การปรุงแต่งคุณภาพน้ำให้เหมาะสมในหม้อไอน้ำ

น้ำที่่ป้อนเข้าหม้อไอน้ำเพื่อผลิตไอน้ำนำไปใช้งานต้องมีคุณสมบัติที่เหมาะสมสำหรับหม้อไอน้ำนั้นๆ การใช้น้ำป้อนที่ไม่เหมาะสม ก่อให้เกิดปัญหามากมายในการใช้งาน ปัญหาที่พบบ่อยดังเช่น การถ่ายเทความร้อนประสิทธิภาพต่ำลง การเพิ่มอุณหภูมิของโลหะที่เป็นพื้นผิว ถ่ายเทความร้อน ทำให้โลหะอ่อนตัวถึงขั้นอันตราย การมีหยดน้ำติดไปมากๆ กับไอน้ำทำให้ผลิตภัณฑ์เสียหาย เป็นต้น ปัญหาเหล่านี้เกิดจากคุณภาพน้ำที่ป้อนหรือน้ำในหม้อไอน้ำไม่เหมาะสม

สิ่งต่างๆ ในน้ำที่ไม่พึงปรารถนาสำหรับหม้อไอน้ำ มีดังเช่น สิ่งสกปรก ฝุ่นละออง ไขมัน น้ำมัน และเกลือแร่ต่างๆ จึงต้องขจัดด้วยวิธีทางกลหรือทางเคมีจนมีคุณภาพที่เหมาะสมต่อไป

หน้าที่ 4 ประการในการขจัดปัญหาที่เกี่ยวเนื่องกับน้ำที่ใช้ในหม้อไอน้ำ

1. ตะกรัน เกลือแคลเซี่ยมและแมกนีเซียม ที่ละลายในน้ำจะกลายเป็นตะกรันเกาะพื้นผิวถ่ายเทความร้อน ทำให้การถ่ายเทความร้อนลดลง และท่อมีความร้อนสูงสะสม
2. การกัดกร่อน หม้อไอน้ำ ท่อ อุปกรณ์ต่างๆ จะถูกกัดกร่อนได้ถ้า 1) น้ำเป็นกรด และ 2) มีก๊าซละลายในน้ำ
3. แครี่โอเวอร์ น้ำจำนวนมากติดไปกับไอน้ำก่อให้เกิดปัญหาต่อเครื่องจักร ความเป็นด่างมีสูงมาก ไขมัน และน้ำมันในน้ำสารแขวนลอยเป็นสาเหตุการเกิดโฟมมิ่ง
4. การเปราะของโลหะ โลหะเกิดการแตกร้าว เนื่องจากความเปราะตามตะเข็บและปลายท่อ

สิ่งที่ใช้วัดคุณสมบัติของน้ำ

ค่าต่างๆ ที่ใช้วัดคุณสมบัติของน้ำต่อไปนี้เป็นสิ่งชี้บ่งถึงคุณสมบัติของน้ำทั้งน้ำป้อนและน้ำภายในหม้อไอน้ำ จากการทราบค่าต่างๆเหล่านี้ เที่ยบกับที่ผู้ผลิตหม้อไอน้ำแนะนำ จะช่วยให้หากระบวนการปรับสภาพน้ำให้เหมาะสมต่อไปได้

