การนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ (Waste Heat Recovery)

Last updated: 24 ก.ย. 2569 | 4 จำนวนผู้เข้าชม |

บทความ: การนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ (Waste Heat Recovery)

ลงวันที่ 24 กันยายน 2569

ในกระบวนการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรม พลังงานจากเชื้อเพลิงหรือไฟฟ้าที่ป้อนเข้าสู่ระบบไม่ได้ถูกนำไปใช้ประโยชน์ทั้งหมด พลังงานส่วนหนึ่งจะสูญเสียออกมาในรูปของ ความร้อนเหลือทิ้ง (Waste Heat) เช่น ก๊าซร้อนจากปล่องหม้อไอน้ำและเตาอุตสาหกรรม อากาศร้อนจากกระบวนการผลิต น้ำร้อน น้ำหล่อเย็น และคอนเดนเสท หากปล่อยความร้อนเหล่านี้ออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยไม่ใช้ประโยชน์ จะทำให้ประสิทธิภาพพลังงานโดยรวมของโรงงานลดลง

การนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ (Waste Heat Recovery) จึงเป็นมาตรการอนุรักษ์พลังงานที่สำคัญ

          โดยมีหลักการคือ “นำความร้อนที่กำลังจะทิ้งกลับมาใช้แทนพลังงานใหม่” ทำให้ลดการใช้เชื้อเพลิงหรือไฟฟ้าโดยไม่จำเป็นต้องลดปริมาณการผลิต

แหล่งความร้อนเหลือทิ้งที่พบในโรงงาน

          แหล่งความร้อนเหลือทิ้งสามารถพบได้จากอุปกรณ์และกระบวนการหลายประเภท โดยเฉพาะ

ก๊าซไอเสียจากหม้อไอน้ำ (Boiler Flue Gas)
ก๊าซร้อนจากเตาอุตสาหกรรม (Furnace Exhaust Gas)
อากาศร้อนจากเครื่องอบแห้ง
น้ำร้อนจากกระบวนการผลิต
น้ำหล่อเย็นจากเครื่องจักร
คอนเดนเสทจากระบบไอน้ำ
Flash Steam จากระบบคอนเดนเสท
ความร้อนจากระบบทำความเย็นและเครื่องอัดอากาศ

          ความร้อนเหล่านี้มีระดับอุณหภูมิแตกต่างกัน ดังนั้น ก่อนนำกลับมาใช้ควรตรวจสอบทั้ง อุณหภูมิ ปริมาณความร้อน อัตราการไหล ชั่วโมงการทำงาน และความต่อเนื่องของแหล่งความร้อน รวมถึงพิจารณาว่ามีกระบวนการใดในโรงงานที่ต้องการความร้อนในช่วงเวลาเดียวกัน

แนวทางการนำความร้อนกลับมาใช้

          วิธีที่ง่ายและมีประสิทธิภาพคือการนำความร้อนกลับมาใช้โดยตรง เช่น นำก๊าซร้อนจากกระบวนการหนึ่งไปอุ่นวัตถุดิบหรืออากาศของอีกกระบวนการหนึ่ง หรือติดตั้ง Heat Exchanger เพื่อถ่ายเทความร้อนจากของไหลร้อนไปยังน้ำหรืออากาศที่ต้องการเพิ่มอุณหภูมิ

          ในระบบหม้อไอน้ำ สามารถติดตั้ง Economizer เพื่อนำความร้อนจากก๊าซไอเสียมาอุ่นน้ำป้อนหม้อไอน้ำก่อนเข้าสู่ Boiler ทำให้น้ำป้อนมีอุณหภูมิสูงขึ้นและลดปริมาณเชื้อเพลิงที่ต้องใช้ในการผลิตไอน้ำ

     Flue Gas → Economizer → Feedwater Preheating → Boiler → ลดการใช้เชื้อเพลิง

          สำหรับเตาอุตสาหกรรม สามารถใช้ Air Preheater หรือ Recuperator นำความร้อนจากก๊าซไอเสียกลับมาอุ่นอากาศสำหรับการเผาไหม้ ทำให้หัวเผาต้องใช้เชื้อเพลิงน้อยลงในการสร้างอุณหภูมิที่ต้องการ

