คู่มือสำหรับผู้เริ่มต้นใช้งานหม้อไอน้ำ

หากคุณเป็นวิศวกรหรือฝ่ายขายในสายงานอุตสาหกรรม คุณจะรู้จักหม้อต้มไอน้ำในสถานที่ทำงานอย่างแน่นอน แต่คุณอาจไม่เข้าใจอย่างลึกซึ้งว่าหม้อไอน้ำทำอะไรกันแน่ หม้อไอน้ำทำงานอย่างไร และวิธีการเลือกหม้อไอน้ำที่เหมาะสม ปลอดภัย และมีประสิทธิภาพสำหรับการใช้งาน 

ไม่ต้องกังวล หม้อต้มไอน้ำไม่ซับซ้อนในการทำความเข้าใจ คุณจะได้เรียนรู้ทุกอย่างโดยละเอียดในคู่มือนี้ 

หม้อไอน้ำคืออะไร?

หม้อไอน้ำชนิดหนึ่งที่พบได้บ่อยที่สุด หม้อไอน้ำจะแปลงพลังงานความร้อนจากเชื้อเพลิงที่ใช้เพื่อให้ความร้อนแก่น้ำภายในหม้อไอน้ำเป็นไอน้ำ ซึ่งอาจนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรมและในประเทศได้หลากหลาย หม้อต้มไอน้ำเป็นภาชนะอัดแรงดันที่ใช้การถ่ายเทความร้อนเพื่อเปลี่ยนน้ำให้เป็นไอน้ำเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ เชื้อเพลิงที่ให้ความร้อนมีหลายประเภท ได้แก่ ก๊าซ ถ่านหิน ชีวมวล และน้ำมันเตา เป็นต้น หม้อไอน้ำแบบใช้แก๊สเป็นที่นิยมมากที่สุดเนื่องจากนโยบายการรักษาสิ่งแวดล้อม

หม้อไอน้ำมีกี่ประเภท? 

หม้อไอน้ำเป็นระบบทำความร้อนที่สร้างไอน้ำ สร้างพลังงานโดยการต้มน้ำเพื่อผลิตไอน้ำ เป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนกับห้องเผาไหม้และภาชนะบรรจุน้ำที่ผลิตไอน้ำสำหรับใช้ภายนอก หม้อต้มไอน้ำมีให้เลือกหลายขนาด ตั้งแต่ขนาดเล็กมากไปจนถึงขนาดใหญ่สำหรับการใช้งานที่ต้องการมากขึ้น

เพื่อให้ความร้อนกับน้ำ หม้อไอน้ำจะเผาไหม้เชื้อเพลิง ไอน้ำถูกสร้างขึ้นเมื่อความร้อนและน้ำรวมกัน ในการผลิตไอน้ำ มีการใช้ความร้อนสามประเภท: การแผ่รังสี การพาความร้อน และการนำไฟฟ้า

ประเภทของหม้อไอน้ำ

หม้อต้มไอน้ำมีโครงสร้าง ความสามารถในการปรับตัว ประเภทของท่อ ประเภทของเชื้อเพลิง และแรงดันเอาต์พุต เมื่อมีการพัฒนาหม้อไอน้ำเป็นครั้งแรก มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับหม้อไอน้ำในปัจจุบัน แต่เป็นอันตรายเนื่องจากขาดระบบควบคุม ขนาด เชื้อเพลิง และขนาดของหม้อไอน้ำจะผันผวนขึ้นอยู่กับงานที่ต้องทำและอุตสาหกรรมที่ใช้ ประเภทพลังงานเชื้อเพลิง ได้แก่ ก๊าซธรรมชาติ เชื้อเพลิงฟอสซิล ถ่านหิน ไฟฟ้า และวัสดุจากไม้ เชื้อเพลิงมีความแตกต่างกันในแง่ของต้นทุน ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และประสิทธิภาพ เนื่องจากความต้องการใช้ไฟฟ้าและการผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้น เชื้อเพลิงทางเลือก เช่น เชื้อเพลิงชีวมวลและขยะหรือถังขยะจึงถูกสร้างขึ้น

หม้อต้มไฟฟ้า

หม้อไอน้ำไฟฟ้าใช้ส่วนประกอบไฟฟ้าเพื่อสร้างความร้อน ซึ่งเป็นเทคนิคการทำความร้อนที่มีประสิทธิภาพและรวดเร็วกว่า เป็นโซลูชันที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและสะอาดกว่าเนื่องจากไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงในการเผาไหม้ หม้อต้มน้ำไฟฟ้าทนทานกว่า ต้องการการทำความสะอาดน้อยกว่า และไม่ต้องบำรุงรักษาเป็นประจำ ปัญหาเดียวที่ต้องจัดการกับหม้อไอน้ำไฟฟ้าคือการสะสมของตะกรันในถังเก็บน้ำ

หม้อต้มน้ำร้อน

ถังที่ส่งความร้อนไปยังน้ำที่หมุนเวียนเพื่อให้ความร้อนประกอบด้วยหม้อต้มน้ำร้อน ประกอบด้วยเหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กหล่อ อะลูมิเนียม และเหล็กกล้า และทนทานต่ออุณหภูมิและความดันสูง

หม้อต้มน้ำร้อนแบบต่างๆ นั้นแตกต่างกันไปตามระบบท่อที่ใช้ไฟหรือน้ำ หม้อต้มน้ำร้อนแบบท่อดับเพลิงประกอบด้วยท่อที่บรรจุน้ำ ความร้อนจะเดินทางผ่านท่อและทำให้น้ำที่อยู่รอบๆ อุ่นขึ้น น้ำไหลผ่านท่อของหม้อต้มน้ำในขณะที่ท่อร้อน

