บทนำเรื่องไอน้ำ
การผลิตไอน้ำหรือน้ำร้อนจากหม้อต้มน้ำไปใช้งานนับว่าเป็นเทคโนโลยีที่เก่าแก่ที่ใช้กันอยู่ และเป็นความพยายามที่จะพัฒนาเทคโนโลยีให้ทันสมัยมากขึ้น ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีในการผลิตไอน้ำหรือน้ำร้อนจะเป็นการพัฒนาหม้อต้มน้ำที่มีอยู่เดิม สิ่งแรกที่พัฒนาคือเรื่องของการควบคุม ซึ่งถือว่าเป็นสิ่งสำคัญที่ประสบความสำเร็จ
อย่างไรก็ตามค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของราคาเชิ้อเพลิงจากฟอสซิล (Fossil Fuels) และการออกกฎหมายเพื่อลดการปล่อยแก๊สเรือนกระจก (Greenhouse Gases) โดยการออกแบบและควบคุมการปฏิบัติงานของหม้อไอน้ำและระบบต่าง ๆ ของหม้อไอน้ำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
ในสหราชอาณาจักรมีหม้อต้มน้ำอย่างน้อยที่สุด 50,000 ลูก ซึ่งหม้อต้มน้ำทุกชนิดและในจำนวนที่กล่าวถึงติดตั้งอยู่ในภาคอุตสาหกรรมและภาคธุรกิจ หม้อต้มน้ำหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นหม้อต้มน้ำที่ใช้น้ำมันหรือแก๊สเป็นเชื้อเพลิง จะมีโดยปกติ 1 ใน 3 ของหม้อต้มน้ำเหล่านี้มีอายุใช้งานมากกว่า 20 ปี และจำเป็นต้องหาหม้อต้มน้ำใหม่มาทดแทนภายใน 2-3 ปีข้างหน้า แนวโน้มสำหรับการติดตั้งหม้อต้มน้ำใหม่จะเป็นไอน้ำที่ใช้แก๊สธรรมชาติหรือใช้แก๊สปิโตรเลียมเหลว (Liquefied Petroleum Gas : LPG) ร่วมกับถ่านหินจะมีจำนวนเล็กน้อยเท่านั้น โดยทั่วไปจะใช้กับหม้อต้มน้ำที่มีขนาดใหญ่
หม้อต้มน้ำส่วนใหญ่ถูกละเลยไม่ได้รับการเอาใจใส่ดูแลเท่าที่ควร ตราบใดที่หม้อต้มน้ำนั้นยังผลิตน้ำร้อนและไอน้ำได้อย่างปลอดภัย ตั้งแต่อดีตถึงปีพ.ศ. 2531 (ค.ศ. 1988) มีการประมาณการว่าหม้อไอน้ำทั้งหมดใช้พลังงานฟอสซิลประมาณ 1.5 เอกซาจูล (EJ) และจากข้อมูลที่มีการรวบรวมไว้แสดงให้เห็นว่าการปรับปรุงการออกแบบและการใช้งานหม้อไอน้ำ และระบบการจ่ายไอน้ำจะสามารถประหยัดพลังงานได้ถึง 10%
ส่วนใหญ่การพัฒนาเทคโนโลยีของหม้อต้มน้ำจะเป็นการพัฒนาการควบคุมและการน้ำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ (Heat Recovery) ถึงแม้ว่าเทคโนโลยีเหล่านี้จะไม่ใช่เรื่องใหม่ก็ตาม แต่ก็ได้รับการพิสูจน์มาแล้วว่าเป็นการลงทุนที่คุ้มค่าทั้งในสหราชอาณาจักรและทั่วโลกมาแล้ว
อย่างไรก็ตาม โอกาสที่จะหาพลังงานทดแทนและประหยัดเงินในส่วนที่ใช้ไปโดยไม่เกิดประโยชน์ยังมีอีกมาก โดยขอรับคำแนะนำมาจากหน่วยงานต่าง ๆ รวมทั้งหน่วยงานของรัฐบาล องค์กรด้านวิชาชีพ ที่ปรึกษาและผู้ขายอุปกรณ์ นอกจากนั้นแล้วยังมีเหตุผลหลายประการที่ทำให้ไม่สามารถดำเนินการได้ เช่น
- ขาดการติดตามหรือเรียนรู้เทคโนโลยีใหม่ ๆ
- ขาดวิจารณญาณในเรื่องผลประโยชน์ทางการเงิน
- ปัญหาจากที่โครงการประหยัดพลังงานได้รับความสำคัญเป็นอันดับรอง เมื่อเทียบกับค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับการผลิต
ดังนั้น วัตถุประสงค์ของแนวทางการปฏิบัติที่ดีก็เพื่อให้ผู้ใช้รายเดิมและผู้ใช้รายใหม่มีโอกาสในการประหยัดค่าใช้จ่าย ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญที่จะทำให้ได้รับความสำเร็จจากการศึกษาเอกสารเผยแพร่เล่มนี้
หม้อต้มน้ำที่จะพิจารณากันต่อไปนี้เป็นหม้อต้มน้ำขนาดเล็กและกลางโดยแต่ละลูกมีกำลังผลิตมากกว่า 20 เมกกะวัตต์ โดยเชื้อเพลิงที่ใช้มีทั้งเชื้อเพลิงแข็ง (Solid Fuel) เชิ้อเพลิงเหลว (Liquid Fuel) และก๊าซเชื้อเพลิง (Gaseous Fuel) หม้อต้มน้ำขนาดดังกล่าวมีมากกว่า 90% ของหม้อต้มน้ำที่ติดตั้งอยู่ในราชอาณาจักร
อย่างไรก็ตาม ข้อสังเกตของแนวทางการปฏิบัตินี้จะไม่มีรายละเอียดในเรื่องของการออกแบบระบบไอน้ำและน้ำร้อน แต่วัตถุประสงค์ของแนวทางการปฏิบัตินี้จะแสดงให้เห็นถึงขั้นตอนและวิธีการดำเนินงานที่ไม่มีประสิทธิภาพนั้น จะเกิดขึ้น ที่ไหน อย่างไร และจะปรับปรุงความไม่มีประสิทธิภาพนั้นทำได้อย่างไร สิ่งเหล่านี้เป็นเรื่องที่ต้องเอาใจใส่เป็นพิเศษในการใช้งานหม้อไอน้ำในแต่ละวัน
เมื่อนำข้อพิจารณาเหล่านี้มาแก้ไขหรือปรับปรุงระบบหม้อไอน้ำแล้ว ยังมีโอกาสที่ดีที่จะได้พิจารณาถึงการผลิตไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม (Combined Heat and Power : CHP) มาใช้ประโยชน์ ข้อมูลของ CHP จะหาได้จากส่วนต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องในแนวทางการปฏิบัติเหล่านี้ ซึ่งรายละเอียดเกี่ยวกับแนวทางการปฏิบัติได้ให้คำแนะนำไว้ก่อนหน้านี้แล้ว