การบำบัดน้ำหม้อไอน้ำ: ลดความกระด้าง กำจัดออกซิเจน คุมค่า pH

หม้อไอน้ำแบบ Packaged จากญี่ปุ่นมาถึงโรงงานพร้อมตารางคุณภาพน้ำที่อ้างอิง JIS B 8223 ในตารางนั้นค่าการนำไฟฟ้าเป็นหน่วย mS/m มีหัวข้อ "ปริมาณการใช้กรด (pH 8.3)" และช่วง pH ของน้ำป้อนกับน้ำในหม้อไอน้ำก็ไม่เท่ากัน ก่อนจุดไฟครั้งแรก ต้องมีคนหน้างานแปลงตารางนี้ให้เป็นแผนบำบัดน้ำที่ใช้งานได้จริง

การบำบัดน้ำหม้อไอน้ำคือการควบคุมความกระด้าง ออกซิเจนที่ละลายในน้ำ ค่า pH และความเข้มข้นของของแข็งที่ละลายอยู่ เพื่อไม่ให้หม้อไอน้ำเกิดตะกรันและการกัดกร่อน ไอน้ำจะออกมาสม่ำเสมอได้ ต้องดูแลฝั่งน้ำพอ ๆ กับการปรับการเผาไหม้

บทความนี้อธิบายการบำบัดหลัก 3 อย่าง คือ การลดความกระด้าง การกำจัดออกซิเจน และการคุมความเป็นด่าง จากนั้นอธิบายว่า Blowdown ช่วยคุมความเข้มข้นอย่างไร และวิธีอ่านตารางคุณภาพน้ำ JIS B 8223 เทียบกับแนวทางของ ASME และ EN ที่คุณอาจคุ้นเคย ตอนท้ายมีเช็กลิสต์ คำถามถึงซัพพลายเออร์ญี่ปุ่น และตัวอย่างอีเมลสอบถามที่ปรับใช้ได้ทันที

สารบัญ

1. การบำบัดน้ำหม้อไอน้ำทำอะไรบ้าง
2. อ่านสเปกคุณภาพน้ำของญี่ปุ่น: JIS B 8223
3. JIS B 8223 เทียบกับแนวทางของ ASME, EN และ IS
4. การตรวจน้ำประจำวัน
5. เช็กลิสต์ก่อนทดลองเดินเครื่องหม้อไอน้ำญี่ปุ่น
6. คำถามถึงซัพพลายเออร์ญี่ปุ่น
7. กรณีที่คู่มือนี้ใช้ไม่ได้
8. คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
9. แหล่งอ้างอิง

การบำบัดน้ำหม้อไอน้ำทำอะไรบ้าง

น้ำประปาและน้ำอุตสาหกรรมมีแร่ธาตุและก๊าซที่ละลายอยู่ซึ่งมองไม่เห็น น้ำที่ใสพอดื่มได้ ไม่ได้แปลว่าเหมาะกับหม้อไอน้ำ เพราะหม้อไอน้ำต้มและระเหยน้ำชุดเดิมซ้ำแล้วซ้ำอีก

ไอน้ำที่ออกจากหม้อไอน้ำเกือบเป็นน้ำบริสุทธิ์ ส่วนของแข็งที่ละลายอยู่จะตกค้างในหม้อ การบำบัดน้ำจึงต้องดูแล 2 เรื่อง คือ คุณภาพน้ำที่ป้อนเข้าไป และความเข้มข้นของน้ำที่อยู่ในหม้อ รูปที่ 1 แสดงว่าน้ำแต่ละประเภทอยู่ตรงไหนในวงจร

รูปที่ 1: น้ำแต่ละประเภทอยู่ตรงไหนในวงจร

ให้ดูน้ำเติมระบบ น้ำป้อน น้ำในหม้อไอน้ำ และคอนเดนเสทที่ไหลกลับแยกกัน ไม่ใช่ดูแค่ทางออกของ Softener

เป็นแผนภาพแนวคิด ตำแหน่งของ Deaerator และจุดฉีดสารเคมีขึ้นกับวิธีบำบัดและรุ่นของหม้อไอน้ำ

คำที่เจอบนสเปกชีตภาษาญี่ปุ่นก็เรียงตามวงจรเดียวกันนี้

• น้ำเติมระบบ (Makeup water, hokyusui): น้ำใหม่ที่เติมเข้ามาจากนอกระบบ
• น้ำป้อน (Feedwater, kyusui): น้ำที่ปั๊มเข้าหม้อไอน้ำ
• น้ำในหม้อไอน้ำ (Boiler water, ภาษาญี่ปุ่นเรียกว่า kansui): น้ำที่กำลังถูกต้มอยู่ในหม้อ
• คอนเดนเสท (Condensate, ภาษาญี่ปุ่นเรียกว่า drain หรือ fukusui): ไอน้ำที่ปล่อยความร้อนแล้วกลับเป็นน้ำ ถ้าเก็บกลับมาใช้ จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของน้ำป้อน

ถ้าไม่บำบัดน้ำ จะเกิดปัญหา 2 อย่างสะสมขึ้นเรื่อย ๆ คือ ของแข็งเกาะที่พื้นผิวถ่ายเทความร้อน และโลหะถูกกัดกร่อน คราบที่เกาะทำให้เปลืองเชื้อเพลิงและเกิดความร้อนสูงเฉพาะจุด ส่วนการกัดกร่อนทำให้โลหะบางลงจนรั่ว ไม่ว่าอย่างใดอย่างหนึ่งก็ทำให้สายการผลิตหยุดได้

ให้มองระบบบำบัดน้ำเป็นอุปกรณ์ที่ต้องเฝ้าดูตลอดเวลาเดินเครื่อง ไม่ใช่อุปกรณ์เสริมที่ติดตั้งแล้วจบ

การลดความกระด้าง (Softening)

