LAWI EtaComb® - การเผาไหม้และระบบสเต็ปเกรท/ตะกรับเคลื่อนที่
การเปลี่ยนชีวมวลและขยะเชื้อเพลิงมีอยู่ในปริมาณมากเกือบทั่วโลกให้เป็นพลังงานนอกจากจะช่วยในเรื่องของการกำจัดขยะและของเสียได้อย่างรวดเร็ว ยังเป็นการลดการปล่อยคาร์บอนออกสู่บรรยากาศอีกด้วย โดยปกติเชื้อเพลิงชีวมวลและขยะที่เป็นเชื้อเพลิงแข็ง จะมีลักษณะทางกายภาพที่หลากหลายโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานเชื้อเพลิงผสมหลายชนิด ซึ่งไม่เป็นเนื้อเดียวกัน มีขนาด ค่าความร้อน และความชื้นแตกต่างกันไป ดังนั้นการควบคุมปฏิกิริยาการเผาไหม้จึงมีความสำคัญในกระบวนการเปลี่ยนรูปแบบพลังงานในเชื้อเพลิงให้เป็นพลังงานความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งระบบการเผาไหม้ถือเป็นหัวใจสำคัญของโรงไฟฟ้าทุกแห่ง ดังนั้นระบบการเผาไหม้จึงเป็นส่วนที่สำคัญอย่างยิ่งในแง่ของการเพิ่มประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้า อีกทั้งจะต้องมีความยืดหยุ่นเพื่อรองรับเชื้อเพลิงแต่ละประเภทเพื่อให้สามารถผลิตไฟฟ้าได้ต่อเนื่องสูงสุด
เหตุใดจึงเลือกติดตั้งระบบเตาเผา LAWI EtaComb®?
เนื่องจากการพัฒนาเชิงกลยุทธ์ของการออกแบบทางเทคนิควิศวกรรมของ LAWI คือการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการเปลี่ยนเชื้อเพลิงให้เป็นพลังงานให้สูงขึ้นอยู่เสมอ และสามารถรองรับเชื้อเพลิงขยะที่หลากหลาย
ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาของการวิจัยและพัฒนา เราได้ผสมผสานประสบการณ์ของเราจาก 20 ปีในการออกแบบระบบการเผาไหม้ที่ใช้เชื้อเพลิงได้หลายชนิด และสร้าง LAWI EtaComb® ที่ได้รับสิทธิบัตรจากเยอรมัน และได้ทำการติดตั้ง-ก่อสร้างโรงไฟฟ้าและโรงงานผลิตไอน้ำมากกว่า 40 โครงการในหลายประเทศทั่วโลก และประสบความสำเร็จเป็นอย่างดี ซึ่งพิสูจน์ได้ว่านี่คือจุดแข็งของเทคโนโลยีการเผาไหม้ มีความน่าเชื่อถือและคุ้มค่าต่อการลงทุน
มาตรฐานหรือเกณฑ์สำหรับระบบเตาเผาเชื้อเพลิงถูกปรับปรุงให้สูงขึ้นอยู่เสมอ ดังนั้นเตาเผาสมัยใหม่ไม่เพียงแต่จะต้องมีประสิทธิภาพสูง ทนทาน และรองรับเชื้อเพลิงได้หลายชนิดเท่านั้น แต่ยังต้องส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมให้น้อยที่สุดด้วย ดังนั้นการปล่อยมลพิษทางอากาศจะต้องมีค่าต่ำสุดซึ่งทำได้โดยควบคุมกระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิงอย่างสมบูรณ์
ระบบ LAWI EtaComb® คือคำตอบต่อความท้าทายเหล่านี้ ซึ่งเป็นแนวทางระดับสูงสำหรับการเปลี่ยนเชื้อเพลิงทุกประเภทเป็นพลังงาน ได้แก่ ชีวมวลทุกชนิด RDF จากขยะมูลฝอย ขยะอุตสาหกรรม เชื้อเพลิง SRF เป็นต้น
เนื่องจากแต่โครงการจะมีลักษณะเฉพาะแตกต่างกันไป ซึ่งทางฝ่ายวิศวกรรมตระหนักถึงจุดนี้เป็นอย่างดี ดังนั้นทีมวิศวกรของ LAWI จึงได้ออกแบบโรงไฟฟ้าแต่ละแห่งให้มีความเฉพาะเจาะจงแตกต่างกันตามเงื่อนไขของแต่ละโครงการเพื่อให้สอดคล้องกับความต้องการของลูกค้ามากที่สุด ทั้งการออกแบบและติดตั้งแบบเบ็ดเสร็จ (turn-key) หรือการออกแบบติดตั้งเฉพาะส่วนใดส่วนหนึ่งของโครงการ แต่ยังคงรักษาแบบแผนที่เป็นเอกลักษณ์ของ LAWI EtaComb® เอาไว้เสมอ
Moving Grate สำหรับการเผาเชื้อเพลิงจากเชื้อเพลิงขยะ
เตาเผาแบบสเต็ปเกรท ระบายความร้อนด้วยอากาศ (Air-Cooled Moving Grate)
เตาเผาไหม้แบบสเต็ปเกรทซึ่งเป็นหัวใจหลักของ LAWI EtaComb® ใช้การขับเคลื่อนด้วยไฮดรอลิค โดยจัดเรียงเกรทเป็นลักษณะขั้นบันได ซึ่งได้รับการพัฒนาโดยทีมวิศวกรจากประเทศเยอรมนีออกแบบเฉพาะสำหรับใช้งานกับเชื้อเพลิงขยะประเภทต่างๆ ที่มีลักษณะไม่เป็นเนื้อเดียวกัน
สเต็ปเกรท (Moving step grate) ได้รับการออกแบบมีโซนอิสระหลายโซนและระบบกระจายอากาศแบบอิสระซึ่งจะช่วยให้การผสมระหว่างเชื้อเพลิงและอากาศในกระบวนการเผาไหม้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ อนึ่ง โหมดการทำงานของสเต็ปเกรทยังสามารถที่จะปรับให้เข้ากับพฤติกรรมการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงแต่ละชนิด รวมทั้งขนาดและความหนาแน่นของเชื้อเพลิงได้อีกด้วย
นอกเหนือจากเคลื่อนที่ของเกรทบาร์แล้ว ระบบ Moving step grate ยังประกอบส่วนประกอบของชุดขับเคลื่อนอื่นๆ ได้แก่ grate carriage, support rollers, guiding tracks, guiding rollers, และส่วนไม่เคลื่อนที่ ได้แก่ separation wall และ base frame ตลอดจนเซ็นเซอร์และเครื่องมือวัดที่ได้มาตรฐาน โดยการเคลื่อนที่ของเกรทบาร์จะควบคุมด้วยไทม์เมอร์และลูกสูบไฮโดรลิค และใช้ proximity switch เป็นตัวระบุตำแหน่ง การเคลื่อนที่
เตาเผาแบบสเต็ปเกรทแบบใช้น้ำหล่อเย็น (Water-Cooled Moving Grate)
Water-cooled Moving grate ของ LAWI ถูกออกแบบให้มีความทนทานที่เหนือกว่าเกรทบาร์ทั่วไป สามารถรองรับเชื้อเพลิงที่มีค่าความร้อนสูงมากถึง 30 MJ/kg ซึ่งการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่มีค่าความร้อนสูงมากๆ ทำให้เกิดความเค้นจากการขยายตัวของวัสดุที่อาจทำให้เกรทบาร์เสียหาย อีกทั้งการระบายความร้อนด้วยน้ำจะเป็นระบบแยกอิสระไม่ขึ้นอยู่กับอากาศที่จ่ายภายในเตาเผาไหม้
การระบายความร้อนด้วยน้ำสามารถลดการสึกหรอ ของเกรทบาร์ได้เป็นอย่างดี และรักษาสภาพพื้นผิวของเกรทบาร์ให้คงสภาพดี มีอายุการใช้งานยาวนาน
ระบบการจ่ายอากาศและก๊าซไอเสียหมุนเวียน
หากไม่มีการลดอุณหภูมิ ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของขยะเชื้อเพลิงอาจมีอุณหภูมิสูงถึง 1,800°C ทำให้เกิดภาวะเถ้าหลอมและปัญหาสแลกเกาะติดอยู่ภายใน อีกทั้งหม้อไอน้ำยังเกิดปัญหาการกัดก่อนที่อุณหภูมิสูงด้วย หลักการลดอุณหภูมิภายในเตาเผาโดยทั่วไปมีดังนี้:
