Aerobelt (ตอนที่ 2) โรงไฟฟ้าพลังถ่านหิน (coal-fired Powed Plant)

วันนี้ 19 มิถุนายน 2550 ในตอนที่ 1 นาย TBC ได้รับท่านเรื่องการใช้ระบบลำเลียงแบบอัดอากาศ (Aerobelt) เพื่อลำเลียงถ่านหินสำหรับใช้เป็นเชื้อเพลิงเริ่มต้นในการผลิตกระแสไฟฟ้า นาย TBC รับใช้ไปว่าหากโครงของระบบสายพานต้องถูกแสงแดดส่องด้านเดียวเป็นเวลานาน โครงสายพานนั้นจะเกิดการเสียรูปได้ ซึ่งจะเป็นผลทำให้ระบบลำเลียงมักมีปัญหาโดยเฉพาะอย่างยิ่งสายพานเดินไม่ตรง(Misalignment)ขณะทำงานได้ กล่าวคือ โครงสร้างสายพานจะงอเป็นเส้นโค้งเนื่องจากโครงสร้างส่วนที่ถูกแสงแดดส่อง จะเกิดการขยายตัวมากกว่าข้างที่อยู่ตรงข้างที่ไม่ถูกแดด ดังนั้นจึงควรมีการออกแบบให้มีระยะเผื่อไว้สำหรับการยืด-หด ตัวของเหล็กโครงสร้างไว้ด้วย การออกแบบโดยใช้ Bolt & Nut ยึดโครงสร้าง จะมีความยืดหยุ่นและช่วยผ่อนคลายปัญหาการขยายตัวและหดตัวของเหล็กได้ดีกว่าการใช้วิธีเชื่อมโครงสร้างแบบติดตายตัว

ไหนๆ ก็เขียนมาถึงเรื่องโรงไฟฟ้ากันแล้ว นาย TBC ก็เลยจะขอรับใช้ท่าน โดยนำเสนอความรู้พื้นฐานเล็กๆ น้อยๆ เกี่ยวกับเรื่องโรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงเป็นเกร็ดความรู้ให้ท่านผู้มีอุปการคุณได้เข้าใจสักหน่อยว่า "ถ่านหินสามารถปั่นไฟได้อย่างไร" โดยนำข้อมูลที่ทราบบางส่วนมาประกอบการนำเสนอเพื่อให้ท่านสามารถเห็นภาพแล้วเข้าใจระบบการทำงานได้ง่ายยิ่งขึ้น

ประเทศไทยเราเอง มันโยบายในการรับซื้อไฟฟ้าจากเอกชนทั้งจาก IPP (Indedpendent Power Producer ) และ SPP (Small Power Produce) เพื่อสร้างความมั่นคงด้านพลังงานให้แก่ประเทศ ทั้ง IPP และ SPP ก็พยายามที่จะนำพลังงานราคาถูกมาใช้เพื่อปั่นกระแสไฟฟ้า ถ่านหินจึงเป็นทางเลือกอันดับต้นๆ ที่ได้รับการพิจารณา เนื่องจากมีราคาถูกเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงประเภทอื่นๆ ดังนั้นเมื่อได้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงเริ่มต้นแล้ว เราก็ต้องมาทำความเข้าใจกับระบบการทำงาน (Process) ของมันว่าเริ่มต้นจากไหนแล้วผ่านขั้นตอนการทำงานอะไรบ้าง จนกระทั้งออกมาเป็นกระแสไฟฟ้าให้เราได้ใช้กันอย่างสะดวกสบายอยู่ทุกวันนี้

ขอให้ท่านดูรูปที่นำมาประกอบคู่ควบกันไปด้วยเพื่อที่จะเข้าใจได้ง่ายยิ่งขึ้น ขบวนการผลิตกระแสไฟฟ้า โดยใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง มีขั้นตอนการดำเนินงานต่อไปนี้

