โชคชัย  อลงกรณ์ทักษิณ
ผู้รับผิดชอบด้านพลังงานในโรงงาน  (ผชร.247)
กรมพัฒนาและส่งเสริมพลังงาน  กระทรวงวิทยาศาสตร์  เทคโนโลยีและสิ่งแวดล้อม 
E-mail:alongkrontuksin@yahoo.com

เครื่องอัดอากาศเป็นเครื่องจักรกลพื้นฐานที่นิยมใช้เป็นส่วนสนับสนุน (Facilities) ในกระบวนการผลิต และวิธีที่ประหยัดพลังงานในเครื่องอัดอากาศที่ดีควรเริ่มตั้งแต่การสั่งซื้อ การติดตั้ง การเดินเครื่อง ตลอดจนการซ่อม-บำรุงรักษา เพื่อให้ประสิทธิภาพในการเดินเครื่องพร้อมใช้งาน และมีค่าใช้จ่ายในการใช้งานถูกลง

รูปที่ 1 Mobile Air Compressor

เครื่องอัดอากาศ (Air Compressor) หรือที่เรียกกันโดยทั่วไปว่า "ปั๊มลม"  ซึ่งอันที่จริงก็ไม่ถูกนัก เนื่องจากปั๊ม (Pump) หมายถึงอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ดูด-อัด-จ่ายสสารที่เป็น "ของเหลว" ส่วนเครื่องอัดไอ (Compressor) หมายถึง อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ดูด-อัด-จ่ายสสารที่เป็น “ก๊าซ” ตามปกติแล้วเครื่องอัดอากาศนับว่าเป็นเครื่องจักรกลพื้นฐานที่นิยมใช้เป็นส่วนสนับสนุน (Facilities) ในกระบวนการผลิต 

แต่จากประสบการณ์ในงานภาคสนามส่วนใหญ่ พบว่ามีปัญหาตั้งแต่การสั่งซื้อ การติดตั้ง การเดินเครื่อง ตลอดจนการซ่อม-บำรุงรักษา จึงเป็นสาเหตุให้ประสิทธิภาพในการเดินเครื่องไม่ค่อยจะสู้ดีนัก ยังผลให้เกิดค่าใช้จ่ายในการใช้งานที่สูง เกิดต้นทุนแอบแฝงที่คนในองค์กรไม่ทราบ และอาจละเลยให้ความสำคัญ ดังนั้นในบทความนี้จึงขอนำเสนอแนวทางในการอนุรักษ์พลังงานในระบบอัดอากาศ เพื่อเพิ่ม "ขีดความสามารถในการแข่งขัน" (Competition) ของอุตสาหกรรมการผลิตในประเทศไทยของเรา

รูปที่ 2 การติดตั้งเครื่องอัดอากาศแบบสกรู

รูปที่ 3 วงจรการอนุรักษ์พลังงาน

ในการอนุรักษ์พลังงานควรจะเดินการในลักษณะอย่างเป็นระบบ ดังตัวอย่างที่แสดงในรูปที่ 3 ซึ่งมีลักษณะที่เป็นวงจร หรือวัฎจักร (Cycle) คือ 1) การค้นหาศักยภาพ (ปัญหา) ในการอนุรักษ์พลังงาน 2) ทำการประเมินศักยภาพของการอนุรักษ์พลังงาน โดยจะต้องลงมือตรวจวัดเพื่อเก็บข้อมูล 3) กำหนดมาตรการอนุรักษ์พลังงาน โดยมีการวิเคราะห์ความเป็นไปได้ทางเศรษฐศาสตร์แล้ว 4) ลงมือดำเนินการอนุรักษ์พลังงานตามมาตรการต่างๆ ที่ได้กำหนดไว้ 5) ประเมินผลการอนุรักษ์พลังงานตามมาตรการต่างๆ

