บทท 1

บทน า

การด าเนนชวตของประชาชนซงอาศยอยตามชนบท อาจจะเรยกวาเปนหมบานหรอชมชนซงตงถนฐานอยหางไกลความเจรญ ในตอนกลางคนไมมไฟฟาหรอแสงสวางใชในการด าเนนชวตประชาชนเหลานนอยอยางยากล าบาก พลงงานไฟฟาจงเปนสงจ าเปนตอการด ารงชวตเพอน ามาพฒนาชมชนใหมความเจรญ ทางการไฟฟาสวนภมภาคพยายามทจะชวยเหลอและแกไขอ านวยความสะดวกแตพบปญหาทางดานตนทนในการปกเสาเดนสายทสงมาก บางพนทใชพลงงานทนแทนตางๆแต ขนอยกบสภาพแวดลอมในบางพนทจงหนมาใชเครองยนตดเซลผลตกระแสไฟฟา แตมการลงทนทสงและมผลกระทบจากเสยงทดงสงกลนเหมนท าใหสงผลกระทบตอชมชนและสงแวดลอมโดยรวม

ดงนนทางคณะผจดท าโครงงานจงมแนวคดในการศกษาการผลตไฟฟาจากแกสซไฟเออร เพอลดตนทนทางดานเชอเพลง ซงวตถดบสามารถหาไดจากชมชนหรอภาคการเกษตรเพอลดตนทนในการผลตไฟฟาและยงลดมลพษจากสงแวดลอมทางธรรมชาตท าใหชมชนสามารถพงพาตนเองได

1.1 ความส าคญของปญหา

1. ชวมวลภาคการเกษตรทไมใชแลวสวนใหญจะถกเผาทงท าใหเกดมลภาวะเปนพษสงผล

กระทบตอชมชน 2. ชมชนไมมไฟฟาใชดวยพนทไมเอออ านวยเนองจากความหางไกลท าใหใชงบประมาณใน

ปกเสาลากสายไฟทสงมาก

3. ชมชนหนมาใชเครองยนตดเซลแตประสบปญหาทางดานราคาน ามนทสงมากและสงเสยง

ดงมกลนเหมนท ารายสขภาพคนรอบขาง

2

1.2 วตถประสงคของโครงงาน

1. เพอศกษาศกยาภาพพลงงานของชวมวลในประเทศไทยทอยหางไกล

2. เพอศกษาโครงสรางของเตาเผาและรปแบบพลงงานแกสซไฟเออรส าหรบใชในเครองยนต

ขนานเลกในการผลตไฟฟา

3. เพอวเคราะหการคมทนดวยหลกการทางดานเศรษฐศาสตรวศวกรรม

1.3 ขอบเขตของโครงงาน

1. ท าการศกษาศกยาภาพเชอเพลงชวมวล จากการเผาจากเตาชวมวลทสรางขนเอง

2. ออกแบบและสรางชดเตาเผาแกสซไฟเออรขนาดเลกส าหรบผลตพลงงานไฟฟาดวยแกสซไฟเออรทใชกบเครองยนต 750 w 3. ท าการศกษาการคมทนในการผลตไฟฟาจากเตาเผาแกสซไฟเออรเพอใชในชมชน

1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ

1. ลดตนทนการน าเขาเชอเพลงใหแกประเทศชาต

2. ชมชนไดเรยนรเทคโนโลยทเหมาะสม เกยวกบการผลตพลงงานไฟฟา เกยวกบเรองชวมวล

และเกยวกบเรองแกสซไฟเออร

3. ท าใหแตละชมชน ตระหนกถงความคมคาและความส าคญจากพลงงานชวมวลมากยงขน

4. ท าใหคนพบพลงงานแกสซไฟเออรจากชวมวล ภายในภมภาคนนๆของในประเทศไทย

5. ท าใหเหนขอมลความแตกตางของพลงงาน ระหวาง พลงงานจากเชอเพลงเบนซน พลงงาน

จากชวมวล พลงงานจากแกส LPG และพลงงานจากแกสซไฟเออร

6. คณะผจดท าไดเกดความรความเขาใจ เกยวกบเรองการผลตพลงงานไฟฟา เรองชวมวล

และเรองแกสซไฟเออร

3

บทท 2

ทฤษฎทเกยวของ

ในบทนจะกลาวถงทฤษฏในสวนทเกยวของกบ การศกษาการผลตพลงงานไฟฟาจากแกส

ซไฟเออรส าหรบชมชนไมมไฟฟาใช ในตวของทฤษฏบทนเนอหาทอางองกจะมอย 5 หวขอใหญๆ

ดงตอไปนคอ พลงงาน ชวมวล แกสซไฟเออร ตาเผาแกสซไฟเออร และเครองก าเนดไฟฟา

2.1 พลงงาน [1]

พลงงานเปนปจจยพนฐานทส าคญ ในการตอบสนองความตองการขนพนฐาน ของ

ประชาชน และเปนปจจยพนฐานการผลต ในภาคธรกจและอตสาหกรรม ดงนน จงตองมการจดหา

พลงงาน ใหมปรมาณทเพยงพอ มราคาทเหมาะสม และมคณภาพทด สอดคลองกบความตองการ

ของผใช เพอใหสามารถตอบสนอง ความตองการขนพนฐาน ของประชาชน และสามารถ

ตอบสนอง ความตองการใช ในกจกรรมการผลตตางๆ ไดอยางเพยงพอพลงงานทเราใชอยใน

ปจจบน อาจแบงออกไดเปน 2 ประเภทใหญๆ คอ พลงงานสนเปลอง และพลงงานหมนเวยน โดย

พลงงานสนเปลอง คอ พลงงานทใชแลวหมดไป ซงรวมถงถานหน หนน ามน ทรายน ามน

น ามนดบ น ามนเชอเพลง และกาซธรรมชาต สวนพลงงานหมนเวยน หมายความรวมถง พลงงานท

ไดจากไม ฟน แกลบ กากออย ชวมวล น า แสงอาทตย ลม และคลน

2.1.1 คณสมบตของพลงงานแตละชนด

น ามนดบ มสถานะตามธรรมชาต เปนของเหลวประกอบดวย สารไฮโดรคารบอน ชนด

ระเหยงาย เปนสวนใหญ และสวนทเหลอประกอบดวย สารก ามะถน ไนโตรเจน และสารประกอบ

ออกไซดอนๆ ซงมกเรยกวาเปนสงปฏกล ซงจะมอทธพลตอคณภาพ ของผลตภณฑทกลนได ราคา

ของน ามนดบ จะถกหรอแพง ขนอยกบคณภาพของน ามนดบวา มสงปฏกลเจอปนมากนอยเพยงใด

4

ผลตภณฑทกลนไดจากน ามนดบ ไดแก กาซปโตรเลยมเหลว น ามนเบนซน น ามนกาด น ามน

เครองบน น ามนดเซล น ามนเตา และยางมะตอย โดยกาซปโตรเลยมเหลว จะใชเปนเชอเพลง ใน

การหงตม ในยานพาหนะ และในภาคอตสาหกรรม น ามนเบนซน ดเซล และน ามนเครองบน จะใช

เปนเชอเพลง ในภาคคมนาคมขนสง สวนน ามนเตา จะใชเปนเชอเพลง ในการผลตไฟฟา ใน

ภาคอตสาหกรรม และในการขนสงทางน า เมอมการน าน ามนเชอเพลง ไปเผาไหม กจะมฝ นละออง

เขมา และกาซทถกปลอยออกมา ระหวางขบวนการเผาไหม เชน คารบอนมอนอกไซด

คารบอนไดออกไซด ไนโตรเจนออกไซด ซลเฟอรไดออกไซด เปนตน ดงนน จงตองมการควบคม

ในเรองของคณภาพน ามน และการใชเทคโนโลยตางๆ มาชวยในการควบคมเพอลดปรมาณ ฝ น

ละออง และกาซดงกลาวไมใหเปนอนตราย ตอสขภาพของประชาชน และสงแวดลอม

กาซธรรมชาต ประกอบดวย สารไฮโดรคารบอนประเภทตางๆ เปนสวนใหญ สวนทเหลอ

ประกอบดวยกาซประเภทอนๆ โดยเฉพาะไนโตรเจน คารบอนไดออกไซด โดยม

ไฮโดรเจนซลไฟด ปนอยดวยในระดบหนง การซอขายกาซธรรมชาต จะคดราคาตามคาความรอน

ของเชอเพลง สวนขอก าหนดอนๆ จะเปนสวนประกอบ ทชวยใหความมนใจ ในความสะอาดวา จะ

ไมมปญหาในการใช ซงปญหาสงแวดลอม จากการใชกาซธรรมชาต มคอนขางนอย เนองจากใน

ขบวนการ เผาไหมกาซธรรมชาต จะถกเผาไหมอยางสมบรณ ไดเปนคารบอนไดออกไซด และน า

เพอใหมการใชประโยชน ไดอยางสงสด กาซธรรมชาตจะถกน าไปแยกกอนการใช โดยสวนทเปน

กาซมเทน มกจะน าไปใชเปนเชอเพลง ในการผลตไฟฟา และในอตสาหกรรม รวมทง ใชเปน

เชอเพลงในยานพาหนะ สวนทเปนอเทน และโพรเพน จะน าไปใชเปนวตถดบ ในอตสาหกรรมป

โตรเคม และสวนทเปนโพรเพนและบวเทน จะน าไปใชเปนกาซหงตม ใชเปนเชอเพลงในโรงงาน

อตสาหกรรม และยานพาหนะ

ถานหน คอ หนตะกอนชนดหนงซงสามารถตดไฟได และมสวนประกอบ ทเปน

สารประกอบ ของคารบอนไมนอยกวารอยละ 50 โดยน าหนก หรอ รอยละ 70 โดยปรมาตร และยง

มสารประกอบ อนๆ เชน ไฮโดรเจน ออกซเจน ไนโตรเจน และก ามะถน เปนตน การจ าแนก

คณสมบตของถานหน ตามคณสมบตทางเคม และคาความรอนอยางหยาบๆ สามารถแบงออกได

เปน 4 ชนด คอ

5

ตารางท 2.1 สวนประกอบถานหน

คาความรอน คาความชน ปรมาณขเถา ปรมาณ

ก ามะถน

1) แอนทราไซท สง ต า ต า ต า

2) บทมนส สง ต า ต า ต า

3) ซบบทมนส ปานกลาง-

สง

ปานกลาง ปานกลาง ปานกลาง

4) ลกไนต ต า-ปาน

กลาง

สง สง ต า-สง

สวนใหญมการใชถานหนเปนเชอเพลงในการผลตไฟฟา อตสาหกรรมปนซเมนต และ

อตสาหกรรมทใชหมอไอน า เชน โรงงานกระดาษ และโรงงานชรส เปนตน อยางไรกตามในการ

เผาไหมถานหนจะมการปลอยก าซซล เฟอรไดออกไซด ออกไซดของไนโตรเจน

คารบอนไดออกไซด คารบอนมอนอกไซด ฝ นละออง และควน ดงนน กอนน าเชอเพลงไปใช

จะตองหาวธการจดการ กบมลพษ โดยอาจเลอกใชถานหนคณภาพด หรออาจลดปรมาณสารมลพษ

ในเชอเพลง กอนน าไปใช หรอใชเทคโนโลย ในการก าจดมลพษทเกดขน กอนปลอยออกส

สงแวดลอม

เชอเพลงชวมวล คอ สารทกรปแบบทไดจากสงมชวต รวมทง การผลตจากการเกษตรและ

ปาไมเชน ไมฟน แกลบ กากออย วสดเหลอใชทางการเกษตรอนๆ รวมถง ของเสยจากสตว เชนมล

สตวและของเสย จากโรงงานแปรรปทางเกษตร และขยะมาผลตกาซชวภาพ ในการผลตพลงงาน

จ านวนเทาๆ กนตองใชไมฟน ในปรมาตรทมากกวาน ามนและถาน ดงนน จงเหมาะทจะใชใน

ครวเรอน

พลงน า เปนพลงงานทไดมาจากแรงอดดนของน า ทปลอยจากอางเกบน าเหนอเขอน น าท

ปลอยไปน จะไดรบการทดแทนทกป โดยฝนหรอการละลายของหมะ แตในการกอสรางอางเกบน า

จะมผลกระทบตอสงแวดลอม โดยตองสญเสยพนทปาไม ตองมการอพยพสตวปา และชาวบานท

อาศยอยในบรเวณนน ท าใหชวตความเปนอย และสภาพแวดลอม บรเวณดงกลาวเปลยนแปลงไป

6

พลงงานแสงอาทตย ไดมาจากการแผรงสของดวงอาทตย ซงน ามาใชเปนพลงงานความ

รอน และการสงเคราะหแสง หรอโดยผานอปกรณรบแสง เชน เซลลแสงอาทตย เพอเปลยนเปน

พลงงานไฟฟาและความรอน เพอน าไปใชงานตอไป

พลงงานลม เกดจากการเคลอนตวของอากาศ ถาอากาศเคลอนทดวยความเรวสง จะท าใหม

พลงงานมาก ซงสามารถน ามาใชหมนกงหนลม เพอผลตกระแสไฟฟา

พลงงานความรอนใตพภพ เปนการน าน ารอนทมอยใตพนดน มาใชใหเกดประโยชน ใน

การผลตกระแสไฟฟา กลมประเทศทมการพฒนาพลงงาน ความรอนใตพภพ มาใชประโยชน อยาง

เดนชดมกเปนกลมประเทศ ทมสภาพทางธรณวทยา เอออ านวยตอศกยภาพ ทางพลงงานความรอน

ใตพภพ ซงไดแก บรเวณทเปลอกโลกมการเคลอนไหว และมแนวของภเขาไฟอยางตอเนอง เชน

ประเทศอตาล ไอซแลนด สหรฐอเมรกา (แถบตะวนตก) เมกซโก ญปน ฟลปปนสอนโดนเซย

นวซแลนด เปนตน

พลงงานนวเคลยร เปนพลงงานทไดมาจากปฏกรยานวเคลยร ซงเกดจากการแตกตวของ

นวเคลยสของธาตเชอเพลง เชน ยเรเนยม และใหพลงงานความรอนมหาศาล จงใชในการผลตไฟฟา

ปฏกรยานวเคลยร สามารถขจดปญหา การปลอยมลพษทางอากาศ รวมทง การปลอยกาซเรอน

กระจก ทเปนปญหาหลกของเชอเพลงฟอสซลได แตกมปญหาสงแวดลอมอนทอาจเกดจาก การใช

สารรงส ซงหากมเทคโนโลยควบคมทด กจะปองกนการรวไหลของสารรงสได นอกจากน ยงม

ปญหาเรองการก าจดกากนวเคลยร ซงจะตองมมาตรการควบคมดแล ไมใหการก าจดกาก ของเสย

สงผลตอสงแวดลอมโดยรอบ เนองจากสารเหลานมคาทางรงสสงมาก และจะคงสภาพอยเปนเวลา

นบพนๆ ลานป

2.1.2 การใชพลงงานและแหลงส ารองของไทย ในป 2540 ประเทศไทยมความตองการใชพลงงานปฐมภมโดยรวม 93 พนลานลตร

