เมื่อสตีมแทร็ป (steam trap) เกิดความเสียหายและอยู่ในสภาพ “ไอน้ำรั่วผ่าน (blow-through/blow)” ไม่เพียงแต่น้ำคอนเดนเสท (condensate) เท่านั้น แต่ตัวไอน้ำเองก็จะถูกระบายทิ้งอย่างต่อเนื่อง โดยมองไม่เห็นและกลายเป็นต้นทุนเชื้อเพลิงที่เพิ่มขึ้นโดยไม่รู้ตัว คุณค่าของการวินิจฉัยอยู่ที่ความสามารถในการระบุการรั่วของไอน้ำซึ่งสังเกตได้ยากนี้ ในระดับของแทร็ปที่ชำรุดแต่ละตัว และจัดลำดับความสำคัญเพื่อดำเนินการแก้ไข การรั่วส่วนใหญ่นั้นแยกแยะได้ยากหากดูจากภายนอกหรือจากข้อมูลการเดินเครื่องเพียงอย่างเดียว และหากปล่อยทิ้งไว้ ความสูญเสียก็จะสะสมเพิ่มขึ้น การเข้าใจก่อนว่าแทร็ปตัวใดอยู่ในสภาพใด คือจุดเริ่มต้นของการลดการสูญเสียไอน้ำ
สาระสำคัญของบทความนี้
- การ “รั่วผ่าน” ของแทร็ปที่ชำรุดเชื่อมโยงโดยตรงกับต้นทุนเชื้อเพลิงในรูปของการสูญเสียไอน้ำ แต่สังเกตได้ยากจากภายนอก
- การวินิจฉัยช่วยในการระบุแทร็ปที่ชำรุดและจัดลำดับความสำคัญในการแก้ไข อย่างไรก็ตาม อัตราความชำรุดที่ทำได้และผลการประหยัดพลังงานแตกต่างกันอย่างมากตามเงื่อนไขของอุปกรณ์
- ยิ่งโรงงานมีจำนวนแทร็ปมากเท่าใด ทั้งความสูญเสียเมื่อปล่อยทิ้งไว้และช่องว่างในการปรับปรุงจากการแก้ไขก็มีแนวโน้มจะยิ่งมากขึ้น
กลไกที่ความเสียหายของสตีมแทร็ปก่อให้เกิด “การสูญเสียไอน้ำที่มองไม่เห็น”
สตีมแทร็ปคือวาล์วอัตโนมัติที่กั้นไอน้ำไว้และระบายเฉพาะน้ำคอนเดนเสท (ดรีน) ออกไปเท่านั้น เมื่อวาล์วนี้เปิดค้างและไม่ปิดอันเนื่องมาจากการสึกหรอหรือมีสิ่งแปลกปลอมเข้าไปติด ไอน้ำก็จะรั่วออกไปพร้อมกับน้ำคอนเดนเสทอย่างต่อเนื่อง นี่คือการรั่วผ่าน และหากด้านที่ระบายออกเป็นภายนอกอาคารหรือถังเก็บกลับ เสียงหรือไอน้ำที่พวยพุ่งก็จะกลบเกลื่อนจนสังเกตได้ยาก และความสูญเสียจะดำเนินต่อไปตราบเท่าที่ยังเดินเครื่องอยู่
ความเสียหายมีทั้งแบบ “เปิดค้าง” และ “ปิดค้าง”
ความเสียหายของแทร็ปแบ่งได้เป็นสองทิศทางใหญ่ ๆ คือ เปิดค้าง (รั่วผ่าน) และปิดค้าง (ระบายไม่ออก) การรั่วผ่านเชื่อมโยงกับต้นทุนเชื้อเพลิงในรูปของการสูญเสียไอน้ำ ส่วนความเสียหายแบบปิดค้างเชื่อมโยงกับความเสี่ยงด้านคุณภาพและอุปกรณ์ในรูปของการให้ความร้อนไม่เพียงพอจากการคั่งค้างของดรีน และการเกิดค้อนน้ำ (water hammer) ทั้งสองแบบตัดสินได้ยากหากดูจากภายนอกเพียงอย่างเดียว จึงต้องประเมินสภาพโดยผสมผสานเสียงการทำงาน อุณหภูมิพื้นผิว และสภาพการระบาย เข้าด้วยกัน
ยิ่งจำนวนมากขึ้น ความสูญเสียก็ยิ่งสะสม
