เมื่อสตีมแทร็ป (steam trap) ชำรุดและปล่อยให้ไอน้ำรั่วผ่านออกไป ความสูญเสียที่เกิดขึ้นสามารถประเมินเป็นต้นทุนต่อปีได้อย่างคร่าว ๆ ด้วยสูตร “ปริมาณไอน้ำที่รั่ว (kg/h) × ชั่วโมงการทำงาน × ราคาต่อหน่วยของไอน้ำ” สิ่งแรกที่ควรทราบคือปริมาณการรั่วต่อแทร็ปที่ชำรุดหนึ่งตัว โดยคำนวณปริมาณการรั่วเชิงทฤษฎีจากขนาดออริฟิซ (orifice) และแรงดัน แล้วคูณด้วยชั่วโมงการทำงานและราคาต่อหน่วยของไอน้ำที่มาจากเชื้อเพลิง จะเห็นเป็นตัวเลขว่าความสูญเสียต่อหนึ่งตัวอยู่ในระดับตั้งแต่หลักหมื่นเยนไปจนถึงหลักแสนเยนต่อปี การมองด้วยการคำนวณแทนความรู้สึกคือจุดเริ่มต้นของการจัดลำดับความสำคัญในการตรวจสอบและเปลี่ยนอุปกรณ์
ประเด็นสำคัญของบทความนี้
ความสูญเสียของไอน้ำสามารถประเมินได้ด้วย “ปริมาณการรั่ว × ชั่วโมงการทำงาน × ราคาต่อหน่วยของไอน้ำ” โดยขนาดออริฟิซและแรงดันเป็นปัจจัยที่กำหนดปริมาณการรั่ว ตัวเลขเป็นเพียงค่าประมาณเท่านั้น เนื่องจากความสูญเสียจริงจะเปลี่ยนแปลงไปตามโหมดการชำรุด (การรั่วผ่าน/การอุดตัน) และสภาพของท่อ จึงมีเงื่อนไขว่าต้องใช้ควบคู่กับการวัดจริง
แนวคิดในการแปลงความสูญเสียของไอน้ำให้เป็นตัวเงิน
สตีมแทร็ปทำหน้าที่ระบายเฉพาะน้ำที่ควบแน่นออกในสภาวะปกติ และหยุดกั้นไม่ให้ไอน้ำผ่านออกไป เมื่อส่วนนี้ชำรุดและค้างอยู่ในสภาพเปิด (รั่วผ่าน) ไอน้ำจะถูกระบายออกนอกระบบโดยตรง เกิดเป็นความสูญเสียที่เชื่อมโยงกับต้นทุนเชื้อเพลิงโดยตรง
การประเมินปริมาณการรั่ว (ขนาดออริฟิซและแรงดัน)
ปริมาณการรั่วผ่านถูกกำหนดโดยขนาดออริฟิซ (บ่าวาล์ว) ภายในแทร็ป และความแตกต่างของแรงดัน (differential pressure) ก่อนและหลังจุดนั้น โดยทั่วไป ยิ่งขนาดออริฟิซใหญ่ขึ้น และยิ่งแรงดันไอน้ำสูงขึ้น ปริมาณการรั่วก็ยิ่งเพิ่มขึ้น ในเชิงทฤษฎีสามารถประเมินได้จากสมการการไหลออกจากหัวฉีด (nozzle) แต่ในความเป็นจริงค่าจะแปรผันตามสภาพการสึกหรอของบ่าวาล์วและระดับการเปิดบางส่วน ดังนั้นจึงเหมาะสมที่จะถือว่าค่าที่ได้เป็น “ค่าประมาณที่ใกล้ค่าสูงสุด”
ยกตัวอย่างเช่น แม้จะเป็นออริฟิซขนาดเล็ก แต่หากเป็นไอน้ำระดับแรงดันปานกลาง ก็อาจเกิดการรั่วมากกว่าหลาย kg/h ได้ตามเงื่อนไข และหากมีหลายตัวชำรุดพร้อมกัน ผลรวมก็จะกลายเป็นตัวเลขที่ไม่อาจมองข้ามได้
การคูณราคาต่อหน่วยของไอน้ำกับชั่วโมงการทำงาน
