ประสิทธิภาพหม้อน้ำ (Boiler Efficiency) คืออะไร? รู้ไว้ไม่เปลืองเชื้อเพลิง

7

16 กันยายน 2025

What is Boiler Efficiency? Know it to Save Fuel.

สวัสดีพี่ๆ ช่าง ผู้ใช้งานหม้อน้ำและดูแลระบบไอน้ำทุกท่านที่แวะเข้ามาอ่านบทความนี้ครับ ในโลกของโรงงานหรือระบบอุตสาหกรรม คงรู้ดีว่า “หม้อน้ำ” เป็นหัวใจหลักของระบบไอน้ำ ไม่ว่าจะใช้ในกระบวนการผลิต อบ อัด หรือให้ความร้อน หม้อน้ำก็แทบจะทำงานทั้งวันทั้งคืน

แต่สิ่งที่หลายคนอาจจะยังไม่ได้ใส่ใจเท่าที่ควร ก็คือเรื่องของ “ประสิทธิภาพหม้อน้ำ” หรือพูดง่าย ๆ ก็คือ หม้อน้ำของเรา “กินแรง” หรือ “กินเชื้อเพลิง” มากแค่ไหน? เผาเชื้อเพลิงไปเท่าไร ได้ไอน้ำกลับมาเท่าไร? คุ้มมั้ย? เปลืองมั้ย?

ในบทความนี้ เราจะพามารู้จักกับแนวคิดของ ประสิทธิภาพหม้อน้ำ แบบเข้าใจง่ายๆ ไม่ต้องเป็นวิศวกรก็อ่านได้ รู้ว่าอะไรคือวิธีการวัดแบบ ตรง และ อ้อม, รู้จักมาตรฐานที่เหมาะสมกับโรงงานในประเทศไทย รวมถึงเหตุผลที่ทำไมเราควรต้องหาค่าประสิทธิภาพนี้ให้เจอ เพราะบอกเลยว่า แค่ทำให้หม้อน้ำมีประสิทธิภาพดีขึ้นนิดเดียว พี่ๆ ก็อาจช่วยโรงงานประหยัดเงินได้ หลายสิบล้านบาทต่อปี เลยทีเดียวครับ

ประสิทธิภาพหม้อน้ำคืออะไร ?

ประสิทธิภาพ คือ ดัชนีชี้วัดคุณภาพของการแปลงพลังงาน จากรูปจะเห็นได้ว่าถ้าชายสี่คนออกแรงเท่ากันชายคนที่ สามจะมีประสิทธิภาพของงานสูงที่สุด เกิดประโยชน์สูงสุด (ไปได้ไกลสุด) ถ้าใช้นิยามเปรียบเทียบกับ “ประสิทธิภาพของเครื่องจักรกลตามหลักการเชิงวิศวกรรม” หมายถึง ศักยภาพในการดึงพลังงาน มาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุดเมื่อเปรียบเทียบกับพลังงานที่ป้อนให้แก่เครื่องจักรกล เช่น ประสิทธิภาพของปั๊มน้าเป็นการพิจารณาศักยภาพของพลังงานที่น้าได้รับเมื่อความดันน้าเพิ่มขึ้นเปรียบเทียบกับพลังงานที่ป้อนให้แก่ปั๊มน้า

ประสิทธิภาพของหม้อน้า สามารถนิยามโดยใช้หลักการเชิงวิศวกรรม หมายถึง ดัชนีชี้วัดความสามารถในการแปรรูปพลังงานในการเผาไหม้เชื้อเพลิงเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานในการผลิตไอน้า ซึ่งประสิทธิภาพที่ได้จะมีค่าลดลงตามความสูญเสียพลังงานในระบบที่เกิดขึ้น เช่น ความสูญเสียพลังงานไปกับผนังหม้อน้า (Radiation loss) และความสูญเสียพลังงานไปกับก๊าซไอเสียร้อน (Exhaust Loss) เราเรียกประสิทธิภาพชนิดนี้ว่า “ประสิทธิภาพการผลิตไอน้า (Fuel to steam efficiency)” เป็นดัชนีที่บ่งบอกถึงความสามารถในการเปลี่ยนพลังงานความร้อนจากเชื้อเพลิงไปเป็นพลังงานที่ใช้ในการผลิตไอน้า ซึ่งหม้อน้าที่ประสิทธิภาพการผลิตไอน้ามีค่าสูง สามารถแปรความได้ว่า หม้อน้าลูกนี้มีการใช้เชื้อเพลิงปริมาณน้อยในการผลิตไอน้าหรือหม้อน้าลูกนี้สามารถผลิตไอน้าได้มากแต่ประหยัดเชื้อเพลิง

ประสิทธิภาพของหม้อน้าได้มีการจัดจาแนกประสิทธิภาพหม้อน้าตามมาตรฐานสากลทั้งในอเมริกา (The American Society of Mechanical Engineering, ASME) ยุโรป (European Standard, EN) และ ญี่ปุ่น (Japanese Industrail Standard, JIS) โดยจาแนกการประเมินประสิทธิภาพของหม้อน้าตามวิธีการทดสอบ แบ่งออกเป็นสองประเภทคือการทดสอบประสิทธิภาพหม้อน้าด้วยวิธีทางตรง (Direct method) และ การทดสอบประสิทธิภาพหม้อน้าด้วยวิธีทางอ้อม (Indiect method) รายละเอียดดังนี้

(1) การประเมินประสิทธิภาพหม้อน้ำด้วยวิธีทางตรง (Direct method)

