวคิดและขั้นตอนดำเนินการ
โรงงานสามารถติดตั้งอุปกรณ์บู๊ตเตอร์แบบ Pressure Booter ที่เครื่องเป่าที่ขึ้นชิ้นงานขวดนม เพื่อให้ได้แรงดันอากาศอัดทางด้าน Out put ที่สูงถึง 6 บาร์ ได้โดยไม่ต้องเดินเครื่องอัดอากาศเพิ่ม โดยมีขั้นตอนการดำเนินการดั้งนี้


สภาพหลังปรับปรุง


รูปแสดง ตัวอย่างการติดตั้งบู๊ตเตอร์แบบ Pressure Booster
ข้อเสนอแนะ
ควรบริหารจัดการในส่วนของการนำอากาศอัดไปใช้ในการทำความสะอาดชิ้นงาน เพราะในส่วนนี้จะทำให้เกิดพลังงานสูญเสียมากที่สุด

วิธีการคำนวณผลการอนุรักษ์พลังงาน

การใช้พลังงานก่อนปรับปรุง
ค่ากำลังไฟฟ้าเฉลี่ยก่อนการปรับปรุงของเครื่องอัดอากาศขนาด 37 kW
=             37                                           kW
ค่ากำลังไฟฟ้าเฉลี่ยก่อนการปรับปรุง 3 เครื่อง            
=             111                                         kW
ทำงานลักษณะนี้ประมาณ 30%                                     
=             33.3                                        kW
ค่ากำลังไฟฟ้าเฉลี่ยก่อนการปรับปรุงเฉลี่ย                   
=             77.7                                        kW
=             (77.7 x 24 x 330 )
=             615,384                                 kWh/ปี
การใช้พลังงานหลังปรับปรุง
หลังจากปรับปรุงแล้ว เครื่องอัดอากาศ ทำงาน 2 เครื่อง โดยไม่จำเป็นต้องเดินเครื่องที่ 3 ช่วย
ค่ากำลังไฟฟ้าเฉลี่ยหลังการปรับปรุง 2 เครื่อง            
=             74                                           kW
พลังงานไฟฟ้าที่ใช้หลังการปรับปรุง                             
=             (74x 24 x 330 )                                                                                                                                                    
=             586,080                                 kWh/ปี
ผลประหยัดพลังงาน
พลังงานไฟฟ้าที่ประหยัดได้                                            
=             (615,384-586,080)
=             29,304                                   kWh/ปี
อัตราค่าไฟฟ้าเฉลี่ยต่อหน่วยของโรงงาน                     
=             3.35                                        บาท/kWh
คิดเป็นเงินที่ประหยัดได้                                                   
=             (29,304x 3.35)
=             98,168.4                               บาท/ปี
เทียบเท่าตันน้ำมันดิบ                                                        
=             (29,304 x 0.00008521)
=             2.497                                     toe/ปี

มาตรการปรับปรุงประสิทธิภาพเครื่องอัดอากาศดโดยการปรับปรุงท่อเมนและลดแรงดันอากาศอัด

ชื่อมาตรการการอนุรักษ์พลังงาน : มาตรการปรับปรุงประสิทธิภาพเครื่องอัดอากาศดโดยการปรับปรุงท่อเมนและลดแรงดันอากาศอัด

ความเป็นมาและลักษณะการใช้งานพลังงาน
ในกระบวนการผลิตถังพลาสติกจะใช้ลมจากเครื่องอัดอากาศในส่วนของเครื่องเป่าพลาสติกมากที่สุด โดยใช้แรงดันอากาศอัดที่สูงสุด 8 บาร์  ส่วนในกระบวนการอื่นๆ โดยโรงงานมีเครื่องอัดอากาศแบบสกรู 37 kW และ 30 kW อย่างละ 1 เครื่อง โดยปกติเมื่อมีการผลิตเต็มกำลังการผลิต จะเดินเครื่องอากาศละผลิตแรงดันอากาศอัดที่ประมาณ 8  บาร์

ปัญหาของอุปกรณ์ / ระบบก่อนปรับปรุง
จากการตรวจสอบพบว่าเครื่องอัดอากาศผลิตแรงดันอากาศอัดสูงถึง 8 บาร์ โดยที่โหลดที่ใช้แรงดันอากาศสูงสุดไม่เกิน 5 บาร์ การเดินท่อเมนจ่ายอากาศอัดเป็นแบบท่อเดี่ยวหรือก้างปลา ขนาดท่อเมนจ่ายอากาศอัดที่เล็กเกินไป (1.5 นิ้ว) อุปกรณ์บางอย่างชำรุด และมีลมรั่วในระบบหลายจุด