เมื่อได้ปริมาณการรั่วแล้ว ให้นำไปคูณกับชั่วโมงการทำงานและราคาต่อหน่วยของไอน้ำ ราคาต่อหน่วยของไอน้ำคำนวณจากชนิดเชื้อเพลิงของหม้อไอน้ำ (บอยเลอร์) ที่ใช้ (ก๊าซเมือง น้ำมันเตา ไฟฟ้า ฯลฯ) ประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำ อุณหภูมิน้ำป้อน เป็นต้น จึงแตกต่างกันไปในแต่ละสถานประกอบการ หากมีค่าจากผลการดำเนินงานจริงของบริษัทก็ให้ใช้ค่านั้น หากไม่มีก็ให้ใช้ข้อมูลต้นทุนภายในหรือค่าประมาณจากแผนกยูทิลิตี้
ความสูญเสียต่อปี (เยน) = ปริมาณการรั่ว (kg/h) × ชั่วโมงการทำงานต่อปี (h) × ราคาต่อหน่วยของไอน้ำ (เยน/kg) เป็นสูตรที่เรียบง่าย แต่การกำหนดชั่วโมงการทำงานให้สอดคล้องกับสภาพจริงคือสิ่งที่กำหนดความแม่นยำ เนื่องจากผลลัพธ์จะแตกต่างกันมากระหว่างการเดินเครื่องแบบต่อเนื่องกับแบบเป็นช่วง ตรงจุดนี้จึงขอให้ให้ความสำคัญกับข้อมูลจริงเป็นอันดับแรก
เชื่อมโยงตัวเลขสู่การตัดสินใจตรวจสอบและเปลี่ยนอุปกรณ์
ผลการคำนวณไม่ควรจบเพียงแค่การรับรู้จำนวนเงินความสูญเสีย แต่ความหมายที่แท้จริงอยู่ที่การนำไปใช้เป็นข้อมูลประกอบการกำหนดรอบการตรวจสอบและการตัดสินใจเปลี่ยนอุปกรณ์
ความแตกต่างของความสูญเสียตามโหมดการชำรุด
การชำรุดของแทร็ปแบ่งได้กว้าง ๆ เป็น “การรั่วผ่าน (ชำรุดในสภาพเปิด)” และ “การอุดตัน (ชำรุดในสภาพปิด)” สิ่งที่เป็นปัญหาในแง่ต้นทุนความสูญเสียส่วนใหญ่คือการรั่วผ่าน แต่การอุดตันอาจก่อให้เกิดค้อนน้ำ (water hammer) จากการคั่งค้างของน้ำควบแน่น ประสิทธิภาพความร้อนลดลง และส่งผลกระทบต่อคุณภาพผลิตภัณฑ์ ซึ่งเป็นความเสียหายทางอ้อมที่ปรากฏในการคำนวณต้นทุนได้ยาก การแปลงเป็นตัวเงินเป็นเพียงค่าประมาณที่เน้นการรั่วผ่านเป็นหลัก ส่วนความเสี่ยงจากการอุดตันจำเป็นต้องประเมินในอีกมุมมองหนึ่งต่างหาก
การจัดลำดับความสำคัญและแผนการเปลี่ยนอุปกรณ์
ในกรณีที่ยากจะเปลี่ยนทุกตัวพร้อมกัน การให้ความสำคัญกับการตรวจสอบและเปลี่ยนแทร็ปที่มีขนาดใหญ่ แรงดันสูง และชั่วโมงการทำงานยาวก่อน จะช่วยเพิ่มผลตอบแทนต่อการลงทุนได้ง่ายขึ้น แทร็ปที่มีจำนวนเงินความสูญเสียต่อปีสูงกว่าค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยน ถือเป็นตัวเลือกที่คาดว่าจะคืนทุนได้จากการเปลี่ยน อย่างไรก็ตาม การประมาณเป็นเพียงค่าคร่าว ๆ เท่านั้น ขอแนะนำให้ตัดสินใจจริงควบคู่ไปกับการวัดการรั่วในพื้นที่จริง (เช่น การวินิจฉัยด้วยคลื่นอัลตราโซนิกหรือการวัดอุณหภูมิ)
คำถามที่พบบ่อย
Q1. จะทราบปริมาณการรั่วได้อย่างไร
