O2 Correction คืออะไร: สูตรปรับค่า NOx และค่า O2 อ้างอิงของญี่ปุ่น

รายงานทดสอบหม้อไอน้ำจากญี่ปุ่นเขียนว่า "NOx 60 ppm (O₂ 5% kansan)" แต่ค่ากำหนดในโรงงานของคุณอาจเป็น ppm ที่ O₂ 7% สภาวะแห้ง หรือเป็น mg/m³ ที่ 25 °C ส่วนลูกค้าบางรายอาจกำหนดที่ 3% O₂ จะเทียบตัวเลขเหล่านี้ได้ก็ต่อเมื่อใช้ค่า O₂ อ้างอิง สภาวะน้ำ และหน่วยแบบเดียวกัน

O₂ kansan คือการปรับค่า O₂ (O₂ correction) เป็นการคำนวณที่แปลงค่า NOx หรือฝุ่น (dust) ที่วัดได้ ให้เป็นค่าที่จะได้ถ้าก๊าซไอเสียมีออกซิเจนเท่ากับค่าอ้างอิงที่กำหนด ญี่ปุ่นใช้สูตร C = C_s × (21 − O_n) / (21 − O_s) และกฎหมายกำหนดค่า O_n ไว้ตามประเภทของเครื่อง

บทความนี้อธิบายว่าสูตรทำอะไรและทำไมใช้เลข 21 จากนั้นดูตัวอย่างเมื่อก๊าซถูกเจือจางด้วยอากาศ แล้วสรุปค่า O₂ อ้างอิงของญี่ปุ่น เทียบกับไทย สหรัฐฯ และ EU เท่าที่ตรวจสอบได้ ตอนท้ายมีวิธีแปลงค่าของซัพพลายเออร์ญี่ปุ่นให้เป็นเกณฑ์ของคุณ พร้อมเช็กลิสต์ คำถามถึงซัพพลายเออร์ และตัวอย่างอีเมล

สารบัญ

1. O2 Correction ในสเปกญี่ปุ่นหมายถึงอะไร
2. ทำไมต้องปรับค่าเป็น O2 อ้างอิง
3. ตัวอย่างการคำนวณ: เจือจางแล้วค่าหลังปรับไม่เปลี่ยน
4. ค่า O2 อ้างอิงของญี่ปุ่นตามประเภทเครื่อง
5. เทียบ O2 อ้างอิงของญี่ปุ่นกับไทย สหรัฐฯ และ EU
6. ก๊าซแห้ง, ppm และ mg/Nm3: อะไรต้องตรงกันอีก
7. แปลงค่า NOx ของซัพพลายเออร์ญี่ปุ่นเป็นฐานของคุณ
8. นำไปใช้ได้ทันที: เช็กลิสต์และคำถามถึงซัพพลายเออร์ญี่ปุ่น
9. ข้อจำกัดของบทความนี้
10. FAQ
11. แหล่งอ้างอิง

O2 Correction ในสเปกญี่ปุ่นหมายถึงอะไร

สเปกและรายงานทดสอบของญี่ปุ่นจะเขียนฐาน O₂ ไว้ข้างค่าเสมอ เช่น "NOx 150 ppm (O₂ 4% kansan)" หรือ "ค่าที่ O₂ 12% kansan" อ่านว่า "ปรับค่าเป็นที่ O₂ 4%" ค่า O₂ อ้างอิงตามกฎหมายเรียกว่า hyojun sanso nodo (ค่าความเข้มข้นออกซิเจนมาตรฐาน)

สูตรนี้มาจากข้อบังคับบังคับใช้กฎหมายควบคุมมลพิษทางอากาศของญี่ปุ่น (Taiki Osen Boshi-ho Shiko Kisoku / Enforcement Regulations of the Air Pollution Control Act) ในหมายเหตุของตารางค่ามาตรฐานของฝุ่นและไนโตรเจนออกไซด์:

กฎหมายญี่ปุ่นระบุ NOx เป็น cm³ ต่อ m³ ของก๊าซไอเสียที่แปลงเป็น 0 °C และ 1 atm 1 cm³ ใน 1 m³ เท่ากับ 1 ppm โดยปริมาตร จึงใส่ค่า ppm ลงในสูตรได้เลย ส่วนฝุ่นใช้สูตรเดียวกัน แต่หน่วยเป็น g ต่อ m³ ของก๊าซไอเสียที่ 0 °C และ 1 atm

เลข 21 คือสัดส่วนออกซิเจนในอากาศ อากาศแห้งมีออกซิเจนประมาณ 20.95% โดยปริมาตร ญี่ปุ่นปัดเป็น 21 ส่วนกฎของ US EPA ใช้ 20.9 ซึ่งจะเห็นในหัวข้อเปรียบเทียบด้านล่าง

ค่าทั้ง 4 ตัวในสูตรมีที่มาไม่เหมือนกัน:

รูปที่ 1: ค่า 4 ตัวในสูตรปรับค่า O₂

วัดเอง 2 ค่า กฎหมายกำหนด 1 ค่า และผลลัพธ์ 1 ค่า

C_s ค่าที่วัดได้ค่า NOx หรือฝุ่นจากเครื่องวิเคราะห์

O_s O₂ ที่วัดได้ออกซิเจนในก๊าซชุดเดียวกัน ถ้าเกิน 20% ให้ใช้ 20%

O_n O₂ อ้างอิงกฎหมายกำหนดตามประเภทเครื่องและสารมลพิษ

C ค่าหลังปรับค่าที่นำไปเทียบกับค่ามาตรฐาน

การจำกัด O_s ที่ 20% มาจากหมายเหตุของตารางแนบท้าย 2 และ 3-2 (Appended Tables 2 และ 3-2) ในข้อบังคับบังคับใช้กฎหมาย (สำหรับฝุ่นและ NOx)