รูปแสดง สถานที่ตั้งเครื่องอัดอากาศ และสภาพเครื่องก่อนปรับปรุง


กราฟแสดง ค่าพลังงานที่ใช้ก่อนปรับปรุง

แนวคิดและขั้นตอนดำเนินการ
การออกแบบท่อที่ดีจะช่วยลดปัญหาของแรงดันตกทำให้สามารถลดการผลิตแรงดันที่สูงเกินความต้องการของโหลดลงได้ เพราะการผลิตแรงดันอากาศอัดที่สูงเกินทำให้เครื่องอัดอากาศต้องใช้พลังงานสูงตามไปด้วย และแรงดันที่สูงย่อมส่งผลให้มีการรั่วไหลของอากาศอัดมากกว่าแรงดันต่ำกว่า  และเมื่อทำการปรับปรุงท่อเมนแล้วควรพิจารณาลดแรงดันที่เครื่องอัดอากาศลง โดยมีขั้นตอนการดำเนินการดั้งนี้
  1. ตรวจวัดค่าการใช้พลังงานของเครื่องอัดอากาศทั้ง และการพลังงานโดยรวมเมื่อเครื่องอัดอากาศทำงานที่สภาวะปกติ เมื่อมีการผลิตเต็มกำลังการผลิต
  2. สำรวจแนวเดินท่อเมนจ่ายอากาศอัด เพื่อพิจารณาปรับปรุงแก้ไขให้เป็นแบบวงแหวน
  3. ปรับลดแรงดันที่เครื่องอัดอากาศลง ครั้งละ 0.5 บาร์ แล้วตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์
  4. ตรวจวัดค่าการใช้พลังงานโดยรวมของเครื่องอัดอากาศหลังปรับปรุงระบบ

วิธีการคำนวณผลการอนุรักษ์พลังงาน
  1. ปรับปรุงขนาดท่อเมนจ่ายอากาศอัดให้มีขนาดใหญ่ขึ้น

ตารางการคำนวณ


ผลประหยัดพลังงาน
เลือกการปรับขนาดท่อใหม่เป็นขนาด 2.5 นิ้ว สามารถประหยัดได้
=             32,179.36-3,747.60           kW/ปี
=             28,431.79                            kW/ปี
คิดเป็นเงินที่ประหยัดได้                                   
=             (28,431.79 x 3.38)
=             94,160.85                             บาท/ปี
เทียบเท่าตันน้ำมันดิบ                                        
=             (28,431.79 x 0.00008521)
=             2.423                                     toe/ปี

2. ปรับลดแรงดันที่เครื่องอัดอากาศลง ครั้งละ 0.5 บาร์ แล้วตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์ซึ่งสามาทำงานได้ปกติที่ 6 บาร์
การใช้พลังงานก่อนปรับปรุง
ค่ากำลังไฟฟ้าเฉลี่ยก่อนการปรับปรุงของเครื่องอัดอากาศขนาด 50 HP                
=             34.7        kW
ค่ากำลังไฟฟ้าหลังปรับปรุงขนาดท่อเมนจ่ายอากาศอัด (W1)                                  
=             30.75     kW
การใช้พลังงานหลังปรับปรุง
จากสมการ

กำหนดให้
W 2  กำลังไฟฟ้าเฉลี่ยหลังปรับลดความดันอากาศอัด           (kW)
W 1  กำลังไฟฟ้าเฉลี่ยก่อนปรับลดความดันอากาศอัด          เท่ากับ  30.75     kW
P 1 out  ความดันสมบูรณ์ก่อนปรับลดความดันอากาศอัด เท่ากับ            8              Barg
P 2 out  ความดันสมบูรณ์หลังปรับลดความดันอากาศอัด เท่ากับ            6             Barg
P in  ความดันสมบูรณ์ด้านเข้าเครื่องอากาศอัด      เท่ากับ                    1.013     Barg
k อัตราส่วนความร้อนจำเพาะสำหรับอากาศ มีค่าเท่ากับ               1.40
i  จำนวนขั้นตอนการอัด (stage) ของเครื่องอัดอากาศ เท่ากับ  1  Stage

แทนค่าสมการ

กำลังไฟฟ้าหลังปรับลดแรงดันอากาศอัด (W2)          
=             23.92                                     kW
คิดเป็นความต้องการพลังไฟฟ้าที่ลดลง                         
=             (30.75-23.92)                      kW

กำลังไฟฟ้าที่ประหยัดได้รวม                                          
=             6.83                                        kW
เวลาในการทำงาน                                                              
=             24                                           ชม./วัน
จำนวนวันทำงานาน                                                          
=             300                                        วัน/ปี
เปอร์เซ็นต์การใช้งานเฉลี่ย                                              
=             100                                         %
พลังงานไฟฟ้าที่ใช้หลังการปรับปรุง                             
=             (6.83 x 24 x 300)                                                                                                                                                
=             49,176                                   kWh/ปี
อัตราค่าไฟฟ้าเฉลี่ยต่อหน่วยของโรงงาน                     
=             3.38                                        บาท/kWh

ผลประหยัดพลังงาน
คิดเป็นเงินที่ประหยัดได้                                                   
=             (49,176 x 3.38)
=             166,214.88                           บาท/ปี
เทียบเท่าตันน้ำมันดิบ                                                        
=             (49,176  x 0.00008521)
=             4.190                                     toe/ปี

หลังจากดำเนินการทั้ง 2 มาตรการ
สามารถประหยัดได้                                                          
=             27,858.24 + 48,240           kW/ปี
=             76,098.24                            kW/ปี
คิดเป็นเงินที่ประหยัดได้                                                   
=             (76,098.24x 3.38)
=             257,212.05                           บาท/ปี
เทียบเท่าตันน้ำมันดิบ                                                        
=             (76,098.24x 0.00008521)
=             6.485                                     toe/ปี