A1. สามารถหาค่าประมาณได้จากการคำนวณเชิงทฤษฎีโดยใช้ขนาดออริฟิซและแรงดัน หากต้องการความแม่นยำมากขึ้น ให้ใช้ควบคู่กับการวัดในพื้นที่จริง เช่น การวินิจฉัยด้วยคลื่นอัลตราโซนิกหรือการวัดอุณหภูมิพื้นผิว
Q2. ไม่ทราบราคาต่อหน่วยของไอน้ำภายในบริษัท
A2. คำนวณได้จากชนิดเชื้อเพลิง ประสิทธิภาพ และอุณหภูมิน้ำป้อนของหม้อไอน้ำ แต่ในหลายกรณี แผนกยูทิลิตี้หรือแผนกบริหารต้นทุนมักมีค่าประมาณอยู่แล้ว ขอแนะนำให้ตรวจสอบข้อมูลภายในบริษัทก่อนเป็นอันดับแรก
Q3. การรั่วเพียงเล็กน้อยมีความหมายที่จะคำนวณหรือไม่
A3. แม้ต่อหนึ่งตัวจะดูเล็กน้อย แต่เมื่อคูณด้วยจำนวนตัวและชั่วโมงการทำงานต่อปี ยอดรวมก็มักจะกลายเป็นตัวเลขที่ใหญ่ การมองภาพรวมทั้งหมดเป็นตัวเงินจะช่วยให้จัดลำดับความสำคัญได้ชัดเจนขึ้น
Q4. สามารถคำนวณความสูญเสียด้านการอุดตันได้หรือไม่
A4. การอุดตันมีความเสียหายทางอ้อมเป็นหลัก เช่น ประสิทธิภาพความร้อนลดลงและผลกระทบต่อคุณภาพ จึงไม่เหมาะกับการแปลงเป็นตัวเงินอย่างง่าย โดยทั่วไปจะประเมินความเสี่ยงในมุมมองที่แยกต่างหากจากการรั่วผ่าน
Q5. ผลการคำนวณสามารถใช้เป็นเหตุผลในการเปลี่ยนอุปกรณ์ได้เลยหรือไม่
A5. มีประโยชน์ในฐานะค่าประมาณ แต่เนื่องจากมีความแปรผันตามเงื่อนไขสูง จึงขอให้ตัดสินใจควบคู่กับค่าที่วัดได้จริง การวางตำแหน่งการประมาณให้เป็นจุดเริ่มต้นของการจัดลำดับความสำคัญจะเหมาะสมกว่า
Q6. ควรทบทวนจากแทร็ปตัวใดก่อน
A6. โดยทั่วไป แทร็ปที่มีขนาดใหญ่ แรงดันสูง และเดินเครื่องต่อเนื่อง มักมีแนวโน้มความสูญเสียมากกว่า จึงมีแนวโน้มที่จะได้ผลง่ายกว่าหากเริ่มตรวจสอบจากตัวเหล่านั้น
สรุป
ความสูญเสียของไอน้ำสามารถประเมินได้ด้วย “ปริมาณการรั่ว × ชั่วโมงการทำงาน × ราคาต่อหน่วยของไอน้ำ” โดยขนาดออริฟิซ แรงดัน และเงื่อนไขการทำงานเป็นปัจจัยที่กำหนดผลลัพธ์ การถือว่าตัวเลขเป็นเพียงค่าประมาณ และนำไปใช้ควบคู่กับการวัดในพื้นที่จริงเพื่อจัดลำดับความสำคัญในการตรวจสอบและเปลี่ยนอุปกรณ์ จะนำไปสู่การลดต้นทุนได้อย่างไม่ฝืน
หากคุณประสบปัญหาเช่น “ไม่ทราบราคาต่อหน่วยของไอน้ำของบริษัทจึงประเมินความสูญเสียต่อปีไม่ได้” “คำนวณปริมาณการรั่วเชิงทฤษฎีได้แล้วแต่ยังลังเลในการชี้ชัดว่าควรเปลี่ยนแทร็ปตัวใด” หรือ “ต้องการเลือกรุ่นเทียบเท่ากับแทร็ปที่ติดตั้งอยู่เดิม” กรุณาจัดเรียงเงื่อนไขให้เรียบร้อยแล้วปรึกษา Yoshitake เราจะให้ข้อเสนอทางเทคนิคเกี่ยวกับการเลือกแทร็ปที่เหมาะสมและแนวคิดในการเปลี่ยนอุปกรณ์ โดยพิจารณาจากเงื่อนไขต่าง ๆ เช่น แรงดันที่ใช้งาน ขนาด และชั่วโมงการทำงาน