คุณไม่ได้เลือกค่า O_n เอง ค่านี้ขึ้นกับประเภทเครื่องและชนิดสารมลพิษ (NOx หรือฝุ่น) เช่น หม้อไอน้ำที่เผาก๊าซอย่างเดียวใช้ 5% ส่วนค่าของเครื่องหลัก ๆ อยู่ในตารางตอนท้ายของบทความ

ทำไมต้องปรับค่าเป็น O2 อ้างอิง

การปรับค่าทำให้ทุกโรงงานใช้ไม้บรรทัดเดียวกัน หม้อไอน้ำหรือเตาเผาใช้ออกซิเจนจากอากาศเผาเชื้อเพลิง ออกซิเจนที่ใช้ไม่หมดจะออกทางปล่องไปกับก๊าซไอเสีย ดังนั้น อากาศมีออกซิเจน 21% แต่ก๊าซไอเสียมีน้อยกว่านั้น

รูปด้านล่างแสดงว่าออกซิเจนหายไปที่ไหน:

รูปที่ 2: การเผาไหม้ทำให้ออกซิเจนลดลงอย่างไร

การเผาไหม้ใช้ออกซิเจนในอากาศ ส่วนที่เหลือเท่านั้นที่ออกไปกับก๊าซไอเสีย

ปริมาณ O₂ ในก๊าซไอเสียขึ้นกับว่าป้อนอากาศเกินกว่าที่เชื้อเพลิงต้องใช้มากแค่ไหน (อัตราส่วนอากาศ / air ratio)

O₂ ในก๊าซไอเสียขึ้นกับอัตราส่วนอากาศที่เครื่องเดินอยู่มาก อัตราส่วนอากาศสูงทำให้มี O₂ ในก๊าซไอเสียมาก และอัตราส่วนอากาศต่ำทำให้ O₂ น้อย

อัตราส่วนอากาศ (air ratio / kuki-hi หรือเรียกว่า excess air ratio, lambda) คืออากาศที่ป้อนจริง หารด้วยอากาศที่ต้องใช้เพื่อเผาไหม้สมบูรณ์ ในเอกสารไทยมักเขียนเป็น Excess Air เช่น 50% ซึ่งเท่ากับอัตราส่วนอากาศ 1.5 และให้ O₂ ประมาณ 7%

เพราะ O₂ เปลี่ยนไปตามการเดินเครื่อง ค่าความเข้มข้นดิบของสองเครื่องจึงเทียบกันตรง ๆ ไม่ได้ วิธีแก้คือปรับทุกค่าให้เป็นที่ O₂ ระดับเดียวกัน

ตัวอย่างตัวเลขเมื่อก๊าซถูกเจือจาง

สมมติก๊าซไอเสียไหล 100 Nm³/min ที่ O₂ 3% Nm³ (นอร์มอลลูกบาศก์เมตร / norumaru-ryube) คือปริมาตรที่แปลงเป็น 0 °C และ 1 atm

ถ้าก๊าซมี NOx 200 ppm ปริมาณ NOx คือ 100 × 200 × 10⁻⁶ = 0.02 Nm³/min และออกซิเจนไหล 3 Nm³/min

ppm เป็นแค่ความเข้มข้น ถ้าผสมอากาศภายนอกเข้าไป ค่าจะลดลงเท่าไรก็ได้ เติมอากาศสดอีก 100 Nm³/min ปริมาตรรวมจะเป็น 200 Nm³/min อากาศนี้มีออกซิเจน 21 Nm³/min ออกซิเจนรวมจึงเป็น 24 Nm³/min หรือ 12%

รูปด้านล่างแสดงสมดุลปริมาณก๊าซ:

รูปที่ 3: เจือจางก๊าซไอเสียด้วยอากาศ

ปริมาณ NOx เท่าเดิม ลดลงเฉพาะความเข้มข้น

ก๊าซไอเสีย100 Nm³/min, O₂ 3%
O₂: 3 Nm³/min
NOx: 0.02 Nm³/min (200 ppm)

+ อากาศสด100 Nm³/min, O₂ 21%
O₂: 21 Nm³/min
NOx: 0 Nm³/min

= ก๊าซไอเสียที่ถูกเจือจาง200 Nm³/min, O₂ 12%
O₂: 24 Nm³/min
NOx: 0.02 Nm³/min (100 ppm)

ปริมาณ NOx ยังเป็น 0.02 Nm³/min ความเข้มข้นจึงลดเหลือ 0.02 ÷ 200 = 100 ppm NOx ที่ออกจากปล่องเท่าเดิม แต่ตัวเลขลดลงครึ่งหนึ่ง

ถ้าเจือจางแล้วผ่านเกณฑ์ได้ ค่ามาตรฐานความเข้มข้นก็ไม่มีความหมาย การปรับค่า O₂ อุดช่องโหว่นี้ โดยถามว่าความเข้มข้นจะเป็นเท่าไรที่ O₂ ระดับคงที่ เช่น 6% กระทรวงสิ่งแวดล้อมของญี่ปุ่นอธิบายว่านำการปรับค่าตามออกซิเจนมาตรฐานมาใช้เพื่อป้องกันไม่ให้ผู้ประกอบการเจือจางก๊าซไอเสียด้วยอากาศให้ผ่านเกณฑ์

ตัวอย่างการคำนวณ: เจือจางแล้วค่าหลังปรับไม่เปลี่ยน

ลองปรับสองสถานะในหัวข้อก่อนหน้าให้เป็นที่ O₂ 6% สถานะแรกคือการคำนวณพื้นฐาน สถานะที่สองใช้ยืนยันสิ่งที่เกิดหลังเจือจาง

ก่อนเจือจาง

ก๊าซไอเสียที่ O₂ 3% และ NOx 200 ppm ให้ใส่ O_s = 3 และ O_n = 6 ค่าหลังปรับได้ประมาณ 167 ppm:

O₂ ที่วัดได้ (3%) ต่ำกว่าค่าอ้างอิง (6%) ค่าหลังปรับจึงต่ำกว่า 200 ppm ที่วัดได้

หลังผสมอากาศส่วนเกิน

หลังเติมอากาศสด 100 Nm³/min ก๊าซมี O₂ 12% และ NOx 100 ppm เมื่อปรับเป็น O₂ 6% ได้ประมาณ 167 ppm เท่าเดิม:

