
ผลิตภัณฑ์น้ำมันซึ่งเป็นพลังงานทดแทนน้ำมันเตา
น้ำมันทดแทนน้ำมันเตา ( Fuel oils) เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเตาหม้อไอน้ำ หรือ เตาเผา หรือ เตาทุกประเภทที่ใช้เชื้อเพลิง ในโรงงานอุตสาหกรรม โดยทั่วไปน้ำมันเตาจัดเป็นน้ำมันเชื้อเพลิงที่สำคัญที่สุดในอุตสาหกรรม เพราะราคาถูก ใช้ง่าย ให้ความร้อนสูง ไม่มีขี้เถ้าในบรรดาผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ จากน้ำมันปิโตรเลียม น้ำมันเตามีราคาต่ำสุด ชนิดของน้ำมันเตาที่ใช้ก็ขึ้นอยู่กับประเภทของเตาและหัวฉีด บางชนิดก็ออกแบบสำหรับใช้กับน้ำมันเตาที่ข้นมาก ๆ บางชนิดก็ใช้กับน้ำมันที่ใส ซึ่งเมื่อราคาน้ำมันเตาพุ่งขึ้นสูงมากในปัจจุบัน น้ำมันทดแทนน้ำมันเตาจึงเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดของโรงงานอุตสากรรมในการประหยัด และลดต้นทุนอย่างเห็นได้ชัดเจน
จากกระบวนการผลิตของโรงงาน ซีแซดพัฒนา คือ ผลิตภัณฑ์น้ำมัน ซึ่งเป็น พลังงานทดแทนน้ำมันเตา น้ำมันของเรา มีค่าความร้อนสูง เหมาะกับการใช้เป็นเชื้อเพลิงให้กับ Boiler ในโรงงานอุตสาหกรรม
คุณสมบัติสำคัญของน้ำมัน
1. ค่าความร้อน
2. ความหนืด
ความหนืดเป็นคุณสมบัติที่สำคัญข้อหนึ่งของน้ำมันเตา ถ้าไม่ควบคุมให้มีค่าเหมาะสมแล้วการเผาไหม้อาจเป็นไปอย่างไม่มีประสิทธิ์ภาพ ถ้าน้ำมันเตามีความหนืดสูงเกินไปมันจะแตกตัวเป็นละอองยากและไม่สามารถเผาไหม้อย่างสมบูรณ์ แต่ถ้ามันมีความหนืดต่ำเกินไปมันก็จะทำให้เกิดคาร์บอนสะสมที่เครื่องอุ่นน้ำมันเตา ( fuel oil heater ) และหัวเผาทำให้เกิดประกายไฟที่เตาเผา เปลวไฟที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้อาจไม่มีเสถียรภาพและหลุดจากหัวเผาได้ในการวัดความหนืดมาตรฐาน ASTM Standard D445 หน่วยวัดความหนืดคือเซนติสโต๊ก ( centistoke ) จะทำการจับเวลาของไหลปริมาตรหนึ่งไหลด้วยน้ำหนักตัวเองผ่านเครื่องมือวัดความหนืด ( viscometer ) ภายใต้สภาวะที่ควบคุมอุณหภูมิ ความหนืดของน้ำมันเตาเป็นปัจจัยหนึ่งที่กำหนดว่าควรจะอุ่นน้ำมันเตาจนมีอุณหภูมิเท่าไรจึงจะสูบน้ำมันเตาอย่างสะดวก
1. ค่าความหนืดของน้ำมันทดแทนน้ำมันเตา
- น้ำมัน A 30 มีความหนืดไม่เกิน 8.032 CST ที่อุณหภูมิ 50 °C ซึ่งเป็นความหนืดที่ไม่ต้องอุ่นมากนักก็สามารถฉีดเป็นฝอยได้ดี เผาไหม้ง่าย ปริมาณตะกอนและน้ำน้อย
