กลับสู่หน้าหลัก
แนวทางการลดพลังงานของปั๊มน้ำแรงดันสูงในระบบรีเวอร์สออสโมซิส กรณีศึกษา : ระบบรีเวอร์สออสโมซิสกำลังการผลิต 35,000 ลิตรต่อชั่วโมง
Guidelines for Energy Reduction of High-Pressure Water Pump in Reverse Osmosis System: A Case Study of the Reverse Osmosis System with a Production Capacity of 35,000 litres per hour
การศึกษาแนวทางการลดพลังงานของปั๊มน้ำแรงดันสูงในระบบรีเวอร์สออสโมซิส กรณีศึกษา ระบบรีเวอร์สออสโมซิสกำลังการศึกษาแนวทางการการผลิต 35,000 ลิตรต่อชั่วโมง มีวัตถุประสงค์ เพื่อศึกษาลักษณะการใช้พลังงานไฟฟ้าในระบบและศึกษาแนวทางในการลดพลังงานไฟฟ้าของปั๊มน้ำแรงดันสูงในระบบ โดยการศึกษานี้จะศึกษาจากเอกสารเป็นหลัก ได้แก่ข้อมูลปฐมภูมิ เช่น ข้อมูลการออกแบบระบบ ข้อมูลจำเพาะของอุปกรณ์ในระบบ และข้อมูลทุติยภูมิ เช่น บันทึกการทดสอบการเดินระบบ บทความวิชาการ งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง มาวิเคราะห์เพื่อกำหนดแนวทางการลดพลังงานไฟฟ้าของระบบแล้วทำการคำนวณเพื่อหาความแตกต่างของปริมาณการใช้ไฟฟ้าก่อนและหลังการดำเนินการตามแนวทางที่กำหนด สามารถคำนวนเป็นการลดต้นทุนการผลิตในรูปของค่าใช้จ่ายด้านพลังงานไฟฟ้าลงได้ จากการศึกษาพบว่าปั๊มน้ำแรงดันสูงมีการใช้พลังงานไฟฟ้าคิดเป็นร้อยละ 84 ของระบบ เนื่องจากเป็นอุปกรณ์หลักที่ทำหน้าที่สร้างแรงดันผ่านไส้กรองเมมเบรน วาล์วด้านจ่ายของปั๊มมีการหรี่จนทำให้เกิดแรงดันตกคร่อมสูงถึง 5 บาร์ ที่รอบการทำงานของปั๊ม 2951 รอบต่อนาทีโดยมีการใช้พลังงานไฟฟ้าในอัตรา 25.64 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง ผู้ศึกษากำหนดแนวทางในการลดพลังงงานของปั๊มน้ำแรงดันสูงลง โดยไม่กระทบต่อปริมาณการผลิตและคุณภาพน้ำที่ได้ โดยการลดแรงดันตกคร่อมจากการหรี่วาล์วของด้านจ่ายออกจากปั๊ม ร่วมกับการลดรอบการทำงานของปั๊มน้ำแรงดันสูงโดยใช้อุปกรณ์ปรับความเร็วมอเตอร์ (VSD) โดยคำนวณหารอบการทำงานที่เหมาะสมที่สุด อยู่ที่ 2580 รอบต่อนาที สามารถลดการใช้พลังงงานไฟฟ้า เหลือเพียง 16.97 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง ทำให้ประหยัดไฟฟ้าลงได้ 8.43 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง คิดเป็นร้อยะ 33 ของการเดินระบบแบบเดิม อีกทั้งสามารถลดค่าไฟฟ้าได้ ปีละ 155,685.24 บาท มีอัตราผลตอบแทนจากการลงทุนปรับปรุงระบบอยู่ที่ร้อยละ 94.32 และพบว่ามีระยะเวลาที่ผลตอบแทนสุทธิเท่ากับต้นทุนของโครงการ อยู่ที่ 1.06 ปี สามารถลดต้นทุนในการผลิตน้ำสะอาดจากการลดการใช้ทรัพยากรในด้านพลังงานไฟฟ้ารวมถึงสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่ชั้นบรรยากาศได้อีกด้วย ข้อเสนอแนะจากการศึกษา ผลการศึกษามาจากการศึกษาข้อมูลและคำนวณทางทฤษฎีควรมีการทดลองติดตั้งในระบบจริงเพื่อทำการเปรียบเทียบผลที่ได้รับ เนื่องจากแรงดันอาจเปลี่ยนแปลงไปจากสภาพและการอุดตันของเมมเบรนจึงอาจมีการใช้พลังงานมากกว่าระบบที่เมมเบรนอยู่ในสภาพดี การศึกษานี้สามารถประยุกต์ใช้ได้กับปั๊มส่งน้ำในระบบอื่นๆเพื่อการอนุรักษ์พลังงาน แต่จำเป็นต้องศึกษาปัจจัยหรือข้อกำหนดที่มีผลต่อระบบที่ทำการศึกษา
The objectives of the study of guidelines for energy reduction of high-pressure water pump in reverse osmosis system: a case study of the reverse osmosis system with a production capacity of 35,000 litres per hour are to examine the characteristics of the electrical power consumption in the system and to find the approaches for the electrical power reduction of high-pressure water pump in the system. The methods applied in this research are documentary research which consists of primary data such as system design and equipment specifications, and secondary data such as commissioning report, academic article and related research in order to analyse and set approaches for the electrical power reduction in the system. Afterward, the data is calculated to find the difference in electrical power consumption between before performance and after the performance and to decrease the production cost in terms of electricity cost. The findings indicated that a high-pressure water pump consumes electrical power, accounting for 84 percent because it is the main equipment to generate pressure through membrane filtration. The pump's supply valve is dimmed which leads to the high of pressure drop, amounting to 5 bars at the operating cycle of 2951RPM, with an electric power consumption of 25.64 kWh. The researcher sets the approaches for the electrical power reduction of the high-pressure water pump by not affecting production quantity and water quality. Starting with the reduction of pressure drop from the dim of the pump's supply valve together with the decrease of the operating frequency of high-pressure water pump by using variable speed drive (VSD) which can find the suitable operating cycle at 2580RPM and can decrease the electrical power consumption at 16.97 kWh, resulting to save the electricity at 8.43 kWh or 33 percent of the old system. In addition, electricity charges can be saved by approximately 155,685.24 baht per year. The return on investment (ROI) for system improvement is 94.32 percent and the payback period (PB) is 1.06 years which can decrease the cost of clean water production by reducing electrical power consumption and greenhouse gas emissions. The result of this study is developed based on the data and theoretical foundations. So, further study is needed by trial installation in the real system to compare the results because the pressure may be altered and the clogging of the membrane may be consumed the power rather than systems with the membrane in good condition. Moreover, this study can be applied to a water transfer pump in other systems for energy conservation but factors affecting the system are needed to investigate.