Boilers (หม้อไอน้ำ)

หม้อไอน้ำ (Boilers) เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานด้วยการเผาไหม้เชื้อเพลิง แล้วถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นให้กับน้ำในภาชนะอัดความดัน เพื่อกำเนิดไอน้ำที่มีความดันและอุณหภูมิที่กำหนด

หม้อไอน้ำที่ใช้ในการผลิตไอน้ำ มีใช้กันทั่วไปใน อาคารสำนักงาน โรงงานผลิตต่างๆ เรือ โรงไฟฟ้า เป็นต้น ด้วยเหตุนี้จึงมีการออกแบบหม้อไอน้ำหลายชนิดเพื่อให้ได้รูปแบบที่เหมาะกับการใช้งาน หม้อไอน้ำมีหลายขนาดตั้งแต่ไม่กี่ตันต่อชั่วโมง(t/h) จนถึงหลายพัน t/h

ประเภทของหม้อไอน้ำ

หม้อไอน้ำสามารถแบ่งได้เป็น Cylindrical boiler ซึ่งตัวหม้อไอน้ำประกอบด้วย Drum  รูปทรงกระบอกขนาดใหญ่ Water tube boiler ซึ่งประกอบด้วยท่อน้ำขนาดเล็กจำนวนมาก ตัว Drum และ Header และ หม้อไอน้ำชนิดพิเศษซึ่งไม่จัดอยู่ในประเภทใดประเภทหนึ่งข้างต้นซึ่งแต่ละประเภทสามารถแยกย่อยละเอียดได้อีกดังนี้

รูป ประเภทหลัก ๆ ของหม้อไอน้ำ

Cylindrical boiler

Cylindrical boiler เป็นหม้อไอน้ำที่ประกอบด้วย Drum รูปทรงกระบอกขนาดใหญ่ ภายใน Drum มีห้องเผาไหม้ติดตั้งอยู่ น้ำในหม้อจะไหลเวียนด้วยวิธี Natural circulation เพื่อรับความร้อนจากห้องเผาไหม้ หม้อไอน้ำแบบนี้นิยมใช้กันมาแต่อดีตในลักษณะของหม้อไอน้ำขนาดเล็ก มีกำลังผลิตไอน้ำไม่เกินกี่สิบ t/h และความดันไม่เกินประมาณ 1 MPa และยังมีติดตั้งอยู่เป็นจำนวนมากในสถานประกอบการต่างๆ

Vertical boiler เป็นหม้อไอน้ำที่ติดตั้ง Boiler drum รูปทรงกระบอกในทิศทางตั้งขึ้น ภายใน Drum มีห้องเผาไหม้ ส่วน Flue boiler เป็นหม้อไอน้ำที่ติดตั้ง Boiler drum รูปทรงกระบอกในทิศทางนอน ภายใน Drum มีท่อ Flue อยู่ 1-3 ท่อ ส่วน Fire tube boiler เป็นหม้อไอน้ำที่ใน Boiler drum มีน้ำบรรจุอยู่ ในน้ำจะมีท่อขนาดเล็กจำนวนมากซึ่งเป็นช่องทางไหลของก๊าซเผาไหม้ติดตั้งไว้ หม้อไอน้ำเหล่านี้ด้วยข้อจำกัดทางโครงสร้าง ไม่สามารถทำให้พื้นที่ถ่ายเทความร้อนมีขนาดใหญ่ได้ ดังนั้น ประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำจึงจำกัดอยู่ที่ 50-80%

ในบรรดาหม้อไอน้ำ Cylindrical boiler หม้อไอน้ำแบบนี้จะมีพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนมาก มีประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำสูงถึง 85-90%

รูป หม้อไอน้ำ Flue & fire tube boiler (Cylindrical boiler)