เทยบเทา น ามนดบ โดยมสดสวนการใชน ามนสงเปนอนดบหนง ถงรอยละ 42 อนดบสองคอ

พลงงานหมนเวยนรอยละ 26 รองลงมาคอ กาซธรรมชาตรอยละ 17 ลกไนตรอยละ 9 และถานหน

น าเขาและซอไฟฟาสดสวนเทากนคอรอยละ 3 จะเหนไดวาสดสวนการใชพลงงานหมนเวยน ของ

7

ไทยคอนขางสง พลงงานหมนเวยนทนยมใชกนมากไดแก ไมฟน ถาน กากออย และแกลบ โดย

สวนใหญใชเปนเชอเพลงหงตมของครวเรอนในชนบทและในอตสาหกรรมอาหาร

ตารางท 2.2 สดสวนการใชพลงงานปฐมภม (Primary Energy) ของไทยในป 2540 พลงงาน พนลานลตร

เทยบเทาน ามนดบ

รอยละ

น ามน 39.5 42

พลงงานหมนเวยน 24.4 26

กาซธรรมชาต 16.3 17

ลกไนต 8.1 9

ถานหนน าเขา 2.4 3

ซอ (ไฟฟา) 2.3 3

รวม 93.0 100

สดสวนการใชพลงงานขนสดทาย (Final Energy) ในสาขาการผลตตางๆ ของไทย แบงเปน 4 สาขา ใหญๆ คอ สาขาเกษตรกรรม สาขาอตสาหกรรม สาขาทอยอาศยและธรกจ และสาขาคมนาคมขนสง โดยมสดสวนการใชพลงงานในสาขาตางๆ ดงน ตารางท 2.3 สดสวนการใชพลงงานขนสดทาย (Final Energy) แยกตามสาขาการผลตในป 2540

สาขาการผลต พนลานลตร

เทยบเทาน ามนดบ

รอยละ

คมนาคมขนสง 24.4 40

อตสาหกรรม 19.8 32

ทอยอาศยและธรกจ 15.1 25

เกษตรกรรม 2.3 3

รวม 61.6 100

8

พลงงานขนสดทาย (Final Energy) หมายถงพลงงานขนสดทายทผบรโภคใช โดยไมรวมเชอเพลง ทน าไปใชในการผลตพลงงานทตยภม (Secondary Energy) ซงหมายถงการน าพลงงานปฐมภมมาผานการแปรรป เชน น ามนส าเรจรป และไฟฟาในการผลตพลงงานไฟฟา รฐไดมการสงเสรมใหมการใชพลงงานหมนเวยน เชน พลงลมพลงงานแสงอาทตย พลงน าขนาดเลก และพลงงานจากกาก หรอเศษวสดเหลอใชในการเกษตร หรอ กากจากการผลตผลตภณฑอตสาหกรรม หรอการเกษตร ขยะมลฝอย ไมจากการปลกปา เปนเชอเพลงในการผลตไฟฟา โดย กฟผ. ไดมการประกาศรบซอไฟฟา จากผผลตไฟฟารายเลกตงแตป พ.ศ. 2535 เปนตนมา ซง ณ ปจจบน มผผลตไฟฟารายเลก ทไดรบการตอบรบซอไฟฟาแลว จ านวน 56 ราย คดเปนปรมาณไฟฟาทเสนอขาย 2,366 เมกะวตต ในจ านวนนเปนผผลตรายเลก ทขายไฟฟาเขาระบบแลว จ านวน 37 ราย เปนปรมาณ ไฟฟาทเสนอขาย 1,220 เมกะวตต โดยแยกประเภทการใชเชอเพลงไดดงตารางท 2.4 ตารางท 2.4 ประเภทเชอเพลงทใชในการผลตไฟฟา ของผผลตไฟฟารายเลก ณ 30 เมษายน 2542

จ านวนทไดรบการตอบรบแลว จ านวนทขายไฟเขาระบบแลว

ราย เมกะวตต ราย เมกะวตต

กาซธรรมชาต 22 1,587.9 14 978.0

กากออย 14 67.5 13 64.5

ถานหน 10 618.0 4 118.0

แกลบ , เศษไม 6 57.0 4 49.8

ขยะ 1 1.0 1 1.0

น ามน 1 9.0 1 9.0

กาซชวภาพ 1 0.1 - -

น ายางด า 1 25.0 - -

รวม 56 2,365.6 37 1,220.3

9

นอกจากพลงน า และวสดเหลอใชทางการเกษตรแลว ยงมการสงเสรมการใชพลงงาน

หมนเวยนอนๆ ในการผลตไฟฟาดวย แตทงนสวนใหญเปนโครงการทดลอง เชน การผลตไฟฟา

จากพลงงาน แสงอาทตย การผลตไฟฟาจากพลงงานลม การผลตไฟฟา จากพลงงานความรอนใต

พภพ และ โครงการสาธตเซลลเชอเพลง เปนตน ซงในปจจบน กฟผ. ไดด าเนนโครงการทดลองท

ผลต ไฟฟาและจายไฟฟาขนานเขาระบบจ าหนายของ กฟภ. แลว

ตารางท 2.5 คาความรอนของน ามนเชอเพลงและกาซ

ประเภท ชนดเชอเพลง คาความรอน (หนวย

องกฤษ)

คาความรอน (หนวย SI)

เชอเพลงแขง ถานหนบทมนส

ถานหนลกไนท

ขเลอย

แกลบ

ชานออย

6,297.16 kcal/kg

2,500.24 kcal/kg

2,598.14 kcal/kg

3,438.72 kcal/kg

1,798.16 kcal/kg

26,,366.21 kJ/kg

10,468.50 kJ/kg

10,878.41 kJ/kg

14,397.92 kJ/kg

7,528.90 kJ/kg

เชอเพลงเหลว น ามนเบนซน

น ามนดเซล

น ามนเตาเอ

น ามนเตาซ

8,245.76 kcal/L

8,697.10 kcal/L

9,857.66 kcal/L

9,117.38 kcal/L

34,525.00 kJ/L

36,414.76 kJ/L

41,274.02 kJ/L

38,174.47 kJ/L

เชอเพลงกาซ กาซธรรมชาต

กาซปโตรเลยม

เหลว

8,763.96 kcal/Nm3

11,992.53 kcal/kg

36,694.47 kJ/Nm3

50,220 kJ/kg

10

2.2 ชวมวล (Biomass) [2]

ชวมวล หมายถง อนทรยทวๆไปจากธรรมชาตซงสามารถเปลยนแปลงเปนพลงงานได

หรอกลาวไดวา เปนเชอเพลงเกาแกทสดในการใหความรอนทมนษยน ามาใชในการท าอาหารและ

ใหความรอน ชวมวลสามารถพบไดรอบๆตวเรา เชน ตนไม หญา และพชทะเลตางๆ นอกจากนยง

รวมถงวสดเหลอทงจากการเกษตร ชวมวลเกดขนจากพชหรอสงมชวตทโตจากการสงเคราะหแสง

โดยทพชสงเคราะหคารบอนไดออกไซดและน าเกดเปนคารโบไฮเดรต (นาตาล) เคมทกอเกดจะกก

เกบพลงงานแสงอาทตยและทาใหเกดโครงสรางของชวมวล

2.2.1 ประเภทชวมวล

ซงสามารถน ามาเปนวสดเชอเพลงเพอการแปลงเปนพลงงานสามารถจดแบงได 5 ประเภท

ตามลกษณะของแหลงทมาไดดงน

1. เชอเพลงชวมวลทไดจากวสดเหลอใชทางการเกษตร (Agricultural Wastes) เชน แกลบ

ฟางขาว ซงขางโพด กากมนสาปะหลง เปลอกถวลสง เปลอกมะพราว เมลดฝาย เมลดนน เปนตน

2. เชอเพลงชวมวลทไดจากอตสาหกรรม (Industrial Wastes) เชน ชานออยทไดจาก

กระบวนการผลตน าตาล กากสบปะรดจากโรงงานสบปะรดกระปอง น าเสยจากโรงงานท าแปงมน

เปนตน

3. เชอเพลงชวมวลจากสงเหลอใชจากคนและสตว (Domestic Waste) เชน เชอเพลงทได

จากขยะเทศบาลและมลสตว เปนตน

4. เชอเพลงชวมวลทไดจากน า (Aquatic Biomass) ซงจดเปนเชอเพลงทมปรมาณความชน

คอนขางสง เชน สาหราย ผกตบชวา เปนตน

5. เชอเพลงชวมวลทไดจากสวนทเหลอของไม (Forest Residues) เชน เศษไม เปลอกไม

กงไม และขเลอย เปนตน

11

2.2.1 ชวมวลทพบในประเทศไทย [3]