หม้อต้มแก๊ส

หม้อไอน้ำแบบใช้ก๊าซธรรมชาติหรือเชื้อเพลิงโพรเพนซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าหม้อไอน้ำธรรมดา เชื้อเพลิงสำหรับหม้อต้มแก๊สนั้นจัดหามาจากแหล่งภายนอกที่เชื่อมโยงโดยตรงกับหม้อต้ม การออกแบบหม้อต้มไอน้ำแบบใช้แก๊สจะกำหนดวิธีการกระจายความร้อน หม้อไอน้ำแบบใช้แก๊สเหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมและงานแรงดันต่ำ

หม้อต้มน้ำมัน

หม้อต้มไอน้ำมันทำงานคล้ายกับหม้อต้มแก๊ส มีเพียงน้ำมันเท่านั้นที่ถูกส่งเข้าไปในห้องเผาไหม้แทนที่จะเป็นแก๊ส ตัวแลกเปลี่ยนที่ทำให้น้ำอุ่นได้รับความร้อนจากน้ำมันที่เผาไหม้ หม้อไอน้ำที่ใช้น้ำมันเป็นเชื้อเพลิงอาจมีประสิทธิภาพสูงกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ แม้ว่าจะมีราคาแพงกว่าหม้อต้มไอน้ำแบบแก๊ส แต่ก็มักจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าสองเท่า

สำหรับหม้อต้มน้ำมัน ความจำเป็นสำหรับถังน้ำมันที่ต้องจ่ายบ่อยครั้งเพื่อรักษาปริมาณเชื้อเพลิงที่สม่ำเสมอนั้นเป็นสิ่งที่ท้าทาย

หม้อไอน้ำแรงดันต่ำ

หม้อไอน้ำแรงดันต่ำจะส่งความร้อนที่ความดันระหว่าง 10 ถึง 15 psi และ 149 องศาเซลเซียส (300 องศาฟาเรนไฮต์) หม้อไอน้ำประเภทนี้ใช้เมื่อไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนอุณหภูมิกะทันหันและต้องการอุณหภูมิคงที่ หม้อต้มไอน้ำแรงดันต่ำค่อนข้างเป็นที่นิยมเนื่องจากสามารถจ่ายไอน้ำได้เร็วกว่าหม้อต้มไอน้ำแรงดันสูง

หม้อไอน้ำแรงดันสูง

หม้อต้มไอน้ำแรงดันสูงสร้างแรงดันสูงสุดในการขับเคลื่อนเครื่องจักรและอุปกรณ์ ความแรงและกำลังของหม้อต้มไอน้ำแรงดันสูงเกิดจากปั๊มที่ส่งไอน้ำแรงดันสูงเข้าสู่ระบบหมุนเวียน ในการพิจารณาว่าเป็นหม้อต้มไอน้ำแรงดันสูง หม้อต้มต้องสามารถผลิตแรงดันระหว่าง 15 psi ถึง 800 psi ที่อุณหภูมิสูงกว่า 121°C (250°F)

ความดันและอุณหภูมิของหม้อต้มไอน้ำแรงดันสูงได้รับการตรวจสอบเป็นประจำเพื่อความปลอดภัยและประสิทธิภาพ โหลดแรงดันสูงของหม้อไอน้ำแรงดันสูงถูกจัดประเภทเป็นแบทช์หรือต่อเนื่อง โดยโหลดเป็นชุดรองรับความต้องการในระยะสั้น และโหลดต่อเนื่องสำหรับความต้องการระยะยาว

หม้อต้มน้ำ

หม้อไอน้ำแบบท่อน้ำจะหมุนเวียนน้ำผ่านท่อของหม้อไอน้ำ ห้องเผาไหม้สร้างไฟที่ล้อมรอบท่อและทำให้อุ่นเพื่อให้น้ำร้อน การออกแบบหม้อไอน้ำนี้สร้างไอน้ำแรงดันสูงโดยแรงดันสัมผัสในท่อหรือที่เรียกว่าความเค้นแบบห่วง แรงดันนี้ใช้กับเส้นรอบวงของท่อ คล้ายกับแรงดันที่กระทำกับแถบของถังไม้ขณะที่เติม

หม้อต้มน้ำแบบท่อหลากหลายชนิดถูกนำมาใช้ตั้งแต่การประดิษฐ์หม้อต้มน้ำเครื่องแรก แม้ว่าการออกแบบจะพัฒนาก้าวหน้าไปเรื่อยๆ ตลอดหลายปีที่ผ่านมา

หม้อต้ม Benson, หม้อต้ม Loeffler และหม้อต้ม La Mont

หม้อต้มไอน้ำที่ผลิตโดย La Mont, Benson และ Loeffler สร้างไอน้ำจำนวนมหาศาลพร้อมประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมโดยใช้การหมุนเวียนแบบบังคับและพัดลมดูดอากาศ น้ำถูกดันผ่านท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กและเว้นระยะห่างอย่างใกล้ชิดด้วยปั๊มหอยโข่ง เครื่องประหยัดพลังงานซึ่งใช้ไอเสียหรือก๊าซไอเสียจากห้องเผาไหม้เพื่อทำให้น้ำอุ่น คือสิ่งที่ช่วยให้ La Mont, Benson และ Loeffler มีประสิทธิภาพ

หม้อต้ม Firetube

ในหม้อไอน้ำแบบท่อไฟ น้ำจะไหลผ่านท่อความร้อนของหม้อไอน้ำ ภายในท่อ ถ่านหินหรือก๊าซที่ให้ความร้อนจากน้ำมันจะสร้างความร้อน ซึ่งจะถูกส่งไปยังน้ำโดยการนำความร้อนเพื่อสร้างไอน้ำ ไอน้ำแรงดันต่ำผลิตโดยหม้อไอน้ำแบบท่อดับเพลิง Cochran, locomotive และ Lancashire เป็นหม้อต้มไอน้ำแบบท่อไฟสามชนิดหลัก

