ถังเก็บของเหลวที่ความดันบรรยากาศ
(Atmospheric
storage tank) ดูเผิน
ๆ ก็ไม่น่าจะมีอะไรบ้าง
แต่เอาเข้าจริง ๆ
แล้วจะพบว่าตัวอุปกรณ์ประกอบนั้นจะมีมากน้อยเท่าใดขึ้นอยู่กับของเหลวที่ทำการเก็บ
พวกของเหลวไวไฟก็มีความต้องการแบบหนึ่ง
พวกของเหลวที่มีจุดเดือดสูงมีความหนืดสูงก็มีความต้องการอีกแบบหนึ่ง
และจะว่าไปแล้วเรื่องถังเก็บของเหลวที่ความดันบรรยากาศก็เคยเขียนเอาไว้แล้วหลายเรื่องด้วยกัน
เช่น
ปีที่
๓ ฉบับที่ ๓๐๑ วันศุกร์ที่
๑๓ พฤษภาคม ๒๕๕๔ เรื่อง
"การควบคุมความดันในถังบรรยากาศ (Atmospheric tank)"
ปีที่
๖ ฉบับที่ ๗๑๐ วันเสาร์ที่
๑๔ ธันวาคม ๒๕๕๖ เรื่อง
"เมื่อความดันในถังต่ำกว่าความดันบรรยากาศ"
ปีที่
๗ ฉบับที่ ๙๑๒ วันอาทิตย์ที่
๓๑ ธันวาคม ๒๕๕๗ เรื่อง
"Breather valve กับ Flame arrester"
ปีที่
๘ ฉบับที่ ๑๑๗๔ วันศุกร์ที่
๒๐ พฤษภาคม ๒๕๕๘ เรื่อง
"เมื่อความดันในถังเก็บของเหลวที่ความดันบรรยากาศ (Atmospheric tank) ต่ำกว่าความดันบรรยากาศ"
ปีที่
๘ ฉบับที่ ๑๑๗๕ วันเสาร์ที่
๒๑ พฤษภาคม ๒๕๕๘ เรื่อง
"เมื่อความดันในถังเก็บของเหลวที่ความดันบรรยากาศ (Atmospheric tank) สูงกว่าความดันบรรยากาศ"
รูปที่
๑ coned
roof tank ที่ใช้เก็บของเหลวที่ความดันบรรยากาศ
ของเหลวที่เก็บในถังที่เห็นอาจเป็นของเหลวที่ไม่ติดไฟหรือมีอุณหภูมิจุดวาบไฟสูงมาก
(ความดันไอต่ำ)
จึงทำการติดตั้งเฉพาะท่อ
vent
ที่ทำหน้าที่ระบายอากาศเข้า-ออกเวลาสูบของเหลวออกจากถังหรือเข้าถัง
นิยามของ
"ของเหลวไวไฟ"
(Flammable liquid หรือ
Inflammable
liquid) เป็นสิ่งหนึ่งที่ต้องทำความเข้าใจให้ดี
เพราะมันขึ้นอยู่กับสภาพอากาศของแต่ละท้องถิ่น
ในประเทศเขตหนาวอาจกำหนดนิยามของเหลวไวไฟโดยดูจากจุดวาบไฟของของเหลวนั้น
โดยถือว่าถ้าของเหลวนั้นมีจุดวาบไฟสูงกว่า
37ºC
(หรือ
100ºF)
จะถือว่าไม่ใช่ของเหลวไวไฟ
ไม่จำเป็นต้องเก็บในถังแบบ
floating
roof หรือถ้าเก็บในถังแบบ
coned
roof ก็ไม่จำเป็นต้องการใช้ไนโตรเจนป้องกันที่ว่างเหนือผิวของเหลว
แต่สำหรับประเทศเขตร้อนและมีแดดแรงอย่างบ้านเรา
คงจะใช้อุณหภูมิค่านี้ไม่ได้
ต้องใช้อุณหภูมิค่าที่สูงกว่านี้เป็นตัวกำหนด
ทั้งนี้ต้องพิจารณาอุณหภูมิอากาศตลอดช่วงฤดูกาล
โดยเฉพาะเวลาที่ถังโดดแสงแดดแรงส่องเป็นเวลานาน
ในกรณีของของเหลวที่มีความหนืดสูง
(เช่นน้ำมันเตาหรือน้ำมันพืช)
มักต้องพิจารณาระบบให้ความร้อนแก่ของเหลวในถังเพื่อให้ความหนืดลดต่ำลงจนสามารถสูบออกมาได้ง่าย
ส่วนในกรณีของของเหลวที่มีความดันไอสูงมักต้องพิจารณาการลดการสูญเสียเนื่องจากการระเหย
และในกรณีของของเหลวที่ไวไฟยังต้องพิจารณาหามาตรการป้องกันไม่ให้ไอระเหยของของเหลวนั้นผสมกับอากาศจนเกิดเป็นส่วนผสมที่มีความเข้มข้นสูงพอที่สามารถระเบิดได้
และยังต้องคำนึงต่อไปด้วยว่าถ้าเกิดการระเบิดเกิดขึ้น
จะจำกัดหรือลดความรุนแรงของความเสียด้วยวิธีการใดด้วย
ฉบับนี้ก็เป็นฉบับสุดท้ายของบทความชุด
Piping
and Instrumentation Diagram (P&ID) ของอุปกรณ์แล้ว
คงได้เวลานำไปรวมเป็นรวมชุดบทความร่วมกับเรื่องทำความรู้จักกระบวนการผลิตเอทิลีนเสียที
รูปที่
๒ บริเวณที่ตั้ง storage
tank นั้นจะต้องมีกำแพงป้องกัน
เผื่อไว้ในกรณีที่ถังเกิดความเสียหายจนกระทั่วของเหลวในถังรั่วออกมาจนหมด
ความสูงของกำแพงนี้ขึ้นอยู่กับพื้นที่ที่ล้อมรอบและขนาดของถังเก็บที่กำแพงล้อมรอบอยู่
กล่าวคืออย่างน้อยถ้าถังเก็บใบใหญ่ที่สุดเกิดพังขึ้นมา
กำแพงดังกล่าวจะต้องป้องกันไม่ให้ของเหลวนั้นรั่วไหลออกมาข้างนอกได้
แต่การมีกำแพงก็ทำให้เกิดปัญหาน้ำฝนท่วมขังภายในได้
จึงจำเป็นต้องมีท่อระบายน้ำฝนที่ต้องมีวาล์วปิดเปิด
ซึ่งวาล์วปิดเปิดนี้จะต้องปิดอยู่เสมอ
จะมาเปิดก็ต่อเมื่อต้องทำการระบายน้ำท่วมขังทิ้ง(เช่นหลังฝนตก)
การไม่ได้ปิดวาล์วดังกล่าวเคยส่งผลให้เกิดการระเบิดครั้งใหญ่ในโรงกลั่นน้ำมันแห่งหนึ่ง
เพราะมันปล่อยให้น้ำมันที่ไหลล้นถังนั้นรั่วไหลลงท่อระบายน้ำทิ้ง
แพร่ออกไปไกลนอกเขตโรงงานจนพบแหล่งจุดระเบิด
เกิดการระเบิดย้อนกลับมายังถังเก็บ
เรื่องนี้เคยเล่าไว้ใน
Memoir
ปีที่
๗ ฉบับที่ ๘๕๑ วันอาทิตย์ที่
๓๑ สิงหาคม ๒๕๕๗ เรื่อง
"การระเบิดที่โรงกลั่นน้ำมันเนื่องจากน้ำมันไหลล้นจาก tank เมื่อวันพฤหัสบดีที่ ๒ ธันวาคม ๒๕๔๒"
รูปที่
๓ สัญลักษณ์ที่ใช้แสดง
coned
roof tank เวลาที่วาดลงในP&ID
นั้นจะใหญ่แค่ไหนขึ้นอยู่กับว่าต้องการแสดงให้เห็นรายละเอียดอะไรบ้าง
รูปที่
๔ Gauging
hatch เป็นช่องเปิดเล็กอยู่บนหลังคาของ
coned
roof tank มีไว้สำหรับตรวจสอบระดับของเหลวในถัง
(จะด้วยการหย่อนอุปกรณ์วัดระดับหรือตรวจด้วยสายตาก็ตามแต่
ใช้เวลาที่ต้องการตรวจสอบว่าอุปกรณ์วัดระดับของเหลวในถังนั้นวัดระดับได้ถูกต้องหรือไม่)
ช่องนี้อาจทำเป็นช่องแยกต่างหากบนหลังคา
(ดูรูปที่
๑)
หรือเป็นช่องเล็ก
ๆ บนหน้าแปลน manhole
ของหลังคาอีกที
ช่องนี้ไม่จำเป็นสำหรับ
floating
roof tank เพราะหลังคาของ
floating
roof tank มันลอยขึ้นลงตามระดับของเหลวในถังอยู่แล้ว
รูปที่
๕ coned
roof tank ที่เก็บของเหลวที่ลุกติดไฟได้
ต้องคำนึงถึงโอกาสที่ส่วนผสมระหว่างไอระเหยของของเหลวที่เก็บไว้ในถังกับอากาศที่มีการรั่วไหลเข้าถัง
จะเกิดการระเบิดขึ้นมาได้
ในการนี้เพื่อป้องกันไม่ให้ส่วนลำตัวของถังเกิดความเสียหาย
(ที่จะทำให้ของเหลวที่เก็บไว้นั้นทะลักออกมาก่อความเสียหายต่อไปได้อีก)
จะออกแบบให้โครงสร้างหลังคา
(เช่นตรงรอยเชื่อมระหว่างฝาถังกับลำตัว)
นั้นมีความแข็งแรงต่ำกว่าโครงสร้างส่วนลำตัว
หรือมีช่องระบายความดันพิเศษ
(เช่น
blowoff
manhole) ที่จะเปิดออกเมื่อเกิดการระเบิดในถัง
เป็นการลดความดันในถังลงก่อนที่ส่วนลำตัวจะเกิดความเสียหาย
รูปที่
๖ สัญลักษณ์แสดง floating
roof tank ที่มีการติดตั้ง
flame
arrester ไว้ข้างบนโดยอยู่ตรงกลางท่อ
vent
ปลายท่อ
vent
ที่โค้งลงล่างก็เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำฝนไหลเข้าไปในถังได้เวลาฝนตก
รูปนี้เป็นรูปที่ผมยังไม่เข้าใจเหมือนกันว่าทำไมบนฝา
floating
roof จึงต้องมีท่อ
vent
(ซึ่งทำให้ต้องมีการติดตั้ง
flame
arrester) ในเมื่อมันไม่มีที่ว่างเหนือผิวของเหลว
ถ้าเป็น coned
roof ก็ว่าไปอย่าง
ถ้าจะมีก็ควรเป็นท่อรระบายน้ำฝนเพื่อระบายออกจากฝาถัง
รูปที่
๗ รูปนี้เป็นรูปตัวอย่าง
P&ID
ของท่อไอน้ำสำหรับให้ความร้อนแก่ของเหลวในถัง
ที่ใช้สำหรับของเหลวที่มีความหนืดสูง
(เช่นน้ำมันเตา
น้ำมันพืช)
จนยากที่จะทำการสูบ
หรือเมื่ออากาศเย็นอาจเกิดการแข็งตัวได้
ในกรณีนี้จึงจำเป็นต้องมีการให้ความร้อนแก่ของเหลวในถัง
วิธีที่ใช้กันทั่วไปคือการวางขดท่อไอน้ำไว้ภายในถัง
เพื่อให้ของเหลวในถังร้อนจนมีความหนืดลดลง
ง่ายต่อการสูบจ่าย
รูปที่
๘ อีกตัวอย่างหนึ่งของ
P&ID
ของท่อไอน้ำสำหรับให้ความร้อนแก่ของเหลวในถัง
เวลาให้ความร้อนก็ให้เฉพาะทางด้านล่าง
