ในที่สุดก็มาถึงตอนที่
๔ ของเรื่อง "ทำความรู้จัก
Project
Design Questionnaire" ซึ่งเป็นตอนสุดท้ายของบทความในชุดนี้
เริ่มด้วย
Page
17 of 21 ในหัวข้อ
8.0
INSTRUMENTATIONS หรืออุปกรณ์วัดคุม
ตรงนี้ต้องขอให้ข้อมูลเพิ่มเติมว่าแบบสอบถามที่เอามาให้ดูนี้เป็นแบบสอบถามที่ออกแบบมาเมื่อกว่า
๓๐ ปีที่แล้ว ในยุคนั้นเพิ่งจะเริ่มมีการนำเอา
digital
computer มาใช้ในการควบคุมกระบวนการแทนระบบเดิม
แต่เดิมนั้นแต่ละ control
loop จะมีตัวควบคุม
1
ตัว
ของใครของมัน ถ้าทั้งโรงงานมี
control
loop อยู่
200
loops ก็จะมีอุปกรณ์ควบคุม
200
ตัว
(ส่วนจะเป็นแบบ
analogue
หรือ
digital
ที่เรียกว่า
programmable
logic controller (PLC) ก็ตามแต่)
แต่ถ้านำเอา
digital
computer มาใช้
สามารถใช้ digital
computer เพียงเครื่องเดียวควบคุมทั้ง
200
loops ได้
ซึ่งเป็นการประหยัดกว่า
แต่ยังมีอีกปัจจัยที่ต้องนำมาพิจารณาด้วยก็คือ
"reliability
หรือความไว้วางใจได้"
ของระบบ
ในกรณีของระบบเดิมที่แยกอุปกรณ์ควบคุมเป็นเฉพาะของแต่ละ
control
loop นั้น
ถ้าอุปกรณ์ควบคุมตัวใดตัวหนึ่งเสีย
ปัญหาก็จะมีเฉพาะตรง control
loop นั้น
(กล่าวคือสูญเสียการควบคุมอัตโนมัติเฉพาะ
control
loop ที่อุปกรณ์ควบคุมมีปัญหา)
แต่ถ้าใช้
digital
computer แล้วเกิด
digital
computer มีปัญหาขึ้นมา
(เช่นไฟดับและระบบไฟสำรองไม่มีหรือไม่ทำงาน)
จะสูญเสียความสามารถในการควบคุมทั้งโรงงาน
สัญญาณควบคุมนั้นมีทั้งแบบไฟฟ้า
(electrical)
และแรงดันอากาศ
(หรือภาษาช่างมักเรียกว่าแรงดันลม
-
pneumatic ที่ใช้
instrument
air) ระบบไฟฟ้านั้นเป็นระบบที่วางระบบได้ง่าย
แต่ถ้าใช้ในบริเวณ hazardous
area ที่เกี่ยวข้องกับสารไวไฟ
จำเป็นต้องเลือกใช้อุปกรณ์ให้เหมาะสม
ในบริเวณเช่นนี้ระบบ pneumatic
จะเหมาะสมกว่า
(แม้ว่าต้องเดินท่ออากาศไปทั่วทั้งบริเวณ)
และถ้าหากเกิดปัญหาไฟฟ้าดับ
อุปกรณ์ควบคุมที่ทำงานด้วยการใช้ไฟฟ้าขับเคลื่อนจะทำงานไม่ได้และสูญเสียการควบคุมทันที
แต่ถ้าใช้แรงดันอากาศ
จะยังคงมีอากาศที่สำรองอยู่ในถังเก็บ
ทำให้ยังสามารถทำการควบคุมระบบได้เป็นระยะเวลาหนึ่งก่อนที่อากาศสำรองจะหมด
(คอมเพรสเซอร์ที่ทำหน้าที่อัดอากาศมักใช้ไฟฟ้าขับเคลื่อน
ดังนั้นถ้าไฟฟ้าดับ
