แนวทางและมาตรการอนุรักษ์พลังงานในอุตสาหกรรมเหล็ก
ตอนที่ 2 ตัวอย่างมาตรการและศักยภาพการใช้พลังงานในอุตสาหกรรมเหล็ก

ปัจจุบันอุตสาหกรรมเหล็กไทยมีการใช้พลังงานในปริมาณสูงสำหรับการผลิตเหล็กในแต่ละปี ซึ่งในอุตสาหกรรมพื้นฐานของประเทศที่ใช้พลังงานในระดับสูงขนาดนี้ มีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องได้รับการปรับปรุงพัฒนา ซึ่งไม่เพียงแต่การพัฒนาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในด้านต่าง ๆ ของโรงเหล็กเท่านั้นที่จะก่อให้เกิดผลกระทบเชิงบวกกับภาพรวมการใช้พลังงานของประเทศ

แต่ยังรวมถึงความจำเป็นที่ต้องมีอุตสาหกรรมเหล็กเพื่อเป็นอุตสาหกรรมพื้นฐานหลักในการพัฒนาอุตสาหกรรมปลายน้ำต่าง ๆ ที่เป็นอุตสาหกรรมยุทธศาสตร์หลักของประเทศ เช่น อุตสาหกรรมยานยนต์ และอุตสาหกรรมเครื่องใช้ไฟฟ้า เป็นต้น

ในด้านพลังงานจะเห็นได้ว่าอุตสาหกรรมเหล็กของไทยมีขนาดใหญ่และมีการบริโภคพลังงานจำนวนมหาศาลในแต่ละปี โดยส่วนใหญ่เป็นการใช้พลังงานอย่างไม่เต็มประสิทธิภาพ มีความสูญเสียจำนวนมาก โดยความสูญเสียเหล่านี้เกิดขึ้นจากรูปแบบการผลิต ลักษณะของเทคโนโลยีเครื่องจักร ความรู้ความเข้าใจทางเทคนิคในกระบวนการผลิต รวมถึงวิธีปฏิบัติงานของพนักงาน

จากตอนที่ 1 เราได้ทราบถึงภาพรวมและการใช้พลังงานในอุตสาหกรรมเหล็กกันไปแล้ว ส่วนเนื้อหาในตอนนี้จะกล่าวถึงตัวอย่างมาตรการการอนุรักษ์พลังงานรวมถึงการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเหล็กนำร่อง และการวิเคราะห์ศักยภาพการประหยัดพลังงานในอุตสาหกรรมเหล็กจากโรงงานนำร่องดังกล่าว

มาตรฐานที่นำมาใช้กับโรงงานเหล็กนำร่องนี้ เป็นมาตรการที่มีการนำมาใช้โดยทั่วไป และเป็นที่รู้จักของบุคลากรในอุตสาหกรรมเหล็กพอสมควร แต่ก็มักจะถูกมองข้ามและยังคงมีศักยภาพและลู่ทางในการนำไปใช้โรงงานเหล็กโดยทั่วไปได้ นอกจากนี้ ยังมีเทคนิคที่มีลักษณะเฉพาะที่คาดไม่ถึง ซึ่งสามารถใช้เป็นแบบอย่าง หรือเป็นแนวทางให้แก่ผู้ที่มีหน้าที่รับผิดทางด้านการอนุรักษ์ในโรงงานได้เป็นอย่างดี  

ก) การลดลมรั่ว การลดลมรั่วกล่าวได้ว่า เป็นสิ่งแรกที่เรามักจะนึกถึง เมื่อพูดถึงการลดการสูญเสียพลังงานในระบบอากาศอัด อย่างไรก็ตาม การลดลมรั่วในระบบอากาศอัดยังคงมีช่องทางและศักยภาพที่จะทำได้เสมอ มาตรการลดลมรั่วมักจะมีเวลาคืนทุนสั้น เนื่องจากการรั่วของอากาศอัดจะเกิดขึ้นตลอดเวลาตราบเท่าที่โรงงานมีการผลิต

จุดที่เกิดลมรั่วบ่อยที่สุดได้แก่บริเวณข้อต่อโดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อต่อประเภท Quick Coupling เนื่องจากซีลเสื่อม หรือข้อต่อที่ใช้สายยางสวมแล้วรัดด้วยเข็มขัด เนื่องจากยางเสื่อมสภาพ ปริแตก หรือใช้สายยางใหญ่เกินไป เป็นต้น การรั่วในจุดเหล่านี้สามารถตรวจพบได้จากการฟังเสียงหรือการปะทะของกระแสลมเมื่อเอามือไปอังใกล้ ๆ ข้อต่อที่สงสัย หรือในกรณีที่รูรั่วมีขนาดเล็กมาก อาจจะตรวจพบได้โดยการป้ายทาในบริเวณที่สงสัยด้วยน้ำสบู่ เป็นต้น