การลดความกระด้างคือการเอาแคลเซียมและแมกนีเซียม (ความกระด้าง) ออกจากน้ำ เมื่อน้ำร้อนขึ้นและเข้มข้นขึ้น แร่ธาตุเหล่านี้จะตกตะกอนและเกาะเป็นตะกรัน (scale) บนพื้นผิวถ่ายเทความร้อน

Softener ทั่วไปให้น้ำไหลผ่านเรซินแลกเปลี่ยนไอออนชนิดโซเดียม เรซินจะจับแคลเซียมและแมกนีเซียมไว้ แล้วปล่อยโซเดียมออกมาแทน รูปที่ 2 แสดงการทำงาน 2 โหมด

รูปที่ 2: Softener แลกเปลี่ยนความกระด้าง และฟื้นสภาพด้วยน้ำเกลือ

ทางไหลของน้ำและหน้าที่ของเรซินต่างกันระหว่างช่วงใช้งานกับช่วงรีเจนเนอเรท

การรีเจนเนอเรทจริงยังมีขั้นตอนล้างย้อน (backwash) และล้างด้วยน้ำสะอาดด้วย น้ำทิ้งจากการรีเจนเนอเรทไม่ถูกส่งเข้าหม้อไอน้ำเป็นน้ำป้อน

เรซินจับความกระด้างได้ในปริมาณจำกัด เมื่อเรซินอิ่มตัว ความกระด้างจะเริ่มรั่วผ่านไปที่ทางออก การรีเจนเนอเรทคือการให้น้ำเกลือไหลผ่านเรซินเพื่อให้กลับเป็นชนิดโซเดียมอีกครั้ง จึงต้องเติมเกลือในถังเกลือให้พอเสมอ

การลดความกระด้างไม่เหมือนการทำน้ำปราศจากแร่ธาตุ (demineralization) ซึ่งเอาเกลือที่ละลายอยู่ออกเกือบทั้งหมด น้ำอ่อนที่แลกเปลี่ยนเป็นโซเดียมแล้วยังมีของแข็งที่ละลายเหลืออยู่ ดังนั้นค่าการนำไฟฟ้าต่ำ ยังบอกไม่ได้ว่า Softener ทำงานดีหรือไม่

ให้ตรวจทางออกของ Softener ด้วยการทดสอบความกระด้าง และบันทึกน้ำดิบกับน้ำที่บำบัดแล้วแยกกัน การเห็นเกลือเหลือในถังไม่ได้พิสูจน์ว่าทำงานดี ถ้าดูรอบรีเจนเนอเรทและปริมาณน้ำที่ผ่านไปด้วย จะจับการรั่วของความกระด้างได้เร็วขึ้น

ถ้าตรวจพบความกระด้าง ให้ตัดเรื่องจุดเก็บตัวอย่างและน้ำยาทดสอบออกก่อน แล้วค่อยย้อนดูประวัติของ Softener สาเหตุที่พบบ่อยคือ

• เกลือสำหรับรีเจนเนอเรทไม่พอ
• วงจรรีเจนเนอเรททำงานผิดปกติ
• ปริมาณน้ำที่ผ่านเกินกำลังของ Softener
• น้ำดิบรั่วเข้ามาทางบายพาส

ตะกรันเป็นความต้านทานความร้อนที่ฝั่งน้ำ ทำให้ความร้อนจากโลหะถ่ายสู่น้ำได้ช้าลง ถ้าเร่งไฟเพิ่มเพื่อให้ไอน้ำเท่าเดิม โลหะจะรับภาระมากขึ้น อาจเกิดความร้อนสูงเฉพาะจุดและท่อเสียหาย

รูปที่ 3: คราบบาง ๆ ก็ขวางความร้อนระหว่างโลหะกับน้ำ

ชั้นที่นำความร้อนได้ไม่ดีทำให้โลหะร้อนขึ้น

ความหนาของชั้นและอุณหภูมิที่ต่างกันเป็นเพียงภาพประกอบ ไม่ได้วาดตามสัดส่วนจริง และไม่ได้แสดงการกระจายอุณหภูมิของหม้อไอน้ำจริง

ตะกอนที่ลอยหลวม ๆ ในน้ำ (sludge) กับตะกรันที่เกาะติดผิวโลหะ ต้องใช้วิธีกำจัดต่างกัน

คราบฝั่งน้ำยังกระทบ Economizer ซึ่งใช้ก๊าซไอเสียอุ่นน้ำป้อนด้วย ควรดูแลพื้นผิวถ่ายเทความร้อนตลอดเส้นทางน้ำป้อน ไม่ใช่ดูแค่ตัวหม้อไอน้ำ

การกำจัดออกซิเจน (Deaeration)

การกำจัดออกซิเจนคือการลดออกซิเจนที่ละลายในน้ำ เพื่อลดการกัดกร่อนในท่อน้ำป้อนและภายในหม้อไอน้ำ Softener ไม่ได้กำจัดออกซิเจน น้ำอ่อนจึงยังต้องพิจารณาเรื่องการกำจัดออกซิเจนอยู่

Thermal deaeration ใช้ความร้อนไล่ก๊าซที่ละลายอยู่ แล้วระบายออกนอกระบบ แค่ทำให้น้ำร้อนยังไม่พอ ผลลัพธ์ยังขึ้นกับโครงสร้างที่ให้ก๊าซหลุดออกได้ และการดูแลช่องระบายด้วย

รูปที่ 4 เปรียบเทียบ 3 วิธีที่ใช้บ่อย และสิ่งที่ต้องตรวจของแต่ละวิธี

รูปที่ 4: วิธีลดออกซิเจน และสิ่งที่ต้องตรวจ

การไล่ออกด้วยกลไกกับการทำปฏิกิริยาด้วยสารเคมีทำงานต่างกัน จึงต้องตรวจต่างกันด้วย

Thermal deaeration (ใช้ความร้อน)คุมอุณหภูมิ ความดัน และช่องระบาย เพื่อให้ก๊าซที่ไล่ออกมาออกจากระบบได้