ขั้นตอนที่ 1 การขนส่งถ่านหิน โรงไฟฟ้าส่วนมากจะเลือกสถานที่ก่อสร้าง ที่ใกล้แม่น้ำหรือทะเล เนื่องจากสามารถนำถ่านหินสู่โรงงานได้โดยทางน้ำซึ่งประหยัดค่าขนส่งถ่านหินโดยมากเมื่อเปรียบเทียบกับการขนส่งถ่นหินทางรถยนต์ และอีกประการหนึ่งคือ โรงงานผลิตไฟฟ้าต้องการน้ำจำนวนมากสำหรับระบายความร้อนให้ไอน้ำที่ผ่านกระบวนการปั่นกระแสไฟฟ้าแล้ว สามารถนำมาหมุนเวียนใช้ในระบบต่อไป

ขั้นตอนที่ 2และ 3 ถ่านหินที่ขนส่งลงมาจากเรือ อาจจะทำการกองเก็บไว้บนพื้นดิน (2) หรือเก็บไว้ที่โกดัง (3) โดยระบบสายพานลำเลียง หรือระบบวิธีอื่นๆ ตามความเหมาะสม

ขั้นตอนที่ 4 นำถ่านหินขึ้นสู่ Transfer house โดยระบบสายพานลำเลียง ณ สถานที่แห่งนี้ ถ่านหินจะถูกทำให้เป็นเม็ดเล็กลง ขนาดประมาณ 3ส่วน 4 นิ้ว ก่อนที่จะถูกส่งขึ้นไปบนไซโล

ขั้นตอนที่ 5 ป้อนถ่านสู่ไซโล ถ่านหินจะถูกส่งจาก Trausfer house เข้าสู่ไซโล โดยระบบสายพานลำเลียง ปริมาณถ่านหิน 800 ต้น/ชั่วโมง จะถูกลำเลียงและป้อนเข้าสู่ตัวบดถ่านหิน ให้เป็นเม็ดเล็กลงไปอีก ให้ได้ ขนาดประมาณ 1 ส่วน 4 นิ้ว หรือเล็กกว่านั้นอีก เพื่อให้ง่ายต่อการเผาไหม้

ขั้นตอนที่ 6 เผาถ่านหินเตาเผาแพไซโคลน (Cyclone furnaecs) เพื่อให้ความร้อนแก่น้ำใน boiler

ขั้นตอนที่ 7 น้ำจำนวนมากใน boiler จะกลายเป็นไอที่ความร้อนสูงประมาณ 540 องศาเซลเซียส และมีความดันประมาณ 2,400 PSI ไอน้ำที่มีความดันสูงนี้จะอัดตัวกันอยู่ภายในท่อ ซึ่งต่อมายัง Turbine

ขั้นตอนที่ 8 พัดลมพลังสูงจะเป่าอากาสเข้าสู่ boiler เพื่อให้เกิดการเผาไหม้ที่ดีและสมบูรณ์ยิ่งขึ้น

ขั้นตอนที่ 9 ไอน้ำมีความดันถึง 2,400 PSI ก็จะไปขับใบพัดของ Turbine ให้หมุนถึงประมาณ 3,600 RPM

ขั้นตอนที่ 10 Turbine ซึ่งต่ออยู่กับ Generator (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า) จะผลิตกระแสไฟฟ้าสลับ ที่มีความแรงไฟฟ้าที่ประมาณ 20,000-24,000 Volts

ขั้นตอนที่ 11 กระแสไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังหม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer) เพื่อที่จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าให้สูงขึ้นถึง 230,000 Volts จากนั้นกระแสไฟฟ้าจะถูกส่งไปยัง Sub station

ขั้นตอนที่ 12 จาก Sub station กระแสไฟฟ้จะถูกส่งไปยังสายส่งแรงสูง (high-voltage transmission line) เพื่อส่งไปยังผู้ใช้ไฟฟ้าตามบ้านหรืตามโรงงงานต่อไป