สมบัติของ Cylindrical boiler เทียบกับ Water tube boiler มีดังต่อไปนี้

ข้อดี

(1) โครงสร้างไม่ซับซ้อน

(2) การบังคับควบคุม-เดินเครื่องทำได้สะดวก

(3)  ต้นทุนอุปกรณ์ค่อนข้างถูก

(4)  กินพื้นที่ติดตั้งน้อย

(5)  หากปริมาณการใช้ไอน้ำเปลี่ยนไป ความดันไอน้ำก็จะเปลี่ยนแปลงไปน้อย

ข้อเสีย

(1) ไม่เหมาะสำหรับผลิตไอน้ำความดันสูง

(2) ไม่เหมาะสำหรับผลิตไอน้ำปริมาณมาก

(3) ใช้เวลานานนับตั้งแต่เริ่มเดินเครื่องจนสามารถผลิตไอน้ำตามที่กำหนดได้

หม้อไอน้ำในปัจจุบันเกือบทั้งหมด จะเป็น Package boiler ซึ่งโรงงานผลิตจะประกอบตัวหม้อไอน้ำกับอุปกรณ์เสริมต่างๆ เช่น อุปกรณ์ควบคุมการเดินเครื่อง ฯลฯ ให้เสร็จบนฐานโครงเหล็กที่แข็งแรง แล้วขนด้วยรถพ่วง ฯลฯ ไปติดตั้งยังสถานที่ใช้งานโดยตรง หม้อไอน้ำแบบนี้นอกจากจะลดทอนความยุ่งยากในการติดตั้ง ณ สถานที่จริงได้แล้ว โรงงานผลิตยังทำการทดลองเดินเครื่องและปรับแต่งมาให้เสร็จก่อนจะส่งมอบ ดังนั้น จึงสามารถลดระยะเวลาที่ต้องในการปรับแต่ง ณ สถานที่จริงได้ ทำให้สามารถมีหม้อไอน้ำใช้งานด้วยราคาถูกกว่าและรวดเร็วกว่าหม้อไอน้ำแบบอื่น จึงนิยมใช้กันมากขึ้นเรื่อยๆ

Water tube boiler

Water tube boiler ประกอบด้วยท่อน้ำจำนวนมากซึ่งมีน้ำไหลอยู่ภายในกับ Drum จำนวน 1 ดรัมหรือหลายดรัม ก๊าซเผาไหม้จะให้ความร้อนแก่น้ำในท่อ ทำให้เกิดไอน้ำ หม้อไอน้ำแบบนี้สามารถจัดเรียงท่อน้ำหลายๆ ท่อเพื่อให้มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อนมาก จึงสามารถใช้กับหม้อไอน้ำขนาดใหญ่ที่ผลิตไอน้ำที่อุณหภูมิและความดันสูง

รูป หม้อไอน้ำ Water tube boiler

Source : science.howstuffworks.com, (2015)

สมบัติของ Water tube boiler เทียบกับหม้อไอน้ำแบบอื่นๆ มีดังต่อไปนี้

ข้อดี

(1)  สามารถออกแบบให้มีท่อน้ำจำนวนมาก จึงมีพื้นที่ถ่ายเทความร้อนมาก สามารถสร้าง หม้อไอน้ำขนาดใหญ่ได้

(2) สามารถออกแบบหม้อไอน้ำให้ท่อน้ำและ Drum มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กกว่าหม้อไอน้ำแบบอื่นๆ จึงเหมาะกับการผลิตไอน้ำความดันสูง

(3)   สามารถออกแบบให้ท่อน้ำจัดเรียงกันอย่างหนาแน่นรับความร้อนจากก๊าซเผาไหม้ จึงสามารถผลิตไอน้ำได้จำนวนมากต่อพื้นที่ถ่ายเทความร้อนหนึ่งหน่วย

(4) มีความยืดหยุ่นในการจัดเรียงท่อน้ำสูง จึงสามารถออกแบบรูปร่างของห้องเผาไหม้และหม้อไอน้ำได้หลายแบบมากขึ้น

(5) สามารถรักษาประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำให้อยู่ในระดับสูงได้ 

ข้อเสีย

(1) เนื่องจากน้ำในหม้อจะไหลผ่านท่อน้ำซึ่งมีขนาดเล็กจึงต้องใช้น้ำที่มีคุณภาพสูงและต้องมีระบบบำบัดน้ำที่ดี

(2) เทียบกับพื้นที่ถ่ายเทความร้อน ส่วนที่เป็นน้ำจะมีขนาดเล็กแต่สามารถผลิตไอน้ำในปริมาณมาก ดังนั้น เมื่อภาระไอน้ำเปลี่ยนแปลงไป ความดันและอุณหภูมิของไอน้ำจะเปลี่ยนแปลงค่อนข้างมาก

(3) เนื่องจาก Drum มีขนาดเล็ก พื้นที่ผิวน้ำจะมีขนาดเล็กเทียบกับส่วนที่เป็นน้ำดังนั้น จึงเกิด Priming ได้ง่าย

(4) มีโครงสร้างซับซ้อน ต้องใช้ความระมัดระวังในการใช้งาน

Water tube boiler เมื่อจำแนกตามวิธีการไหลเวียนน้ำในหม้ออาจจัดเป็น Natural circulation boiler กับ Forced circulation boiler โดย

Natural circulation boiler เป็นหม้อไอน้ำที่ทำการไหลเวียน โดยอาศัยความแตกต่างของความหนาแน่นของน้ำในท่อน้ำที่ได้รับความร้อนจากก๊าซเผาไหม้

Forced circulation boiler นั้นจะใช้ปั๊มหรืออุปกรณ์อื่น ๆ บังคับให้เกิดการไหลเวียนของน้ำในหม้อไอน้ำเมื่อหม้อไอน้ำมีความดันใช้งานสูงขึ้น เนื่องจากค่าความแตกต่างความหนาแน่นระหว่างไอน้ำกับน้ำจะลดลงทำให้การไหลเวียนของน้ำไม่เพียงพอ จึงต้องใช้วิธีบังคับให้เกิดการไหลเวียนของน้ำในหม้อ

Natural circulation boiler

Natural circulation boiler แบ่งออกเป็นแบบท่อตรง แบบท่อโค้ง และแบบแผ่รังสี หม้อไอน้ำแบบท่อตรงจะใช้ท่อน้ำที่เป็นท่อตรง ซึ่งอาจใช้กับ Package boiler ขนาดเล็กที่มีความดันไม่เกิน 1 MPa และผลิตไอน้ำได้ไม่กี่ t/h แต่เนื่องจากไม่สามารถรองรับการขยายตัวเนื่องจากความร้อนได้ดี หม้อไอน้ำขนาดนี้จึงมักใช้ใน Cylindrical boiler เป็นหลัก ปัจจุบันนี้ไม่ค่อยผลิตแบบท่อตรงแล้ว ส่วนหม้อไอน้ำแบบท่อโค้งจะติดตั้งท่อน้ำโดยเจาะรู Drum ตามทิศทางรัศมี ความหนาของ Drum จึงสม่ำเสมอดี และติดตั้งได้อย่างแน่นหนา รวมทั้งในการผลิตท่อน้ำ จะทำให้สามารถงอได้อย่างค่อนข้างอิสระ เพื่อให้เมื่อขยายตัวด้วยความร้อนแล้วท่อน้ำจะไม่เกิดความเค้นมาก จึงใช้กับหม้อไอน้ำความดันปานกลางและความดันสูง สำหรับหม้อไอน้ำความดันสูงขนาดใหญ่ เช่น ที่ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน เนื่องจากความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอของน้ำจะลดลงเมื่อความดันสูงขึ้น ดังนั้น จึงสามารถทำให้หม้อไอน้ำมีโครงสร้างที่การถ่ายเทความร้อนด้วยการแผ่รังสีของก๊าซเผาไหม้ภายในห้องเผาไหม้ (เตา) สามารถชดเชยความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอของน้ำในหม้อได้ หม้อไอน้ำแบบนี้เรียกว่า Water tube boiler แบบแผ่รังสี

รูป ลักษณะการไหลของน้ำและไอน้ำใน Natural circulation boiler

Forced circulation boiler

Forced circulation boiler เป็นหม้อไอน้ำที่บังคับให้น้ำในหม้อหมุนเวียนด้วยกำลังขับจากปั๊มหรืออุปกรณ์อื่นๆ เทียบกับหม้อไอน้ำ Natural circulation boiler แล้ว จะออกแบบให้ท่อน้ำมีขนาดเล็กกว่าได้ รวมทั้งไม่มีข้อจำกัดในการออกแบบการจัดวางท่อน้ำ และสามารถสร้างหม้อไอน้ำขนาดใหญ่ที่มีความดันและอุณหภูมิสูงได้ จึงนิยมใช้กันมากในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน นอกจากนี้ ในหม้อไอน้ำ Waste-heat boiler ต่างๆ ที่กำเนิดไอน้ำจากความร้อนทิ้งที่มีอุณหภูมิค่อนข้างต่ำเทียบกับก๊าซเผาไหม้ เช่น จากก๊าซไอเสียจากเตาเผาต่างๆ เราจำเป็นต้องออกแบบพื้นที่ถ่ายเทความร้อนให้มีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะทำได้ภายในมิติที่จำกัด เพื่อให้สามารถนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง ดังนั้น โดยมากมักจะใช้หม้อไอน้ำ Forced circulation boiler