Membrane deoxygenation (ใช้เมมเบรน)เอาก๊าซออกผ่านเมมเบรน ตรวจเงื่อนไขการเดินเครื่องของอุปกรณ์ และค่าออกซิเจนหลังบำบัด

Chemical scavenging (ใช้สารเคมี)ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่เหลือ ตรวจค่าสารเคมีคงเหลือตามชนิดที่ใช้ และอัตราการฉีด

อย่าเลือกระหว่างวิธีความร้อนกับวิธีสารเคมีจากขนาดหม้อไอน้ำอย่างเดียว ให้เลือกชุดที่เหมาะกับคุณภาพน้ำที่ต้องการ สภาพน้ำป้อน และวิธีเดินเครื่องของโรงงาน

ปั๊มฉีดสารเคมีที่กำลังเดินอยู่ ไม่ได้พิสูจน์ว่าฉีดสารเคมีได้ตามปริมาณที่กำหนด ถ้าถังสารเคมีหมดหรือปั๊มดูดไม่ขึ้น ปั๊มก็จ่ายสารเคมีไม่ครบตามที่ตั้งไว้ ให้เทียบปริมาณสารเคมีที่ใช้กับชั่วโมงเดินเครื่อง แล้วเชื่อมกับผลวิเคราะห์น้ำตามวิธีบำบัดที่ใช้

ออกซิเจนอาจละลายกลับเข้าไปใหม่ในจุดที่น้ำซึ่งไล่อากาศแล้วสัมผัสอากาศ ถ้ารู้ผังอุปกรณ์และจุดเก็บตัวอย่าง จะแยกได้ง่ายขึ้นว่าบำบัดไม่พอ หรือออกซิเจนกลับเข้ามาหลังบำบัด

ขอบเขตการควบคุมควรครอบคลุมเส้นทางทั้งหมดจนถึงหม้อไอน้ำ ไม่ใช่แค่ทางออกของ Deaerator

การคุมความเป็นด่าง: รักษา pH ให้อยู่ในช่วง

การคุมความเป็นด่างใช้สารเคมีปรับ pH และค่าที่เกี่ยวข้อง เพื่อให้น้ำกัดกร่อนโลหะน้อยลง pH ที่สูงขึ้นไม่ได้แปลว่าป้องกันได้ดีขึ้นเสมอไป

ถ้าน้ำในหม้อไอน้ำเอียงไปทางกรด จะเกิดการกัดกร่อน แต่ถ้าด่างไปเข้มข้นเฉพาะจุดก็ทำให้เสียหายได้เหมือนกัน เป้าหมายคือช่วงที่เหมาะกับหม้อไอน้ำรุ่นนั้นและวิธีบำบัดนั้น ไม่ใช่ความเป็นด่างที่แรงที่สุด

น้ำป้อน น้ำในหม้อไอน้ำ และคอนเดนเสทที่ไหลกลับ ต่างก็มีค่าควบคุมของตัวเอง ถ้าใช้เป้าหมาย pH เดียวกับ "น้ำหม้อไอน้ำทั้งหมด" ค่าที่วัดกับมาตรการแก้ไขจะไม่ตรงกัน

รูปที่ 5 เป็นตัวอย่างจาก JIS B 8223 ที่ช่วง pH ของน้ำ 2 ประเภทนี้ต่างกันมาก

รูปที่ 5: pH ของน้ำป้อนและน้ำในหม้อไอน้ำคุมแยกกัน

เงื่อนไขหนึ่งจาก JIS B 8223:2021 สำหรับหม้อไอน้ำแบบหลายท่อ หมุนเวียนพิเศษ (takanshiki tokushu junkan boiler) ตามที่กระทรวงสิ่งแวดล้อมของญี่ปุ่นนำมาลงไว้

น้ำที่เก็บตัวอย่าง	pH ที่ 25°C	ค่านี้บอกอะไร
น้ำป้อน	5.8–9.0	เกณฑ์ของน้ำก่อนเข้าหม้อไอน้ำ
น้ำในหม้อไอน้ำ	11.0–11.8	เกณฑ์ของน้ำที่บำบัดและเข้มข้นขึ้นแล้วภายในหม้อ

ความดันใช้งานปกติไม่เกิน 1 MPa (ประมาณ 10 barg) น้ำเติมระบบเป็นน้ำอ่อน และบำบัดแบบด่าง ไม่ใช่ค่าตั้งสำหรับหม้อไอน้ำทุกประเภท แหล่งที่มา: กระทรวงสิ่งแวดล้อมของญี่ปุ่น "การควบคุมคุณภาพน้ำป้อนหม้อไอน้ำอย่างเหมาะสม" (ภาษาญี่ปุ่น)

ค่า pH ระบุที่อุณหภูมิอ้างอิง (JIS ใช้ 25°C) ไม่ใช่ที่อุณหภูมิตอนเดินเครื่อง อย่านำค่าที่วัดจากตัวอย่างร้อนไปเทียบกับเกณฑ์ที่ 25°C ให้ทำตัวอย่างให้เย็นลงตามขั้นตอนก่อนวัด

ในทางปฏิบัติ ให้กำหนดมาตรฐานควบคุมของโรงงานจากคู่มือหม้อไอน้ำและสเปกการบำบัดน้ำ แล้วบันทึกอุณหภูมิที่วัดและจุดเก็บตัวอย่างทุกครั้งที่บันทึกผล

คอนเดนเสทมีปัญหาอีกแบบ คือ คาร์บอนไดออกไซด์ละลายเข้าไปแล้วทำให้เป็นกรด การเพิ่ม pH ของน้ำในหม้อไอน้ำด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ (โซดาไฟ) ไม่ได้แก้ปัญหานี้

โซเดียมไฮดรอกไซด์ไม่ค่อยไปกับไอน้ำ จึงสรุปไม่ได้ว่าแค่ปรับน้ำในหม้อไอน้ำแล้วท่อคอนเดนเสทจะปลอดภัย ให้ตรวจคุณภาพคอนเดนเสทและจุดที่ใช้ไอน้ำ แล้วเลือกสารบำบัดคอนเดนเสทที่เหมาะสมถ้าจำเป็น