ข) การเลือกใช้อุปกรณ์จ่ายลมที่เหมาะสม ลมอัดที่ใช้สำหรับเป่าทำความสะอาดหรือเป่าแห้ง ควรใช้ปืนลมและเลือกขนาดรูจ่ายให้เหมาะสม ซึ่งโดยทั่วไปมักใช้ขนาดรู 3 มม. สิ่งที่พึงหลีกเลี่ยงอย่างยิ่ง คือการใช้ปลายเปิดสายยางเป็นหัวจ่ายลมและคุมด้วยบอลวาล์ว ซึ่งจะมีการสูญเสียลมและพลังงานอย่างมหาศาล เนื่องจากขนาดรูที่ใหญ่เกินไป (5-12 มม.) และความไม่สะดวกในการเปิดปิดบอลวาล์ว

ค) การควบคุมการใช้ลมอัดเท่าที่จำเป็น ในกระบวนการผลิตที่ต้องใช้ลมอัดในการเป่าแห้งหรือเป่าทำความสะอาดเช่นเป่าเศษโลหะ เมื่อเริ่มต้นทำงานก็จะเปิดการจ่ายลมอัดทันทีอย่างต่อเนื่อง ทั้งที่ต้องการลมอัดเพียงบางจังหวะเท่านั้น ในตัวอย่างหนึ่งสามารถลดการเป่าลมจาก 300 วินาทีเหลือเพียง 5 วินาทีเท่านั้น  

ในอีกกรณีหนึ่งคือการใช้ท่อปลายเปิดเป็นหัวจ่ายลมเป่าแห้งและเป่าตลอดเวลา ทั้งที่ต้องการเป่าเฉพาะบางจุดของชิ้นงานเท่านั้น ในกรณีนี้สามารถใช้ตัว Sensor ทำงานร่วมกับโซลินอยด์วาล์ว ซึ่งช่วยลดการเป่าลมในช่วงที่ไม่มีชิ้นงานได้ด้วย เช่น ในระหว่างการปรับตั้งแท่นเครื่อง เป็นต้น

ง) การลดหรืองดการใช้ลมอัดที่ไม่จำเป็น ในกรณีหนึ่งมีการใช้ลมอัดเป่าไล่น้ำและฝุ่นบนลวดเหล็กก่อนผ่าน Photocell ต่อมาใช้วิธีเจาะรูก้นรางทางวิ่งของเส้นลวดเพื่อให้ฝุ่นและน้ำลงไปในรูก่อนที่ตัว Photocell ทำให้สามารถยกเลิกการใช้ลมอัดได้โดยสิ้นเชิง มีอุปกรณ์วัดหรือตรวจจับหลายชนิดในโรงงานเหล็กที่ใช้ลมอัดเป่าไล่ความชื้นและฝุ่นละอองตลอดเวลา ในกรณีนี้ควรปรับให้ลมน้อยที่สุดเท่าที่จำเป็นเท่านั้น อีกกรณีหนึ่งเป็นการลดการเป่าลมอัดหลัง Quenching ในช่วงเวลาที่ไม่มีชิ้น โดยการแก้ไขโปรแกรมควบคุม โดยไม่ต้องลงทุน

จ) การระบายน้ำจาก Intercooler ในกรณีหนึ่งใช้วาล์วบากร่องเป็นตัวระบายน้ำ ซึ่งทำให้มีการสูญเสียลมอัดออกไปด้วยค่อนข้างมาก ตัวอย่างเช่น Intercooler ของคอมเพรสเซอร์ประเภท Turbo Compressor เพื่อลดการสูญเสียลม ควรใช้ Auto Drain ที่เหมาะสม ซึ่งอาจจะออกแบบระบบระบายน้ำให้มี Backup Drain เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำเข้าไปทำความเสียหายแก่คอมเพรสเซอร์

ฉ) การควบคุมการทำงาน Load/Unload ของคอมเพรสเซอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งคอมเพรสเซอร์ ชนิดสกรู เนื่องจากเป็นคอมเพรสเซอร์ที่กินกำลังค่อนข้างสูงในช่วง Unload ในบางกรณีมีการแยกระบบท่อโดยไม่จำเป็น ทำให้ในแต่ละระบบท่อต้องมีคอมเพรสเซอร์ทำงาน Unload ในกรณีหนึ่งพบว่า ในระบบท่อหนึ่งคอมเพรสเซอร์ทำงาน Unload ถึง 80% (กำลังไฟฟ้าใน Load/Unload เท่ากับ 59.3/22.7 kW ตามลำดับ  

