ไอน้ำหายไปไหน? เจาะปัญหาการสูญเสียพลังงานในโรงงาน และทางออกด้วย Vortex Flow Meter

การสูญเสียไอน้ำในโรงงานอุตสาหกรรมมักเกิดขึ้นอย่างเงียบ ๆ และกัดกินต้นทุนพลังงานทุกวันโดยไม่รู้ตัว บทความนี้พาไปดูสาเหตุ ตัวเลขจากงานวิจัยระดับสากล และแนะนำ Vortex Flow Meter รุ่น DVE และ DVH จาก Heinrichs (Kobold) ประเทศเยอรมนี ซึ่งเป็นทางออกที่ได้รับการยอมรับ สำหรับการวัดอัตราการไหลไอน้ำอย่างแม่นยำ

ทำไมการวัดอัตราการไหลไอน้ำถึงสำคัญกว่าที่คิด

กระทรวงพลังงานสหรัฐอเมริกา (U.S. Department of Energy) ระบุว่าโรงงานอุตสาหกรรมจำนวนมากสามารถกู้คืนพลังงานได้อย่างมีนัยสำคัญ เพียงแค่ปรับปรุงอุปกรณ์ระบบไอน้ำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นและบริหารจัดการพลังงานอย่างเป็นระบบ ขณะที่คู่มือการสำรวจระบบไอน้ำ (Steam System Survey Guide) ซึ่งจัดทำโดย Oak Ridge National Laboratory ห้องปฏิบัติการแห่งชาติของสหรัฐฯ ก็ชี้ตรงกันว่าจุดเริ่มต้นของการปรับปรุงระบบไอน้ำทุกครั้งคือการวัดค่าที่แม่นยำและต่อเนื่อง หากไม่มีตัวเลขที่เชื่อถือได้ ก็ไม่มีทางรู้เลยว่าพลังงานสูญเสียไปตรงจุดใด และควรจัดลำดับความสำคัญในการลงทุนปรับปรุงอย่างไร

องค์การพัฒนาอุตสาหกรรมแห่งสหประชาชาติ (UNIDO) ก็ได้จัดทำคู่มือการประเมินและปรับปรุงระบบไอน้ำอุตสาหกรรมสำหรับใช้อ้างอิงในโรงงานทั่วโลก โดยวางหลักการเดียวกันคือ การวัดและวิเคราะห์ข้อมูลอัตราการไหลอย่างเป็นระบบ คือรากฐานของการบริหารพลังงานในระยะยาว

บทเรียนจากงานวิจัย: เมื่อวัดได้แม่นยำ ผลลัพธ์คือเงินที่ประหยัดได้จริง

งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Results in Engineering ซึ่งศึกษาโรงงานอาหารแห่งหนึ่งในโมร็อกโก พบว่าหลังจากวิเคราะห์และปรับปรุงระบบไอน้ำอย่างเป็นระบบ โรงงานสามารถประหยัดเชื้อเพลิงได้เกือบ 600 ตันต่อปี คิดเป็นมูลค่าราว 100,000 ดอลลาร์สหรัฐ ในทำนองเดียวกัน งานวิจัยอีกชิ้นหนึ่งที่ศึกษาโรงงานอาหารในประเทศมาเลเซียก็ใช้เครื่องมือจำลองระบบไอน้ำเพื่อวิเคราะห์อัตราการไหลและความดัน จนพบโอกาสลดต้นทุนและลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างเป็นรูปธรรม

ทั้งสองกรณีมีจุดร่วมเดียวกันคือ ทุกการปรับปรุงเริ่มต้นจากข้อมูลอัตราการไหลที่แม่นยำและต่อเนื่อง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมอุปกรณ์วัดการไหลจึงไม่ใช่แค่เครื่องมือวัด แต่คือจุดเริ่มต้นของการบริหารต้นทุนพลังงานทั้งโรงงาน

Vortex Flow Meter: เทคโนโลยีที่ตอบโจทย์งานไอน้ำโดยเฉพาะ

ในบรรดาเทคโนโลยีวัดการไหลหลายรูปแบบ Vortex Flow Meter เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมสูงสำหรับงานไอน้ำและของเหลวอุณหภูมิสูงโดยเฉพาะ ข้อมูลจากบริษัทวิจัยตลาด Fortune Business Insights ระบุว่า Vortex Flow Meter ครองส่วนแบ่งตลาดราว 7 เปอร์เซ็นต์ของตลาด Flow Meter ทั้งหมด และถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในกลุ่มงานที่ต้องวัดไอน้ำ ก๊าซ และของเหลวอุณหภูมิสูง

หลักการทำงานอาศัยปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ที่เรียกว่า Kármán Vortex Street เมื่อของไหลไหลผ่านวัตถุกีดขวาง (bluff body) ที่วางอยู่กลางท่อ จะเกิดกระแสหมุนวน (vortices) สลับกันทั้งสองด้านอย่างสม่ำเสมอ ความถี่ของการเกิดวังวนนี้แปรผันตรงกับความเร็วการไหล ทำให้คำนวณอัตราการไหลได้อย่างแม่นยำ โดยไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวภายใน จึงมีอายุการใช้งานยาวนานและบำรุงรักษาน้อยกว่ามิเตอร์แบบกลไก

 

สองรุ่นเด่นจาก Heinrichs (Kobold) ที่ Alpha Group แนะนำ

Alpha Group จำหน่าย Vortex Flow Meter จากแบรนด์ Heinrichs (Kobold) ประเทศเยอรมนี ซึ่งมีให้เลือก 2 รุ่นหลักที่ตอบโจทย์ลักษณะงานต่างกัน

1. รุ่น DVE: สำหรับท่อขนาดใหญ่ วัดได้หลายค่าในตัวเดียว

DVE เป็นมิเตอร์แบบ Insertion Type ออกแบบมาสำหรับท่อขนาดใหญ่ตั้งแต่ DN80 ถึง DN600 (3 ถึง 24 นิ้ว) จุดเด่นสำคัญคือความสามารถแบบ Multi-Parameter ที่วัดได้ทั้งอัตราการไหล อุณหภูมิ ความดัน และพลังงาน ในตัวเดียว รองรับการเชื่อมต่อสัญญาณแบบ HART และ Modbus พร้อมเวอร์ชันที่ผ่านมาตรฐาน ATEX สำหรับพื้นที่เสี่ยงระเบิด ทนอุณหภูมิใช้งานสูงสุดถึง 400 องศาเซลเซียส และแรงดันสูงสุด 100 บาร์ ด้วยการติดตั้งแบบ Insert ที่ไม่ต้องตัดท่อทั้งเส้น ทำให้เหมาะอย่างยิ่งกับโรงงานที่มีท่อขนาดใหญ่ เช่น โรงไฟฟ้าหรือโรงกลั่น เพราะช่วยลดเวลาและต้นทุนการหยุดสายการผลิตระหว่างติดตั้ง

 

2. รุ่น DVH: In-line ไม่มี Gasket เหมาะงานที่ต้องการความสะอาดสูง

DVH เป็นมิเตอร์แบบ In-line สำหรับท่อขนาด ANSI ครึ่งนิ้วถึง 8 นิ้ว (DN15 ถึง DN200) จุดเด่นคือการออกแบบที่ไม่มี Gasketซึ่งช่วยลดจุดรั่วซึมและการบำรุงรักษา ให้ความแม่นยำสูงถึง 0.7 เปอร์เซ็นต์สำหรับของเหลว และ 1 เปอร์เซ็นต์สำหรับแก๊สและไอน้ำ ทนอุณหภูมิใช้งานสูงสุด 400 องศาเซลเซียส เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำและความสะอาดสูง เช่น อุตสาหกรรมยา อุตสาหกรรมอาหาร รวมถึงการวัดของเหลวที่ไม่มีค่าความนำไฟฟ้า เช่น น้ำมัน ไฮโดรคาร์บอน น้ำกลั่น และน้ำ RO

 

 

ผลกระทบเมื่อโรงงานไม่มีการวัดอัตราการไหลไอน้ำที่แม่นยำ

• สูญเสียพลังงานสะสมโดยไม่รู้ตัว จากการรั่วไหลที่ไม่มีข้อมูลชี้จุด
• วางแผนบำรุงรักษาไม่ตรงจุด เพราะไม่มีข้อมูลอ้างอิงเปรียบเทียบก่อน-หลังปรับปรุง
• ต้นทุนเชื้อเพลิงและน้ำสูงกว่าที่ควรจะเป็น จากระบบที่ไม่ได้รับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง
• ไม่สามารถวัดผลตอบแทนจากการลงทุนปรับปรุงระบบ ได้อย่างเป็นรูปธรรม

แนวทางที่ Alpha Group แนะนำในการเลือก Vortex Flow Meter ให้เหมาะกับหน้างาน

Alpha Group เป็นผู้จัดจำหน่าย Vortex Flow Meter แบรนด์ Heinrichs (Kobold) ประเทศเยอรมนีในประเทศไทย พร้อมทีมวิศวกรให้คำปรึกษาด้านการเลือกรุ่นที่เหมาะกับขนาดท่อ ชนิดของไหล และสภาพการใช้งานจริง เพื่อให้ลูกค้าได้เครื่องมือวัดที่แม่นยำ ติดตั้งได้จริงในหน้างาน และช่วยให้การบริหารต้นทุนพลังงานของโรงงานเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพในระยะยาว แทนการเลือกอุปกรณ์จากสเปกตัวเลขเพียงอย่างเดียว

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ Vortex Flow Meter

Vortex Flow Meter คืออะไร

Vortex Flow Meter คือเครื่องมือวัดอัตราการไหลของของเหลว แก๊ส และไอน้ำ โดยอาศัยหลักการ Kármán Vortex Street ตรวจจับความถี่ของกระแสหมุนวนที่เกิดขึ้นเมื่อของไหลไหลผ่านวัตถุกีดขวาง (bluff body) ความถี่ดังกล่าวแปรผันตรงกับความเร็วการไหล ทำให้คำนวณอัตราการไหลได้อย่างแม่นยำโดยไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวภายใน

Vortex Flow Meter รุ่น DVE เหมาะกับงานแบบไหน

รุ่น DVE เป็นมิเตอร์แบบ Insertion Type เหมาะสำหรับท่อขนาดใหญ่ตั้งแต่ DN80 ถึง DN600 (3 ถึง 24 นิ้ว) วัดได้ทั้งอัตราการไหล อุณหภูมิ ความดัน และพลังงานในตัวเดียว เหมาะกับโรงไฟฟ้า โรงกลั่น หรือโรงงานที่มีท่อขนาดใหญ่และต้องการติดตั้งโดยไม่ตัดท่อทั้งเส้น

Vortex Flow Meter รุ่น DVH เหมาะกับงานแบบไหน

รุ่น DVH เป็นมิเตอร์แบบ In-line สำหรับท่อขนาด ANSI ครึ่งนิ้วถึง 8 นิ้ว (DN15 ถึง DN200) ออกแบบไม่มี Gasket ลดจุดรั่วซึม ให้ความแม่นยำสูงถึง 0.7 เปอร์เซ็นต์ เหมาะกับอุตสาหกรรมยาและอาหารที่ต้องการความสะอาดและความแม่นยำสูง

ทำไมโรงงานควรวัดอัตราการไหลไอน้ำอย่างแม่นยำ

เพราะการสูญเสียไอน้ำในระบบมักเกิดขึ้นอย่างเงียบ ๆ ผ่าน Steam Trap ที่เสียหรือท่อที่ขาดฉนวน หากไม่มีข้อมูลอัตราการไหลที่แม่นยำและต่อเนื่อง โรงงานจะไม่สามารถระบุจุดสูญเสียพลังงานและวางแผนปรับปรุงระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