Economizer of boiler บทนำ��

     ความร้�อนที่�เกิ�ดจากิกิาร้เผาไหม�ในเตา จะถ่�ายเที่ไปให�ย�ง boiler surface ด�วยกิาร้พา (convection) หร้�อกิาร้แผ� (radiation) ซึ่"�งจะที่#าให�ที่�อได�ร้�บความร้�อนถ่"งจ%ดหน"�ง หลั�งจากิน�'นแลั�ว ปร้�มาณความร้�อนที่�หลังเหลั�อกิ)จะไม�เป*นปร้ะโยชน-ต�อ boiler surface อกิต�อไปแลัะจะถ่.กิถ่�ายเที่ออกิสู่.�บร้ร้ยากิาศ แต�ถ่�าน#าความร้�อนที่�หลังเหลั�อจ#านวนน'กิลั�บเข้�ามาใช�ให�เป*นปร้ะโยชน-ต�อ boiler อกิ จะเป*นผลัให�ปร้ะสู่�ที่ธิ�ภาพข้อง boiler ดเพ��มข้"'น

    ด�งน�'น จ"งได�มกิาร้สู่ร้�างอ%ปกิร้ณ-สู่#าหร้�บที่�จะสู่ามาร้ถ่ร้�บกิาร้ถ่�ายเที่ความร้�อนที่�หลังเหลั�อ กิลั�บเข้�ามาใช�งานอกิ ซึ่"�งที่�เร้ยกิกิ�นว�า heat recovery หร้�อ heat trap ซึ่"�งปร้ะกิอบด�วย economizer (ที่#า หน�าที่� ให�ความร้�อนแกิ� feed water) แลัะ air

preheater (ที่#าหน�าที่�ให�ความร้�อนแกิ� combustion air)

    แต�อย�างไร้กิ)ด ในกิาร้ต�ดต�'ง heat recovery device น' จะต�องศ"กิษาถ่"งร้าคาข้องอ%ปกิร้ณ-ที่�จะต�ดต�'ง ว�าจะได�ร้�บผลัตอบแที่นค%�มค�ากิ�บกิาร้ลังที่%นหร้�อไม� อาจจะไม�ต�ดต�'งอ%ปกิร้ณ-น' ในกิร้ณที่�ต�นที่%นกิาร้ผลั�ตกิร้ะแสู่ไฟฟ6าต#�า โร้งไฟฟ6าเด�นเคร้��องตามฤด.กิาลั หร้�อที่#าหน�าที่�เป*นกิ#าลั�งเสู่ร้�ม (stand-by) เม��อเห)นสู่มควร้ต�ดต�'งแลั�ว จะต�องศ"กิษาผลัที่�ตามมาเช�น draft loss,

กิาร้กิ�ดกิร้�อน, เง�นลังที่%น, ป8ญหากิาร้บ#าร้%งร้�กิษา แลัะกิาร้เด�นเคร้��องแลัะป8ญหาหลั�กิค�อ อ%ณหภ.ม�ข้อง flue gas กิ�อนเข้�า heat

recovery จะมอ%ณหภ.ม�สู่.งพอหร้�อไม� ซึ่"�งข้"'นกิ�บชน�ดแบบข้อง boiler, สู่ภาวะที่� load ต�างๆ, ค%ณสู่มบ�ต�ข้องเช�'อเพลั�ง แลัะสู่ภาพข้องกิาร้เผาไหม� โดยค�าอ%ณหภ.ม�ข้อง flue gas กิ�อนเข้�า heat recovery น'ต�องค#าน"งถ่"งปร้�มาณความร้�อนที่�สู่ามาร้ถ่ถ่�ายเที่ให�กิ�บอ%ปกิร้ณ-, อ%ณหภ.ม�ข้อง feed water หร้�อ combustion air ที่�เข้�าอ%ปกิร้ณ-น', dew point ข้อง flue gas ถ่�ามกิาร้เพ��มค�าใช�จ�ายเกิ�ยวกิ�บน#'าม�นเช�'อเพลั�ง ที่�จะต�องให�อ%ณหภ.ม�ข้อง flue gas กิ�อนเข้�า heat recovery สู่.งตามที่�ต�องกิาร้ กิ)จะเป*นที่�ผ�ดว�ตถ่%ปร้ะสู่งค-