หากรวมท่อเข้าด้วยกัน ก็จะสามารถลดการทำงาน Unload ได้อย่างมาก ในกรณีที่มีคอมเพรสเซอร์หลายตัว ต่างยี่ห้อกัน หรืออายุการใช้งานไม่เท่ากัน เปอร์เซ็นต์การกินกำลังช่วง Unload อาจจะไม่เท่ากัน ควรตั้งความดันให้ตัวที่กินกำลัง Unload สูงทำงานเป็นตัวหลัก (กล่าวคือ Unload หลังตัวอื่น)

ช) การติดตั้ง VSD ควบคุมการทำงาน การปรับปริมาณการจ่ายลมของคอมเพรสเซอร์โดยวิธี Unload เป็นวิธีที่สิ้นเปลืองพลังงาน เนื่องจากในขณะที่คอมเพรสเซอร์ทำงาน Unload ก็ยังคงกินกำลังไฟฟ้าจำนวนหนึ่ง มากน้อยขึ้นอยู่กับชนิดหรือการออกแบบของคอมเพรสเซอร์นั้น ๆ แนวทางประหยัดพลังงานที่มีความเป็นไปได้สูงคือ การติดตั้ง VSD ให้ทำการปรับความเร็วรอบคอมเพรสเซอร์ให้สอดคล้องกับปริมาณความต้องการลม ซึ่งการปรับความเร็วรอบจะมีผลให้สิ้นเปลืองกำลังไฟฟ้าลดลงตามส่วนด้วย จึงไม่เกิดการสูญเปล่าจากการทำงาน Unload

ซ) การจัดการการเดินเครื่องในช่วงความต้องการลมอัดน้อย เช่น ในการทำงานล่วงเวลา หรือ ในช่วงที่การผลิตทำงานไม่เต็มที่ ควรเดินเครื่องเล็กที่สุดเท่าที่จะยังสามารถรองรับได้ เนื่องจากการเดินเครื่องใหญ่จะทำให้สิ้นเปลืองพลังงานจากการทำงาน Unload มาก ดังกล่าวในข้อ ฉ)

ฌ) ลดความดันลมลง เมื่อความต้องการลมอัดน้อย ทั้งนี้เนื่องจากในขณะที่ความต้องการลมน้อย การสูญเสียความดันในระบบท่อจ่ายลมน้อย จึงไม่จำเป็นต้องเผื่อความดันลมในท่อมาก ซึ่งนอกจากจะช่วยลดความสิ้นเปลืองพลังงานของตัวคอมเพรสเซอร์เองโดยตรงแล้ว ยังช่วยลดการสูญเสียลมเนื่องจากการรั่วไหลในระบบท่ออีกด้วย

ก) การควบคุมการเผาไหม้ เน้นที่การควบคุมปริมาณอากาศเผาไหม้ให้เหมาะสม ถ้าอากาศเผาไหม้น้อยเกินไป จะเกิดการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงาน และมี CO2 สูง ซึ่งเป็นปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม ในทางกลับกัน ถ้าอากาศเผาไหม้มากเกินไป จะทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานมากเช่นกันในรูปของความร้อนสัมผัสออกไปกับไอเสีย

ข) การปรับปรุงฉนวน เนื่องจากอุณหภูมิภายในสูงมาก หากฉนวนความร้อนไม่เพียงพอ จะทำให้เกิดการสูญเสียความร้อนสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการออกแบบเตาเหล่านี้ อยู่บนพื้นฐานของค่าพลังงานในอดีตซึ่งถูกกว่าปัจจุบันมากจึงควรมีการปรับปรุงฉนวนความร้อน เพื่อลดการสูญเสียพลังงานในส่วนนี้

ค) การควบคุมการทำงานของหัวเผา สำหรับเตาที่ไม่ได้ทำงาน 24 ชั่วโมง ในช่วงก่อนหยุดเตา ควรจะหยุดการทำงานของหัวเผาบางหัวก่อนการหยุดเตา เช่น ปิดหัวเผาในส่วนของ Heating Zone ก่อนเป็นต้น

ง) การควบคุมความดันในเตา Damper/Inverter เนื่องจากช่องเปิดเตาทำให้เกิดการสูญเสียความร้อนในกรณีที่ความดันข้างสูงเกินไป หรือเกิดการรั่วของลมเย็นเข้าไปในเตา ทำให้สูญเสียเชื้อเพลิงในการดึงอุณหภูมิขึ้น หรือ ทำให้ควบคุมอุณหภูมิภายในลำบาก นอกเหนือจากการพยายามปิดช่องเปิดผนังเตาแล้ว จะต้องควบคุมความดันข้างในให้ใกล้เคียงกับภายนอกให้มากที่สุด