สามารถเพิ่ม Economizer ลงในหม้อต้มไอน้ำแบบท่อดับเพลิงเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและระบบการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่

หม้อต้มเชลล์

เชลล์บอยเลอร์มีเปลือก ซึ่งมักประกอบด้วยเหล็ก รอบๆ พื้นผิวส่งผ่านความร้อน จำนวนการส่งผ่านความร้อนก่อนที่จะถูกไล่ออกขึ้นอยู่กับการผสมผสานของรูปแบบท่อที่ใช้ หม้อต้มปล่องไฟ (Flue Boiler) ที่เรียกกันโดยทั่วไปว่า หม้อต้มน้ำ (Shell Boiler) ประกอบด้วยถังเก็บน้ำยาวพร้อมท่อดับเพลิง ท่อดับเพลิงเหล่านี้ถ่ายเทความร้อนจากเตาเผาหรือห้องเผาไหม้ไปยังน้ำ

หม้อไอน้ำแบบคอร์นิชเป็นตัวอย่างที่เก่าแก่ที่สุดของหม้อไอน้ำประเภทนี้ มันเป็นทรงกระบอกยาวที่มีปล่องควันหรือท่อขนาดใหญ่เพียงท่อเดียวที่เก็บความร้อนหรือไฟไว้ หม้อต้มไอน้ำของแลงคาเชียร์ซึ่งมีปล่องไฟ XNUMX ปล่องเข้ามาแทนที่

หม้อไอน้ำประเภทที่ง่ายที่สุดที่ผลิตไอน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพและราคาย่อมเยาคือหม้อไอน้ำแบบเปลือก บางครั้งเรียกว่าหม้อไอน้ำแบบเปลือกและท่อ

เทคนิคการทำความร้อนหม้อไอน้ำ

ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้จะถูกดูดซับโดยหม้อไอน้ำ การแผ่รังสี การพาความร้อน หรือการนำความร้อนใช้เพื่อเคลื่อนย้ายความร้อน ชนิดของไอน้ำ เชื้อเพลิง และพื้นผิวถ่ายเทล้วนส่งผลต่อปริมาณความร้อนที่ถ่ายเท

การแผ่รังสี

พลังงานที่สสารและธาตุทั้งหมดปล่อยออกมาคือการแผ่รังสี เป็นการถ่ายโอนพลังงานอย่างต่อเนื่องโดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างพื้นผิว เมื่อใช้หม้อไอน้ำ เปลวไฟที่เกิดขึ้นในห้องเผาไหม้จะแผ่ความร้อนไปยังท่อของหม้อไอน้ำ อัตราที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าถูกดูดกลืนจะเป็นตัวกำหนดปริมาณความร้อนที่เกิดจากการให้ความร้อนด้วยรังสี

พา

เมื่อ ของเหลว หรือก๊าซถูกให้ความร้อน การพาความร้อน เกิดขึ้นซึ่งเป็นการถ่ายเทความร้อนภายในของเหลวหรือก๊าซที่ให้ความร้อน เนื่องจากของเหลวหรือก๊าซที่ให้ความร้อนผสมกับของเหลวหรือก๊าซที่เย็นกว่า ของเหลวหรือก๊าซที่ให้ความร้อนก็จะอุ่นขึ้นเช่นกัน เมื่อของเหลวในหม้อต้มไอน้ำถูกทำให้ร้อน ความหนาแน่นจะสูญเสียไปและมีน้ำหนักเบาลง ซึ่งเป็นตัวกระตุ้นให้เกิดกระบวนการพาความร้อน เมื่อของเหลวหรือก๊าซร้อนที่เบากว่าออกไป ของเหลวหรืออากาศที่หนักกว่าและเย็นกว่าจะเคลื่อนเข้ามา กระบวนการนี้เริ่มต้นใหม่อีกครั้งเมื่อของเหลวร้อนถูกเปลี่ยนเป็นของเหลวที่เย็นกว่า

การนำความร้อน

ความร้อนถูกเคลื่อนย้ายจากพื้นผิวหนึ่งไปยังอีกพื้นผิวหนึ่งโดยการสัมผัสทางกายภาพที่เรียกว่าการนำไฟฟ้า เมื่อโลหะถูกทำให้ร้อน วัตถุที่ให้ความร้อนที่สัมผัสนั้นจะถูกทำให้ร้อนด้วย ในหม้อต้มไอน้ำ การนำความร้อนเกิดขึ้นเมื่อความร้อนถูกถ่ายเทจากส่วนที่ร้อนภายนอกของท่อไปยังภายในที่อุ่นและน้ำเย็นที่อยู่ภายใน

การทำงานของหม้อไอน้ำ

หม้อต้มไอน้ำใช้เชื้อเพลิงที่ติดไฟได้ในการต้มน้ำ ซึ่งผลิตไอน้ำที่มีแรงดัน

ขึ้นอยู่กับว่าหม้อต้มเป็นท่อไฟหรือท่อน้ำ น้ำร้อนจะแตกต่างกัน ชื่อของพวกเขาเผยให้เห็นถึงความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคนทั้งสอง

• หม้อต้มน้ำ

ในหม้อต้มท่อน้ำ น้ำจะบรรจุอยู่ภายในท่อจำนวนหนึ่ง และไอน้ำถูกผลิตขึ้นโดยการถ่ายเทความร้อนจากแหล่งเชื้อเพลิงที่ติดไฟได้ไปยังพื้นผิวด้านนอกของท่อ

