Steam Turbine

กังหันไอน้ำ หรือ Steam Turbine

กังหันไอน้ำ (Steam turbine) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเปลี่ยนพลังงานความดัน (Pressure) และอุณหภูมิ (Temperature) ซึ่งสะสมในไอน้ำ (Steam) ซึ่งผลิตโดยหม้อน้ำ (Boiler) หรือจากอุปกรณ์แก็บความร้อน (Heat recovery) อื่นๆ เป็นพลังงานกล (Mechanical) เพื่อใช้หมุนขับ (Drive) เครื่องผลิตกระแสไฟฟ้า (Generator) หรือหมุนขับปั๊ม หรือคอมเพรสเซอร์ เป็นต้น ไอน้ำโดยทั่วไปจะได้จากหม้อผลิตไอน้ำ (Boiler หรือ Steam generator) หรือได้จากเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (Heat exchanger หรือ Heat recovery) อื่นๆในกระบวนการผลิต (Production process) เป็นการใช้กังหันไอน้ำเพื่อขจัดไอน้ำส่วนเกิน (Excess steam) ที่ผลิตได้จากกระบวนการผลิต ทั้งนี้เพื่อให้การใช้พลังงาน (Energy) ในกระบวนการผลิตให้มีประสิทธิภาพสูงสุด เกิดการสมดุลย์ของพลังความร้อน (Heat balance) และมวลสาร (Mass balance) ในระบบ
 

แหล่งการเกิดไอน้ำ

1. จากหม้อน้ำ (Boiler) ซึ่งเป็นแหล่งผลิตไอน้ำเพื่อใช้งานโดยตรง เช่นในอุตสาหกรรมผลิตไฟฟ้า (Power generation)
2. จากการเก็บความร้อนที่เหลือใช้ (Excess heat) ในกระบวนการผลิต (Process heat recovery) คือมีการใช้เชื้อเพลิง หรือแหล่งกำเนิดความร้อนอื่นๆ เพื่อทำให้สารในกระบวนการผลิตร้อนขึ้น เพื่อให้ง่ายต่อการทำปฎิกริยา หรือเปลี่ยนแปลงโมเลกุล เพื่อการผลิตขั้นต่อไปตามกระบวนการ ความร้อนที่เหลือใช้จะถูกเก็บมาใช้ประโยชน์ในการผลิตไอน้ำ โดยผ่านอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน (Heat exchanger หรือ Heat recovery unit)

ตัวอย่างกระบวนการผลิตไฟฟ้า

ในกระบวนการผลิตไฟฟ้าจะมีการออกแบบให้มีการนำไอน้ำซึ่งผ่านกระบวนการถ่ายทอดพลังงานแล้วบางส่วน (Extraction steam) นำมาใช้ประโยชน์โดยการแลกเปลี่ยนความร้อนในอุปกรณ์ถ่ายเทความร้อนให้น้ำ (Feed water heater) ที่ใช้ในกระบวนการผลิต เพื่อให้น้ำมีอุณหภูมิที่เหมาะสม ทำให้ระบบผลิตมีประสิทธิภาพสุงสุด

รูปแพลังงานแสดงการเปลี่ยน

เชื้อเพลิง -> ไอน้ำ -> กล -> ไฟฟ้า

 มีการนำแก๊ซเสีย (Flue gas) มาทำอากาศที่ใช้ในการเผาใหม้อุ่นขึ้น เพื่อให้การเผาใหม้ดีขึ้น ใช้ไอน้ำที่ผ่านการให้พลังงานแก่กังหันไอน้ำแล้วมาอุ่นน้ำที่จุดต่างๆ เพื่อให้ระบบทำงานได้ดีขึ้น เป็นการใช้ความร้อนให้มีประโยชน์สูงสุด มีการสูญเสียน้อยที่สุด

กังหันไอน้ำมี 2 ชนิด

1. แบบใบพัดเดี่ยว (Single stage) หรือ Impulse turbine
2. แบบใบพัดหลายแถว (Multi stage) หรือ Impulse and Reaction turbine