ถ้าไอน้ำสัมผัสอาหารหรือผลิตภัณฑ์โดยตรง สารเคมีต้องเหมาะกับการใช้งานปลายทางด้วย ให้เลือกชนิดและปริมาณสารเคมีให้เข้ากับการใช้ไอน้ำและสเปกการบำบัดของผู้ผลิต ไม่ใช่ดูแค่คุณภาพน้ำ

อ่านสเปกคุณภาพน้ำของญี่ปุ่น: JIS B 8223

ผู้ผลิตหม้อไอน้ำและซัพพลายเออร์ระบบบำบัดน้ำของญี่ปุ่นมักอ้างอิง JIS B 8223 สำหรับเกณฑ์คุณภาพน้ำ ฉบับปัจจุบันคือ JIS B 8223:2021 ครอบคลุมคุณภาพน้ำป้อน น้ำในหม้อ และไอน้ำ ของหม้อไอน้ำบนบกและหม้อไอน้ำเรือ ส่วนฉบับปี 2015 ที่ถูกแทนที่ครอบคลุมเฉพาะน้ำป้อนและน้ำในหม้อ

มาตรฐานกำหนดเกณฑ์ตามประเภทหม้อไอน้ำ ความดันใช้งาน ชนิดน้ำเติมระบบ (น้ำอ่อนหรือน้ำแลกเปลี่ยนไอออน) และวิธีบำบัด ต้องรู้ครบทั้ง 4 อย่างจึงจะอ่านคอลัมน์ได้ถูก ตารางด้านล่างแสดงคอลัมน์ทั้งหมดที่อยู่เบื้องหลังรูปที่ 5

รูปที่ 6: หนึ่งคอลัมน์ของตาราง JIS B 8223:2021

หม้อไอน้ำแบบหลายท่อ หมุนเวียนพิเศษ ความดันใช้งานไม่เกิน 1 MPa (ประมาณ 10 barg) น้ำเติมระบบเป็นน้ำอ่อน บำบัดแบบด่าง

น้ำ	หัวข้อ (ตามที่เขียนใน JIS)	เกณฑ์
น้ำป้อน	pH ที่ 25°C	5.8–9.0
น้ำป้อน	ความกระด้าง (as CaCO3)	1 mg/L หรือน้อยกว่า
น้ำป้อน	เหล็ก (as Fe)	0.3 mg/L หรือน้อยกว่า
น้ำในหม้อไอน้ำ	pH ที่ 25°C	11.0–11.8
น้ำในหม้อไอน้ำ	ปริมาณการใช้กรด (pH 8.3) (as CaCO3)	80–600 mg/L
น้ำในหม้อไอน้ำ	ค่าการนำไฟฟ้าที่ 25°C	400 mS/m หรือน้อยกว่า (4,000 µS/cm หรือน้อยกว่า)
น้ำในหม้อไอน้ำ	คลอไรด์ไอออน (as Cl)	400 mg/L หรือน้อยกว่า
น้ำในหม้อไอน้ำ	ฟอสเฟตไอออน (as PO4)	20–40 mg/L
น้ำในหม้อไอน้ำ	ซัลไฟต์ไอออน (as SO3)	10 mg/L ขึ้นไป
น้ำในหม้อไอน้ำ	ไฮดราซีน (as N2H4)	0.1 mg/L ขึ้นไป

ค่าตามที่ลงไว้ในเอกสารของกระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่นซึ่งอ้างในรูปที่ 5 ฟอสเฟต ซัลไฟต์ และไฮดราซีนเป็นสารเคมีคงเหลือ ให้ดูหมายเหตุในมาตรฐานโดยตรงว่าแต่ละตัวใช้เมื่อไร หม้อไอน้ำประเภทอื่น ความดันอื่น และวิธีบำบัดอื่น มีเกณฑ์ต่างออกไป

มี 3 จุดที่ผู้อ่านนอกญี่ปุ่นมักสะดุด

• ค่าการนำไฟฟ้าเป็น mS/m JIS ใช้มิลลิซีเมนส์ต่อเมตร 1 mS/m = 10 µS/cm ดังนั้น 400 mS/m เท่ากับ 4,000 µS/cm เช็กหน่วยก่อนเทียบกับเครื่องวัดที่แสดงเป็น µS/cm
• ปริมาณการใช้กรด (sanshohiryo) "ปริมาณการใช้กรด (pH 8.3)" คือปริมาณกรดที่ใช้ลดตัวอย่างลงมาถึง pH 8.3 แสดงเป็น CaCO₃ เอกสารญี่ปุ่นถือว่าเท่ากับค่าอัลคาไลน์นิตี้ชนิดฟีนอล์ฟทาลีน (P-alkalinity) ส่วนปริมาณการใช้กรดถึง pH 4.8 ตรงกับค่าอัลคาไลน์นิตี้รวม (M-alkalinity) บางวิธีนอกญี่ปุ่นใช้จุดสิ้นสุดอื่น จึงควรยืนยันวิธีทดสอบ (JIS B 8224:2022) ก่อนเทียบผล
• อุณหภูมิอ้างอิง เกณฑ์ pH และค่าการนำไฟฟ้าอยู่ที่ 25°C ถ้าเครื่องวัดมีการชดเชยอุณหภูมิ ให้ยืนยันว่าใช้อุณหภูมิอ้างอิงเท่าไร

JIS B 8223 เทียบกับแนวทางของ ASME, EN และ IS

JIS B 8223 ไม่ได้จับคู่แบบหนึ่งต่อหนึ่งกับเอกสารที่ใช้ในสหรัฐฯ ยุโรป หรืออินเดีย แต่ละฉบับแบ่งกลุ่มหม้อไอน้ำไม่เหมือนกัน จึงหยิบตัวเลขจากตารางหนึ่งไปใช้กับอีกตารางไม่ได้