- น้ำมัน A 50 มีความหนืดไม่เกิน 21.25 CST ที่อุณหภูมิ 50 °C ซึ่งเป็นความหนืดที่ไม่ต้องอุ่นมากนักก็สามารถฉีดเป็นฝอยได้ดี เผาไหม้ง่าย ปริมาณตะกอนและน้ำน้อย
ความหนืด เป็นสิ่งสำคัญของน้ำมันที่ใช้กับ Boiler ถ้าไม่ควบคุมให้มีค่าเหมาะสมแล้วการเผาไหม้อาจเป็นไปอย่างไม่มีประสิทธิภาพ ถ้าน้ำมันทดแทนน้ำมันเตามีความหนืดสูงเกินไปจะแตกตัวเป็นละอองยากและจะไม่สามารถเผาไหม้อย่างสมบูรณ์ แต่ถ้าน้ำมันทดแทนน้ำมันเตามีความหนืดต่ำเกินไปจะทำมีคาร์บอนที่เครื่องอุ่นน้ำมันเตาและหัวเผาได้
2. ค่าความถ่วงจำเพาะของน้ำมันทดแทนน้ำมันเตา
ความถ่วงจำเพาะของน้ำมัน คำนวณจากอัตราส่วนของความหนาแน่นของน้ำมันต่อความหนาแน่นของน้ำ
- น้ำมัน A 30 มีความถ่วงจำเพาะ 0.9313
- น้ำมัน A 50 มีมีความถ่วงจำเพาะ 0.9313
3.ค่าความถ่วงจำเพาะ
ความถ่วงจำเพาะของน้ำมันเตาคำนวณได้จากอัตราส่วนระหว่างความหน้าแน่นของน้ำมันเตากับความหนาแน่นของน้ำ
S =
ความหนาแน่นของน้ำมันเตาที่อุณหภูมิ 15.6 °c
ความหนาแน่นของน้ำที่อุณหภูมิ 15.6 °c
น้ำมันที่มีค่า °API ต่ำจะมีความหนืดสูง มีคาร์บอนและขี้ เท่ามาก และมีค่าความร้อนสูง สมการแสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่าความร้อนกับความถ่วงจำเพาะในหน่วย °API คือ HHV = 41052 + 133.9 × {°API} kJ/kg
การแสดงค่าความถ่วงจำเพาะอาจแสดงได้โดยใช้มาตรฐาน API ( American Petroleum Institute ) ซึ่งมีหน่วยเป็น °API ความสัมพันธ์ระหว่าง S และ °API เป็นดังนี้
S =
141.5
131.5 + API
ส่วนน้ำมันที่มีค่า °API สูงจะมีความหนืดต่ำ มีคาร์บอนน้อยแต่มีไฮโดรเจนมาก น้ำมันจะเผาไหม้อย่างสะอาดและแตกตัวเป็นละอองง่าย จุดไหล
4. ค่าจุดไหลเทของน้ำมันทดแทนน้ำมันเตา
จุดไหลคืออุณหภูมิต่ำสุดที่น้ำมันจะไหลได้ ในประเทศไทยอากาศร้อนจึงไม่มีปัญหาเรื่องน้ำมันไหลยากเพราะอุณหภูมิต่ำเกินไป แต่ในประเทศที่มีอากาศหนาว สมบัตินี้สำคัญมากเพราะถ้าอุณหภูมิของน้ำมันต่ำกว่าจุดไหลการสูบน้ำมันจะทำได้ยากมาก ทำให้ระบบส่งน้ำมันอุดตัน ถังเก็บน้ำมันจึงจำเป็นต้องมีเครื่องอุ่นน้ำมันติดตั้งอยู่ด้วย
- น้ำมัน A 30 มีค่าจุดไหลเทที่ >21
- น้ำมัน A 50 ค่าจุดไหลเทที่ >21
5. ค่าจุดวาบไฟ ของน้ำมันทดแทนน้ำมันเตา