รูปที่ 4 ถังพักอากาศอัด

1.  พระราชบัญญัติการพัฒนาและการส่งเสริมพลังงาน พ.ศ. 2535
2.  พระราชบัญญัติการส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงาน พ.ศ. 2535
3.  พระราชกฤษฎีกากำหนดพลังงานควบคุม พ.ศ. 2536
4.  พระราชกฤษฎีกากำหนดอาคารควบคุม พ.ศ. 2538
5.  พระราชกฤษฎีกากำหนดโรงงานควบคุม พ.ศ. 2540
6.  กฎกระทรวงว่าด้วยหลักเกณฑ์วิธีการและระยะเวลาในการกำหนดเป้าหมายและแผนอนุรักษ์พลังงาน และการตรวจสอบและวิเคราะห์การปฏิบัติตามเป้าหมายและแผนอนุรักษ์พลังงานสำหรับโรงงานควบคุมและอาคารควบคุม พ.ศ. 2547
7.  กฎกระทรวง พ.ศ. 2539 ออกตามความในพระราชบัญญัติการพัฒนาและการส่งเสริมพลังงาน
8.  กฎกระทรวง ฉบับที่ 2 พ.ศ. 2539 ออกตามความในพระราชบัญญัติการพัฒนาและการส่งเสริมพลังงาน
9.  กฎกระทรวงว่าด้วยหลักเกณฑ์ วิธีการ และระยะเวลาในการส่งข้อมูลและการบันทึกข้อมูลเกี่ยวกับการอนุรักษ์พลังงาน พ.ศ. 2547
10.  พระราชบัญญัติการส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงาน (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2550

รูปที่ 5 การตรวจสอบถังพักอากาศอัดทุกๆ 5 ปี

1.4 ไส้กรองน้ำมันหล่อลื่น (Oil Filter)
1.5 ลิ้นควบคุมการจ่ายน้ำมันหล่อลื่นขณะเปิด-ปิดเครื่อง (Oil Control Valve)
1.6 ลิ้นควบคุมความดันอากาศอัดที่ออกจากเครื่อง (Minimum Pressure Valve) ตามปกติแล้วจะตั้งค่าให้อากาศอัดต้องมีค่าความดันไม่น้อย 5 bar
1.7 อุปกรณ์ควบคุมความดันขณะเดินเครื่อง (Pressure Regulator)

รูปที่ 6 หน่วยผลิตแผนกอากาศอัด

1. การเลือกประเภท และขนาดเครื่องอัดอากาศ หากเราทราบปริมาณการใช้อากาศอัด และระดับความดันที่ใช้งาน ตลอดจนการขยายโรงงานในอนาคต ก็จะทำให้สามารถเลือกประเภทและขนาดเครื่องอัดอากาศได้อย่างถูกต้อง เช่น ระบบอัดอากาศต้องการใช้งานที่ความดัน 25 bar ก็ควรเลือกเครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบแทนการใช้แบบสกรู หรือการเลือกเครื่องอัดอากาศที่มีขนาดใหญ่ หรืออัดแบบหลายๆ ขั้น (Multi-Stage) จะให้ประสิทธิภาพการใช้งานที่ดีกว่า 

2. การติดตั้งอุปกรณ์ในระบบอัดอากาศ เช่น Main Filter และ Air Dryer ควรเลือกขนาดให้เหมาะสมต่อการทำงาน
3. ถังพักอากาศอัด ต้องมีขนาดที่เหมาะสม ซึ่งจะมีผลต่อการตัดต่อการทำงาน
4. ระบบท่อ ต้องเลือกขนาดท่อให้เหมาะสม ไม่ทำการเกิดความดันตกคร่อมมากกว่า 0.5 bar (ต้นทางกับปลายทาง)

* ตำแหน่งติดตั้ง ระยะห่างระหว่างเครื่องอัดอากาศกับผนังอาคาร หรือส่วนอื่นๆ จะต้องมีค่าไม่น้อยกว่า 1.5 m. เพื่อให้เกิดการหมุนเวียนถ่ายเทความร้อนได้สะดวก ตลอดจนสะดวกแก่การปฏิบัติงาน

* อุณหภูมิภายในห้องเครื่อง ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิภายในห้องเครื่องกับภายนอกห้อง หากแตกต่างกันเกิน 3o จะทำให้เกิดการสิ้นเปลื้องถึง 1%

7.  วิธีการควบคุมการเดินเครื่อง เริ่มตั้งแต่การจัดลำดับการสตาร์เครื่องว่าต้องเรียงลำดับจากเครื่องใดไปเป็นยังเครื่องใด การกำหนดค่าความดันแตกต่าง (ความห่าง) ในการเดินเครื่องแต่ละเครื่อง ตลอดจนการกำหนดว่าเครื่องใดที่มีประสิทธิภาพจะต้องเดินเครื่องเป็นส่วนใหญ่ (Based Load) หรือเป็นตัวเลือกแรกๆ ในการเดินเครื่อง

8.  การจัดกลุ่มความดันใช้งาน หากในกระบวนการผลิตมีการใช้ค่าความดันที่แตกต่างกัน เช่น กลุ่มเครื่องจักรที่ใช้ค่าความดัน 3 bar และกลุ่มเครื่องจักรที่ใช้ค่าความดัน 8 bar ดังนั้นเราควรแบ่งแยกการใช้งานโดยการสั่งซื้อเครื่องอัดอากาศมา 2 กลุ่มความดัน

