แค่รู้สูตรคำนวณ Water loss ก็ช่วยเพิ่มกำไร

ท่านผู้อ่านเคยได้ยินคำว่า การสูญเสียน้ำในคูลลิ่งทาวเวอร์ ไหมครับ ? ในโลกของคูลลิ่งทาวเวอร์ (Cooling Tower) เรื่องของการสูญเสียน้ำ (Water loss) เป็นอีกเรื่องที่มีบทบาทสำคัญในการรักษาประสิทธิภาพของคูลลิ่งทาวเวอร์

อย่างที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่า Cooling Tower เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนความร้อน โดยมีน้ำเป็นส่วนสำคัญในการช่วยระบายความร้อนจากกระบวนการผลิต หน้าที่หลักของคูลลิ่งทาวเวอร์คือการดึงน้ำออกจากกระบวนการผลิต ผ่านกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนภายในตัวคูลลิ่ง ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อน เปลี่ยนน้ำร้อนให้กลายเป็นน้ำเย็น ซึ่งในกระบวนการการทำงานดังกล่าวจะเกิดการสูญเสียน้ำ (Water loss)

    ใน Cooling Tower การสูญเสียน้ำอย่างแรกเราเรียกว่า Evaporation Loss หรือเรียกสั้นๆว่า Evap Loss หมายถึง น้ำที่สูญเสียจากการระเหยกลายเป็นไอ การสูญเสียน้ำอย่างที่สองเราเรียกว่า Drift Loss หมายถึง น้ำที่เป็นละอองเล็กๆฟุ้งกระจายอยู่ในคูลลิ่งที่สูญเสียโดยการถูกลมพัดออกไป และการสูญเสียน้ำอย่างสุดท้ายเราเรียกว่า Blow Down Loss คือการสูญเสียน้ำจากการปล่อยน้ำออกจากคูลลิ่งทาวเวอร์เพื่อรักษาสมดุลทางเคมีของน้ำ

     และเพื่อทดแทนการสูญเสียของน้ำในระบบคูลลิ่งทาวเวอร์ (Water loss in Cooling Tower) เราจำเป็นต้องมีการเติมน้ำเข้าไปใหม่ น้ำสะอาดที่เติมเข้าไปใหม่เราจะเรียกว่า Makeup Water ครับ

    ท่านอาจเกิดความสงสัยว่า เราจะรู้ได้อย่างไรว่าต้องเติมน้ำเข้าคูลลิ่งเท่าไหร่ มีวิธีการคิด การคำนวณน้ำแบบไหนถึงจะช่วยสร้างความสมดุลให้การสูญเสียน้ำใน Cooling tower ได้  ในบทความวันนี้เราจะมาเจาะลึกวิธีการคำนวณน้ำที่เสียไป วิธีคำนวณน้ำใช้ในคูลลิ่ง เพื่อให้มั่นใจว่าระบบหล่อเย็นภายในคูลลิ่งทาวเวอร์ของท่านทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ประหยัดน้ำ ประหยัดพลังงานอย่างคุ้มค่ากันครับ

    แต่ก่อนที่จะเข้าเรื่อง จะขออนุญาตแนะนำตัวสักนิดนะครับ เรามีเขียนหลายบทความแล้ว เผื่อบางท่านเข้ามาอ่านบทความนี้เป็นบทความแรก จะได้รู้จักเราครับ แต่สำหรับท่านที่รู้จักกันแล้ว ข้ามท่อนนี้ไปได้เลยครับ

    เรา, อินโนเว็ค เอเซีย เป็นผู้ผลิตคูลลิ่งทาวเวอร์ (Cooling Tower Manufacturer) ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในประเทศไทย โดยได้มาตรฐานระดับโลก มีทีมงานที่มีประสบการณ์และความเชี่ยวชาญด้านสินค้าและบริการมากกว่า 15 ปี เปิดให้บริการแบบครบวงจร ตั้งแต่ออกแบบ ติดตั้ง รวมไปถึงการตรวจสอบสภาพและซ่อมบำรุงคูลลิ่งทาวเวอร์ (Cooling Tower One-stop Service Provider) การันตีด้วยผลงานทั้งในประเทศและต่างประเทศ