กลับมายังระบบกำจัดของเสียที่เกิดจากระบบการทำงานบ้าง

ขั้นตอนที่ 13 พัดลมขนาดยักษ์ จะดูดของเสียส่วนมากเป็นฝุ่นหรือGasที่เกิดจากการเผาไหม้เพื่อจะนำไปปล่อยที่ปลายปล่องควัน

ขั้นตอนที่ 14 ของเสียที่เกิดจากการผาไหม้ (ของเสียที่เกิดจากการเผาไหม้ประกอบด้วย CO2 , SO2 , NOx , ash , slag , gypsum) จะถูกกำจัดโดย electrostatic precipitators(หรือวิธีอื่น ๆ ก็ได้) ณ จุดนี้ผงเถ้า ละเอียด (fine ash) ถึง 99% จะถูกกำจัดอกไป

ขั้นตอนที่ 15 ผงเถ้าละเอียดที่ถูกกำจัดแล้ว จะถูกรวบรวมไว้ที่เก็บผงเถ้า (Ash silo) เพื่อที่จะนำไปใช้ประโยชน์ต่อไป

ขั้นตอนที่ 16 อากาศเสียที่หลงเหลือจากการกำจัดในครั้งแรก จะปล่อยผ่านปล่องควันในระดับสูงเพื่อทำให้อากาสเสีย สามารถแพร่ไปได้ในบริเวณกว้าง โดยวิธีการนี้อากาศเสียจะเจือจางลงเป็นอันมาก

ขั้นตอนที่ 17 การติดตั้งระบบตรวจสอบปริมาณของเสียที่ปล่อยออกมาผ่านปล่องควัน โดยการติดอุปกรณ์ติดตามผลภายในปล่องควัน เพื่อให้แน่ใจว่าของเสียที่ปล่อยออกมา จะไม่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมไม่ เกินจากมาตราฐานที่กำหนดไว้

ขั้นตอนที่ 18 ติดตั้งระบบระบายความร้อน โดยสร้างบ่อกักเก็บน้ำเพื่อสูบน้ำเข้าไประบายความร้อนของไอน้ำ เพื่อให้ไอน้ำเปลี่ยนสถานะเป็นหยดน้ำ น้ำที่ใช้ระบายความร้อนนี้ ก่อนปล่อยสู่แหล่งน้ำสาธารณะต้องมีอุณหภูมิที่ไม่เกินตามที่กำหนดไว้ เพื่อไม่ให้กระทบต่อสิ่งแวดล้อม

ขั้นตอนที่ 19 ไอน้ำที่ออกจาก Tusbine จะมีความดันต่ำลงและจะไหลผ่าน Condenser จากนั้นจะเปลี่ยนสภาพเป็นน้ำเพื่อจะนำกลับมาใช้ได้อีกครั้งหนึ่ง

ขั้นตอนที่ 20 น้ำที่ใช้สำหรับหล่อเย็นในข้อ 18 เมื่อใช้หลายๆ ครั้งจะมีความเข้มข้นของสารลอยแขวนต่างๆ มากขึ้น สารพวกนี้จะเป็นตะกรันไปเกาะอยู่ภายในท่อระบายความร้อนทำความสามารถในการระบายความร้อนต่ำลง ดังนั้นจึงตัดติดตั้งระบบแยกสารลอยแขวน (miniral content) ต่างๆ ในน้ำให้ออกเสียก่อน ก่อนที่จะให้น้ำสะอาด(มีสารลอยแขวนอยู่ในระดับที่ยอมรับได้)ไหลเข้าสู้ระบบต่อไป