     Hot Exhaust Gas → Heat Recovery → Preheated Combustion Air → Burner → ลด Fuel Consumption

          ส่วนระบบไอน้ำ คอนเดนเสทที่ออกจากกระบวนการยังมีอุณหภูมิสูง จึงควรนำกลับไปยังถังน้ำป้อนหม้อไอน้ำแทนการระบายทิ้ง นอกจากช่วยประหยัดความร้อนแล้ว ยังช่วยลดการใช้น้ำและสารเคมีสำหรับปรับสภาพน้ำอีกด้วย

การตรวจวินิจฉัยโอกาสในการนำความร้อนกลับมาใช้

          การสำรวจควรเริ่มจากการค้นหา “จุดที่มีความร้อนถูกทิ้ง” โดยตรวจวัดอุณหภูมิของปล่อง ก๊าซไอเสีย น้ำร้อน คอนเดนเสท และพื้นผิวอุปกรณ์ จากนั้นจึงค้นหา “จุดที่ต้องการความร้อน” เช่น น้ำป้อนหม้อไอน้ำ น้ำใช้ในกระบวนการ อากาศสำหรับการเผาไหม้ หรือวัตถุดิบที่ต้องอุ่นก่อนเข้าสู่กระบวนการ

          หลักสำคัญคือ อุณหภูมิของแหล่งความร้อนต้องสูงกว่าอุณหภูมิที่กระบวนการปลายทางต้องการอย่างเพียงพอ เพื่อให้สามารถถ่ายเทความร้อนได้อย่างเหมาะสม นอกจากนี้ต้องพิจารณาความสะอาดของก๊าซหรือของไหล การกัดกร่อน การเกิดตะกรันและเขม่า รวมถึงผลกระทบต่อความดันและการเดินเครื่องของระบบเดิม

ตัวอย่างการประเมินพลังงานที่นำกลับมาใช้

          หากมีน้ำร้อนจากกระบวนการที่สามารถนำกลับมาใช้ได้ สามารถประมาณพลังงานความร้อนได้จาก

Q = m × Cp × ΔT

     โดยที่
Q = ปริมาณความร้อนที่สามารถนำกลับมาใช้
m = ปริมาณของน้ำหรือของไหล
Cp = ค่าความร้อนจำเพาะ
ΔT = ผลต่างอุณหภูมิที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์

     จากนั้นสามารถนำค่าพลังงานที่กู้คืนได้ไปประเมินเป็นปริมาณเชื้อเพลิง ค่าใช้จ่ายพลังงาน และการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้

สรุป

     การนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่เป็นมาตรการอนุรักษ์พลังงานที่สามารถประยุกต์ใช้ได้กับโรงงานหลายประเภท ตั้งแต่ระบบหม้อไอน้ำ เตาอุตสาหกรรม เครื่องอบ ระบบไอน้ำ ไปจนถึงระบบทำความเย็น แนวคิดสำคัญไม่ใช่เพียงการติดตั้งอุปกรณ์ Heat Recovery แต่คือการมองระบบพลังงานทั้งโรงงานและเชื่อมโยง “แหล่งที่ทิ้งความร้อน” เข้ากับ “กระบวนการที่ต้องการความร้อน” ให้เหมาะสม

แนวทางสามารถสรุปได้เป็น

ดังนั้น ก่อนที่จะเพิ่มพลังงานใหม่เข้าสู่กระบวนการ ควรตั้งคำถามก่อนเสมอว่า “ในโรงงานยังมีความร้อนที่กำลังถูกทิ้งและสามารถนำกลับมาใช้ได้หรือไม่” เพราะพลังงานที่ประหยัดได้จากความร้อนเหลือทิ้ง คือพลังงานที่โรงงานมีอยู่แล้วแต่ยังไม่ได้ใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด