โดยที่

h₁ = เอนทาลปี (Enthalpy) ของไอน้ำขาเข้ากังหัน (จุดเข้า)

h₂ = เอนทาลปี (Enthalpy) ของไอน้ำขาออกจากกังหัน (จุดออกจริง) โดยหากเป็นไอน้ำเปียกจะใช้ค่า Quality (x) ประกอบการคำนวณ

h₂s = เอนทาลปี (Enthalpy) ของไอน้ำขาออกจากกังหัน หากกระบวนการเป็นแบบ Isentropic (จุดออกในอุดมคติ) โดยมีเอนโทรปี (Entropy, s) เท่ากับไอน้ำขาเข้า (s₁ = s₂s)

การคำนวณแบบ Isentropic Efficiency จะให้ภาพที่แม่นยำยิ่งขึ้นเกี่ยวกับประสิทธิภาพภายในของกังหัน โดยเปรียบเทียบพลังงานกลที่ผลิตได้จริง กับพลังงานที่ควรจะได้รับ หากการขยายตัวของไอน้ำเป็นแบบสมบูรณ์แบบ (ไม่มีการสูญเสียพลังงานจากเอนโทรปีที่เพิ่มขึ้น) ซึ่งช่วยสะท้อนให้เห็นว่าเกิดการสูญเสียพลังงานในส่วนไหนบ้าง และมากน้อยเท่าไหร่ 

การคำนวณค่า Enthalpy ของไอน้ำเปียก (Wet Steam) ต้องพิจารณาอะไรบ้าง?

ในกรณีที่กังหันไอน้ำมีการปล่อยไอน้ำออกในสภาวะที่ยังไม่แห้งสนิท หรือที่เรียกว่า “ไอน้ำเปียก” การหาค่าเอนทาลปี (h) เพื่อประเมินประสิทธิภาพของระบบจำเป็นต้องใช้ค่าคุณภาพของไอน้ำ Quality (x) หรือ Steam Wetness (1-x) ซึ่งแสดงถึงสัดส่วนของไอน้ำแห้งที่อยู่ในส่วนผสม และจะมีผลอย่างมากต่อพลังงานที่สามารถนำมาใช้งานจริง

ค่าที่จำเป็นในการคำนวณ หาได้จากไหน?

ข้อมูลพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการคำนวณประสิทธิภาพเหล่านี้ เช่น อัตราการไหลของไอน้ำ (Steam flow), อุณหภูมิไอน้ำ (Steam temperature), และความดันไอน้ำ (Steam pressure) สามารถหาได้จากระบบเครื่องมือวัดและควบคุม (Instrumentation & Control System) ที่ติดตั้งอยู่ในโรงไฟฟ้าและโรงงานอุตสาหกรรมเกือบทุกแห่ง

อย่างไรก็ตาม สำหรับค่า Steam Quality (ค่า X) ที่จุดออกของกังหัน มักจะ ไม่ได้มีการวัดโดยตรงด้วยเซ็นเซอร์ทั่วไป แต่จะถูกคำนวณ โดยอาศัยข้อมูลความดันและอุณหภูมิของไอน้ำขาออก รวมถึงข้อมูลอื่นๆ ประกอบ หากต้องการคำนวณแบบ Real-time จะต้องใช้ซอฟต์แวร์พิเศษในการช่วยคำนวณ

ปัจจัยที่กระทบต่อประสิทธิภาพของ Steam Turbine มีอะไรบ้าง?

• อุณหภูมิและความดันไอน้ำขาเข้า: ยิ่งไอน้ำที่ป้อนเข้ากังหันมีอุณหภูมิและความดันสูงเท่าใด พลังงานที่สามารถดึงออกมาเพื่อขับเคลื่อนกังหันก็จะยิ่งมาก ส่งผลให้ประสิทธิภาพสูงขึ้น

• อุณหภูมิและความดันไอน้ำขาออก (Condenser Pressure): ยิ่งอุณหภูมิและความดันของไอน้ำที่ออกจากกังหัน (ซึ่งจะเข้าสู่ Condenser) ต่ำเท่าใด ความแตกต่างของพลังงานก็จะยิ่งมาก ทำให้กังหันสามารถผลิตพลังงานได้มากขึ้นและมีประสิทธิภาพสูงขึ้น

• การออกแบบของกังหัน: รูปแบบของใบกังหันและโครงสร้างภายในทั้งหมด มีผลอย่างมากต่อการไหลของไอน้ำและการถ่ายเทพลังงาน การออกแบบที่เหมาะสมจะช่วยลดการสูญเสียพลังงานจากการไหลเวียนของไอน้ำ
• สภาพการใช้งานและการบำรุงรักษา: การสึกหรอ การปนเปื้อนของสิ่งสกปรก หรือการบำรุงรักษาที่ไม่เหมาะสม (เช่น ไม่ทำความสะอาด, ไม่เปลี่ยนชิ้นส่วนที่สึกหรอ) สามารถลดประสิทธิภาพของกังหันลงได้อย่างมีนัยสำคัญ