ภาพที่ 1

ภาพที่ 2

ก่อนจบบทความตอนนี้ นาย TBC ต้องกราบขออภัยท่านผู้อ่านด้วยที่นาย TBC ออกนอกเรื่องกล่าวพาดพิงถึงเรื่องอื่นมากไปจนจบตอน โดยมิได้กล่าวถึงเรื่องของระบบลำเลียงเลย ที่เป็นเช่นนี้เพราะอารมณ์มันหายไป เนื่องจากนาย TBC เพิ่งยื่นใบเสนอราคาระบบลำเลียงถ่านหินขึ้น ขึ้นไปเก็บไว้ในบนไซโล ของโรงไฟฟ้า SPPแห่งหนึ่ง ก็เลยพอมีข้อมูลเกี่ยกับเรื่องโรงไฟฟ้ามาเล่าให้กันฟัง ถือว่ามันเกี่ยวเนื่องก็แล้วกันนะครับ สำหรับตัวเลขต่างๆ ที่ปรากฎอยู่ในบทความชิ้นนี้ อย่าถือว่าเป็นตัวเลขที่แท้จริงนะครับ นาย TBC ใส่ตัวเลขเข้าไปเพื่อให้ท่านสามารถจิตนาการ เข้าใจระบบการทำงานของโรงงานไฟฟ้าถ่านหินง่ายขึ้นเท่านั้นเอง แต่ตัวเลขที่เห็นก็ไม่ได้ผิดไปจากข้อเท็จจริงทั่วไปมากมายนัก เอาว่ายังพอใช้ง่านได้ว่างั้นเถอะ ส่วนตัวเลขที่เกี่ยวกับระบบสายพานลำเลียงต่อไปนี้เป็นข้อมูลจริงในการออกแบบ สำหรับโรงไฟฟ้าขนาด 115 MWครับ

Design Information Used for Coal Handling System

Material Coal

Bulk density 0.8 t/m

Capacity 800 t/hr.

Belt width 900 mm(ConveyingBelt)

Belt width 1050 mm (feeder Belt-revesible)

Drive Power 45 km (for conveying Belt)

Drive Power 11 km (for feedder Belt-revesible)

Belt Speed 3.2 m/sec

แถมอีกนิดหนึ่ง เพื่อให้ท่านทราบถึงภาพรวมของราคาต้นทุนของการผลิตไฟฟ้า นาย TCB ก็เลยถือโอกาสนำคสรัมภาษณ์ของ นายไกรสีห์ กรรณสูตร ผู้ว่า กฟผ. ให้สัมภาษณ์ เมื่อวันที่ 25 มิถุนายน พ.ศ. 2550 ไว้กับ หนังสือพิมพ์กรุงเทพธุรกิจไว้ดังนี้ครับ

ต้นทุนการก่อสร้างโรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติ 5 - 6 แสนดอลลาร์ ต่อ MW

ต้นทุนการก่อสร้างโรงไฟฟ้าถ่านหิน 1.2 ล้านดอลลาร์ ต่อ MW

( กรณีใช้เทคโนโลยีระดับสูงควบคุมผลกระทบกับสิ่งแวดล้อม)

ต้นทุนการผลิตต่อหน่วยของโรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติเท่ากับ 2.30 บาท

ต้นทุนการผลิตต่อหน่วยของโรงไฟฟ้าถ่านหินเท่ากับ 2.05 บาท

ราคาถ่านหินเท่ากับ 1,200 บาท /ตัน

ปริมาณถ่านหินที่ใช้ผลิตไฟฟ้า 2,800 MW เท่ากับ 8 ล้านตันต่อปี

คิดไปคิดมาโรงไฟฟ้าขนาด 115 MW ราคาเป็นเงินก็ประมาณ 4,800 ล้านบาท นั่นแหละครับ

บทความชิ้นต่อไป ตั้งใจจะนำเสนอท่านเรื่อง ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับระบบสายพานลำเลียงแบบอัดอากาศ (Aerobelt) ใครสนใจเรียบยกมือขึ้นเป็นกำลังใจให้นาย TBC หน่อยครับ สวัสดี