ชวมวลจะมมากมายหลายชนดมากมายแคไหน เพอใหขอมลดแคบลงและจดจ าไดงายขน

เราจงไดจดท าการแยกประเภทไวใหผอานเขาใจงายขน ลกษณะของชวมวล และคณสมบตของชว

มวล กส าคญเชนกน และการคนพบชวมวลในแตละภมภาคของประเทศไทยกมขอมลดงตอไปน

แกลบ ลกษณะทวไป มขนาดเลก ยาวไมเกน 5 มลลเมตรและหนาไมเกน 2 มลลเมตร ส

เหลอง แกลบไดมาจากการสขาวเปลอก ซงตองมความชนไมเกนรอยละ 15 กอนส ดงนน ความชน

แกลบจงไมเกนน แหลงผลต สวนใหญมาจากโรงสขาว การน าไปใช เปนเชอเพลง ผสมลงในดน

เพอปรบสภาพดนกอนเพาะปลก และใชโรยใต โรงเลยงไกเพอรองรบมลไก เปนตน จดเดน ม

ความชนต าและขนาดเลก เหมาะกบการน าไปเปนเชอเพลง นอกจากนแกลบยงมมลคาสงหาก

สามารถควบคมคณสมบตใหไดตามทผซอก าหนด จดดอย มปรมาณขเถารอยละ 16-18 โดยนาหนก

ดงนน ในการเผาไหมจงตองค านงถงจดน อกประการคอ แกลบมน าหนกเบา (1 ลกบาดเมตร หนก

123 กโลกรม) จงตองวางแผนในการขนสง

ฟางขาง ลกษณะทวไป ขนาดเลกยาวแตกลวง ไดมาหลงจากการเกยวขาว แหลงผลต อยใน

พนทท านาขาว หากเกยวดวยแรงคน ฟางขาวจะกองอยบรเวณลานตากขาวตามหมบาน ถาเกยวดวย

เครองจกร ฟางขางจะถกทงในนาขาว การน าไปใชงาน เปนอาหารสตว คลมดน เพาะเหดฟาง ท า

โครงพวงหรดและดอกไม และ ใชในอตสาหกรรมกระดาษ เปนตน คาดวามฟางขาวจ านวนมาก

ประมาณ 1 ใน 3 ของสวนทเหลอ ยงไมไดถกน าไปใชประโยชน ถกเผาทง จดเดน ฟางขาวมจ านวน

มากทพรอมน าไปใชประโยชน จดดอย รวบรวมไดยากถาใชแรงคน เพราะอยกระจดกระจาย

จ าเปนตองใชเครองทนแรง มาชวยในการรวบรวม

กากออย ลกษณะทวไป ไดจากการผลตน าตาล โดยน าออยมาคนน าออก สวนทเปนน า

น าไปผลตเปนน าตาลดบ สวนทเหลอคอ กากออย แหลงผลต มากจากโรงงานน าตาล ซงมอย

ประมาณ 46 โรง การน าไปใชงาน สวนใหญเปนเชอเพลงเพอผลตน าตาลดบประมาณรอยละ 80 ท

เหลออก รอยละ 20 น าไปเปนวตถดบส าหรบผลตกระดาษ และแผนใยไมอดความหนาแนนปาน

กลางส าหรบอตสาหกรรมการผลตวสดกอสราง และเฟอรนเจอร หรอล าโพง เปนตน จดเดน ยงม

กากออยจ านวนมากทยงไมไดน าไปใชประโยชน จดดอย น าหนกเบา และความชนสงมาก

12

ใบออยและยอดออย ลกษณะทวไป เรยวยาว ใบออยและยอดออยจะถกตดออกจากล าตน

กอนสงโรงงาน จงกระจายทวไร แตบางครงชาวไรออยจะใชวธเผาแทนการตด ซงจะท าใหไมมใบ

ออยและยอดออยหลงเหลออย แหลงผลต อยตามไรออยทวไป การน าไปใชงาน สามารถน าไปเปน

อาหารสตว จดเดน สวนใหญจะถกเผาทงในไร ยงไมมการน าไปใชประโยชน จดดอย มเฉพาะเดอน

ธนวาคมถงเดอนเมษายนของทกป ซงเปนชวงของกาเพาะปลกออย และกระบวนการผลตตองใช

แรงงานคนจ านวนมาก จงจ าเปนตองใชเครองทนแรง

เศษไมยางพารา ลกษณะทวไป ไมยางพาราเมออาย 20-25 ป จะถกตดเพอปลกใหม ไม

ยางพาราทถกตดจะแบงออกเปน 3 สวน คอ รากไมหรอตอไม ปลายไมมขนาดเสนผานศนยกลาง 3

นวลงมา และไมทอนมขนาดเสนผานศนยกลาง 4 นวขนไป ไมทอนจะถกตดใหมขนาดความยาว

1.05 เมตร เพอสงโรงเลอยและโรงงานเฟอรนเจอรซงจะไดเศษไมหลายแบบ คอ ปกไม ตาไม (สวน

ทมต าหน) ขเลอย และขกบ แหลงผลต มาจากปกไมและขเลอยหาไดจากโรงเลอยไมยางพารา ตาไม

และขกบหาไดจากโรงงานเฟอรนเจอรไมยางพาราปลายรากและปลายไม หาไดจากสวนยางพารา

การน าไปใชงาน ขเลอยถกน าไปเพาะเหด ท าธป ใชคลมเผาถาน เศษไมอนๆใชเปนเชอเพลงส าหรบ

โรงบมยางพารา เผาถาน ใชในกระบวนการผลต และเปนวตถดบส าหรบไมอดยางพารา ซงเปนชน

ไมสบ ซงนยมน าไปแยกเยอเพอทาแผน ไฟเบอรบอรด นอกจากนยงไปใชในงานกอสราง เชน

เสาเขม ใชทาลงไม เปนตนจดเดน มเศษไมยางพารา คอ รากและกงไมเหลออกมากมายทยงไมได

น าไปใชงาน จดดอย มขนาดใหญ และถาเปนเศษไมสดจะมความชนคอนขางสงถงรอยละ 50 ท าให

ประสทธภาพในการเผาไหมไมสมบรณ ดงนน อาจจะตองเพมกระบวนการยอยและลดความชน

กอนน าไปเผา

เหงามนส าปะหลง ลกษณะทวไป เหงามนเปนสวนทถกตดออกจากหวมน ดานบนม

ลกษณะเปนลาคอนขางกลม ขนาดเสนผานศนยกลางไมเกน 15 มลลเมตร ยาวประมาณ 30

เซนตเมตร สวนอกดาน มรปรางไมแนนอน แหลงผลต ไรมนส าปะหลง การน าไปใชงาน ปจจบน

ไมคอยน าไปใชงาน จงมกถกเผาทงตามไร จดเดน เหงามนยงไมถกน าไปใชประโยชนจงไมมคแขง

ทางการคา จดดอย ความชนรอยละ 60 และมขนาดรปทรงไมแนนอน จงตองมกระบวนการท าให

เลกกอนน าไปเปนเชอเพลง

13

เปลอกและกากมนส าปะหลง ลกษณะทวไป เปลอกมลกษณะเปนขย สน าตาล ความชน

รอยละ 50 สวนกากมนมลกษณะละเอยด สขาว ความชนสงประมาณรอยละ 80 แหลงผลต เปนเศษ

ทเหลอจากการผลตแปงมนส าปะหลง การน าไปใชงาน กากมนน าไปใชผสมอาหารสตว มนเสน

เลอกมนท าปย จดเดน คอ เปลอกของมนส าปะหลงบางสวนทขายไมได ซงโดยปกตโรงงานจะตอง

น าไปฝงกลบ เพราะยงไมไดน าไปใชประโยชนอยางอน จดดอย เปลอกมนมคาทางความรอนต า

ใบปาลมและตนปาลม ลกษณะทวไป ใบปาลมหรอทางปาลมจะถกตดออก เพอน าทะลาย

ปาลมสดลงจากล าตน มขนาดยาประมาณ 2-3 เมตร สวนล าตนจะถกโคนเมอมอาย 20-25 ป หรอ

เมอไมสามารถใหผลผลตไดด แหลงผลต สวนปาลม การน าไปใชงาน ทางปาลมใชคลมดน จดเดน

ยงไมการศกษาเพอน าไปใชประโยชนอยางอน จดดอย ทางปาลมมความชนสงถงรอยละ 80 และม

ขนาดใหญ

ซงขาวโพดและล าตน ลกษณะทวไป ไดจากการสขาวโพดเพอน าเมลดไปใชงาน สวนใหญ

เปนขาวโพดเลยงสตว ในสวนของล าตนจะถกตดทงหลงเกบเกยว แหลงผลต ปจจบนการสขาวโพด

จะใชเครองจกรทสามารถเคลอนทไปตามไรขาวโพด ดงนนจะสามารถหาซงขาวโพดและตน

ขาวโพดไดจากตามไรขาวโพดทวไป การน าไปใชงาน ซงขาวโพดมประโยชนหลายอยาง น าไป

เปนวตถดบผลตแอลกอฮอล เปนเชอเพลง ผสมกากน าตาล เพอเลยงสตว เปนตน สวนล าตน น าไป

เลยงสตวไดเชนกน จดเดน มคาความรอนสง เมอเทยบกบชวมวลอนๆ สวนล าตนมสวนหนงท

ไมไดน าไปใชงาน ชาวไรจงไถฝงกลบ จดดอย ซงขาวโพดมการน าไปใชประโยชนหลายอยาง

ดงนน ตองพจารณาถงแหลงทมการน าไปใชประโยชนนอยทสด เพอไมใหมการแยงกนซอ สวนล า

ตนขาวโพดจะรวบรวมล าบากตองใชแรงคนมาก

2.3 แกสซไฟเออรหรอการน าชวมวลมาใชงาน [4]

แกส ซไฟ เออร คอ แกส ท เ กดจากการเผา ชวมวลในทอบอากาศ แกส ทได เ ปน

คารบอนมอนอกไซด มพลงงานประมาณราว ๆ 13-15 KJ/ลบ.ม ในขณะท ไบโอแกสมคาพลงงาน

ประมาณ 21MJ/ ลบ.ม การน าชวมวลมาใชใหเปนประโยชนในรปของพลงงานนนมหลายวธซง

สามารถแบงเปนหมวดหม ตามลกษณะวธทใชในการแปรสภาพชวมวลเปนพลงงานไดเปน 3

14

ประเภท ไดแก การแปรสภาพทางชววทยา การแปรสภาพโดยการสกด และการแปรสภาพทางเคม

ความรอน ซงอธบายไดโดยดงน

2.3.1 การแปรสภาพทางชววทยา (Biological Conversion) แบงออกเปน 2 กระบวนการดงน

1. กระบวนการยอยสลายแบบไมใชออกซเจน (Anarobic Digestion) หลกการของ

กระบวนการยอยสลายแบบไมใชออกซเจน คอ การใชแบคทเรยในการยอยสลายสารประกอบ

อนทรยภายใตเงอนไขแอนแอโรบค (แบบไรออกซเจน) เพอใหเกดกาซชวภาพ (Biogas) ซงปกตจะ

ประกอบดวยกาซมเทน (CH4) ประมาณ 50-60เปอรเซนต กาซคารบอนไดออกไซด (CO2)

ประมาณ 40-50 เปอรเซนต กาซไฮโดรเจนซลไฟด (H2S) และกาซอนๆ อกประมาณ 0.1% โดย

ปรมาตรซงกาซชวภาพ ทผลตไดจากกระบวนการแบบแอนแอโรบคนจะใหความรอนประมาณ 19-

22 เมกกะจลตอลกบาศเมตร

2. กระบวนการหมกเพอผลตเอทธานอล (Ethanol Fermentation) กระบวนการพนฐานของ

การผลตเอทธานอล โดยวธการหมกนนประกอบดวย 3 ขนตอนคอ ขนแรกเปนการเปลยนแปงให

เปนน าตาลโดยใชความรอนดวยวธสเตอรรไลเซชน (Steriluzation) จากนนขนท 2 จะเปนการหมก

โดยใชยสตทาการเปลยนแปลงน าตาลใหกลายเปนเอทธานอล และกาซคารบอนไดออกไซด ซง

เอทธานอล จะสกดไดจากผลตภณฑทไดจากการหมก ส าหรบขนตอนสดทายของกระบวนการ จะ

เปนการหมกผลตภณฑทไดจากขนตอนทสองเพอใหกลายเปนแอลกอฮอล (Alcohol) ซงจะผลตได

ประมาณ 8-12เปอรเซนต โดยปรมาตร วตถดบทใชกระบวนการหมกเพอผลตเอทธานอล คอ พช

จ าพวกทมแปงและน าตาลเปนองคประกอบ เชน ขาวโพด ขางฟาง ขาวสาล และแปงมนส าปะหลง

2.3.2 การแปรสภาพโดยการสกด (Extraction Conversion)

การแปรสภาพโดยการสกด เปนกระบวนการเปลยนรปชวมวลประเภทพชน ามนเพอสกด

เปนน ามเชอเพลงส าหรบเดนเครองยนตหรอเผาไหมม 2 วธ คอ การสกดโดยแรงอดทางกล

(Pressing Extraction) และการสกดโดยสารละลาย (Solvent Extraction)

15

2.3.3 การแปรสภาพทางเคมความรอน (Thermochemical Conversion) โดยทวไปทใชการแปร

สภาวะทางเคมความรอนมดงน คอ

1. การเผาไหมโดยตรง (Direct Combustion) เปนกระบวนการทเกดขนในททมอากาศ

เพอให เ กดการสนดาปอยางสมบรณ สารอนทรยของชวมวลจะถกเป ลยนไปเปน

คารบอนไดออกไซดและนา การใชไมฟนเพอใหไดพลงงานความรอนนอกจากนยงสามารถ

น าไปใชผลตไอน าหรอกระแสไฟฟา แตการสญเสยความรอนเนองจากเตาทใชท าใหประสทธภาพ

การเผาไหมนต า

2. กระบวนการโพโรไลซส (Pyrolysis) เปนกระบวนการยอยสลายชวมวลโดยใชความ

รอนในททมอากาศจานวนจ ากด (Destructive Distillation) อณหภมทใชในการ Pyrolysis จะต ากวา

ทใชใน Gasification ผลผลตทไดขนอยกบอณหภม ความดน ปรมาณความชนและสวนประกอบ

ของชวมวล โดยทวไปผลผลตหลกทไดคอ ถาน (Charcoal) ผลผลตรองทไดคอ Pyrolysis Oil เม

ทานอล กรดน าสมและผลตภณฑทเปนกาซ ซงกาซทไดนสามารถน าไปใชในการอบชวมวลทจะใช

ในกระบวนการเผาไหมเปนเชอเพลงซงขนอยกบจดประสงคการใชงาน โดยปกตการเผาถานททา

กนอยในประเทศคอ กระบวนการ Pyrolysis นนเอง

3. กระบวนการกาซซฟเคชน (Gasification) กระบวนการ Gasification เปนกระบวนการ

เปลยนแปลงพลงงานทมอยในชวมวลทส าคญอยางหนงทางความรอน กาซทไดจากเผาผลตกาซ

หรอ Gasifier เรยกวาซงมกาซทส าคญคอ CO, H2, และ CH4 พลงงานจาก Producer Gas สามารถ

น าไปใชในการเผาไหมในกระบวนการใหความรอนโดยตรง (Directcombustion) หรอสามารถ

น าไปใชโดยทางออม (Indirect Combustion) โดยการขบเคลอนเครองยนตสนดาปภายในไดอกดวย

2.4 เตาผลตแกสซไฟเออร [5]