9.  พฤติกรรมการใช้งาน เราควรให้ความรู้แก่พนักงานภายในโรงงาน ในเรื่องการนำอากาศอัดมาทำการเป่าทำความสะอาดร่างกาย ซึ่งเป็นเรื่องที่เป็นอันตรายและสิ้นเปลื้องพลังงานเป็นอย่างยิ่ง เช่น เศษสนิมเหล็กที่ปะปนมากับอากาศอัดอาจกระเด็นเข้าตา ละอองน้ำมันอาจเข้าสู่ระบบหายใจ

10.  การระบายความร้อน ในขณะที่เครื่องอัดอากาศกำลังทำงาน จำเป็นที่จะต้องมีการระบายความร้อนเพื่อให้งานที่ใช้ในการอัดตัวของอากาศไม่สูงมากนัก ยังผลให้ประสิทธิภาพดีขึ้น ดังนั้นเราจำเป็นต้องควบคุมของอุณหภูมิของน้ำมันหล่อลื่นและน้ำหล่อเย็น (ที่มาแลกเปลี่ยนความร้อนกับน้ำมันหล่อลื่น) ในกรณีที่เป็นระบายความร้อนด้วยน้ำ หรือถ้าเราเลือกระบบการระบายความร้อนเป็นแบบอากาศ (Air Cooled) จะช่วยลดค่าบำรุงรักษาลงได้ถึง 15%

รูปที่ 7 ปากกาวัดความสั่นสะเทือน

11.  การบำรุงรักษาเครื่องอัดอากาศ เราคงปฏิเสธไม่ได้ว่า ถ้าสภาวะการเดินเครื่องไม่อยู่ในเกณฑ์ที่ต้องการ เช่น ค่าความสั่นสะเทือนมากกว่า 5 m/sec. ไส้กรองอากาศอุดตัน ไส้กรองน้ำมันอุดตัน ไส้กรองแยกน้ำมัน (Oil Separator) แตกชำรุด น้ำมันหล่อลื่นเสื่อมสภาพ ลิ้นควบคุมการจ่ายน้ำมัน (Oil Control Valve) ชำรุด สายท่ออ่อนน้ำมันรั่วซึม การระบายความร้อนที่ Oil Cooler และ After Cooler ไม่มีประสิทธิภาพ ลิ้นระบายน้ำที่ถังพักอากาศอัดชำรุด ฯลฯ ก็จะมีผลทำให้ประสิทธิภาพในการเดินเครื่องต่ำ

12.  การกำหนดค่าความดันเดินเครื่อง (ON-OFF) ตามปกติแล้วเราจะตั้งค่าความดันในการต่อให้เครื่องอัดอากาศทำงาน ณ ที่ระดับความดันเหนือค่าความดันต่ำสุดที่ยอมรับได้ของโรงงานประมาณ 0.5-1 bar เท่านั้น ส่วนค่าความดันในการตัดให้เครื่องอัดอากาศทำงาน ณ ที่ระดับความดันเหนือค่าความดันสูงสุดที่ยอมรับได้ของโรงงานประมาณ 0.5-1 bar เช่นกัน

* Modulate Control เป็นการควบคุมการเปิด-ปิด (หรี่) ลิ้นด้านดูดของเครื่องอัดอากาศให้ผลิตปริมาณอากาศใกล้เคียงกับปริมาณการใช้งาน ยังผลทำให้การควบคุมเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ แต่ก็มีผู้โต้แย้งว่าการเดินเครื่องในขณะหรี่ลิ้นด้านอยู่นั้น มอเตอร์จะทำงานไม่เต็มประสิทธิภาพ

* On-Off Control เป็นการควบคุมการเดินในลักษณะเปิด-ปิดตามค่าความดันที่ตั้งค่าไว้ที่อุปกรณ์ควบคุมความดัน เช่น Pressure Switch โดยปริมาณการผลิตอาจไม่สอดคล้องกับปริมาณความต้องการใช้ทำให้เกิดการสิ้นเปลื้องพลังงาน

รูปที่ 8 เครื่องอัดอากาศแบบสกรู

* โชคชัย  อลงกรณ์ทักษิณ./ 2545./  การอนุรักษ์และการจัดการพลังงาน (Energy Conservation and Management)/ กรุงเทพฯ./ บริษัท สยามสติลซินดิเกต จำกัด.  (อัดสำเนา)