ตารางด้านล่างเปรียบเทียบตัวเอกสารเอง ไม่ได้ลงเกณฑ์ของ ASME, EN หรือ IS เพราะยังยืนยันจากมาตรฐานที่เผยแพร่ไม่ได้ ให้อ่านจากเอกสารฉบับซื้อ หรือขอจากซัพพลายเออร์ระบบบำบัดน้ำ เอกสารของไทย (มอก.) ก็ไม่ได้อยู่ในตารางนี้ เพราะยังไม่ได้ยืนยันเช่นกัน ถ้าโรงงานต้องการอ้างอิง ควรสอบถามผู้ผลิตหรือที่ปรึกษาด้านระบบบำบัดน้ำ

รูปที่ 7: แนวทางคุณภาพน้ำหม้อไอน้ำเปรียบเทียบกัน

ใช้ดูว่าสเปกอ้างอิงเอกสารฉบับไหน ไม่ได้ใช้แปลงเกณฑ์จากฉบับหนึ่งเป็นอีกฉบับ

เอกสาร	ผู้ออก	ครอบคลุม	การแบ่งกลุ่มเพื่อกำหนดเกณฑ์
JIS B 8223:2021	มาตรฐานแห่งชาติของญี่ปุ่น (JIS) เผยแพร่โดย Japanese Standards Association	น้ำป้อน น้ำในหม้อ และไอน้ำ ของหม้อไอน้ำบนบกและหม้อไอน้ำเรือ	ประเภทหม้อไอน้ำ ความดันใช้งาน ชนิดน้ำเติมระบบ วิธีบำบัด
ASME "Consensus on Operating Practices for the Control of Feedwater and Boiler Water Chemistry in Industrial and Institutional Boilers" (2021)	ASME Research and Technology Committee on Water and Steam in Thermal Systems	ความบริสุทธิ์ของน้ำป้อน น้ำในหม้อ และไอน้ำ ของหม้อไอน้ำในอุตสาหกรรมและสถาบัน	7 ประเภทตามการออกแบบและการใช้งาน เกณฑ์เปลี่ยนตามความดันไอน้ำและรูปแบบการใช้งาน (duty cycle)
EN 12953-10:2003	CEN (แต่ละประเทศนำไปใช้ เช่น BS EN, DIN EN)	น้ำป้อนและน้ำในหม้อ ของ shell boiler	ดูในมาตรฐานโดยตรง
EN 12952-12:2003	CEN	น้ำป้อนและน้ำในหม้อ ของหม้อไอน้ำแบบ water-tube (ไม่รวมคุณภาพไอน้ำ)	ดูในมาตรฐานโดยตรง
IS 10392	Bureau of Indian Standards (BIS)	น้ำป้อนและน้ำในหม้อ ของหม้อไอน้ำบนบกความดันต่ำและปานกลาง	ดูในมาตรฐานโดยตรง และยืนยันฉบับปัจจุบันกับ BIS

ASME เผยแพร่เป็นแนวทางฉบับฉันทามติ ไม่ใช่ข้อบังคับของ Code ฉบับของเอกสารตรวจสอบเมื่อพฤศจิกายน ค.ศ. 2026

เมื่อหม้อไอน้ำญี่ปุ่นเข้าโรงงานที่ใช้แนวทางของ ASME หรือ EN เกณฑ์ของสองฝั่งอาจไม่ตรงกัน ให้ถามผู้ผลิตหม้อไอน้ำว่าเกณฑ์ไหนใช้กับอุปกรณ์และการรับประกันของเขา และโปรแกรมบำบัดน้ำที่อิงแนวทางอื่นเป็นที่ยอมรับของเขาหรือไม่

การตรวจน้ำประจำวัน

การตรวจประจำวันจะมีประโยชน์ที่สุดเมื่อค่าที่วัดทุกค่าชี้กลับไปที่อุปกรณ์ชิ้นใดชิ้นหนึ่งได้

• ความกระด้าง บอกสภาพของ Softener
• ออกซิเจนละลายหรือสารกำจัดออกซิเจนคงเหลือ บอกสภาพของการกำจัดออกซิเจน
• pH บอกสภาพการฉีดสารเคมีและความเข้มข้น

ค่าการนำไฟฟ้าตอบสนองต่อไอออนที่ละลายอยู่ โรงงานจึงใช้ติดตามความเข้มข้น แต่ไม่ใช่ค่าความกระด้าง และอุณหภูมิกับสารเคมีที่ใช้บำบัดก็มีผลต่อค่านี้ด้วย อย่าสับสนว่าแต่ละค่าบอกอะไร

การเทียบตัวอย่างจากคนละจุด อาจทำให้ความต่างตามปกติของการบำบัดดูเหมือนความผิดปกติ ให้ใช้น้ำชนิดเดียวกัน อุณหภูมิเดียวกัน และวิธีทดสอบเดียวกัน แล้วดูการเปลี่ยนแปลงจากผลครั้งก่อน

น้ำยาทดสอบหมดอายุและขวดเก็บตัวอย่างสกปรก ก็ทำให้ผลเพี้ยนได้ ให้จดจุดเก็บตัวอย่าง การเปลี่ยนน้ำยา การรีเจนเนอเรท และการเติมสารเคมี ไว้ในไทม์ไลน์เดียวกับค่าที่วัด เพื่อย้อนหาสาเหตุได้ภายหลัง

การรองน้ำร้อนที่มีแรงดันลงภาชนะโดยตรง อาจทำให้ถูกลวกหรือน้ำพุ่งออกมา ให้ทำตามขั้นตอนทำให้เย็นและลดความดันของโรงงาน และสวม PPE ที่กำหนดสำหรับการเก็บตัวอย่าง อย่าดัดแปลงท่อหรือวาล์วเอง