• หม้อต้มไฟ

ในหม้อไอน้ำแบบท่อไฟ แหล่งเชื้อเพลิงที่ติดไฟได้จะบรรจุอยู่ภายในท่อที่ล้อมรอบด้วยภาชนะบรรจุน้ำ เมื่อน้ำรอบๆ ท่อค่อยๆ ร้อนขึ้น จะเกิดไอน้ำขึ้นในที่สุด

โครงสร้างของระบบหม้อไอน้ำ

• ภาชนะรับความดัน: ภาชนะรับความดันเป็นภาชนะบรรจุก๊าซหรือของเหลวที่เก็บไว้ที่อุณหภูมิและความดันสูง ภาชนะรับความดันของหม้อไอน้ำทำจากวัสดุที่ทนทานมาก ซึ่งมักเป็นเหล็ก
• หัวเผา: หัวเผาจะเผาไหม้เชื้อเพลิงและออกซิเจนเพื่อให้ความร้อนแก่หม้อไอน้ำ ก๊าซธรรมชาติ โพรเพนแรงดันต่ำ น้ำมัน No2 ถ่านหิน และเชื้อเพลิงอื่นๆ คือตัวอย่างของแหล่งเชื้อเพลิง
• ท่อ: น้ำร้อนภายนอกและบรรจุอยู่ภายในท่อโลหะที่พบในหม้อต้มท่อน้ำ หม้อต้ม Firetube ใช้แก๊สร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่น้ำรอบ ๆ ท่อเมื่อผ่านหนึ่งท่อขึ้นไป
• เครื่องประหยัด: อุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนที่เรียกว่าเครื่องประหยัดจะถ่ายโอนพลังงานความร้อนที่อาจสูญเสียไปในก๊าซไอเสียและใช้เพื่ออุ่นน้ำที่เข้าสู่หม้อไอน้ำ ส่งผลให้หม้อต้มน้ำมีประสิทธิภาพมากขึ้นเนื่องจากต้องการพลังงานพิเศษน้อยลงในการให้ความร้อนแก่น้ำที่ไหลเข้า
• ถังบำบัดน้ำเสีย: ถังบำบัดน้ำเสียเป็นถังเก็บน้ำป้อนที่มีความร้อนและแรงดัน ซึ่งจะกำจัดก๊าซที่ละลาย รวมทั้งคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากน้ำที่ป้อนเข้าหม้อไอน้ำ มิฉะนั้น หม้อต้มอาจได้รับความเสียหายอย่างมากจากออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายในน้ำ
• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน: หากวัสดุทั้งสองไม่มีปฏิสัมพันธ์กันทางกายภาพ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะส่งความร้อนจากวัสดุหนึ่งไปยังอีกวัสดุหนึ่ง ในหม้อไอน้ำ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะถ่ายเทความร้อนจากก๊าซร้อนไปยังน้ำ
• ผู้ปฏิบัติงานอาจปรับพารามิเตอร์ของหม้อต้มรวมถึงแรงดันและอุณหภูมิโดยใช้แผงควบคุม แผงควบคุมสำหรับหม้อไอน้ำเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมมาพร้อมกับการวิเคราะห์เชิงลึก
• ถังป้อนน้ำ: หม้อไอน้ำใช้น้ำในถังป้อนน้ำเพื่อผลิตไอน้ำ เป็นถังสะสม น้ำที่สะอาดจะถูกรวบรวมไว้ในถังป้อนน้ำก่อนที่จะส่งไปยังหม้อไอน้ำ ถังป้อนน้ำใช้ในการฉีดและผสมสารเคมีในหม้อไอน้ำที่กำจัดออกซิเจนและปกป้องโลหะภายในหม้อไอน้ำ น้ำควบแน่นจากไอน้ำที่ควบแน่นต่ำกว่าจุดหม้อไอน้ำสามารถรวบรวมได้ในโรงงานที่มีท่อส่งคืนคอนเดนเสทและป้อนกลับเข้าสู่ระบบเพื่อนำน้ำที่ผ่านการบำบัดกลับมาใช้ใหม่
• กระบวนการเผาไหม้: เพื่อสร้างความร้อน ระบบการเผาไหม้จะผสมเชื้อเพลิงและอากาศก่อน ส่วนสำคัญของระบบการเผาไหม้ของหม้อไอน้ำคือการดูแลให้มีอัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิงที่เหมาะสม
• ระบบรีเวอร์สออสโมซิส:
• รีเวิร์สออสโมซิสทำงานโดยเพิ่มแรงดันให้กับด้านน้ำดิบของ RO และบังคับให้น้ำผ่านเมมเบรน RO แบบกึ่งซึมผ่านได้ ทิ้งสารปนเปื้อนที่ละลายได้เกือบทั้งหมด (ประมาณ 95% ถึง 99%) ไว้ในกระแสคัดแยก
• ระบบตรวจสอบสารเคมี: การเติมสารเคมีที่มีการควบคุมอย่างระมัดระวังสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำได้ ระบบตรวจสอบสารเคมีช่วยให้สามารถติดตามระดับได้อย่างแม่นยำและวิเคราะห์ได้อย่างต่อเนื่อง
• ประเภทของเชื้อเพลิง ความร้อนที่ผลิตโดยหม้อไอน้ำได้มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงในท้ายที่สุด ถ่านหิน ก๊าซ และน้ำมันเป็นเชื้อเพลิงที่ใช้บ่อย เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ถ่านหินมักถูกทำให้ร้อนและบดเป็นผงก่อนใช้งาน ชีวมวล เช่น เศษไม้หรือทรัพยากรธรรมชาติอื่นๆ อาจถูกนำมาใช้น้อยลง
• การบำบัดน้ำ: เพื่อเพิ่มอายุการใช้งานของหม้อไอน้ำ น้ำที่ใช้จะต้องได้รับการบำบัดก่อนเข้าสู่หม้อไอน้ำ ด้วยการขจัดอนุภาคที่ละลายน้ำ เช่น แคลเซียมและแมกนีเซียม สารปรับสภาพน้ำและระบบรีเวอร์สออสโมซิสช่วยในการเตรียมน้ำโดยลดโอกาสที่จะเกิดตะกรันสะสมภายในหม้อไอน้ำ ถังป้อนน้ำยังมีส่วนร่วมในกระบวนการบำบัดน้ำ เนื่องจากใช้ความร้อนเพื่อลดปริมาณก๊าซที่ละลาย ซึ่งอาจทำให้หม้อไอน้ำออกซิไดซ์และสึกกร่อน