ปิดหัวเผาก่อนหยุดงาน 1 ชั่วโมง

การลดขนาดช่องเปิดชิ้นงานที่ออกจากเตาอบ

อุ่นน้ำมันด้วยไอเสียก่อนปล่อยทิ้ง

จ) การนำความร้อนกลับคืนมาใช้อุ่นอากาศ/อุ่นน้ำมัน/อุ่นชิ้นงาน/Absorption Chiller ไอเสียที่ออกจากเตายังมีอุณหภูมิสูงมาก จึงควรหาทางนำความร้อนจากไอเสียมาใช้ประโยชน์ เช่น อุ่นอากาศด้วย Recuperator หรืออุ่นน้ำมัน หรืออุ่นชิ้นงาน หรือผลิตไอน้ำสำหรับ Absorption Chiller             

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในกรณีที่ใช้แก๊สธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง ปัญหาเกี่ยวกับการกัดกร่อนเนื่องจากการควบแน่นของไอเสียมีน้อยมาก จึงสามารถนำความร้อนทิ้งนี้กลับมาใช้ได้อย่างเต็มเม็ดเต็มหน่วย

ฉ) การควบคุมน้ำระบายความร้อนในเตา โดยพิจารณาที่โหลดของเตาอบและอุณหภูมิของน้ำกลับ ถ้ามีการระบายความร้อนเกินความจำเป็น นอกจากจะสูญเสียความร้อนจากเตาแล้ว ยังสูญเสียพลังงานของปั๊มอีกด้วย

ช) การป้อนเหล็กเข้าเตาที่อุณหภูมิสูง สำหรับโรงงานที่มีทั้งเตาหลอมและกระบวนการรีด ควรปรับปรุงกระบวนการทำงานให้สามารถป้อนชิ้นงานเหล็กเข้าเตาอบที่อุณหภูมิสูงที่สุดเท่าที่จะทำได้ เพื่อลดการใช้พลังงานของเตาอบ  

ซ) การลดช่องเปิดเตา เพื่อลดการแผ่รังสีความร้อน เช่น ช่องป้อนแท่งเหล็กเข้าเตา หรือ ช่องส่งเหล็กออกจากเตา เนื่องจากในเตามีอุณหภูมิสูง ดังนั้นถ้ามีช่องเปิดสู่ภายนอกจะทำให้มีการสูญเสียความร้อนในรูปของการแผ่รังสีความร้อนสูงมาก จึงต้องพยายามลดช่องเปิดให้เหลือเท่าที่จำเป็นจริง ๆ เท่านั้น เช่น ช่องป้อนวัสดุ ซึ่งอาจจะมีหลายขนาด ในกรณีที่ป้อนวัสดุที่มีขนาดสั้นลง ควรหาทางลดขนาดช่องป้อนวัสดุให้เล็กลงตามไปด้วย

ก) การควบคุมการทำงานให้เหมาะสมกับภาระการระบายความร้อน ควรมีอุปกรณ์ตรวจวัดอุณหภูมิของน้ำระบายความร้อน ซึ่งเมื่อได้อุณหภูมิตามความต้องการแล้ว ต้องลดการทำงานของ Cooling Tower ลง เช่น ในกรณีที่มีหลายตัว หรือ หลายเซลล์ ควรลดจำนวนตัวทำงานลง หรือติดตั้ง VSD เพื่อลดความเร็วรอบของพัดลมลง การควบคุมเช่นนี้จะช่วยลดการใช้พลังงานในช่วงอากาศเย็น เช่น ฤดูหนาวหรือการทำงานตอนกลางคืน เป็นต้น

ข) ทำความสะอาดแผ่นกรุ (Fill) ควรทำความสะอาดแผ่นกรุอย่างสม่ำเสมอ และมีมาตรการป้องกันตะไคร่เกาะ หรือ ซ่อมแผ่นกรุที่ชำรุด เพื่อให้สามารถกระจายน้ำได้อย่างสม่ำเสมอและเกิดการสัมผัสกับอากาศอย่างทั่วถึง ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการลดอุณหภูมิของน้ำ ควรปิดหรือซ่อมแซมช่องทางรั่วของอากาศ เช่น ช่องเปิดใต้ผนัง ที่บานประตู หรือ แผ่นกรุที่ชำรุด เพื่อไม่ให้อากาศหนีผ่านช่องเปิดเหล่านี้ และเพื่อบังคับให้อากาศไหลผ่านแผ่นกรุและเกิดการสัมผัสกับน้ำอย่างทั่วถึง

