Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/73962
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorโยธิน ฉิมอุปละ-
dc.contributor.authorปิยะนันท์ ประสิงห์en_US
dc.date.accessioned2022-08-20T06:10:00Z-
dc.date.available2022-08-20T06:10:00Z-
dc.date.issued2022-07-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/73962-
dc.description.abstractThis research aims to improve combustion efficiency in an updraft fixed-bed furnace for hot water boilers using corncob as fuel by controlling the fuel feeding and air flow rates and minimizing the CO emission to below 690 ppm with retaining the boiler temperature. Initial efficiency data of the combustion furnace were collected with a combustion chamber volume of 11.46 m3, a diameter of 1.8 m, and a height of 4.5 m. Combustion employed a 2-point aeration technique with primary and secondary air fans using the flow rate of 81.47 and 44.05 m3 g-1, respectively. Corn cob with the size of 15 cm was fed to the combustion chamber with a feeding rate of 17.67 kg min-1. The data on corncob combustion revealed that the average CO emission was 1,859 ppm. The equivalent ratio of the initial condition was 0.54, indicating that the oxygen level in the combustion system was too high. This problem leads to the study on the airflow rate of 75.31 m3 min–1 with the flow rate of 4.88 and 26.43 m3 min-1 at the primary and secondary air fan, respectively. The study was divided into two parts. The first part was to study the fuel consumption rate of corn cobs before size reduction and the aeration rate. The corn cob feed rate varied from 8.02, 8.82, 9.62, 11.23, 12.83, and 14.43 kg min-1. The second part was to investigate the fuel consumption rate of corncobs after size reduction together with the aeration rate. The cob feed rate of 3.97 and 5.95 kg min-1 were studied to find the optimum conditions for using corncob fuel in the combustion furnace. It should be noted that the water temperature was controlled between 65 C but not exceeding 90 C, while CO concentration in the exhaust gas should not exceed 690 ppm. In the first part, the studies revealed that the temperature of boiled water could not be exceeded 65 °C when the corncob with no size reduction was used with the feed rates of 8.02 and 8.82 kg min-1 studied. The concentration of CO in exhaust gas were 1,382.61 and 836.50 ppm, respectively. When the feed rate of corn cobs with no size reduction was increased to 9.62 and 11.23 kg min-1, the hot water temperature increased to 65 but not more than 90 °C. Meanwhile, the CO concentration in the exhaust gas decreased to 631.94 and 430.74 ppm, respectively. Finally, the increase in the corncob feed rate with no size reduction to 12.83 and 14.43 kg min-1, the boiling water temperature exceeded 90 °C. The CO concentration of the exhaust gas was dramatically reduced to 94.87 and 56.68 ppm, respectively. The study of the optimum conditions for using in K.P. company’s furnace found that the average temperature at R1 was 400 - 450 °C before entering the heat exchanger. The feed rate of corncobs with no size reduction was 9.62 kg min-1. Consequently, the fuel consumption was reduced by approximately 45.56%. The CO gas content in exhaust gas was 631.94 ppm, decreased by 66%, and is lower