โดยปกติน้ำมันเตาจะระเหยอยู่ตลอดเวลา เป็นการระเหยอย่างช้าๆไม่เกิดการระเบิด แต่ถ้าน้ำมันได้รับความร้อนมากขึ้นเรื่อยๆ การระเหยก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย จนในที่สุดอัตราส่วนของไอระเหยจากน้ำมันและอากาศจะมีค่าเหมาะสมต่อการเผาไหม้ จุดวาบไฟ คืออุณหภูมิต่ำสุดที่มีไอระเหยจากผิวน้ำมันเตาในปริมาณที่ทำให้มันติดไฟ เมื่อสัมผัสกับเปลวไฟ น้ำมันทดแทนน้ำมันเตามีจุดวาบไฟที่ ... น้ำมันที่มีจุดวาบไฟต่ำต้องได้รับการดูแลเป็นพิเศษ มาตรฐานของจุดวาบไฟถูกกำหนดให้มีค่าสูงกว่า 60 – 70 °C และค่าเฉลี่ยราว 100 °C การทราบค่าจุดวาบไฟทำให้ทราบขอบเขตว่าจะอุ่นน้ำมันให้ร้อนได้ถึงระดับใด เพื่อลดความหนืด อุณหภูมิที่ใช้ควรจะต่ำกว่าจุดวาบไฟประมาณ 4-5 °C เพื่อความปลอดภัย
- น้ำมัน A 30 มีค่าจุดวาบไฟที่ >40
- น้ำมัน A 50 มีค่าจุดวาบไฟที่ >40
6. ตะกอนและน้ำ ของน้ำมันทดแทนน้ำมันเตา
ตะกอนและน้ำในน้ำมันเป็นสิ่งแปลกปลอมที่อันตรายในระบบเผาไหม้ด้วยนำมันเตา สาเหตุของการมีตะกอนและน้ำปนในน้ำมันเตา ได้แก่การรั่วของถังเก็บน้ำมันหรือท่าอส่งน้ำมัน ปฎิกิริยาเคมี การให้ความร้อนถังมากเกินไป การควบแน่นของน้ำ การรั่วของขดไอน้ำ (steam coil) การผสมน้ำมันต่าเกรดกัน และการตกตะกอนของสารแปลกปลอมในน้ำมันเตาเอง ทำให้เกิดปัญหาผละผลกระทบเชิงลบของตะกอนและน้ำมีดังนี้
- การเผาไหม้ที่ผิดพลาดและไม่มี่เสถียรภาพ
- การสูญเสียความร้อนที่ได้จากการเผาไหม้
- การหยุดทำงานของหม้อไอน้ำอันเนื่องจากหัวเผาอุดตัน
น้ำมันทดแทนน้ำมันเตาจากโรงงานซีแซดพัฒนามีปริมาณตะกอนและน้ำต่ำ ซึ่งจะไม่ก่อให้เกิดปัญหาข้างต้น
- น้ำมัน A 30 มีค่าตะกอนและน้ำ ที่ 0
- น้ำมัน A 50 มีค่าตะกอนและน้ำ ที่ 0
7. ค่ากำมะถันของน้ำมันทดแทนน้ำมันเตา
น้ำมันทดแทนน้ำมันเตามีค่ากำมะถันต่ำ ไม่ก่อให้เกิด ปัญหาการกัดกร่อน น้ำมันเตาเบอร์ 6 อาจมีกำมะถันน้อยกว่า 1 % หรือมากกว่า 3 - 4 % ก็ได้ น้ำมันเตาที่มีกำมะถันมากเกิน 2 % จะต้องผ่านกระบวนการลดกำมะถันก่อนนำมาใช้งาน เพราะกำมะถันจะทำให้เกิดก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ซึ่งจะกลายเป็นกรดซัลฟูริกเมื่อผสมกับน้ำ กรดชนิดนี้มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง ยิ่งปริมาณกำมะถันลดลงมากเท่าไร ปัญหาการกัดกร่อนก็จะลดลงมากเท่านั้น
- น้ำมัน A 30 มีค่ากำมะถันที่ 1.0
- น้ำมัน A 50 มีค่ากำมะถันที่ 1.3