การระบายความร้อนด้วยการจ่ายอากาศส่วนเกิน มีข้อเสียคือ เกิดการสูญเสียความร้อนของระบบไปกับก๊าซไอเสียปริมาณมาก ทำให้ประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำลดลง
การระบายความร้อนในห้องผนังท่อน้ำ (water-wall chamber) ส่งผลให้เตาเผามีความยืดหยุ่นต่ำ ไม่เหมาะกับเตาเผาที่ใช้เชื้อเพลิงหลากหลายชนิด
หลักการแก้ปัญหาความร้อนสูงในเตาเผาของ LAWI EtaComb® คือเทคโนโลยีก๊าซไอเสียหมุนเวียนเพื่อการควบคุมอุณหภูมิของปฏิกิริยาการเผาไหม้และลดความร้อนส่วนเกิน โดยนอกจากอากาศส่วนเกินแล้ว ก๊าซไอเสียหลังการเผาไหม้ส่วนหนึ่งก็จะถูกดูดกลับเข้ามายังห้องเผาไหม้อีกครั้ง โดยจะกระจายไปตลอดทุกโซนการเผาไหม้อย่างสม่ำเสมอเช่นเดียวกับการจ่ายอากาศ เตาเผา LAWI EtaComb® ใช้การควบคุมโดยอัตโนมัติเพื่อจ่ายอากาศที่เหมาะสมจึงมีอัตราอากาศส่วนเกินที่ต่ำกว่า ทำให้ปริมาณออกซิเจนหลังการเผาไหม้ต่ำกว่า 4 % ส่งผลให้ประสิทธิภาพการเผาไหม้สูงกว่า 98 % และการปล่อยก๊าซ CO, NOx และสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่ไม่สามารถเผาไหม้ได้อยู่ในระดับต่ำมาก
ระบบเผาไหม้ LAWI EtaComb® - คุณสมบัติหลัก
การใช้เซ็นเซอร์วัดระดับแบบเรดาห์ เพื่อควบคุมการจ่ายเชื้อเพลิงแบบอัตโนมัติ
ระบบป้อนเชื้อเพลิงของ LAWI EtaComb® ขับเคลื่อนด้วยไฮดรอลิคแบบอัตโนมัติ สามารถป้อนเชื้อเพลิงชนิดต่างๆ เข้าสู่เตาเผาได้อย่างราบรื่นและต่อเนื่องระบบป้องกันเพลิงไหม้
การป้องกันการลุกไหม้ของเชื้อเพลิง ณ จุดวาบไฟของเชื้อเพลิง โดยเฉพาะเชื้อเพลิงประเภทพลาสติก หรือ RDF รวมทั้งการป้องกันเปลวไฟย้อนกลับของ LAWI ทำได้โดยการใช้ระบบหมุนเวียนก๊าซไอเสียซึ่งถือเป็นก๊าซเฉื่อยที่มีออกซิเจนต่ำ รวมทั้งออกแบบประตูตัดไฟอัตโนมัติแบบไฮดรอลิค ซึ่งจะช่วยตัดการลามของเปลวไฟจากเตาเผาไปยังห้องจ่ายเชื้อเพลิงได้อย่างปลอดภัยสเต็ปเกรท Moving Step Grate
เตาเผาแบบ moving step grate ที่คลื่อนที่ขับเคลื่อนด้วยไฮดรอลิคของ LAWI มาพร้อมการควบคุมความเร็วอิสระแบบแยกโซนเพื่อให้ระยะเวลาเผาไหม้ของเชื้อเพลิงในแต่ละโซนเป็นไปอย่างเหมาะสม (drying zone, ignition zone, combustion zone และ burn-out zone)ระบบจ่ายอากาศและก๊าซ
LAWI EtaComb® สามารถทำงานได้ในระดับการจ่ายอากาศที่เหมาะสมโดยมีอัตราอากาศส่วนเกินที่ต่ำมาก ทำให้ปริมาณออกซิเจนในก๊าซไอเสียอยู่ที่ 3-4 % ส่วนก๊าซ CO ที่เกิดจากปฏิกิริยาการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์รวมทั้งสารประกอบไฮโดรคาร์บอนในก๊าซไอเสียจะอยู่ในระดับต่ำมาก ส่งผลให้ประสิทธิภาพการเผาไหม้สูงกว่า 98 %การออกแบบวัสดุทนไฟของเตาเผาอะเดียแบติก