การสูญเสียไอน้ำต่อหนึ่งตัวมีตัวอย่างการประมาณการที่หลากหลาย ตั้งแต่ระดับไม่กี่ kg/h จนถึงหลายสิบ kg/h ขึ้นอยู่กับขนาดรูวาล์ว แรงดัน และระดับความเสียหาย (ทั้งหมดเป็นค่าโดยประมาณตามเงื่อนไข) ในโรงงานที่มีแทร็ปหลายร้อยตัว เพียงแค่มีส่วนหนึ่งในสัดส่วนหนึ่งที่เกิดการรั่วผ่าน ก็จะเกิดความแตกต่างต่อต้นทุนเชื้อเพลิงและการปล่อย CO2 ต่อปีในระดับที่มองข้ามไม่ได้ ด้วยเหตุนี้ การจับให้ได้เป็นตัวเลขว่า “มีทั้งหมดกี่ตัว และในจำนวนนั้นชำรุดกี่ตัว” จึงมีความสำคัญ
สิ่งที่รู้ได้จากการวินิจฉัย และวิธีอ่านกรณีตัวอย่างอย่างถูกต้อง
ในกรณีตัวอย่างของโรงงานผลิตเคมีภัณฑ์แห่งหนึ่ง (มีแทร็ปประมาณ 300 ตัว) การวินิจฉัยพบว่ามีอัตราความชำรุดราว 40% กล่าวคือประมาณ 100 ตัวอยู่ในสภาพรั่วผ่านหรือระบายไม่ออก ผลจากการทยอยเปลี่ยนและซ่อมบำรุงโดยเริ่มจากตัวที่มีความสำคัญสูง ทำให้อัตราความชำรุดลดลงเหลือประมาณ 10-13% และลดการสูญเสียไอน้ำได้เท่ากับจำนวนตัวที่แก้ไข เมื่อจะแปลงผลการประหยัดพลังงานเป็นตัวเงิน จะคิดตามลำดับดังนี้ คือ นำปริมาณไอน้ำที่ลดได้ไปคูณกับต้นทุนการผลิตต่อไอน้ำ 1 ตัน (ผลรวมของเชื้อเพลิง น้ำ ฯลฯ ประมาณการอยู่ในระดับหลักพันเยนต่อตัน) แล้วจากนั้นจึงประมาณการปริมาณเชื้อเพลิงที่ลดได้ ปริมาณ CO2 ที่ลดได้ และระยะเวลาคืนทุน ในโรงงานแห่งนี้เนื่องจากมีจำนวนตัวที่ต้องแก้ไขมาก การคืนทุนเมื่อเทียบกับค่าใช้จ่ายในการวินิจฉัยและเปลี่ยนจึงอยู่ในระยะเวลาที่ค่อนข้างสั้น
ตัวเลขนี้ไม่สามารถนำไปใช้เป็นค่าทั่วไปได้โดยตรง
40%→10-13% เป็นเพียงผลลัพธ์ของโรงงานแห่งเดียวเท่านั้น ไม่ได้หมายความว่าเมื่อทำการวินิจฉัยแล้วจะต้องลดลงถึงระดับนี้เสมอไป ทั้งอัตราความชำรุดที่ทำได้ และปริมาณไอน้ำหรือจำนวนเงินที่ลดได้ จะเปลี่ยนแปลงไปอย่างมากขึ้นอยู่กับชนิดของแทร็ป (แบบดิสก์ แบบลูกลอย แบบไบเมทัล ฯลฯ) ขนาดรูวาล์ว แรงดัน เงื่อนไขการเดินเครื่อง และประวัติการบำรุงรักษาที่ผ่านมา ในหน้างานที่มีจำนวนตัวน้อย ความผันผวนของค่าที่แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์จะดูมาก ส่วนในหน้างานที่มีจำนวนตัวมาก แม้จะเป็นเปอร์เซ็นต์เท่ากันแต่มูลค่าความสูญเสียโดยสัมบูรณ์ก็จะมากกว่า การอ่านกรณีตัวอย่างนี้อย่างเหมาะสมคือ อ่านในฐานะกระบวนการที่ว่า “สามารถจับสภาพความชำรุดที่แท้จริงได้เป็นตัวเลขจากการวินิจฉัย และแก้ไขได้โดยจัดลำดับความสำคัญ”
คำถามที่พบบ่อย
Q1. การรั่วผ่านสามารถดูออกจากภายนอกได้หรือไม่
