ทำความรู้จัก Process Design Questionnaire ตอนที่ ๒ MO Memoir : Thursday 15 January 2558

เรามาต่อกันจากตอนที่ ๑ คราวนี้มาดูที่หน้า Page 4 of 28 และ Page 5 of 28 กันบ้าง

3.0 Equipment designations (Page 4 of 28)

Equipment designation ก็คือการกำหนดชื่อให้กับอุปกรณ์นั่นเอง ที่เห็นกันทั่วไปก็อยู่ในรูป

YY - xxx - Z

โดย YY เป็นชื่อรหัสที่เป็นตัวอักษร (อาจมีเพียงตัวเดียวหรือสองตัว ไม่เคยเห็นมีมากกว่านี้) ที่บอกว่าอุปกรณ์ดังกล่าวเป็นอุปกรณ์ประเภทไหน (เช่น ปั๊ม คอมเพรสเซอร์ ถัง หอกลั่น ฯลฯ) การกำหนดแปลความหมายสัญญลักษณ์ YY นี้มันต้องระวังเหมือนกัน เพราะอุปกรณ์ประเภทเดียวกันก็ใช่ว่าจะใช้เหมือนกัน เดี๋ยวค่อยว่ากันอีกที
  

xxx เป็นตัวเลข ที่ผมเคยเห็นมักจะเป็นเลข ๓ หลักเป็นส่วนใหญ่ บางครั้งอาจมีเลข ๔ หลักบ้างสำหรับหน่วยผลิตขนาดใหญ่ แต่ไม่เห็นใช้เลขหลักเดียวหรือสองหลัก ทั้งนี้อาจเป็นเพราะว่าเขานิยมใช้เลขหลักแรกหรือสองหลักแรก (ตัวหน้าสุดหรือสองตัวแรก) เป็นตัวบอกว่าอุปกรณ์ชิ้นนั้นอยู่ในหน่วยผลิตหน่วยไหน (เป็นเลขรหัสหน่วยผลิต) และเลขสองตัวหลังเป็นเลขระบุตัวอุปกรณ์ว่ามีหลายเลขอะไร ซึ่งหน่วยผลิตย่อยแต่ละหน่วยก็มักจะมีไม่ถึงหนึ่งร้อยชิ้นอยู่แล้ว
  

ส่วน Z นั้นเป็นตัวอักษรที่มักเป็น A B หรือ C มักจะหมายถึงอุปกรณ์ที่เหมือนกันทำหน้าที่แบบเดียวกัน เช่นในกระบวนการผลิตที่เดินคู่ขนานกัน หรือระบุว่าตัวใดเป็นตัวหลักและตัวใดเป็นตัวสำรอง อย่างเช่นปั๊มที่มักจะมีตัวสำรองเสมอ ถ้าระบบนั้นใช้ปั๊มเพียงตัวเดียว ตัวหลักก็จะให้เป็นตัว A ตัวสำรองก็จะให้เป็น B แต่ถ้าระบบนั้นใช้ปั๊มสองตัวที่เหมือนกันก็อาจมีปั๊มสำรองเพียงตัวเดียว เช่นใช้ตัวหลักเป็น A และ B และ C เป็นตัวสำรองร่วมกับตัวหลัก A และ B (ระบบนี้ต้องมั่นใจว่า A และ B จะไม่เสียพร้อม ๆ กัน)

ทีนี้ลองมาดูว่าการกำหนดสัญญลักษณ์ตรง YY มันมีปัญหาอย่างไรบ้าง ตัวอย่างที่เอามาให้ดูนั้น (Page 4 of 28) เขาบอกว่าเป็นการกำหนดโดยอิงกับการควบคุมระเบียบบัญชีของเขา ซึ่งในความเห็นส่วนตัวของผมแล้วผมเห็นว่าไม่ใช่ระบบที่ดีสำหรับคนทำงานทางด้านวิศวกรรม เพราะมันไม่สื่อถึงอะไรเลย (พูดง่าย ๆ คือถ้าเห็นตัวย่อเพียงอย่างเดียวจะเดาไม่ได้ว่ามันควรเป็นอุปกรณ์ประเภทไหน) ที่ผมเคยเจอนั้นเขามักจะอิงจากอักษรตัวแรกของชื่อเรียกภาษาอังกฤษของอุปกรณ์ตัวนั้น ถ้ามีซ้ำกันจึงค่อยพิจารณาใช้อักษรตัวที่สองร่วมหรือไม่ก็เปลี่ยนไปใช้อักษรตัวอื่นแทน แต่ระบบนี้มันก็มีปัญหาเช่นกันเพราะอุปกรณ์บางชนิดชื่อภาษาอังกฤษมันมีอักษรตัวแรกที่เหมือนกัน หรือมีชื่อเรียกที่แตกต่างกัน
  

ยกตัวอย่างเช่นหอกลั่น ที่รายที่เรียกว่า Tower ก็จะใช้สัญญลักษณ์ T รายที่เรียกว่า Column ก็จะใช้สัญญลักษณ์ C สำหรับรายมองว่ามันเป็นอุปกรณ์ทำนองเดียวกับ Pressure vessel ต่าง ๆ ที่เขาอาจเรียกว่าเป็น Vessel หรือ Drum ก็จะใช้สัญญลักษณ์ V หรือ D และรายที่เรียกเป็น Fractionation column ก็อาจใช้สัญญลักษณ์ F
  

แต่ถ้าย่อ Tower เป็น T ก็จะไปซ้ำกับ Tank อีก ที่เคยเห็นถ้าเป็นกรณีเช่นนี้เขาจะเรียก Tank เป็น TK แต่ผมก็ไม่รู้เหมือนกันว่าทำไมไม่เรียก Tower เป็น TO หรือ TW

ทีนี้ถ้าเรียกหอกลั่นว่า Column โดยย่อให้เป็น C ก็จะไปซ้ำกับ Compressor หรือเครื่อง Centgrifuge (ถ้ามี) อีก พวกภาชนะใด ๆ ก็ตามที่อาจจะเป็นภาชนะรับความดัน (Pressure vessel) หรือไม่รับความดัน (ที่ไม่ใช่ Tank) ก็มีการเรียกเป็น Vessel หรือ Drum ทำให้มีการย่อเป็น V หรือ D บางรายก็มองถังปฏิกรณ์ชนิดปั่นกวน (Stirred tank) เป็นภาชนะความดันแบบหนึ่ง ก็จะใช้ตัวย่อ D หรือ V ด้วยเช่นกัน แต่รายที่มองมันเป็นถังปฏิกรณ์ (Reactor) ก็อาจจะย่อด้วยตัว R
  

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (Heat exchanger) ก็เคยเห็นย่อว่า HE หรือไม่ก็ E ส่วนปั๊ม (Pump) นั้นส่วนใหญ่ที่ผมเคยเห็นก็มักจะย่อด้วยอักษร P แต่ก็มีบ้างเหมือนกันที่ใช้อักษรย่อ GA อย่างตัวอย่างที่ยกมาให้ดู จะมีต้องระวังหน่อยก็คือปั๊มสุญญากาศ (Vacuum pump) ที่เราเรียกมันว่าเป็น “ปั๊ม” แต่มันใช้กับของไหลที่เป็นแก๊ส ปรกติเครื่องสูบ/อัดที่ใช้กับของไหลที่เป็นของเหลวเราจะเรียกว่า “pump” แต่ถ้าใช้กับแก๊สจะเรียกว่า “compressor” จะมีก็ตัวปั๊มสุญญากาศนี่แหละที่ใช้กับแก๊สแต่เรียกเป็น “pump”

ทีนี้มาลองดูอุปกรณ์ที่เขายกมาเป็นตัวอย่างดูบ้างว่ารู้จักอะไรกันบ้าง
  

Fire heaters : ก็คือเตาเผาที่ใช้เปลวไฟในการให้ความร้อนแก่สารที่ต้องการอุ่นให้ร้อนโดยตรง เช่นเตา cracker ในการผลิตโอเลฟินส์ furnace สำหรับอุ่นน้ำมันให้ร้อนเพื่อทำลดความหนืดหรือมีอุณหภูมิสูงพอก่อนเข้าทำปฏิกิริยาใน reactor furnace สำหรับ crack LPG เพื่อผลิตไฮโดรเจน ตรงนี้เขาแยกออกจาก Boiler ที่เป็นหม้อน้ำที่ผลิตไอน้ำ
  

Water treating : คือหน่วยปรับสภาพน้ำ ตรงนี้เขาไม่ได้ระบุว่าเป็นหน่วยปรับสภาพน้ำแบบไหน จะเป็นสำหรับน้ำทิ้ง น้ำใช้ในกระบวนการ (process water) หรือน้ำป้อนเข้าหม้อไอน้ำ (boiler feed water - BFW)
  

Desuperheater : คือหน่วยที่ทำหน้าที่ลดความร้อนของไอน้ำร้อนยิ่งยวดหรือไอดง (superheated steam) ทำโดยการฉีดน้ำป้อนเข้าหม้อไอน้ำผสมเข้าไปในไอน้ำร้อนยิ่งยวดโดยตรง เพราะในบางกรณีการส่งไอน้ำจากหน่วยผลิตไอน้ำไปยังหน่วยที่ต้องการใช้ไอน้ำนั้นอาจอยู่ห่างไกลกัน การส่งในรูปของไอน้ำร้อนยิ่งยวดจะช่วยลดการสูญเสียเนื่องจากการควบแน่นถ้าหากส่งในรูปของไออิ่มตัว (saturated steam) แต่ถ้าผู้ใช้ต้องการใช้ไอน้ำในรูปของไออิ่มตัวเพื่อการให้ความร้อน ก็ต้องเปลี่ยนไอน้ำร้อนยิ่งยวดนี้ให้กลายเป็นไออิ่มตัวเสียก่อนด้วยการติดตั้ง Desuperheater นี้
  

Tower กับ Tower trays : คำว่า Tower ในที่นี้อาจเป็นหออะไรก็ได้ เช่น scrubber ที่ข้างในอาจไม่มีการบรรจุอะไรเลย เป็นการสัมผัสกันระหว่างแก๊สที่ไหลขึ้นกับของเหลวที่ฉีดพ่นลงมาโดยตรง แต่ถ้าระบุเป็น Tower trays ก็จะหมายถึงหอที่มีการติดตั้ง tray อยู่ภายใน (เช่นหอกลั่น)
  

Reactor และ Coke drum : Reactor ในที่นี้ก็คือเครื่องปฏิกรณ์เคมี Coke drum ก็คือ vessel ที่ใช้ในหน่วยเปลี่ยนน้ำมันหนักให้กลายเป็นน้ำมันเบาด้วยกระบวนการ thermal cracking
  

Heat exchanger และ Air cooler : Heat exchanger คือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ส่วน Air cooler เป็นการระบุเฉพาะเจาะจงถึง heat exchanger ที่ใช้อากาศเป็นตัวระบายความร้อน หรือให้ความร้อน (เช่นในการระเหยของเหลว cryogenic)
  

Ejectors : เป็นอุปกรณ์ทำสุญญากาศแบบหนึ่งที่ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว ใช้การฉีดให้ของไหลชนิดหนึ่งเคลื่อนที่ผ่าน nozzle ด้วยความเร็วสูงซึ่งจะดึงเอาแก๊สออกจากระบบที่ต้องการทำสุญญากาศออกตามมาด้วย ถ้าเป็นห้องแลปเคมีทั่วไปก็จะเป็นน้ำจากก๊อกน้ำหรือปั๊มน้ำดังเช่นที่ใช้กันเวลากรองสาร แต่ถ้าเป็นโรงงานก็มักจะใช้ไอน้ำทำให้บางทีก็เรียกว่า Steam ejector รายละเอียดของ steam ejector เคยเขียนไว้ใน Memoir ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๑๑๐ วันอังคารที่ ๒ กุมภาพันธ์ ๒๕๕๓ เรื่อง “ฝึกงานภาคฤดูร้อน ๒๕๕๓ตอนที่ ๓ อธิบายศัพท์")
  

Deaerators : ถ้าแปลตรงตัวคือเครื่องกำจัดอากาศ สำหรับในโรงงานแล้วตัวนี้คือหน่วยกำจัดอากาศ (หรือออกซิเจน) ที่ละลายอยู่ในน้ำ ก่อนที่จะส่งน้ำดังกล่าวเข้าสู่หม้อไอน้ำ (boiler) ที่เคยเห็นก็ไม่มีอะไรมากไปกว่าการต้มน้ำให้ร้อนระดับหนึ่งก่อน อากาศจะระเหยออกมาเอง จากนั้นจึงนำน้ำร้อนที่ได้ไปต้มต่อให้กลายเป็นไอน้ำความดันสูงอีกที
  