     ผลัเสู่ยข้อง heat recovery ที่�ตามมากิ)ค�อ ป8ญหากิาร้ออกิแบบในกิร้ณเด�นเคร้��องที่� load ต#�า เพร้าะอ%ณหภ.ม� flue gas

ลัดลัง, สู่��งสู่กิปร้กิที่�เกิ�ดข้"'นจากิกิาร้เผาไหม� เป*นผลัให�อ%ปกิร้ณ-อ%ดต�น, draft fan จะต�องมข้นาดใหญ�พอที่�จะเอาชนะ draft

loss ที่�เกิ�ดจากิอ%ปกิร้ณ-น'ได�, เพ��มความเอาใจใสู่�ต�ออ%ปกิร้ณ-ในกิาร้เด�นเคร้��องแลัะบ#าร้%งร้�กิษา แลัะเพ��อแกิ�ป8ญหา cold end

corrosion อาจจะต�องต�ดต�'งอ%ปกิร้ณ- by-pass valve หร้�อ recirculation line เพ��มข้"'น

เนำ�อห� ในที่�น'จะกิลั�าวถ่"งเฉพาะ economizer เที่�าน�'น

      Economizer เป*น heat recovery ชน�ดหน"�ง ซึ่"�งที่#าหน�าที่�ร้ �บความร้�อนจากิ flue gas ที่�ออกิจากิ boiler แลั�วถ่�ายเที่ความร้�อนให�กิ�บน#'าโดยผ�านที่�อที่�เป*นต�วกิลัาง กิ�อนที่�น#'าจะเข้�าไปในร้ะบบข้อง boiler ที่#าไมจะต�องเป*น economizer หลั�งจากิได�พลั�กิแพลังในร้.ปแบบต�างๆ แลั�วกิ)พบว�า ถ่�าจ#าถ่�ายเที่ปร้�มาณความร้�อนจ#านวนหน"�งให�กิ�บพ�'นที่�ผ�วข้องอ%ปกิร้ณ-ใด กิ)สู่.� economizer surface ไม�ได� แลัะความร้�อนที่�ได�ร้�บจากิกิาร้ถ่�ายเที่น' กิ)น#าปร้ะโยชน-ไปสู่.� boiler ที่�นที่ ต�อค#าถ่ามที่�ว�าที่#าไมไม�เพ��ม boiler surface ให�กิว�างข้"'น น��นเป*นเพร้าะปร้�มาณความร้�อนที่�หลังเหลั�อออกิมาน�'นไม�พอเพยงที่�จะถ่�ายเที่ความร้�อนให�กิ�บ boiler surface ได�จนน#'าภายในที่�อมอ%ณหภ.ม�สู่.งถ่"ง sat. temp. ซึ่"�งแที่�ที่�จร้�งน#'าที่�ออกิจากิ economizer ที่�เข้�า boiler drum

ย�งมอ%ณหภ.ม�โดยที่��วไปไม�ถ่"ง sat. temp. แต�กิ)ช�วยให�น#'าใน boiler ร้�อนข้"'น ซึ่"�งเป*นกิาร้ช�วยปร้ะหย�ดเช�'อเพลั�งในกิาร้ผลั�ตไอน#'า น��นกิ)จะสู่มกิ�บค#าข้อง economizer ค�อ เป*นผ.�ที่�ที่#าให�เกิ�ด economic

    โดยที่��วไปแลั�วลั�กิษณะกิาร้ flow จะเป*นแบบ counter flow แต�อย�างไร้ กิ)ตามข้"'นกิ�บกิาร้ออกิแบบว�าจะหลังเหลั�อความร้�อนไปให� air preheater มากิน�อยเพยงใดผลัดข้อง counter flow กิ)ค�อ economizer surface แลัะ draft loss ปร้ะกิาร้สู่#าค�ญกิ)ค�อลั�กิษณะกิาร้ flow ข้องน#'าเป*นแบบ up flow ค�อไหลัจากิลั�างข้"'นไปย�ง boiler drum แลัะ flue gas จะไหลัจากิบนลังลั�างในที่�ศสู่วนที่างกิ�บน#'าไหลั up flow ข้องน#'าน'จะที่#าให�น#'าไหลัอย�างสู่ม#�าเสู่มอ เน��องจากิเม��อน#'าได�ร้�บความร้�อนแลั�ว บางสู่�วนจะกิลัายเป*นไอหร้�อ gas ที่�แยกิต�วออกิมาจากิน#'าซึ่"�งที่#าให�เกิ�ดฟอง แลัะฟองข้อง gas หร้�อ air น'จะลัอยต�วข้"'นเข้�าสู่.� boiler drum