การประเมินประสิทธิภาพหม้อน้ำด้วยวิธีทางตรง เป็นการประเมินโดยการเทียบอัตราส่วนระหว่างความร้อนที่สะสมในไอน้ำต่อความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง ซึ่งเป็นวิธีการคำนวณโดยง่าย ดังสมการที่ 2.1 โดยจะต้องทราบข้อมูลอัตราการใช้เชื้อเพลิง อัตราการผลิตไอน้ำ ค่าความร้อนเชื้อเพลิง ความดันไอน้ำ อุณหภูมิน้ำป้อน แผนผังการประเมินประสิทธิภาพหม้อน้ำด้วยวิธีทางตรงดังแสดงในรูป

(2) การประเมินประสิทธิภาพหม้อน้ำด้วยวิธีทางอ้อม (Indirect method)

การประเมินประสิทธิภาพหม้อน้ำด้วยวิธีทางอ้อม ดังสมการที่ 2.2 เป็นการประเมินผลรวม ความร้อนสูญเสียที่ออกจากหม้อน้ำ ความร้อนสูญเสียเกิดจากการที่หม้อน้ำไม่สามารถดูดซับพลังงานจาก การเผาไหม้เชื้อเพลิงไปใช้ได้หมด ซึ่งถือเป็นเรื่องธรรมชาติของเครื่องจักรกลความร้อน แผนผังการประเมินประสิทธิภาพหม้อน้ำด้วยวิธีทางอ้อมดังแสดงในรูป

ความเหมาะสมของวิธีการตรวจวัดและการประเมินประสิทธิภาพหม้อน้ำต่อการใช้งานจริงในประเทศไทย
อ้างอิงตามคู่มือในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานในอุปกรณ์หม้อน้ำกระทรวงพลังงาน

ในปี 2560 กรมโรงงานอุตสาหกรรม กระทรวงอุตสาหกรรมร่วมกับกรมพลังงานทดแทน และอนุรักษ์พลังงาน กระทรวงพลังงาน ได้ดำเนินโครงการยกระดับประสิทธิภาพพลังงานในระบบไอน้ำของโรงงานควบคุม จัดทำการเปรียบเทียบเกณฑ์มาตรฐานและเงื่อนไขในการตรวจประเมินประสิทธิภาพหม้อน้ำโดยทำการเปรียบเทียบเกณฑ์มาตรฐานการตรวจประสิทธิภาพหม้อน้ำ จำนวน 5 มาตรฐาน ได้แก่ BS845: 1987, JIS B8222 :1993, EN12953-11:2003, EN12952-15:2003 และ ASME PTC 4-1:2008

โดยแนวทางการเปรียบเทียบความเหมาะสมของวิธีการตรวจวัดและการประเมินประสิทธิภาพหม้อน้ำต่อการใช้งานจริงในประเทศไทย จะต้องคำนึงถึงปัจจัยดังนี้ ประเภทหม้อน้ำในประเทศไทย ประเภทเชื้อเพลิงในประเทศไทย อัตราการผลิตไอน้ำ ช่วงระยะเวลาในการทดสอบมีระบุไว้อย่างชัดเจน อุณหภูมิที่ใช้อ้างอิงในการทดสอบ วิธีการคำนวณประสิทธิภาพหม้อน้ำ ประสิทธิภาพหม้อน้ำควรอ้างอิงได้ทั้งค่าความร้อนเชื้อเพลิงสุทธิ (NCV, LCV หรือ LHV) และค่าความร้อนเชื้อเพลิงทั้งหมด (GCV, HCV หรือ HHV) เพราะประเทศไทยมีการใช้งานหม้อน้ำที่อ้างอิงค่าความร้อนเชื้อเพลิงทั้ง 2 แบบ

จากปัจจัยดังกล่าว สามารถสรุปได้ว่ามาตรฐาน JIS B8222 :1993 มีความเหมาะสมในวิธีการตรวจวัดและการประเมินประสิทธิภาพหม้อน้ำต่อการใช้งานจริงในประเทศไทย แสดงในตาราง

ความเหมาะสมในวิธีการตรวจวัดและการประเมินประสิทธิภาพหม้อน้ำต่อการใช้งานจริงในประเทศไทย

ประสิทธิภาพหม้อน้ำหาไปทำไม ?

จากนิยามของประสิทธิภาพหม้อน้ำคืออัตราส่วนพลังงานที่ไอน้ำได้รับ (Output = kcal/h steam) ต่อพลังงานที่ได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิง (Input = ṁ fuel X LHV) เมื่อทำการจัดรูปหาความสัมพันธ์ของอัตราการใช้เชื้อเพลิงกับประสิทธิภาพหม้อน้ำ (ดังกรอบสี่เหลี่ยม) จะพบว่า “อัตราการใช้เชื้อเพลิงแปรผกผันกับประสิทธิภาพหม้อน้ำ”

ถ้า ประสิทธิภาพหม้อน้ำ มีค่า “ น้อย” หม้อน้ำเครื่องนั้นจะใช้เชื้อเพลิง “มาก”—-> เปลืองเชื้อเพลิง
ถ้า ประสิทธิภาพหม้อน้ำ มีค่า “ มาก” หม้อน้ำเครื่องนั้นจะใช้เชื้อเพลิง “น้อย”—> ประหยัดเชื้อเพลิง
ยกตัวอย่าง หม้อน้ำเครื่องหนึ่งใช้งาน 8 hr./day 300 day/yrs. ไอน้ำได้รับพลังงา

จะเห็นได้ว่าถ้าทำให้ประสิทธิภาพหม้อน้ำสูงขึ้น 10%ะสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิงได้ เท่ากับ 360 – 308 = 52 ล้านบาท/ปี “นี่คือเหตุผลที่ว่าเราควรต้องหาประสิทธิภาพหม้อน้ำเพื่อการใช้งานได้อย่างประหยัดพลังงานและหาแนวทางในการลดต้นทุน”