Firetube Boilers กับ Watertube Boilers

หม้อต้มน้ำ Firetube และหม้อต้มน้ำท่อน้ำเป็นหม้อต้มน้ำหลักสองประเภทที่คุณจะพบในตลาดทุกวันนี้ ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เรามาดูรายละเอียดการทำงานของแต่ละประเภทกันดีกว่า

หม้อต้ม Firetube

ในหม้อไอน้ำแบบท่อไฟ เปลวไฟจะเคลื่อนที่ผ่านท่อที่ปิดอยู่ ก๊าซแวดล้อมจะอุ่นขึ้นด้วยเปลวไฟ น้ำภายในภาชนะได้รับความร้อนจนถึงระดับที่สร้างไอน้ำขึ้นอันเป็นผลมาจากความร้อนที่ผ่านผนังท่อ

ประวัติของหม้อไอน้ำแบบท่อไฟมีมากมาย พวกเขาได้ขับเคลื่อนหัวรถจักรไอน้ำรุ่นแรกในประวัติศาสตร์ การดำเนินการทางอุตสาหกรรมจำนวนมากกำลังเปลี่ยนไปใช้หม้อไอน้ำแบบท่อน้ำเพื่อความปลอดภัยและประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากแรงดันที่เก็บไว้มหาศาลและความไร้ประสิทธิภาพโดยธรรมชาติ

หม้อต้มน้ำ

เตาเผาจะอุ่นก๊าซที่ผ่านท่อที่บรรจุน้ำในหม้อต้มท่อน้ำ ความร้อนจะถูกส่งผ่านผนังท่อ ทำให้น้ำร้อนภายในท่อเพื่อสร้างไอน้ำ โดยทั่วไป หม้อต้มท่อน้ำสามารถสร้างแรงดันได้มากกว่าหม้อต้มท่อไฟ

เนื่องจากหม้อต้มแบบท่อน้ำไม่ได้กักเก็บน้ำในปริมาณมาก จึงมีอันตรายน้อยกว่าหม้อต้มแบบท่อน้ำ นอกจากจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นแล้ว หม้อต้มน้ำแบบท่อน้ำยังเป็นที่นิยมสำหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่รุนแรงอีกด้วย

แผนภาพหม้อไอน้ำ

หม้อไอน้ำเป็นภาชนะปิดที่น้ำและเชื้อเพลิงถูกเผาเพื่อสร้างไอน้ำ ไอน้ำต้องถูกส่งอย่างปลอดภัยและอยู่ในสภาพที่ต้องการ (โดยคำนึงถึงความดัน อุณหภูมิ คุณภาพ และอัตราที่ต้องการ)

อะไรคือความแตกต่างระหว่างหม้อต้มน้ำร้อนและหม้อต้มไอน้ำ?

หม้อต้มไอน้ำอุ่นน้ำคล้ายกับกาน้ำชา แต่มีขนาดใหญ่กว่าและซับซ้อนกว่า แม้จะมีความจริงที่ว่าไม่มีหม้อต้มไอน้ำสองหม้อที่เหมือนกัน แต่ทั้งหมดมีองค์ประกอบร่วมกันดังต่อไปนี้: หัวเผา, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, การควบคุมอุณหภูมิไอน้ำ, ห้องเผาไหม้, ถังขยาย, วาล์วลดน้ำต่ำ และวาล์วนิรภัย

เครื่องทำน้ำร้อนมีพื้นฐานมากกว่าหม้อต้มไอน้ำ พวกเขามีหน้าที่เดียวคือทำน้ำร้อน น้ำมักถูกทำให้ร้อนด้วยแท่งทำความร้อนในขณะที่เก็บไว้ในถัง แทนที่จะต้องใช้ถังเก็บ เครื่องทำน้ำอุ่นแบบทันทีจะทำให้น้ำอุ่นได้อย่างรวดเร็ว

การออกแบบและประเภทของหม้อต้มไอน้ำนั้นแตกต่างกันไปตามการก่อสร้างและวัตถุประสงค์การใช้งาน

รายการส่วนประกอบของหม้อไอน้ำ 

หม้อต้มไอน้ำประกอบด้วยชิ้นส่วนที่สำคัญดังต่อไปนี้ (การติดตั้งและอุปกรณ์เสริม) เพื่อการทำงานที่ถูกต้องและปลอดภัย:

• หัวตะเกียงก๊าซ

อากาศและเชื้อเพลิงถูกฉีดเข้าไปในบริเวณการเผาไหม้ผ่านทางหัวเผา เชื้อเพลิงจำเป็นต้องรวมตัวกับอากาศได้ง่าย เช่น น้ำมัน ก๊าซ หรือถ่านหินที่บดละเอียด ปริมาณอากาศที่เข้าสู่หัวเผาถูกควบคุมผ่านแดมเปอร์ อากาศถูกกระจายอย่างสม่ำเสมอรอบ ๆ หัวเผาด้วยใบพัด เครื่องจุดไฟจะจุดเชื้อเพลิงที่ฉีดเข้าไปในหม้อไอน้ำโดยใช้ท่อที่เรียกว่า spuds