1. ค่า PH แสดงความเป็นกรดด่างของน้ำ โดยที่มีช่วงตั้งแต่ 1-14 โดยค่า 7 หมายถึงค่ากลาง ถ้าสูงกว่า 7 เป็นด่าง และต่ำกว่า 7 เป็นกรด ค่า PH ที่เหมาะสมอยู่ในช่วง 7-9 ถ้าต่ำกว่านี้จะมีการกัดกร่อนเกิดขึ้นได้
2. ค่าความกระด้าง แสดงปริมาณแคลเซียมอิออนและแมกนีเซียมอิออนที่อยู่ในน้ำ โดยมักจะมีหน่วยวัดเป็น ppm ของแคลเซียมคาร์บอเนต ถ้ามีความกระด้างในน้ำจะเกิดตะกรันจับพื้นผิวถ่ายเทความร้อน ทำให้สิ้นเปลืองพลังงาน
3. ค่าปริมาณสารละลายในน้ำทั้งหมด ควรมีค่าไม่มากกว่า 3500 ppm ถ้ามีมากจะเกิดปัญหาแครี่โอเวอร์ และการกัดกร่อน
4. ค่าคลอไรด์อิออน แสดงความเป็นเกลือ ซึ่งเมื่อมีอยู่จะไปกัดกร่อนโลหะได้
5. ค่าออกซิเจนที่ละลายอยู่ ทำให้เกิดการกัดกร่อนต่อผิวโลหะ
6. ค่าการนำไฟฟ้า เป็นค่าที่บ่งถึงการที่สารละลายปนอยู่ในน้ำ ถ้ามีสารละลาย ค่าการนำไฟฟ้าจะสูง
7. ค่าความเป็นด่างได้มาจากสารเคมีที่เติม เพื่อป้ปองกันการกัดกร่อน
8. ค่าเหล็กและทองแดง อาจจะละลายมาจากวัสดุที่ใช้ในหม้อไอน้ำ เช่น ถ้าน้ำในหม้อไอน้ำมีสภาพเป็นกรด เหล็กจะละลาย แต่ถ้าค่า PH เป็นด่าง ทองแดงจะละลาย เมื่อละลายแล้วจะไปจับเกาะกับพื้นผิวถ่ายเทความร้อน เกิดกลายเป็นตะกรันและโอเวอร์ฮีตได้
9. ค่าซิลิกา สามารถกลายเป็นตะกรันที่แข็งจับภายในหม้อไอน้ำได้

การปรุงแต่งคุณภาพน้ำ

การปรุงแต่งคุณภาพน้ำมีทั้งส่วนที่ทำภายนอกและภายในหม้อน้ำ

สิ่งที่ทำภายนอกหม้อไอน้ำ คือ

1. การไล่ก๊าซที่ละลลายอยู่ในน้ำ โดยการใช้ไอน้ำหรือน้ำร้อนจากคอนเดนเสท ทำให้น้ำที่ป้อนเข้าหม้อไอน้ำร้อนขึ้น และลดความดันลง ก๊าซจะแยกตัวออกจากน้ำ (รูปแรก)
2. การแลกเปลี่ยนอิออน เป็นวิธีการขจัดของแข็งที่ละลายอยู่ ดังเช่นวิธีทำน้ำกระด้างให้เป็นน้ำอ่อน โดยใช้เรซินไปดึงแคลเซียมกับแมกนิเซียมออกจากความกระด้าง (รูปที่สอง)

สิ่งที่ทำภายในหม้อไอน้ำ คือ

1. ปรับค่า PH ให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสม โดยใช้สารเคมี เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ โซเดียมคาร์บอเนต ไตรโซเดียมฟอสเฟต เป็นต้น ทั้งนี้เพื่อป้องกันการเกิดตะกรัน และการกัดกร่อน
2. ทำน้ำในหม้อไอน้ำให้เป็นน้ำอ่อน ด้วยการใช้สารเคมี เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ โซเดียมคาร์บอเนต และโซเดียมฟอสเฟต ต่างๆ ทำให้ความกระด้างกลายเป็นสิ่งตกตะกอนนิ่มๆ
3. การไล่ออกซิเจน ใช้โซเดียมซัลไฟท์ และไฮดราซีน
4. การปล่อยทิ้ง เป็นการระบายทิ้งสิงสกปรกและสารที่ตกตะกอน รวมทั้งสารเคมีที่สะสม และมีความเข้มข้นออกทางด้านล่างของหม้อไอน้ำ

บทความจากหนังสือหม้อไอน้ำ  กองทุนเพื่อส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงาน