เนื้อหาวันที่ : 2015-12-14 15:00:36 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 2950 views

อุปกรณ์ตรวจวัดสำหรับโรงไฟฟ้า เพิ่มความแม่นยำและน่าเชื่อถือของกระบวนการทำงาน โรงไฟฟ้าพลังความร้อน (Thermal) และความร้อนร่วม (Combined cycle)

โรงไฟฟ้าเหล่านี้ใช้ไอน้ำในการขับเคลื่อนกังหัน ซึ่งเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า โดยในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนจะใช้ไอน้ำในการผลิตกระแสไฟฟ้าโดยตรง ซึ่งจะแตกต่างจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมที่ใช้ก๊าซธรรมชาติในการขับเคลื่อนกังหันผลิตไฟฟ้า โดยนำความร้อนที่ปล่อยออกกลับมาผลิตไอน้ำเพื่อเข้าสู่กระบวนการผลิตกระแสไฟฟ้าอีกทางหนึ่ง ซึ่งอุปกรณ์ตรวจวัดของเอบีบีสามารถใช้งานได้ครอบคลุมทั้งสองกลุ่มพลังงาน รวมถึงกระบวนการตรวจสอบและควบคุมคุณภาพของน้ำในหม้อต้ม ควบคุมอัตราการไหล ตรวจสอบความดันและอุณหภูมิในกระบวนการเผาไหม้และค่าความร้อนของก๊าซธรรมชาติ ตลอดจนการวิเคราะห์ปริมาณและคุณภาพของไอเสียที่ปล่อยสู่บรรยากาศ

การตรวจวัดที่ถูกต้องแม่นยำ และการทำงานที่น่าเชื่อถือ

ประสิทธิภาพการเผาไหม้จากการตรวจวัดไอเสียที่ปล่อยสู่บรรยากาศ

การเผาไหม้อย่างมีประสิทธิภาพของเชื้อเพลิงในแต่ละอุตสาหกรรมนั้นมีผลต่อการลดค่าใช้จ่ายในการผลิต และช่วยลดการเกิดมลพิษซึ่งสอดคล้องกับกฎหมายสิ่งแวดล้อมอีกด้วย

การหาส่วนผสมระหว่างอากาศและเชื้อเพลิงที่เหมาะสม

อัตราส่วนระหว่างอากาศและเชื้อเพลิงนั้นเป็นปัจจัยที่สำคัญต่อการควบคุมประสิทธิภาพการเผาไหม้ ซึ่งต้องทราบปริมาณออกซิเจนที่แน่นอนที่ทำให้การเผาไหม้สมบูรณ์ โดยหาได้จากสัดส่วนปริมาณสารสัมพันธ์และแลมดา (Lambda, λ) มีค่าเท่ากับ 1 จากค่าทางทฤษฎี ซึ่งค่าในเชิงปฏิบัติจริงมีค่าประมาณ 1.1 หรือมากกว่า   

การควบคุมปริมาณอากาศให้สมดุลส่งผลให้กระบวนการเผาไหม้มีประสิทธิภาพ หากปริมาณอากาศไม่เพียงพอ ทำให้กระบวนการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์และเกิดความผิดพลาดของการถ่ายเทความร้อน ทำให้เกิดเขม่าควันและก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ได้ หรือหากปริมาณอากาศมากเกินจะส่งผลให้เกิดความร้อนสูญเสียไปกับไอเสียและมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพหม้อต้มที่ลดลงตามกัน

 

 

การวัดปริมาณออกซิเจนสำหรับกระบวนการเผาไหม้

ปริมาณออกซิเจนที่หลงเหลือในไอเสียนั้นจะเป็นตัวชี้วัดปริมาณอากาศส่วนเกินในกระบวนการเผาไหม้ ดังนั้นการตรวจวัดปริมาณออกซิเจนจึงมีความสำคัญ เมื่อต้องการเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้และควบคุมให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด

ABB’s AZ20 combustion gas oxygen analyzers

ชุดอุปกรณ์เพื่อตรวจวัดค่าออกซิเจนที่ให้ความถูกต้องแม่นยำ โดยสามารถใช้งานที่อุณหภูมิ -20 ถึง 800 องศาเซลเซียส อีกทั้งสามารถใช้งานควบคู่กับ

ABB’s Sensyflow thermal mass flowmeters

อุปกรณ์วัดอัตราการไหลของก๊าซซึ่งสามารถกำหนดปริมาณอากาศที่เข้าสู่ชุดเผาไหม้ได้

การควบคุมปริมาณสารเคมีเพื่อคุณภาพสูงสุดของการผลิตไอน้ำ

การเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดของโรงไฟฟ้าถ่านหิน ต้องควบคุมคุณภาพน้ำและไอน้ำให้เหมาะสม

การควบคุมการปนเปื้อนสารเคมีในระบบหม้อต้ม

สารเคมีหลายชนิดจะต้องถูกควบคุมเพื่อให้การผลิตไอน้ำมีประสิทธิภาพสูงสุด และออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำที่เติมให้หม้อต้มยังเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดรอยรั่วในหม้อต้มและระยะเวลาการใช้งานลดลง การเติมไฮดราซีนจะช่วยลดออกซิเจนโดยเปลี่ยนในรูปของไนโตรเจนและน้ำ แต่หากเติมไฮดราซีนมากเกินไปจะทำให้สิ้นเปลือง  อีกทั้งเมื่ออุณหภูมิและดวามดันเพิ่มขึ้นทำให้เกิดแอมโมเนียซึ่งมีผลต่อค่า pH ที่สูงขึ้น ทำให้มีความเสี่ยงของการกัดกร่อนในหม้อต้ม ซิลิกาหากพบในระบบหม้อต้มจะขัดขวางการส่งผ่านความร้อนและเพิ่มความเสี่ยงต่อใบพัดของกังหัน โซเดียมเป็นพารามิเตอร์สำคัญอีกตัวหนึ่งซึ่งละลายอยู่ในน้ำที่ต้องควบคุมอย่างใกล้ชิด

การวัดและควบคุมปริมาณสารเคมี

อุปกรณ์เอบีบีสามารถรองรับการวัดและควบคุมปริมาณสารเคมีได้แก่ เครื่องวัดพีเอชเพื่อควบคุม      ความเป็นกรด-ด่าง เครื่องวัดความนำไฟฟ้าสำหรับวัดปริมาณอิออน ซึ่งสามารถบอกถึงระดับความปนเปื้อนและ ระยะเวลาในการบำบัด ABB’s Navigator 600 Silica ชุดตรวจวัดเพื่อควบคุมระดับซิลิกาที่ความเข้มข้น 0 ถึง 5000 ppb และช่วยลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุง ABB’s 8037 และ 9438 สำหรับควบคุมค่าโซเดียมและออกซิเจน ตามลำดับ โดยชุดอุปกรณ์เอบีบีช่วยลดระดับอิออนที่ละลายในน้ำซึ่งจะช่วยลดการกัดกร่อนของหม้อต้ม

การควบคุมที่เพิ่มความเข้มงวดและความปลอดภัยมากขึ้นด้วยการวัดอุณหภูมิและความดัน

ความดันและอุณหภูมิเป็นพารามิเตอร์ที่ต้องควบคุมในหลายจุดของโรงไฟฟ้า เพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการผลิตเป็นไปตามแผนควบคุมและให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด

การเพิ่มประสิทธิภาพของหม้อต้มภายใต้ความปลอดภัย

การเพิ่มอุณหภูมิขึ้น 10 องศาเซลเซียส สามารถเพิ่มปฏิกิริยาเคมีได้ 2 เท่า แต่หากไม่สามารถควบคุมการเร่งปฏิกิริยานี้จะส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของหม้อต้มและอุปกรณ์ในโรงไฟฟ้าทันที การเพิ่มความดันถึง 600 บาร์นั้น สามารถส่งผลกระทบได้เช่นกัน ดังนั้นจึงควรทำการตรวจสอบซ่อมบำรุงอุปกรณ์ให้อยู่ในสภาพพร้อมใช้งานอยู่เสมอ

