ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การจำลองโรงจักรผลิตพลังงานร่วมความร้อนและไฟฟ้าโดยชีวมวล

หน่วยงาน ฐานข้อมูลวิทยานิพนธ์ไทย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การจำลองโรงจักรผลิตพลังงานร่วมความร้อนและไฟฟ้าโดยชีวมวล
นักวิจัย : พงศ์ศักดิ์ ครุกานันต์
คำค้น : -
หน่วยงาน : ฐานข้อมูลวิทยานิพนธ์ไทย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2542
อ้างอิง : http://www.thaithesis.org/detail.php?id=58344
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

แหล่งพลังงานหมุนเวียนอันได้แก่ พลังงานแสงอาทิตย์, พลังงานลม, และพลังงานจาก ชีวมวล เป็นแหล่งพลังงานที่ทวีความสำคัญมากขึ้นในปัจจุบัน เนื่องจากไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่ง แวดล้อม อย่างไรก็ตามด้วยเทคโนโลยีปัจจุบันและสถานะของประเทศไทย โรงจักรผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่ ควรใช้ชีวมวลที่เหลือจากการเกษตรเป็นเชื้อเพลิง โดยเฉพาะอย่างยิ่งทางภาคใต้ของประเทศไทย ซึ่งมีพื้นที่ปลูกไม้ยางพาราเป็นจำนวนทั้งสิ้นประมาณ 10.45 ล้านไร่ คิดเป็นร้อยละ 90 ของ พื้นที่เพาะปลูกไม้ยางพาราทั้งประเทศ ซึ่งทำให้มีชีวมวลเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมการแปรรูป ไม้ยางพาราจำนวนมาก (ปีกไม้, ขี้เลื่อย, และกิ่งไม้ขนาดเล็ก) อุตสาหกรรมเหล่านี้ได้แก่ การเลื่อยและอบไม้ และการผลิตเฟอร์นิเจอร์จากไม้ยางพารา ดังนั้นโรงจักรผลิตพลังงานร่วม ความร้อนและไฟฟ้าโดยใช้เชื้อเพลิงจากเศษไม้ยางพารา จึงเป็นระบบผลิตพลังงานที่เหมาะสม กับโรงงานอุตสาหกรรมไม้ยางพาราเหล่านั้น เพราะเป็นระบบที่สามารถผลิตทั้งพลังงานความร้อน หรือไอน้ำ (สำหรับกระบวนการอบแห้งไม้ยางพารา) และไฟฟ้าพร้อมกันได้ ซึ่งนอกจากจะเป็นการ ช่วยกำจัดวัสดุเศษเหลือในโรงงานแล้ว และยังสามารถขายไฟฟ้าส่วนเกินให้กับการไฟฟ้าฝ่ายผลิต ตามข้อกำหนดของผู้ผลิตไฟฟ้รายเล็กได้อีกด้วย มีผู้สนใจริเริ่มนำโรงจักรผลิตพลังงานร่วมความร้อนและไฟฟ้าโดยใช้เชื้อเพลิงจาก เศษไม้ยางพารามาประยุกต์ใช้กับอุตสากหรรมซึ่งประกอบด้วยโรงเลื่อยและโรงเฟอร์นิเจอร์ อย่างไรก็ตาม การเดินเครื่องโรงจักรฯให้มีประสิทธิภาพโดยรวมสูงสุดหรือมีผลกำไรมากที่สุด ไม่ใช่เป็นสิ่งที่ง่ายนัก เนื่องจากปริมาณความต้องการความร้อนในโรงงานแปรเปลี่ยนได้ตลอด เวลา ซึ่งส่งผลกระทบต่ออัตราการผลิตพลังงานความร้อนและพลังงานกลจากเครื่องกำเนิดไอน้ำ และกังหันไอน้ำ ผลการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นทำให้สมรรถนะของแต่ละอุปกรณ์เปลี่ยนแปลงไปและมี ผลกระทบต่อระบบโดยรวมได้ อีกทั้งราคาต่อหน่วยในการรับซื้อเชื้อเพลิงสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ตลอดเวลา