โรงงานน้ำตาล

พลังงานที่ใช้ในโรงงานน้ำตาลมี 2 รูปแบบ คือ รูปแบบที่ 1 ไอน้ำได้แก่ พลังงานความร้อนซึ่งอยู่ในรูปไอน้ำและน้ำร้อน ผลิตจากหม้อน้ำ (Boiler) โดยพลังงานที่อยู่ในรูปไอน้ำจะถูกใช้ไปในกระบวนการผลิตตั้งแต่การหีบอ้อยโดยใช้ในช่วงการเตรียมอ้อยก่อนเข้าหีบ ขับชุดหีบ การทำใสน้ำอ้อยโดยจะใช้พลังงานจากไอน้ำด้วยการผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และการต้มเคี่ยวน้ำเชื่อม สำหรับพลังงานในรูปแบบที่ 2 คือ พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตโดยใช้ไอน้ำในการขับกังหันและเครื่องกำเนิดไฟฟ้านั่นเองในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงพลังงานไอน้ำในโรงงานน้ำตาล การผลิตไฟฟ้าในโรงงานน้ำตาล และการแบ่งแยกกลุ่มของโรงงานน้ำตาลจากการแบ่งส่วนการผลิตไอน้ำและการผลิตไฟฟ้า

• ไอน้ำในโรงงานน้ำตาล

  การผลิตไอน้ำเพื่อใช้เป็นพลังงานในโรงงานน้ำตาลนั้นเป็นสิ่งจำเป็นที่ทุกโรงงานต้องให้ความสำคัญ อุปกรณ์หลักที่เกี่ยวข้องกับการผลิตไอน้ำ คือ หม้อน้ำ (Boiler) ระบบส่งจ่ายไอน้ำ และระบบควบคุม เป็นที่ทราบกันดีว่าโรงงานน้ำตาลใช้ชานอ้อยเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไอน้ำ และมีปริมาณชานอ้อยมากเพียงพอที่จะใช้ผลิตไอน้ำในโรงงานได้ตลอดทั้งฤดูการผลิตน้ำตาล และด้วยเทคโนโลยีในยุคปัจจุบัน การดูแลและบำรุงรักษาที่เหมาะสมด้วยการอนุรักษ์พลังงานอย่างสม่ำเสมอ ส่งผลให้เกิดการใช้ชานอ้อยเพื่อการผลิตไอน้ำได้มากขึ้นจนสามารถผลิตไฟฟ้าเพื่อใช้นอกฤดูหีบและเพียงพอสำหรับการจำหน่ายให้กับผู้ใช้ไฟฟ้านอกโรงงาน หรือจำหน่ายกลับไปให้กับการไฟฟ้าได้ด้วย

  ในการผลิตน้ำตาลนั้นต้องการไอน้ำดี (Live Steam) ความดันระหว่าง 20-30 bar อุณหภูมิประมาณ 350-370 องศาเซลเซียส สำหรับจ่ายให้อุปกรณ์ต้นกำลัง ได้แก่ กังหันไอน้ำเพื่อผลิตกำลังกลขับชุดใบมีดตัดอ้อยและลูกหีบ ไอดีหลังจากถูกใช้งานที่อุปกรณ์ต้นกำลังแล้ว จะลดคุณภาพเป็นไอน้ำเสีย (Exhaust Steam) ซึ่งเป็นไอน้ำอิ่มตัว มีความดันประมาณ 1.5 bar จะถูกนำไปใช้ที่หม้อต้มและหม้อเคี่ยว ไอน้ำสำหรับหม้อเคี่ยวแบ่งเป็น 2 ส่วน ส่วนแรกได้จากไอน้ำเสีย อีกส่วนหนึ่งได้จากหัวหม้อต้ม(น้ำเชื่อมเดือดจนเกิดไอน้ำ) โดยไอน้ำจากหัวหม้อต้มจะถูกใช้ในการอุ่นน้ำอ้อยเพื่อเพิ่มอุณหภูมิน้ำอ้อยให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมเพื่อนำไปผสมกับน้ำด่างในกระบวนการทำใส หลังจากใช้งานแล้ว ไอน้ำเสียจะผ่านเครื่องควบแน่นกลั่นตัวเป็นน้ำและนำกลับไปใช้ที่หม้อน้ำ(Boiler)ต่อไป [3]

• การผลิตไฟฟ้าในโรงงานน้ำตาล

  จากกระบวนการที่กล่าวมาข้างต้นในหัวข้อ “ไอน้ำในโรงงานน้ำตาล” จะเห็นว่า ความดันไอน้ำที่เหมาะสมที่ใช้ในการผลิตน้ำตาลนั้นไม่สูงมากนักอยู่ระหว่าง 20-30 bar ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบข้อมูลจากการสำรวจโรงงานน้ำตาลในพื้นที่ภาคเหนือ พบว่า หม้อน้ำ(Boiler)ในโรงงานไฟฟ้าซึ่งก่อตั้งโดยโรงงานน้ำตาลปัจจุบันผลิตความดันไอน้ำอยู่ระหว่าง 20-110 bar [4] ข้อสังเกตคือ ขนาดความดันไอน้ำที่สูงกว่า 30 bar นั้นมีจุดประสงค์เพื่อใช้ในการผลิตไฟฟ้า ดังนั้นเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าในปัจจุบันจึงถูกนำมาพัฒนาใช้ในโรงงานน้ำตาล

  ชานอ้อยเป็นเชื้อเพลิงที่จัดอยู่ในกลุ่มเชื้อเพลิงชีวมวลชนิดหนึ่ง เมื่อถูกนำมาใช้ในการผลิตพลังงาน จะถูกนำมาใช้เผาไหม้โดยตรง (Direct Fired) ที่หม้อน้ำ (Boiler) เพื่อให้ได้ไอน้ำความดันตามที่กำหนด จากนั้นจะถูกส่งไปยังกังหัน (Turbine) เพื่อปั่นกังหันซึ่งต่ออยู่กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้ได้กระแสไฟฟ้าออกมา โรงไฟฟ้าในโรงงานน้ำตาลจึงสามารถใช้ประโยชน์จากไอน้ำไปในขั้นตอนการผลิตน้ำตาลควบคู่กับการผลิตไฟฟ้าร่วมกันหรือเรียกว่า“ระบบผลิตพลังงานร่วม (Cogeneration)” ซึ่งเป็นระบบที่มีประสิทธิภาพภาพในการใช้เชื้อเพลิงสูง