รูป ลักษณะการไหลของน้ำและไอน้ำใน Forced circulation boiler

Once-through boiler

Once-through boiler เป็นหม้อไอน้ำที่ทำการให้ความร้อน กำเนิดไอน้ำและทำ Superheat เพื่อกำเนิดไอดงโดยมีน้ำเลี้ยงจากปั๊มน้ำ ไหลผ่านท่อน้ำยาวต่อเนื่องเพียงครั้งเดียว เนื่องจากหม้อไอน้ำแบบนี้ไม่มีการหมุนเวียนน้ำ ดังนั้น โดยทั่วไปจึงไม่ต้องมี Drum หม้อไอน้ำที่เดินเครื่องด้วยความดันสูงกว่าความดันวิกฤติ จะไม่สามารถแยกไอน้ำออกจากน้ำได้ จึงต้องใช้หม้อไอน้ำ Once-though boiler

รูป ลักษณะการไหลของน้ำและไอน้ำใน Once-through boiler

หม้อไอน้ำพิเศษ

หม้อไอน้ำพิเศษมีหลายชนิด เช่น หม้อไอน้ำที่ใช้เชื้อเพลิงชนิดอื่นนอกเหนือจากเชื้อเพลิงปกติ หม้อไอน้ำที่ใช้ตัวกลางความร้อนชนิดพิเศษมากำเนิดไอ และหม้อไอน้ำที่มีโครงสร้างพิเศษ

หม้อไอน้ำเชื้อเพลิงพิเศษ

ผลพลอยได้จากกระบวนการผลิตต่างๆ มีการนำมาใช้ประโยชน์เป็นเชื้อเพลิงตั้งแต่อดีตแล้ว ตัวอย่างเช่น ก๊าซ Blast furnace ก๊าซ Coke oven ก๊าซผลพลอยได้จากโรงงานปิโตรเคมี ของเหลวทิ้งจากโรงงานกระดาษ (Black liquor) เป็นต้น เนื่องจากเชื้อเพลิงผลพลอยได้เหล่านี้อาจมีค่าความร้อนต่ำ หรือค่าความร้อนและปริมาณที่เกิดขึ้นอาจเปลี่ยนแปลงไปได้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงการเดินเครื่องจักรที่กำเนิดผลพลอยได้เหล่านั้น ดังนั้น จึงต้องใช้หม้อไอน้ำที่สามารถรองรับสภาพเช่นนั้นได้ นอกจากนี้ ยังมีหม้อไอน้ำที่ใช้ COM (Coal oil mixture) และ CWM (Coal water mixture) เป็นเชื้อเพลิงอีกด้วย เชื้อเพลิงเหล่านี้เป็นการนำถ่านหินซึ่งเป็นเชื้อเพลิงแข็งแต่มีปริมาณสำรองมากมาใช้ประโยชน์ โดยนำถ่านหินป่นละเอียดมาผสมกับน้ำมันหนักหรือน้ำ ทำให้ไหลได้ (Fluidization) แล้วใช้เป็นเชื้อเพลิงเหลว

หม้อไอน้ำของเหลวพิเศษ

หม้อไอน้ำที่ใช้ตัวกลางในการทำงานอื่นนอกเหนือจากน้ำ แต่เดิมเคยนำตัวกลางที่มีจุดเดือดต่ำ เช่น  Freon หรือ Fluorenol มาใช้เพื่อนำความร้อนทิ้งที่มีอุณหภูมิต่ำมาใช้ประโยชน์ อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุผลเรื่องการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมโลก ปัจจุบันเราไม่ใช้หม้อไอน้ำที่ใช้ตัวกลางเหล่านี้อีกแล้ว แต่มีการพัฒนาหม้อไอน้ำ Waste-heat recovery boiler ซึ่งใช้ตัวกลางของไหล 2 ชนิดที่มีจุดเดือดต่ำผสมกัน ได้แก่ แอมโมเนียกับน้ำ

Fluidized bed boiler

เพื่อใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพ หม้อไอน้ำ Fluidized bed boiler จึงกำลังได้รับความสนใจเนื่องจากสามารถใช้เชื้อเพลิงได้หลายชนิด รวมทั้งถ่านหินที่มีคุณภาพต่ำ ซึ่งแต่เดิมไม่สะดวกที่จะนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิง  โดยมีโครงสร้างที่ด้านล่างของเตาเผาจะมี Plate distributor ซึ่งมีรูเล็กๆ อยู่จำนวนมากสำหรับพ่นอากาศสำหรับเผาไหม้เข้าไป และจะป้อนถ่านหินป่นเข้าไปในเตาเผา ผงถ่านหินที่ป้อนเข้าไปจะแสดงปรากฏการณ์ Fluidization เสมือนกับของเหลวกำลังเดือดอยู่ และเผาไหม้ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง วิธีนี้ภายใน Fluidized bed จะมีอุณหภูมิต่ำ สามารถลดการเกิดไนโตรเจนออกไซด์ได้ และหากป้อนปูนขาวหรือสารกำจัดกำมะถันอื่นๆ เข้าไปด้วย จะสามารถกำจัดกำมะถันได้ภายในเตา จึงมีสมบัติที่สามารถเผาไหม้ถ่านหินได้อย่างสะอาด นอกจากนี้ ระยะหลังยังมีการพัฒนาหม้อไอน้ำ Circulating fluidized bed เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้อีกด้วย

รูป หม้อไอน้ำ Fluidized bed boiler

Waste-heat boiler

ก๊าซไอเสียที่ปล่อยจากเตาให้ความร้อน เตาหลอม และ Cement kiln ต่างๆ จะมีอุณหภูมิค่อนข้างสูง จึงสามารถนำมาเป็นแหล่งความร้อนสำหรับหม้อไอน้ำได้ หม้อไอน้ำที่กำเนิดความร้อนด้วยความร้อนทิ้งแบบนี้จะเรียกรวมๆ ว่า Waste-heat boiler โครงสร้างของตัวหม้อไอน้ำจะไม่แตกต่างจากหม้อไอน้ำทั่วไปมากนัก แต่เนื่องจากอุณหภูมิของความร้อนทิ้งจะต่ำกว่าหม้อไอน้ำแบบเผาไหม้เชื้อเพลิง ดังนั้น จึงมีแนวโน้มที่จะมีพื้นที่ถ่ายเทความร้อนขนาดใหญ่กว่า

Cast iron boiler 

Cast iron boiler ใช้กันมากในหม้อไอน้ำความดันต่ำสำหรับปรับอากาศร้อนในอาคาร สำนักงาน ฯลฯ โดยทั่วไปจะประกอบจากชิ้นส่วนรูปกล่องทำจากเหล็กหล่อ เรียกว่า Section ข้อดีคือมีโครงสร้างแบบถอดประกอบ จึงสามารถขนเข้าไปประกอบในห้องใต้ดินหรือสถานที่อื่นๆ ได้สะดวก และสามารถเพิ่มหรือลดความจุ (Capacity) ของหม้อไอน้ำได้สะดวกด้วยการเพิ่มหรือลดจำนวนของ Section รวมทั้งทนการกัดกร่อนได้ดีอีกด้วย

รูป Cast iron boiler

ความจุ (Capacity) กับประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำ (ฺBoiler Efficiency)

ความจุ หรือขนาด (Capacity) ของหม้อไอน้ำ โดยมากจะแสดงด้วยปริมาณไอน้ำที่ผลิตได้ต่อหนึ่งหน่วยเวลา ได้แก่ ปริมาณไอน้ำต่อชั่วโมง W [t/h] อย่างไรก็ตาม ปริมาณไอน้ำที่กำเนิดจากหม้อไอน้ำไม่เพียงแต่จะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันของไอน้ำเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของน้ำเลี้ยงด้วย ดังนั้น บางครั้งจึงใช้ปริมาณไอน้ำสมมูล ซึ่งเป็นวิธีแสดงด้วยค่าที่แปลงให้เทียบเท่ากับกรณีที่ผลิตไอน้ำแห้ง 100°C จากน้ำอิ่มตัว 100°C ภายใต้ความดันบรรยากาศมาตรฐาน ถ้าให้เอนทัลปี (h) ของน้ำเลี้ยงมีค่าเท่ากับ h₀   [kJ/kg] และของไอน้ำที่เกี่ยวข้องเท่ากับ   h₁ [kJ/kg] และให้ปริมาณไอน้ำของหม้อไอน้ำเท่ากับ W [t/h] แล้ว ปริมาณไอน้ำสมมูล V จะเท่ากับ