ดังนั้น การเติมอากาศเพื่อเพิ่มปริมาตรก๊าซ จึงช่วยให้ผ่านเกณฑ์ความเข้มข้นไม่ได้อีกแล้ว ตารางเทียบด้านล่างแสดงทั้งสองสถานะคู่กัน:

รูปที่ 4: เจือจางทำให้ค่าดิบลดครึ่งหนึ่ง แต่ค่าหลังปรับไม่เปลี่ยน

ความเข้มข้นที่วัดได้ลดลงครึ่งหนึ่ง แต่ทั้งสองกรณีได้ 167 ppm ที่ O₂ 6%

ก่อนเจือจาง

หลังเติมอากาศ 100 Nm³/min

ปริมาณก๊าซไอเสีย

ก่อน: 100 Nm³/min

หลัง: 200 Nm³/min

ระดับ O₂ O_s

ก่อน: 3% (3 Nm³/min)

หลัง: 12% (24 Nm³/min)

ปริมาณ NOx

ก่อน: 0.02 Nm³/min

หลัง: 0.02 Nm³/min (ไม่เปลี่ยน)

NOx ที่วัดได้ C_s

ก่อน: 200 ppm

หลัง: 100 ppm

NOx ที่ O₂ 6% (C)

ก่อน: ประมาณ 167 ppm

หลัง: ประมาณ 167 ppm

ค่าหลังปรับตรงกันเพราะออกซิเจนที่เพิ่มขึ้นทั้งหมดมาจากอากาศที่ใช้เจือจาง

เหตุผลอยู่ที่สัดส่วน (21 − O_s)/21 สัดส่วนนี้คือ ส่วนของก๊าซไอเสียที่เป็นก๊าซจากการเผาไหม้ ไม่ใช่อากาศที่ใช้เจือจาง ที่ O₂ 3% สัดส่วนคือ 18/21 ที่ 12% คือ 9/21

เมื่อหารค่าที่วัดได้ด้วยสัดส่วนนี้ จะได้ความเข้มข้นก่อนเจือจาง หรือค่าเทียบเท่า "O₂ 0%" ทั้ง 200 ÷ (18/21) และ 100 ÷ (9/21) ได้ประมาณ 233 ppm จากนั้นการปรับค่า O₂ คือคูณด้วยสัดส่วนอ้างอิง ซึ่งเท่ากับ 15/21 เมื่อ O_n = 6 คือ 233 × 15/21 ≈ 167 ppm

วิธีจำว่าตัวไหนอยู่บนหรือล่าง: ค่าอ้างอิง (O_n) อยู่บน ค่าที่วัดได้ (O_s) อยู่ล่าง ยิ่ง O₂ ที่วัดได้สูงกว่าค่าอ้างอิง (ก๊าซถูกเจือจางมาก) ค่าหลังปรับยิ่งสูงกว่าค่าที่วัดได้

ค่า O2 อ้างอิงของญี่ปุ่นตามประเภทเครื่อง

ญี่ปุ่นกำหนด O_n ของแต่ละประเภทเครื่องไว้ในข้อบังคับบังคับใช้กฎหมายควบคุมมลพิษทางอากาศ ค่าของ NOx อยู่ในหมายเหตุของตารางแนบท้าย 3-2 และค่าของฝุ่นอยู่ในหมายเหตุของตารางแนบท้าย 2 หม้อไอน้ำแบ่งเป็น 3 กลุ่มตามเชื้อเพลิง คือก๊าซ 5% เชื้อเพลิงเหลว 4% และเชื้อเพลิงแข็ง 6%

ตารางด้านล่างสรุปเครื่องหลัก ๆ ที่ตรวจกับข้อความกฎหมายบน e-Gov ซึ่งเป็นฐานข้อมูลกฎหมายทางการของญี่ปุ่น:

รูปที่ 5: O₂ อ้างอิงของญี่ปุ่น (O_n) ของเครื่องหลัก ๆ

หม้อไอน้ำแบ่ง 3 กลุ่มตามเชื้อเพลิง เครื่องยนต์ดีเซลและกังหันก๊าซใช้ค่าสูง ส่วนเครื่องยนต์ก๊าซและเครื่องยนต์เบนซินใช้ 0%

เครื่อง

NOx (ตารางแนบท้าย 3-2)

ฝุ่น (ตารางแนบท้าย 2)

หม้อไอน้ำ ใช้ก๊าซอย่างเดียว

NOx: 5%

ฝุ่น: 5%

หม้อไอน้ำ เชื้อเพลิงเหลว (น้ำมันเตา ฯลฯ)

NOx: 4%

ฝุ่น: 4% (รวมเชื้อเพลิงเหลวที่เผาร่วมกับก๊าซ)

หม้อไอน้ำ เชื้อเพลิงแข็ง (ถ่านหิน ฯลฯ)

NOx: 6%

ฝุ่น: 6%

เตาให้ความร้อนโลหะ

NOx: 11%

ฝุ่น: 11%

เตาเผาปูนซีเมนต์

NOx: 10%

ฝุ่น: 10%

เตาเผาขยะ

NOx: 12%

ฝุ่น: 12%

เครื่องยนต์ดีเซล

NOx: 13%

ฝุ่น: 13%

กังหันก๊าซ

NOx: 16%

ฝุ่น: 16%

เครื่องยนต์ก๊าซ・เครื่องยนต์เบนซิน

NOx: 0%

ฝุ่น: 0%

นำมาจากหมายเหตุของตารางแนบท้าย 2 และ 3-2 ของข้อบังคับบังคับใช้กฎหมาย (ข้อความบน e-Gov ที่ตรวจเมื่อเดือนตุลาคม 2026 ควรตรวจฉบับที่มีผลบังคับใช้ปัจจุบันอีกครั้ง) สำหรับ NOx หม้อไอน้ำขนาดเล็กที่พื้นที่ถ่ายเทความร้อนต่ำกว่า 10 m² แยกเป็นอีกหมวด (เชื้อเพลิงแข็ง 6% เชื้อเพลิงเหลว 4%) สำหรับฝุ่น เครื่องบางประเภท เช่น หม้อไอน้ำที่เผาของเหลวดำ (black liquor) และเครื่องที่ใช้ไฟฟ้าเป็นแหล่งความร้อน ใช้ C = C_s คือไม่ปรับค่า

เครื่องหลัก ๆ จำนวนมากใช้ O_n เท่ากันทั้ง NOx และฝุ่น แต่สองตารางจัดกลุ่มเครื่องไม่เหมือนกัน จึงควรตรวจว่าเครื่องของคุณอยู่ในข้อไหนของแต่ละสาร

NOx ยังมีกรณีพิเศษอีกบางอย่าง เตาหลอมตะกั่วออกไซด์บางชนิดใช้ C = C_s คือไม่ปรับค่า และเตาหลอมแก้วที่เผาด้วยออกซิเจนบริสุทธิ์ล้วนต้องคูณค่าหลังปรับด้วยตัวคูณ 1/4 เพิ่ม ถ้าเครื่องของคุณอยู่ในกลุ่มเหล่านี้ ให้ถามซัพพลายเออร์ว่าใช้สูตรไหน

ตัวอย่าง: ตรวจหม้อไอน้ำที่เผาก๊าซ

สมมติหม้อไอน้ำที่เผาก๊าซอย่างเดียว (O_n = 5) วัดได้ O₂ 8% และ NOx 80 ppm ค่าหลังปรับได้ประมาณ 98 ppm:

ค่า 98 ppm นี้นำไปเทียบกับค่ามาตรฐานในตารางแนบท้าย 3-2 ถ้าเป็นหม้อไอน้ำที่เผาก๊าซอย่างเดียว และปริมาณก๊าซไอเสียตั้งแต่ 40,000 ถึงต่ำกว่า 500,000 m³N/h ค่ามาตรฐานระดับประเทศคือ 100 cm³/m³ (100 ppm) ปริมาณก๊าซไอเสียในที่นี้คือปริมาณสูงสุดต่อชั่วโมงที่แปลงเป็น 0 °C และ 1 atm

คุณคำนวณย้อนจากค่ามาตรฐานเพื่อหาค่าดิบที่ตรงกับค่านั้นได้ด้วย จัดสูตรใหม่ได้ C_s = C × (21 − O_s) / (21 − O_n):

การคำนวณย้อนนี้เป็นแค่แนวทางไว้ดูค่าจากเครื่องวิเคราะห์ระหว่างเดินเครื่อง การตัดสินว่าผ่านหรือไม่ ต้องดูตามค่ามาตรฐานและเงื่อนไขที่ใช้กับเครื่องนั้นจริง ซึ่งอาจมีกฎเฉพาะกาลตามวันที่ติดตั้ง และค่าที่เข้มกว่าของจังหวัด

ถ้านำค่าจากเครื่องวิเคราะห์ไปใส่ในรายงาน เครื่องวิเคราะห์ต้องผ่านการสอบเทียบอย่างถูกต้องด้วย

ค่าหลังปรับยังช่วยเมื่อเงื่อนไขการเดินเครื่องเปลี่ยน เช่น อุ่นอากาศเผาไหม้ด้วยเครื่องอุ่นอากาศ (air preheater) ช่วยประหยัดพลังงาน แต่ต้องตรวจว่าไม่ทำให้ NOx สูงขึ้น และค่าหลังปรับทำให้เทียบก่อนกับหลังได้ง่ายขึ้น

เทียบ O2 อ้างอิงของญี่ปุ่นกับไทย สหรัฐฯ และ EU

หลายประเทศใช้แนวคิดเดียวกัน แต่ค่า O₂ อ้างอิงมักไม่เท่ากัน ตารางด้านล่างมีเฉพาะค่าที่ยืนยันได้จากข้อความกฎหมายหรือแหล่งรองที่เชื่อถือได้ ใบอนุญาตหรือเงื่อนไขของโรงงานคุณมาก่อนกฎทั่วไปเสมอ

เครื่อง	ญี่ปุ่น (On)	สหรัฐฯ (ตัวอย่าง)	EU (Industrial Emissions Directive)
หม้อไอน้ำเผาก๊าซ	5%	3% O2 สภาวะแห้ง ในกฎหม้อไอน้ำของรัฐและท้องถิ่นหลายแห่ง (เช่น South Coast AQMD Rule 1146 series)	3% (เชื้อเพลิงเหลวและก๊าซ)
หม้อไอน้ำเผาน้ำมัน	4%	ดูใบอนุญาตของคุณ	3%
หม้อไอน้ำเผาถ่านหิน / เชื้อเพลิงแข็ง	6%	ดูใบอนุญาตของคุณ	6%
กังหันก๊าซ	16%	15% (40 CFR 60 Subpart KKKK)	15%
เครื่องยนต์ดีเซล	13%	ดูใบอนุญาตของคุณ	ยังไม่ยืนยัน
เครื่องยนต์ก๊าซ	0%	15% สำหรับเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยหัวเทียนเมื่อกำหนดเป็น ppmvd (40 CFR 60 Subpart JJJJ)	15%
เตาเผาขยะ	12%	7% (เช่น 40 CFR 60 Subpart Eb, Subpart EEEE)	11% (3% สำหรับน้ำมันใช้แล้ว)

ไทย: ค่าอ้างอิงทั่วไปคือ 7% O2 สภาวะแห้ง ที่ 25 °C

เอกสารของกรมควบคุมมลพิษ (คพ.) และเอกสารสรุปมาตรฐานการระบายอากาศเสียจากโรงงานระบุว่า ผลตรวจวัดจากปล่องต้องคำนวณที่สภาวะแห้ง (Dry Basis) อุณหภูมิ 25 °C ความดัน 760 mmHg (1 บรรยากาศ) และ Excess Air 50% หรือ O₂ 7% สำหรับระบบปิด ส่วนระบบเปิดให้คำนวณที่ O₂ จริงขณะวัด

ค่า 7% นี้ไม่ใช่ค่า O_n ของเครื่องแต่ละประเภทแบบญี่ปุ่น และแหล่งกำเนิดบางประเภท (เช่น เตาเผาและโรงไฟฟ้า) มีเงื่อนไขของตัวเอง จึงควรตรวจประกาศที่ใช้กับโรงงานของคุณและเงื่อนไขในใบอนุญาตทุกครั้ง ผู้ตัดสินเรื่องการปฏิบัติตามกฎหมายคือผู้รับผิดชอบด้านสิ่งแวดล้อมของโรงงานและหน่วยงานกำกับดูแล (เช่น กรมโรงงานอุตสาหกรรม หรือ กนอ. สำหรับโรงงานในนิคมอุตสาหกรรม)

ความต่างที่สำคัญ 4 ข้อ

• เครื่องยนต์ ญี่ปุ่นปรับเครื่องยนต์ก๊าซและเครื่องยนต์เบนซินที่ 0% O₂ ส่วนกฎเครื่องยนต์ SI ของสหรัฐฯ และ EU ใช้ 15% ดังนั้นเครื่องยนต์เครื่องเดียวกันจะแสดงตัวเลขสูงกว่าประมาณ 3.5 เท่าในฐานของญี่ปุ่น (21/6 = 3.5)
• กังหันก๊าซ ญี่ปุ่นใช้ 16% ส่วนสหรัฐฯ และ EU ใช้ 15% ก๊าซเดียวกันอ่านได้สูงกว่า 20% ที่ O₂ 15% เมื่อเทียบกับที่ 16% (6/5 = 1.2)
• ค่าคงที่ในสูตร ญี่ปุ่นและ EU เขียนสูตรด้วย 21 ส่วนกฎ US EPA ใช้ 20.9 เช่น C_adj = C_meas × (20.9 − 7)/(20.9 − %O₂) สำหรับ O₂ 7% ผลต่างน้อย: ปรับ 200 ppm จาก O₂ 3% เป็น 6% ได้ 166.7 ppm ด้วย 21 และ 166.5 ppm ด้วย 20.9 (ส่วนกฎของไทยใช้ 21 หรือ 20.9 เรายังไม่ได้ยืนยัน)
• อุณหภูมิอ้างอิง ญี่ปุ่นและ EU ใช้ 0 °C ส่วนค่ามาตรฐานจากปล่องของไทยตามเอกสารข้างต้นใช้ 25 °C ความต่างนี้ไม่กระทบค่า ppm แต่กระทบค่า mg/m³

ค่ากำหนดบางอย่างไม่ได้เป็นความเข้มข้นเลย เช่น Subpart KKKK ยังอนุญาตค่ากำหนดตามผลผลิตเป็น lb/MWh ซึ่งเทียบกับ ppm ของญี่ปุ่นด้วยการปรับค่า O₂ อย่างเดียวไม่ได้

ก๊าซแห้ง, ppm และ mg/Nm3: อะไรต้องตรงกันอีก

ค่า O₂ อ้างอิงเป็นเพียง 1 ใน 4 ฐานที่ต้องตรงกัน อีก 3 ฐานคือสภาวะน้ำ หน่วย และอุณหภูมิอ้างอิง

ฐานแห้ง (Dry) กับฐานเปียก (Wet)

กฎของสหรัฐฯ ระบุเป็น ppmvd คือ "ส่วนในล้านส่วนโดยปริมาตร ฐานแห้ง" และ EPA กำหนดทั้ง C_meas และ %O₂ เป็นฐานแห้ง ค่ากำหนดของ EU แสดงหลังปรับไอน้ำ ผลตรวจตามกฎหมายของญี่ปุ่นมักรายงานเป็นฐานก๊าซแห้ง (kawaki gasu) เช่น รายงานเตาเผาขยะของเทศบาลแห่งหนึ่งระบุว่าเป็น "ฐานก๊าซแห้ง ปรับเป็น O₂ 12%" ส่วนค่ามาตรฐานจากปล่องของไทยก็ใช้สภาวะแห้งเช่นกัน

ก๊าซไอเสียจากการเผาก๊าซธรรมชาติมีไอน้ำมาก ค่าฐานเปียกจึงอ่านได้ต่ำกว่าฐานแห้งอย่างเห็นได้ชัด ถ้าเอกสารข้อมูลของญี่ปุ่นไม่เขียนว่า "dry" ให้ถามซัพพลายเออร์ และอย่าใช้สูตร O₂ กับค่า NOx ฐานเปียกร่วมกับค่า O₂ ฐานแห้งในเวลาเดียวกัน

ppm กับ mg/Nm3

ญี่ปุ่นระบุค่า NOx เป็นปริมาตร (cm³/m³ หรือ ppm) ส่วน EU และอินเดียระบุเป็นมวลต่อปริมาตร (mg/Nm³) และค่ากำหนดของ EU แสดง NOx ในรูป NO₂ การแปลง ppm เป็น mg/m³ ให้คูณมวลโมลาร์ แล้วหารด้วยปริมาตรโมลาร์ที่อุณหภูมิอ้างอิง:

• ที่ 0 °C และ 101.3 kPa (สภาวะ "N" ของ EU และญี่ปุ่น): 1 ppm NO₂ = 46.01 ÷ 22.41 ≈ 2.05 mg/Nm³
• ที่ 20 °C (68 °F) และ 101.3 kPa (สภาวะมาตรฐานของ US EPA ตาม 40 CFR 60.2): 1 ppm NO₂ ≈ 1.91 mg/m³
• ที่ 25 °C และ 101.3 kPa (อุณหภูมิอ้างอิงในเอกสารมาตรฐานจากปล่องของไทย): 1 ppm NO₂ = 46.01 ÷ 24.47 ≈ 1.88 mg/m³ (ค่าที่เราคำนวณเอง)

จะปรับ O₂ ก่อนหรือหลังก็ได้ ลำดับไม่มีผล ถ้าทั้งสองค่าอยู่บนฐานแห้งเหมือนกัน สิ่งที่สำคัญคือต้องใช้อุณหภูมิอ้างอิงให้ถูก "Nm³" ของญี่ปุ่นหรือ EU คือที่ 0 °C ส่วนคำว่า "standard" ในกฎสหรัฐฯ คือ 20 °C และเอกสารไทยข้างต้นใช้ 25 °C

แปลงค่า NOx ของซัพพลายเออร์ญี่ปุ่นเป็นฐานของคุณ

ถ้าคุณมีค่าที่วัดดิบ (NOx ที่วัดได้ C_s และ O₂ ที่วัดได้ O_s ทั้งสองฐานแห้ง) ให้ใช้สูตรและค่า O₂ อ้างอิงของคุณคำนวณตรง ๆ ซึ่งเป็นวิธีที่สะอาดที่สุด ถ้ามีแต่ค่าที่ปรับแล้ว ก็แปลงจากค่าอ้างอิงหนึ่งไปอีกค่าหนึ่งได้ เพราะ O₂ ที่วัดได้ตัดกันหมดไป:

ทำตามขั้นตอนนี้:

1. อ่านฐานของญี่ปุ่น หาค่า O₂ อ้างอิง (หมายเหตุ "○% kansan") แห้งหรือเปียก และหน่วย (ppm หรือ mg/m³N ที่ 0 °C)
2. หาฐานของคุณ ดูค่า O₂ อ้างอิง สภาวะน้ำ หน่วย อุณหภูมิอ้างอิง และเวลาเฉลี่ยจากใบอนุญาตหรือเงื่อนไขของโรงงาน ไม่ใช่จากกฎทั่วไป
3. ปรับค่า O₂ อ้างอิงใหม่ ด้วยสูตรข้างต้น หรือคำนวณใหม่จากค่าที่วัดดิบ
4. แปลงหน่วย ถ้าค่ากำหนดของคุณเป็น mg/Nm³ หรือ mg/m³ โดยใช้อุณหภูมิอ้างอิงที่กฎของคุณระบุ
5. เทียบของที่เหมือนกัน ตรวจว่าโหลด เชื้อเพลิง และช่วงเวลาเฉลี่ยของการทดสอบญี่ปุ่นตรงกับสิ่งที่ค่ากำหนดของคุณครอบคลุม

ตัวอย่างสมมติ 4 ตัวอย่าง ใช้ค่าคงที่ 21:

• หม้อไอน้ำเผาก๊าซ ซัพพลายเออร์รับประกัน 60 ppm ที่ O₂ 5% ที่ O₂ 3%: 60 × (21 − 3)/(21 − 5) = 60 × 18/16 = 67.5 ppm ถ้าแสดงแบบหน่วยของ EU (0 °C ในรูป NO₂) จะได้ประมาณ 67.5 × 2.05 ≈ 138 mg/Nm³ ที่ O₂ 3%
• หม้อไอน้ำเดิมในเกณฑ์ O₂ 7% ที่ O₂ 7%: 60 × (21 − 7)/(21 − 5) = 60 × 14/16 = 52.5 ppm ถ้าเกณฑ์ของคุณเป็น mg/m³ ที่ 25 °C ในรูป NO₂ จะได้ประมาณ 52.5 × 1.88 ≈ 99 mg/m³ (ต้องตรวจว่าเกณฑ์ระบุเป็น NO₂ หรือไม่)
• กังหันก๊าซ รายงานทดสอบแสดง 15 ppm ที่ O₂ 16% ที่ O₂ 15%: 15 × (21 − 15)/(21 − 16) = 15 × 6/5 = 18 ppm
• เครื่องยนต์ก๊าซ เอกสารข้อมูลแสดง 200 ppm ที่ O₂ 0% ที่ O₂ 15%: 200 × (21 − 15)/21 ≈ 57 ppm

ตัวอย่างเครื่องยนต์ก๊าซแสดงว่าทำไมฐานจึงสำคัญ ค่าของญี่ปุ่นที่ดูสูงกว่าเกณฑ์ที่ O₂ 15% มาก อาจอยู่ในเกณฑ์สบาย ๆ เมื่อแปลงแล้ว และค่าของกังหันก๊าซที่ดูผ่านอาจไม่ผ่านก็ได้ ให้ถือผลเหล่านี้เป็นการคัดกรองเบื้องต้น แล้วยืนยันการเทียบครั้งสุดท้ายกับใบอนุญาต หน่วยงานกำกับดูแล หรือซัพพลายเออร์

นำไปใช้ได้ทันที: เช็กลิสต์และคำถามถึงซัพพลายเออร์ญี่ปุ่น

ใช้เช็กลิสต์นี้ก่อนนำค่าการปล่อยมลพิษของญี่ปุ่นไปเทียบกับค่ากำหนดของคุณ:

• ค่า O₂ อ้างอิงของค่าญี่ปุ่น (เช่น "O₂ 4% kansan") และของค่ากำหนดของคุณ
• ฐานแห้งหรือเปียก ทั้งของสารมลพิษและของ O₂
• หน่วย: ppm (cm³/m³N), mg/Nm³ หรือหน่วยอัตรามวล / หน่วยตามผลผลิต
• อุณหภูมิและความดันอ้างอิง (0 °C, 20 °C หรือ 25 °C; 101.3 kPa)
• NOx แสดงในรูป NO₂ หรือ NO ถ้าค่ากำหนดเป็นหน่วยมวล
• ค่าคงที่ในสูตร: 21 หรือ 20.9
• โหลด เชื้อเพลิง และโหมดการเดินเครื่องระหว่างทดสอบ
• เวลาเฉลี่ย (ขณะนั้น, 1 ชั่วโมง, รายวัน) และวิธีวัด (JIS K 0104 ในญี่ปุ่น)
• ค่านี้เป็นค่ารับประกัน ค่าออกแบบ หรือผลที่วัดจริง
• สูตรพิเศษ (ไม่ปรับค่า หรือตัวคูณ 1/4 สำหรับเตาที่เผาด้วยออกซิเจนบริสุทธิ์)