ทำความสะอาด Cooling Tower และติดตั้งเซนเซอร์ควบคุมใบพัด

ก) ตรวจสอบการเผาไหม้ เน้นที่การควบคุมปริมาณอากาศเผาไหม้ให้เหมาะสม ถ้าอากาศเผาไหม้น้อยเกินไป จะเกิดการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงาน และ มี CO₂ สูง ซึ่งเป็นปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม ในทางกลับกัน ถ้าอากาศเผาไหม้มากเกินไป จะทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานมากเช่นกันในรูปของความร้อนสัมผัสออกไปกับไอเสีย

ข) หุ้มฉนวนท่อและอุปกรณ์ท่อ รวมทั้งอุปกรณ์ใช้ไอน้ำอื่น ๆ
ค) ปิดการจ่ายไอน้ำไปยังจุดที่ไม่ได้ใช้งาน หรือตัดท่อออกเลย เนื่องจากท่อดังกล่าวกลายพื้นผิวที่ก่อให้เกิดการสูญเสียความร้อนตลอดเวลา

ง) หยุดการทำงานของหม้อไอน้ำก่อนเลิกงาน เนื่องจากหม้อไอน้ำมีลักษณะของตัวสะสมพลังงานหรือไอน้ำ ซึ่งสามารถจ่ายไอน้ำได้แม้ว่า จะหยุดการเผาไหม้แล้วก็ตาม จะหยุดได้เร็วหรือช้า ต้องพิจารณาที่ขนาดหม้อไอน้ำและปริมาณการใช้ไอน้ำในเวลานั้น ๆ ประกอบด้วย

การหุ้มฉนวนความร้อนท่อและถังอุ่นน้ำมัน

ก) การตั้งอุณหภูมิให้เหมาะสม แม้ว่ามาตรการนี้จะมีการรณรงค์อย่างต่อเนื่อง แต่ก็ยังคงมีการละเลยอยู่อย่างเสมอ ๆ สาเหตุส่วนหนึ่งก็เนื่องจากเทอร์โมสตัตของเครื่องปรับอากาศรุ่นเก่า ไม่เหมาะสม ไม่สามารถตั้งและควบคุมอุณหภูมิได้ตามความต้องการ ดังนั้น จึงต้องมีการรณรงค์และดูแลอย่างต่อเนื่อง ร่วมกันกับการปรับปรุงตัวเทอร์โมสตัต

ข) การเปลี่ยนเป็นเครื่องทำน้ำเย็นประสิทธิภาพสูง เครื่องทำน้ำเย็นรุ่นเก่าบางรุ่นอาจจะใช้ไฟฟ้าถึง 1.5 kW/ton ในขณะที่รุ่นใหม่ ๆ ประสิทธิภาพได้รับการปรับปรุงถึง 0.5 kW/ton ดังนั้น หากเป็นเครื่องทำน้ำเย็นที่มีชั่วโมงการใช้งานยาวนาน นับว่าเป็นมาตรการที่สมควรดำเนินการ

ค) การควบคุมการระบายอากาศ ในห้องบางประเภท เช่น ห้องโถงรวม ห้องที่มีการเปิดประตูเข้าออกตลอดเวลา การระบายอากาศ ถือว่าเป็นสิ่งที่ไม่จำเป็น เพราะการระบายอากาศเท่ากับเป็นการนำอากาศร้อนภายนอกเข้ามา ทำให้เครื่องปรับอากาศทำงานหนักขึ้น

ง) การติดตั้งพัดลมกระจายความเย็น ในบางกรณี ต้องตั้งอุณหภูมิเครื่องปรับอากาศไว้ค่อนข้างต่ำ เนื่องจากลมเย็นไปไม่ถึงบางตำแหน่งของห้อง มีผลให้บางตำแหน่งเย็นเกินไปและเครื่องปรับอากาศต้องทำงานหนักโดยไม่จำเป็น การติดตั้งพัดลมเพดานช่วยกระจายลม จะแก้ปัญหานี้ได้เป็นอย่างดี

ก) เปลี่ยนหลอดแสงจันทร์เป็นฟลูออเรสเซนต์ ในกรณีที่สามารถติดตั้งตำแหน่งโคมไม่ไกลจากจุดทำงานมากนัก หลอดฟลูออเรสเซนต์พร้อมด้วยแผ่นสะท้อนแสง สามารถให้แสงสว่างแทนที่หลอดแสงจันทร์ได้อย่างพอเพียง สามารถลดไฟฟ้าจาก 400 + 23 W เหลือ 2 x 36 + 10 W