การวัดอุณหภูมิและความดันของระบบผลิตไอน้ำ

อุปกรณ์เอบีบีสามารถปรับใช้เพื่อให้เหมาะสมต่อระบบผลิตไอน้ำที่อุณหภูมิสูงถึง 1,800 องศาเซลเซียส และความดันถึง 600 บาร์ โดยสามารถปรับใช้งานได้กับปล่อง หม้อต้ม ระบบแยกน้ำและไอน้ำ ถังพักน้ำ           ท่อส่งไอน้ำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและระบบน้ำเย็น โดยอุปกรณ์มีช่วงวัดที่กว้างและสามารถเลือกให้เหมาะสมกับการ ใช้งานได้ สำหรับอุปกรณ์วัดความดันของเอบีบีนั้นสามารถวัดพารามิเตอร์อื่นๆ ได้ เช่น อัตราการไหลในรูปน้ำหนัก เป็นต้น

การรักษาปริมาณอากาศและเชื้อเพลิงให้มีประสิทธิภาพโดยควบคุมอุปกรณ์ปรับปริมาณลม

การควบคุมสมดุลระหว่างอากาศและเชื้อเพลิงที่ดีเยี่ยมในระบบเผาไหม้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการ ทำงานและปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้น ดังนั้นการควบคุมที่แม่นยำถือเป็นสิ่งสำคัญในการจัดการส่วนผสมของ อากาศและเชื้อเพลิงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน

การเพิ่มประสิทธิภาพระบบการเผาไหม้

การควบคุมความสมดุลระหว่างอากาศและเชื้อเพลิงที่ดีเยี่ยม สามารถทำได้ค่อนข้างยาก เพราะปริมาณ อากาศในระบบเผาไหม้มีไม่เพียงพอ จึงอาจจะส่งผลต่อการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ และถ้าปริมาณอากาศมีมากเกิน จะส่งผลต่อการลดประสิทธิภาพ ความร้อน เนื่องจากอากาศส่วนเกินทำให้เกิดความร้อนสูญเสียจากระบบ ดังนั้นจะต้องลดปริมาณอากาศส่วนเกินให้มากที่สุด

การควบคุมปริมาณอากาศโดย Contrac Actuators

ABB’s Contrac Actuators สามารถแก้ปัญหาการควบคุมปริมาณอากาศ ด้วยการตอบสนองสูงและการวางตำแหน่งที่มีความถูกต้องถึง ±  0.05% จะช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถควบคุมสัดส่วนที่เหมาะสมของเชื้อเพลิง อากาศ รวมถึงความดันและประสิทธิภาพ ของเชื้อเพลิงในระบบ อีกทั้งช่วยลด CO2 และ NOx ที่ปล่อยสู่บรรยากาศด้วย

เทคโนโลยีการวัดที่ได้รับการพิสูจน์เพื่อช่วยควบคุมกระบวนการทำงาน

การวัดค่าความร้อนของก๊าซ

ค่าความร้อน (Calorific Value) คือ ปริมาณพลังงาน ความร้อนที่ถูกปล่อยจากการเผาเชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม ซึ่งเชื้อเพลิงแต่ละชนิดจะมีค่าความร้อนเฉพาะ การวัดค่าความร้อนในโรงไฟฟ้าเป็นหนทางหนึ่งที่ช่วยประเมิน ประสิทธิภาพการเผาไหม้ได้ ในโรงไฟฟ้าถ่านหินสามารถใช้ค่าความร้อนเป็นตัวชี้วัดปริมาณมลพิษโดยค่าความร้อนต่ำจะหมายถึงเกิดปริมาณเถ้าสูง