เปนกระบวนการทเกดขนในเตาก าเนดกาซหรอ Gasifer การเกดกระบวนการ Gasification

นนเปนปฏกรยาเคมแบบ Heterogeneous และ Homogeneous คอ เปนปฏกรยาระหวางสสารทม 2

สภาวะมาท าปฏกรยาซงกนและกน หรออาจจะอยในสภาวะเดยวกนโดยทวไปการเกดกระบวนการ

Gasification นนจะใช Oxygen ทมอยในอากาศ (ในปรมาณทจากด) ไปท าปฏกรยา การเผาไหมกบ

16

เชอเพลงใหเกดความรอนและกาซ CO2 เพอน าไปท าปฏกรยาเคมอนๆ ตอไป การเรยกชอเตาก าเนด

กาซ สามารถแบงได ดงน

Air-Blow Gasification ใชอากาศธรรมดาเปนตวท าปฏกรยากบชอเพลงในชนการเผาไหม

กอนหลงจากนนความรอนและ CO2 ทเกดขนจากชนเผาไหมจะถกใชเพอผลต Producer Gas โดย

กระบวนการ Gasification กาซทงหมด ทไดจะเปน Low-BTU-Gas โดยม N2 ทมอยในอากาศเปน

สวนประกอบหลกโดยจะมอยราว 60-70 เปอรเซนต

Oxidative Gasification เปนการใชกาซ O2 แทนอากาศ ซงสงผลใหประสทธภาพเชงความ

รอนของ Producer Gas สงขนเพราะไมม N2 ปะปนมา การควบคมการเผาไหมจะท าไดดกวา

ในทางปฏบตนนตองค านงถงหลกเศรษฐศาสตรเปนส าคญเพราะราคาของ O2 บรสทธแพง เมอ

เทยบกบอากาศธรรมดาและควรใชเมอวตถดบเปนถานหนเทานน

Steam Gasification จะใชไอน าเขาไปท าปฏกรยากบเชอเพลง ซงจะชวยเพมปรมาณ

Producer Gas โดยเฉพาะ H2 แตอณหภมในเตาตองสงพอสมควรหรอไมต ากวา 800 องศาเซลเซยส

ซงจะสามารถท าใหปฏกรยาเคมด าเนนไปไดอยางด

Hydrogasification เปน Gasification ทใช Hydrogen ท าปฏกรยากบเชอเพลงไมมการใช O2

หรออากาศ โดยปกตจะเกดปฏกรยาขนทอณหภม 750 องศาเซลเซยส และตองใชความดนเขาชวย

ซงความดนในเตาปฏกรณบางชนดอาจสมากถง 20 เมกกะปาสคาล กาซทไดสวนใหญเปน CH4

เปนสวนใหญ CH4 ทไดสวนมากจะถกใชเปนวตถดบส าหรบเชอเพลงสงเคราะหตอไปการเผาไหม

2.4.1 ปฏกรยาเคมทส าคญทเกดขนในแตละชนของ Gasifier

ในเตาผลตกาซทวไปสามารถแบงออกเปนชนๆได 4 ชนโดยขนกบอณหภม ปฏกรยา และ

ผลผลตทเกดขนในแตละชน ในความเปนจรงแตละชนอาจจะเหลอมลา (Overlap) อยกได

1 ชนเผาไหม (Hearth Zone Or Combustion Zone) ในบรเวณนคารบอนจะเผาไหมกบ

ออกซเจนทมอยในอากาศในปรมาณจ ากด (Partial Combustion) ดวยปฏกรยาตอไปน

17

393.9kJ/gmol (2.1)

285.6kJ/gmol (2.2)

ท าปฏกรยาในชนเผาไหมเปนปฏกรยาคายความรอน อณหภมในชนนอยระหวาง 900-

1,200 องศาเซลเซยส ความรอนทเกดขนในชนนถกน า ไปใชในปฏกรยาแบบดดความรอนในชน ร

ดกชนและชนกลนสลายผลตภณฑหลกทไดจากการท า ปฏกรยาในชนเผาไหมนคอความรอนเถา

ถาน

2 ชนรดกชน (Reduction Zone Gasification Zone)กาซ CO2 และไอน า ทไดจากการเผา

ไหมในชนเผาไหมจะไหลเขาสชน รดกชน ปฏกรยาเกดขนใน ชนนเปนปฏกรยาทเปลยนกาซ CO2

และไอนา ใหเปนกาซเชอเพลงทเผาไหมโดยกาซ CO2 จะไหล ผานคารบอนทรอนและเกด CO ดง

สมการท(2.3)อณหภมทเหมาะสมในชนนอยทอยระหวาง 500 องศาเซลเซยส ถง 1000 องศา

เซลเซยส

172.6kJ/gmol (2.3)

131.4kJ/gmol (2.4)

90.2kJ/gmol (2.5)

41kJ/gmol (2.6)

74kJ/gmol (2.7)

ปฏกรยาในสมการท (2.3) เรยกวา Boudouard Reduction Reaction ซงเปนปฏกรยาดด

ความรอน(Endothermic Reaction) ในกรณทตองการเพมปรมาณของ CO สามารถท า ไดโดยฉดไอ

น า รอนเขา ไปท า ปฏกรยากบคารบอนดงสมการท (2.4) ไดกาซ CO และ H2 เพมขน ซงเรยก

ปฏกรยานวา Watergas Reaction ซงกเปนปฏกรยาดดความรอนและจะเกดขนไดดทอณหภมสงกวา

800 องศา เซลเซยส ส าหรบปฏกรยาท (2.5) จะเกดขนทอณหภมประมาณ 500-600 องศาเซลเซยส

ปฏกรยานท า ให สวนผสมของไฮโดรเจนใน Producer gas มมากขน ซงมผลท า ใหคาพลงงาน

ความรอนของกาซ สงขนแตถามไอน ามากเกนไปไอน าอาจจะท าปฏกรยากบ CO ได CO2 และ H2

ตามปฏกรยาท(2.6)เรยกปฏกรยานวา Water Shift Reaction ท า ใหคาความรอนทไดของกาซลดลง

ปรมาณของ H2 สงสดเมออณหภมของโซนรดกชนอยประมาณ 700 องศาเซลเซยส เมออณหภม

18

สงขนเรอยๆ ปรมาณ H2 จะลดลงเรอยๆ แตปรมาณ CO จะเพมขน อนงภายใตความดนสง H2

อาจจะไปรวมตวกบ C และ ผลต CH4 ออกมาไดซงเรยกปฏกรยานวา Methane Reaction ดงสมการ

ท (2.7)โดยเกดขนไดดท ความดนสงๆ และอณหภมไมสงมากนก

2.4.2 ชนกลนสลาย (Distillation Zone)

ในชนนเชอเพลงจะไดรบความรอนจากชนเผาไหม เพอสลายสารอนทรยในเชอเพลงท าให

ได สาร ระเหย (Volatile Matter) ตางๆ ออกมา ซงประกอบดวย เมทานอล กรดน าสม น ามนดนท

กาซเผา ไหมไดและไมได อณหภมในชนนจะประมาณ 135-600 องศาเซลเซยส ของแขงทเหลอจาก

กระบวนการนคอคารบอนในรปถาน (Fixed Carbon) ดงสมการท (2.8)

(2.8)

ชนลดความชน (Drying Zone) ในชนนอณหภมไมสงพอทจะท า ใหเกดการสลายตวของ

สารระเหยตางๆ ความรอนทไดรบมาจาก Pyrolysis จะระเหยความชนทมอยในชวมวลใหออกมาใน

รปของไอน า อณหภมในชนนจะประมาณ 100-135 องศาเซลเซยส

ตารางท 2.6 ตวอยางสวนประกอบกาซเชอเพลงชวมวล

สวนประกอบของกาซเชอเพลง รอยละโดยมวล

ไฮโดรเจน

12-20

คารบอนมอนออกไซด

17-22

คารบอนไดออกไซด 9-15

มเทน

2-3

ไนโตรเจนไดออกไซด

50-54

19

2.4.3 ชนดของเตาผลตกาซชวมวล

แบงออกไดตามชนดของการไหลของ Producer Gas และการจดเรยงของชนตางๆภายใน

เตาผลตกาซ ดงน

1. เตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลขน (Updarft Or Counter-Eurrent Gasifier) เตาแบบ

นเปนแบบงายทสด อากาศจะถกปอนเขาทางดานลางผานตะแกรงไหลขนดานบนขณะทเชอเพลง

จะถกปอนเขาสสวนบนของเตาเคลอนลงดานลางในลกษณะสวนทางกน จงเรยกไดอกชอหนงวา

Counter Current Gasifier ชนลางสดจะเปนชนเผาไหม (Hearth Zone) ถดไปจะเปนชนรดกชน

(Reduction Zone) ชนกลนสลาย (Distillation Zone) และชนลดความชน (Drying Zone) ตามล าดบ

บรเวณเหนอตะแกรงขนไป จะมการเผาไหมของเชอเพลงเกดขน บรเวณนเรยกวาชนเผาไหม

(Hearth Zone) อากาศเมอผานเขาไปใน Hearth Zone จะเกดปฏกรยาขนได CO2 และไอน า และ

กาซทผานมาจากชน Hearth Zone จะมอณหภมสงและเขาไปยงชน Reduction Zone ซงคารบอนท

รอนอยมาก ณ บรเวณน CO2 และไอน า จะท าปฏกรยากบคารบอนท าใหเกดเปนกาซเชอเพลง

(Producer Gas) คอ CO, H2, CH4 หลงจากนนกาซทไดจะไหลสชนกลนสลาย (Distillation Zone)

อณหภมของกาซ จะลดต าลงและสลายสารระเหยออกมาจากชวมวล จากนนกาซทไดจะไหลเขาส

ชนอบแหง (Drying Zone) กาซทมอณหภมสงจะไประเหยนาในชวมวลเหลานน ท าใหกาซทออก

จากเตามอณหภมต าลงจดเดนของเตาแบบนคอ เตาไมสลบซบซอน สามารถเพมปรมาณ Producer

Gas ไดโดยใชไอนาเขาชวย นอกจากนนยงสามารถใชกบชวมวลทมความชนสงไดอาจจะสงไดถง

50เปอรเซนต อณหภมเฉลยของ Producer Gas ทออกจากเตาอาจไมสงนก แตปญหาทส าคญคอ

กาซทไดจะมน ามนดน (Tars) อยมากและจะกลนตวเมออยในบรเวณทมอณหภมต า กาซชวมวลท

ไดเหมาะทจะน าไปเผาไหมโดยตรงในหองเผาไหมเพอใหความรอนในกระบวนการใหความรอน

เพราะน ามนดนทตดไปกบกาซจะเกดการเผาไหมใหความรอนออกมาเชนกน แตไมเหมาะทจะ

น าไปเปนเชอเพลงเครองยนตสนดาปภายใน เพราะจะท าใหระบบทอตางๆ เกดการอดตนเนองจาก

การกลนตวของน ามนดน

2. เผาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลลง (Downdraft Or Co-current Gasifier) เตาแบบน

ออกแบบมาเพอขจดน ามนดน (Tars) ในเชอเพลง อากาศจะไหลลงทางเดยวกบการไหลเลอนของ

เชอเพลงซงไหลจากดานบนสดานลาง จงอาจเรยกไดอกชอหนงวา Co-Current Gasifier บรเวณ

20

หวฉดอากาศจะเปนชนเผาไหม (Hearth Zone) อากาศจะถกสงใหไหลสชนเผาไหมและไหลลงสชน

รดกชน (Reduction Zone) ทอยเหนอชนเผาไหมกจะถกดดผานชนเผาไหมทมอณหภม 900-1200

องศาเซลเซยส สารระเหยตางๆจะถกเผาไปท าให Producer Gas ทผลตออกมาไดนนปราศจากสาร

ระเหย จงเหมาะทจะน าไปเปนเชอเพลงในเครองยนตเผาไหมภายใน ขอเสยของเตาชนดนคอเกด

การเผาไหมอยางรนแรงในชนเผาไหมทเปนคอคอดมอณหภมสงมากจงตองใชวสดททนความรอน

สง เถาถานอาจหลอมรวมกนเกาะตวอยบรเวณคอคอด อาจท าใหเกดการอดตน และยงยากในการ

ควบคม อณหภมเฉลยของ Producer Gas ทออกมาจากเตาจะคอนขางสงมากคอ ประมาณ 450-550

องศาเซลเซยส ดงนน เครองแลกเปลยนความรอนจงมความจ าเปน

3. เตาผลตกาซชวมวลแบบอากาศไหลตามขวาง (Crossdraft Gasifier) ชวมวลจะถกปอน

จากทางดานบนของเตาเชนเดยวกบเตาทงสองแบบทกลาวมาแลว ทศทางการไหลของอากาศจะตง

ฉากกบแนวแกนของเตาหรอเปนระบบทอากาศไหลในทศทางขวางกบการไหลเลอนของเชอเพลง

นนเอง อากาศจะถกสงตรงไปชนเผาไหม และตอไปยงชนรดกชนซงทงสองชนนจะเปนชนเลกๆ

วางเรยงตามแนวนอน อณหภมของ Producer Gas ทออกมาจากเตาชนดนจะไมสงมากเหมอนเตา

ไหลลง ขอดของเตาแบบนคอ เปนแบบทเลกและเบา สามารถผลต Producer Gas ไดเรวกวาเตาทง

สองแบบทกลาวมา และอณหภมในเตาไมสงมากนก

4. เตาผลตกาซเชอเพลงจากไมฟน แบบ Downdraft ดงทไดกลาวขางตน เตาผลตกาซ

เชอเพลงแบบ Downdraft สามารถผลตกาซทสะอาดกวา Updraft Gasifier เนองจากสามารถสลาย

น ามนดนไดภายในตวเตาจงเปนตวเลอกทเหมาะสมทจะใชกบเครองยนตตนก าลงทอยกบท อาท

เชน เครองยนตสบน า หรอผลตไฟฟา เปนตน ในอดตทผานมา ไดมการออกแบบเตาผลตกาซ

เชอเพลง (Gasifier) มากมายหลายรปแบบดวยกน การออกแบบสวนใหญจะพจารณาถงจดประสงค

และลกษณะการน าไปใชงาน โดยทวไปแลวเตาผลตกาซชวมวลจะประกอบดวยโครงสรางงายๆ

ดงน

21

1. เตารปทรงกระบอก

2. ตะแกรงรองรบเชอเพลง

3. ชองอากาศเขาเตาหนงชอง หรอมากกวา

4. ชองกาซชวมวลออกจากเตาเมอน าไปเปนเชอเพลง

5. วสดเชอเพลงเขาจากทางดานบนของเตา

6. ขเถาหรอเศษวสดทเหลอจากการเผาไหมออกทางดานลางของเตา

ภาพท 2.1 โครงสรางของเตาชนดตางๆ

2.4.4 ลกษณะทส าคญของเตาผลตกาซชวมวล [6]