ข) เปลี่ยนหลอดฟลูออเรสเซนต์ 36 วัตต์เป็น 30 วัตต์ โดยในเบื้องต้นควรเปลี่ยนจุดที่มีชั่วโมงใช้งานสูงก่อน เช่น เกิน 16 ชั่วโมงขึ้นไป
ค) เปลี่ยนจากบัลลาสต์ธรรมดาเป็นบัลลาสต์ชนิด Low Loss หรือ อิเล็กทรอนิกส์ ควรใช้หลักเกณฑ์การพิจารณาเช่นเดียวกับข้อ ข) และอาจจะพิจารณาดำเนินการควบคู่ไปด้วยกัน

ง) ใช้แสงธรรมชาติช่วยโดยการติดกระเบื้องใส การติดกระเบื้องใสประมาณ 5% ของพื้นที่หลังคา จะให้แสงสว่างเพียงพอโดยไม่ต้องเปิดใช้หลอดไฟฟ้า

จ) ปิดเมื่อไม่จำเป็นต้องใช้ ควรมีสวิตช์แยกสำหรับพื้นที่ต่าง ๆ เพื่อให้สามารถปิดไฟส่วนที่ไม่ได้ใช้งานได้ และสวิตช์ควรอยู่ในตำแหน่งที่สามารถเปิดปิดได้โดยง่าย ควรติดตั้งสวิตช์กระตุกสำหรับไฟแสงสว่างในสำนักงานที่พนักงานไม่ค่อยได้นั่งประจำโต๊ะตลอดเวลา เพื่อให้เปิดปิดได้อย่างสะดวกตามความจำเป็น โดยต้องมีการรณรงค์ควบคู่ไปด้วย  

การใช้หลังคาแผ่นใสแทนหลอดไฟแสงจันทร์

ติดตั้งสวิตช์กระตุก

ติดตั้งบัลลาสต์ Low Loss

ก) ลดการใช้มอเตอร์เดินตัวเปล่า เช่น มอเตอร์ส่งเหล็กเข้า Shear ในกรณีที่เป็นเหล็กสั้น ไม่จำเป็นต้องเดินมอเตอร์ทุกตัว ในโรงงานกรณีตัวอย่าง สามารถลดจำนวนมอเตอร์ได้ 7 ตัวขนาด 2 kW ต่อตัว จากทั้งหมด 40 ตัว

ข) ควบคุมการทำงานของมอเตอร์ปั๊มน้ำให้เหมาะสมกับโหลด ตัวอย่างเช่น ปั๊มน้ำระบายความร้อน และ พัดลมขนาดใหญ่ในโรงงาน เมื่อโหลดเปลี่ยน ควรปรับปริมาณน้ำตามความเหมาะสม ในกรณีนี้การติดตั้ง VSD ควบคุมการทำงานมักจะให้ผลตอบแทนที่คุ้ม ทั้งนี้ต้องศึกษาสภาวะการทำงานปัจจุบันเสียก่อน

ในการหลอมเหล็กด้วยเตาหลอมเหล็กแบบ Electric Arc Furnace (EAF) พลังงานไฟฟ้าจะเป็นแหล่งพลังงานหลักที่จะเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนเพื่อทำให้เหล็กหลอมละลาย การใช้พลังงานไฟฟ้าจะถูกระบุเป็นหน่วยกิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อตันน้ำเหล็ก ปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ใช้จะขึ้นอยู่กับเทคนิคที่ใช้ในการหลอมเหล็ก

เทคนิคที่นิยมใช้มากในเตาหลอม EAF คือเทคนิคการทำให้ Slag ที่ปกคลุมผิวหน้าของน้ำเหล็กมีลักษณะเป็น Foam ซึ่ง Slag ที่มีลักษณะเป็น Foam จะทำให้ประสิทธิภาพของการถ่ายเทพลังงานไฟฟ้าไปสู่น้ำเหล็กดีขึ้น ทำให้ใช้พลังงานน้อยลงและลดเวลาที่ใช้ในการหลอมเหล็ก ส่งผลให้การสูญเสียความร้อนลดลง การทำให้ Slag เป็น Foam จะทำโดยการฉีดผง Carbon ลงไปทำปฏิกิริยากับ Oxygen ที่ละลายอยู่ในน้ำเหล็ก ทำให้เกิดเป็นฟองก๊าซลอยผ่านผิวน้ำเหล็กไปสู่ชั้นของ Slag ที่ปกคลุมผิวน้ำเหล็ก