เรารู้จักกันแล้วนะครับ มาเข้าเรื่อง Water loss กันต่อดีกว่าครับ

ทำไมต้องคำนวณน้ำที่สูญเสียไป (Water loss) ใน Cooling tower

     สำหรับวิศวกรหลายๆท่าน เมื่อพูดถึงการดูแลรักษาคูลลิ่งทาวเวอร์ (Cooling Tower) ให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ การคำนวณหาน้ำที่สูญเสียไปในคูลลิ่งทาวเวอร์เป็นเรื่องที่สำคัญ อย่างที่ผมได้เกริ่นไปในส่วนบทความด้านบนบ้างแล้วครับ ในเรื่องของการทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพและคุ้มค่าของ Cooling Tower ของท่าน

    บางท่านทราบแล้ว แต่สำหรับท่านที่ยังไม่ทราบ การสูญเสียน้ำแบบ Evap Loss เป็นการสูญเสียน้ำที่มากที่สุดเมื่อเทียบกับการสูญเสียน้ำแบบอื่น ที่มากถึง 1 - 1.5% ของน้ำ water loss ทั้งหมด จะมีแค่น้ำเท่านั้นที่หายไป พวกสารเคมีหรือแร่ธาตุต่างๆที่อยู่ในน้ำไม่ได้หายไปด้วย แปลว่าทุกครั้งที่เกิดการสูญเสียน้ำ ความเข้มข้นของสารเคมีหรือแร่ธาตุในน้ำจะสูงขึ้น ส่งผลให้โอกาสที่จะเกิดตะกรันมีมากขึ้น จึงจำเป็นต้องทำการ Blow Down หรือทำการปล่อยน้ำทิ้งและเติมน้ำ Makeup water เข้ามาใหม่นั่นเองครับ กระบวนการ Blow down นี้จำเป็นอย่างมากต่อการรักษาสมดุลทางเคมีของน้ำ หากไม่มี makeup water เข้าไปเจือจาง ไม่มีการเติมน้ำเข้าไปเพื่อรักษาสมดุลของน้ำ อาจเกิดการสะสมของสารปนเปื้อนที่เป็นอันตรายภายในคูลลิ่งทาวเวอร์ได้ครับ

ภาพที่ 1 : ตะกรันในคูลลิ่งทาวเวอร์

เมื่อทราบแล้วว่าทำไมต้องคำนวณน้ำ ต่อไปเรามาดูวิธีการคำนวณน้ำที่สูญเสียไปแต่ละประเภทกันดีกว่าครับ

ภาพที่ 2 : ไอน้ำที่ระเหยจากคูลลิ่งทาวเวอร์

การคำนวณหา Cooling Tower Evaporation loss (น้ำที่สูญเสียจากการระเหย)

Evap loss = 0.00085 X 1.8 X Water flow rate (m3/hr) X (Hot water temp - Cold water temp

โดยค่าต่างๆที่นำมาแทนค่าในการคำนวณน้ำดังกล่าวสามารถดูได้จาก Data Sheet ของคูลลิ่งทาวเวอร์ของท่านครับง

ตัวอย่าง

สมมุติตัวเลขใน Cooling Tower Data Sheet ของท่านเป็นดังนี้ :

Cooling tower water flow 10,000 M3/Hr

Hot water temp 42 °C

Cold water temp 32 °C

แทนค่าในสมการเพื่อหาว่าคูลลิ่งของท่านสูญเสียน้ำจากการระเหยไปเท่าไหร่

Evap loss = 0.00085 X 1.8 X 10,000 X (42-32)

= 153 M3/Hr

ข้อสำคัญ :   Evap loss (การสูญเสียน้ำจากการระเหย) เป็นสิ่งที่ต้องสูญเสียจากคูลลิ่งทาวเวอร์อยู่แล้ว ไม่สามารถลดได้นะครับ

การคำนวณหา Cooling Tower Drift loss (น้ำที่สูญเสียจากการถูกลมพัด)

