วิธีลดลมรั่วในโรงงานอุตสาหกรรม

แนวทางลดการสูญเสียเนื่องจากการรั่วไหลของอากาศอัด

หากทดสอบการรั่วไหลแล้วอัตราการรั่วเกินกว่า 5% โรงงานควรดำเนินการแก้ไขโดยด่วน ซึ่งอาจจะมีผลกระทบตามมา เช่น ใช้พลังงานมากเกินจำเป็น ทำสูญเสียเงินมาก ทำให้แรงดันตก ใช้เครื่องปั๊มลมมากเกินไป

ประโยชน์ของการลดการรั่วไหลของอากาศอัด

1) ลดการสูญเสียพลังงานโดยเปล่าประโยชน์

2) ลดปัญหาแรงดันอากาศตก

3) ลดการใช้งานของเครื่องอัดอากาศ

4) ลดต้นทุนการใช้พลังงานในส่วนของระบบอัดอากาศ

ตำแหน่งการรั่วไหลที่มักพบบ่อยๆ เช่น วาล์ว, หน้าแปลน, ข้อต่อท่อต่างๆ, จุดต่อเข้าเครื่องจักร, หัวต่อสาย และตำแหน่งที่รั่วมักจะรั่วซ้ำๆ จุดเดิมอาจเนื่องมาจากการยืดท่อที่ไม่แข็งแรง หรือบริเวณใช้งานมีการเคลื่อนไหวหรือ การต่อสายท่ออ่อนไม่ถูกต้อง เป็นต้น

การรั่วไหลที่ข้อต่อท่อเมน (มีน้ำมันซึมออกมา) และรั่วซึม (รอยทางมด)

การรั่วไหลที่อุปกรณ์ควบคุม ก่อนปรับปรุงและหลังปรับปรุง

การรั่วมีอยู่ 2 ลักษณะ คือการรั่วตรง และการรั่วซึม โดยส่วนมากจะเป็นการรั่วซึมมากกว่า เพราะการรั่วซึม จะสังเกตได้ยาก เสียงเบา ส่วนการรั่วตรงส่วนใหญ่จะพบที่จุดควบคุมนิวเมตริก เช่น การรั่วไหลตรงวาล์วคอนโทรล หรือชุดปรับลดแรงดันก่อนเข้าอุปกรณ์

เช็ครั่วสามารถทำได้โดย

- หูฟังเสียง

- ใช้สายตาสังเกตุ

- น้ำสบู่หรือแชมพู

การตรวจสอบการรั่วไหลของอากาศอัดสามารถดำเนินได้ง่าย โดยเดินสำรวจโรงงานของท่านให้ทั่วหรือให้เจ้าหน้าที่ที่ปฏิบัติงานอยู่ในบริเวณนั้นๆ ช่วยดูและตรวจสภาพ ซึ่งการรั่วนั้นเป็นการสูญเสียเงินไปโดยเปล่าประโยชน์ดังตาราง

วิธีการหาปริมาณการรั่วไหลของอากาศอัด

• ปิดอุปกรณ์ใช้อากาศอัดทั้งหมด

• เดินเครื่องอัดอากาศ

• บันทึกเวลาการเดินรับภาระ และขณะไม่รับภาระ

L    – ปริมาณอากาศรั่วไหล      (CFM)

Q     – อัตราการไหลของอากาศ (CFM)

TL    – เวลาเดินขณะรับภาระ     (วินาที)

TUL  – เวลาเดินขณะไม่รับภาระ  (วินาที)

 

ตัวอย่างการทดสอบหาการรั่วไหลของอากาศอัด

ทำการทดสอบในช่วงกลางวัน ซึ่งไม่มีการใช้งานอุปกรณ์ในระบบอัดอากาศ โดยการเดินเครื่อง ขนาด 600 CFM โดยมีการทำงานดังนี้

เวลาขณะ LOAD (TL)  =  30    Secs.

เวลาขณะ UNLOAD (TUL)  =  240   Secs.

เพราะฉะนั้น อากาศรั่วไหลในระบบ  =     

                                                       =  0.1111 x 100%   = 11.11%

อัตราการผลิตอากาศอัดของเครื่อง  =  600   CFM

ปริมาณอากาศอัดที่รั่วไหล  =  0.1111 x 600  =   66.66 CFM

*มาตรฐานการรั่วโดยทั่วไปในระบบที่ยอมรับได้ไม่ควรเกิน 5-10%

วิธีการตรวจสอบปริมาณการรั่วไหลของอากาศอัดทั้งระบบ ขณะไม่มีโหลด (No-Load Testing)

การทดสอบหาปริมาณอากาศอัดที่รั่วไหลทำได้โดยอาศัยอุปกรณ์ที่ติดตั้งในระบบ ซึ่งไม่ต้องมีการลงทุนเพิ่มเติม แต่ต้องปิดโหลดทุกชนิดของระบบอัดอากาศที่จะทำการทดสอบ วิธีการทดสอบดังกล่าวมีอยู่ 2 กรณี ดังนี้

วิธีที่ 1 การทดสอบเครื่องอัดอากาศที่ทำงานแบบ ON/OFF Load ส่วนใหญ่จะเป็นเครื่องอัดอากาศขนาดเล็กจำพวกลูกสูบ แต่ถ้าเครื่องอัดอากาศขนาดใหญ่ที่มีลักษณะการทำงานแบบนี้ ก็ใช้วิธีเดียวกัน

สมการ คำนวณหาอัตราการรั่วไหลของอากาศอัด 

วิธีการทดสอบ
1. ปิดอุปกรณ์ที่ใช้อากาศอัดในระบบทุกตัว (ปิดเครื่องจักรแต่ให้เปิดวาล์วไว้)
2. เริ่มเดินเครื่องอัดอากาศ พร้อมกับจับเวลา (Ton) เครื่องอัดอากาศจะหยุดทำงานเมื่อถึงความดันที่ตั้งไว้ ทำการบันทึกเวลา ช่วงระยะเวลา หลังจากนี้อากาศที่อัดจะรั่วออกตามรอยรั่วต่างๆ ให้จับเวลาที่เครื่องหยุด (toff)
3. เมื่อความดันลดลงเครื่องอัดอากาศทำงานใหม่ให้ทำการบันทึกเวลาอีก ดำเนินการเช่นนี้ประมาณ 3-5 ครั้งเพื่อความแม่นยำ แล้วนำมาวิเคราะห์ผล
4. นำค่าเวลาที่ได้(ตารางที่ 2-3.4 (2)) ไปแทนในสมการ เพื่อคำนวณหาอัตราการรั่วไหลของอากาศ

ศึกษาตัวอย่างเพื่อให้เกิดความเข้าใจ
โรงงาน A ติดตั้งเครื่องอัดอากาศ 15/11 HP/kW กำลังการผลิตอากาศอัด 20.48 L/sec (ที่ 10 bar) จากการทดสอบการรั่วไหลของอากาศอัด โดยการจับเวลาได้ดังนี้ ช่วงเวลาทำงานเฉลี่ย Tav = 45 วินาที และช่วงเวลาเครื่องหยุดเฉลี่ย tav = 120 วินาที คิดเป็นการรั่วไหลเท่าไร และคิดเป็นค่าพลังงานไฟฟ้าเท่าไร (ค่าพลังงานต่อการผลิตอากาศอัดเท่ากับ (11kW/20.48l/s = 0.537 kW/l/sec) เวลาทำงาน 3,600 ชั่วโมง/ปี

จากสมการ

                        คิดเป็นพลังไฟฟ้า = 5.59 x 0.537 (l/sec) x (kW/l/sec) = 3.00 kW

                        คิดเป็นพลังงานไฟฟ้า = 3.00 x 3,600 = 10,800 kWh/y

จะเห็นได้ว่าในขณะที่เราทำการผลิตอากาศอัด จะมีการรั่วไหลแฝงอยู่ประมาณ 3 กิโลวัตต์ หรือ 27.27% ซึ่งเป็นการสูญเสียมากกว่า 5 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นทางโรงงานจะต้องรีบดำเนินการอุดรอยรั่วโดยด่วน

วิธีที่ 2 การทดสอบเครื่องอัดอากาศแบบ Load + Unload ทั่วไปไม่เหมาะกับเครื่องที่ทำงานแบบ Modulateเพราะการหรี่วาล์วทำให้เราหาค่าการผลิตอากาศอัดได้ยาก เครื่องอัดอากาศบางยี่ห้อหรี่วาล์วแทบจะไม่ผลิตอากาศอัดออกมา แต่เครื่องอัดอากาศยังต้องใช้พลังงานมากถึง 70%ของพิกัดเครื่อง (เครื่องอัดอากาศแบบนี้ไม่ควรอย่างยิ่งที่จะนำมาทำงานในลักษณะ Load + Unload)

สมการที่ใช้ คำนวณหาอัตราการรั่วไหลของอากาศอัด (Qleak, liter/sec)

วิธีการทดสอบ
1. คำนวณปริมาตรของถังเก็บอากาศ ท่อส่ง และวาล์วต่างๆ หน่วยเป็นลิตร
2. ปิดอุปกรณ์ที่ใช้อากาศอัดในระบบทุกตัว (ปิดเครื่องจักรแต่ให้เปิดวาล์วไว้)
3. เดินเครื่องอัดอากาศ เพื่ออัดอากาศเข้าถัง จนถึงความดันที่ตั้งไว้ (P1) แล้วทำการปิดวาล์วด้านอากาศเข้าถัง พร้อมทั้งจับเวลา รอจนกระทั่งความดันลดถึง P2 ทำการบันทึกเวลา ดำเนินการเช่นนี้ประมาณ 3-5 ครั้ง แล้วทำการวิเคราะห์ (หรือเปิดเครื่องอัดอากาศตลอดแล้วจับช่วง Unload 3-5 ครั้งก็ได้)
4. นำค่าเวลาที่วิเคราะห์ได้จากตาราง ไปแทนในสมการ เพื่อคำนวณหาอัตราการรั่วไหลของอากาศ

ตารางการบันทึกสภาวะการทำงานของเครื่องแบบ (Load + Unload)

ศึกษาอย่างเพื่อให้เกิดความเข้าใจ

โรงงาน B ติดตั้งเครื่องอัดอากาศ 100/75 HP/kW กำลังการผลิตอากาศอัด 243 ลิตร/วินาที (ที่ความดัน 7.5 บาร์) จากการสำรวจถังเก็บอากาศและท่อส่งจ่ายอากาศอัดมีความจุรวม 4500 ลิตร ความดันสุดท้าย (P1) = 7.5 บาร์ และความดันเริ่มต้น(P2) = 6.5 บาร์ เวลาเฉลี่ยจาก P1 – P2 (Tav) เท่ากับ(Tavg) 150 วินาที ค่าพลังงานต่อการผลิตอากาศอัด (75 กิโลวัตต์ / 243 ลิตร/วินาที) = 0.31 kW / L/sec เวลาทำงาน 7,200 ชั่วโมง/ปี

จากสมการที่

คิดเป็นค่าพลังไฟฟ้า = 30 x 0.31 (l/sec) x (kW/l/sec) = 9.3 kW
คิดเป็นค่าพลังงานไฟฟ้า = 9.3 x 7200 = 66,960 kWh/y
จะเห็นว่าในขณะที่ผลิตอากาศอัดเข้าไปในระบบจะมีการรั่วไหลของอากาศแฝง 9 กิโลวัตต์ หรือ 12.4% ต่อไปก็เป็นการคิดการรั่วไหลของอากาศอัดเฉพาะจุด ซึ่งวิธีนี้ก็เหมาะสำหรับโรงงานที่ทำงานตลอด 24 ชั่วโมง ไม่มีวันหยุด โดยต้องเดินตรวจสอบรอยรั่วไหลทั้งหมด และนำมาวิเคราะห์

สมการ สำหรับการคิดการรั่วไหลของอากาศอัดเฉพาะจุด

ข้อควรระวัง คือ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่รั่ว (d) และแรงดันอากาศอัด ณ.ตำแหน่งที่รั่ว (Pg) เนื่องจากแรงดันจุดใช้งานไม่เท่ากันขึ้นอยู่กับอุปกรณ์นั้นๆ จึงต้องแยกการคำนวณการรั่วไหลออกแต่ละจุด เพื่อให้ง่ายต่อการหาปริมาณการรั่วไหลสามารถใช้ตารางตรวจสอบหากรู้ขนาดรูรั่วและแรงดันที่รั่ว

ตารางตรวจสอบหากรู้ขนาดรูรั่วและแรงดันที่รั่ว

กราฟแสดงการรั่วไหลเมื่อทราบค่าความดันของอากาศอัด

อ่านมาตราการและแนวทางการลดการใช้พลังงานของระบบอัดอากาศอื่นๆ

รายการสินค้าที่เกี่ยวข้อง
                   
 ขายเครื่องปั๊มลม FUSION 10 20 30 40 HP  เครื่องอัดลม August 37 KW – 50 HP  ปั้มลม Rotary แบบสกรู August 200 KW – 270 HP