เพราะของเหลวที่ร้อนจะลอยขึ้นบน
ของเหลวที่เย็นและหนักกว่าจะเคลื่อนตัวลงมาข้างล่าง
กระติกน้ำร้อนบางยี่ห้อก็ใช้วิธีให้ความร้อนเฉพาะที่พื้นล่างแทนการให้ทางด้านข้าง
ทั้งนี้เพื่อจะได้ไม่มีปัญหาในกรณีที่ระดับน้ำในกระติกต่ำเกินไปเหมือนในกรณีที่ให้ความร้อนทางด้านข้าง
รูปที่
๙ อีกตัวอย่างหนึ่งของ
P&ID
ของท่อไอน้ำสำหรับให้ความร้อนแก่ของเหลวในถัง
รูปนี้เน้นไปที่บริเวณท่อทางเข้าปั๊ม
โดยเป็นระบบให้ความร้อนเพื่อลดความหนืดของของเหลวที่ไหลเข้าปั๊ม
เพื่อให้ปั๊มทำงานได้สะดวกขึ้น
ความแตกต่างของรูปนี้คือตัวขดท่อไอน้ำจะเป็นคล้ายกับชุด
tube
ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบ
shell
and tube
โดยนำไปประกบเข้ากับหน้าแปลนที่เตรียมไว้และต่อเข้ากับท่อไอน้ำ
รูปที่
๑๐ โดยทั่วไปการมีน้ำอยู่ในถังน้ำมันก็ไม่ใช่เรื่องผิดปรกติ
(เพราะในกระบวนการผลิตนั้นก็มีหลายขั้นตอนเหมือนกันที่มีการใช้ไอน้ำให้ความร้อนแก่น้ำมันด้วยการฉีดไอน้ำผสมเข้าไปในน้ำมันโดยตรง)
น้ำที่ตกค้างอยู่ในน้ำมันจะแยกตัวออกจากน้ำมันที่ถังเก็บ
จึงจำเป็นต้องมีบ่อรองรับน้ำที่สะสมและต้องคอยระบายออกเป็นระยะ
น้ำที่อยู่ในบ่อรองรับนั้นไหลออกมาโดยอาศัยแรงกดจากชั้นน้ำมันที่อยู่เหนือผิวหน้าชั้นน้ำ
รูปที่
๑๑ สำหรับ coned
roof tank ที่เก็บของเหลวที่ไวไฟนั้น
เพื่อไม่ให้เกิดไอเหนือผิวของเหลวการระเบิดจึงต้องทำการป้องกันไม่ให้อากาศเข้าไปในถังได้
วิธีการหนึ่งที่ใช้กันก็คือการให้แก๊สเฉื่อย
(ปรกติก็คือไนโตรเจน)
ไหลเข้าไปในถังจนความดันในถังสูงกว่าความดันบรรยากาศเล็กน้อย
โดยอาจต้องยอมให้แก๊สเฉื่อยไหลรั่วออกมาเล็กน้อยบ้าง
เพื่อป้องกันไม่ให้อากาศแพร่ย้อนเข้าไปข้างใน
แต่ในกรณีที่ความดันภายในถังลดต่ำลงอย่างรวดเร็ว
(เช่นถังที่ตากแดดร้อนแล้วเจอฝนตกหนักใส่)
จนระบบป้อนแก๊สเฉื่อยจ่ายให้ไม่ทัน
จะยอมให้อากาศเข้าไปในถังได้บางส่วนเพื่อป้องกันไม่ให้ถังเกิดความเสียหาย
รูปที่
๑๒ รูปนี้เป็นตัวอย่าง
pressure
vessel เก็บของเหลวที่ความดันสูงกว่าบรรยากาศ
หรืออาจเป็นถังแยกของเหลวออกจากแก๊ส
(เช่นถังเก็บสำรองอากาศอัดความดัน
ที่รับอากาศมาจากเครื่องคอมเพรสเซอร์)
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น