Drift loss = Drift loss rate (%) X water flow (m3/Hr) ÷ 100

โดยค่าต่างๆที่นำมาแทนค่าในการคำนวณน้ำดังกล่าวสามารถดูได้จาก Data Sheet ของคูลลิ่งทาวเวอร์ของท่านเช่นกันครับ

ตัวอย่าง

สมมุติตัวเลขใน Cooling Tower Data Sheet ของท่านเป็นดังนี้ : 

Cooling tower water flow 10,000 M3/Hr

Drift eliminator ที่มี Drift loss rate 0.002% ของ water flow

แทนค่าในสมการเพื่อหาว่าคูลลิ่งของท่านสูญเสียน้ำโดยการถูกลมพัดไปเท่าไหร่

สมมุติตัวเลขใน Cooling Tower Data Sheet ของท่านเป็นดังนี้ : 

Cooling tower water flow 10,000 M3/Hr

Drift eliminator ที่มี Drift loss rate 0.002% ของ water flow

แทนค่าในสมการเพื่อหาว่าคูลลิ่งของท่านสูญเสียน้ำโดยการถูกลมพัดไปเท่าไหร่

Drift loss = 0.002 X 10000 ÷ 100

= 0.2 M3/hr

ข้อสำคัญ : Drift loss สามารถลดได้ โดยการเลือกใช้ drift eliminator ที่เหมาะสมกับการใช้งาน

• การคำนวณหา Drift loss ขึ้นอยู่กับชนิดของ Drift Eliminator ที่นำมาติดตั้งในคูลลิ่งทาวเวอร์ โดยหากเราใช้ Drift ที่มี Loss rate ต่ำจะช่วยการลดการสูญเสียน้ำจาก Drift loss ได้ค่อนข้างมาก

การคำนวณหา Cooling Tower Blow down loss (น้ำที่สูญเสียจากการปล่อยน้ำออก

                  Blow down loss = Evap loss ÷ (C.O.C-1)

โดยที่ C.O.C คือ Cycle of concentration คือปริมาณสารละลายใน Cooling water หารด้วยปริมาณ สารละลายในน้ำ Makeup water

หมายเหตุ น้ำ Makeup water คือ น้ำที่ต้องนำเข้ามาเพิ่มเป็นน้ำหมุนเวียนในระบบคูลลิ่งทาวเวอร์เพื่อทดแทนน้ำที่สูญเสียไป

ตัวอย่าง

มี Silica ในน้ำ makeup water เท่ากับ 100 ppm

หาก Run 2 cycle คือ รันจนปริมาณ Silica ในน้ำมีค่า 2 X 100 = 200 ppm

หาก Run 5 cycle คือ รันจนปริมาณ Silica ในน้ำมีค่า 5 X 100 = 500 ppm

กำหนดให้ C.O.C = 5 แล้วค่อย blow down น้ำออกจาก Cooling Tower

แทนค่าในสมการเพื่อหาว่าการสูญเสียจากการปล่อยน้ำทิ้งมีค่าเท่าไหร่

Blow down loss = 153 M3/hr ÷ (5-1)

= 38.25 M3/hr

ข้อสำคัญ :
Blow down loss เป็นสิ่งที่ต้องสูญเสียจากคูลลิ่งทาวเวอร์อยู่แล้วเช่นเดียวกับ Evap loss เป็น water loss ประเภทที่ไม่สามารถลดได้เหมือนกันครับ

การคำนวณหา Cooling Tower Total Water loss (น้ำที่สูญเสียไปทั้งหมด)