• แลกเปลี่ยนความร้อน

ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะป้องกันไม่ให้ของเหลวผสมกันในขณะที่สามารถแลกเปลี่ยนความร้อนได้ ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ของไหลที่จะให้ความร้อนจะจมอยู่ในท่อขดยาว ผ่านท่อ ก๊าซหรือของเหลวร้อนจะทำให้น้ำในบริเวณใกล้เคียงอุ่นขึ้น วัสดุที่เหมาะสำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนคือเหล็กกล้าไร้สนิมเนื่องจากไม่กัดกร่อนหรือเป็นสนิม อย่างไรก็ตาม เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนอาจประกอบขึ้นจากวัสดุหลายชนิด

• การควบคุมอุณหภูมิไอน้ำ

ความเครียดจากความร้อนสามารถหลีกเลี่ยงได้โดยการควบคุมอุณหภูมิของไอน้ำอย่างระมัดระวัง เพื่อลดค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิง จำเป็นต้องมีการควบคุมแรงดันและอุณหภูมิ หัวฉีดน้ำมักใช้เพื่อควบคุมอุณหภูมิไอน้ำในซุปเปอร์ฮีทเตอร์ขั้นที่หนึ่งและขั้นที่สอง ทำได้ด้วยการใช้ attemperator หรือ desuperheater

ทางเบี่ยงก๊าซหุงต้ม การหมุนเวียน และมุมที่หัวเผาเผาเตาเป็นวิธีอื่นในการควบคุมอุณหภูมิไอน้ำ วิธีที่ง่ายที่สุดในการควบคุมอุณหภูมิไอน้ำคือการจับตาดูอุณหภูมิของไอน้ำเมื่อออกจากหม้อต้มและปรับวาล์วน้ำฉีด

• ห้องเผาไหม้

ห้องเผาไหม้กักเก็บปฏิสัมพันธ์ระหว่างเชื้อเพลิงกับอากาศ และใช้ความร้อนที่ผลิตขึ้นเพื่อผลิตไอน้ำ ห้องเผาไหม้ต้องมีฉนวนที่เหมาะสมเพื่อป้องกันการสูญเสียความร้อนจากการแผ่รังสีเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ กล่องเปิดที่มีหัวเผาและส่วนควบคุมและห้องเผาไหม้เชื่อมต่อกันด้วยท่อที่บรรจุไอน้ำและน้ำ การทำงานของหม้อไอน้ำขึ้นอยู่กับการเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพเป็นอย่างมาก พื้นผิวของหม้อไอน้ำที่ด้านบนของห้องเผาไหม้จะดูดซับความร้อนที่เกิดขึ้นในห้องเผาไหม้

• การขยายตัวถัง

ด้วยการจัดเตรียมพื้นที่ให้น้ำขยายตัว ดูดซับแรงดัน และควบคุมแรงดัน ถังขยายช่วยรักษาแรงดันในหม้อไอน้ำ ไดอะแฟรมในถังถูกแยกออกเป็นสองส่วน ส่วนหนึ่งรับน้ำจากหม้อต้ม ส่วนอีกส่วนควบคุมโดยวาล์วอากาศเพื่อปล่อยแรงดัน เมื่อความดันกลับสู่ปกติ วาล์วอากาศจะดันน้ำในส่วนตรงข้าม

• ตัดน้ำต่ำ

เมื่อระดับน้ำลดลงต่ำกว่าระดับที่กำหนด การตัดน้ำต่ำจะปิดหัวเผาหรือตัดเชื้อเพลิงไปยังหม้อไอน้ำ หม้อไอน้ำแบบแห้งไวต่อการแตกหรือความล้มเหลวอย่างรุนแรง การตัดน้ำต่ำของหม้อไอน้ำเป็นอีกหนึ่งองค์ประกอบด้านความปลอดภัยที่ช่วยปกป้องหม้อไอน้ำจากอันตรายและความเสียหาย มักใช้ในหม้อไอน้ำและอุปกรณ์ไฮโดรนิกเพื่อปิดหม้อไอน้ำในกรณีที่น้ำสูญเสียและเป็นส่วนประกอบมาตรฐานของการก่อสร้างหม้อไอน้ำ

• วาล์วระบายความปลอดภัย

สำหรับการใช้งานกับหม้อไอน้ำ วาล์วปล่อยแรงดันเป็นคุณลักษณะด้านความปลอดภัยที่สำคัญที่สุด รับประกันว่าแรงดันที่สะสมในหม้อต้มไอน้ำจะถูกปล่อยออกมา สิ่งนี้ช่วยป้องกันอุบัติเหตุร้ายแรง เมื่อความดันกลับสู่ปกติ วาล์วระบายความดันจะปิด จะเปิดขึ้นเมื่อแรงดันเกินระดับวิกฤต

วิธีเลือกวาล์วนิรภัยหรือวาล์วระบายแรงดัน/PRV ที่ถูกต้องสำหรับระบบของคุณ

อบไอน้ำ การใช้งานหม้อไอน้ำ

มีการใช้งานในประเทศเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมมากมายสำหรับหม้อไอน้ำ

ความจุต่ำสุดมักพบในหม้อไอน้ำที่ผลิตขึ้นเพื่อการใช้งานในครัวเรือนและในเชิงพาณิชย์ เหมาะสำหรับการใช้งานในโครงสร้างและสิ่งอำนวยความสะดวกที่มีขนาดกะทัดรัดและไม่ต้องการพลังไอน้ำมาก

