วันอังคารที่ 10 พฤศจิกายน พ.ศ. 2563

เมื่อเขม่าลุกติดไฟจาก flare ทำให้ไฟไหม้ถังเก็บน้ำมันดิบ MO Memoir : Tuesday 10 November 2563

เวลาประมาณ ๑๐.๔๘ น วันที่ ๓๐ สิงหาคม ค.ศ. ๑๙๘๓ (พ.ศ. ๒๕๒๖) เกิดเพลิงไหม้ ณ ถังเก็บน้ำมันดิบขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ๗๘ เมตร สูง ๒๐ เมตร ความจุ ๙๔,๑๑๐ ลูกบาศก์เมตร ในขณะที่มีน้ำมันบรรจุอยู่ประมาณเต็มความจุ ถังดังกล่าวเป็นชนิด floating roof น้ำมันดิบที่บรรจุอยู่ในถังขณะนั้นเป็นชนิดที่มีจุดวาบไฟ (flash point) ต่ำ เจ้าหน้าที่สามารถดับเพลิงได้ในช่วงประมาณกลางดึกของคืนวันที่ ๑ กันยายน โดยในระหว่างการดับเพลิงนั้นเกิดปรากฏการณ์ "Boil over" ขึ้นถึง ๒ ครั้งด้วยกัน

เหตุการณ์นี้และรูปถ่ายต่าง ๆ ที่นำมาแสดง นำมาจากรายงานเรื่อง "Report of the Investigation into the Fire at Amoco Refinery - 30th August, 1983" จัดทำโดย Dyfed County Fire Brigade ที่เป็นผู้ทำหน้าที่เข้าไประงับเหตุ

รูปที่ ๑ สถานที่เกิดเหตุหลังเกิดเหตุไม่กี่ชั่วโมง พึงสังเกตระยะหว่างระหว่างถังเก็บกับ Flare ที่อยู่เยื้องออกมาทางด้านขวา และบริเวณที่ตั้งของถังเก็บที่อยู่แยกห่างออกมาจากหน่วยผลิตของโรงกลั่น

โดยทั่วไปเวลาที่เกิดเพลิงไหม้ ตัวเชื้อเพลิงและสารออกซิไดซ์ก็ปรากฏให้เห็นชัดอยู่แล้ว แต่ตัวที่เป็นปัญหาที่ต้องหาให้เจอให้ได้ก็คือแหล่งพลังงานที่ทำให้เชื้อเพลิงที่ผสมกับอากาศนั้นเกิดการลุกไหม้ได้ ในกรณีของเพลิงไหม้ที่เกิดในบริเวณที่มีแหล่งความร้อนหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ มากมาย บางทีก็เป็นเรื่องยากที่จะระบุว่าอุปกรณ์ตัวไหนเป็นต้นเหตุ (เว้นแต่จะมีผู้เห็นเหตุการณ์) ในทางกลับกันในกรณีของเพลิงไหม้ที่เกิดขึ้นในบริเวณที่โดดเดี่ยวเช่นในกรณีนี้ (ดูรูปที่ ๑) บางทีมันก็ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะระบุว่าต้นตอของการลุกไหม้เกิดจากอะไร

รูปที่ ๒ อีกภาพหนึ่งของเพลิงไหม้

ในการพิจารณาต้นตอที่ทำให้เกิดการจุดระเบิดนั้น ทางผู้สอบสวนได้พิจารณาความเป็นไปได้หลายอย่าง แต่ถ้าจัดประเภทแล้วน่าจะแบ่งออกได้เป็น เกิดจากการกระทำของคนที่อยู่ในบริเวณที่เกิดเหตุ, เกิดจากความบกพร่องของอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือระบบไฟฟ้า, เกิดจากความบกพร่องของระบบให้ความร้อน, การเกิดปฏิกิริยาเคมีของสารที่ลุกไหม้ได้เอง และจากปัจจัยจากภายนอก

ในกรณีของการกระทำของคนนั้น มีการพิจารณาความเป็นไปได้ต่าง ๆ เช่น ในช่วงเวลานั้นมีผู้เข้าไปทำงานในบริเวณดังกล่าวหรือไม่ เกิดจากการวางเพลิงหรือวินาศกรรม การสูบบุหรี จากยานพาหนะที่ขับเข้าไปในบริเวณนั้น แต่เมื่อพิจารณาหลักฐานต่าง ๆ แล้วความเป็นไปได้เหล่านี้ก็ถูกตัดไปหมด ส่วนเรื่องความบกพร่องของอุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์ให้ความร้อน รวมทั้งปฏิกิริยาเคมีของสารที่ลุกไหม้ได้เองนั้น เมื่อทำการตรวจสอบอุปกรณ์และข้อมูลการทำงานก่อนหน้าก็พบว่าไม่มีความผิดปรกติใด ๆ ดังนั้นจึงเหลือเพียงแค่ปัจจัยจากภายนอกที่ต้องพิจารณา