โดยไม�เกิ�ดกิาร้ block ข้อง gas หร้�อฟองอากิาศ

ปั ญห�เรื่��องก�รื่ก�ดกรื่�อนำ

กิาร้กิ�ดกิร้�อนผ�วภายนอกิที่�อ (External corrosion)

    เกิ�ดจากิไอข้อง flue gas มอ%ณหภ.ม� dew point แลัะจะกิลั��นต�วลังบนผ�วที่�อ ในไอข้อง flue gas น'จะมผลัจากิกิาร้เผาไหม�ข้อง sulfur ที่�ปนมากิ�บน#'าม�น ซึ่"�งเม��อเกิ�ดกิาร้กิลั��นต�วแลั�วจะกิลัายเป*นกิร้ด (H2SO3 หร้�อ H2SO4) เกิ�ดกิาร้กิ�ดกิร้�อนที่�ผ�วภายนอกิที่�อ

กิาร้กิ�ดกิร้�อนผ�วภายในที่�อ (Internal corrosion)

    เกิ�ดจากิ dissolved oxygen แลัะ low pH ข้องน#'ากิ�อนเข้�า Eco. โดยที่�อข้อง Eco. ที่�โลัหะเป*น steel จะเกิ�ดปฏิ�กิ�ร้�ยาเร้)วในน#'าธิร้ร้มดา (pH 7) ซึ่"�งเม��อม dissolved oxygen หลังเหลั�ออย.�ในน#'าแลั�ว oxygen จะแยกิต�วออกิจากิน#'าที่�อ%ณหภ.ม�สู่.งที่#าให�เกิ�ดกิาร้สู่ะสู่มข้อง oxygen gas เป*นฟองเลั)กิๆ ซึ่"�งจะที่#าให�เกิ�ด oxygen pitting

ก�รื่ปั�องก�นำและแก�ไขของก�รื่เก�ดก�รื่ก�ดกรื่�อนำ

กิาร้แกิ�ลั�กิษณะที่�อ

     โดยที่��วไปแลั�วว�สู่ด%ที่�ใช�ที่#าที่�อค�อ steel (แต�ถ่�าเป*น cast iron แลั�ว จะที่นต�อกิาร้กิ�ดกิร้�อนภายในแลัะภายนอกิได�ดกิว�า ซึ่"�งเหมาะสู่#าหร้�บ low-pressure boiler เน��องจากิย�งไม�มกิาร้ควบค%มน#'าที่�ได�มาตร้ฐาน แลัะที่�สู่#าค�ญ cast iron แพงกิว�า steel

ด�งน�'น จ"งออกิแบบที่�อภายนอกิมลั�กิษณะเป*นคร้บร้อบที่�อ ที่�เร้ยกิว�า fins tube

ลั�กิษณะกิาร้ต�ดต�'ง แบ�งได�เป*น 2 แบบค�อ

 Integral economizer : ลั�กิษณะกิาร้ต�ดต�'งข้องที่�อเป*นแบบแนวต�'ง โดยเร้ยงกิ�นเช�นเด�ยวกิ�บ boiler bank tube

Separate economizer : ลั�กิษณะกิาร้ต�ดต�'งข้องที่�อเป*นแบบแนวนอน โดยเร้ยงกิ�นเป*นแถ่วตามความกิว�างข้อง boiler

จากิลั�กิษณะกิาร้ต�ดต�'งน' ที่#าให�เกิ�ด steaming economizer แลัะ non- steaming economizer ซึ่"�งข้"'นอย.�กิ�บกิาร้ออกิแบบ

Steaming economizer : ค�อผลัข้องน#'าที่�ออกิจากิ economizer เข้�าสู่.� boiler drum สู่�วนหน"�งกิลัายเป*นไอน#'า ซึ่"�งกิ)จะให�ผลัดกิว�า boiler tube ในบางคร้�'งแลัะกิ)ไม�มกิฎบ�งค�บใด กิลั�าวถ่"งค�าพ�กิ�ดปร้�มาณไอน#'าที่�ออกิจากิ Eco. เข้�าสู่.� boiler drum จะเป*นกิ�เปอร้-เซึ่)นต-ข้องปร้�มาณน#'าที่�ออกิจากิ boiler ที่�'งหมด แต�โดยที่��วไปแลั�วไม�เกิ�น 20 % ที่� full load Eco. ชน�ดไม�เหมาะสู่#าหร้�บ boiler ที่�ต�องกิาร้น#'า Make up สู่.ง เพร้าะเป*นกิาร้ยากิที่�จะควบค%มค%ณภาพน#'าให�ดพอ กิ�อนที่�จะ feed เข้�า Eco.

Non-steaming economizer : ค�อผลัข้องน#'าที่�ออกิจากิ Eco. แลั�วไม�มสู่�วนใดเป*นไอน#'าเลัย ลั�กิษณะกิาร้ flow ข้องน#'าในที่�อ Eco. แลัะ flue gas ที่�ออกิจากิ boiler แบ�งได�ออกิเป*น 2 แบบค�อ

Parallel flow ค�อ ที่�ศที่าง flow ข้องน#'ากิ�บ flow ข้องน#'า flue gas จะไปในที่�ศที่างเดยวกิ�น

Counter flow ค�อ ที่�ศที่าง flow ข้องน#'ากิ�บ flow gas จะไปในที่�ศที่างที่�สู่วนกิ�น

     โดยปกิต�แลั�ว ถ่�าค�ดที่�ศที่างกิาร้ flow ข้อง flue gas ที่�ออกิจากิ boiler เป*นหลั�กิ Eco. จะต�ดต�'งอย.�หลั�ง boiler แลัะกิ�อน air preheater หร้�อ อาจจะต�ดต�'งอย.�หลั�งหร้�อร้ะหว�าง air preheater ซึ่"�งข้"'นอย.�กิ�บกิาร้ออกิแบบ, เด�นเคร้��อง แลัะบ#าร้%งร้�กิษา เช�น โร้งไฟฟ6าที่�ใช�ถ่�านเป*นเช�'อเพลั�ง ต�องกิาร้ primary air ที่�มอ%ณหภ.ม� สู่.งพอที่�จะไปที่#าให�ถ่�านแห�ง แลัะกิาร้เผาไหม�สู่มบ.ร้ณ- Eco. อาจจะอย.�ร้ะหว�าง Air preheater ที่�'งสู่องแต�โร้งไฟฟ6าข้นาดใหญ�บางโร้ง เป*น high pressure boiler จะต�ดต�'ง Eco.

ไว�หลั�ง air preheater เป*น low temperature economizer หร้�อที่�เร้ยกิว�า stack cooler

    ในป8จจ%บ�นน'จะพบว�าข้นาดข้อง economizer ได�เลั)กิลังกิว�าเด�ม เน��องจากิได�มกิาร้ว�ว�ฒนากิาร้ให�ดข้"'น กิลั�าวค�อ

1.     ใช�ความร้�อนข้อง flue gas ใน boiler ได�เต)มที่� ค�อกิาร้ออกิแบบให�ม reheat เป*นต�น ที่#าให�อ%ณหภ.ม� flue gas ที่�ออกิจากิ boiler ต#�าลัง

2.     มกิาร้เพ��มอ%ณหภ.ม�ข้องน#'า กิ�อนเข้�า Eco. ด�วยร้ะบบ regenerative feed heating กิลั�าวค�อม low pressure high

pressure feed heater ที่�ได�ร้�บ steam จากิ extraction ข้อง turbine มาเป*นต�วถ่�ายเที่ความร้�อนให�กิ�บน#'า

3.     สู่#าหร้�บโร้งไฟฟ6าที่�ใช�ถ่�านเป*นเช�'อเพลั�งจะต�องให� flue gas ที่�ออกิจากิ Eco. กิ�อนเข้�า air preheater มอ%ณหภ.ม�สู่.งพอที่�จะไปที่#าให� primary air มอ%ณหภ.ม�สู่.งถ่"งจ%ดที่�ต�องกิาร้

โร้งไฟฟ6าข้นอม

     Economizer ข้องโร้งไฟฟ6าข้นอม ต�ดต�'งอย.�หลั�ง boiler bank tube กิ�อน air preheater โดยได�ร้�บความร้�อนจากิ flue

gas ที่�ออกิจากิ boiler กิ�อน air preheater

    ลั�กิษณะกิาร้ต�ดต�'งเป*นแบบ separate economizer โดยเป*น flns & bare tube วางเร้ยงตามความกิว�างข้อง boiler

ปร้ะกิอบด�วย 17 ช%ด ช%ดลัะ 5 loop โดยที่#าให�ลัดผลักิาร้กิ�ดกิร้�อนผ�วภายนอกิที่�อลังโดยจะเกิ�ดที่�คร้บสู่�วนหน"�ง ผลัดตามมากิ)ค�อ เพ��มพ�'นที่�ผ�วในกิาร้ร้�บความร้�อน แลัะเพ��มความแข้)งแร้งข้องที่�อป6องกิ�นกิาร้ตกิที่�องช�างได�อกิด�วย

กิาร้ต�ดต�'ง by pass damper

    เพ�� อม�ให� flue gas ที่�ออกิจากิ boiler ผ�าน Eco. ในข้ณะ start up/shut down เพ�� อลัดกิาร้กิลั��นต�วข้อง flue gas

เน��องจากิข้ณะน�'นอ%ณหภ.ม�ข้อง flue gas ต#�า อ�นจะที่#าให�เกิ�ดกิาร้กิ�ดกิร้�อนผ�วภายนอกิที่�อ นอกิจากิน�'นแลั�วย�งสู่ามาร้ถ่ปร้�บ damper ให�เหมาะสู่มในข้ณะเด�นเคร้��อง เพ��อไม�ต�องกิาร้ให�เกิ�ด steaming ข้องน#'าใน Eco. เพร้าะเม��อเกิ�ดแลั�วในข้ณะที่�ต�องอ�ตร้ากิาร้ไหลัข้องน#'าที่�เข้�า Eco. ลัดลังที่#าให� น#'าใน Eco. ลัดลังไปด�วย เน��องจากิน#'าใน Eco. บางสู่�วนได�ร้ะเหยกิลัายเป*นไอเข้�า boiler drum ไปแลั�ว จากินน#'าไม�เต)มที่�อ Eco. น'เป*นผลัให�ที่�อเกิ�ด overheat แลัะถ่�าเต�มน#'าเข้�าไปที่�นที่อาจที่#าให�เกิ�ด water

hammering เป*นผลัให�ที่�อ crack บร้�เวณที่�จ%ดเช��อมหร้�อที่�จ%ด roll ได�

กิาร้ต�ดต�'ง Eco. Recirculating line

    เพ��อที่�จะให�น#'าใน Eco. หม%นเวยนตลัอดเวลัาในข้ณะ Start-up เป*นผลัให�อ%ณหภ.ม�ข้องน#'าใน Eco. สู่.งกิว�า Dew point ข้อง flue gas ซึ่"�งที่#าให�หลักิเลั�ยงป8ญหากิาร้กิ�ดกิร้�อนผ�วภายนอกิที่�อได� แลัะจะช�วยปร้�บค%ณภาพข้องน#'าในกิร้ณที่� pH ย�งไม�เหมาะสู่ม ด�วยกิาร้เต�มสู่าร้เคมเข้�าไปแลั�วมกิาร้หม%นเวยนน#'าใน Eco.

กิาร้ต�ดต�'ง soot blower

   เพ��อที่�จะช�วยเป@าลั�างคร้าบสู่กิปร้กิที่�เกิาะต�ดอย.�ผ�วนอกิที่�อเพ��อป6องกิ�นกิาร้กิ�ดกิร้�อนผ�วนอกิที่�อ แลัะช�วยให�กิาร้ถ่�ายเที่ความร้�อนดย��งข้"'น ซึ่"�งในกิาร้ที่#าความสู่ะอาดผ�วนอกิที่�อน' สู่ามาร้ถ่ที่#าได�ในข้ณะเด�นเคร้��อง สู่�วนจ#านวนแลัะต#าแหน�งข้อง soot

blower น�'นข้"'นกิ�บลั�กิษณะข้องเช�'อเพลั�งที่�ใช� ในข้ณะหย%ดเคร้��องซึ่�อม ถ่�าพบว�าผ�วที่�อภายนอกิสู่กิปร้กิให�ใช�น#'าลั�างได� กิ�อนลั�างอาจจะใช�สู่าร้ลัะลัายโซึ่ดาไฟร้าดพร้ม เพ��อลัดกิาร้จ�บเกิาะต�วข้อง burned deposit

Specification Eco. Tube  tube size       : 2” O.D. x 0.15 MW

Material                : SA-226

Eco. Header header size : 8 5/8” O.D. SCH 140

Material                : SA-106 B

Design Pressure             : 114 kg / cm2

Hydro. Test Pressure      : 171 kg / cm2 (1.5 times)

Design Temperature       : 371 0C

Volume                         : 4,040 m3

กิาร้ตร้วจสู่อบผ�วภายนอกิที่�อ

1. ตร้วจสู่อบสู่ภาพความสู่กิปร้กิ/สู่ะอาด ข้องที่�อ

    1.1 บร้�เวณร้�ศมกิาร้ที่#างานข้อง soot blower ถ่�าที่�อย�งไม�สู่ะอาดดพอ แสู่ดงว�า soot blower อาจจะต�องเพ��ม pressure

ข้อง blowing medium ข้"'นสู่.งไปอกิ ในที่#านองกิลั�บกิ�นถ่�าที่�อมร้อยกิ�ดข้อง steam จะต�องลัด pressure ข้อง blowing

medium ลัง

    1.2 บร้�เวณนอกิร้�ศมกิาร้ที่#างานข้อง soot blower ถ่�าสู่ภาพที่�อภายนอกิมความสู่กิปร้กิให�ลั�างด�วยน#'า

2. ตร้วจสู่อบสู่ภาพกิาร้ถ่.กิกิ�ดกิร้�อนข้องที่�อ

3. ตร้วจสู่อบ clearance ร้ะหว�าง ที่�อกิ�บที่�อ แลัะที่�อกิ�บ casing ข้อง boiler

4. ตร้วจสู่อบหาร้อย crack ข้องที่�อ โดยเฉพาะที่�บร้�เวณร้อยเช��อม หร้�อจ%ดที่� roll ร้ะหว�างที่�อกิ�บ header

กิาร้ตร้วจสู่อบผ�วภายในที่�อ

     ในกิร้ณที่�พบว�า pressure ร้ะหว�าง Eco. Inlet กิ�บ boiler drum ต�างกิ�นมากิ ผ�วที่�อในอาจม scale จ�บเกิาะอย.�มากิ หร้�ออาจจะเกิ�ด oxygen pitting เป*นผลัที่#าให�ที่�อแตกิอ�นเน��องมาจากิปร้�มาณ dissolved oxygen ในน#'ากิ�อนเข้�า Eco. สู่.งเกิ�นพ�กิ�ด กิาร้ตร้วจสู่อบน' ควร้กิร้ะที่#าเป*นคร้�'งคร้าวด�วยต�ดที่�อออกิมาพ�จาร้ณา แลัะเพ��อป6องกิ�นกิาร้เกิ�ดกิาร้กิ�ดกิร้�อน scale ที่�ผ�วภายในที่�อควร้ตร้วจสู่อบสู่าร้แลัะสู่าร้ปร้ะกิอบต�างๆ ที่�ลัะลัายปนมากิ�บน#'ากิ�อนเข้�า Eco. ด�งน'

ph at 25 0C                         8.5-9.0

Conductivity          <  1    µm/cm

Silica                    <  0.02  ppm as Si O2

Total Iron             <  0.03  ppm as Fe

Total Copper         <  0.02  ppm as Cu

Hydrazine          0.01-0.03  ppm as N2H4

                      Dissolved Oxygen  < 0.007 ppm as O2