คุมความเข้มข้นด้วย Blowdown

แม้บำบัดน้ำแล้ว ของแข็งที่ละลายในหม้อไอน้ำก็เข้มข้นขึ้นเมื่อน้ำระเหย Blowdown (ภาษาญี่ปุ่นเรียกสั้น ๆ ว่า buro) คือการระบายน้ำส่วนหนึ่งทิ้งแล้วเติมด้วยน้ำป้อน ซึ่งทำหน้าที่ต่างจากการบำบัดด้วยสารเคมี

ถ้า Blowdown น้อยไป ความเข้มข้นจะสูงขึ้น ถ้ามากไป จะทิ้งน้ำร้อนและพลังงานในน้ำนั้นไปเปล่า ๆ การรักษาคุณภาพน้ำให้อยู่ในเกณฑ์ และระบายเท่าที่จำเป็น ช่วยประหยัดทั้งน้ำและเชื้อเพลิง

รูปที่ 8: หาอัตรา Blowdown จากของแข็งที่ตกค้าง

การคำนวณเพื่ออธิบาย ที่สภาวะคงตัว ระดับน้ำคงที่ และไม่คิดของแข็งที่ละลายซึ่งไปกับไอน้ำ

สมดุลน้ำและสมดุลของแข็ง

F = S + B

FC_f = BC_b

N = C_bC_f

รวมสมดุลทั้งสองเข้าด้วยกัน

B = SN − 1

สมมติไอน้ำ 900 kg/h และ Cycles of Concentration เท่ากับ 10

B = 90010 − 1 = 100 kg/h

F = 900 + 100 = 1,000 kg/h

F: อัตราน้ำป้อน, S: อัตราไอน้ำ, B: อัตรา Blowdown [kg/h] C_f, C_b: ความเข้มข้นของของแข็งในน้ำป้อนและน้ำในหม้อ (ฐานมวลเดียวกัน) N: Cycles of Concentration ค่า 10 เป็นข้อสมมติสำหรับการคำนวณ ไม่ใช่ค่าที่แนะนำ

ในตัวอย่างนี้ Blowdown เท่ากับ 10% ของน้ำป้อน แต่ประมาณ 11.1% ของอัตราไอน้ำ ปริมาณเท่าเดิมจะได้เปอร์เซ็นต์ต่างกันตามฐานที่ใช้หาร ดังนั้นในบันทึกและใบเสนอราคาต้องระบุเสมอว่า "เปอร์เซ็นต์ของอะไร"

ให้คำนวณ Cycles of Concentration จากองค์ประกอบที่การบำบัดไม่ได้เติมหรือเอาออก ถ้าใช้อัตราส่วนค่าการนำไฟฟ้า ต้องคิดผลของสารเคมีและอุณหภูมิ และไม่ปรับค่าตั้ง Blowdown จากอัตราส่วนอย่างเดียว

ความเข้มข้นสูงเกินและการเกิดฟอง อาจทำให้หยดน้ำถูกพาออกไปกับไอน้ำ ถ้าเห็นไอน้ำสกปรกหรือระดับน้ำไม่นิ่ง ให้ตรวจเรื่อง Priming และ Foaming ด้วย

ปรับวัสดุสิ้นเปลืองและการตรวจให้ตรงกับการเดินเครื่องจริง

เกลือและสารเคมีลดลงตามที่ใช้ จึงต้องทบทวนเมื่อกำลังผลิตเปลี่ยน ไม่ใช่เติมตามรอบเวลาที่กำหนดอย่างเดียว ถ้าผลิตเพิ่มและน้ำเติมระบบมากขึ้น ภาระของเรซินและปริมาณสารเคมีที่ใช้ก็เพิ่มขึ้น แม้จะผ่านไปจำนวนวันเท่าเดิม

ถ้าอัตราคอนเดนเสทที่ไหลกลับลดลง ก็ต้องเติมน้ำใหม่มากขึ้น ภาระของระบบบำบัดน้ำจึงเปลี่ยนไปด้วย ให้บันทึกปริมาณน้ำเติมระบบและอัตราไอน้ำคู่กับปริมาณสารเคมีที่ซื้อ จะเห็นเหตุผลที่การใช้เปลี่ยนไป

ถ้าใช้สัญญาบำรุงรักษา ให้กำหนดให้ชัดว่าใครวิเคราะห์น้ำและตรวจอุปกรณ์ ไม่ใช่แค่ใครเติมเกลือและสารเคมี การแยกรายการที่ผู้ปฏิบัติงานตรวจทุกวัน ออกจากรายการที่ผู้เชี่ยวชาญตรวจ ทำให้รู้ชัดว่าต้องโทรหาใครเมื่อเกิดปัญหา

แนวโน้มคุณภาพน้ำช่วยจับการเปลี่ยนแปลงที่การตรวจตามรอบตายตัวอาจพลาด

เมื่อคุณภาพน้ำเปลี่ยน ให้ตรวจว่าวันเดียวกันนั้นมีการเปลี่ยนแหล่งน้ำดิบ การรีเจนเนอเรท การเปลี่ยนสารเคมี หรือการเปลี่ยนอัตราคอนเดนเสทไหลกลับหรือไม่ ให้หาขั้นตอนที่เปลี่ยนไปก่อน แล้วค่อยเติมสารเคมีเพิ่ม อย่าเติมตามค่าเดียวที่ผิดปกติ

ต้นทุนการบำบัดน้ำไม่ได้มีแค่สารเคมี แต่รวมเกลือ น้ำ น้ำทิ้ง การวิเคราะห์ และการบำรุงรักษาด้วย ให้นำทั้งหมดนี้ไปเทียบกับค่าซ่อมและความสูญเสียจากการหยุดผลิตเมื่อเกิดความเสียหายกะทันหัน

การติดตามการใช้เชื้อเพลิงควบคู่กับคุณภาพน้ำ ช่วยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของประสิทธิภาพหม้อไอน้ำ การดูแลน้ำให้สม่ำเสมอทุกวันยังเป็นฐานของงานประหยัดพลังงานและการจัดการพลังงานของโรงงานด้วย

เช็กลิสต์ก่อนทดลองเดินเครื่องหม้อไอน้ำญี่ปุ่น

ใช้รายการนี้ตรวจเมื่อหม้อไอน้ำหรือชุดบำบัดน้ำที่ผลิตในญี่ปุ่นมาถึง หรือเมื่อรับช่วงดูแลระบบที่มีอยู่แล้ว

• เกณฑ์คุณภาพน้ำอิงฉบับ JIS B 8223 ใด ประเภทหม้อไอน้ำ ช่วงความดัน ชนิดน้ำเติมระบบ และวิธีบำบัดอะไร
• มีเกณฑ์แยกสำหรับน้ำเติมระบบ น้ำป้อน น้ำในหม้อไอน้ำ และคอนเดนเสทหรือไม่
• ตรวจหน่วยแล้ว (mS/m เทียบกับ µS/cm) และรู้อุณหภูมิอ้างอิงของ pH และค่าการนำไฟฟ้า
• วิธีทดสอบปริมาณการใช้กรด และความสัมพันธ์กับการทดสอบอัลคาไลน์นิตี้ที่โรงงานใช้
• กำลังของ Softener เทียบกับปริมาณน้ำเติมระบบที่คาดไว้ และค่าตั้งการรีเจนเนอเรท
• วิธีกำจัดออกซิเจน (ความร้อน เมมเบรน สารเคมี หรือผสมกัน) และค่าคงเหลือที่ต้องเฝ้าดู
• ชื่อสารเคมี การหาซื้อได้ในประเทศ และความเหมาะสมกับการใช้ไอน้ำ (เช่น สัมผัสอาหารโดยตรง)
• ความจำเป็นในการบำบัดคอนเดนเสท แยกจากการบำบัดน้ำในหม้อไอน้ำ
• วิธี Blowdown เกณฑ์ที่ใช้ควบคุม (ค่าการนำไฟฟ้าหรือองค์ประกอบเฉพาะ) และวิธีแสดงอัตรา
• จุดเก็บตัวอย่าง การทำให้ตัวอย่างเย็น และขั้นตอนความปลอดภัยของโรงงานในการเก็บตัวอย่าง
• ขั้นตอนเก็บรักษาหม้อไอน้ำขณะหยุด (wet หรือ dry layup) จากผู้ผลิต
• ใครเป็นผู้กำหนดและอนุมัติมาตรฐานควบคุมของโรงงาน และใครตัดสินเมื่อค่าที่วัดออกนอกช่วง

คำถามถึงซัพพลายเออร์ญี่ปุ่น

คำถามเหล่านี้ครอบคลุมจุดที่มักไม่ชัดในตารางคุณภาพน้ำที่แปลมา

1. เกณฑ์คุณภาพน้ำของคุณมาจากตารางและคอลัมน์ไหนของ JIS B 8223 (และฉบับปีไหน)
2. สำหรับรุ่นนี้ เกณฑ์ของคุณต่างจาก JIS B 8223 หรือไม่ ถ้าต่าง ต่างที่หัวข้อไหน และเกณฑ์ไหนเป็นเงื่อนไขการรับประกัน
3. คุณสมมติคุณภาพน้ำเติมระบบแบบไหน (ผลวิเคราะห์น้ำดิบ น้ำอ่อน หรือน้ำปราศจากแร่ธาตุ)
4. แนะนำสารเคมีอะไร และมีสารเคมีเทียบเท่าที่หาได้ในประเทศที่คุณยอมรับหรือไม่
5. คุณยอมรับโปรแกรมบำบัดน้ำที่อิงแนวทางของ ASME หรือ EN หรือไม่ และมีเงื่อนไขอะไร
6. วิธี Blowdown และเกณฑ์ควบคุมที่แนะนำสำหรับหม้อไอน้ำนี้คืออะไร
7. ขั้นตอนหยุดเครื่องและเก็บรักษา (layup) เป็นอย่างไร และต้องทำอะไรก่อนเริ่มเดินเครื่องใหม่

ตัวอย่างอีเมลสอบถาม

ปรับถ้อยคำด้านล่างให้เข้ากับงานของคุณ แล้วแนบผลวิเคราะห์น้ำดิบไปด้วย ตัวอย่างเขียนเป็นภาษาอังกฤษ เพราะส่งถึงซัพพลายเออร์ญี่ปุ่น

Subject: Water quality requirements for [model / serial number]

Dear [Name],

We are preparing the water treatment program for the [model] boiler delivered to [site]. Could you please confirm the following?

1. The edition, boiler category, and column of JIS B 8223 your feedwater and boiler water limits are based on.
2. Any model-specific limits that differ from JIS B 8223, and which limits apply to the warranty.
3. The units and reference temperature for conductivity and pH, and the test method for acid consumption (pH 8.3).
4. Your recommended chemicals, and whether locally available equivalents are acceptable.
5. The recommended blowdown method and the shutdown/layup procedure.

Our raw water analysis is attached. We plan to use [softened / demineralized] makeup water with about [X]% condensate return.