เนื่องจากเพลิงไหม้เริ่มเกิดจากด้านบนของถัง จึงมีปัจจัยจากภายนอกที่มีการนำมาพิจารณามีอยู่ด้วยกัน ๓ ปัจจัยคือ การเกิดฟ้าผ่า, Incandescent carbon จาก flare และ Flare discharge และเมื่อได้ตรวจสอบสภาพอากาศในเวลาที่เกิดเหตุแล้ว ก็สามารถตัดประเด็นเรื่องฟ้าฝ่าออกไปได้ แต่ก่อนอื่นเรามาลองดูกันก่อนว่ามีไอน้ำมันสะสมอยู่เหนือ floating roof ของถังเก็บได้อย่างไร

จากการตรวจสอบข้อมูลย้อนหลังพบว่า มีการพบรอยแตกร้าวบนตัว floating roof ซึ่งเป็นจุดที่ทำให้องค์ประกอบที่ระเหยง่ายนั้นรั่วไหลออกมานอกถังได้ ประกอบกับในช่วงเวลาดังกล่าวระดับของ floating roof นั้นอยู่ต่ำกว่าขอบบนของลำตัวถัง จึงทำให้ไอน้ำมันนั้นสะสมอยู่เหนือฝาถังได้ (รูปที่ ๓)

รูปที่ ๓ Floating roof tank นั้น ฝาถังจะลอยอยู่บนผิวของเหลวในถัง โดยจะเลื่อนขึ้นลงตามระดับความสูงของของเหลวในถัง ถ้าหากตัวฝาถังมีช่องให้ไอน้ำมันที่อยู่ข้างใต้นั้นระเหยออกมาได้ ไอน้ำมันนั้นก็มีโอกาสสูงที่จะสะสมอยู่เหนือฝาถัง โดยเฉพาะเมื่อระดับฝาถังนั้นอยู่ต่ำกว่าขอบบนสุดของตัวตัวถัง

ในส่วนประเด็นเรื่อง Flare discharge นั้น เป็นที่ทราบว่าในเวลาที่มีของเหลว (หรือแก๊สที่ควบแน่นได้) ไหลเข้าระบบ flare ในปริมาณมาก จนเกินความสามารถของระบบดักจับของเหลว (ได้แก่พวก knock out drum และ seal drum) จะมีโอกาสที่มีหยดของเหลวนั้นหลุดรอดออกไปถึง flare tip ด้านบน ทำให้เกิดหยดของเหลวที่ลุกติดไฟตกลงมาด้านล่างได้ แต่เมื่อตรวจสอบข้อมูลการทำงานของระบบ flare ในช่วงเวลาก่อนเกิดเหตุก็พบว่า ทำงานเพียงแค่ 10% ของความสามารถที่ได้ออกแบบไว้ ดังนั้นประเด็นนี้จึงถูกตัดออกไป

ตัวการที่ทำให้ไอผสม น้ำมัน + อากาศ เกิดการลุกไหม้ที่ผู้สอบสวนเห็นว่ามีความเป็นไปได้มากที่สุดคือ Incandescent carbon ที่หลุดและปลิวมาตามลมจากยอด flare และสาเหตุนี้ได้รับการพิจารณาความเป็นไปได้สุดท้ายหลังจากที่ได้ตัดความเป็นไปได้อื่นออกไปหมดแล้ว

เนื่องด้วยเพลิงเริ่มลุกไหม้จากด้านบนของถังที่อยู่สูงจากพื้นประมาณ 20 เมตร และไอน้ำมันก็ไม่ได้รั่วไหลลงมาทางด้านล่าง (เพราะถ้าเป็นเช่นนั้นมันก็มีความเป็นไปได้ที่ไอน้ำมันจะเริ่มลุกติดไฟจากทางด้านล่าง ก่อนที่เปลวไฟจะวิ่งย้อนกลับไปทางด้านบน) ดังนั้นตัวการที่ทำให้เกิดการลุกไหม้ก็ต้องอยู่ที่ระดับที่สูงพอ