A1. ในการจัดวางที่มองเห็นปลายทางการระบายได้ยาก มักจะแยกแยะได้ยาก โดยทั่วไปจะประเมินสภาพโดยผสมผสานเสียงการทำงาน อุณหภูมิพื้นผิว และสภาพการระบายเข้าด้วยกัน
Q2. หากวินิจฉัยแล้ว อัตราความชำรุดจะลดลงถึงระดับ 10 กว่าเปอร์เซ็นต์เสมอไปหรือไม่
A2. ไม่ กรณีตัวอย่างเป็นผลลัพธ์ของโรงงานแห่งเดียว ระดับที่ทำได้จะแตกต่างกันตามเงื่อนไขของอุปกรณ์ ชนิดของแทร็ป และเงื่อนไขการเดินเครื่อง โปรดพิจารณาตัวเลขเป็นเพียงค่าโดยประมาณ
Q3. ควรประมาณการผลการประหยัดพลังงานอย่างไร
A3. นำปริมาณไอน้ำที่ลดได้ไปคูณกับราคาต่อหน่วยของไอน้ำเพื่อแปลงเป็นจำนวนเงิน แล้วจากนั้นจึงประมาณการปริมาณเชื้อเพลิงและ CO2 ที่ลดได้ และระยะเวลาคืนทุน ผลลัพธ์จะเปลี่ยนแปลงไปตามเงื่อนไขตั้งต้น
Q4. หากไม่เปลี่ยนทั้งหมดพร้อมกันแล้วจะไม่มีความหมายใช่หรือไม่
A4. ไม่จำเป็นเสมอไป การดำเนินการแบบทยอยไปทีละขั้น โดยแก้ไขแทร็ปที่มีความสูญเสียหรือความเสี่ยงด้านคุณภาพสูงก่อนเป็นอันดับแรก ก็เป็นแนวทางที่พบได้ทั่วไป
Q5. ควรตรวจดูบ่อยแค่ไหน
A5. แม้จะแตกต่างกันตามเงื่อนไขการเดินเครื่อง แต่การตรวจสอบสภาพอย่างสม่ำเสมอจะช่วยให้พบการรั่วผ่านได้ตั้งแต่เนิ่น ๆ ความถี่ให้กำหนดตามอุปกรณ์และระดับความสำคัญ
Q6. สามารถแก้ไขด้วยการซ่อมบำรุงแทนการเปลี่ยนได้หรือไม่
A6. ขึ้นอยู่กับรูปแบบความเสียหายและรุ่นของเครื่อง การพิจารณาว่าจะเปลี่ยนหรือซ่อมบำรุงหลังจากตรวจสอบสภาพต่าง ๆ เช่น การสึกหรอและสิ่งแปลกปลอมแล้ว เป็นแนวทางที่สมจริง
สรุป
ความเสียหายของสตีมแทร็ป โดยเฉพาะการรั่วผ่าน จะสะสมเป็นต้นทุนเชื้อเพลิงในรูปของการสูญเสียไอน้ำโดยที่สังเกตได้ยากจากภายนอก คุณค่าของการวินิจฉัยอยู่ที่การจับสภาพแทร็ปที่ชำรุดได้เป็นตัวเลข และสามารถแก้ไขโดยเริ่มจากตัวที่มีความสูญเสียหรือความเสี่ยงสูงก่อน แม้อัตราการปรับปรุงในกรณีตัวอย่างจะไม่สามารถนำไปใช้เป็นค่าทั่วไปได้โดยตรง แต่กล่าวได้ว่ายิ่งโรงงานมีจำนวนตัวมากเท่าใด ผลของการจับสภาพและการแก้ไขก็มีแนวโน้มจะยิ่งมากขึ้น
หากในระบบไอน้ำของบริษัทท่านมีปัญหา เช่น “แยกแยะแทร็ปว่าปกติหรือชำรุดไม่ได้” “ไม่รู้ว่าจะแปลงการสูญเสียไอน้ำจากการรั่วผ่านเป็นจำนวนเงินอย่างไร” หรือ “ตัดสินไม่ได้ว่าควรเปลี่ยนเป็นรุ่นหรือขนาดรูวาล์วใด” ขอเชิญใช้บริการปรึกษาด้านเทคนิคและปรึกษาการเลือกอุปกรณ์ของ Yoshitake เราจะให้คำแนะนำในการจับสภาพและเลือกรุ่นที่เหมาะสม หลังจากได้จัดระเบียบเงื่อนไขการเดินเครื่องและชนิดของแทร็ปแล้ว