อิทธิพลของความดันเชื้อเพลิงต่อประสิทธิภาพการเผาไหม้และการเกิดมลพิษไอเสียของเตาเผาเครื่องพ่นแอสฟัลต์
คำสำคัญ:
เตาเผาเครื่องพ่นแอสฟัลต์, ความดันเชื้อเพลิง, ประสิทธิภาพการเผาไหม้, ก๊าซไอเสียบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ศึกษาอิทธิพลของความดันในการฉีดเชื้อเพลิงต่อประสิทธิภาพการเผาไหม้และการเกิดมลพิษไอเสียของเตาเผาเครื่องพ่นแอสฟัลต์ ที่ปฏิบัติงานในโครงการก่อสร้างทางวิ่งที่ 3 ท่าอากาศยานสนามบินสุวรรณภูมิ ซึ่งเครื่องพ่นแอสฟัลต์ ที่เป็นชนิดขับเคลื่อนได้ด้วยตัวเองมีถังบรรจุแอสฟัลต์ติดตั้งบนรถบรรทุก โดยปัญหาที่พบจากเครื่องพ่นแอสฟัลต์ คือ ในขณะเครื่องพ่นแอสฟัลต์ทำงานหรือต้มยางมะตอยนั้นจะเกิดควันดำจากการเผาไหม้ในเตาเผาถูกปล่อยออกมาเป็นจำนวนมาก น้ำมันดีเซลในงานวิจัยนี้จะถูกฉีดด้วยความดัน 40–80 psi ตัวแปรที่สนใจศึกษาได้แก่ อัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิง อัตราส่วนสมมูล อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง ประสิทธิภาพการเผาไหม้ ประสิทธิภาพเตาเผา และมลพิษไอเสีย ได้แก่ CO2 CO NOx และควันดำ ผลการศึกษาพบว่าการเพิ่มความดันในการฉีดเชื้อเพลิงทำให้ อัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิงมีแนวโน้มลดลง 4.1-4.6% อัตราส่วนสมมูลมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น 11.4-54.3% อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้น 1.7-5.2 % ประสิทธิภาพการเผาไหม้มีแนวโน้มเพิ่มขึ้น 3.7-6.4% การเพิ่มความดันในการฉีดยังช่วยลดขนาดของหยดเชื้อเพลิงและเพิ่มอัตราการผสม สำหรับมลพิษไอเสียเมื่อเพิ่มความดันในการฉีดเชื้อเพลิง พบว่า CO2 มีค่าเพิ่มขึ้น 0.6–2.7% และ NOx มีค่าเพิ่มขึ้น 14–32% ส่วน CO มีค่าลดลง 20.3–95.4% และค่าควันดำ ที่ความดันมากกว่า 65 psi มีค่าเกินเกณฑ์มาตรฐานกำหนดไม่เกิน 50%
เอกสารอ้างอิง
Amin, J., Mojtaba, N., & Omid, M. (2024). Enhancing gas burner efficiency and reducing exhaust emissions: an experimental study on the use of nebulized carbon nanoparticles, Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Mechanical Engineering, 174, https://doi.org/10.1007/s40997-024-00807-5
Chunde, Y., Cheung, C. S., Chuanhui, C., Yinshan, W., Chan, T. L., & Lee, S. C. (2015). Effects of diesel injection pressure on the performance and emissions of a HD common-rail diesel engine fueled with diesel/methanol dual fuel. Fuel, 140, 192-200. http://dx.doi.org/10.1016/j.fuel.2014.09.109
Department of Alternative Energy Development and Energy Conservation. (2024). Combustion theory. Retrieved from http://www2.dede.go.th/bhrd/old/Download/file_handbook/Pre_Heat/pre_heat_3.pdf. (in Thai)
Department of Disease Control. (2021). Situation for monitoring health impacts from air pollution, particulate matter no larger than 2.5 microns (PM2.5) in Bangkok and its vicinity. Retrieved from https://ddc.moph.go.th/doe (in Thai)
Department of Land Transport. (2024). Determining standards and methods for measuring black smoke from exhaust pipes of vehicles according to the Motor Vehicle Act of 2024. Retrieved from https://www.dlt-inspection.info/dlt/cl/pdfuploads/2022_06_17_13_57_36.pdf (in Thai)
Department of Rural Roads, Ministry of Transport. (2011). Road surface construction work. Retrieved from https://www.dla.go.th/upload/ebook/column/2554/3/556_3050.pdf (in Thai)
Evans, M. J., Sidey, J. A. M., Ye, J., Medwell, P. R., Dally, B. B., & Mastorakos, E. (2018). Temperature and reaction zone imaging in turbulent swirling dual-fuel flames. Proceedings of the Combustion Institute, 37(2), 2159-2166, https://doi.org/10.1016/j.proci.2018.07.076
Heywood, J. B. (1988). Internal combustion engine fundamentals. New York: McGraw-Hill.
Hookyung, L., & Dong, M. S. (2025). Thermal and NOx emission characteristics of periodic fuel-flow-pulsed combustion at a nozzle-mixed burner in a direct-fired furnace. Applied Thermal Engineering, 263, 125326. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2024.125326
Li, Y., Lan, J., Lyu, T., Zhou, J., Yang, X., Gangtao Lin, Genxiang Gu, G., & Han, D. (2024). Enhancing external combustion efficiency in stirling engine combustors: influence of oxygen atmosphere, ejection ratio, and pressure. Journal of Marine Science and Application, 2024(4), s11804. https://doi.org/10.1007/s11804-024-00451-0
Nidal, H., A. H., Rashad, A. R., Bantan, A. A., & Pourhose, S. H. (2020). The effect of injection pressure on the thermal performance and emission characteristic of an oil burner operating on B20 palm oil biodiesel-diesel blend fuel. Fuel, 278, 1-10. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.118174
Pourhoseini, S. H., & Rasoul, A. (2017). An experimental study of optimum angle of air swirler vanes in liquid fuel burners. Journal of Energy Resources Technology, 139(3), 032202. https://doi.org/10.1115/1.4035023
Pourhoseini S. H. & Esmaeeli R., (2017). Effect of nanosilver/water-in-kerosene emulsion on NOx reduction and enhancement of thermal characteristics of a liquid fuel burner. Energy & Fuels, 31(12), https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.energyfuels.7b02981
Siripong, K., & Mali, S. (2023). Design of burner head for improving combustion for ceramic kiln. Science and Technology Journal, 28(4), 734-742. Retrieved from https://li01.tci-thaijo.org/index.php/tstj/article/view/235683 (in Thai)
The Institute of Industrial Energy. (2015). Energy conservation in industrial furnace. Center for conservation guidelines in the industry. Bangkok. Retrieved from https://iie.fti.or.th/?p=3949 (in Thai)
Zhifang, C., Anren, Y., Chunde, Y., Zenghui, Y., Han, X., Peilin, G., Zhancheng, D., Jiangtao, H., Taoyang W., & Ming, M. (2017). Effect of fuel temperature on the methanol spray and nozzle internal flow. Applied Thermal Engineering, 114, 673-684, https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.12.025