โดย Slag ซึ่งมีความเหนียวสูง จะเป็นตัวกักฟองก๊าซ ทำให้ตัวของ Slag มีปริมาตรเพิ่มขึ้นเนื่องจากฟองก๊าซ ส่งผลให้ Slag มีลักษณะฟูคล้ายกับ Foam ดังนั้นเพื่อให้ประหยัดพลังงานไฟฟ้าในการหลอมเหล็ก จึงจำเป็นที่จะต้องทำให้ Slag เป็น Foam อย่างต่อเนื่องและตลอดระยะเวลาที่ใช้ในการหลอมเหล็ก

สำหรับประเทศไทย ณ ปัจจุบัน ยังไม่มีเครื่องมือที่ใช้ในการวัดการ Foam ของ Slag ทำให้ต้องใช้การประมาณการจากหน้างาน อีกทั้งเทคนิคการ Foam Slag ยังไม่เป็นที่เข้าในอย่างถ่องแท้ ส่งผลให้การ Foam ของ Slag ขาดความต่อเนื่อง ดังนั้นจึงเป็นโอกาสที่จะทำการพัฒนาเครื่องมือวัดการ Foam ของ Slag เพื่อใช้ในการศึกษาและพัฒนาเทคนิคการ Foam Slag เพื่อลดการใช้พลังงานไฟฟ้า

ในการศึกษาวิจัยได้แบ่งกลุ่มอุตสาหกรรมเหล็กทั่วประเทศตามผลิตภัณฑ์เป็น 8 กลุ่มผลิตภัณฑ์และแบ่งตามกระบวนการผลิตได้ 15 กลุ่มกระบวนการผลิตประเภท ดังแสดงในตารางที่ 4 เนื่องจากขอบเขตการศึกษาไม่สามารถคัดเลือกโรงงานนำร่องจากทุกกลุ่มกระบวนการผลิตได้ แต่ได้คัดเลือกกลุ่มกระบวนการผลิตที่เมื่อทำการลดการใช้พลังงานแล้ว

สามารถนำไปขยายผลต่อเพื่อเป็นประโยชน์แก่โรงงานอื่นในกลุ่มเดียวกัน หรือทำการลดการใช้พลังงานกระบวนการผลิตที่เป็นโรงงานขนาดใหญ่และใช้พลังงานมาก เช่น ผลิตภัณฑ์เหล็กแผ่นรีดร้อนทั้งที่มีเตาหลอมและไม่มีเตาหลอม จึงสามารถสรุปผลการประหยัดพลังงานในโรงงานนำร่องทั้ง 8 แห่งได้ ดังตารางที่ 1

ตารางที่ 1 ตารางแสดงผลการประหยัดของโรงงานที่เข้าร่วมเป็นโรงงานนำร่องทั้ง 8 แห่ง

จากตารางที่ 1 เป็นผลการประหยัดที่เกิดจากการดำเนินการตามมาตรการต่าง ๆ โดยความร่วมมือระหว่างผู้เชี่ยวชาญของคณะศึกษาวิจัยกับคณะทำงานของโรงงานนำร่องทั้ง 8 แห่งในช่วงระหว่างเดือนกันยายน 2548 ถึง กันยายน 2549 โดยมีผลประหยัดรวมทั้ง 8 โรงงานเท่ากับ 1.052 ktoe คิดเป็นเงินประมาณ 17 ล้านบาท (คิดจากราคาน้ำมันเตา ktoe ละ 16 ล้านบาท)

ตารางที่ 2 เป็นการแสดงผลการประหยัดเป็นร้อยละของโรงงานนำร่องแต่ละแห่ง ซึ่งหากนำมาตรการที่ได้ดำเนินการในโรงงานนำร่องไปปรับใช้กับโรงงานทั้งหมดในกลุ่มกระบวนการผลิตนั้น ๆ ทั้งประเทศ คาดหมายว่าจะได้มีศักยภาพการประหยัดพลังงานของกลุ่มนั้น ๆ ในเปอร์เซ็นต์ที่ใกล้เคียงกัน ดังนั้นในคอลัมน์สุดท้ายของตารางที่ 2 จึงถือว่า เป็นศักยภาพการประหยัดพลังงานคิดเป็นร้อยละของการใช้พลังงานของกลุ่มอุตสาหกรรมนั้น ๆ

เนื่องจากโรงงานนำร่องในโครงการฯ มีเพียง 8 แห่ง  ซึ่งครอบคลุมกลุ่มกระบวนการผลิต 8 กลุ่มจากทั้งหมด 15 กลุ่ม ส่วนอีก 7 กลุ่มกระบวนการผลิตไม่มีข้อมูลจากการเข้าโรงงานโดยตรง ดังนั้นจึงได้นำข้อมูลของโรงงานนำร่อง 8 กลุ่ม ที่มีการใช้พลังงานในลักษณะเดียวกันมาเทียบเคียง ดังแสดงในตารางที่ 3