1. กาซเชอเพลงทผลตไดมคาความรอนสง นนคอ มสวนประกอบของกาซทใหพลงงานซง

ไดแก H2 และ CO2 ในปรมาณสง และมปรมาณ CO2 ต า (ทวๆไปกาซทมคณภาพดจะมคาความ

รอนประมาณ 5000 กโลจลตอลกบาศกเมตร ทวตถดบความชน 10-15 เปอรเซนต)

2. น ามนดน (Tars) มปรมาณต า (โดยปกตกาซแหงจะมน ามนดนปะปนอยประมาณ 0.5

กรมตอลกบาศกเมตร) ถาเปนไปไดปรมาณน ามนดนไมควรเกน 0.2 กรมตอลกบาศกเมตร

3. กระบวนการเผาไหมของคารบอนควรจะเกดอยางสมบรณ (ประสทธภาพของการเผา

ไหมท 70-75เปอรเซนต)

4. การไหลของเชอเพลงในเตาจะตองไหลสะดวก

5. คาความสญเสยความดนต า

22

2.4.5 ตวแปรทส าคญส าหรบการออกแบบ ทจะตองน ามาพจารณา

1. เสนผานศนยกลางของคอคอดภายในเตาผลตกาซชวมวล (Throat Diameter) ซง

โดยทวไปจะอยต ากวา Oxidation Zone

2. เสนผานศนยกลางของเตาผลตกาซเชอเพลง

3. ความยาวของชวง Reduction Zone

4. ต าแหนงทอากาศจะเขาสเตาผลตกาซชวมวล ซงอาจจะเขาต าแหนงเดยวตรงกลางหรอ

หลายๆ ต าแหนงรอบๆ กได

5. อตราสวนระหวางพนทหนาตดของชวงอากาศเขากบอตราหรอความเรวของอากาศท

เขาสเตาผลต เนองจากกระบวนการผลตกาซชวมวลมตวแปรทส าคญอยหลายตวแปร ซงมผลท าให

การออกแบบเพอน าขอมลมาวเคราะหท าไดยาก ประกอบกบยงมปญหาอกหลายประการทจะตอง

ด าเนนการปรบปรง เปลยนแปลง และแกไข เพอใหไดหลกการออกแบบทถกตองและเหมาะสม

ทสด

ภาพท 2.2 ลกษณะเตาผลตเชอเพลง

23

dt : เสนผานศนยกลางคอคอด

da : เสนผานศนยกลางเตาตรงทอากาศเขาสโซนเผาไหม

Lr : reduction zone length

La : ความสงจากทออากาศเขาโซนการเผาไหมถงคอคอด

2.4.6 การออกแบบเสนผานศนยกลางของเตาและคอคอด (Tube And Throat Diameters)

กระบวนการการเกดปฏกรยาเคมความรอนในสวนตางๆของเตา ขนอยกบความเรวของ

อากาศทเขาสโซนการเผาไหม นอกจากนยงขนอยกบชวงระยะเวลาของอากาศและกาซทอยในโซน

แตละสวนดวย ตวแปรดงกลาวจะเปนหลกเกณฑเบองตนในการออกแบบเละก าหนดขนาดของ

โซนตางๆ ของเตาผลตกาซชวมวล การค านวณหาเวลาทใชจรงแตละโซนกระท าไดยากมาก เพราะ

นอกจากปรมาตรของตวเตา อตราการไหลของกาซ และการไหลของวตถดบทเคลอนลงสตวเตา ซง

เปนตวแปรทส าคญแลว ยงมองคประกอบอนๆ ซงมผลตอคณภาพกาซทผลตไดดวยเชนขนาดและ

ความสงของโซนตางๆภายในเตา ดงรปท 2.2 ก,ข,ค,ง และ จ จากการศกษาชวงระยะเวลาทใชใน

การเกดกาซแตละโซนพบวา

1. ชวงเวลาในโซนของการอบแหง (Drying Zone) จะเปนเวลาทใชในการระเหยนาออกไป

ใหหมด

2. ส าหรบชวงการเผาไหมหรอ ออกซเดชน (Burning Oxidation Zone) วตถดบทไดรบการ

อบแหงและไลน าออกไปแลว จะเกดการเผาไหมอยางสมบรณได CO2 ในชวงเวลานการเผาไหมจะ

เกดขนอยางรวดเรวและเกดในบรเวณสนๆ

3. ส าหรบชวงรดกชนโซน (Reduction Zone) ถาเราตองการใหเกดกาซเชอเพลง (CO, H2,

CH4) ในปรมาณสง เวลาทกาซอยในชวงนจะตองนานพอสมควร อณหภมในบรเวณนจะลดต าลง

กวาชวงเผาไหม เพราะปฏกรยาทเกดขนในโซนนสวนใหญจะดดความรอน (Endothermic

Reaction) เมอเราทราบเวลาทใชทงหมดในโซนทกโซนโดยประมาณ เรากจะสามารถค านวณ

ปรมาตรของเตาได Downdraft Gasifier สามารถแบงออกไดเปนหลายรปแบบไดแก เตาแบบไมม

คอคอด (No Throat), เตาแบบมคอคอด 1 ชน (Single Throat) และเตาแบบมคอคอด 2 ชน (Double

Throat) ดงรปท 2.2

24

ก. การออกแบบส าหรบเตาผลตกาซชวมวลแบบไมมคอคอด (No Throat) เตาแบบนจะมลกษณะ

เปนทอเรยบๆ ไมมสวนคอคอด เวลาใช (Residence Time) จะถกก าหนดโดยความเรวในการไหล

ของกาซผานชวงตางๆ และการเคลอนตวของวตถดบเขาสชวงการเกดกาซ ความสงของชวงการเผา

ไหมถานไม (Hot Charcoal Bed) มกจะใหมทออากาศเขาหลายๆทอตลอดชวงน การออกแบบใน

ลกษณะนจะตองมฉนวนกนการสญเสยความรอนจากตวเตาสบรรยากาศ ซงจะเหมาะในการตดตง

กบระบบทอยกบทเทานนและผลตกาซส าหรบเครองตนก าลงทจายพลงงานใหกบภาระทคงท จาก

Handbook of Biomass Downdraft Gasifier Engine System[4] ไดใหกฎ Empirical ส าหรบการ

ก าหนดขนาดของตวเตาซงเปนทอกลมทมขนาดความจหรอขนาดกาลงผลตตางๆกน แสดงไวในรป

ท 2.2 โดยไดก าหนดขนาดของพนทผวหนาของเตาซงมขนาดใกลเคยงกบขนาดทอของตวเตา

ตารางท 2.7 การออกแบบขนาดความจส าาหรบเตาผลตกาซเชอเพลงลกษณะไมมคอคอด

(สมมตให 1 HP = 1.1 กโลกรมตอชวโมง) [6]

25

จาก Handbook Of Biomass Downdraft Gasifier Engine System แนะน าใหเลอกค า

Relative Capacity นอยๆส าหรบเตาแบบทอทมความจนอย ซงหมายความวาปฏกรยาเคมทเกดขน

จากการเผาไหมภายในเตาจะมประสทธภาพสงขน หากใชเตาทมความจมากแตมการเคลอนตวของ

วตถดบชา (Relative Capacity)

ตารางท 2.3 ความจของตวเตาของระบบผลตกาซจากไมฟนการออกแบบตวเตาใน

ลกษณะไมมคอคอด [6]

จากตารางท 2 จะเหนคาความจ (Capacity) ของ Compound Gasifier คอนขางจะสง แตจาก

รายงานไดเสนอวาประสทธภาพของระบบและคาความรอนของกาซทผลตไดต า อกทงมนามนดน

ปะปนอยจ านวนมาก

ข. การออกแบบส าหรบเตาผลตกาซชวมวลแบบมคอคอด 1 ชน (Single Throat)

เตาแบบนลกษณะของเตาจะเปนทอมคอคอด (Throat) ซงจะถกก าหนดใหเกดชวงเผา

ไหม (Burning Zone) ทน โดยจะมการไหลของกาซและของแขงซงเปนวตถดบในอตราความเรวสง

ท าใหชวงอณหภมดงกลาวมอณหภมสงมาก ซงอณหภมจากสงมากหรอนอยขนอยกบรปแบบหรอ

ลกษณะคอคอด และต าแหนงของอากาศเขาสเตาHandbook Of Biomass Downdraft Gasifier

Engine System ไดก าหนดคา Relative Capacity ทเหมาะสมทสดส าหรบเตาทมขนาดเสนผาน

ศนยกลางเลกทสด ซงมคาเทากบ 1,100 กโลกรมตอชวโมงตารางเมตรทาการผลตกาซเชอเพลงดวย

อตราความเรวระหวาง 0.5 - 0.7 เมตรตอวนาท และไดก าหนดคาทถกตองส าหรบอตราความเรว

ส าหรบอากาศเขาสคอคอดควรมคาระหวาง 2.5-3.9 เมตรตอวนาท โดยสมมตวาอณหภมภายในเตา

26

เทากบ 1,000 องศาเซลเซยส และมพนทอสระ (Free Area) 25 เปอรเซนต ทสภาวะนจะท าให

อตราเรวของกาซเปน 0.2-0.3 เมตรตอวนาท โดยทวไปการออกแบบเกอบทงหมดจะใหขนาดคอ

คอดอยในชวง 1,000-1,300 กโลกรมตอชวโมงตารางเมตรซงคาทไดตรงนกบขอสมมตทใหไว คอ

1,100 กโลกรมตอชวโมงตารางเมตรคานเปนคาทดทสดและใหกาซสงสด แตอยางไรกตามเตาผลต

กาซสวนใหญจะไมถกใชงานทผลผลตสงสดตลอดเวลา อตราเฉลยการปอนวตถเขาสเตา โดยทวไป

แลวจะมคาอยทระหวาง 800-1,100 กโลกรมตอชวโมงตารางเมตรจากประสบการณทผานมายง

พบวาขนาดของตวเตาควรจะมคาอยระหวาง 250 – 300 กโลกรมตอชวโมงตารางเมตรซงกม

ลกษณะเชนเดยวกบเตาผลตกาซทไมมคอคอดและการอบแหงเชอเพลงกจะเกดขนตรงทอกลมน

ดวย การออกแบบโซนเผาไหม (Burning Zone) กมความส าคญมาก โดยจะตองไมใหญเกนไปจน

เปนเหตใหเกดจดเยนได (Cold Spots) โซนเผาไหมโดยทวไป จะมเสนผานศนยกลางใหญกวาคอ

คอด (Throat) ตารางท 3 แสดงถงขนาดของการออกแบบคอคอด 1 ชน ณ บรเวณโซนเผาไหมน

การเผาไหมและการกระจายความรอนจะไมเกดขนกบการเคลอนตวของวตถดบเขาสบรเวณเผา

ไหม แตจะขนกบการไหลและการกระจายของอากาศเปนส าคญ สถาบน Missouri Department Of

Natural Resources Division Of Energy[8] ไดเสนอแนะวา ปจจยทจะใหงานสงสด (Maximal

Load) ไดแก เวลาทเชอเพลงอยใน Pyrolysis Zone ซงควรจะมคาสงกวาเวลาทใชในการท าใหวตถ

รอน ความสงของ Pyrolysis Zone ซงควรจะมคาสงกวาเวลาทใชในการท าใหวตถรอน ความสงของ

Pyrolysis Zone ควรเปน 3 เทา ของขนาดเชอเพลงและมเสนผานศนยกลางเทากบคอคอด คางาน

สงสดของเชอเพลงทมขนาดตางๆกน (Maximal Load) สามารถค านวณได และแสดงผลไวใน

ตารางท 3 เชนกน

ค. การออกแบบส าหรบเตาผลตกาซชวมวลแบบมคอคอด 2 ชน (Double Throat)

เตาลกษณะนจะมคอคอด 2 ชน โดยคอคอดชนแรกจะมวตถประสงคเชนเดยวกบลกษณะ

No throat และคอคอดทสองออกแบบมาเพอเพมอตราการไหลของกาซและวตถดบในชวงของ

Reduction zone หลงการกาซไหลผานคอคอดทสองลกษณะนแลวกจะเกดการกระจายตวออกใน

เตาซงเปนสวนทมลกษณะเปนทอกวางๆ ในลกษณะนประสทธภาพของตวเตาจะสงกวาเตาสอง

ลกษณะขางตน เนองจากสามารถท าใหอณหภมในชวงตางๆสงตามทก าหนดจนถงจดทเหมาะสม

27

และยงสามารถทจะใหผลตพลงงานใหแกภาระทไมคงท คา Relative Throat Capacity ส าหรบเตา

แบบนจะมคาสงกวาแบบทกลาวมาขางตน โดยมคาเฉลยประมาณ 4,100 กโลกรมตอชวโมงตาราง

เมตร

ความสงของ Pyrolysis Zone ประสทธภาพสงสดของ Gasifier สวนใหญจะถกก าหนดโดย

ความสามารถในการไลสารระเหยออกอยางสมบรณ ยงกวานนการแตกตวของน ามนดนจะเกดขน

ไดเมออณหภมในโซนถานสงเพยงพอ ความสงของ Pyrolysis Zone มผลมาจากการถายเทความ

รอน โดยการนาความรอน การพาความรอน และการแผรงส ความรอนทเกดขนในโซนของการเผา

ไหม และบางสวนของ Pyrolysis Zone ซงบางปฏกรยาเคมเปนแบบคายความรอน (Exothermic)

ปรมาตรของโซนถาน charcoal zone (รวม Reduction Zone ดวย) ควรจะมขนาดใหญเพยงพอท

ขนาดน Residence Time กาซจะเปน 1.75 Sec (ค านวณจากเตาเปลาทอณหภม 0 องศาเซลเซยส)