คอมเพรสเซอร์ก็จะหยุดทำงานไปด้วย)
ดังนั้นอย่าแปลกใจที่จะเห็นวาล์วควบคุมจะควบคุมการระดับปิด-เปิดด้วยการใช้อากาศมากกว่าการใช้มอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อน
CRT
ย่อมาจาก
Cathode
Ray Tube ก็คือจอภาพแบบดั้งเดิมก่อนยุคจอแบน
LCD
หรือ
LED
ที่ใช้กันในปัจจุบัน
(สมัยนั้นมีแต่จอ
CRT
ใช้
การใช้จอภาพขาว-ดำ
เป็นเรื่องปรกติ มีจอสีใช้ก็บุญแล้ว)
การควบคุมแบบ
centralized
คือส่งทุกอย่างมาควบคุมที่ห้องควบคุมกลาง
(central
control room - CCR)
แต่ก็อาจมีบางระบบที่ทำการควบคุมเฉพาะตรงบริเวณหน้างาน
(local)
ก็ได้
โดยพนักงานต้องออกจาก CCR
ไปทำการปรับแต่ง
ณ บริเวณหน้างาน
ในส่วนของหน้าจอแสดงผล
(Panels)
ปัจจุบันดูเหมือนจะปรับปรุงเป็นขึ้นจอภาพกันหมดแล้ว
การบันทึกข้อมูล
(Information
print out) แต่ก่อนจะมีการบันทึกลงกระดาษกราฟ
โดยอาจมีตัวสำคัญบางตัวที่บันทึกข้อมูลลงสื่ออิเล็กทรอนิกส์
แต่ในปัจจุบันสามารถใช้คอมพิวเตอร์บันทึกเอาไว้ได้หมด
การควบคุมการปิด-เปิดของวาล์วนั้นมีทั้งใช้แบบแผ่นไดอะแฟรม
(ที่ใช้แรงกดของอากาศอัดความดัน)
+ แรงต้านสปริง
ทำหน้าที่ควบคุมระดับการปิดเปิด
(วาล์วพวกตระกูล
globe
มันเป็นเช่นนี้)
และใช้มอเตอร์หรือกระบอกสูบ
(ขับเคลื่อนด้วยอากาศอัดความดันหรือไฟฟ้า
หรือใช้ระบบไฮดรอกลิกส์คือความดันของเหลว)
ควบคุมการปิด-เปิด
(วาล์วพวก
ball
และ
butterfly
มักเป็นเช่นนี้)
tracing
คือระบบให้ความร้อนที่อาจใช้ไอน้ำ
(steam
tracing) คือใช้ท่อไอน้ำที่เป็นท่อทองแดงเล็ก
ๆ พันไปรอบ ๆ หลักแล้วค่อยหุ้มฉนวนทับ
(หรืออาจไม่หุ้ม)
หรือใช้ขดลวดความร้อน
(electric
tracing) พันไปรอบ
ๆ ท่อ การทำ tracing
นี้จะใช้ในกรณีที่ไม่ต้องการให้ของไหลในท่อเย็นเกินไป
(เพราะอาจเกิดการแข็งตัวจนอุดตันการไหลได้)
ในการให้ความร้อนด้วยวิธีการ
tracing
นี้ของเหลวในท่อจะเป็นตัวรับความร้อนที่ท่อไอน้ำหรือขดลวดความร้อนจ่ายผ่านผนังท่อ
ทำให้ผนังท่อไม่ร้อนเกินไป
ดังนั้นถ้าไม่มีของเหลวไหลในท่อ
ผนังท่อก็จะร้อนขึ้น
ข้อดีของการใช้ไอน้ำก็คืออุณหภูมิสูงสุดที่ผนังท่อจะเผชิญจะไม่เกินอุณหภูมิของไอน้ำที่ใช้ให้ความร้อน
แต่ถ้าเป็นการใช้ระบบไฟฟ้า
จะมีโอกาสที่ผนังท่อจะร้อนมาก
เพราะถ้าไม่มีการดึงความร้อนออกจากขดลวด
ขดลวดให้ความร้อนก็จะร้อนมากขึ้นไปเรื่อย
ๆ ได้
(ทีนี้ก็ขึ้นอยู่กับว่าขดลวดจะเสียหายก่อนหรือผนังท่อจะเสียหายก่อน)
ต่อไปเป็นหน้า
Page
18 of 21 ที่เป็นหน้าสุดท้ายของเรื่อง
INSTRUMENTATIONS
Interlock
เป็นระบบนิรภัยของการควบคุม
ที่ควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่าง
ๆ ที่สัมพันธ์กัน เช่น
-
ถ้าอุปกรณ์
A
ยังไม่เริ่มเดินเครื่องก็จะยังไม่สามารถเริ่มเดินเครื่องอุปกรณ์
B
ได้
-
ถ้าอุปกรณ์
A
หยุดการทำงาน
ก็ให้อุปกรณ์ B
หยุดการทำงานตามไปด้วย
-
ถ้าแรงดันน้ำมันหล่อลื่นสูงไม่พอ
ก็จะไม่สามารถเริ่มเดินเครื่องจักรได้
-
ถ้าอุณหภูมิของระบบสูงเกินไป
ให้หยุดการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับ
heater
ไฟฟ้าที่ใช้ในการให้ความร้อน
-
ฯลฯ
ตัวอย่างหนึ่งที่เห็นได้ง่ายก็คือเครื่องซักผ้าฝาบนที่ใช้กันทั่วไปตามบ้าน
ถ้าหากฝาบนเปิดอยู่เครื่องจะไม่หมุนปั่นไล่น้ำ
(แต่มันหมุนกลับไปมาอย่างช้า
ๆ ในขณะซักได้)
หรือถ้าเปิดฝาบนของเครื่องในขณะที่เครื่องกำลังหมุนปั่นไล่น้ำ
ระบบจะหยุดการจ่ายไฟให้กับมอเตอร์
ทำให้การหมุนของถังซักช้าลงจนหยุด
ลำดับการทำงานของระบบ
interlock
นั้นไม่จำเป็นต้องทำต่อเนื่องกันทันที
อาจมีการเว้นช่วงระยะเวลาก่อนที่จะเริ่มสั่งการทำงานในขั้นตอนต่อไป
โดยทั่วไประบบ interlock
นั้นเมื่อเริ่มการทำงานแล้วจะไม่สามารถหยุดการทำงานระหว่างกลางได้
ต้องปล่อยให้ระบบทำงานไปจนถึงขั้นตอนสุดท้าย
(เว้นแต่ว่าจะออกแบบให้ทำได้)
ต่อไปเป็นหน้า
Page
19 of 21 ที่เป็นเรื่องของ
INSULATIONS
หรือการหุ้มฉนวน
การหุ้มฉนวนนั้นอาจทำเพื่อ
การหุ้มฉนวนนั้นอาจทำเพื่อ
-
ป้องกันไม่ให้ระบบสูญเสียความร้อน
(ในกรณีที่อุณหภูมิของระบบสูงกว่าภายนอก)
-
ป้องกันไม่ให้ความร้อนจากภายนอกรั่วไหลเข้าสู่ระบบ
(ในกรณีที่อุณหภูมิของระบบต่ำกว่าภายนอก)
-
ป้องกันความร้อนจากแสงอาทิตย์
(เช่นท่อน้ำประปาที่ใช้เป็นน้ำล้างตา
ล้างตัวฉุกเฉิน ถ้าท่อดังกล่าววางกลางแจ้ง)
-
เพื่อความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงานในบริเวณดังกล่าว
ชนิดของฉนวนที่ใช้นั้นขึ้นอยู่กับว่าเป็นฉนวนความร้อนหรือฉนวนความเย็น
อุณหภูมิของระบบที่ต้องการปกป้อง
และตัวอุปกรณ์นั้นติดตั้งภายในอาคาร
(ไม่เจอแดดเจอฝน)