Best regards,
[Name]
[Company]

กรณีที่คู่มือนี้ใช้ไม่ได้

ค่าต่าง ๆ ในบทความนี้เป็นตัวอย่างของหม้อไอน้ำประเภทเดียวและเงื่อนไขเดียว เกณฑ์เปลี่ยนไปตามประเภทหม้อไอน้ำ ความดัน น้ำเติมระบบ และวิธีบำบัด ให้กำหนดเกณฑ์ควบคุมของโรงงานจากคู่มือหม้อไอน้ำและสเปกการบำบัดน้ำ

หม้อไอน้ำความดันสูงกว่า หม้อไอน้ำที่ใช้น้ำปราศจากแร่ธาตุ และหม้อต้มน้ำร้อน มีเกณฑ์ของตัวเอง ซึ่งบทความนี้ไม่ได้ครอบคลุม นอกจากนี้ยังมีข้อกำหนดตามกฎหมายไทยเกี่ยวกับหม้อน้ำ เช่น กฎกระทรวงว่าด้วยเครื่องจักร ปั้นจั่น และหม้อน้ำ พ.ศ. 2564 รวมถึงข้อกำหนดของบริษัทประกันและผู้ตรวจสอบ ควรให้ จป. หรือผู้รับผิดชอบหม้อไอน้ำของโรงงานตรวจสอบข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องอีกครั้ง

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

น้ำประปาต้องบำบัดก่อนเข้าหม้อไอน้ำไหม

น้ำที่ดื่มได้ไม่ได้แปลว่าเหมาะกับหม้อไอน้ำ น้ำประปายังมีความกระด้างและออกซิเจนที่ละลายอยู่ ให้เทียบผลวิเคราะห์น้ำดิบกับข้อกำหนดคุณภาพน้ำของหม้อไอน้ำ แล้วเลือกการลดความกระด้าง การกำจัดออกซิเจน หรือขั้นตอนอื่นตามที่จำเป็น

มี Softener แล้ว ยังต้องใช้สารเคมีและ Blowdown ไหม

Softener อย่างเดียวตอบคำถามนี้ไม่ได้ Softener แลกเปลี่ยนไอออนความกระด้าง ไม่ได้เอาออกซิเจนหรือเกลือที่ละลายทั้งหมดออก จะต้องใช้สารเคมีและ Blowdown หรือไม่ ขึ้นกับสิ่งที่ยังเหลือในน้ำ ความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น และวิธีบำบัดของหม้อไอน้ำ

ถ้า pH ปกติ แปลว่าน้ำในหม้อไอน้ำไม่มีปัญหาใช่ไหม

ไม่จำเป็น pH อย่างเดียวบอกไม่ได้ว่ามีความกระด้างรั่ว ออกซิเจนที่ละลาย หรือความเข้มข้นเท่าไร ให้วัดหัวข้อที่สเปกการบำบัดกำหนดไว้ในแต่ละจุดเก็บตัวอย่าง แล้วอ่านผลคู่กับประวัติการเดินเครื่องของอุปกรณ์

น้ำอ่อนกับน้ำปราศจากแร่ธาตุต่างกันอย่างไร

น้ำอ่อนคือน้ำที่ลดความกระด้างเป็นหลัก ส่วนน้ำปราศจากแร่ธาตุ (demineralized water) คือน้ำที่เอาไอออนและสิ่งเจือปนอื่นออกได้กว้างกว่ามาก จะต้องใช้แบบไหนขึ้นกับความดันของหม้อไอน้ำและการใช้ไอน้ำ แค่ชื่อไม่ได้บอกว่าเหมาะเป็นน้ำป้อนหรือไม่

ตอนหยุดเครื่อง ต้องดูแลน้ำในหม้อไอน้ำไหม

ต้องดูแล ขณะหยุดเครื่อง โลหะยังสัมผัสน้ำและอากาศ การกัดกร่อนจึงยังเกิดต่อ ให้ทำตามขั้นตอนเก็บรักษาแบบ wet หรือ dry layup ของผู้ผลิตให้เหมาะกับระยะเวลาที่หยุด รวมถึงขั้นตอนตอนเริ่มเดินเครื่องใหม่

แหล่งอ้างอิง

• ค่าเกณฑ์ JIS B 8223:2021 สำหรับหม้อไอน้ำแบบหลายท่อ หมุนเวียนพิเศษ และการควบคุม Blowdown: กระทรวงสิ่งแวดล้อมของญี่ปุ่น "การควบคุมคุณภาพน้ำป้อนหม้อไอน้ำอย่างเหมาะสม" (ภาษาญี่ปุ่น)
• ชื่อเรื่องและขอบเขตของ JIS B 8223:2021: Japanese Standards Association, JIS B 8223:2021 English edition preview
• แนวทางฉบับฉันทามติของ ASME: ASME, "Consensus on Operating Practices for the Control of Feedwater and Boiler Water Chemistry in Industrial and Institutional Boilers"
• ขอบเขตของ EN 12953-10: BSI, "Shell boilers – Requirements for feedwater and boiler water quality"
• ขอบเขตของ EN 12952-12: Genorma, EN 12952-12:2003
• ปริมาณการใช้กรด (pH 8.3) และ P-alkalinity: สำนักงานแม่น้ำเอโดงาวะ กระทรวงที่ดินฯ ของญี่ปุ่น (MLIT) ศัพท์เรื่องอัลคาไลน์นิตี้ (ภาษาญี่ปุ่น)
• รายการ IS 10392: IS 10392 listing (Standards.ie)
• ออกซิเจนที่ละลาย คาร์บอนไดออกไซด์ และการกัดกร่อนของคอนเดนเสท: Kurita Water Industries เรื่องการกัดกร่อนในหม้อไอน้ำ (ภาษาญี่ปุ่น)
• การลดความกระด้าง การทำน้ำปราศจากแร่ธาตุ ตะกรัน และการกัดกร่อน: Spirax Sarco, "Water for the Boiler"
• น้ำป้อนและการกำจัดออกซิเจน: Spirax Sarco, "The Feedtank and Feedwater Conditioning"
• ความเข้มข้นและค่าการนำไฟฟ้า: Spirax Sarco, "Controlling TDS in the Boiler Water"
• Softener และ Membrane deoxygenation: Miura ข้อมูลทางเทคนิคของอุปกรณ์บำบัดน้ำ (ภาษาญี่ปุ่น)
• การทดสอบความกระด้างที่ทางออก Softener: Miura ทำไมต้องมีสารบ่งชี้ความกระด้าง (ภาษาญี่ปุ่น)
• การเก็บรักษาขณะหยุดเครื่อง: Kurita Water Industries เรื่องการป้องกันปัญหาของหม้อไอน้ำความดันต่ำขณะหยุดเครื่อง (ภาษาญี่ปุ่น)