เพื่อป้องกันการสูญเสียความร้อน ตามหลักการออกแบบทางวิศวกรรมของระบบอะเดียแบติก ฉนวนความร้อนใช้วิธีการบุด้วยอิฐทนไฟหลายชั้น ซึ่งไม่เพียงแต่ป้องกันการสูญเสียความร้อนเท่านั้น แต่ยังทนทานต่อการกัดกร่อนจากปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการเผาไหม้อีกด้วยห้องไหม้เผาก๊าซเชื้อเพลิงหลังเตาเผา (Post-Combustion Chamber)
การออกแบบห้องเผาไหม้ก๊าซเชื้อเพลิงหลังเตาเผาของ LAWI ช่วยป้องกันความเสียหายรุนแรงบริเวณคอยล์แลกเปลี่ยนความร้อนของซูปเปอร์ฮีตเตอร์ในหม้อไอน้ำ เนื่องจากการกัดกร่อนและการเกาะของสแลก อีกทั้งยังช่วยรักษาระยะเวลาการเผาไหม้เป็นเวลาอย่างน้อย 2 วินาที ทำให้การเผาไหม้มลพิษในก๊าซไอเสียได้อย่างสมบูรณ์ระบบควบคุมอัตโนมัติขั้นสูง
LAWI EtaLogic® คือระบบควบคุมและเพิ่มประสิทธิภาพแบบกำหนดเอง ที่จะช่วยให้การเดินเครื่องของเตาเผาไหม้และการทำงานของหม้อไอน้ำเป็นไปอย่างมีเสถียรภาพและต่อเนื่อง โดยออกแบบระบบควบคุมแบบคาดการณ์ล่วงหน้า หรือ MPC (Model Predictive Control) ขั้นสูงที่สามารถปรับเปลี่ยนการควบคุมไปตามความเหมาะสม พัฒนาขึ้นจากประสบการณ์การทำงานที่ยาวนานของเราที่เป็นผู้นำในด้านเตาเผาเชื้อเพลิง
ข้อมูลอ้างอิงที่เลือก - LAWI EtaComb® Combustion Systems
กำลังการผลิต: 93.7 MWth
กำลังผลิตไอน้ำต่อเนื่อง: 115 ตันต่อชั่วโมง
พารามิเตอร์ไอน้ำ: 68 bar(a) | 485°C
ประเภทโรงงาน: การผลิตพลังงาน
กำลังการผลิตไฟฟ้า: 28 MWel
งานออกแบบวิศวกรรมเบื้องต้นของโรงไฟฟ้า
ที่ปรึกษาด้านเทคนิคของโครงการ
ผู้รับเหมา EP ของ ระบบห้องเผ้าไหม้ LAWI EtaComb® 1000
- ห้องเผาไหม้อะเดียแบติกแบบ Boxer type 6 เลนสำหรับเชื้อเพลิงหลายชนิด พร้อมห้องเผาไหม้ก๊าซเชื้อเพลิงหลังเตาเผา
- ระบบจ่ายเชื้อเพลิงเข้าเตาเผา 2 x 3 เลน
- ตะกรับเคลื่อนที่
- ระบบอากาศร่วมกับการหมุนเวียนก๊าซไอเสีย
- ระบบควบคุม DCS พร้อมการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบอัตโนมัติด้วย LAWI EtaLogic®
กำลังการผลิต: 40 MWth
กำลังผลิตไอน้ำต่อเนื่อง: 45 ตันต่อชั่วโมง
พารามิเตอร์ไอน้ำ: 66 bar(a) | 485°C
ประเภทโรงงาน: การผลิตพลังงาน
กำลังการผลิตไฟฟ้า: 9.9 MWel
งานออกแบบวิศวกรรมเบื้องต้นของโรงไฟฟ้า
ผู้รับเหมา EPC ของ ระบบห้องเผาไหม้ LAWI EtaComb® 400
- ห้องเผาไหม้อะเดียแบติกแบบ 3 เลนสำหรับเชื้อเพลิงหลายชนิด
- ระบบจ่ายเชื้อเพลิงเข้าเตาเผา
- ตะกรับเคลื่อนที่
- ระบบอากาศร่วมกับการหมุนเวียนก๊าซไอเสีย
ชนะรางวัล โครงการประกวดสุดยอดพลังงานไทยระดับสากล 2557
กำลังการผลิต: 16.6 MWth
กำลังผลิตไอน้ำต่อเนื่อง: 20 ตันต่อชั่วโมง
พารามิเตอร์ไอน้ำ: 19 bar(a) | 211°C
ประเภทโรงงาน: การผลิตไอน้ำ
กำลังการผลิตไฟฟ้า: 12.3 MWel
รายละเอียดการออกแบบและวิศวกรรม:
LAWI EtaPlant® WtE Boiler Island
ผู้รับเหมา EP สำหรับ:
- ระบบห้องเผาไหม้ LAWI EtaComb® 200 WtE
- ตะกรับเคลื่อนที่แบบระบายความร้อนด้วยน้ำ
- ระบบควบคุมและเพิ่มประสิทธิภาพ LAWI EtaLogic® (PLC)