Process tanks และ Drums : Process tank ในที่นี้คือถังเก็บที่ใช้ในการเก็บของเหลวที่อยู่ในระหว่างกระบวนการผลิต ไม่ใช่รถถัง ตัว Process tank จะอยู่ในส่วนของ Process area หรือพื้นที่กระบวนการผลิต โดยวางอยู่บนพื้นที่เป็นโครงสร้างรองรับโดยตรง แต่ตัว Drum นั้นถ้าวางบนพื้นดินหรือพื้นอาคารก็จะมีขาตั้งอีกที แต่ถ้าติดตั้งระหว่างชั้นของอาคารก็จะใช้ Lug ในการยึดติดกับพื้น (Lug support ใช้กับ pressure vessel ที่มีขนาดไม่ใหญ่ (รูปที่ ๑ ข้างล่าง)  ในกรณีนี้ด้านบนของ Drum จะอยู่ทางด้านชั้นบน ส่วนด้านก้นของ Drum จะไปโผล่อยู่ทางชั้นล่างของอาคารหรือโครงสร้าง)

รูปที่ ๑ Vessel ที่ติดตั้งระหว่างชั้นอาคารด้วยการใช้ Lug (ในกรอบสี่เหลี่ยม)

Storage tanks : คือถังเก็บ ซึ่งอาจเป็นถังเก็บวัตถุดิบหรือผลิตภัณฑ์ Storage tank มักจะมีขนาดใหญ่และติดตั้งอยู่ในอีกบริเวณหนึ่งแยกต่างหากไปจาก process area
  

Filters และ Clarifiers : Filter ก็คือเครื่องกรองที่ทำหน้าที่กรองของแข็งออกจากของเหลว (อาจเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการผลิตหรือกรองของแข็งออกจากน้ำทิ้งก็ได้) ส่วน Clarifier แปลตรงตัวก็คือเครื่องทำให้ใสอันที่จริงก็คือบ่อตกตะกอนที่ใช้ในการบำบัดน้ำเสียนั่นเอง
  

Coalescers : หน่วยนี้มาจากคำว่า Coalescence ที่แปลว่ารวมตัวกัน ในที่นี้หมายถึงอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดการรวมตัวกันของหยดของเหลวชนิดหนึ่งที่กระจายตัวอยู่ในของเหลวอีกชนิดหนึ่งที่ไม่ละลายเข้าด้วยกัน เช่นอาจมีหยดน้ำเล็ก ๆ กระจายตัวปะปนอยู่ในน้ำมันโดยไม่แยกชั้นออกมา เมื่อผ่านหน่วยที่เรียกว่า Coalescer นี้หยดน้ำเล็ก ๆ ก็จะรวมตัวกันเป็นหยดใหญ่ขึ้นและตกตะกอนลงสู่ด้านล่างของ Coalescer และสามารถแยกออกจากน้ำมันได้
  

Pumps และ Drivers : Pump คืออุปกรณ์ที่เราใช้ในการสูบ-อัดของเหลว ส่วน Driver ในที่นี้ไม่ได้แปลว่าคนขับ แต่หมายถึงหน่วยขับเคลื่อนให้ปั๊มทำงาน ที่ใช้กันมากที่สุดเห็นจะได้แก่มอเตอร์ไฟฟ้า นอกนั้นก็เห็นจะได้แก่เครื่องยนต์ดีเซล (ปั๊มน้ำฉุกเฉิน) กังหันไอน้ำ หรือใช้อากาศความดันขับเคลื่อน
  

Compressors และ Drivers : Compressor คืออุปกรณ์ที่เราใช้ในการเพิ่มความดันให้กับแก๊ส ส่วน Driver ก็มีความหมายดังที่กล่าวไว้ในย่อหน้าข้างบน
  

Agitagors และ Mixers : Agitator จะหมายถึงการกวนผสมด้วยใบพัดกวนผสม (บางทีก็เรียก stirrer) ส่วน Mixer เป็นคำที่เป็นกลางมากกว่า เพราะอาจผสมด้วยกลไกอื่นก็ได้ที่ไม่ใช่การใช้ใบพัดกวน (เช่นในกรณีของการผสมของแข็งอาจใช้การหมุนของตัวอุปกรณ์ที่บรรจุของแข็งนั้น)
  