และหลงจากทไดค านวณเสนผานศนยกลางของทอเตาแลว เรากสามารถค านวณความสงของ

Pyrolysis Zone ได ซงในทนมคาเทากบ 35 เซนตเมตร เนองจากขอก าหนดของชองแคบใน

Pyrolysis Zone จะมผลทาใหความสงของ Pyrolysis Zone มคาระหวาง 45 – 55 เซนตเมตร หรออย

ในต าแหนงทสงกวาโซนเผาไหม Burning Zone ชองอากาศเขา Air Inlet ประมาณ 10 – 15

เซนตเมตร

ความสงของ Reduction Zone เนองจากความสงของ Burning Zone จะสน ดงนน

Reduction Zone จะเรมจากปลายทออากาศเขาเตาลงไป โดยความสงทแทจรงจะถกก าหนดดวย

ปฏกรยาดดความรอน (Endothermic) อณหภมในชวงนจะลดเหลอประมาณ 700 -900 องศา

เซลเซยส การสญเสยความรอนจากเตาสภายนอก อาจมผลท าใหปฏกรยาหยดลงกอนทกาซใน

Reduction Zone จะเกดอยางสมบรณ วธแกไขกโดยการหมฉนวน นอกจากนการออกแบบท

ก าหนดให Reduction Bed ยาวเกนไปอาจมผลตอการสญเสยความดนภายในเตาหรอการเพม

อณหภมตอนเรมตน โดยการเพมอตราการไหลเขาสเตา เชนทผลผลตสงๆอาจชวยลดชวงความยาว

ของ Reduction Zone ลงได อยางไรกตามประสทธภาพของเตาจะลดลงไปดวย ผลจากการทดลอง

ของ Groeneveld พบวาสาหรบเตาแบบคอคอดหนงชน ความสงของ Reduction Zone 5-10

เซนตเมตร จะท าใหเกดปฏกรยา Reduction ประมาณ 90 เปอรเซนต และส าหรบเตาแบบคอคอด

สองชน ทระยะความสงของ Reduction Zome เทากนปฏกรยา reduction จะเกดเกอบสมบรณ (สง

28

ถง 95 เปอรเซนต) และ Residence Time อยทประมาณ 1 วนาท (เตาเปลาท 0องศาเซลเซยส) ท าให

เขาสมมตวาหาก Reduction Zone สง 50 เซนตเมตร จะมผลท าใหปฏกรยา reduction เกดอยาง

สมบรณ อยางไรกตามขนาดดงกลาวนคอนขางจะยาวเกนไปAnil K. Rajvanshi ไดเสนอแนะให

Reduction Zone มขนาดสน แตมชองวางรอบๆฐานของ Reduction Zone เพอเพมบรเวณ Reduction

นอกจากน Reduction Zone ชวงสนยงลดการสญเสยความรอนผานผนงเตาดวย

2.5 เครองก าเนดไฟฟา [7]

เครองก าเนดไฟฟา คอ เครองมอทใชส าหรบแปลงพลงงานกลเปนพลงงานไฟฟา โดย

อาศยหลกการท างาน เมอมสนามแมเหลกเคลอนทตดผานขดลวด หรอขดลวดเคลอนทตด

สนามแมเหลกกจะไดไฟฟาออกมา

ลกษณะทวไปของเครองก าเนดไฟฟาจ าแนกออกเปนประเภทใหญ ๆ ได 2 ชนด คอ

- เครองก าเนดไฟฟากระแสสลบ (Alternator)

- เครองก าเนดไฟฟากระแสตรง (Dynamo)

ในทนจะกลาวเฉพาะเครองก าเนดไฟฟากระแสสลบ

เครองก าเนดไฟฟากระแสสลบประกอบดวยสวนใหญ ๆ 2 สวน คอ

2.5.1 เครองตนก าลง เปนสวนทผลตพลงงานกลขนมา เพอหมนเพลาของเครองก าเนดไฟฟา เชน

- กงหนน า ไดแก เขอนตาง ๆ

- กงหนไอน า ไดแก การน าเอาน ามาท าใหเกดความรอนแลวน าเอาไอน าไปใชงาน

- กงหนแกส มแบบใชน ามนดเซล น ามนเบนซน สวนใหญใชน ามนดเซลเพราะราคาถก

29

ภาพท 2.3 หลกการพนฐานของเครองก าเนดไฟฟา ชนด AC

จดประสงคการใชงาน เปนเครองผลตกระแสไฟฟาส ารองในกรณทกระแสไฟฟาของการ

ไฟฟาดบเพอใหหนวยงานมกระแสไฟฟาใชอยางตอเนอง

ภาพท 2.4 แสดงเครองก าเนดไฟฟาขนาดเลก

2.5.2 Generator เปนตวผลตพลงงานไฟฟา โดยหลกการเหนยวน าของแมเหลกมหลายแบบดงน

แบบทนหมน Revolving Armature Type (Ra Type) แบบนใชวธหมนขดลวดทองแดงท

พนอยบนแกนเพลาหมนตดผานเสนแรงแมเหลกทอยบนเปลอกท าใหเกดไฟฟาเหนยวน าขนท

ปลายขดลวดทองแดง น าเอาแรงดนไฟฟานไปใชงานโดยผาน Slip Ring (วงแหวนทองเหลอง) และ

แปรงถาน ขวแมเหลกทจะท าใหเกดไฟฟาเหนยวน าน ไมไดเปนแมเหลกถาวรหรอแมเหลก

ธรรมชาตทมความเขมของสนามแมเหลกคงท แตใชไฟฟากระแสตรงปอนผานขดลวดทองแดงท

พนรอบแกนเหลกออน เพอท าใหเกดแมเหลกไฟฟาเหนยวน าขน ปรมาณของไฟฟากระแสตรงนจง

สามารถควบคมปรมาณแรงดนไฟฟากระแสสลบได โดยการเพมหรอลดปรมาณของไฟฟา

กระแสตรง

แบบขนแมเหลกหมน Revolving Field Type (Rf Type) แบบนใชวธหมนขวแมเหลกทอย

บนเพลา ท าใหเสนแรงแมเหลกตดผานขดลวดทองแดงทพนตดอยบนเปลอก ท าใหเกด

30

แรงดนไฟฟาบนปลายขดลวดทองแดง แบบนไมตองม Slip Ring และแปรงถาน เพอน า

แรงดนไฟฟาไปใชงาน แตมแปรงถานและ Slip Ring ตอกบขดลวดทองแดง ทพนอยบนแกน

แมเหลก เพอใชส าหรบปอนไฟฟากระแสตรงไปเลยงขดลวดทองแดง เพอสรางความเขมของ

สนามแมเหลกแบบไมมแปรงถาน Brushless Type (Bl Type)แบบนแบงตามขนตอนการท างาน

ออกเปนสวน ๆ ได 4 สวน คอ

ก. Exciter ประกอบดวย

- Exciter Field Coil เปนขดลวดทท าใหเกดแมเหลกไฟฟาเหนยวน าจะตดอยกบสวนทอย

กบท

- Exciter Armature เปนชดทประกอบดวยขดลวดทจะถกท าใหเกดกระแสไฟฟาเหนยวน า

โดยเปนสวนทตดอยกบเพลาและหมนไปพรอมกบเพลากระแสทเกดขนในจะเปนไฟฟา

กระแสสลบ3เฟส

ข. Rotating Rectifier

จะตดอยบนเพลาจงหมนตามเพลาไปดวย มหนาทแปลงกระแสไฟฟาสลบทเกดจาก

Exciter Armature ใหเปนไฟฟากระแสตรง

ค. Main Generator

เปนสวนทผลตกระแสไฟฟาเพอออกไปใชงานจรง ประกอบดวย

- Rotating Field Coil เปนขดลวดทพนรอบแกนเหลกทตดกบเพลาเพอท าใหเหลก

กลายเปนสนามแมเหลกไฟฟา โดยไดรบไฟฟากระแสตรงทปอนมาจากRotating Rectifier

- Stator Coil (Alternator Armature)เปนขดลวดทจะถกท าใหเกดไฟฟาเหนยวน าขนและ

จายกระแสไฟฟาสลบออกไปใชงาน

ช. Automatic Voltage Regulator (A.V.R.)

เปนชดควบคมแรงดนไฟฟาทน าไปใชงานใหคงท ซงเปนการท างานควบคมอยางอตโนมต

หลกการท างานของ A.V.R. เปนการน ากระแสสลบทเกดจาก Stator Coil มาแปลงเปนกระแสตรง

จายเขา Exciter Field Coil โดยปรมาณกระแสตรงจะมการควบคมใหมากหรอนอยตามสภาพการณ

ของแรงดนไฟฟาจาก Stator Coil โดยเปนไปอยางอตโนมต

31

2.6 หลกการก าเนดแรงเคลอนไฟฟา [8]

2.6.1 หลกการขดลวดตดผานสนามแมเหลก

ภาพท 2.5 หลกการก าเนดแรงเคลอนไฟฟา

หลกการก าเนดแรงเคลอนไฟฟาโดยวธการของขดลวดตดผานสนามแมเหลกมหลกการ

ดงนใหขวแมเหลกอยกบทแลวน าขดลวดตวน ามาวางระหวางขวแมเหลกแลวหาพลงงานมาหมน

ขดลวดตดผานสนามแมเหลกท าใหไดแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าเกดขนทขดลวดตวน าน

2.6.2 หลกการสนามแมเหลกตดผานขดลวด

ภาพท 2.6 หลกการก าเนดแรงเคลอนไฟฟาของสนามแมเหลกตดผานขดลวด

หลกการก าเนดแรงเคลอนไฟฟาโดยวธการของสนามแมเหลกตดผานขดลวดหลกการให

ขดลวดลวดตวน าอยกบทแลวหาพลงงานกลมาขบใหสนามแมเหลกตดผานขดลวดตวน าท าใหได

แรงเคลอนไฟฟาเหนยวเกดขนทขดลวดตวน าน เครองก าเนดไฟฟา อาศยหลกการขดลวดตวน า

32

หมนตดสนามแมเหลกขดลวดตวน าท สรางแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน านเรยกวา ขดลวดอารเมเจอร