หรือภายนอกอาคาร
(เจอทั้งแดดและฝน)
ระบบท่อกลางแจ้งที่มีการหุ้มฉนวนมีเรื่องสำคัญเรื่องหนึ่งที่ต้องพึงคำนึงคือการผุกร่อนภายใต้ฉนวน
(corrosion
under insulation หรือบางรายเรียกย่อว่า
CUI)
เพราะน้ำหรือความชื้นที่สะสมอยู่ระหว่างฉนวนกับผนังท่อสามารถทำให้ผนังท่อผุกร่อนจนท่อทะลุได้
ดังนั้นในบางตำแหน่งที่เคยเกิดปัญหานี้
ทางโรงงานอาจละการหุ้มฉนวนบริเวณนั้น
เพื่อไม่ให้เกิดปัญของน้ำเข้าไปสะสม
แต่ใช้ตะแกรงป้องกันไม่ให้คนเข้าไปสัมผัสผนังท่อได้แทน
สองหน้าสุดท้ายคือ
Page
20 of 21 และ
Page
21 of 21 เป็นหัวข้อ
10.
PIPING หรือระบบท่อ
การออกแบบโรงงานนั้นจะมีการแยก
process
unit ออกเป็นบริเวณ
โดยมีถนนคั่นระหว่าง
และอาจมีการกำหนดระยะหว่างระหว่างอุปกรณ์และตัวถนนที่ผ่านบริเวณนั้นด้วย
Relief
system and Flare เป็นเรื่องของการระบายแก๊สออกจากระบบ
แก๊สที่ติดไฟได้แต่ถ้ามีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ
(ปรกติก็คือพวกที่เบากว่าอากาศ)
ก็อาจระบายออกสู่อากาศได้โดยตรง
เพราะมันสามารถฟุ้งกระจายลอยสู่ด้านบนได้เร็วจนยากที่จะเกิดการสะสมจนเกิดระเบิด
ส่วนแก๊สที่มีความหนาแน่นใกล้เคียงกับอากาศหรือหนักกว่าอากาศ
ก็ต้องระบายออกทางระบบ
flare
เพื่อนำไปเผาทิ้ง
สำหรับแก๊สที่ลุกติดไฟได้นั้น
การระบายความดันที่สูงเกินที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานปรกติ
(pressure
relief) กับภาชนะบรรจุโดนไฟครอก
(fire
relief เช่นเมื่อเกิดไฟไหม้โรงงาน)
นั้นไม่เหมือนกัน
ในสภาพปรกติจะระบายออกไปเผาทิ้งที่ระบบ
flare
แต่ถ้าเป็นในขณะที่ภาชนะบรรจุโดนไฟครอก
ก็อาจยอมให้ระบายออกสู่อากาศบริเวณนั้นเลย
โดยแก๊สที่รั่วออกมาก็จะเกิดการลุกไหม้บริเวณจุดระบายออก
แต่ก็ถือว่าปลอดภัยกว่าการปล่อยให้ถังเกิดการระเบิด
ถ้าแก๊สปล่อยทิ้งมีแก๊สพิษปนอยู่ก็อาจต้องระบายเข้าสู่ระบบดักจับและกำจัดก่อนปล่อยออกสู่บรรยากาศ
Pipe
rack เป็นโครงสร้างที่ใช้สำหรับวางท่อ
โดยอาจจะยกขึ้นสูงเหนือพื้นดินหรือสูงเหนือศีรษะ
ถ้าเป็นท่อลำเลียงแก๊ส
น้ำหนักของที่ pipe
rack ต้องแบกรับคือน้ำหนักท่อ
แต่ถ้าเป็นท่อลำเลียงของเหลว
ต้องนำน้ำหนักของเหลวที่อยู่ในท่อมาเป็นตัวคิด
(ปรกติมันจะหนักมากกว่าน้ำหนักของท่อ)
แต่ในทางปฏิบัติแม้ว่าจะเป็นท่อลำเลียงแก๊ส
ก็ต้องออกแบบ pipe
rack โดยให้คิดว่าท่อนั้นเป็นท่อบรรจุน้ำเต็ม
เพราะพอประกอบท่อเสร็จ
(ปรกติก็ทำโดยการเชื่อม)
มักจะทำการทดสอบความแข็งแรงของท่อด้วยการทำ
hydraulic
test คือการเติมน้ำเข้าให้เต็มท่อและอัดความดันตามเข้าไป
เพื่อดูว่าท่อมีความเสียหายหรือไม่
การเพิ่มกำลังการผลิตนั้นอาจทำโดยการเพิ่มจำนวนท่อหรือเปลี่ยนขนาดของท่อให้ใหญ่ขึ้น
ซึ่งต่างเป็นการทำให้ pipe
rack ต้องรับน้ำหนักมากขึ้น
ตรงนี้ก็เลยมีคำถามว่าจะให้เผื่อสำหรับการขยายในอนาคตเอาไว้เท่าใด
การวางท่อใต้ดินนั้นไม่ค่อยจะทำกัน
เว้นแต่กับท่อบางชนิดเช่นท่อน้ำดับเพลิง
(เพราะใต้ดินมันปลอดภัยจากการระเบิด)
หรือท่อที่ต้องเดินทางผ่านบางบริเวณที่ไม่ต้องการให้มีใครเข้าไปรบกวน
(เช่นท่อแก๊สที่ออกจากนิคมหนึ่งไปยังอีกนิคมหนึ่งที่
โดยท่อดังกล่าวต้องเดินทางผ่านเส้นทางสาธาณะ
ก็จะใช้วิธีการฝังท่อใต้ดินไปตามแนวถนนแทนการเดินท่อไปบน
pipe
rack)
แต่ท่อใต้ดินจะมีปัญหาคือไม่สามารถตรวจสอบสภาพตัวท่อได้ว่ายังอยู่ในสภาพดีหรือเปล่า
มีการรั่วซึมเกิดขึ้นหรือไม่
Drain
ในที่นี้คือระบบระบายน้ำ
Storm
drain คือระบบระบายน้ำเมื่อมีฝนตกหนัก
(อาจต้องมีช่องทางระบายน้ำพิเศษ)
Oily water drain คือระบบระบายน้ำที่มีน้ำมันปนอยู่
ซึ่งมักต้องผ่านเข้าสู่ระบบดักแยกน้ำมันออกจากน้ำก่อนปล่อยน้ำออกไป
Sanitary
drain คือระบบน้ำทิ้งจากอาคาร
ห้องน้ำต่าง ๆ
ซึ่งก็แยกบำบัดจากน้ำทิ้งจากกระบวนการ
และ Chemical
drain คือระบบจัดการกับน้ำทิ้งที่มีสารเคมีปน
เช่นน้ำทิ้งจากห้องปฏิบัติการเคมี
ตรงหัวข้อ
Steam
piping มีคำที่ขออธิบายเพิ่มสองคำคือ
"Single
block valve" และ
"Double
block and bleed valve"
block
valve คือวาล์วที่ทำหน้าที่ปิดกั้นการไหล
ส่วนจะเป็นวาล์วชนิดไหน
(gate,
globe, หรือ
ball
type ก็ขึ้นอยู่กับระบบ)
Single block valve คือการใช้วาล์วตัวเดียวในการปิดกั้น
ส่วน Double
block and bleed valve
เป็นการใช้วาล์วสองตัวต่ออนุกรมกันเพื่อทำหน้าที่ปิดกั้น
แต่วาล์วทั้งสองไม่ได้เชื่อมต่อกันโดยตรง
ถูกคั่นเอาไว้ด้วยท่อสั้น
ๆ โดยตัวท่อสั้น ๆ
ตัวนี้จะมีวาล์วตัวเล็กอีกตัวหนึ่งติดตั้งอยู่
วาล์วตัวเล็กนี้คือ bleed
valve (ดูรูปข้างล่าง)