than the Department of Industrial Works standard. The optimal hot water temperature could be achieved and could continuously work for 24 hours with the continuous feed of fuels. In the second part, the corncob with the size reduction was employed. The feed rate of corncobs of 3.97 kg min-1 enables boiling the water to reach the temperature of 65 but not more than 90 °C. The CO concentration in exhaust gas was 408 ppm. When the feed rate of corncobs is increased to 5.95 kg min-1, the temperature exceeding 65 °C was achieved but more than 90 °C. The CO concentration in exhaust gas was 268 ppm. Some problems related to using corncobs with the size reduction could be addressed. Fine fuel fragments are blown onto the heat exchanger and vacuum systems resulting in clogged hot water pipes. Since the corn cob reduction is a Hammer mill, thus lightweight, fine and unburned corncobs are readily blown. Therefore, the aeration rate must be reduced to as low as 75.31 m3 min-1. In conclusion, the studies were accomplished to improve the combustion efficiency of updraft fixed-bed furnaces for hot water boilers, find the optimal fuel feed rate, and reduce the CO concentration in the exhaust gas to less than 690 ppm. In addition, this optimized condition for updraft fixed-bed furnaces could practically heat the hot water, which the temperature can exceed 65 °C. In addition, the excess hot water produced from the plant, apart from the utilization, can be further used in other activities and add value to the business.en_US
dc.language.isootheren_US
dc.publisherเชียงใหม่ : บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยเชียงใหม่en_US
dc.subjectเตาเผาเบดนิ่งen_US
dc.subjectเตาเผาเบดนิ่งแบบไหลขึ้นen_US
dc.subjectหม้อต้มน้าร้อนen_US
dc.titleการปรับปรุงการเผาไหม้ของเตาเผาเบดนิ่งแบบไหลขึ้น สาหรับหม้อต้มน้าร้อนen_US
dc.title.alternativeImprovement of updraft fixed-bed furnace combustion for hot water boileren_US
dc.typeThesis
thailis.controlvocab.thashการเผาไหม้-
thailis.controlvocab.thashหม้อน้ำ-
thailis.controlvocab.thashการทำความร้อน-
thesis.degreemasteren_US
thesis.description.thaiAbstractงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงการเผาไหม้ของเตาเผาเบดนิ่งแบบไหลขึ้นสำหรับหม้อต้มน้ำร้อน ให้เกิดการเผาไหม้เชื้อเพลิงซังข้าวโพดอย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการควบคุมอัตราการเติมเชื้อเพลิงและอากาศ เพื่อการปลดปล่อยปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ให้ต่ำกว่า 690 ppm และยังสามารถรักษาระดับอุณหภูมิของหม้อต้มน้ำร้อนให้เหมาะสม โดยการเก็บข้อมูลประสิทธิภาพก่อนปรับปรุงของเตาเผาไหม้ที่ปริมาตรห้องเผาไหม้ 11.46 ลูกบาศก์เมตร มีเส้นผ่านศูนย์กลางห้องเผาไหม้ 1.8 เมตร สูง 4.5 เมตร การเผาไหม้ใช้เทคนิคการเติมอากาศสำหรับการเผาไหม้ 2 จุด ด้วยพัดลม Primary Air ที่มีปริมาณลม 81.47 ลูกบาศก์เมตรต่อนาที และพัดลม Secondary Air ที่ปริมาณลม 44.05 ลูกบาศก์เมตรต่อนาที ใช้เชื้อเพลิงซังข้าวโพดขนาดประมาณ 15 เซนติเมตร ปริมาณ 17.67 กิโลกรัมต่อนาที พบว่าก๊าซไอเสียมีปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์เฉลี่ยอยู่ที่ 1,859 ppm จากการคำนวณปริมาณอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้จริงในเชิงทฤษฎีมีค่าอยู่ที่ 0.54 แสดงว่าปริมาณอากาศที่ใช้มากกว่าปริมาณอากาศทางทฤษฎี จึงนำไปสู่การศึกษาอัตราการเติมอากาศโดยใช้อากาศรวมคงที่ที่ 75.31 ลูกบาศก์เมตรต่อนาที ด้วยพัดลม Primary Air ที่มีปริมาณลม 