    Total water loss = Evap loss + drift loss + blow down loss

แทนค่าในสมการเพื่อหาว่าการสูญเสียจากการปล่อยน้ำทิ้งมีค่าเท่าไหร่

Total water loss = 153 + 0.2 + 38.25

= 191.45 M3/hr = 1.57 %

     เมื่อทราบปริมาณ น้ำที่สูญเสียไปทั้งหมด เราก็จะทราบปริมาณ น้ำที่จะต้องเติมเข้าไปใหม่ ครับ สิ่งที่ต้องทำคือต้องหาน้ำสำรองไว้สำหรับเติมเข้า Cooling tower หากไม่มีการเติมน้ำ น้ำก็จะค่อยๆหมดจนเหลือเป็นศูนย์ คูลลิ่งไม่เสียนะครับ เราจะไม่เห็นว่าคูลลิ่งหยุดทำงานหรืออย่างไร แต่สิ่งที่จะเห็นชัดเจนเลยคือ คูลลิ่งที่ปกติกินไฟมากอยู่แล้วจะกินไฟมากขึ้น สิ้นเปลืองพลังงานแบบไม่จำเป็น

     การคำนวณน้ำที่สูญเสีย (water loss) เพื่อคำนวณหาปริมาณน้ำ makeup water ที่ต้องเติมเข้าคูลลิ่ง ถือเป็นการบำรุงรักษาคูลลิ่งทาวเวอร์ (Cooling Tower Maintenance) อย่างหนึ่งครับ เป็นกุญแจสำคัญที่จะทำให้คูลลิ่งทาวเวอร์มีประสิทธิภาพ มีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า คูลลิ่งทาวเวอร์ที่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพยังสามารถช่วยลดการใช้พลังงาน กินไฟน้อยลง เป็นมิตรกับเงินในกระเป๋าท่านและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมด้วยครับ

     ปกติแล้วทางผู้ให้บริการด้านคูลลิ่งทาวเวอร์จะทำการคำนวณน้ำที่สูญเสียจากสูตรข้างต้นมาให้เรียบร้อยแล้ว แต่จุดประสงค์ที่ผมเขียนบทความนี้ขึ้นมาเพราะผมอยากให้ท่านผู้อ่านทุกท่านทราบไว้ เผื่อกรณีที่คูลลิ่งเกิดปัญหาน้ำลดผิดปกติหรือกรณีอื่นๆที่เกี่ยวข้องกับน้ำในคูลลิ่ง ด้วยความรู้ความเข้าใจที่ท่านมีในเรื่องของ water loss (การสูญเสียน้ำ) และความจำเป็นในการเติมน้ำในระบบหล่อเย็นคูลลิ่งทาวเวอร์ ท่านผู้อ่านสามารถคำนวณเองได้เลย ไม่ต้องเสียเงินจ้างผู้ให้บริการคูลลิ่งทาวเวอร์เข้ามาตรวจสอบ

     หวังเป็นอย่างยิ่งว่าบทความนี้จะเป็นประโยชน์ต่อท่านผู้อ่าน หากท่านมีคำถามคูลลิ่งทาวเวอร์ หรือมีไอเดียสำหรับบทความถัดไปของเรา เสนอแนะและพูดคุยกันได้ที่อีเมล coolingexpert@innovek.co.th นะครับ เราให้คำปรึกษา/ตอบคำถาม ฟรี! ไม่มีค่าใช้จ่าย

     หากท่านชื่นชอบบทความของเราและอยากติดตามอัพเดทเพื่อไม่ให้พลาดบทความใหม่ๆ เนื่องจากเว็บไซต์ของเรายังไม่มีระบบให้กดรับข่าวสาร ขอให้ท่าน >> คลิกที่นี่ << เพื่อกด Like และกด Follow เพจของเราไว้แทนก่อนนะครับ ทุกครั้งที่มีบทความใหม่ๆเราจะโพสต์บนเพจของเรา หากไม่สามารถคลิกได้ ท่านสามารถค้นหาคำว่า Innovek Asia ในช่องค้นหาของ Facebook ได้เลยครับ หรือหากไม่สะดวกจะติดตามกันที่ Facebook ท่านสามารถเพิ่มเพื่อนเราทาง LINE: @innovek หรือคลิกที่ปุ่มสีเขียวทางขวาของจอ เมื่อมีบทความหรือข่าวสารใหม่ๆ ท่านจะได้รับการแจ้งเตือนเหมือนกันกับการกดติดตามในเพจ Facebook เลยครับ