ตารางที่ 3 แสดงศักยภาพการประหยัดพลังงานในกลุ่มกระบวนการผลิตที่ไม่มีข้อมูลโรงงานนำร่องโดยตรงและใช้ค่าเทียบเคียงจากโรงงานนำร่องที่มีลักษณะการใช้พลังงานใกล้เคียงกัน

เนื่องจากการลดการใช้พลังงานในโรงงานเหล็กลวดมีเตาหลอม ได้กระทำเฉพาะการใช้พลังงานในส่วน Utility โดยไม่ได้มีการลดการใช้พลังงานในส่วนของเตาหลอมโดยตรง ผลการประหยัดพลังงานจึงสามารถนำมาใช้กับกลุ่มโรงงานเหล็กลวดไม่มีเตาหลอมได้

เมื่อพิจารณาร้อยละของผลการประหยัดของกลุ่มกระบวนการผลิตทั้ง 15 กลุ่มจากตารางที่ 2 และ 3 แล้ว นำไปเปรียบเทียบกับปริมาณการใช้พลังงานของแต่ละกลุ่มกระบวนการผลิตทั้งประเทศที่ได้จากการศึกษานี้ จะได้ศักยภาพการประหยัดพลังงานตามตารางที่ 4 

สำหรับการอนุรักษ์พลังงานนอกจากจะส่งผลให้ลดการใช้พลังงานในอุตสาหกรรมเหล็กแล้ว ยังส่งผลต่ออุตสาหกรรมอื่น ๆ ในประเทศด้วย เนื่องจากอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าของไทยเป็นอุตสาหกรรมพื้นฐานที่มีความสำคัญในการพัฒนาประเทศ และยังเชื่อมโยงกับอุตสาหกรรมอื่น ๆ เป็นจำนวนมาก

เช่น อุตสาหกรรมยานยนต์  เครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เฟอร์นิเจอร์ อาหารกระป๋อง (บรรจุภัณฑ์) เครื่องจักรกล และอุตสาหกรรมก่อสร้าง ฯลฯ ดังนั้นการอนุรักษ์พลังงานนอกจากจะส่งผลให้เกิดการลดการใช้พลังงานในอุตสาหกรรมเหล็กแล้ว ยังเป็นการลดต้นทุนการผลิต พัฒนาบุคลากร และเทคโนโลยีการอนุรักษ์พลังงาน เพิ่มความสามารถในการแข่งขันของผู้ประกอบการในภาคอุตสาหกรรมเหล็ก  

หากอุตสาหกรรมเหล็กของไทยนำมาตรการที่ใช้กับโรงงานนำร่องทั้ง 8 แห่งมาใช้กับโรงงานทั้งหมดในกลุ่มกระบวนการผลิตทั้งประเทศ จะทำให้ได้ศักยภาพการประหยัดพลังงานเท่ากับ 5.09 ktoe (พันตันเทียบเท่าน้ำมันดิบ) หรือคิดเป็นร้อยละ 0.54 ของการใช้พลังงานทั้งประเทศและคิดเป็นผลการประหยัดได้ประมาณ 81.50  ล้านบาท

มาตรการที่ให้ผลการประหยัดพลังงานดังกล่าวมานี้เป็นมาตรการระยะสั้น สามารถดำเนินการได้ทันทีซึ่งใช้ระยะเวลาเพียง 1 ปี และเป็นเพียงบางส่วนของการใช้พลังงานในศักยภาพของโรงงานเท่านั้น มีโรงงานนำร่องเพียง 1 โรงงานเท่านั้นที่ได้ดำเนินการในกระบวนการผลิตโดยตรงคือการประหยัดพลังงานไฟฟ้าในเตาหลอมเหล็กแบบ Electric Arc Furnace (EAF)

ถ้าหากมีการดำเนินการในมาตรการระยะกลางและระยะยาวโดยดำเนินการอย่างต่อเนื่องแล้ว ก็จะสามารถลดการใช้พลังงานในกระบวนการผลิตได้มากกว่านี้ ส่งผลถึงการประหยัดพลังงานที่มากขึ้นต่อไป

เอกสารอ้างอิง

1. เอกสารเผยแพร่ โครงการศึกษาเกณฑ์การใช้พลังงานในอุตสาหกรรมเหล็ก, กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน (พพ.) กระทรวงพลังงาน, (www.dede.go.th)
2. สถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศไทย, (www.isit.or.th)