รูปแสดงไอน้ำฉีดไส่ใบพัด Impulse blade ของ Impulse turbine

รูปแสดงไอน้ำฉีดกระทบใบพัดของ Reaction turbine

โครงสร้างและชื่อเรียกของกังหันไอน้ำ

กังหันไอน้ำ มีแบบต่างๆ ดังนี้

1. แบบควบแน่น (Condensing steam turbine) ไอน้ำทั้งหมดเมื่อใช้หมุนกับหันไอน้ำแล้ว จะถูกควบแน่นเป็นน้ำในอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน (Condenser)
2. แบบไม่ควบแน่น (Non-condensing steam turbine, Back pressure steam turbine) ไอน้ำจะถูกใช้พลังงานโดยกังหันไอน้ำ แต่ใช้ไม่หมด พลังงานคงเหลือนำไปใช้ในอุปกรณ์อื่นๆในกระบวนผลิตขั้นต่อไป ระบบนี้ไม่มีอุปกรณ์ถ่ายเทความร้อน
3. แบบแยกไอน้ำบางส่วนออกมาหลังจากใช้งานในกังหันไอน้ำ (Extraction steam turbine) เพื่อเอาไอน้ำที่ยังคงมีพลังงานไปใช้ในกระบวนการผลิตขั้นต่อไป ระบบนี้จะมีอุปกรณ์ถ่ายเทความร้อน
4. แบบระบบกังหันไอน้ำระบบใหญ่ จะแยกไอน้ำที่ใช้งานแล้วบางส่วน แล้วออกมาให้นำกลับไปให้ความร้อนเพิ่ม (Reheat steam turbine) ก่อนนำไปใช้ใหม่ในกังหันไอน้ำ

การออกแบบกังหันไอน้ำ มี 2 แบบ

1. แบบติดตั้งในแนวนอน (Horizontal steam turbine)
2. แบบติดตั้งในแนวดิ่ง (Vertical steam turbine)

รูปแสดงกังหันแบบต่างๆ

1. แบบ Extraction steam turbine มีการดึงเอาไอน้ำไปใช้งาน
2. แบบ Induction steam turbine มีการนำไอน้ำเข้าในตัวกังหันไอน้ำมากกว่าจุดเดียว

การจำแนกกังหันไอน้ำแบบต่างๆ

สมรรถนะของ Extraction steam turbine

ความเหมาะสมในการใช้งานของกังหันไอน้ำ

โครงสร้างของกังหันไอน้ำ

Multi stage turbine

รูปภายนอกของกังหันไอน้ำ

การใช้งาน

1. ใช้เป็นอุปกรณ์สำคัญในการผลิตกระแสไฟฟ้า (Power generation) ในโรงไฟฟ้า
2. ใช้เป็นตัวขับ (Drive) ปั๊ม คอมเพรสเซอร์ ในกระบวนการผลิตเพื่อให้เกิดความสมดุลย์ของพลังงาน (Energy balance) ในระบบผลิต

ใช้เป็นตัวขับ Boiler feed water pump

ใช้ในกระบวนการผลิต

อุปกรณ์ประกอบกังหันไอน้ำ

Surface Condenser

บริษัทไอคิวเอส (IQS) เป็นตัวแทนการขายและการบริการของกังหันไอน้ำจากบริษัท Shin Nippon Machinery (SNM) ซึ่งมีชื่อเสียงจากประเทศญี่ปุ่น ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก SNM สามารถผลิตได้ทั้ง

• กังหันไอน้ำที่ใช้งานในอุตสาหกรรมทั่วๆไป (General purposed steam turbine) เพื่อใช้ในอุตสาหกรรมทั่วๆไป และ
• กังหันไอน้ำแบบที่มีคุณสมบัติพิเศษ (Special purposed steam turbine – API standard) เพื่อใช้ในอุตสาหกรรมผลิตไฟฟ้า และผลิตน้ำมัน เป็นต้น

สนใจสินค้า บริการหลังการขาย หรือต้องการปรึกษา
ติดต่อ บ. อินทีเกรทเต็ด ควอลิตี้ เซอร์วิสเซส จำกัด