อุปกรณ์พวกวาล์วมักจะไม่มีการกำหนดชื่อให้ (คงเป็นเพราะว่ามันมีเยอะมาก) เว้นแต่จะเป็นวาล์วตัวสำคัญที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตหรือเป็นวาล์วของระบบนิรภัยที่สำคัญ ก็อาจมีการกำหนดชื่อให้ก็ได้ (ไม่ใช่ว่าวาล์วระบายความดัน (safety valve) ทุกตัวต้องมีชื่อเสมอไป)

เคยประสบกับกรณีของบริษัทแห่งหนึ่งที่สร้างโรงงานพร้อมกันสองโรง ผลิตผลิตภัณฑ์ประเภทเดียวกันแต่มีเจ้าของเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน แม้ว่าบริษัทผู้รับก่อสร้างนั้นจะเป็นบริษัทเดียวกัน แต่ทีมผู้ออกแบบก็เป็นคนละทีมกัน สิ่งที่ผมเห็นว่ามันเป็นปัญหาก็คือโรงงานสองโรงนั้นใช้อักษรย่อชื่ออุปกรณ์ต่าง ๆ นั่นแตกต่างกัน ทำให้ต้องระวังเวลาที่ผู้ที่ทำงานต่างโรงกันมาคุยกันเรื่องกระบวนการผลิต เพราะแต่ละฝั่งใช้อักษรย่อคนละความหมาย วิศวกรนั่นคงไม่เท่าใดเพราะต่างคนต่างอยู่ แต่คนที่ทำงานตรงกลางต้องติดต่อทั้งสองฝั่ง (เช่นฝ่ายจัดซื้อหรือบัญชี) ต้องระวังให้ดีว่าคำย่อนั้นหมายถึงอะไร ยกตัวอย่างเช่นสารเคมีที่เรียกย่อว่า TEA นั้น โรงงานหนึ่งหมายถึง Triethyl aluminium ส่วนอีกโรงงานหนึ่งนั้นหมายถึง Triethanol amine ซึ่งเป็นสารคนละชนิดกัน แต่เวลาวิศวกรจากโรงงานทั้งสองไปคุยกับฝ่ายจัดซื้อต่างบอกกับฝ่ายตัดซื้อแต่เพียงว่าต้องการซื้อ TEA แต่สิ่งที่วิศวกรทั้งสองโรงงานต้องการนั้นมันแตกต่างกัน

4.0 Drawing sizes and process flow diagram (Page 5 of 28)

ส่วนนี้เป็นข้อตกลงในเรื่องของขนาดกระดาษมาตรฐานที่จะใช้ในการเขียนแบบและสิ่งที่ต้องการให้ปรากฏบน Process Flow Diagram (PFD) พึงคำนึงว่าในสมัยนั้นยังไม่มีคอมพิวเตอร์ช่วยในการเขียนแบบ (CAD) ยังเขียนแบบด้วยช่างเขียนแบบบนโต๊ะเขียนแบบอยู่ เขียนลงกระดาษไขสำหรับเขียนแบบแล้วไปทำสำเนาด้วยการทำพิมพ์เขียว (ฝรั่งเรียก Blue print เพราะกระดาษจะออกมาเป็นสีน้ำเงิน แต่ทำไมคนไทยเรียกสีเขียวก็ไม่รู้)
  

ผมเองก็เคยเจอกับกระดาษนอกเหนือจากมาตรฐานที่เขาแสดงไว้ในหน้า Page 5 of 28 คือเป็นกระดาษควาสูงขนาดกระดาษ A4 และมันคลี่ออกได้ยาวเหยียด ขึ้นอยู่กับว่า Process Flow ของกระบวนการนั้นมันซับซ้อนแค่ไหน (ถ้ามันวุ่นวายมากกระดาษก็จะสามารถคลี่ออกได้ยาวมากตามไปด้วย - ดูรูปที่ ๒ ข้างล่าง)

รูปที่ ๒ ตัวอย่าง P&ID ที่มาบนกระดาษสูงขนาดกระดาษ A4 แต่ยาวเป็นพิเศษ

ตอน ๒ ของเรื่องนี้คงต้องขอจบแค่นี้ก่อน 

รูปที่ ๓ ตัวอย่าง Process flow diagram (PFD)

   

รูปที่ ๓ (ต่อ) ตัวอย่าง Process flow diagram (PFD)