โดยที่ ค่า 2,257  kJ/kg เป็นความร้อนแฝง (Latent heat) ของการกลายเป็นไอที่ความดันบรรยากาศมาตรฐาน

ความจุของหม้อไอน้ำอาจแสดงด้วยพื้นที่ถ่ายเทความร้อนก็ได้ พื้นผิวที่ด้านหนึ่งสัมผัสกับน้ำ (หรือไอน้ำในกรณีของ Superheater) อีกด้านหนึ่งสัมผัสกับก๊าซเผาไหม้ เรียกว่า พื้นผิวถ่ายเทความร้อน ผลรวมของพื้นที่ที่วัดได้ด้านก๊าซเผาไหม้ เรียกว่า พื้นที่ถ่ายเทความร้อน นอกจากนั้น ปริมาณไอน้ำที่เกิดขึ้นต่อพื้นที่ถ่ายเทความร้อนหนึ่งหน่วย [kg/(m²h)] เรียกว่า Load ratio ของพื้นผิวถ่ายเทความร้อน เนื่องจากค่านี้จะขึ้นอยู่กับประเภทของหม้อไอน้ำเป็นหลัก หากรู้ประเภทของหม้อไอน้ำและพื้นที่ถ่ายเทความร้อน ก็สามารถประมาณความจุโดยคร่าวๆ ได้

นอกจากนี้ สำหรับหม้อไอน้ำที่มี Grate (ตะแกรง) สำหรับเผาไหม้เชื้อเพลิงแข็ง บางครั้งจะแสดงความจุของหม้อไอน้ำด้วยพื้นที่ของ Grate ก็ได้

ประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำ (Boiler Efficiency) แสดงถึงปริมาณความร้อนที่ได้ประโยชน์เทียบกับความร้อนของเชื้อเพลิงที่ป้อนเข้าไป เนื่องจากหม้อไอน้ำในทางปฏิบัติ จะไม่สามารถใช้ค่าความร้อนของเชื้อเพลิงไปกำเนิดไอน้ำทั้งหมด เพราะว่ามีพลังงานสูญเสียต่าง ๆ

ประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำ แสดงได้ด้วยปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการผลิตไอน้ำ หารด้วยปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นในการเผาไหม้สมบูรณ์ของเชื้อเพลิงที่ใช้ไป ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการผลิตไอน้ำสามารถหาได้จากค่าเอนทัลปีของไอน้ำที่เกิดขึ้นลบด้วยเอนทัลปีของน้ำเลี้ยง และในการคำนวณปริมาณความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง เนื่องอุณหภูมิของก๊าซไอเสียที่ออกมาจากหม้อไอน้ำโดยทั่วไปจะไม่ต่ำกว่า 100 °C ทำให้ความชื้นในก๊าซไอเสียอยู่ในสภาพไอน้ำ ดังนั้น โดยมากจึงใช้ค่าความร้อนต่ำ (LHV) ของเชื้อเพลิง เมื่อให้ประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำเท่ากับ η แล้ว จะหาค่าได้ดังสูตรต่อไปนี้

ในที่นี้ ให้ปริมาณการผลิตไอน้ำของหม้อไอน้ำเท่ากับ W [kg/h] ให้เอนทัลปีของน้ำที่ทางเข้าหม้อไอน้ำและของไอน้ำที่ทางออกเท่ากับ h₀ และ h₁ ตามลำดับ  [kJ/kg of steam] ให้ปริมาณเชื้อเพลิงที่ใช้ไปเท่ากับ G [kg/h] และให้ค่าความร้อนต่ำของเชื้อเพลิงเท่ากับ H_L [kJ/kg of fuel]

อ้างอิง

สำนักพัฒนาทรัพยากรบุคคลด้านพลังงาน. (2004).Thermal system and steam utilizing equipment . Retrieved from DEDE:http: www2.dede.go.th/bhrd/old/Download/file_handbook/Pre_Heat/pre_heat_9.pdf