(Armature) ซงวางอยระหวางขวแมเหลกและสามารถหมนไดโดยมตนก าลงงานกลมาขบ เมอ

ขดลวดนตดผานสนามแมเหลกท าใหเกดแรงเคลอนไฟฟากระแสสลบเกดขนในขดลวดอารเมเจอร

2.6.3 เครองก าเนดไฟฟากระแสตรง

ภาพท 2.7 แรงเคลอนไฟฟากระแสสลบไหลมาถงซคอมมวเตเตอร

เ มอแรงเคลอนไฟฟากระแสสลบไหลมาถงซคอมมวเต เตอร(Commutator)ไฟฟา

กระแสสลบนถกเปลยนใหเปนไฟฟากระแสตรงและไหลออกสวงจรภายนอกโดยผานแปรงถาน

2.6.4 เครองก าเนดไฟฟากระแสสลบ

ภาพท 2.8 แรงเคลอนไฟฟากระแสสลบไหลมาถงวงแหวนลน

เมอ แรงเคลอนไฟฟากระแสสลบไหลมาถงวงแหวนลน( Slip Ring) แรงเคลอนไฟฟา

กระแสสลบ นไหลออกสวงจรภายนอกโดยผานแปรงถาน( Brushes) ถา เราลองท าการทดลองดง

ภาพท 15.21 ก. คอ น าขดลวดตวน าทพนรอบแกนพลาสตกมาตอเขากบกลปวานอมเตอร (เครองวด

33

กระแสไฟฟาอยางงาย)และน าแทงแมเหลกอนหนง เคลอนทเขาหาและออกจากแกนขดลวดอยาง

รวดเรว โดยใหแกนขดลวดอยนง เราจะเหนวาเขมของกลปวานอมเตอรจะกระดกกลบไปกลบมา

ซงแสดงวาขณะนนมกระแสไฟฟาไหลผานในขดลวดตวน าและเปนไฟฟากระแสสลบ และถาเรา

ลองใหแทงแมเหลกอยนงๆแตเคลอนทแกนขดลวดเขาและออกแทน ผลทไดกจะเปนเชนเดยวกน

คอ เขมของกลปวานอมเตอรจะกระดกไปมา แสดงวามไฟฟากระแสสลบไหลผานเชนกน การ

เคลอนทแกนขดลวดเขาและออกจากแทงแมเหลกหรอการเคลอนทแทงแมเหลกเขาและออกจาก

แกนขดลวดนนเปนการท าใหสนามแมเหลกในขดลวดเกดการเปลยนแปลง และการเปลยนแปลงน

จะเหนยวน าใหเกดกระแสไฟฟาไหลในขดลวด แตถาเราไมไดเคลอนททงแกนขดลวดและแทง

แมเหลก เขมของกลวานอมเตอรกจะไมกระดก เพราะสนามแมเหลกในขดลวดขณะนนไมมการ

เปลยนแปลง จงไมท าใหเกดกระแสไฟฟาเหนยวน า หลก การดงกลาวขางตนนไมเคล ฟาราเดย เปน

ผคนพบในป พ.ศ. 2374 แลวเขายงพบวาถาเคลอนทแทงแมเหลกเขาหรอออกจากขดลวดอยาง

รวดเรว จะท าใหเกดกระแสไฟฟาไหลในขดลวดไดมากกวาการเคลอนทแทงแมเหลกอยางชาๆ จาก

การเปลยนพลงงานกลใหเปนพลงงานไฟฟาไดของไดนาโมนเอง เราจงใชพลงงานความรอนจาก

แหลงตางๆ เชน พลงงานจาการเผาไหมเชอเพลงพลงงานนวเคลยร และพลงงานความรอนใตพภพ

มาตนน าใหเดอด เพอท าใหเกดไอน ามาหมนไดนาโมแลวผลตเปนกระแสไฟฟาออกมาไดนาโมม 2

ชนด คอ ไดนาโมกระแสตรงและไดนาโมกระแสสลบ มสวนประกอบทส าคญ คอ

- ขวแมเหลก 2 ขว คอ ขวเหนอและขวใต ซงท าใหเกดสนามแมเหลก

- ขดลวดเปนขดลวดตวน าทพนรอบแกนเหลกออน ซงเรยกวา ขดลวดอารเมเจอรใช

ส าหรบหมนตดกบสนามแมเหลก

- วงแหวนลนหรอวงแหวนแยก และแปรงถาน ซงเปนจดเชอมตอกบวงจรภายนอก

ไดนาโมกระแสสลบ เปนไดนาโมทผลตไฟฟากระแสสลบออกมาใชงาน ปลายทงสองของขดลวด

จะเชอมตอกบวงแหวนลนแตละอนเมอหมนขดลวดวงแหวนทงสองกจะหมนตามไปดวยโดยแตะ

อยกบแปรงตลอดเวลา เมอขดลวดเคลอนทตดกบสนามแมเหลก (หมน) กจะท าใหเกดกระแสไฟฟา

เหนยวน าขน ซงกระแสไฟฟาทเกดจะไหลเขาและออกจากปลายขดลวดแตละดานกลบไปกลบมา

34

ท า ใหเกดไฟฟากระแสสลบ ไดนาโมกระแสตรง เปนไดนาโมทผลตไฟฟากระแสตรงออกมาใช

งาน โดยทปลายท งสองของขดลวดจะเชอมตอกบแตละดานของวงแหวนผาซกซงท าให

กระแสไฟฟาเหนยวน าทเกดขนเมอขดลวดหมนมทศทางการไหลไปใน ทางเดยวตลอดเวลา ดงนน

กระแสไฟฟาทไดจงเปนไฟฟากระแสตรง

35

บทท 3

การออกแบบโครงงาน

ในบทนจะกลาวถงการออกแบบของชดเครองก าเนดไฟฟาแกสไฟเออรโดยมหวขอหลกๆประกอบดวย ชดทดสอบแกสซไฟเออรส าหรบผลตไฟฟา ชดเตาเผาแกสซไฟเออร ชดกกเกบแกส เครองก าเนดไฟฟาและเชอเพลงทใชในการทดสอบโดยจะอธบายตามล าดบดงตอไปน

3.1 ชดทดสอบแกสซไฟเออรส าหรบผลตไฟฟา

การออกแบบโดยรวมของชดทดสอบแกสซไฟเออรกบชดกกเกบแกสและเครองยนตก าเนดไฟฟาดงภาพท 3.1

ภาพท 3.1 ชดทดสอบแกสซไฟเออรส าหรบผลตไฟฟา

ซงจะอธบายสวนประกอบชดทดสอบแกสซไฟเออรส าหรบผลตไฟฟาตามหมายเลขดงตอน

1 พดลม 6 วาลวทดสอบกาซ 11 ชดกกเกบแกส

2 วาลวปรบอากาศ 7 ตวกรอง 12 เครองยนตก าเนดไฟฟา

3 จดเอาขเถาออก 8 วาลวตวกรอง 13 เจนเนอเรเตอร

4 เตาเผาแบบไหลขน 9 ทอสงกาซ 10 วาลวเปดเขาปมลม

5 วาลวปรบอากาศส าลอง

36

ชดทดสอบแกสซไฟเออรส าหรบผลตไฟฟาประกอบดวย ชดกรอง ชดกกเกบแกส เครองยนตก าเนด

ไฟฟา โดยมหลกการท างานคอกาซชวมวล จะผลตไดจากเตา โดยควบคมปรมาณอากาศจากโบลเวอร และวาลว

ควบคมอากาศจากนนจะท าความสะอาดและลดความรอนดวยชดกรองและระบายความรอนกอนทกาซจะถก

สงออกไปทวาลวปลอยกาซเขาสชดกกเกบแกสแลวปลอยกาซเขาเครองยนตเพอท าการผลตไฟฟา

3.2 เชอเพลง

เชอเพลงทใชในการทดสอบการผลตแกสซไฟเออรใชเชอเพลงเปนซงขาวโพดและภาพจรงจะอธบายดงภาพท 3.2

ภาพท 3.2 ซงขาวโพด

เชอเพลงออนมอตราการเผาไหมทเรวท าใหเชอเพลงเผาไหมหมดไดเรวเกนไปและม

ปรมาณน ามนดบมากกวา เนองจากเชอเพลงออนมความพรนมากท าใหมความชนสง ในขณะท

เชอเพลงแขงมอตราการใหกาซทนอยกวาเชอเพลงออน แตใชเวลาในการเผาไหมทมากกวาและ

ปรมาณน ามนดบทนอยกวา

37

3.3 ชดเตาเผาแกสซไฟเออร

ชดเตาเผาแกสซไฟเออรนนจะอธบายเปนสวนๆดงภาพท 3.3

ภาพท 3.3 ชดเตาเผาแกสซไฟเออร ชดเตาเผาแกสซไฟเออรจากภาพท 3.2 มหลกการท างานคอ ชวมวล จะผลตไดจากเตาโดย

ควบคมปรมาณอากาศจากโบลเวอรและวาลว ควบคมอากาศจากนนจะท าความสะอาดดวยชดไซโคลน ท าการเปดวาลวและจดไฟถาตดแสดงวาแกสทออกมาสามารถน าไปใชไดจากนนใหท าการปดวาลวกอนทแกสจะถกสงออกไปทวาลวปลอยแกส

38

3.4 ชดกกเกบแกส

ชดกกเกบแกสและภาพจรงจะอธบายแบงเปนสวนๆดงภาพท 3.3

ภาพท 3.4 ชดกกเกบแกส

ชดเตาเผาแกสซไฟเออรจากภาพท 3.2 เมอเปดวาลวแกสจะถกสงออกไปทถงกกเกบแกส

จากนนจะท าการอดแกสเขาสถงกกเกบและท าการเตรยมปลอยแกส

3.5 ชดเครองก าเนดไฟฟา

ชดเครองก าเนดไฟฟาและภาพจรงจะอธบายแบงเปนสวนๆดงภาพท 3.5

ภาพท 3.5 เครองก าเนดไฟฟายหอ Sakari SH 1000DX 99 ซซ 2.5แรงมา ก าลงการผลตไฟฟา 750

วตต

ชดกกเกบแกสจากภาพท 3.4 เมอในถงกกเกบ เกบแกสจนเตมจะท าการปลอยเขาเครอง

ก าเนดไฟฟาเพอท าการผลตไฟฟา

39

บทท 4

การทดลองและผลการทดลอง

ในบทนจะกลาวถงการทดลอง เตาเผาแกสซไฟเออรส าหรบผลตแกสใชในเครองยนต

750w โดยมการทดสอบดงนน ามนเบนซน,LPG,ชวมวล โดยจะท าการก าหนดเชอเพลงทใชเผาใน

แตละครงและท าการจบเวลาบนทกผลการทดลอง ขอมลทเกบคอประสทธภาพ อตราการสนเปลอง

จะมล าดบขนตอนตามบลอคไดอะแกรมดงภาพท 4.1

ภาพท 4.1 ขนตอนการทดลองโดยรวม

ทดสอบ

น ามนเบนซน LPG แกสซไฟเออร

Generator

ผลการทดลอง

ท าการวเคราะห

สรป

40

4.1 การทดสอบเครองก าเนดไฟฟาดวยน ามนเบนซน

วตถประสงค

- เพอศกษาการทดลองและทดสอบ Generator ขณะเดนเครองแบบม Load

- เพอทดสอบสภาวะการใชงานจรงของ Generator

อปกรณ

- เครอง Generator 750W - น ามนเบนซน

- ถวยตวงน ามน - เครองมอวด

- โหลดขนาด 200w 400w 600w 850w

ขนตอนการทดลอง

ภาพท 4.2 เตรยมน ามนดวยถวยตวง

1. ท าการเตรยมน ามนเบนซน เพอใชในการทดสอบเดนเครองยนตโดยมถวยตวงน ามนใน

การเตมแตละครง ตามภาพท 4.2

41

ภาพท 4.3 การเดนเครองยนตโดยมถวยตวงน ามนในการเตม

2. น าน ามนทท าการตวงแลวบนจลงในเครองยนต Generator ดงภาพท4.3

ภาพท 4.4 ท าการ Start เครองยนต

3. เมอท าการเตมน ามนเสรจเรยบรอยหลงจากนนท าการตอ Load เขากบเครองยนตแลว

ท าการ Start ดงภาพท 4.4

42

ภาพท 4.5 ท าการวดคา Load ขนาดตางๆ

4. เมอท าการเดนเครองยนตแลวท าการวดคาโหลดขนาด 200 4000 และ 600w ท าการ

บนทกผลตามภาพท 4.5

ตารางท 4.1 ผลการทดลองโดยใชน ามนเบนซนเปนเชอเพลง

เบนซน ภาระทางไฟฟา(วตต)

แรงดน(โวลล)

กระแส(แอมป)

เวลา (นาท)

พลงงานไฟฟา(กโลวตตตอชวโมง)

1 ลตร

0 222 0 152 0 200 222 0.89 120 0.4 400 221 1.75 96 0.64 600 221 2.71 84 0.84 850 220 3.63 72 1.02

43

ภาพท 4.6 ผลการทดลองโดยใชน ามนเบนซนเปนเชอเพลง

4.2 ทดสอบดวยแกส LPG

วตถประสงค

- เพอทดสอบคณสมบตของก าลงไฟฟาในเครองยนต Generator 750W ระบบเบนซน ท

ท าการดดแปลงแลว

- เพอศกษาการทดลองและทดสอบเครองยนต Generator 750W ขณะเดนเครองแบบม

Load โดยใชเชอเพลงเปนแกสLPG

- เพอทดสอบสภาวะการใชงานจรงของเครองยนต Generator

อปกรณ

- เครองยนต Generator 750W ระบบเบนซน ทท าการดดแปลงแลว

- ถงแกสขนานเลก - เครองมอวด

- ตาชงดจตอล - ชดทดลองโหลด

- ตาชง

44

ขนตอนการทดลอง

ภาพท 4.7 ตาชงวดน าหนกและถงแกส

1. น าตาชงและถงแกสมาชงน าหนกท าการวดคาเพอบนทกผลคาน าหนกกอนทจะท าการ

ทดสอบ แสดงในภาพท 4.7

ภาพท 4.8 ตอสายเขากบถงแกส

2. ท าการตอสายเขากบเครองยนต และเขากบถงแกสทเราเตรยมไวแสดงในภาพท 4.8

45

ภาพท 4.9 ภาพรวมตอนเดนเครองยนต

3. น าชดทดลองโหลดมาตอเขากบเครองยนต Generator เปดแกสแลวท าการ Start

เครองยนต แลวท าการปรบแกสเพอใหเครองยนตนงกอนทท าการวดแสดงในภาพท 4.9

ตารางท 4.2 ผลการทดลองโดยใชแกสLPGเปนเชอเพลง

LPG ภาระทางไฟฟา(วตต)

แรงดน(โวลล)

กระแส(แอมป)

เวลา (นาท)

พลงงานไฟฟา(กโลวตตตอชวโมง)

1 กโลกรม

0 218 0 260 0

200 216 0.92 210 0.7

400 213 1.87 170 1.132

600 206 2.91 130 1.296

46

ภาพท 4.10 ผลการทดลองโดยใชแกสLPGเปนเชอเพลง

4.3 ทดสอบดวยกาซชวมวล

วตถประสงค

- เพอทดสอบคณสมบตของก าลงไฟฟาในเครองยนต Generator 750W ระบบเบนซน ท

ท าการดดแปลงแลว

- เพอศกษาการทดลองและทดสอบเครองยนต Generator 750W ขณะเดนเครองแบบม

Load ใชเชอเพลงกาซชวมวลและทดสอบสภาวะการใชงานจรงของเครองยนต Generator

อปกรณทใชในการทดสอบกาซชวมวล - เครองยนตเบนซนขนาด 750W 1 ตว - ชดทดลองโหลด 1 ชด - เตาเผาแกสซไฟเออร 1 เตา - พดลม 1 ตว - ตราชง 1 ตว - โหลดไฟ 4 หลอด สวาน 1 ตว พดลม 1 ตว - เครองปมลม 1 ตว - น ามนเบนซนใชในการสตาร1ลตร - เครองมอวดดจตอล - เครองมอชาง - ซงขาวโพด