กิจกรรมทางอุตสาหกรรมหลายอย่างที่ต้องการแรงม้ามากขึ้นอาจได้รับการจัดการโดยหม้อไอน้ำอุตสาหกรรม โรงพยาบาล วิทยาเขตของมหาวิทยาลัย บริษัทเคมีภัณฑ์ โรงเบียร์ โรงงานแปรรูปอาหาร และองค์กรการผลิตเป็นเพียงไม่กี่แห่งที่คุณอาจพบหม้อไอน้ำอุตสาหกรรม ไอน้ำถูกใช้ในโรงงานผลิตรถยนต์เพื่อหลอมยางสำหรับยางรถยนต์และการใช้งานอื่นๆ

การดำเนินงานจำนวนมากในการผลิตอาหารและการผลิตเบียร์เกี่ยวข้องกับการใช้ไอน้ำ รวมถึงการผลิตอาหารโดยตรงและการฆ่าเชื้ออุปกรณ์และภาชนะบรรจุ เพื่อให้อาหารพาสเจอร์ไรซ์และรับรองความปลอดภัยของอาหาร จึงมีการใช้ไอน้ำอุณหภูมิสูงด้วย

3 ระบบทั่วไปของสถานีลดแรงดันไอน้ำ

การใช้งานทั่วไป

หน้าที่โดยทั่วไปของหม้อไอน้ำคือการให้ความร้อนส่วนกลางสำหรับบ้าน สำนักงาน องค์กร โรงพยาบาล และอาคารอื่นๆ หม้อไอน้ำทั้งหมดไม่ว่าจะใช้งานที่ใด มีฟังก์ชันพื้นฐานและกลไกที่เหมือนกันซึ่งทำหน้าที่เป็นกระบวนการเผาไหม้ที่สร้างความร้อนในที่จำกัด

มีการใช้เชื้อเพลิงจำนวนหนึ่งเพื่อสร้างความร้อนในหม้อไอน้ำและจุดไฟที่หัวเผา ปั๊มและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะส่งความร้อนที่เกิดขึ้นทั่วทั้งระบบ กลไกการควบคุมเพิ่มเติมถูกเพิ่มเข้าไปในหม้อต้มไอน้ำเพื่อให้ทำงานได้อย่างเชี่ยวชาญ

• พิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ

พิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำที่ใช้งานได้นั้นใช้พลังงานจากหม้อต้มไอน้ำ เพื่อปกป้องสัตว์หลากหลายสายพันธุ์ที่จัดแสดง อุณหภูมิของน้ำและสภาพน้ำในแท็งก์ต่างๆ ของพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำจะต้องได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม หม้อต้มไอน้ำที่ใช้แก๊สใช้ร่วมกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อควบคุมถังน้ำจืดและน้ำเค็ม รวมทั้งสร้างกระแสน้ำและคลื่นเพื่อจำลองสภาพมหาสมุทร

• ห้องปฏิบัติการ

อากาศเสียถูกใช้ในห้องปฏิบัติการของวิทยาลัยเพื่อการทดลองและทดสอบ ผู้ทดลองนำอากาศภายนอกเข้ามาเติมอากาศที่เสียไป ซึ่งอาจเย็นจัดและจำเป็นต้องให้ความร้อน เนื่องจากห้องปฏิบัติการมีขนาดใหญ่และกว้างขวาง จึงต้องใช้ความร้อนปริมาณมากเพื่อให้ความร้อนแก่ห้องปฏิบัติการ มหาวิทยาลัยและวิทยาลัยใช้หม้อต้มไอน้ำแรงดันต่ำเพื่อตอบสนองความต้องการ

• เครื่องดื่มและอาหาร

ผลิตภัณฑ์ต้องได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดในระหว่างการฆ่าเชื้อโรคเพื่อฆ่าเชื้อโรค รสชาติของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปอาจลดลงหากควบคุมอุณหภูมิได้ไม่ดีพอ ผู้ผลิตเบียร์และโรงกลั่นใช้ความร้อนจากไอน้ำแรงดันต่ำเพื่อสร้างแบทช์ที่เชื่อถือได้ในราคาที่เหมาะสม เกษตรกรผู้เลี้ยงโคนมใช้หม้อไอน้ำเพื่อทำความสะอาดและฆ่าเชื้อสิ่งอำนวยความสะดวก

• ตึกระฟ้า

ต้องการระบบผลิตพลังงานที่ทรงพลังที่สามารถใช้งานอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ความร้อนแก่โครงสร้างหลายชั้น ตึกระฟ้าเป็นโครงสร้างขนาดมหึมาที่ต้องใช้หม้อต้มน้ำจำนวนมากเพื่อให้ความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพและเหมาะสม หม้อไอน้ำแบบแท่งทรงสูงอาจมีน้ำหนักมากถึง 165 ตัน และใช้เชื้อเพลิง 3000 ลิตรต่อชั่วโมง ซึ่งเพียงพอที่จะให้ความร้อนแก่บ้านเดี่ยว 2000 หลัง

เนื่องจากง่ายต่อการขนส่งและสามารถเข้าถึงได้ตลอดเวลา การใช้น้ำและไอน้ำเพื่อให้ความร้อนแก่ตึกระฟ้าจึงเป็นกลยุทธ์ที่ใช้ได้จริงและมีประสิทธิภาพ 

• การต้มเบียร์

กาต้มน้ำขนาดใหญ่ใช้สำหรับต้มเบียร์ และกาต้มน้ำจะได้รับความร้อนและฆ่าเชื้อโดยใช้หม้อต้มไอน้ำ กาต้มน้ำต้องได้รับการทำความสะอาดและฆ่าเชื้ออย่างละเอียดถี่ถ้วนเมื่อรอบการต้มเบียร์สิ้นสุดลง เพื่อรับประกันว่าสารมลพิษทั้งหมดจะถูกกำจัดออกไป ประเภทของหม้อต้มที่จะใช้รักษากาต้มน้ำให้สะอาดและใช้งานได้เป็นปัจจัยแรกที่ต้องคำนึงถึงเมื่อออกแบบโรงเบียร์