การปิดกั้นหรือแยกหน่วยใดหน่วยหนึ่ง
(ที่เรียกว่า
isolate)
ออกจากระบบที่มีการทำงานอยู่เพื่อทำการซ่อมบำรุง
จำเป็นต้องมีการป้องกันไม่ให้
process
fluid มีโอกาสรั่วไหลมายังหน่วยที่ต้องการแยกออกมาได้
วิธีการที่ปลอดภัยที่สุดคือการถอดถอดท่อเชื่อมระหว่างสองหน่วยนั้นออกจากกัน
แต่ในทางปฏิบัตินั้นอาจจะไม่สามารถทำได้
เช่นไม่มีชิ้นส่วนท่อที่สามารถถอดแยกออกมาได้
(ตรงนี้ต้องทำความเข้าใจนิดนึงว่าท่อในโรงงานนั้นจะใช้การเชื่อมต่อเป็นหลัก
เว้นแต่บริเวณที่ต้องการให้มีการถอดแยกชิ้นจากกันได้ก็จะใช้หน้าแปลนเป็นตัวเชื่อมต่อ
เช่นตรงวาล์ว
หรือท่อต่อเข้าปั๊มหรืออุปกรณ์ต่าง
ๆ ชิ้นส่วนท่อสั้น ๆ
ที่ถอดแยกจากกันได้นี้เรียกว่า
spool
piece)
การใช้วาล์วตัวเดียวในการปิดกั้นระบบนั้นถือว่ายังไม่ปลอดภัยเพียงพอ
เพราะวาล์วอาจถูกเปิดโดยบังเอิญหรือมีการรั่วไหลได้
ดังนั้นการปิดกั้นแยกระบบที่ต้องทำการซ่อมบำรุงออกจากระบบที่กำลังทำงานอยู่
ถ้าท่อนั้นมีวาล์วเพียงตัวเดียวจะต้องใช้การปิดวาล์ว
"ร่วมกับ"
การใช้
slip
plate แทรกเข้าไปด้าน
downstream
ของวาล์วที่ปิด
แต่ในบางกรณีอาจใช้การติดตั้ง
block
valve สองตัวอนุกรมกันโดยมี
bleed
valve คั่นกลาง
โดยการปิดกั้นนั้นจะทำการปิด
block
valve ทั้งสองตัวและ
"เปิด"
bleed valve เอาไว้เพื่อระบายแก๊สหรือของเหลวที่อาจรั่วผ่าน
block
valve ทางด้านความสูงออกไปยังจุดที่ปลอดภัยผ่านทาง
bleed
valve
เหตุผลของการเลือกใช้ระบบ
Double
block and bleed valve
ก็อาจเป็นเพราะระบบนั้นเป็นระบบที่ต้องมีการปิดกั้นบ่อยครั้ง
เพราะการปิด-เปิดวาล์วมันง่ายกว่าการใส่-ถอด
slip
plate แต่จะว่าไปแล้วจะเลือกใช้แบบไหนก็ควรที่จะพิจารณาเป็นกรณี
ไม่ได้หมายความว่าการใช้
Double
block and bleed valve จะแทนการใช้
Single
block + slip plate ได้เสมอไป
ท่อสาธารณูปโภคที่มักจะมีการวางตำแหน่งกระจายทั่วไปในโรงงานได้แก่
น้ำ อากาศความดัน และไอน้ำ
ท่อเหล่านี้จะมีวาล์วปิดเปิดและมีข้อต่อสำหรับต่อสายยางเข้าไป
ในบางกรณีก็อาจมีจุดต่อสายยางสำหรับแก๊สเฉื่อย
(เช่นไนโตรเจน)
ด้วยก็ได้
และเรื่อง
"ทำความรู้จัก
Project
Design Questionnaire" ก็คงจะขอจบลงตรงนี้
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น