Top Banner
บทที2 ทฤษฎีและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องจะเป็นเรื่องการศึกษาความเป็นไปได้ในการจัดตั ้งสถานีบริการตรวจสภาพ และเติมก๊าซรถเพื่อให้เกิดความรู้ความเข้าใจ รวมทั ้งบรรลุวัตถุประสงค์ตามจุดมุ่งหมายของงานวิจัย ที่เกี่ยวข้องมาเสนอเป็นลาดับดังต่อไปนี 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องครอบคลุมการศึกษาด้านก๊าซธรรมชาติและการลงทุน 2.1.1 ของก๊าซธรรมชาติ ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื ้อเพลิงประเภทฟอสซิลอย่างหนึ ่ง เกิดขึ ้นเองตามธรรมชาติจากการทับ ถมของซากสิ่งมีชีวิตตามชั ้นหิน ดิน และในทะเลหลายร้อยล้านปีมาแล้ว เช่นเดียวกับน ามัน และ เนื่องจากความร้อนและความกดดันของผิวโลกจึงแปรสภาพเป็นก๊าซ ซึ ่งพบได้ในแอ่งใต้พื ้นดิน หรืออาจพบร่วมกับน ามันดิบ หรือคอนเดนเสท โดยคาดว่าจะเป็นแหล่งพลังงานหลัก ที่จะนามาใช้ ได้อีกประมาณ 60 ปีข้างหน้า ปริมาณสารองที่พิสูจน์แล้วทั่วโลกเมื่อปี พ.. 2541 มีปริมาณ 5,086 ล้านล้านลูกบาศก์ฟุต โดยพบมากที่สุดในสหภาพโซเวียตเดิม มีปริมาณ 1,700 ล้านล้านลูกบาศก์ฟุต รองลงมาคืออิหร่าน 810 ล้านล้านลูกบาศก์ฟุต และกาตาร์ 300 ล้านล้านลูกบาศก์ฟุต ก๊าซธรรมชาติสามารถเก็บบรรจุได้ 2 สถานะ คือ ก๊าซธรรมชาติเหลว (Liquefied Natural Gas : LNG) โดย LNG จะเก็บอยู่ในถังที่อุณหภูมิประมาณ – 160 C ภายใต้ความดันต ่า ภาชนะที่ใช้ บรรจุจะมีลักษณะพิเศษเป็นพวก Cryogenic Tank การเก็บอีกสถานะหนึ ่ง คือ ก๊าซธรรมชาติอัด ซึ ่ง เก็บบรรจุไว้ในถังทรงกระบอกความดันสูง ปกติจะอัดไว้ภายใต้ความดัน 2,400 ปอนด์ / ตารางนิ้ว เพื่อใช้เป็นเชื ้อเพลิงทดแทนสาหรับน ามันก๊าซโซลีน หรือดีเซลในรถยนต์มีค่าออกเทนนัมเบอร์ ประมาณ 120 จึงสามารถใช้ทดแทนน ามันก๊าซโซลีนได้ และใช้ได้ผลดีกับเครื่องยนต์ที่มีอัตราส่วน การอัด (Compression Ratio) สูงกว่า 14 : 1 เผาไหม้ได้อย่างมีประสิทธิภาพและสะอาดจึงช่วยลด ปัญหามลภาวะลงได้ ไม่เป็นพิษต่อร่างกาย (Non-Tonic fuel) ยกเว้นจะมีอันตรายก็ต่อเมื่อเกิดการรั่ว ของ CNG เป็นเวลานานในสภาพที่ปราศจากออกซิเจน
32

2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8...

Dec 26, 2019

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

7

บทท 2

ทฤษฎและงานวจยทเกยวของ

ทฤษฎทเกยวของจะเปนเรองการศกษาความเปนไปไดในการจดตงสถานบรการตรวจสภาพ

และเตมกาซรถเพอใหเกดความรความเขาใจ รวมทงบรรลวตถประสงคตามจดมงหมายของงานวจย

ทเกยวของมาเสนอเปนล าดบดงตอไปน

2.1 ทฤษฎทเกยวของ

ทฤษฎทเกยวของครอบคลมการศกษาดานกาซธรรมชาตและการลงทน

2.1.1 ของกาซธรรมชาต

กาซธรรมชาตเปนเชอเพลงประเภทฟอสซลอยางหนง เกดขนเองตามธรรมชาตจากการทบถมของซากสงมชวตตามชนหน ดน และในทะเลหลายรอยลานปมาแลว เชนเดยวกบน ามน และเนองจากความรอนและความกดดนของผวโลกจงแปรสภาพเปนกาซ ซงพบไดในแองใตพนดน หรออาจพบรวมกบน ามนดบ หรอคอนเดนเสท โดยคาดวาจะเปนแหลงพลงงานหลก ทจะน ามาใชไดอกประมาณ 60 ปขางหนา ปรมาณส ารองทพสจนแลวทวโลกเมอป พ.ศ. 2541 มปรมาณ 5,086 ลานลานลกบาศกฟต โดยพบมากทสดในสหภาพโซเวยตเดม มปรมาณ 1,700 ลานลานลกบาศกฟต รองลงมาคออหราน 810 ลานลานลกบาศกฟต และกาตาร 300 ลานลานลกบาศกฟต

กาซธรรมชาตสามารถเกบบรรจได 2 สถานะ คอ กาซธรรมชาตเหลว (Liquefied Natural Gas : LNG) โดย LNG จะเกบอยในถงทอณหภมประมาณ – 160 C ภายใตความดนต า ภาชนะทใชบรรจจะมลกษณะพเศษเปนพวก Cryogenic Tank การเกบอกสถานะหนง คอ กาซธรรมชาตอด ซงเกบบรรจไวในถงทรงกระบอกความดนสง ปกตจะอดไวภายใตความดน 2,400 ปอนด / ตารางนว เพอใชเปนเชอเพลงทดแทนส าหรบน ามนกาซโซลน หรอดเซลในรถยนตมคาออกเทนนมเบอรประมาณ 120 จงสามารถใชทดแทนน ามนกาซโซลนได และใชไดผลดกบเครองยนตทมอตราสวนการอด (Compression Ratio) สงกวา 14 : 1 เผาไหมไดอยางมประสทธภาพและสะอาดจงชวยลดปญหามลภาวะลงได ไมเปนพษตอรางกาย (Non-Tonic fuel) ยกเวนจะมอนตรายกตอเมอเกดการรวของ CNG เปนเวลานานในสภาพทปราศจากออกซเจน

Page 2: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

8

คณสมบตของกาซธรรมชาตไมมส ไมมกลน (ยกเวนกลนทเตมเพอใหรเมอเกดการรวไหล) และไมมพษ ในสถานะปกตมสภาพเปนกาซหรอไอทอณหภมและความดนบรรยากาศ โดยมคาความถวงจ าเพาะต ากวาอากาศจงเบากวาอากาศ เมอเกดการรวไหลจะฟงกระจายไปตามบรรยากาศอยางรวดเรว จงไมมการสะสมลกไหมบนพนราบ ความแตกตางระหวางกาซธรรมชาต (Natural Gas : NG) และกาซปโตรเลยมเหลว (Liquefied Petroleum Gas : LPG) กคอ กาซธรรมชาต เปนสารประกอบไฮโดรคารบอนซงมองคประกอบของกาซมเทน (Methane) เปนสวนใหญ จงเปนกาซทมน าหนกเบากวาอากาศ การขนสงไปยงผใชจะขนสงผานทางทอในรปกาซภายใตความดนสง จงไมเหมาะส าหรบการขนสงไกลๆ หรออาจบรรจใสถงในรปกาซธรรมชาตอดโดยใชความดนสง หรอทเรยกวา CNG แตปจจบนมการสงกาซธรรมชาตในรปของเหลวโดยท ากาซใหเยนลงถง –160 องศาเซลเซยส จะไดของเหลวทเรยกวา Liquefied Natural Gas หรอ LNG ซงสามารถขนสงทางเรอไปทไกลๆ ได และเมอถงปลายทางกอนน ามาใชกจะท าใหของเหลวเปลยนสถานะกลบเปนกาซอยางเดม

กาซปโตรเลยมเหลว เปนสารประกอบไฮโดรคารบอน ซงมองคประกอบของกาซโพรเพน(Propane) เปนสวนใหญ จงเปนกาซทหนกกวาอากาศ โดยตว LPG เองไมมส ไมมกลนเชนเดยวกบกาซธรรมชาต แตเนองจากเปนกาซทหนกกวาอากาศจงมการสะสมและลกไหมไดงาย ดงนน จงมขอก าหนดใหเตมสารมกลน เพอเปนการเตอนภยหากเกดการรวไหล LPG สวนใหญจะใชเปนเชอเพลงในครวเรอนและกจการอตสาหกรรม ดงแสดงในตารางท 2.1

ตารางท 2.1 เปรยบเทยบคณสมบตของ NGV กบ LPG

คณสมบต NGV LPG

สถานะปกต กาซ (เบากวาอากาศ) กาซ (หนกกวาอากาศ)

จดเดอด (องศาเซลเซยส) -160 -50 - 0

อณหภมจดระเบดในอากาศ

(องศาเซลเซยส)

540 400

2.1.2 คณสมบตของกาซธรรมชาตส าหรบยานยนต

กาซธรรมชาตส าหรบยานยนต (Natural Gas for Vehicle) หรอ NGV โดยทวไปเรยกวา กาซ NGV (เอน จ ว) คอกาซธรรมชาตทถกอดจนมความดนสง (มากกวา 3,000 ปอนด / ตารางนว, psi)

Page 3: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

9

ซงในบางประเทศเรยกวา Compressed Natural Gas (CNG) หรอกาซธรรมชาตอด ดงนน กาซ NGV และกาซ CNG เปนกาซตวเดยวกนนนเอง

การน ากาซ NGV มาใชเปนเชอเพลงทดแทนส าหรบเครองยนตกาซโซลน / ดเซล สงส าคญประการแรกทจะตองท าความรจกและเขาใจกคอ คณสมบตตางๆ ของกาซ NGV เพอจะไดมการน าไปใชอยางปลอดภย นอกจากนยงสามารถน าคณสมบตตางๆ น นมาใชเปนขอมลในการออกแบบอปกรณตางๆ ทเกยวของ เชน ถงบรรจกาซธรรมชาต อปกรณลดความดนและอนๆ คณสมบตของกาซ NGV ทส าคญมรายละเอยดดงตอไปน

1) สถานะปกต มสภาพเปนกาซ

2) คาความถวงจ าเพาะ (Specific Gravity) สารทกชนดรวมทงกาซจะตองมน าหนกหรอมวล ซงคาหนาแนนเปนเพยงคาทบงบอกความสมพนธระหวางน าหนกตอปรมาตรของวตถน นๆ แตไมสามารถเปรยบเทยบกบสารตางชนดกนไดอยางถกตอง แมนย า เนองจากคาความหนาแนนขนกบอณหภม ส าหรบการเปรยบเทยบระหวางวตถตางชนดกน จงจ าเปนตองตงมาตรฐานเพอใชในการเปรยบเทยบ ส าหรบของแขงและของเหลวจะใชน า เปนสารมาตรฐาน แตถา เปนก าซใชอากาศเปนสารมาตรฐาน สวนความสมพนธระหวางความหนาแนนของวตถใดๆ ตอความหนาแนนของสารมาตรฐานเรยกวา “คาความถวงจ าเพาะ”

คาความถวงจ าเพาะของกาซ NGV ซงอยในสถานะทเปนกาซ (เมออากาศ = 1) โดยเฉลยมคาเทากบ 0.6 หมายความวา ทอณหภมและความดนเดยวกนกาซ NGV เบาเพยง 0.6 เทาของอากาศ จากคาความถวงจ าเพาะของกาซ NGV ดงกลาวจะเหนไดวากาซ NGV เปนกาซทเบากวาอากาศ ดงนน เมอมการรวของกาซ NGV สบรรยากาศขณะทลมสงบกาซ NGV จะฟงกระจายและลอยขนสเบองบน ฉะนนกาซ NGV จงมอนตรายนอยกวา LPG ในกรณทมการรวเกดขน

3) คาออกเทนนมเบอร (Octane Number) การนอคเปนสงทเราไมตองการเพราะจะท าให ชนสวนตางๆ เชน แบรง ลกสบ แหวน ฯลฯ ช ารดเรว และสนเปลองเชอเพลง เพราะการเผาไหมแบบนไมเกดพลงงานผลกดนลกสบ การปองกนการนอคท าไดโดยการเลอกใชสารไฮโดรคารบอน ทมอณหภมลกไหมดวยตวเองสง หรอใชสารเคมเตมลงไป ซงวธดงกลาวเปนการเพมคาออกเทนนมเบอรของน ามนเชอเพลง

Page 4: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

10

กาซโซลนทใชกนอยจะมออกเทนนมเบอรประมาณ 96 ซงจะสามารถถกทดแทนดวยกาซ NGV ได เนองจาก CNG มคา Octane Rating สงกวา คอ คาประมาณ 120 และเปรยบเทยบกบ LPG กสงกวาดวย (LPG = 105) จากคณสมบตดงกลาวกาซ NGV จะเปนเชอเพลงทดแทนทเหมาะสมอยางยงในการใชทดแทนน ามนกาซโซลน และยงเหมาะทจะน าไปใชทดแทนน ามนดเซลไดอกดวย

4) ปรมาณอากาศทใชในการเผาไหม (Air Requirement) กาซออกซเจนเปนกาซทผสมอยในอากาศ โดยมอตราสวนประมาณ 21% โดยปรมาตร และเปนองคประกอบหนงทชวยใหเกดการเผาไหม ดงนน ปรมาณอากาศทถกปอนเขาไปในหองเผาไหมจงตองมปรมาณทแนนอนส าหรบกาซหรอเชอเพลงชนดหนงๆ เพอจะใหไดการเผาไหมทสมบรณและปองกนการสญเสยความรอนทจะเกดขนดงแสดงในตารางท 2.2

ตารางท 2.2 Air Requirement ของกาซ NGV เปรยบเทยบกบเชอเพลงชนดอนๆ

Gasoline Diesel LPG (50 / 50) CNG (200 bar) Air Requirement (kg / kg) 14.8 14.5 15.5 17.2

5) ส กลน และความเปนพษ (Toxicity) เปนกาซทบรสทธ ไมมส ไมมกลน ซงเหมอนกบ LPG แตเนองจากอาจเกดอนตรายจากการรวไหลของกาซ จงจ าเปนตองเตมกลนลงไป เพอใหสามารถรสกไดในกรณทมการรวของกาซเกดขน สารทใชเตมใหมกลนเหมนไดแกพวก Dimethylsulphide (D.M.S.) และ Tertiary Butyl Mercaptan (T.B.M.)

กาซ NGV เปนกาซไมมพษ แตในกรณท เกดการสนดาปไมสมบรณ กจะเกดกาซคารบอนมอนอกไซดไดเชนกน แตกาซเสยทเกดขนอยางเชน CO หรอ CO2จะมปรมาณนอยกวากาซเสยทเกดจากน ามนกาซโซลน / ดเซล นอกจากน กาซ NGV ยงไมมสารประกอบพวกตะกวทมพษรายแรง อยางเชน Tetraethyl Lead ซงมผสมอยในน ามนกาซโซลน ฉะนนกาซเสย (ไอเสย) ของกาซ NGV จงสะอาด

6) ชวงการลกไหม (Flammability Limit) กาซทสนดาปไดจะมชวงสวนผสมกบอากาศเพยงชวงเดยวทจดไฟแลวลกไหมได ซงเรยกวา “ชวงการลกไหม” ชวงของการลกไหมนจะมคาไมเทากน ขนกบเชอเพลงแตละชนด คาดงกลาวไดแสดงไวในตารางขางลาง โดยจะบอกคาเปนรอยละ (%) ของปรมาตรกาซตออากาศดงแสดงในตารางท 2.3

Page 5: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

11

ตารางท 2.3 ชวงการลกไหมของกาซสนดาปไดแตละชนด

ชวงการลกไหม กาซสนดาปได

คาขอบเขตต าสด คาขอบเขตสงสด

อะเซทลน ไฮโดรเจน Town Gas

LPG CNG

กาซโซลน น ามนกาด

2.5 4.1 6.0 2.0 5.0 1.5 8.2

81.0 74.2 36.0

9.5 15.0 16.0 19.0

จากตารางท 2.3 คาทางดานความเขมขนสงของชวงการลกไหม เรยกวา คาขอบเขตสงสด สวนทางดานต า เรยกวา คาขอบเขตต าสด กาซ NGV จะลกไหมในชวงประมาณ 5 – 15%

7) นอกจากนยงมการศกษาของ West Virginia University สหรฐอเมรกา ซงศกษาเปรยบเทยบคาเฉลย ของปรมาณมลสารจากรถโดยสารเครองยนต (CUMMINS LTA - 10) ทใชแกสธรรมชาต และน ามนดเซล พบวา รถโดยสารทใชแกสธรรมชาตมการปลอยแกสคารบอนมอนอกไซด, ไนโตรเจนออกไซด และ ฝ นละออง นอยกวารถทใชดเซล โดยเฉพาะฝ นละอองมคาเฉลยเพยง 0.027 กรม/กโลเมตร ในขณะทรถดเซลมคาเฉลยอยท 0.965 กรม/กโลเมตร อยางไรกตาม รถแกสธรรมชาต มการปลอยไฮโดรคารบอนสงกวารถดเซลโดยมคาเฉลยอยท 5.52 กรม/กโลเมตร ในขณะทรถดเซลมคาเฉลยอยท 1.51 กรม/กโลเมตร ดงแสดงในภาพท 2.1

Page 6: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

12

ภาพท 2.1 กราฟการเปรยบเทยบคาเฉลยของปรมาณสารพษชนดตางๆ ทมา : วารณ พฒธนะสนทร (2537 : 40)

จากผลการศกษาในภาพท 2.1 ดงกลาวขางตนพบวาเครองยนตทใชแกสธรรมชาต มระดบการปลอยสารพษท ต ากวาเครองยนตทใชเบนซนและดเซล โดยเฉพาะคารบอนมอนอกไซด และ ไนโตรเจนออกไซด นอกจากน ยงมขอมลสนบสนนจาก The Australian Greenhouse Office ซงเปรยบเทยบรถแกสธรรมชาต กบรถทใชน ามนเชอเพลง แลวพบวารถแกสธรรมชาต สามารถลดแกสคารบอนมอนอกไซดไดถง รอยละ 50 – 80 ลดแกสไนโตรเจนออกไซดไดรอยละ 60 – 90 ลดแกสไฮโดรคารบอนได รอยละ 60 – 80 สวนฝ นละอองนนแทบจะไมมฝ นละอองปลอยออกมาเลย ดงนนรถแกสธรรมชาต จงไดรบความสนใจมากขน

2.1.3 สถานบรการกาซธรรมชาต NGV

ระบบโครงสรางพนฐานของยานยนตทใชแกสธรรมชาตปจจยทส าคญในการสงเสรมการใชแกสธรรมชาต กคอ การมระบบทอสงแกสและสถานเตมแกส โดยเฉพาะ โครงสรางพนฐานในการตงสถานเตมแกสซงมคาลงทนสง ดงนน ในการจดตงสถานเตมแกสจงมกค านงถง การอยใกลแหลงทจดหาแกสธรรมชาต หรอมเครอขายระบบทอสงแกสธรรมชาตอยแลวตนทนในการสรางสถานเตมแกส ส าหรบเตมรถจ านวนมาก จะมคาใชจายตงแต 250,000 – 3,000,000 เหรยญสหรฐ ทงน ขนอยกบท าเลทตง ราคาทดน และปจจยอนๆ ประกอบกนระบบสถานเตมเชอเพลงยานยนตทใชแกสธรรมชาตในรปของแกสธรรมชาตอด (Compressed Natural Gas : CNG)

13.11

3

18.26

3

5.523

11.63

3

0.8 0.965

3

1.513 0.027

3

5

10

15

20 NGV Diesel

CO NOx HC PM

g/km

Page 7: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

13

รปแบบสถานแกสธรรมชาตทใชเปนเชอเพลงรถยนต สถานบรการแกสธรรมชาตอด สวนประกอบและอปกรณส าคญ ในสถานทบรการแกสธรรมชาตอด โดยทวไปจะประกอบดวย

1) เครองวดปรมาณแกส (Gas Metering) ท าหนาทวดปรมาณแกสจากระบบทอสงแกสทไหลเขาส สถานเตมแกสธรรมชาตอด

2) เครองอดแกส (Compressor) ท าหนาทอดแกสธรรมชาตใหไดความดนสงตามตองการ โดยทแกสธรรมชาตความดนต าจากระบบทอสงแกส ไหลผานสถานวดปรมาณแกส แลวจงถกสงเขาเครองอดแกสใหมความดนสง (2,900-3,000 psi)

3) ถงเกบส ารองแกสธรรมชาตอด (Storage Tank) โดยทวไปสถานหนงๆ จะมปรมาณ 20 ถง แตละถงจะมประมาณ 40 – 60 ลตร

4) จดจายแกสธรรมชาตอด (Dispenser) ประกอบดวย Filling Hose และ Filling Connection เพอตอเขา Filling Valve ของรถยนต

ภาพท 2.2 ภาพหลกการโดยทวไปของสถานบรการแกสธรรมชาต ทมา : วารณ พฒธนะสนทร (2537 : 19)

5) หลกการทวไปของแกสธรรมชาตอด ประเภทของสถานบรการแบงไดเปน 2 ลกษณะ (1) สถานตามลกษณะทตง (2) สถานตามลกษณะการเตม

6) รายละเอยดของสถานบรการแกสธรรมชาตอด เปนสถานตามลกษณะทตง สามารถแยก ออกมาไดเปน 3 ลกษณะ ดงน

Gas

Source

Compressor Bulk Storage A Refueling Station

Page 8: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

14

(1) สถานบรการตามแนวทอ (Convention Station) เปนสถานทอยบรเวณแนวทอสงกาซ ปตท. ซงจะตองมการตอเชอมระบบทอเพอน าเอากาซจากแนวทอสงขนมาใชโดยตรง โดยจะตอผานระบบมเตอร เพอวดปรมาณกาซทน ามาขนมาใชงาน จากนนจะผานเครองอดความดน (Compressor) เพอเพมความดนใหกบกาซจนมความดนประมาณ 200 บาร หรอประมาณ 3,000 ปอนดตอตารางนว และจะถกจดเกบในถงบรรจกาซ (Ground Storaged) กอนจะถกน าไปเตมใหกบรถทเขามารบบรการซงการเตมกาซแตละครงจะเตมจนถงความดนท 200 บาร โดยแผนภาพแสดงการท างานของสถานและอปกรณ ดงแสดงในภาพท 2.3

ภาพท 2.3 สถานบรการ NGV ทอยตามแนวทอ (Conventional Station)

(2) สถานบรการแบบแม (Mother Station) เปนสถานบรการทตงอยในบรเวณทมทอสงกาซเชน เดยวกบสถานตามแนวทอ แตจะมขนาดของเครองอดความดน (Compressor) ใหญกวา เนองจากการอดกาซใหมความดนสง เชนเดยวกบสถานตามแนวทอแลว ยงตองอดกาซใหกบรถขนสงกาซเพอน าไปสงใหกบสถานลก ซงไมไดอยในบรเวณทมทอสงกาซโดยแผนภาพแสดงการท างานของสถานและอปกรณดงแสดงในภาพท 2.4

ภาพท 2.4 สถานบรการ NGV แบบแม (Mother Station)

1.PIPELINE 2.METERING 3.COMPRESSOR 4.GAS STORAGE 5.DISPENSER 6.NGV VEHICLE

1.PIPELINE 2.METERING 3.COMPRESSOR

4.GAS STORAGE 5.DISPENSER 6.NGV VEHICLE

7.NGV TRAILER

Page 9: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

15

(3) สถานบรการแบบลก (Daughter Station) เปนสถานบรการทไมไดตงอยในบรเวณทมทอสงกาซ ดงนนจ าเปนตองมรถขนสงกาซ ซงรบกาซจากสถานแม เพอมาจายใหกบรถทจะมาใชบรการ ซงการเตมนนกาซบางสวนทมแรงดนของกาซในรถสงกาซต าลง กจ าเปนตองเพมแรงดนใหสงขน (ประมาร 200 บาร) โดยผานเครองอดความดน (Compressor) กอนจะผานไปยงตจายกาซเพอใหบรการกบรถทเขารบบรการ ดงแสดงในภาพท 2.5

ภาพท 2.5 สถานบรการ NGV แบบลก (Daughter Station)

7) สถานตามลกษะการเตม แบงออกเปน

(1) Fast-fill CNG System เปนระบบทออกแบบมาเพอใหสามารถเตมแกสใหกบรถไดพรอมกนถง 2 คน โดยใชเวลาเพยง 3-5 นาท ระบบนจะใชคอมเพรสเซอรขนาด เลกจนถงขนาดกลาง คอ 25-100 ลกบาศกฟต/นาท และใชแรงดนแกสสงถง 5,000 ปอนดตอตารางนว โดยมขนาดถงบรรจแกสประมาณ 20,000 – 60,000 ลกบาศกฟตดงแสดงในภาพท 2.6

4.GAS STORAGE 5.DISPENSER 6.NGV VEHICLE

1.NGV TRAILER 3.COMPRESSOR 2.REGULATING

Page 10: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

16

ภาพท 2.6 ภาพหลกการสถานแบบลกษณะเตมเรว (On-Line Station) ทมา : วารณ พฒธนะสนทร (2537 : 22)

(2) Slow-fill CNG System เปนระบบทออกแบบมาเพอเปนศนยกลางในการเตมแกสใหกบรถจ านวนมากๆ โดยใชระยะเวลาในการเตมประมาณ 6 – 8 ชวโมง (ขนอยกบปรมาณรถทเขามาเตมดวย) ระบบน ใชคอมเพรสเซอรแรงดนปกตทวไปประมาณ 3,000 – 3,600 ปอนดตอตารางนว และมขนาดคอมเพรสเซอร ใหญมากกวา 100 – 300 ลกบาศกฟต/นาท เพออดแกสขนสถงบรรจของรถโดยตรงโดยทวไประบบสถานเตมแกส ประกอบดวย คอมเพรสเซอร มอเตอร ระบบควบคมและระบบชวยอนๆ ปจจบนมการพฒนาน าระบบไมโครคอมพวเตอรมาใชในการควบคมคอมเพรสเซอรเพอตงโปรแกรมการท างานตามทตองการและเพอใหคอมเพรสเซอรมประสทธภาพมากยงขน ควรออกแบบสถานเตมแกสเปน ระบบผสมระหวาง Fast – fill System และ Slow – fill System โดยใชระบบเตมเรวในชวงกลางวน และใชระบบเตมชาในชวงกลางคนซงเปนชวงทมการใชไฟฟาต ากจะชวยลดตนทนในการด าเนนงานลงดงแสดงในภาพท 2.7

Filter Gas Inlet

Blown Down

Control Box

Compressor

Control Panel

Trickle Fill - Panel

Filling Point Dispensor

Loading

Page 11: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

17

ภาพท 2.7 ภาพหลกการสถานแบบลกษณะเตมชา ทมา : วารณ พฒธนะสนทร (2537 : 22)

8) โดยทวไปสถานบรการ NGV จะประกอบไปดวยอปกรณหลกดงตอไปน

(1) เครองสบอดกาซ (Compressor) ท าหนาทสบอดกาซธรรมชาต จากความดนระบบทอจนถงความดนประมาณ 3,600 ปอนดตอตารางนว เครองสบอดกาซ จะมทงประเภทชนดลกสบ (Reciprocating Compressor) และประเภทชนดน ามนไฮดรอลก(Hydraulic Compressor)

(2) ชดอปกรณควบคมการไหลของกาซ (Priority Panel) เพอควบคมกาซทอดแลวจากเครองสบอดกาซ ใหไหลไปยงทตางๆ ตามทตงโปรแกรมไวตามล าดบความส าคญของการเตม เชน เตมกาซใหแกรถ เตมกาซใหแกถงเกบและจายกาซ หรอเตมกาซ

Gas Inlet Filter Control B O A

Compressor

Control Panel

Blown Down

Electronic Dispenser

Ground Storage

Filling Point

Filling Point

Priority Panel

Page 12: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

18

ใหแกรถขนสงกาซ เปนตน อปกรณควบคมการไหลของกาซจะประกอบดวยสวนทเปนอเลคโทรนค และสวนทเปนแมคคานค เชน วาลวควบคมการปดเปดระบบตางๆ

(3) ถงเกบและจายกาซ (Ground Storage) เปนชดถงกาซ โดยทวไปท าจากเหลกกลาจดเรยงเปนกลม ทนความดนไดไมต ากวา 4,000 ปอนดตอตารางนว โดยมวตถประสงคในการเกบและรอจายกาซใหแกรถยนต ซงถงเกบและจายกาซนจะถกแบงเปน 3 กลม คอ High, Medium and Low Bank เพอประโยชนในการเตมกาซไดรวดเรวขน

(4) ตจายกาซ (Dispenser) ท าหนาทจายกาซใหแกรถยนต ภายในประกอบดวยอปกรณตางๆ เชน ระบบควบคมการจาย ซงท าหนาทเลอกใหกาซไหลจากถงเกบและจายกาซทกลมตางๆใหเหมาะสมกบความดนทอยในถงเกบกาซในรถยนต, วาลวควบคมการจายกาซ, ตวกรอง, ตวควบคมความดน, หวเตมกาซ, ชดอปกรณแสดงปรมาณกาซและราคา และมาตรวดมวลกาซ (Mass Flow Meter) ซงจะวดมวลของกาซ และแสดงผลเปนหนวยกโลกรม

จากขอมลของ The International Association for Natural Gas Vehicles (IA แกสธรรมชาต) เมอเดอน ธนวาคม พ.ศ. 2542 แสดงสถตจ านวนสถานเตมแกสทวโลกประมาณ 3,535 สถาน โดยสหรฐอเมรกามสถานเตมแกสมากทสด จ านวน 1,287 สถานรองลงมาคอ อารเจนตนา 744 สถาน อตาล 308 สถาน แคนาดา 222 สถาน และสหภาพโซเวยต เดม 187 สถาน (ทมา : ปตท. จ ากด (มหาชน))

ภาพท 2.8 สถานบรการกาซธรรมชาตในประเทศตางๆ

Fuelling station : Braga Portugal

New public CNG filling station in Prague, Czech Republic March 2000

Page 13: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

19

2.1.4 คณสมบตพเศษของกาซ NGV

1) มสดสวนของคารบอนนอยกวาเชอเพลงชนดอน และมคณสมบตเปนกาซ ท าใหการเผาไหมสมบรณมากกวาเชอเพลงชนดอน และปรมาณไอเสยทปลอยออกจากเครองยนตใชกาซธรรมชาตมปรมาณต ากวาเชอเพลงชนดอน

2) เปนเชอเพลงทสะอาดไมกอใหเกดควนด าหรอสารพษทเปนอนตรายตอสขภาพของประชาชน จงสามารถลดปญหามลพษทางอากาศซงนบวนจะทวความรนแรงมากขน

3) เปนเชอเพลงทสามารถผลตไดในประเทศ จงมราคาถกกวาน ามน และสามารถประหยดเงนตราตางประเทศจากการลดการน าเขาน ามนดบ

4) เปนเชอเพลงทมความปลอดภยวาเปนเชอเพลงทใชในรถยนตทมความปลอดภยมากทสด คอปลอดภยกวาทงน ามนเบนซนและน ามนดเซล โดยทกาซหงตมมความปลอดภยนอยทสด ซงมสาเหตมาจากคณสมบตของกาซ NGV ทเอออ านวยตอความปลอดภยดงน

- กาซ NGV เบากวาอากาศแตกาซหงตมและไอน ามนเบนซนหรอดเซลหนกกวาอากาศดงนนเมอเกดรวไหล กาซ NGV จะไมสะสมอยบนพนดนจนเกดการลกไหมเหมอนเชอเพลงอน ๆ

- อณหภมทกาซ NGV จะลกตดไฟในอากาศเองได (เมอมความเขมขนเชอเพลงพอ) สงถง 650C ในขณะทกาซหงตมจะตดไฟไดเองท 481C น ามนเบนซนท 275C และน ามนดเซลท 250C

- ความเขมขนขนต าสดทจะลกตดไฟไดของกาซ NGV จะตองมปรมาณสะสมถง 5% ในขณะทกาซหงตมจะอยท 2.0%

จากคณสมบตขางตนกาซ NGV จงมโอกาสเกดการลกไหมไดยากกวาเชอเพลง อน ๆ นอกจากนหากมการรวไหลจะเกดเสยงดงเนองจากมความดนสงจงเปนสญญาณเตอนภยไดอยางดดงแสดงในตารางท 2.4

Page 14: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

20

ตารางท 2.4 การเปรยบเทยบคณสมบตของกาซ NGV กาซ LPG น ามนเบนซน และน ามนดเซล

ขอเปรยบเทยบ กาซ NGV กาซ LPG น ามนเบนซน น ามนดเซล

สถานะ เปนกาซ เปนกาซและจะเกบในรป ของเหลวทความดน 7 บาร

เปนของเหลว เปนของเหลว

ความหนาแนน เบากวาอากาศจงไมมการ สะสมเมอเกดการรวไหล

หนกกวาอากาศจงเกดการ สะสมซงเปนอนตราย

หนกกวาอากาศ หนกกวาอากาศ

ขดจ ากดการตดไฟ

(Flammability limit, % by Vol.)

5-15% 2.0-9.5 % 1.4-7.6 % 0.6-7.5 %

อณหภมตดไฟ

(Auto Ignition Temperature)

650 C 481 C 275 C 250 C

ทมา : การปโตรเลยมแหงประเทศไทย (2551)

2.1.5 อปกรณ NGV ส าหรบรถยนต

ทราบลกษณะทวไปและคณสมบตของกาซ NGV แลวตอไปกตองทราบถงหลกการและหนาทของอปกรณทใชตดตงรถ NGV โดยจะอธบายถงอปกรณทใชตดตงของระบบน ามนเชอเพลงของเครองยนตเปน 2 ระบบ ดงน

2.1.5.1 ระบบน ามนเชอเพลงทใชคารบเรเตอร ประกอบไปดวย

1) ถงบรรจกาซ NGV (เลอกขนาดตางๆ แลวแตขนาดของรถยนต) อาจตดตงในทายรถยนตหรอในรถต หรอขางใตรถกไดข นอยกบความเหมาะสม ความดนในถงจะประมาณ 17 เทาของบรรยากาศ (2,500 psi) หรอ 100 เทาของลมในยางรถยนต (100 x 25 psi) ขนาดของถงทบอกนนเปนการบอกปรมาณน าทสามารถบรรจได เชน ถงขนาด 50 ลตร แปลวาถงทบรรจน าได 50 ลตร และเมอบรรจถง NGV จะมปรมาณเทากบ 15.6 ลตรของน ามนเบนซนเทานน ขนาดของถงทวไปจะอยระหวาง 40 – 60 ลตร ถงขนาด 50 ลตรนนจะบรรจกาซวงไปไดไกล 150 กโลเมตร หากการใชน ามนของรถนนเปน 10 กม. / ลตร ดงนนจะเหนวาตองมการเขาสถานเตมกาซบอยกวาการใชเบนซน

2) หมอปรบความดน อาจจะเปนการปรบความดนแบบสองหรอสามจงหวะกได โดยลดความดนกาซ (สง) จากถงผานเขาหมอลดความดนจนสงกาซเขาคารบเรเตอรหมอปรบ

Page 15: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

21

ความดนจะม Regulator ปรบปรมาณกาซใหเหมาะสมกบความเรวและก าลงของรถ นอกจากนนยงมโซลนอยดวาลวตดกาซทางดานความดนสงออก หากเครองยนตไมไดท างาน ซงเปนการปองกนเพอความปลอดภยอกชนหนง หมอปรบบางตวจะมระบบน ารอนไหลผานดวย (ส าหรบประเทศไทยอาจไมจ าเปนตองใช) และหากมระบบน ารอนไหลผานกจะตองมเทอรโมสตทควบคมอณหภมพาน ารอน

3) คารบเรเตอร อาจใชกาซคารบเรเตอรหรอใชคารบเรเตอรน ามนเบนซน (ตวเดมทตดมากบรถกได ในขณะทสถานเตมกาซ NGV ยงไมแพรหลายควรจะใชคารบเรเตอรตวเดม โดยท า Adapter ตอเขากบคารบเรเตอร ทงนเพอวาเวลากาซหมดจะไดเปดสวทชมาใชน ามนได โดยมโซลนอยดสวทชซงสามารถจะเลอกใชกาซหรอน ามนกได

4) ทอสงกาซและขอตอตางๆ ควรเปนทอททนความดนสงไมต ากวา 17 MPa (= 2,500 psi)

5) โซลนอยดวาลว ควบคมโดยไฟฟาจะอยในต าแหนงปดตลอดเวลาทไมมไฟฟาไหลผาน หากใชเชอเพลงรวมโซลนอยดวาลวจะท าหนาทเลอกเชอเพลงอยางใดอยางหนงและปดเชอเพลงอกอยางหนง

6) อเลกทรอนกสอกนชนโปรเซสเซอร อาจมหรอไมมกได เปนตวปรบเปลยนจดตดไฟของเครองยนตใหเหมาะสมกบเชอเพลงทเลอกใช

2.1.5.2 ระบบฉดน ามนเชอเพลงอเลกทรอนกส (Electronic Fuel Injection : EFI) ประกอบดวย

1) ระบบเชอเพลง เปนระบบสงน ามนเชอเพลงใหกบเครองยนต น ามนจะถกสบจากถงน ามนเชอเพลงโดยปมน ามนผานทอแรงดน (ทอความดนสง) และถกกรองทหองกรองน ามน จากนนจงจายไปทหวฉดโดยผานทอสงน ามน โดยหวฉดจะฉดน ามนเชอเพลงเขาไปในทอรวมไอด

2) ระบบไอด เปนระบบทรบอากาศจากหมอกรองอากาศเขาไปใชในการเผาไหม แลวสงตอไปยงทอรวมไอดแตละทอ

3) ระบบควบคม ประกอบดวยตวตรวจจบซงรบรสถานะของเครองยนตและเครองคอมพวเตอรซงค านวณปรมาณการฉดน ามนเชอเพลง (การตงเวลาการฉด) โดยอาศยสญญาณจากตวตรวจจบเหลาน

Page 16: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

22

2.1.6 รปแบบเครองยนตทใชกาซธรรมชาต

การน ากาซธรรมชาตมาใชเปนเชอเพลงส าหรบเครองยนตเบนซน หรอเครองยนตดเซลจะตองมการดดแปลงเครองยนตมากบางนอยบาง ซงเครองยนตใชกาซธรรมชาตแบงเปน 2 ประเภท คอ

2.1.6.1 เครองยนตทใช NGV เปนเชอเพลงเพยงอยางเดยว (Dedicated NGV)

เครองยนตทใช NGV เปนเชอเพลงเพยงอยางเดยวเปนเครองยนตทออกแบบใหใชกาซธรรมชาตเปนเชอเพลงโดยเฉพาะโดยมระบบเผาไหมเชอเพลงแบบทตองใชหวเทยนในการจดระเบด จะมทงรถทผลตออกมาจากโรงงานรถยนตโดยตรง (OEM) และทท าการดดแปลงเครองยนตภายหลงซงการดดแปลงจะมความยงยากกวา และตองมการเปลยนแปลงชนสวนภายในเครองยนตดวย เชน การปรบอตราสวนอด (Compression Ratio) ใหเหมาะสมกบคณสมบตของกาซธรรมชาตมากทสด การดดแปลงระบบเผาไหมเชอเพลงแบบทตองใชหวเทยนในการจดระเบด จะมทงรถทผลตออกมาจากโรงงานรถยนตโดยตรงและทท าการดดแปลงเครองยนตภายหลง เครองยนตแบบนจะมความเหมาะสมทจะใชเชอเพลงกาซธรรมชาตมากทสด และสวนใหญจะมสมรรถนะและประสทธภาพเทากบหรอต ากวาเครองยนตเดมดงแสดงในตารางท 2.5

ตารางท 2.5 ขอดและขอเสยของเครองยนตทใชกาซธรรมชาตเปนเชอเพลงอยางเดยว

ขอด : - สวนใหญออกแบบมาจากโรงงาน มประสทธภาพ/สมรรถนะด และมคณภาพ ไอเสยด

ขอเสย :

- ราคาสง - ไมมความยดหยนในการใชเชอเพลง

2.1.6.2 เครองยนตทใชเชอเพลงไดสองประเภท ซงปจจบนเปนเทคโนโลยทส าคญ ไดแก

1) เครองยนตระบบเชอเพลงสองระบบ (Bi-Fuel) เปนเครองยนตเบนซนทตดตงอปกรณใชกาซธรรมชาต ถงกาซ เพมเตมสามารถเลอกใชเชอเพลงไดทงน ามนเบนซน และกาซธรรมชาต ในการท างานจะตองใชเชอเพลงไดครงละหนงอยางและจะใชพรอมกนไมไดการทเครองยนตแบบนมความสามารถใชไดกบเชอเพลงสองชนดซงมคณสมบตทแตกตางไดนนจงตองเลอกปรบแตงใหเครองยนตท างานทจดทสามารถใชไดกบ

Page 17: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

23

เชอเพลงท งสองแบบ ซงอาจไมใชจดทเหมาะสมกบเชอเพลงชนดใดชนดหนงโดยเฉพาะเครองยนตแบบนมใชกนอยมาก เนองจากไมตองการดดแปลงทยงยากมาก โดยเฉพาะไมมการดดแปลงสวนทอยภายในเครองยนต เชน ลกสบหรอกระบอกสบ และสามารถเปลยนกลบไปใชน ามนเบนซนไดตลอดเวลาทตองการ

2) เครองยนตระบบเชอเพลงรวม (Diesel Dual Fuel) เปนเครองยนตดเซลทตดตงอปกรณใชกาซธรรมชาตและถงกาซ เชนเดยวกบระบบเชอเพลงสองระบบ (Bi-Fuel) ซงตองใชน ามนดเซลรวมกบกาซธรรมชาต โดยใชน ามนดเซลเปนตวจดระเบดน ารอง โดยขณะใชงานจะใชเชอเพลงทงสองชนดพรอมกน กลาวคอกาซธรรมชาตจะผสมกบอากาศในอตราสวนทเหมาะสมกบภาระงานทตองการ แลวไหลเขาสกระบอกสบและถกอดไปพรอมกบอากาศ จากนนน ามนดเซลปรมาณเลกนอย (Pilot Fuel) จะถกฉดเขาไปในหองเผาไหมเพอชวยใหเกดการจดระเบด ในเครองยนตแบบนเชอเพลงทใชสวนใหญจะเปนกาซธรรมชาตและน ามนดเซลใชส าหรบชวยในการจดระเบดเทานน เครองยนตแบบนมกจะไดรบการดดแปลงโดยการเพมเตมอปกรณทใชกบเชอเพลงกาซธรรมชาตเขาไปกบเครองยนตดเซลเดม ไมมการดดแปลงชนสวนทอยภายในเครองยนต และสามารถเปลยนกลบมาใชน ามนดเซลอยางเดยวไดดงแสดงในตารางท 2.6

ตารางท 2.6 ขอดและขอเสยของเครองยนตระบบเชอเพลงรวม

ขอด :

- มความยดหยนในการใชเชอเพลง - ราคาตดตงอปกรณใชกาซธรรมชาต ถกกวาการซอรถ NGV ใหม

ขอเสย : - ไมสามารถปรบเครองยนตใหเหมาะสมกบ NGV ไดอยางสมบรณ

2.1.7 เทคโนโลยเครองยนตกาซธรรมชาต

เทคโนโลยทใชในการดดแปลงเครองยนตกาซโซลนหรอเครองยนตดเซลเดม ใหสามารถใชกาซธรรมชาตไดอยางมประสทธภาพและมปรมาณสารมลพษในไอเสยในระดบต านน มวธการยอมรบกนอย 2 แบบ คอ เครองยนตแบบ Lean Burn และแบบ Lambda-1

1) เครองยนตแบบ Lean Burn เปนเครองยนตทออกแบบใหมอตราสวนเชอเพลงตออากาศเจอจางกวาคา Stoichiometric Air-Fuel Ratio ตลอดชวงการท างาน กลาวคอ มอากาศมากเกนพอส าหรบทจะใหเกดการเผาไหมทสมบรณ เปนทเชอกนโดยทวไปวาการเผาไหมทอตราสวนเชอเพลงตออากาศเจอจางกวาคา Stoichiometric Air-Fuel Ratio จะ

Page 18: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

24

ชวยใหเครองยนตทมประสทธภาพสงและมมลพษในไอเสยนอย แตอตราสวนเชอเพลงตออากาศทเจอจางมากเกนไปกอาจกอผลเสยได เชน ลดความเรวในการเผาไหมลง ท าใหก าลงจากเครองยนตลดลง เครองยนตสนมาก และอาจท าใหมเชอเพลงเหลอคางอยในไอเสยเนองจากเผาไหมไมหมด ดงนนในการออกแบบเครองยนตแบบ Lean Burn มกจะตองจ ากดใหมอตราสวนเชอเพลงตออากาศไมเจอจางมากนก (อยในชวงทมอากาศสวนเกนประมาณ 20 – 70% หรอ Lambda = 1.2 – 1.7) ในเครองยนตแบบน มกมปรมาณออกไซดของไนโตรเจนและคารบอนมอนอกไซดต า แตไฮโดรคารบอนอาจมปรมาณสงได และหากตองการใหในไอเสยมระดบสารมลพษต าลงอกจะตองมการตดต งเค รองกรองไอเสย (Oxidation Catalytic Converter) เพมเตมเพอลดไฮโดรคารบอนและคารบอนไดออกไซด

2) เครองยนตแบบ Lambda-1 เปนเครองยนตทออกแบบใหมอตราสวนเชอเพลงตออากาศมคาคงท เทากบ Stoichiometric Air-Fuel Ratio ตลอดชวงการท างาน การทควบคมใหเครองยนตมอตราสวนเชอเพลงตออากาศเทากบ Stoichiometric Air-Fuel Ratio นน เพอตองการทจะใหอปกรณ 3 – Way Catalytic Converter) ทใชในการก าจดสารมลพษในไอเสยท างานไดอยางมประสทธภาพ เค รองยนตแบบนอาจจะใหก าลงมาก สมรรถนะสง มปรมาณสารมลพษต า (เมอใชรวมกบ 3 – Way Catalytic Converter) แตอตราการสนเปลองเชอเพลงจะสงกวาเครองยนตแบบ Lean Burn

2.1.8 คณลกษณะของกาซธรรมชาตในการใชเปนเชอเพลงของเครองยนต

ในกระบวนการเผาไหมของเครองยนตนนเปนผลจากปรมาณมเทน ไฮโดรคารบอน กาซเฉอยและออกซเจน ซงมอยในสวนประกอบของกาซธรรมชาตทถกสงไปยงกระบอกสบของเครองยนต การเปลยนแปลงสวนประกอบของกาซนจะมผลตอพลงงานของเชอเพลง ดงนนจงจ าเปนตองมการเปลยนแปลงอตราสวนอากาศตอเชอเพลง (A / F Ratio) เพอทจะใหการเผาไหมสมบรณ โดยทระบบควบคมของเครองยนตจะตองตอบสนองตอการเปลยนแปลงสวนประกอบของกาซธรรมชาต และองคประกอบอนๆ ในกระบวนการทงทางตรงและทางออม รวมทงเวลาในการจดระเบดใหเหมาะสมได

การเปลยนแปลงสวนประกอบของกาซนนสามารถท าใหเหมาะสมได โดยระบบควบคมแบบวงรอบปด (Closed – Loop Control Systems) ซงจะเปนการปรบปรงอตราสวนอากาศตอเชอเพลงใหอยในสภาวะทเหมาะสมตอการเผาไหมของเครองยนตตลอดเวลาการทมโพรเพนและ

Page 19: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

25

ไฮโดรคารบอนโมเลกลใหญอยในสวนประกอบของกาซธรรมชาตจะเกดปญหาเครองยนตเดนไมเรยบได เนองจากไฮโดรคารบอนโมเลกลใหญกวามเทนนสามารถจดระเบดไดทอณหภมและความดนต ากวามเทน สงเหลานจะท าใหระบบควบคมตองลดเวลาในการจดระเบดลงเปนผลใหเกดความสญเสยก าลงงาน ถายงมปรมาณไฮโดรคารบอนมากกจะเพมการเสยงตอเครองยนตนอค ดงนนการน ากาซธรรมชาตมาใชเปนเชอเพลงตองปรบปรงอตราสวนอากาศตอเชอเพลง (A / F Ratio) และเวลา (Timing) ในการจดระเบด ใหเหมาะสมกบเครองยนตและสวนประกอบของกาซ

2.1.8.1 การเผาไหมในเครองยนตจดระเบดดวยประกายไฟ

เครองยนตจดระเบดดวยประกายไฟทเหนกนทวๆ ไป ไดแก เครองยนตเบนซนและเครองยนตใชกาซธรรมชาตเพยงอยางเดยว ไฟจะเรมกอตวขนทหวเทยนกอนแลวคอยๆ ลกลามออกไปรอบๆ หวเทยน ถาไมมอปสรรคใดๆ เกดขนเปลวไฟกจะเคลอนทไปทวหองเผาไหม

2.1.8.2 ความลาชาแหงการจดระเบดในเครองยนตจดระเบดดวยประกายไฟ

การเผาไหมเกดจากการท าปฏกรยาเคมของเชอเพลงกบออกซเจน กอนการเผาไหมจะเกดขนจะตองใชเวลาพกหนง ส าหรบการรวมตวและผสมผสานกนระหวางเชอเพลงกบออกซเจนและจะตองใชเวลาอกพกหนงส าหรบท าปฏกรยา เวลาทเสยไปทงสองอยางนเรยกวา ความลาชาแหงการจดระเบด ส าหรบพวกแรกเรยกวา ความลาชาทางกายภาพ (Physical Delay) และพวกหลงเรยกวา ความลาชาทางเคม (Chemical Delay) ในเครองยนตจดระเบดดวยประกายไฟความลาชาทางกายภาพมนอย เพราะเชอเพลงและอากาศผสมกนมาเรยบรอยแลวกอนทจะเขาหองเผาไหม ดงนนความลาชาแหงการจดระเบดของเครองยนตจดระเบดดวยประกายไฟ จงขนอยกบความลาชาทางเคม อณหภมเปนปจจยทส าคญทท าใหความลาชาแหงการจดระเบดนเรวหรอชา นอกจากนยงมปจจยอนๆ ดงตอไปน

1) ชนดของเชอเพลง คณสมบตทส าคญของเชอเพลงทเกยวของกบความลาชาแหงการจดระเบดไดแกจดตดไฟหรอความไวไฟของเชอเพลง เชอเพลงแตละชนดมจดตดไฟไมเหมอนกน เชอเพลงทมจดตดไฟต า ความลาชาแหงการจดระเบดจะมนอยกวาในเชอเพลงทมจดตดไฟสง

2) อตราสวนผสมของเชอเพลงและอากาศ อตราสวนผสมมผลตออตราการเผาไหม (Rate of Burning) และปรมาณความรอนทปลอยออกมาจากเชอเพลง อตราสวนผสมทมปรมาณเชอเพลงนอย ความรอนทไดจากเชอเพลงกนอยดวย จะท าใหมความลาชาแหง

Page 20: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

26

การจดระเบดมมาก และถาอตราสวนผสมทมปรมาณเชอเพลงมากเกนไป กจะท าใหการเผาไหมไมสมบรณ ประสทธภาพทางความรอนลดลง และความเรวของเปลวไฟลดลง

3) อตราสวนการอด เครองยนตทมอตราสวนการอดสง จะท าใหอณหภมและความดนของกาซสงขนและมไอเสยตกคางนอย ถาอณหภมต าอตราการท าปฏกรยาจะชาและจะเรวขนเมออณหภมเพมขน ความดนเปนปจจยทท าใหอณหภมต าหรอสง ดงนนเครองยนตทมอตราสวนการอดสงจงมสวนชวยใหอตราการท าปฏกรยาเรวขน

4) การหมนเวยนของกาซและความเรวเครองยนต อตราการท าปฏกรยาของเชอเพลงกบอากาศนน การหมนเวยนของกาซจะชวยในการคลกเคลาและผสมกนของเชอเพลงกบอากาศดข น ความเรวของเครองยนตเปนปจจยหนงทท าใหการหมนเวยนของกาซเปลยนไปถาความเรวเพมขนการหมนเวยนหรอการเคลอนทของกาซกเรวขนดวย ทความเรวสงเวลาส าหรบการเผาไหมมนอยแตการหมนเวยนมมาก กอาจจะชวยใหการเผาไหมเสรจเรวขนได

2.1.9 โครงสรางการตดตง NGV-Petrol Bi-Fuel Vehicle Diagram (Closed Loop Control)

ภาพท 2.9 NGV-Petrol Bi-Fuel Vehicle Diagram (Closed Loop Control)

Page 21: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

27

จากภาพท 2.9 เปนรายละเอยดโครงสรางการตดตงรถ NGV ซงมสวนประกอบการตดตงของอปกรณตางๆ ดงแสดงในตารางท 2.7

ตารางท 2.7 สวนประกอบการตดตงของอปกรณตางๆ

ล าดบท รายการสวนประกอบการตดตง ล าดบท รายการสวนประกอบการตดตง

A Recharge Valve - - B Cylinder Valve 17 Water Inlet C Cylinder 18 Temperature Stabilizer 2 High Pressure Pipe 19 Idle Speed Screw 3 Mashed Rubber Hose 20 Flap Opener 4 Mixer 21 Air Flow Meter

5 3-Way Adapter 22 Battery

6 Inlet Manifold 23 Ignition Switch

7 Injection 24 Solenoid

8 Vacuum Pipe 25 Fuse

9 Vacuum Stabilizer 26 Gasoline/NGV Change Over Switch

10 Electrical Valve 27 Controller (NGV ECU)

11 Reducer 28 sensor

12 NGV Electromagnetic Valve 29 Sensor Heater Wire

13 NGV Inlet Port 30 sensor Signal Wire

14 NGV Output Port 31 Emulator

15 Pressure Gauge 32 Socket of Injector

16 Radiator 33 Timing Advance Processor

Page 22: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

28

2.1.10 มาตรฐานของถงบรรจกาซ

ถงทใชบรรจกาซธรรมชาตส าหรบรถ NGV โดยทวไปจะแบงออกไดเปน 2 ชนดหลกๆ คอ ถงทท าดวย เหลกหรออลมเนยม และถงทท าดวยพลาสตกและเสรมดวยวสดใยแกว แตเนองจากถงบรรจกาซมกมขนาดใหญ และน าหนกมาก จงมการพฒนาเพอใหน าหนกเบาลงและมความทนทานมากขน ซงในปจจบนภาคอตสาหกรรม มการผลตถงอย 4 ชนดดวยกน คอ

ชนดท 1 ถงทท าดวยเหลก หรออลมเนยม ชนดท 2 ถงทท าดวยเหลก หรออลมเนยม และหมดวยวสดใยแกว หรอเสนใยคารบอน

ลอมรอบตวถง

ชนดท 3 ถงทท าดวยแผนอลมเนยมทบางกวาชนดท 2 และหมดวยวสดใยแกวหรอเสนใย

คารบอนตลอดตวถง

ชนดท 4 ถงทท าดวยแผนพลาสตกและหมดวยวสดใยแกวและเสนใยคารบอนผสมกน

ชนดแรกจะมน าหนกมากทสด แตตนทนต าสด สวนชนดท 3 และ 4 มน าหนกเบากวา แตตนทนคอนขางสง โดยสามารถเปรยบเทยบเปนอตราสวนรอยละใหเหนความแตกตางไดดงแสดงในตารางท 2.8

ตารางท 2.8 ขอเปรยบเทยบของวสดทใชท าตวถงบรรจกาซ

ชนดท วสดทใชท าตวถง ตนทน (%) น าหนก (%)

1 เหลก 40 100

2

เหลก, วสดใยแกว อลมเนยม, วสดใยแกว

80 95

65 55

3

อลมเนยม, วสดใยแกว อลมเนยม, เสนใยคารบอน

90 100

45 25

4 พลาสตก, วสดใยแกวผสมเสนใยคารบอน 90 30

ทมา : Norman L. Newhouse, Ph.D., P.E. Manager, Design Engineering และ Dale B. Tiller, P.E. Manager, NGV Product Development "Development of All-Composite NGV Fuel Containers" May 1998.

Page 23: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

29

ภาพท 2.10 ถงบรรจกาซ CNG ทง 4 ชนด

การรบรองมาตรฐานของถงบรรจกาซมหนวยงานท งท เปนภาครฐและหนวยงานอาสาสมครเขามาด าเนนการ ไดแก มาตรฐาน NGV2, FMVSS 304, CSA B-51 Part 2 และ ISO/DIS 11439

- NGV 2 เปนมาตรฐานของหนวยงานอาสาสมครของสหรฐอเมรการบรอง โดย The American National Standards Institute (ANSI) เมอเดอนสงหาคม 2535 มาตรฐานในสวนนเปนการก าหนดเงอนไขใน การทดสอบและตรวจสอบคณภาพของถงเพอการรบประกนคณภาพ

- FMVSS 304 เปนกฎระเบยบทออกโดย The U.S. Department of Transportation, National Highway Traffic Safety Administration (DOT-NHTSA) เนองจากในชวงทผานมา อตสาหกรรมผลตรถ NGV ประสบปญหาในเรองคณภาพของถงซงเกดรอยแตกและท าใหเกดการรวของกาซ หนวยงานดงกลาวจงไดออก มาตรฐานความปลอดภยส าหรบรถ NGV ซงมผลบงคบใชตงแตเดอนธนวาคม 2539 โดยกฎระเบยบนก าหนด ใหมการทดสอบคณภาพของถงบรรจกาซเพอความปลอดภย การทดสอบจะครอบคลมในเรองของการระเบด รอบการใชงาน การถกไฟไหม และการรวซม

- CSA B-51 Part 2 เปนมาตรฐานอตสาหกรรมของประเทศแคนาดาทกระจายอ านาจใหทองถน รบรองมาตรฐานของถงบรรจกาซได

- ISO/DIS 11439 พฒนามาจาก ISO TC 58/SC3/WG 17 โดยคณะกรรมการซงอยภายใต The International Association of Natural Gas Vehicles

Type 1

Type 2

Type 3 Type 4

Page 24: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

30

ในชวงกวาสามปทผานมา คณะกรรมการของ ISO/DIS 11439, NGV 2 และ CSA B-51 Part 2 ไดม การปรบประสานมาตรฐานใหมความสอดคลองกบมาตรฐานทจ าเปนตองมการทดสอบ โดยครอบคลมถงสภาพ การใชงาน การรบประกนคณภาพ การทดสอบวสดทใช การทดสอบการผลต และการทดสอบคณสมบตของถง ดงน

2.1.10.1 สภาพการใชงาน (Service Conditions)

ไดก าหนดมาตรฐานการออกแบบ การทดสอบ และ ความปลอดภยของถงบรรจกาซใหมอายการใชงานไมเกน 20 ป ทระดบแรงดน 200-240 บาร (200 – 240 เทาของบรรยากาศ) ณ อณหภม 15 องศาเซลเซยส (หรอเทากบ 3,000 – 3,600 ปอนดตอตารางนว ณ อณหภม 70 องศาฟา-เรนไฮท) และก าหนดใหถงบรรจกาซตองมการตรวจสอบทกๆ 3 ป หรอหลงจากการเกดอบตเหต

2.1.10.2 การรบประกนคณภาพ (Quality Assurance)

เกยวของกบระยะเวลาในการทดสอบ และตรวจสอบคณภาพของถง เพอใหผผลตผลตถงไดตามมาตรฐานการออกแบบและทดสอบ ซงสวนใหญจะควบคม ดแลโดยหนวยงานของรฐ และมคณะกรรมการ NGV 2 เปนผก าหนดแนวทางปฏบตในดานน ทงน ผผลตซงมระบบตรวจสอบคณภาพจะตองมการลงทะเบยนใหเปนไปตามมาตรฐาน ISO 9001-9002 เพอน าไปสการตรวจสอบและทดสอบการผลต หรออาจจางผตรวจสอบอสระ เขามาท าหนาทตรวจสอบ และทดสอบระบบคณภาพของผผลตเปนระยะๆ โดยผตรวจสอบจะตองใหการรบรองวา วสดทใชและการออกแบบเปนไปตามมาตรฐานทก าหนด

2.1.10.3 วสดและการทดสอบวสดทใช (Materials and Material Testing)

ตวถงบรรจกาซทเปนถงชนนอก และถงชนใน ตองท าดวยเหลก หรออลมเนยม ซงไดรบการทดสอบแลววา มความแขงแรงทนตอแรงกระทบ และการผกรอน ในสวนทเสรมดวยเสนใย ตองท าจากเสนใยคารบอน และเสนใยแกวตามสดสวนทก าหนด ซงทดสอบแลววาทนตอแรงระเบดได นอกจากน เรซนทใชเคลอบ ตองเปนวสดพลาสตกทท าใหออนตวไดโดยใชความรอน โดยคณสมบตเดมไมเปลยนแปลง (Thermoplastic) หรอเปนพลาสตกชนดทถกความรอนครงหนง แลวกหมดคณสมบตในการเปลยนแปลงรปราง (Thermosetting Plastic)

Page 25: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

31

2.1.10.4 การทดสอบการผลต (Batch and Production Testing)

การทดสอบการผลต เปนการสมตวอยางในการผลตแตละครง เพอทดสอบใหมนใจวาในการผลตถงบรรจกาซแตละครง มการออกแบบ และท าตวถงเหมอนกนทกครง หรอมความคงทในกระบวนการผลต โดยไมมการปรบลดคณสมบตของวสดทใชในการผลต การทดสอบจะรวมถงการขยายตวของถงชนนอก และถงชนใน การเคลอบ การรว ความสมดลของของเหลว การระเบด และระยะเวลาการใชงาน เพอใหแนใจวาไมมความช ารดเสยหายหรอรอยราวของถง

2.1.10.15 การทดสอบคณสมบตของถง (Qualification Testing)

การทดสอบคณสมบตของถง เปนการทดสอบเพอใหมนใจวาการ ออกแบบถงบรรจกาซจะมความปลอดภยตลอดอายการใชงาน โดยจะมการทดสอบเมอมการออกแบบถงใหม หรอเมอมการปรบปรงถงทใชงานอยแลว การทดสอบคณสมบตของถงมหลายวธ ไดแก

- การทดสอบการระเบด (Burst) เพอใหมนใจวาการออกแบบถงมพนฐานทสมบรณ และมการเสรมเสนใยตามอตราสวนทก าหนดไว

- การทดสอบรอบการใชงานในสภาพบรรยากาศ (Ambient Cycling) เปนการทดสอบการรว หรอการแตกราวของถง โดยทดสอบรอบการใชงาน ณ ระดบอณหภมทแตกตางกน

- การทดสอบการไหมไฟ (Bonfire) เปนการทดสอบโดยน าถงบรรจกาซไปวางไวในกองไฟ ณ ระดบแรงดนใชงานท 25% และ 100% เพอตรวจสอบการออกแบบและการตดอปกรณลดแรงดนของถงทเหมาะสม

- การทดสอบการทนตอการแตกราว (Flaw Tolerance) เปนการใชเครองจกรทดสอบภายนอกของถงเพอตรวจสอบความคงทนตอการแตกราวของถง

- การทดสอบการตกจากทสง (Drop) เปนการทดสอบการปลอยถงตกมาจากทสง ตามแนวนอนทระดบความสง 3 เมตร ลงบนพนคอนกรต และตามแนวตงทระดบความสง 1.8 เมตร เพอตรวจสอบการรว หรอรอยแตกซงเปนผลมาจากการตกลงมาจากทสง

Page 26: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

32

- การทดสอบโดยใชปนยง (Gunfire) เปนการทดสอบเพอตรวจสอบความแขงแรงของถง โดยใชอาวธปนขนาดล ากลอง 30 มลลเมตร มความเรวของวถการยงท 850 เมตรตอวนาท ซงพบวาไมมผล ท าใหถงเสยหายแตอยางใด

เนองจากกาซธรรมชาตมความหนาแนนนอยกวาน ามน รถ NGV จงควรมถงบรรจกาซตดตงทรถ ประมาณ 2-4 ถง เพอใหสามารถวงไดระยะทางเกนกวา 250 ไมล หรอเกนกวา 400 กโลเมตรโดยประมาณ และเนองจากถงบรรจกาซมขนาดใหญและน าหนกมากจงเปนปญหาหลกของรถ NGV ถงแมวาในปจจบนไดมการพฒนาถงบรรจกาซใหมน าหนกเบาลง แตกยงมขนาดใหญและน าหนกมากกวาถงน ามนเชอเพลงทวไป โดยมขนาดและน าหนกแตกตางกนไปแลวแตผผลตแตละราย ซงสามารถเทยบขนาดของถงกบปรมาตรความจเปนน า หรอกาซ หรอน ามนเบนซนใหเหนความจทแตกตางกนตามปรมาตรความหนาแนนไดดงแสดงในตารางท 2.9

ตารางท 2.9 ขนาดของถงบรรจกาซทระดบแรงดน 3,000 ปอนดตอตารางนว (207 บาร)

ขนาดถง (นว)

น าหนก (กโลกรม)

ปรมาตรความจ

ความจน า (ลตร)

ความจกาซ (ลบ.ฟ.)

ความจเทยบเทาน ามนเบนซน (ลตร)

13.7 x 35 27.2 55.5 504 15.5

13.7 x 40 30.9 64.8 592 18.1

13.7 x 45 34.5 74.4 681 20.8 13.7 x 55 42.2 93.8 857 26.2

15.7 x 35 33.1 72.3 661 20.3

15.7 x 52 49.0 116.2 1,063 32.5

15.7 x 55 51.7 123.9 1,133 34.7 ทมา : A Division of Advanced Technical Products, Inc.

Page 27: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

33

2.1.11 กฎหมายดานความปลอดภย

กฎหมายดานความปลอดภยของสถานบรการแกสธรรมชาต เพอลดจ านวนของ ขนาดอบตเหต อนอาจจะเกดขนไดจากการอดแกสธรรมชาต จงจ าเปนตองมกฎหมายและมาตรฐานเพอควบคมการกอสรางและการปฏบตอยางเขมงวด ดงน

2.1.11.1 ทตง (sitting)

2) สถานบรการจะตองอยรวมกน โดยมรวรอบ ยกเวนหนวยบรการดวยการเงน (Ancillary Service) อาจจะตงอยนอกรวไดแตตองไมเกน 10 เมตร

3) ระยะปลอดภยจากหนวยงาน (Operation Unit) และอาคารภายนอกจะไมนอยกวา 30 เมตร และจะตองเพมขนเปน 2 เทา เมออาคารภายนอกเปนโรงเรยน โรงพยาบาล โรงงานหรอสถานชมชนสาธารณะ

2.1.11.2 การกอสราง (Construction)

1) รวรอบสถานบรการ จะตองมฐานทมนคงและสงอยางนอย 2 เมตร

2) หนวยอดแกสและเครองวดปรมาณแกสธรรมชาต จะตองมก าแพงลอมรอบ ท าดวยวสดปองกนไฟและมการระบายอากาศทด เพอปองกนการผสมกนระหวางอากาศและแกสธรรมชาตซงอาจจะเกดขนได และจะตองมอปกรณตรวจสอบแกสรว ( Gas Detector) เพอกระตนใหอปกรณรกษาความปลอดภย (Safety Device) ท างานเมอเกดการรวไหลของแกสนน ถงเกบแกสธรรมชาตอดส ารองในสถานบรการ ตองตดตงในแนวราบหรอเกอบราบบนพนดนหรอใตดน งายตอการเขาไปตรวจสอบ และจะตองมก าแพงคอนกรตอดแรงอยางหนา สงกวาถงเกบส ารองอยางนอย 2 เมตร ลอมรอบอกทงจะตองมระบบควบคมอณหภมใหถงเกบส ารองใหคงท และอปกรณตรวจสอบแกสรวซงคอยกระตนอปกรณรกษาความปลอดภยใหท างานตดตงไวทตวถง

3) ลกษณะวงจรแกสเพอความปลอดภยจะตองตดต งระบบ Centrally Controlled Atmospheric Vent ส าหรบปลอยแกสออกสบรรยากาศ จะตองตดตงเครองมอดบเพลงในบรเวณทจะเขาถงสะดวก

Page 28: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

34

4) ระบบไฟฟา

(1) สถานทตองใชแสงสวางดวยไฟฟา จะตองใช Hightly Insulating Cabling หรอ Lead Card หรอ Galvanized Steel Clad Conductor

(2) สถานตงหางจากสายไฟฟาแรงสงในแนวราบอยางนอย 20 เมตร (3) จะตองตดตงสายลอฟาภายในสถาน เพอปองกนฟาผา

2.1.11.3 การตดตงอปกรณ NGV อยางปลอดภย

1) การตดตงถงเกบและจายกาซอยกบท

- กรณวางตงเรยงกน ขนาดของกลมถงมความกวางไมเกน 2.20 เมตร และสง ไมเกน 1.80 เมตร เหนอระดบพนและแตละกลมจะตองหางกนไมนอยกวา

1.00 เมตร - กรณวางนอนซอนกนเปนชน ขนาดของกลมถงจะมความสงไดไมเกน 2.00 เมตรเหนอระดบพน และความกวางไมเกน 2.50 เมตร และความยาวไมเกน ความยาวของถง

- กรณวางซอนกน ถงตองตดตงหางจากกนอยางนอย 30 เซนตเมตร - กลมถงวางหางจากผนง 1.00 เมตร และอยหางจากถงเกบน ามนเชอเพลงหรอ กาซแอลพจอยางนอย 5 เมตร

- กลมถงตองมอปกรณระบายความดนเกน - กลมถงตองมลนประตกาซททอทางออก - ตองตดตงเครองวดความดนอยางนอย 1 ตวตอกลมถง

2) การตดตงสวนควบและเครองอปกรณ

- จะตองเปนไปตามขอก าหนดมาตรฐาน UNECE R110 หรอ ISO 15500 - เมอตดตงสวนควบและเครองอปกรณครบถวนถกตองแลว ตองท าการตรวจ และทดสอบสวนประกอบทงหมดจากผตรวจและทดสอบทไดรบความ เหนชอบจากกรมการขนสงทางบก

- การตรวจและทดสอบตองกระท าทก 1 ป นบแตวนทผานการรบรองการ ตรวจ, ทดสอบสวนควบ และเครองอปกรณ

Page 29: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

35

3) การตดตงถงกาซทถกตองทงทางดานเทคนคและ พรบ.ขนสงทางบก

- ถงบรรจกาซตองตดตงถาวรภายในตวรถและตองไมตดตงในหองเครองยนต - การตดตงถงบรรจกาซตองไมมสวนทเปนโลหะสมผสกนยกเวนตรงทเปน จดจบยดถงกาซ - เมอตดตงแลวจดต าสดของถงกาซตองสงจากพนไมต ากวา 200 มม. ไมเชนนนจะตองมแผนกนกระแทกหมไวรวมทงทางดานหนาและดานขาง

2.1.12 การศกษาดานการเงน

การวเคราะหดานการเงนเนนหนกการตระเตรยมงบการเงนลวงหนาเพอน ามาประเมนสถานบรการในเชงเศรษฐกจ และการก าหนดขนาดเงนทนทตองการการจดท างบการเงนลวงหนาจ าเปนตองน าเอาขอมลจากการศกษาดานวศวกรรมมาประกอบการคาดคะเนรายรบและตนทนเพอกระท าการตดสนใจการวเคราะหดานการเงนประกอบดวย

1) งบการเงนของกจการทด าเนนอยส าหรบกจการทรเรมใหมจะตองตระเตรยมงบการเงนทแสดงตนทนรวมของสถานบรการเรมแรกและกระแสเงนสดทสมพนธกบตารางเวลาการด าเนนงาน

2) สถานบรการควรจดท าตารางการด าเนนงานเพอชวยวางแผนดานการเงนมการก าหนดสมมตฐานในเรองนโยบายระยะเวลาการจดเกบหนระยะเวลาในการจดซอและคาใชจายตางๆองคประกอบทางดานตนทนการผลตคาใชจายในการขายคาใชจายในการจดการและคาใชจายในดานการเงนเชนดอกเบยและตนทนในการจดหาเงนทน

2.1.12.1 หลกเกณฑและวธการทใชในการวเคราะหดานการเงนเพอประเมนสถาน บรการ

1) วธระยะเวลาคนทน (Payback Period Method) คอวธทคดระยะเวลาคนทน โดยหาก าไรทไดรบจากสถานบรการวาใชระยะเวลานานเทาไหรจงจะคมกบ

รายจายในสถานบรการเรมแรกพอดโดยทก าไรหมายถงก าไรสทธหลงหกภาษรวมกบตนทนทางการเงน (ดอกเบย) และคาเสอมราคาแลว

ระยะเวลาคนทน = ระยะเวลาทท าใหกระแสเงนสดรบสะสมมคาเทากบเงนลงทนเรมแรก

Page 30: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

36

มลคาปจจบนสทธ (NPV)

2) วธมลคาปจจบนสทธ (Net Present Value หรอ NPV) คอการประเมนหา ผลรวมสทธของมลคาปจจบนของกระแสเงนสดทงรบและจายทเกดขนตลอด

ชวงอายของสถานบรการโดยการลดคาดวยอตราลดคาโดยแสดงออกในรปสมการไดดงน

โดยท NCFt= เปนกระแสเงนสดสทธรายปตงแตปลายปท 1 ถงปลายปท n

r = อตราผลตอบแทนทตองการหรอตนทนของเงนทน I0 = เงนจายลงทนตอนเรมแรก = ผลบวกของกระแสเงนสดสทธตงแตปลายปท 1 ถงปลายปท n

การประเมนสถานบรการดวยวธมลคาปจจบนสทธหากค านวณคาปจจบนสทธเปนบวกหรอเปนศนยแสดงวาควรลงทนสรางสถานบรการและควรปฎเสธการลงทนสรางสถานบรการถามคาปจจบนสทธเปนลบ

3) อตราผลตอบแทนภายใน (Internal Rate of Return หรอ IRR) เปนอตราท น าไปลดคาแลวท าใหกระแสเงนสดรบเทากบกระแสเงนสดจายพอดนนคอ

NPV = 0 วธการค านวณกเหมอนกบวธการของ NPV เพยงแตเปลยนการใชอตราลดคาจากอตราผลตอบแทนขนต ามาเปนลองใชอตราลดคาหลายๆคาจนกระทงไดมลคาปจจบนรวมสทธเทากบศนยอตราลดคาทไดนนคออตราผลตอบแทนซอลดทแสดงถงความสามารถในการท าก าไรทแทจรงของสถานบรการถาคาอตราลดคาทค านวณไดมคาสงกวาหรอเทากบผลตอบแทนขนต าของสถานบรการกยอมรบสรางสถานบรการและปฎเสธสรางสถานบรการถาอตราลดคาทค านวณไดมคานอยกวาผลตอบแทนขนต าของสถานบรการ

Page 31: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

37

2.2 งานวจยทเกยวของ

การศกษาความคมทนในการใชพลงทางเลอก (CNG) กบรถบรรทกขนสงโดยการดดแปลงเครองยนต ( NGV Dedicated Retrofit ) กรณศกษาบรษทมาตรศรขนสงจ ากด สภฤกษ ศรสข, พงษสทธ ศรครนทร, เผาภคศรสข (พ.ศ.2547) สภาพการของเศรษฐกจการด าเนนธรกจและการด ารงชวตในปจจบนลวนแตไดรบผลกระทบจากราคาน ามนเชอเพลงทปรบราคาสงขนทกๆวนจนถงระดบทเรยกไดวาเปนวกฤตทางพลงงานของคนทวโลกไมวาจะมสาเหตมาจากการทปรมาณน ามนส ารองของโลกทลดนอยลงหรอการเกงก าไรราคาน ามนดบในตลาดโลกซงไมใชเพยงธรกจการคาหรอภาคประชาชนเทานนทไดรบผลกระทบในทกภาคสวนของธรกจและภาคราชการตางไดรบผลกระทบจากปญหาราคาน ามนเชอเพลงในการด าเนนธรกจและเปนปจจยหลกของการพฒนาประเทศในเชงเศรษฐศาสตรดงนนตนทนในการขนสงไมวาจะเปนสนคาบรการหรอการเดนทางตางประสบกบปญหานและเปนสาเหตหลกทท าใหทกหนวยงานทกฝายตางเรงปรบตวในการอยรอดโดยการลดตนทนดานพลงงานไมวาจะเปนการหาวธการในการประหยดการใชน ามนเชอเพลงหรอการพยายามเสาะแสวงหาพลงทางเลอกทดแทนน ามนเชอเพลงเพอความอยรอดในการด าเนนธรกจและการด ารงชวตซงพลงงานทางเลอก (Alternative Energy) เปนสงททกหนวยงานทกฝายตางใหความส าคญและเลงเหนถงโอกาสในการน ามาใชทดแทนน ามนเชอเพลงซงพลงทางเลอกเองมมากมายหลายอยางทจะสามารถน ามาใชแทนน ามนเชอเพลงไดเชนกาซธรรมชาตอด (Compressed Natural Gas ; CNG) กาซหงตม (Liquefied Petroleum Gas ; LPG) น ามนแกสโซฮอลไบโอดเซลเปนตน

กรมธรกจพลงงาน (2548) ไดศกษาการใชกาซธรรมชาตส าหรบยานยนตพบวากาซธรรมชาต NGV (Natural Gas Vehicle) มสวนประกอบหลกคอกาซมเทนทมคณสมบตเบากวาอากาศมสภาพเปนกาซทถกอดจนมความดนสง (ประมาณ 3,000 ปอนดตอตารางนว) มการเกบไวในถงทมความแขงแรงทนทานสงขอดของกาซ NGV คอเกดการเผาไหมสมบรณใหมลพษต าโดยเฉพาะปรมาณฝ นละอองและควนด า

รปแบบการใช NGV กบรถยนตม 2 ประเภทคอสามารถใชทดแทนการใชน ามนเบนซนและใชทดแทนการใชน ามนดเซลซงรปแบบทงสองรปแบบนสามารถใชกบรถยนตทใชกาซ NGV เปนเชอเพลงอยางเดยวหรอใชแบบระบบเชอเพลงรวม

Page 32: 2.1 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องresearch-system.siam.edu/images/independent/A...8 คุณสมบตัิของก๊าซธรรมชาติไม่มีสีไม่มีกลิ่น

38

ขอเสนอแนะส าหรบการตดตงอปกรณใชกาซ NGV คอควรเลอกตดตงอปกรณกาซใหเหมาะสมกบเครองยนตทใชงานอยนอกจากนควรพจารณาถงคาใชจายในการตดตงระยะเวลาในการคนทนการใหบรการหลงการตดตงและคาใชจายในการดแลซอมบ ารงในระยะยาว

ประโยชนทไดรบจากการใชกาซธรรมชาตในภาคการขนสงคอชวยลดปรมาณมลพษทปลอยมาจากไอเสยรถยนตโดยเฉพาะปรมาณควนด าชวยประเทศไทยลดการพงพาการน าเขาน ามนดบจากตางประเทศซงจะชวยลดการขาดดลการคาไดสวนหนงสรางมลคาเพมใหกบการใชกาซธรรมชาตใหประชาชนไดใชประโยชนจากการใชกาซธรรมชาตโดยตรงและสรางธรกจใหมใหกบประเทศไทย

พจนา สายทอง (2548) ไดศกษาเรอง “ความเปนไปไดทางเศรษฐศาสตรโครงการใชกาซ ธรรมชาตอดในรถยนตโดยสารประจ าทาง : กรณศกษาบรษทขนสงจ ากด” โดยมวตถประสงคหลกในการศกษาเพอวเคราะหความเปนไปไดทางเศรษฐศาสตรโครงการการใชกาซธรรมชาตอดในรถยนตโดยสารประจ าทางของบรษทขนสงจ ากดเพอใหสามารถลดตนทนทางการเดนรถของบรษทผลการวเคราะหความเปนไปไดทางเศรษฐศาสตรของโครงการใชกาซธรรมชาตอดในรถยนตโดยสารประจ าทางโดยราคากาซธรรมชาตทระดบ 7.64 บาทตอกโลกรมและราคาของน ามนดเซลอยทระดบราคา 14.59 บาทตอลตรก าหนดอายโครงการเทากบ 10 ปใชอตราคดลดรอยละ 12 พบวาทางดานการเงนโครงการมมลคาปจจบนสทธมคาเทากบ 13,573,707.60 บาทอตราสวนผลประโยชนตอทนมคาเทากบ 1.71 อตราผลตอบแทนภายในโครงการมคาเทากบรอยละ 29.53 และระยะเวลาคนทนของโครงการเทากบ 4 ป 6 เดอนและทางดานเศรษฐศาสตรโครงการมมลคาปจจบนสทธเทากบ 11,306,388.59 บาทอตราสวนผลประโยชนตอตนทนมคาเทากบ 1.83 และอตราผลตอบแทนภายในโครงการมคาเทากบรอยละ 30.75 โครงการยงมความคมคาตอการลงทนและการเพมขนของตนทนและการลดลงของผลประโยชนโครงการรอยละ 10 และ 20 พรอมกนโครงการดงกลาวยงมความคมคาตอการลงทนแตหากมการเพมขนของตนทนและการลดลงของผลประโยชนโครงการรอยละ 30 พรอมกนจะท าใหโครงการไมมความคมคาตอการลงทนอกตอไป