47

ขนตอนการทดลอง

ภาพท 4.11 การตอสายเตาเผาเตาเผา ปมลม เครองยนต

1. ท าการเตรยมชดทดสอบ เตาเผา ปมลม เครองยนต และชดทดลองโหลดมาท าการตอ

สายเขาดวยกนดงภาพท 4.11

ภาพท 4.12 น าหนกซงขาวโพด

2. น าซงขาวโพด 1 กระสอบมาชงน าหนกได 6 ก.ก กอนท าการทดลองดงภาพท 4.12

48

ภาพท 4.13 บนจเชอเพลง

3. ท าการเปดฝาและบนจเชอเพลงลงในเตาเผาและท าการปดฝาใหแนน ดงภาพท 4.13

ภาพท 4.14 จดไฟในเตาเผา

4. เมอบนจซงขาวโพดลงในเตาเผาเรยบรอยแลวท าการจดไฟในเตาเผา ททอหมายเลข1

และน าพดลมมาดดอากาศออก ดงภาพท 4.14

49

ภาพท 4.15 พดลมมาดดอากาศ

5. เมอท าการจดไฟเสรจแลวพอไฟเรมตดจะมควนออกมาทเตาเผาและน าพดลมมาตอทอ

ดานหนาของเตาเผา ดงภาพท 4.15

ภาพท 4.16 มควนสเทาขน

6. เมอน าพดลมาตอททอดานหนารอจนกวาจะมควนสเทาขนลอยขนมาททอหมายเลข6 ใช

เวลาประมาน 2-5 นาท ดงภาพท 4.16

50

ภาพท 4.17 การจดไฟททอ

7. เมอมควนสเทาขนขนมาใหท าการทดสอบโดยท าการจดไฟททอหมายเลข 6 ถาตดไฟแสดง

วาแกสทออกมาพรอมใชงาน ดงภาพท 4.17

ภาพท 4.18 การเปดวาลวเครองปมลม

8. ท าการปดวาลวททอหมายเลข6 และท าการสตารเครองปมลมเพอท าการดดแกสจาก

เตาเผามาเกบทถงลมใชเวลาในการเกบประมาน6-10นาท เตมถงลมท 6ก.ก ดงภาพท 4.18

51

ภาพท 4.19 ภาพรวมในการตดเครองยนตโดยใชกาซชวมวล

9. ท าการดบไฟในเตาเผาโดยการปดวาลวทงหมดไมใหมอากาศเขาไปในตวเตาเผาจากนน

น าน ามนปนจในเครองยนตและท าการสตารเครองยนตดวยน ามนกอนจากนนปดวาลวน ามนและ

ท าการเปดวาลวทถงลมเพอน าแกสทเราไดจากการเผาไหมมาใชเปนเชอเพลงแทนน ามนท าการวด

คาและเกบขอมลในการทดสอบ ดงภาพท 4.19

52

ตารางท 4.3 ผลการทดลองโดยใชกาซชวมวลเปนเชอเพลง

กาซชวมวล ภาระทางไฟฟา

(วตต)

แรงดน

(โวลล)

กระแส

(แอมป)

เวลา

(นาท)

พลงงานไฟฟา

(กโลวตตตอชวโมง)

6 กโลกรม

0 217 0 144 0

200 217 0.9 131 0.48

400 213 1.8 126 0.872

600 206 2.9 108 1.08

ผลการทดลองแกสซไฟเออร

ผลการทดลอง ความสมพนธระหวางเวลากรณทใชน ามนเบนซน91 แกสLPG และกาซชวมวล เปนเชอเพลงในการผลตกระแสไฟฟาโดยการตอโหลดตางกนไป

ภาพท 4.20 ผลการทดลองแกสซไฟเออร

53

ตารางท 4.4 คาความรอนของเชอเพลง

เชอเพลง คาความรอน

น ามนเบนซน (ลตร) 34.2MJ/L LPG(ก.ก) 50.22MJ/kg

ซงขาวโพด(ก.ก) 18.04MJ/kg

ตวอยาง การหาประสทธภาพเชอเพลงน ามนเบนซน 1ลตร ใชโหลด 0.6กโลวต ใชเวลาในการเดน

เครองยนต 1.4 ชวโมง จนเครองดบ

สตรการหาประสทธภาพ Ein

Eout

kwhEout 84.04.16.0

คาพลงงานความรอนของน ามน 1 ลตร = 34.2MJ/L

kwhMJ 16.3

kwhMJ

MJEin 5.9

6.3

2.34

ประสทธภาพ %8.81005.9

84.0

kwh

kwh

ตารางท 4.5 ประสทธภาพไฟฟาของเชอเพลง

วตต น ามน LPG ซงขาวโพด 200 4.2% 5% 1.6% 400 6.7% 8.1% 3% 600 8.8% 8.6% 3.6%

54

ภาพท 4.21 ประสทธภาพ

จากผลการทดสอบโหลดทภาระก าลงไฟฟาเฉลย 200w , 400w และ 600w กบเครองยนต

เบนซนขนาดเลก พบวาแกสLPGมประสทธภาพดในชวง 200w ถง 500w สวนน ามนจะม

ประสทธภาพดกวาในชวง 550w ขนไปสวนของแกสชวมวลมประสทธภาพนอยแตสามารถใชงาน

ได

55

บทท 5

สรปผลและขอเสนอแนะ

การเปรยบเทยบเครองยนตเลกกรณทใช น ามน LPG และกาซชวมวล เปนเชอเพลงโดย

เปรยบเทยบจากคาประสทธภาพและการสนเปลอง การทดลองนแบงเปน 3 กรณ คอ ใชน ามน

เบนซน 91 เปนเชอเพลง LPG และใชกาซชวมวลทผลตจากซงขาวโพด 6 กโลกรม LPG 1กโลกรม

น ามนเบนซน 1ลตร แลวน าคาทไดมาเปรยบเทยบกน ประสทธภาพกรณทใชน ามนเบนซน 91 เปน

เชอเพลงมคาเทากบ 11.66% และกรณทใชแกสLPGเปนเชอเพลงคอ 9.3% จะเหนไดวาทงสองกรณ

มคาใกลเคยงกนสวนแกสชวมวลไดคา 6.1% นอยกวาน ามนเบนซน91 และ LPG เพราะใชคาอด

ตราสวนตางกนจากผลการทดลองพบวา เครองยนตทใชกาซชวมวลเปนเชอเพลงมประสทธภาพ

การท างานนอยลงเครองยนตทใชน ามนเบนซน 91 ทงในแงก าลงทผลต การสน และอตราสวน

อากาศตอเชอเพลงอยางไรกตามเครองยนตแกสซไฟเออรยงมขอจ ากดในการใชงานอยมาก นนคอ

ไมเหมาะทจะใชกบเครองยนตทเคลอนทเชน รถยนต รถจกรยานยนต เครองยนตแกสซไฟเออร

เหมาะใชกบเครองยนตทใชงานอยกบทเชน เครองปนไฟ เครองสบนา เปนตน

ปญหาทพบจากการทดลอง

ในการผลตกาซเชอเพลงนน จะตองมการเผาไหมชวมวลทอณหภมสงสงทเหลอจากการ

เผาไหมคอขเถา โดยขเถาดงกลาวจะตกลงไปในชองเกบขเถา แตอาจจะมบางสวนทตกลงไปไม

หมด ท าใหขเถาดงกลาวถกเผาซ าทอณหภมสงท าใหเกดการหลอมของเถา และเมอมการสะสมมาก

ขนขเถาจะจบตวเปนกอนซงจะท าใหเตาอดตนไมสามารถผลตกาซใหเพยงพอตอความตองการได

56

ภาพท 5.1 การเผาไหมชวมวลทอณหภมสงสงทเหลอจากการเผาไหมขเถา

อยางไรกตามเถาหนกนนถอวามประโยชนในอตสาหกรรมบางประเภท เชน ใชในนามาผสมกบยาง มอตอยเพอราดถนน

ความสะอาดไสกรองกาซ หลงจากการทดลอง เมอถอดไสกรองกาซออกมาพบวากรองอากาศสกปรกในชวงตน สวน

ชวงปลายกอนสงออกมสเทา แสดงใหเหนวากาซทออกมามฝ นหรอน ามนดนปะปนมาดวย

ภาพท 5.2 กาซทออกมามฝ นหรอน ามนดนปะปนมา

57

อตราการสนเปลองเชอเพลง ระบบกาซชวมวลนนมความประหยดมากกวาระบบน ามนเชอเพลงจะเหนไดจากตาราง

แสดงความสนเปลอง

ตารางท 5.1 อตราการสนเปลองเชอเพลงกโลวตตตอชวโมง

อตราการสนเปลอง เชอเพลง อตราสวน คาความรอน

น ามนเบนซน 1.25ลตร/กโลวตต/ชวโมง 34.2MJ/L LPG 0.8กโลกรม/กโลวตต/ชวโมง 50.22 MJ/Kg

ซงขาวโพด 5กโลกรม/กโลวตต/ชวโมง 18.04 MJ/Kg

โดยราคาเชอเพลง ณ วนท 10 มถนายน 2559

น ามนเบนซน91 32 บาท/ลตร

แกสLPG 17 บาท/ลตร

ซงขาวโหด 1 บาท/กโลกรม

จดคมทนทางเศรษฐศาสตร ชมชนทอยหางไกลใชไฟฟาประมาณเดอนละ 500 บาท ตอหลงคาเรอน

การไฟฟา 1 หนวย = 3.50 บาท (เปนฐาน) ตองการทราบเดอน1ใชไฟฟาไปกหนวย 500 ÷ 3.50 = 143 หนวย

ชมชนทไมมไฟฟาใชตองการใชไฟฟาเดอนละ 143 หนวย ตอหลงคาเรอน ในกรณตองการใชเชอเพลงเปนน ามน,LPGและซงขาวโพดอยากทราบวาตองเสยคาใชจายปละเทาไร กรณท1 น ามนเปนเชอเพลง

เครองก าเนดไฟฟาขนาด(750w)ตนทน 9,000 บาท ราคาน ามนเบนซนหนวยละ 32 บาท (ณ วนท 10 มถนายน 2559) ตองการทราบวาหนงเดอนตองจายกบาท 143 × 40 = 5,720 บาท/เดอน คดเปนรายป 4,576 × 12 = 54,912 บาท/ป

58

กรณท2 LPGเปนเชอเพลง เครองก าเนดไฟฟาทท าการดดแปลงใชกบแกสLPG9ตนทน 20,000 บาท ราคาLPGหนวยละ 15 บาท (ณ วนท 10 มถนายน 2559) ตองการทราบวา1เดอนตองจายกบาท 143 × 15 = 2,145 บาท/เดอน คดเปนรายป 2,145 × 12 = 25,740 บาท/ป

กรณท3 ซงขาวโพดเปนเชอเพลง เครองก าเนดไฟฟาชดเตาเผาชวมวลและอปกรณตางๆตนทน 40,000บาท ราคาซงขาวโพดหนวยละ 5 บาท (ณ วนท 10 มถนายน 2559) ตองการทราบวา1เดอนตองจายกบาท 143 × 5 = 715 บาท/เดอน คดเปนรายป 715 × 12 = 8,580 บาท/ป

เปรยบเทยบน ามนกบLPG ราคา น ามน 54,912 บาท/ป ราคา LPG 25,740 บาท/ป

ผลประหยดตอป 54,912-25,740 = 29,172 บาท/ป ระยะเวลาการคมทน (20,000 ÷ 29,172)× 12 = 8.2 เดอน เปรยบเทยบน ามนกบซงขาวโหด

ราคาน ามน 54,912 บาท/ป ราคาซงขาวโพด 8,580 บาท/ป

ผลประหยดตอป 54,912 - 8,580 = 46,332 บาท/ป ระยะเวลาการคมทน (40,000÷46,332)× 12 = 10.3 เดอน ตารางท 5.2 เปรยบเทยบของกรณทใชนามนเชอเพลงกบกรณทใชกาซชวมวล

ขอเปรยบเทยบ

ระบบกาซชวมวล

ระบบนามนเชอเพลง

LPG

ความประหยด

✓

ความสะดวกในการใชงาน

✓

ความสะอาดของเครองยนต

✓

✓

59

ระบบกาซชวมวลจะใชงานคอนขางยากเพราะตองมการสลบเปลยนเชอเพลงจากน ามนให

เปนกาซ ดงนน ระบบนจงไมเหมาะสมถาน ามาใชกบเครองยนตเคลอนท เชน รถยนต มอเตอรไซค

แตจะใชงานไดดในเครองยนตทอยกบท เชน เครองผลตไฟฟา เครองสบน า อยางไรกตาม

เครองยนตทใชระบบกาซชวมวลจะตองมการบ ารงรกษามากกวาระบบทใชน ามนเชอเพลงปรกต

เพราะกาซเชอเพลงจะมสงสกปรกปะปนมาดวย

5.2 ขอเสนอแนะ

ควรมชดปอนเชอเพลงซงขาวโพดเขาเตาอยางตอเนอง เพอใหเครองยนตสามารถท างานได

โดยไมสะดด และควรมการออกแบบระบบระบายความรอนกบชดกรองเพม

60

เอกสารอางอง

[1] http://www.eppo.go.th/doc/doc-AlterFuel.html

[2] กรมวทยาศาสตรบรการ กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย, พลงงานจากชวมวล,

ส านกหอสมดและศนยสารสนเทศวทยาศาสตรและเทคโนโลย, กรงเทพมหานคร

พ.ศ 2553.

[3] กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน กระทรวงพลงงาน, รายงานนามน

เชอเพลงของประเทศไทยประจ าป, กรงเทพมหานคร พ.ศ.2553.

[4] ศภวทย ลวณะสกล,“เครองยนตแกสซไฟเออรใชถานไมผลตกาลงงาน”, การประชม

วชาการแหงชาต, ครงท 1, 24 พฤศจกายน พ.ศ. 2549.

[5] กฤษฎา หนมนต, เตาเผาแกสซไฟเออร, โครงงานระดบประกาศนยบตรวชาชพชนสง

สาขาวชาเครองกล สาขางานเทคนคยานยนต วทยาลยเทคโนโลยภาคตะวนออก

พ.ศ. 2554.

[6] นฤเบศร หนใสเพชร, การออกแบบและสรางเตาแกสซไฟเออรขนาดเลกส าหรบผลต

กระแสไฟฟา,รายงายการวจย ภาควชาวศวกรรมเครองกล คณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยนอรทเชยงใหม 2555.

[7] http://www.mmv.ac.th/supphapong/sci%20617.htm

[8] http://chuphoticups.blogspot.com/2014/03/generator.html

61

ภาคผนวก

62

63