บอยเลอร์

บอยเลอร์ หรือ หม้อไอน้ำ (อังกฤษ: boiler) หมายถึง เครื่องกำเนิดไอน้ำชนิดภาชนะปิด ทำด้วยเหล็กกล้าหรือวัสดุอื่น ๆ ที่มีคุณสมบัติคล้ายกัน ซึ่งได้รับการออกแบบและสร้างอย่างแข็งแรงถูกต้องตามหลักเกณฑ์ทางวิศวกรรม ภายในภาชนะบรรจุน้ำและไอน้ำ

การทำงานของหม้อไอน้ำ

หม้อไอน้ำจะได้รับความร้อนจากภายนอก หรือภายในก็ได้ จากนั้นจะส่งผ่านความร้อนต่อไปยังน้ำที่อยู่ภายในหม้อไอน้ำจนกระทั่งน้ำกลายเป็นไอ ส่วนใหญ่แล้วจะมีหน้าที่ในการสร้างไอน้ำเพื่อใช่ส่งผ่านความร้อนไปยังเครื่องจักร ทำให้ต้นทุนค่าพลังงานถูกลงกว่าการใช้ไฟฟ้ากับเครื่องจักร

บอยเลอร์นั้นปกติไม่ได้หมายถึงเครื่องกำเนิดไอน้ำเพียงอย่างเดียว แต่ยังหมายรวมถึงเครื่องกำเนิดน้ำร้อน (hot water boiler) และเครื่องกำเนิดน้ำมันร้อน (Thermal oil heater) ซึ่งที่กำลังอธิบายอยุ่นี้จะหมายถึงการแบ่งชนิดของบอยเลอร์ตามตัวนำความร้อนโดยปกติทั่วๆไป

hot water boiler จะใช้งานช่วงอุณหภูมิไม่สูงมากนักไม่เกิน 120 องศาเซลเซียส ยกเว้นว่าเราจะใช้งานภายใต้ความดัน (under pressure)

steam boiler เป็นที่นิยมใช้งานบ่อย เพราะว่าไอน้ำเป็นตัวนำความร้อนที่ดีที่สุดถ่ายเทได้เร็ว โดยทั่วไปแบ่งได้หลายแบบ เช่น แบ่งตามการออกแบบ (4 Pass-dry back),(3 Pass- dry back), (3- Pass wet back), (2- Pass, reversing flame), Once Through boiler

ลักษณะ

แบ่งตามลักษณะการการถ่ายเทความร้อน

แบบท่อไฟ (fire tube boiler)

เป็นหม้อน้ำที่มีไฟวิ่งไปตามท่อ และถ่ายเทความร้อนให้กับน้ำที่ล้อมรอบท่อไฟ แบ่งได้อีกเป็น 4 ประเภท

1. แบบลูกหมู (Cornish or Lancashire boiler) เป็นหม้อน้ำที่มีโครงสร้างง่าย ๆ ประกอบด้วย เปลือกหม้อน้ำ และตัวลูกหมู(ท่อไฟใหญ่) แล้วหุ้มด้วยอิฐทนไฟเกือบมิดเปลือก ประมาณ 3ใน4 ของทั้งหมด ส่วนใหญ่พบในโรงสีข้าว โรงเลื่อย ใช้เชื้อเพลิงแข็ง เช่น แกลบ ฟืน มีข้อดีคือ มีโครงสร้างและระบบการทำงานง่าย ทำความสะอาดง่าย สะดวก และราคาถูก แต่มี่ข้อเสียตรงที่ต้องใช้เวลาติดเตานานกว่าจะนำเอาไอน้ำไปใช้ได้ เปลืองพื้นที่ ใช้เหล็กหนาทำให้ถ่ายเทความร้อนได้ไม่ดี และได้ความดันต่ำ
2. แบบหม้อน้ำเรือ
3. แบบหม้อน้ำรถไฟ
4. แบบหม้อน้ำสำเร็จรูป

แบบท่อน้ำ (water tube boiler)

จะพบเห็นในกรณีที่ไม่สามารถออกแบบเป็นแบบท่อไฟได้ พวกขนาด 100 -300 ตัน หรือแรงดัน 20 บาร์ขึ้นไป

ช่วงการใช้งานส่วนมากอุณหภูมิไม่เกิน 220 องศาเซลเซียส เพราะแรงดันจะสูงขึ้นมาก เมื่อเทียบกับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เปิดดู Steam table ประกอบความเข้าใจ

Thermal oil heater จะใช้งานที่อุณหภูมิสูงกว่า Steam boiler โดยทั่วไปใช้ที่อุณหภูมิประมาณ 220 - 300 องศาเซลเซียส มีบางโรงงานใช้เกินกว่านั้น จะต้องออกแบบเครื่องแบบพิเศษให้สามารถรองรับได้ อาจใช้ได้ถึง 350 องศาเซลเซียส

การแบ่งประเภทของหม้อไอน้ำ

การออกแบบหม้อไอน้ำจึงมีอยู่หลายแบบตามความเหมาะสมของการนำไปใช้งาน ดังนี้

1. แบ่งตามลักษณะการวางแนวแกนของเปลือกหม้อไอน้ำ
2. แบ่งตามลักษณะการใช้งาน
3. แบ่งตามตำแหน่งเตา
4. แบ่งตามน้ำหรือแก๊สร้อนที่อยู่ในท่อ

การอนุรักษ์พลังงานในระบบหม้อไอน้ำและไอน้ำ

การอนุรักษ์พลังงานของหม้อไอน้ำและระบบไอน้ำ หรือ Energy conservation in Steam Boiler and Steam distribution system คือการเพิ่มประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำ การนำความร้อนทิ้งจากหม้อไอน้ำมาใช้ประโยชน์ และการอนุรักษ์พลังงานของอุปกรณ์เดินเครื่องหม้อไอน้ำ เช่น ปั๊ม พัดลม เป็นต้น

อ้างอิง

• การควบคุมและการบำรุงรักษาหม้อไอน้ำ, ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มจธ.
• การอนุรักษ์พลังงานในระบบหม้อไอน้ำและไอน้ำ