การหาองค์ประกอบของก๊าซ

การคำนวณค่าความร้อนของก๊าซธรรมชาตินั้น จะต้องรู้ถึงองค์ประกอบของก๊าซด้วย ซึ่งองค์ประกอบส่วนใหญ่คือ มีเทน ซึ่งสามารถประกอบย่อยด้วยก๊าซอื่นๆ เช่น อีเทน บิวเทน โพรเพน รวมถึงก๊าซที่ไม่เผาไหม้ เช่น ไนโตรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์

เครื่องมือวิเคราะห์องค์ประกอบของก๊าซ

ABB’s PGC1000 field mounted gas chromatograph สามารถวิเคราะห์องค์ประกอบของก๊าซธรรมชาติจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมได้ โดยตัวอย่างก๊าซที่วิเคราะห์มาจากไอก๊าซที่ผ่านการเผาไหม้ส่งผ่าน PGC1000 เพื่อวิเคราะห์ โดยตัวอย่างจะผ่านกระบวนการแยกองค์ประกอบก๊าซจากเทคโนโลยีโครมาโตกราฟ และประเมินค่าความร้อนรวม โดยข้อมูลดิบที่ได้สามารถวิเคราะห์ผลผ่านอุปกรณ์ชนิดอื่นต่อไปได้ เช่น ABB’s flow computer units ที่จะช่วยวิเคราะห์หาค่าการเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด

การเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้และลดการปลดปล่อยมลพิษด้วยการควบคุมคุณภาพอย่างต่อเนื่อง

การปล่อยก๊าซจากปล่องเป็นปัญหามลภาวะที่สำคัญสุดของโรงไฟฟ้า ซึ่งมลพิษที่ถูกควบคุมทางกฎหมาย คือ NOx SO2 และ CO ระบบการตรวจวัดคุณภาพอากาศอย่างต่อเนื่อง (CEMs) จึงจำเป็นเพื่อใช้วัดปริมาณก๊าซที่ปล่อยออกโดยตรง

การลดมลภาวะ

โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วมสมัยใหม่จะสามารถควบคุมก๊าซเสียด้วยการใช้เทคโนโลยีการเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพและใช้ก๊าซเชื้อเพลิงที่สะอาด สำหรับก๊าซเสียจะถูกตรวจสอบด้วยระบบการตรวจวัดคุณภาพอากาศอย่างต่อเนื่อง (CEMs) ด้วยระดับความสามารถสูงสุด และในกรณีรุนแรงเช่นระบบการตรวจวัดคุณภาพอากาศ อย่างต่อเนื่องใช้งานไม่ได้ จะต้องหยุดการผลิตไฟฟ้าทันที นั่นหมายถึงการสูญเสียรายได้มหาศาล

ระบบการตรวจวัดคุณภาพอากาศอย่างต่อเนื่อง (CEMs)

ระบบการตรวจวัดคุณภาพอากาศอย่างต่อเนื่อง (CEMs) ใช้วิเคราะห์เพื่อช่วยให้การผลิตพลังงาน        อยู่ภายใต้กฎหมายกำหนด ABB’s Advance Optima system และ EasyLine series เป็นอุปกรณ์ที่ติดตั้ง         ชุดวิเคราะห์ด้วย Infra-red หรือ Ultra-violet photometric และ Paramagnetic หรือ Electrochemical cell    สำหรับตรวจวัด NO, NO2, SO2, CO, CO2, และ O2 ในเครื่องเดียวกัน ACX คือ ชุดอุปกรณ์สมบูรณ์ของเอบีบี   ที่ติดตั้งรวมชุดเก็บตัวอย่างและวิเคราะห์ในชุดเดียวกัน และ ACF-NT Fourier Transform Infra-Red (FT-IR) spectrometer เหมาะสำหรับระบบเตาเผาขยะ โดยทั้งสองชุดอปุกรณ์นี้จะใช้วิธีการดึงตัวอย่างก๊าซจากระบบทางปลายปล่องเข้าสู่ชุดวิเคราะห์ต่อไป