ธัญพืชที่เหลือจากกระบวนการผลิตเบียร์สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงของหม้อต้มไอน้ำได้ เป็นทั้งแนวคิดที่ประหยัดและชาญฉลาดต่อสิ่งแวดล้อม

• โรงไฟฟ้าและการผลิตพลังงาน

ความสามารถของหม้อไอน้ำในการขับเคลื่อนกังหันเพื่อผลิตพลังงานเป็นหนึ่งในการใช้งานของมัน ที่ 900 psi หม้อต้มขนาดใหญ่ที่ทรงพลังอาจผลิตไอน้ำได้มากถึง 225,000 ปอนด์ต่อชั่วโมง ระบบหม้อไอน้ำดังกล่าวสามารถผลิตพลังงานได้ 20 เมกะวัตต์ หม้อไอน้ำอาจสร้างขึ้นโดยใช้ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและสิ่งประดิษฐ์ที่ประหยัดพลังงานในขณะที่สร้าง

• เตาเผาไม้

ในอุตสาหกรรมไม้แปรรูป หม้อต้มไอน้ำแรงดันต่ำถูกใช้ในเตาเผาที่ใช้ในการอบแห้งผลิตภัณฑ์ไม้พิเศษ การอบแห้งด้วยเตาเผาเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการปรุงอาหารด้วยไม้ซีดาร์และไม้เนื้อแข็งที่ใช้ในการก่อสร้างเฟอร์นิเจอร์ เพื่อปรับปรุงคุณภาพของสินค้าจากไม้ บริษัทต่างๆ สามารถอบแห้งผลิตภัณฑ์ของตนในลักษณะที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพโดยใช้หม้อต้มไอน้ำแรงดันต่ำ ความร้อนจากไอน้ำแรงดันต่ำเหมาะอย่างยิ่งสำหรับขั้นตอนการอบแห้งประเภทนี้ เนื่องจากสามารถควบคุมได้และคงที่อย่างน่าทึ่ง

วาล์วควบคุมประเภทต่าง ๆ ในอุตสาหกรรมมีอะไรบ้าง?

เครื่องทำน้ำร้อน บอยเลอร์ และเตาหลอม

เตาเผา เครื่องทำน้ำร้อน และหม้อต้ม ล้วนสร้างความร้อน แต่โครงสร้างและการทำงานต่างกัน มาสำรวจรูปแบบต่างๆ กัน:

ไอน้ำเกิดจากการต้มน้ำในภาชนะที่มีแรงดัน สำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมที่หลากหลาย โรงงานหลายแห่งอาจตั้งค่าแรงดันไอน้ำที่สัมพันธ์โดยตรงกับอุณหภูมิไอน้ำที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ ระบบทำความร้อนส่วนกลางในประเทศอาจทำความร้อนในบ้านได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการกระจายไอน้ำไปยังหม้อน้ำ ความซับซ้อนและการออกแบบของหม้อไอน้ำจะแตกต่างกันไปตามวัตถุประสงค์การใช้งาน
เครื่องทำน้ำร้อนมีพื้นฐานมากกว่าหม้อต้ม พวกเขามีหน้าที่เดียวคือทำน้ำร้อน น้ำมักถูกทำให้ร้อนด้วยแท่งทำความร้อนในขณะที่เก็บไว้ในถัง แทนที่จะต้องใช้ถังเก็บ เครื่องทำน้ำอุ่นแบบทันทีจะทำให้น้ำอุ่นได้อย่างรวดเร็ว
เตาเผาอุ่นอากาศที่ไหลผ่านบ้านหรือโครงสร้าง ไม่ใช่น้ำ อากาศจะถูกทำให้ร้อนก่อนที่จะกระจายผ่านช่องระบายอากาศโดยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งอุ่นขึ้นจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง เทอร์โมสตัทใช้เพื่อจัดการอุณหภูมิของเตาเผา

วาล์วควบคุมถูกใช้ใน 4 ระบบหลักของโรงไฟฟ้า

สรุป

จากบทความนี้ เราได้เรียนรู้ว่าหม้อต้มไอน้ำเป็นระบบทำความร้อนที่ผลิตไอน้ำ ซึ่งผลิตพลังงานโดยการให้ความร้อนแก่น้ำเพื่อผลิตไอน้ำ หม้อต้มไอน้ำทำให้น้ำร้อนโดยการเผาไหม้เชื้อเพลิง หม้อไอน้ำถูกกำหนดโดยโครงสร้าง การพกพา ประเภทของท่อ ประเภทของเชื้อเพลิง และแรงดันที่เกิดขึ้น หม้อไอน้ำดูดซับความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้ โหมดการถ่ายเทความร้อนสามโหมด ได้แก่ การแผ่รังสี การพาความร้อน และการนำความร้อน การออกแบบและประเภทของหม้อต้มไอน้ำนั้นแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับการก่อสร้างและการใช้งาน รวมถึงข้อมูลอื่นๆ THINKTANK เป็นบริษัทครอบครัวของไต้หวันที่เชี่ยวชาญด้าน ผลิตวาล์ว สำหรับผู้ผลิตหม้อไอน้ำ 10 อันดับแรกในประเทศจีน หากคุณต้องการวาล์วอุตสาหกรรม เช่น วาล์วเปิด/ปิด วาล์วควบคุม วาล์วนิรภัย ฯลฯ โปรดติดต่อเราเพื่อรับคำปรึกษาฟรี