การศึกษาทดลองเกี่ยวกับสมรรถนะของเครื่องกำเนิดไอน้ำแบบท่อขด

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและสร้างเครื่องกำเนิดไอน้ำแบบท่อขดที่มีขนาด กะทัดรัดหรือมีค่ากำลังการผลิตไอน้ำต่อน้ำหนักสูง รายงานผลการศึกษาเชิงทดลองเบื้องต้นเกี่ยวกับ สมรรถนะของเครื่องกำเนิดไอน้ำแบบท่อขด (STSG) ซึ่งประกอบด้วยชุดอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน แบบท่อขดจำนวน 6 ชุด โดยแต่ละชุดทำด้วยท่อสแตนเลสขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 6 mm ม้วน เป็นขดจำนวน 9 รอบ วางซ้อนกัน 6 ชั้น โดยที่ห้องเผาไหม้จะมีการวางหัวเผาเชื้อเพลิงแก๊ส (Gas Burner) จำนวน 3 หัวเผา การทดสอบใช้แก๊สหุงต้ม (LPG) เป็นเชื้อเพลิง โดยการทดสอบจะศึกษาค่าอากาศส่วนเกิน (Excess Air) ที่เหมาะสมของเครื่องกำเนิดไอน้ำ แบบท่อขดที่ 0, 5, 10, 15 และ 20 % ตามลำดับ และศึกษาอัตราน้ำป้อนที่เหมาะสมของเครื่องกำเนิด ไอน้ำแบบท่อขด ที่อัตราน้ำป้อน 16, 19, 22, 25 และ 28 kg/h ตามลำดับ และทำการวิเคราะห์ค่า ประสิทธิภาพทางความร้อน เพื่อให้ระบบผลิตไอน้ำมีประสิทธิภาพสูงที่สุด จากผลการทดสอบพบว่าการศึกษาค่าอากาศส่วนเกิน (Excess Air) ที่เหมาะสมของเครื่อง กำเนิดไอน้ำแบบท่อขดที่ 0, 5, 10, 15 และ 20 % ตามลำดับ โดยการทดสอบที่ค่าอากาศส่วนเกิน (Excess Air) เท่ากับ 15% ให้ค่าประสิทธิภาพทางความร้อนได้ดีที่สุดเท่ากับ 25.75% และการศึกษา อัตราน้ำป้อนที่เหมาะสมของเครื่องกำเนิดไอน้ำแบบท่อขด ที่อัตราน้ำป้อน 16, 19, 22, 25 และ 28 kg/h ตามลำดับ โดยการทดสอบอัตราน้ำป้อนที่ 25 kg/h มีความเหมาะสมในการใช้งานจริง และให้ค่า ประสิทธิภาพทางความร้อนเท่ากับ 90.62% สามารถผลิตไอน้ำได้ดีที่สุด

The objective of this research was to design and fabricate a compact spiral tube steam generator with a high power to weight ratio. This research revealed the performance analysis of the compact spiral-tube steam generator. The generator consisted of 6 sets of coiled heat exchanger sets, each set made of stainless steel pipe with an internal diameter of 6 mm, folded into 9 coils, and stacked in 6 layers. 3 gas burners were installed in the combustion chamber and Liquefied Petroleum Gas (LPG) was used as fuel. The research aimed to study the appropriate excess air value of the spiral-tube steam generator (STSG) at 0, 5, 10, 15, and 20%, respectively, and study the optimum feed rate of the spiral-tube steam generator (STSG) at 16, 19, 22, 25, and 28 kg/h, respectively. The thermal efficiency analysis was conducted to find the most efficiency of steam producing system. The excess air value at 15% was the highest thermal efficiency at 25.75% of the spiral-tube steam generator (STSG) among the excess air value at 0, 5, 10, 15, and 20%, respectively. An optimum feed rate at 25 kg/h was suitable for practical use of the spiral-tube steam generator (STSG) among the feed rate of 16, 19, 22, 25, and 28 kg/h, respectively and the highest thermal efficiency of 90.62% generated the most steam.