คำถามที่ส่งถึงฝั่งญี่ปุ่นได้:

1. ค่า NOx (หรือฝุ่น) ถูกปรับเป็น O₂ อ้างอิงเท่าไร และเป็น O₂ มาตรฐานของญี่ปุ่นสำหรับเครื่องประเภทนี้หรือไม่
2. ค่า NOx และ O₂ เป็นฐานแห้งทั้งคู่หรือไม่
3. ขอค่า NOx และ O₂ ที่วัดดิบจากการทดสอบ ก่อนปรับค่า ได้หรือไม่
4. ทดสอบที่โหลด เชื้อเพลิง และสภาวะแวดล้อมอะไร และเฉลี่ยในช่วงเวลาเท่าไร
5. แปลงค่ารับประกันเป็นสภาวะอ้างอิงของเรา (% O₂, ฐานแห้ง, หน่วย, อุณหภูมิอ้างอิง) ให้ได้หรือไม่

ปรับตัวอย่างอีเมลนี้ไปใช้ได้ (เขียนเป็นภาษาอังกฤษ เพราะสื่อสารกับฝั่งญี่ปุ่นได้ง่าย):

ข้อจำกัดของบทความนี้

• ค่าของญี่ปุ่นเป็นมาตรฐานระดับประเทศจากข้อบังคับบังคับใช้กฎหมายควบคุมมลพิษทางอากาศ จังหวัดอาจกำหนดค่าที่เข้มกว่า และเครื่องเก่าอาจอยู่ภายใต้กฎเฉพาะกาล
• ค่า O₂ อ้างอิงนอกญี่ปุ่นต่างกันตามกฎ รัฐ ขนาดเครื่อง และใบอนุญาต ตารางเปรียบเทียบเป็นเพียงตัวอย่าง ไม่ใช่ค่ากำหนดที่ใช้กับโรงงานของคุณ
• ข้อมูลของไทยที่ใช้ในบทความนี้มาจากเอกสารของ คพ. และเอกสารสรุปมาตรฐาน ไม่ได้ตรวจกับตัวประกาศฉบับเต็มทุกฉบับ ควรตรวจประกาศและใบอนุญาตที่ใช้กับโรงงานของคุณก่อนใช้งานจริง
• การปรับค่าที่ปรับแล้วซ้ำ สมมติว่าทั้งสองค่าอยู่บนฐานแห้งเดียวกัน และการปรับครั้งแรกใช้สูตรมาตรฐาน การคำนวณจากค่าที่วัดดิบช่วยหลีกเลี่ยงข้อสมมตินี้
• บทความนี้ครอบคลุมความเข้มข้นของ NOx และฝุ่น ญี่ปุ่นควบคุมซัลเฟอร์ออกไซด์ (SOx) ด้วยวิธีอื่น (ดู FAQ) และค่ากำหนดบางอย่างเป็นอัตรามวลหรือตามผลผลิต
• การตัดสินเรื่องการปฏิบัติตามกฎหมายเป็นหน้าที่ของทีมสิ่งแวดล้อมของโรงงานและหน่วยงานกำกับดูแล ใช้บทความนี้เพื่อถามคำถามให้ถูกจุด ไม่ใช่เพื่อสรุปว่าผ่านหรือไม่ผ่าน

FAQ

ถ้า O2 ที่วัดได้เกิน 20% ต้องคำนวณอย่างไร

ใส่ 20% ตามกฎของญี่ปุ่นสำหรับฝุ่นและ NOx ถ้า O_s เกิน 20% ให้ถือเป็น 20% วัดได้ 20.5% ก็ใส่ 20 ในสูตร เมื่อ O_s เข้าใกล้ 21% ตัวส่วน 21 − O_s จะเข้าใกล้ศูนย์ และค่าหลังปรับจะสูงมากผิดปกติ

เครื่องที่กำหนดให้ O_n เท่ากับ O_s หรือใช้ C = C_s จะไม่ปรับค่าเลย

"corrected to 0% O2" หมายถึงอะไร

คือความเข้มข้นก่อนถูกเจือจางด้วยอากาศ เมื่อ O_n = 0 สูตรจะเป็น C = C_s × 21/(21 − O_s) ญี่ปุ่นใช้ 0% กับเครื่องยนต์ก๊าซและเครื่องยนต์เบนซิน

เช่น เครื่องยนต์ก๊าซที่ O_s 10% และ NOx 300 ppm ได้ 300 × 21/11 ≈ 573 ppm และนี่คือค่าที่นำไปเทียบกับค่ามาตรฐาน สำหรับก๊าซชุดเดียวกัน ค่าที่ 0% จะมากกว่าค่าที่ 6% เสมอ ดังนั้นต้องจับคู่ฐาน O₂ ให้ตรงกันก่อนเทียบรายงาน

ญี่ปุ่นปรับค่า O2 ให้ SOx ด้วยหรือไม่

ไม่ ญี่ปุ่นควบคุมซัลเฟอร์ออกไซด์ด้วยวิธี "K-value" ซึ่งกำหนดอัตราปล่อยที่อนุญาตต่อชั่วโมงจากความสูงปล่องที่มีผลและค่าคงที่ K ของแต่ละภูมิภาค สูตรคือ q = K × 10⁻³ × He² โดย He คือความสูงปล่องที่ปรับแล้ว

พื้นที่ที่กำหนดยังมีการควบคุมปริมาณรวมและมาตรฐานการใช้เชื้อเพลิง ส่วนกำมะถันในเชื้อเพลิงยังทำให้เกิดการกัดกร่อนที่อุณหภูมิต่ำ (low-temperature corrosion) ในหม้อไอน้ำได้ด้วย

การปรับค่า O2 เกี่ยวกับอัตราส่วนอากาศอย่างไร

ประมาณอัตราส่วนอากาศ m จากออกซิเจนในก๊าซไอเสียได้ว่า m ≈ 21/(21 − O₂) ตามนี้ ตัวคูณ (21 − O_n)/(21 − O_s) อ่านได้ว่า "อัตราส่วนอากาศตอนวัด ÷ อัตราส่วนอากาศอ้างอิง"

แต่สูตรอัตราส่วนอากาศเป็นค่าประมาณ ทั้งสองจึงไม่ตรงกันพอดี การปรับค่า O₂ เป็นการคำนวณเพื่อกฎหมาย ส่วนอัตราส่วนอากาศเป็นค่าที่ใช้คุมการเผาไหม้

การเดินเครื่องที่อัตราส่วนอากาศต่ำลงโดยไม่ต่ำเกินไป ช่วยลดความร้อนที่ก๊าซไอเสียพาออกไป

แปลง ppm ที่ 15% O2 เป็น ppm ที่ 3% O2 อย่างไร

คูณด้วย (21 − 3)/(21 − 15) = 3 หรือคูณด้วย (20.9 − 3)/(20.9 − 15) ≈ 3.03 ถ้ากฎของคุณใช้ 20.9 ค่า 9 ppm ที่ O₂ 15% จะเป็นประมาณ 27 ppm ที่ O₂ 3% ทั้งสองค่าต้องเป็นฐานแห้ง

ถ้าเกณฑ์ของโรงงานในไทยกำหนดที่ O2 7% ต้องคูณเท่าไรจากค่า O2 ของญี่ปุ่น

ใช้สูตรแปลงฐานเดียวกัน คือคูณด้วย (21 − 7)/(21 − O_n) เช่น ค่าของหม้อไอน้ำเผาก๊าซ (O_n = 5) คูณด้วย 14/16 = 0.875 และค่าของหม้อไอน้ำเผาถ่านหิน (O_n = 6) คูณด้วย 14/15 ≈ 0.933 แต่ต้องตรวจก่อนว่าเกณฑ์ของคุณใช้ฐานแห้ง 25 °C และใช้ 7% O₂ กับเครื่องประเภทนี้จริง

แหล่งอ้างอิง

• สูตรปรับค่า ค่า O₂ มาตรฐาน ขีดจำกัด 20% และค่ามาตรฐาน NOx: e-Gov, ข้อบังคับบังคับใช้กฎหมายควบคุมมลพิษทางอากาศ (ภาษาญี่ปุ่น) (มาตรา 3–5, ตารางแนบท้าย 2 และ 3-2)
• ค่ามาตรฐานของจังหวัดที่เข้มกว่ามาตรฐานระดับประเทศ: e-Gov, กฎหมายควบคุมมลพิษทางอากาศ (ภาษาญี่ปุ่น) (มาตรา 4)
• วัตถุประสงค์ของการปรับค่า (ป้องกันการเจือจางด้วยอากาศ): กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น "การควบคุมฝุ่น" (ภาษาญี่ปุ่น)
• การควบคุมความเข้มข้นและปริมาณรวมของ NOx: กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น "การควบคุมสารอันตราย" (ภาษาญี่ปุ่น)
• การควบคุม SOx แบบ K-value: กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น "การควบคุมซัลเฟอร์ออกไซด์ (SOx)" (ภาษาญี่ปุ่น)
• ตัวอย่างผลที่รายงานเป็นฐานก๊าซแห้งของญี่ปุ่น: เมืองซาโนะ ผลการวัดการปล่อยจากเตาเผาขยะ (ภาษาญี่ปุ่น)
• การอุ่นอากาศเผาไหม้และการตรวจ NOx: กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น โครงการ SHIFT มาตรการ 121222 "อุ่นอากาศเผาไหม้ด้วยก๊าซไอเสียของหม้อไอน้ำ" (ภาษาญี่ปุ่น)
• ออกซิเจนในอากาศแห้ง (20.95%): NASA, "Earth Fact Sheet"
• ค่าอ้างอิงของไทย (สภาวะแห้ง 25 °C 760 mmHg Excess Air 50% หรือ O₂ 7%): กรมควบคุมมลพิษ (คพ.) มาตรฐานคุณภาพอากาศและเสียง; เอกสารสรุปมาตรฐานการระบายสารมลพิษจากแหล่งกำเนิดมลพิษทางอุตสาหกรรม (kyowa.co.th)
• การปรับค่าที่ O₂ 7% ของสหรัฐฯ ด้วยค่าคงที่ 20.9 (ฐานแห้ง): 40 CFR 60.2975; 40 CFR 60.58b (Subpart Eb)
• ค่ากำหนดของกังหันก๊าซในสหรัฐฯ เป็น ppm ที่ O₂ 15% หรือ lb/MWh: 40 CFR 60 Subpart KKKK, Table 1
• ค่ากำหนดของเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยหัวเทียนในสหรัฐฯ เป็น ppmvd ที่ O₂ 15%: 40 CFR 60 Subpart JJJJ, Table 1
• สภาวะมาตรฐานของสหรัฐฯ (20 °C, 101.3 kPa): 40 CFR 60.2
• ค่ากำหนดของหม้อไอน้ำที่ 3% O₂ ฐานแห้ง (ตัวอย่างระดับรัฐ/ท้องถิ่น): South Coast AQMD, เอกสารกลุ่มทำงาน Rules 1146/1146.1
• O₂ อ้างอิงของ EU สำหรับโรงงานเผาไหม้ (6%, 3%, 15%) และสภาวะอ้างอิง: Directive 2010/75/EU, Annex V, Part 1 (สำเนาของ legislation.gov.uk)
• เตาเผาขยะของ EU ที่ O₂ 11% (3% สำหรับน้ำมันใช้แล้ว) และ NOx ในรูป NO₂: Directive 2010/75/EU, Annex VI (สำเนาของ legislation.gov.uk)