48.88 ลูกบาศก์เมตรต่อนาที และพัดลม Secondary Air ที่ปริมาณลม 26.43 ลูกบาศก์เมตรต่อนาที โดยการศึกษาทดลองแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนแรกคือศึกษาอัตราการใช้เชื้อเพลิงซังข้าวโพดก่อนลดขนาดร่วมกับอัตราการเติมอากาศ โดยรักษาอัตราการป้อนซังที่ 8.02 8.82 9.62 11.23 12.83 และ 14.43 กิโลกรัมต่อนาที ส่วนที่สองคือศึกษาอัตราการใช้เชื้อเพลิงซังข้าวโพดหลังลดขนาดร่วมกับอัตราการเติมอากาศ โดยรักษาอัตราการป้อนซังที่ 3.97 และ 5.95 กิโลกรัมต่อนาที เพื่อศึกษาสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการใช้เชื้อเพลิงซังข้าวโพดกับเตาเผาไหม้ โดยควบคุมอุณหภูมิของการต้มน้ำร้อนให้อยู่ระหว่าง 65 องศาเซลเซียส แต่ไม่เกิน 90 องศาเซลเซียส และปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ในก๊าซไอเสียไม่เกิน 690 ppm ผลของการทดลองในส่วนแรกแสดงให้เห็นว่าอัตราการป้อนซังข้าวโพดก่อนลดขนาดที่ 8.02 และ 8.82 กิโลกรัมต่อนาที ไม่สามารถต้มน้ำร้อนให้ได้อุณภูมิ 65 องศาเซลเซียส ในก๊าซไอเสียมีปริมาณ CO 1,382.61 และ 836.50 ppm ตามลำดับ ส่วนอัตราการป้อนซังข้าวโพดก่อนลดขนาดที่ 9.62 และ 11.23 กิโลกรัมต่อนาที สามารถต้มน้ำร้อนได้อุณภูมิ 65 องศาเซลเซียส แต่ไม่เกิน 90 องศาเซลเซียส ในก๊าซไอเสียมีปริมาณ CO 631.94 และ 430.74 ppm ตามลำดับ และอัตราการป้อนซังข้าวโพดก่อนลดขนาดที่ 12.83 และ 14.43 กิโลกรัมต่อนาที สามารถต้มน้ำร้อนได้อุณภูมิ 65 องศาเซลเซียส แต่เกิน 90 องศาเซลเซียส ในก๊าซไอเสียมีปริมาณ CO อยู่ที่ 94.87 และ 56.68 ppm ตามลำดับ จากการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมสำหรับใช้งานเตาเผาของบริษัท เค.พี. พบว่าอุณภูมิเฉลี่ยที่จุดวัดอุณหภูมิอาร์หนึ่งอยู่ในช่วง 400 - 450 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นอุณหภูมิก่อนเข้าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน โดยที่มีอัตราการป้อนเชื้อเพลิงซังข้าวโพดก่อนลดขนาดที่ 9.62 กิโลกรัมต่อนาที ทำให้มีการลดปริมาณเชื้อเพลิงลงก่อนการปรับปรุงประมาณ 45.56 เปอร์เซ็นต์ และก๊าซไอเสียมีปริมาณ CO 631.94 ppm ลดลงจากเดิม 66 เปอร์เซนต์ ซึ่งต่ำกว่ามาตรฐานที่กรมโรงงานอุตสาหกรรมกำหนด และได้อุณภูมิน้ำร้อนที่เหมาะสมในการทำงานในลักษณะต่อเนื่องโดยไม่หยุดเติมฟืนตลอดระยะเวลา 24 ชั่วโมง สำหรับผลของการทดลองส่วนที่สองพบว่าอัตราการป้อนซังข้าวโพดหลังลดขนาดที่ 3.97 กิโลกรัมต่อนาที สามารถต้มน้ำร้อนได้อุณภูมิ 65 องศาเซลเซียส แต่ไม่เกิน 90 องศาเซลเซียส ในก๊าซไอเสียมีปริมาณ CO 408 ppm และอัตราการป้อนซังข้าวโพดหลังลดขนาดที่ 5.95 กิโลกรัมต่อนาที สามารถต้มน้ำร้อนให้ได้อุณภูมิ 65 องศาเซลเซียส แต่เกิน 90 องศาเซลเซียส และในก๊าซไอเสียมีปริมาณ CO 268 ppm จากการศึกษาการใช้เชื้อเพลิงหลังลดขนาดพบว่าจะทำให้เกิดปัญหาขึ้นได้คือ มีเศษเชื้อเพลิงละเอียดปลิวไปที่ชุดแลกเปลี่ยนความร้อน และชุดดูดฝุ่นเป็นจำนวนมาก ส่งผลให้เกิดปัญหาท่อน้ำร้อนอุดตัน เนื่องจากการลดขนาดซังเป็นการใช้เครื่องบดแบบ Hammer mill จึงพบเศษซังละเอียดที่ไม่ผ่านการเผาไหม้ เพราะมีน้ำหนักเบาจึงทำถูกพัดพาไปตามแรงลม และพัดลมเติมอากาศที่ใช้สามารถลดได้ต่ำสุดที่ 75.31 ลูกบาศก์เมตรต่อนาที หลังการศึกษาเพื่อปรับปรุงการเผาไหม้ของเตาเผาแบบไหลขึ้นสำหรับหม้อต้มน้ำร้อน ทำให้ได้อัตราการป้อนเชื้อเพลิงที่เหมาะสม และก๊าซไอเสียมีปริมาณ CO ไม่เกิน 690 ppm แล้ว ยังพบว่าประสิทธิภาพการต้มน้ำร้อนของเตาเผาไหม้สามารถทำความร้อนได้เกินที่ใช้จริงที่ 65 องศาเซลเซียส ส่วนน้ำร้อนที่เกินจากการใช้งานของโรงงาน สามารถต่อยอดไปใช้ในกิจกรรมอื่นที่มีประโยชน์ และเพิ่มมูลค่าให้กับธุรกิจได้อีกด้วยen_US
Appears in Collections:SCIENCE: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Thesis_Piyanan_630531078.pdf5.23 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.