Waste Heat Recovery ด้วย IIoT: เปลี่ยนความร้อนเสียของโรงงานอุตสาหกรรมให้กลายเป็นพลังงานที่ใช้ได้จริง
ความร้อนเสีย: ทรัพยากรที่ถูกปล่อยผ่านมากกว่าครึ่งของพลังงานที่โรงงานใส่เข้าไป ข้อมูลจาก IEA และการศึกษาด้านเทอร์โมไดนามิกส์ของกระบวนการอุตสาหกรรมระบุตรงกันว่า โรงงานอุตสาหกรรมกระบวนการ (process industry) เช่น โรงหลอมเหล็ก โรงซีเมนต์ โรงกลั่นน้ำมัน และโรงงานเคมี ใช้พลังงานเข้ากระบวนการผลิตเพียง 20-50% เท่านั้นที่แปลงเป็นงานที่มีประโยชน์ ส่วนที่เหลือ 50-80% สูญเสียไปในรูปของความร้อนเสีย (waste heat) ผ่านไอเสียเตาเผา น้ำหล่อเย็น และความร้อนจากแรงเสียดทานของเครื่องจักร Waste Heat Recovery (WHR) คือกลุ่มเทคโนโลยีที่ "ดักจับ" ความร้อนเหล่านี้กลับมาใช้ใหม่ ไม่ว่าจะเป็นการผลิตไอน้ำเพื่อขับเครื่องกังหันไอน้ำผลิตไฟฟ้า การทำความร้อนให้กระบวนการต้นน้ำ หรือแม้กระทั่งการทำความเย็นผ่านเครื่อง Absorption Chiller บทความนี้เจาะลึกทั้งแหล่งความร้อนเสีย เทคโนโลยีกู้คืน และบทบาทของ IIoT ในการทำให้ WHR ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและน่าเชื่อถือ จัดระดับความร้อนเสียตามอุณหภูมิ — เพราะอุณหภูมิกำหนดเทคโนโลยีที่ใช้ได้ วิศวกรจำแนกความร้อนเสียเป็น 3 ระดับ ตามมาตรฐานการวิเคราะห์เชิงเทอร์โมไดนามิกส์ เพราะอุณหภูมิเป็นตัวกำหนดว่าจะสามารถดึงงาน (exergy) ออกมาได้มากน้อยเพียงใด ตามขีดจำกัดของประสิทธิภาพ Carnot ระดับอุณหภูมิ ช่วงอุณหภูมิ แหล่งที่พบในโรงงาน เทคโนโลยีกู้คืนที่เหมาะสม High-grade > 650°C ไอเสียเตาเผาซีเมนต์/เหล็ก, เตาเผาแก้ว, ไอเสียก๊าซ Turbine Waste Heat Boiler + Steam Rankine Cycle, Recuperator อุณหภูมิสูง Medium-grade 230-650°C ไอเสียหม้อไอน้ำ, ไอเสียเครื่องยนต์ดีเซล, เตาอบพิเศษ Economizer, Organic Rankine Cycle (ORC), Regenerative Burner Low-grade < 230°C น้ำหล่อเย็น, ลมอัด, ไอน้ำความดันต่ำ, คอนเดนเสต Heat Pump, Absorption Chiller, Thermoelectric Generator (TEG), Low-temp ORC หมายเหตุ: ประสิทธิภาพสูงสุดทางทฤษฎีของการแปลงความร้อนเป็นไฟฟ้า ประมาณด้วยสูตร Carnot η = 1 - T_cold/T_hot ความร้อนระดับ low-grade จึงมี exergy ต่ำและเทคโนโลยีกู้คืนยากกว่าอย่างมาก 5 เทคโนโลยีหลักในการกู้ความร้อนเสีย 1. Recuperator และ Regenerator — อุ่นอากาศเผาไหม้ล่วงหน้า Recuperator เป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบต่อเนื่อง ที่นำไอเสียอุณหภูมิสูงมาอุ่นอากาศเข้าเตา (combustion air)…