ดังนั้นโครงการวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาความเหมาะสมของการเดินเครื่อง โรงจักรฯ ภายใต้เงื่อนไขการใช้ปริมาณความร้อนในโรงงานต่าง ๆ กัน โรงจักรผลิตพลังงานร่วมความร้อนและไฟฟ้าที่ศึกษา ได้ถูกออกแบบสำหรับนำไปใช้งาน โรงเลื่อยและโรงงานผลิตไม้อัด ซึ่งใช้เศษวัสดุเหลือจากกระบวนการผลิตเป็นเชื้อเพลิง โดย โรงจักรฯ มีกำลังการผลิตไอน้ำสูงสุด 81.9 MW และมีช่วงกำลังการผลิตไฟฟ้าของโรงจักรฯ เท่ากับ 19-24 MWe สำหรับการศึกษาการเดินเครื่องของโรงจักรฯ จะแบ่งออกเป็น 3 โหมด ซึ่ง จำแนกโดยลักษณะการใช้พลังงานความร้อนจากเครื่องกำเนิดไอน้ำและกำลังการผลิตไฟฟ้าของโรงจักรฯ กล่าวคือ โหมดที่ 1 (full load) จะเป็นการเดินเครื่องโรงจักรฯ แบบเต็มกำลังการผลิตของ เครื่องกำเนิดไอน้ำ ซึ่งโรงจักรจะใช้พลังงานความร้อนจากเครื่องกำเนิดไอน้ำในอัตราสูงสุด สำหรับโหมดที่ 2 (partial load) จะเป็นการเดินเครื่องจักรฯ แบบไม่เต็มกำลังการผลิตของ เครื่องกำเนิดไอน้ำ โดยโรงจักรฯ จะใช้พลังงานความร้อนจากเครื่องกำเนิดไอน้ำที่เพียงพอ กับค่าปริมาณความต้องการความร้อนในโรงงานและค่ากำลังการผลิตไฟฟ้าของโรงจักรฯ ค่าต่าง ๆ (20-24 MWe) สำหรับโหมดที่ 3 (base load) จะเป็นการเดินเครื่องโรงจักรฯ โดยใช้พลังงานความ ร้อนจากเครื่องกำเนิดไอน้ำที่เพียงพอกับค่าปริมาณความต้องการความร้อนในโรงงานและที่ค่า กำลังการผลิตไฟฟ้าของโรงจักรเท่ากับ 19 MWe ซึ่งเป็นค่าต่ำสุดในสัญญาซื้อขายกับการไฟฟ้า ฝ่ายผลิต จากการศึกษาพบว่า ขีดความสามารถในการเดินเครื่องโรงจักรฯ แบบโหมดต่าง ๆ จะขึ้นอยู่กับ ค่าปริมาณความต้องการความร้อนในโรงงานเป็นหลัก กล่าวคือ การเดินเครื่องจักรฯ แบบโหมด ที่ 1 จะสามารถเดินเครื่องได้ที่ค่าความต้องการปริมาณความร้อนในโรงงานที่มีค่ามากกว่า 16.53 MW เท่านั้น (ถ้ามีค่าความต้องการความร้อนในโรงงานมีค่าต่ำกว่าช่วงดังกล่าว จะเกิน กำลังการผลิตสูงสุดของกังหัน ไอน้ำ, 24 MWe) และในขณะเดียวกันจะมีค่าประสิทธิภาพโดยรวม ของโรงจักรน้อยที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับการเดินเครื่องโรงจักรฯ แบบโหมดที่ 2 และ 3 โดย ค่าประสิทธิภาพโดยรวมสูงสุดสำหรับการเดินเครื่องโรงจักรฯ แบบโหมดที่ 1 มีค่าเท่ากับ 62.34% ที่ค่าความต้องการปริมาณความร้อนในโรงงานเท่ากับ 30 MW สำหรับการเดินเครื่องจักรฯ แบบโหมดที่ 2 ไม่ว่าที่ค่ากำลังการผลิตไฟฟ้าของโรงจักรใด ๆ พบว่าค่าประสิทธิภาพโดยรวมจะมี ค่ามากกว่าการเดินเครื่องโรงจักรฯ แบบโหมดที่ 1 แต่จะน้อยกว่าโหมดที่ 3 สำหรับที่ค่า กำลังการผลิตไฟฟ้าของโรงจักรเท่ากับ 22, 23 และ 24 MWe พบว่าค่าความต้องการปริมาณความร้อน ของโรงงานสูงสุดที่สามารถเดินเครื่องโรงจักรฯ แบบโหมดที่ 2 ได้ อยู่ที่ 25.67, 21.09, และ 16.53 MWe ตามลำดับ (ถ้ามีค่าความต้องการความร้อนในโรงงานมีค่าสูงกว่าค่าดังกล่าว จะเกิน กำลังการผลิตสูงสุดของเครื่องกำเนิดไอน้ำ) สำหรับการเดินโรงจักรฯ แบบโหมดที่ 3 แม้ว่า จะผลิตกำลังไฟฟ้าได้ต่ำสุดที่ 19 MWe แต่ในขณะเดียวกันจะใช้พลังงานความร้อนในการผลิต ไอน้ำจากเครื่องกำเนิดไอน้ำน้อยที่สุดด้วย ซึ่งค่าประสิทธิภาพโดยรวมของโรงจักรที่ได้จะ มีค่ามากที่สุด เมื่อเปรียบเทียบการเดินเครื่องจักรฯ แบบโหมดที่ 1 และ 2 โดยที่ค่าความ ต้องการปริมาณความร้อนในโรงงานเท่ากับ 30 MW จะมีค่าประสิทธิภาพโดยรวมสูงสุดเท่ากับ 64.63% ความเหมาะสมในการเลือกโหมดการเดินเครื่องโรงจักรฯ โดยพิจารณาที่ค่าประสิทธิภาพ โดยรวมของโรงจักรเพียงอย่างเดียว ยังไม่สามารถนำไปใช้งานได้จริงในทางปฏิบัติ เพราะการ เดินเครื่องโรงจักรฯ ที่เหมาะสม ควรจะสามารถทำกำไรให้กับโรงจักรฯ ได้มากที่สุด เพื่อที่ จะทำให้โรงจักรฯ คืนทุนได้เร็วที่สุด ซึ่งเป็นความต้องการของผู้ลงทุน ซึ่งไม่จำเป็นจะ ต้องเดินเครื่องโรงจักรฯ ให้มีประสิทธิภาพโดยรวมสูงสุดเสมอไป จากการศึกษาผลการตอบแทน ทางด้านเศรษฐศาสตร์ของการเดินเครื่องโรงจักรฯ พบว่า การเดินเครื่องโรงจักรฯ แบบโหมดที่ 1 จะมีค่าอัตราผลการตอบแทนของโครงการและของผู้ประกอบการมากที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับการ เดินเครื่องโรงจักรฯ แบบโหมดที่ 2 และ 3 สำหรับการเดินเครื่องโรงจักรฯ แบบโหมดที่ 2 จะมี ค่าอัตราผลการตอบแทนของโครงการและของผู้ประกอบการมากที่สุด เมื่อกำลังการผลิตไฟฟ้า สูงสุด 24 MWe และค่าอัตราผลการตอบแทนจะลดลงเมื่อค่ากำลังการผลิตไฟฟ้าของโรงจักรลดลง สำหรับการเดินเครื่องโรงจักรฯ แบบโหมดที่ 3 ถึงแม้ว่าจะมีค่าประสิทธิภาพโดยรวมสูงสุด แต่ ค่าอัตราผลตอบแทนของโครงการและของผู้ประกอบการจะมีค่าน้อยที่สุด เนื่องจากราคาของการขาย ไอน้ำและไฟฟ้ามีค่าต่างกัน ดังนั้นการจำลองการเดินเครื่องของโรงจักรฯ ด้วยแบบจำลองทาง คณิตศาสตร์ที่ผ่านมา ทำให้สามารถเข้าใจถึงกลไกในการเดินเครื่องของโรงจักรฯ ซึ่งเป็นองค์ ความรู้ไว้ช่วยประกอบการตัดสินใจในการเดินเครื่องจักรฯ ได้อย่างถูกต้องและเหมาะสมกับ สถานการณ์ปัจจุบันของโรงงานมากที่สุด

บรรณานุกรม :
พงศ์ศักดิ์ ครุกานันต์ . (2542). การจำลองโรงจักรผลิตพลังงานร่วมความร้อนและไฟฟ้าโดยชีวมวล.
    กรุงเทพมหานคร : ฐานข้อมูลวิทยานิพนธ์ไทย.
พงศ์ศักดิ์ ครุกานันต์ . 2542. "การจำลองโรงจักรผลิตพลังงานร่วมความร้อนและไฟฟ้าโดยชีวมวล".
    กรุงเทพมหานคร : ฐานข้อมูลวิทยานิพนธ์ไทย.
พงศ์ศักดิ์ ครุกานันต์ . "การจำลองโรงจักรผลิตพลังงานร่วมความร้อนและไฟฟ้าโดยชีวมวล."
    กรุงเทพมหานคร : ฐานข้อมูลวิทยานิพนธ์ไทย, 2542. Print.
พงศ์ศักดิ์ ครุกานันต์ . การจำลองโรงจักรผลิตพลังงานร่วมความร้อนและไฟฟ้าโดยชีวมวล. กรุงเทพมหานคร : ฐานข้อมูลวิทยานิพนธ์ไทย; 2542.