แม้ว่าการเผาไหม้ที่ยอด flare นั้นจะมีการฉีดไอน้ำช่วยเพื่อลดการเกิดควันดำ (ซึ่งก็คือเขม่า) แต่ก็ยังสามารถมีเขม่าเกาะติดที่ flare tip ได้และจำเป็นต้องมีการทำความสะอาดเอาคราบเขม่าเหล่านี้ออกทุก 2 ปี ซึ่งสำหรับ flare ตัวที่คาดว่าเป็นต้นตอนี้ก็ใกล้ถึงกำหนดเวลาทำความสะอาดเอาคราบเขม่าออกแล้ว

จากการพิจารณาทิศทางลมและการทำงานของ flare ในช่วงก่อนเกิดเหตุ ทางผู้สอบสวนจึงมีความเป็นว่า ด้วยการที่มีการระบายแก๊สออก flare อย่างมากในช่วงเวลานั้น (ทำให้เกิดเปลวไฟพุ่งขึ้นไปสูงประมาณ 25 เมตร) ทำให้คราบเขม่าที่เกาะสะสมอยู่บนยอด flare หลุดออกและลุกติดไฟ ก่อนที่จะลอยไปตกบนหลังคาของ floating roof tank และจุดให้ไอระเหยเชื้อเพลิงที่สะสมอยู่บนหลังคานั้นลุกติดไฟ ในรูปที่ ๑ จะเห็นว่าแม้ว่า flare stack จะอยู่ห่างจาก tank ค่อนข้างมาก แต่ระดับความสูงของ flare stack นั้นก็สูงกว่าความสูงของ tank อยู่มาก

Prof. T.A. Kletz กล่าวไว้ทั้งในบทความและหนังสือที่แกเขียนอยู่เสมอในทำนองว่า เมื่อมีสภาพการณ์ที่ทำให้เกิด Explosive mixture เกิดขึ้น มันก็แค่รอเวลาให้ Ignition source ปรากฏตัวแค่นั้นเอง

รูปที่ ๔ คำอธิบายการเกิดปรากฏการณ์ "Boil over"

เคยเอากระทะที่มีหยดน้ำข้างในอยู่ไปตั้งไฟแล้วเติมน้ำมันลงไปก่อนที่น้ำจะระเหยหมดไหมครับ พอกระทะร้อนน้ำมันก็จะกระเด็นขึ้นมา นั่นเป็นเพราะมันกับน้ำมันไม่ละลายเข้าด้วยกันและน้ำมีความหนาแน่นสูงกว่าน้ำมันแต่มีจุดเดือดต่ำกว่า ดังนั้นพอกระทะร้อนได้ที่น้ำ (ที่อยู่ใต้ชั้นน้ำมัน) ก็จะเดือดกลายไปไอ เกิดการขยายตัวและดันให้น้ำมันกระเด็นออกมา ในกรณีของถังน้ำมันดิบนั้น (ซึ่งมักจะมีน้ำตกตะกอนนอนอยู่ก้นถัง หรือเป็นน้ำที่เกิดจากการดับเพลิงที่ฉีดเข้าไปด้านบนเพื่อลดความร้อนของเปลวไฟ) เปลวไฟที่เผาไหม้อยู่ทางด้านบนจะทำให้น้ำมันในถังมีการไหลหมุนเวียนส่งความร้อนลงไปยังน้ำที่อยู่ใต้ชั้นน้ำมันได้ และเมื่อระดับความสูงของน้ำมันลดลง (ทำให้ความดันเหนือผิวน้ำลดลงด้วย) ประกอบกับอุณหภูมิของน้ำที่ร้อนขึ้นเรื่อย ๆ จนถึงระดับหนึ่ง น้ำที่ก้นถังนั้นก็จะเดือดกลายเป็นไอดันให้น้ำมันที่ลุกไหม้อยู่ในถังนั้นไหลล้นผนังถังออกมาได้ ซึ่งก่อให้เกิดอันตรายต่อผู้ที่ปฏิบัติหน้าที่อยู่ในบริเวณนั้นได้ (รูปที่ ๔)

ในเหตุการณ์นี้ ความร้อนแรงของเปลวไฟนั้นก็แรงจนกระทั่งทำให้สายยางฉีดน้ำนั้นร้อนจนหลอมละลายได้

ไม่มีความคิดเห็น: