ระบบเผาแก๊สทิ้งหรือที่มักจะเรียกกันติดปากว่าระบบ
"Flare"
นั้นจัดว่าเป็นระบบนิรภัยชนิดหนึ่งของอุตสาหกรรมกลั่นน้ำมันและปิโตรเคมี
หน่วยนี้เป็นหน่วยแรกที่ต้องเริ่มการทำงานก่อนหน่วยอื่นในการ
startup
(เริ่มการเดินเครื่อง)
และจะเป็นหน่วยสุดท้ายที่จะหยุดการทำงานในการ
shutdown
(หยุดการทำงาน)
หน้าที่ของระบบนี้คือการเผาทำลายแก๊สที่เผาไหม้ได้ที่มีการระบายออกจากระบบ
การระบายออกจากระบบนี้อาจเป็นการระบายอย่างจงใจ
เช่นการปรับองค์ประกอบหรือความดันของแก๊สใน
vessel
ต่าง
ๆ หรือการระบายแบบไม่ตั้งใจ
(เช่นเกิดจากการเปิดของวาล์วระบายความดัน
(safety
valve))
เนื่องจาก
flare
นั้นทำการเผาไหม้ที่ความดันบรรยากาศ
ดังนั้น vessel
ต่าง
ๆ ที่จะระบายแก๊สออก flare
ได้จึงต้องทำงานที่ความดันสูงกว่าบรรยากาศ
ระบบท่อ
flare
เป็นระบบที่ให้แก๊สและของเหลวไหลในทิศทางเดียว
โดยจะรับแก๊สและ/หรือของเหลวที่ระบายออกจาก
safety
valve ของ
pressure
vessel ต่าง
ๆ ในหน่วยผลิต ดังนั้นอาจกล่าวได้ว่าระบบท่อ
flare
เริ่มจากด้านขาออกของ
safety
valve ของ
pressure
vessel ต่าง
ๆ ในหน่วยผลิต ระบบท่อ flare
นั้นจะไม่มีวาล์วใด
ๆ ทั้งสิ้น (เพื่อตัดโอกาสที่ท่อ
flare
ถูกปิดกั้นเนื่องจากการปิดวาล์ว
ให้เป็นศูนย์)
และควรต้องมีแก๊สไหลตลอดเวลาทั้งนี้เพื่อรักษาความดันในท่อ
flare
ให้สูงกว่าความดันบรรยากาศข้างนอกเสมอ
ทั้งนี้เพื่อป้องกันไม่ให้อากาศรั่วไหลเข้าไปในระบบท่อ
flare
ได้
รูปที่
๑ ตัวอย่างแผนผังโรงงาน
จะมีการจัดแบ่งพื้นที่ออกเป็นบริเวณต่าง
ๆ โดยมีถนนล้อมรอบ
ถนนนี้มีไว้เพื่อการเดินทางของยานพาหนะต่าง
ๆ (เช่นรถเครน
รถยก)
ในระหว่างการซ่อมบำรุงหรือระหว่างการดับเพลิง
และยังเป็นการลดโอกาสที่เพลิงไหม้จะลามจากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกพื้นที่หนึ่ง
ลองดูรูปที่
๑ ท่อ flare
A (เส้นสีแดง)
คือแนวท่อหลักที่รับแก๊สจาก
pressure
vessel ต่าง
ๆ (วงกลมสีเหลือง)
ที่ตั้งอยู่ในพื้นที่
A
และพื้นที่
B
และยังรับแก๊สจากท่อ
flare
B (เส้นสีเขียว)
ที่รับแก๊สจากพื้นที่
C
และพื้นที่
D
ก่อนที่จะส่งแก๊สดังกล่าวไปเผาที่ปล่อง
(flare
stack)
เนื่องจากแก๊สที่ระบายออกมานั้นอาจมีของเหลวปนมาด้วย
หรืออาจเป็นแก๊สร้อนในระบบที่เมื่อแก๊สนั้นเย็นตัวลง
บางส่วนก็จะกลายเป็นของเหลว
ดังนั้นการออกแบบระบบท่อ
flare
จึงต้องคำนึงถึงการมีของเหลวในระบบด้วย
และต้องออกแบบเพื่อป้องกันไม่ให้ของเหลวสะสมในท่อได้
วิธีการที่ใช้กันก็คือการวางท่อให้มีความลาดเอียง
โดยปลายท่อด้านเริ่มต้นนั้นจะมีระดับที่สูงที่สุด
และค่อย ๆ ลาดลงต่ำลงไปเรื่อย
ๆ ไปจนถึง knock
out drum (ค่อยว่ากันอีกทีในฉบับต่อไป)
เช่นในกรณีที่แสดงในรูปที่
๑ ความสูงของระดับท่อจะเรียงลำดับดังนี้คือ
H1 > H2 > H3 และ
H4 > H5 > H2
การบรรจบท่อย่อยเข้ากับท่อใหญ่นั้นจะไม่ต่อท่อย่อยในแนวตั้งฉากกับท่อใหญ่
แต่จะต่อในแนวเฉียง (ดูรูปที่
๒)
และพอมีการบรรจบท่อย่อยเข้ากับท่อหลักมากขึ้น
ท่อหลักก็ต้องมีขนาดใหญ่ขึ้น
การเพิ่มขนาดของท่อหลักจะใช้
eccentric
reducer (คือข้อต่อท่อสำหรับเชื่อมต่อท่อใหญ่กับท่อเล็กเข้าด้วยกัน
โดยมีแนวศูนย์กลางของท่อใหญ่กับท่อเล็กเยื้องกัน
แต่จะมีระดับผิวด้านหนึ่งของท่อใหญ่และท่อเล็กอยู่ในแนวเดียวกัน)
โดยให้ด้านที่แบนราบของ
eccentric
reducer วางอยู่ทางด้านล่าง
รูปที่
๒ รูปแบบของการวางท่อ flare
(1) ในแบบ
(เช่น
piping
and instrumentation diagram หรือ
P&ID)
จะมีรูปสามเหลี่ยมที่เป็นตัวบอกว่าท่อนี้จะวางเอียงลาดไปในทิศทางปลายแหลมของสามเหลี่ยม
(2)
มีการใช้แก๊ส
(อาจเป็นไนโตรเจนหรือแก๊สเหลือทิ้ง)
ปล่อยเข้าทางปลายท่อ
เพื่อป้องกันไม่ให้มีอากาศรั่วไหลเข้าท่อได้
(3)
จุดบรรจบท่อย่อยเข้ากับท่อหลักจะเป็นมุมเฉียง
โดยชี้ไปทางทิศทางการไหลของแก๊ส
ทั้งนี้เพื่อให้แก๊สที่ไหลเข้าบรรจบท่อใหญ่นั้นไม่รบกวนการไหลในท่อใหญ่มากเกินไป
ซึ่งจะทำให้เกิดปัญหา back
pressure มากเกินไปในระบบท่อได้
และ (4)
ใช้
eccentric
reducer ในการเพิ่มขนาดท่อ
โดยให้ด้านราบของ eccentric
reducer อยู่ทางด้านล่างซึ่งทำให้จัดระดับการลาดเอียงของแนวท่อได้ง่าย
เส้นประสีน้ำเงินและสีม่วงคือแนวศูนย์กลางของท่อเล็ก
(ท่อด้านซ้าย)
และท่อใหญ่
(ท่อด้านขวา)
reducer
แม้ว่าชื่อมันจะบอกว่าเป็นข้อลด
แต่อันที่จริงเราใช้เป็นข้อต่อที่ใช้เชื่อมต่อท่อเล็กและท่อใหญ่เข้าด้วยกัน
ซึ่งอาจเป็นการทำเพื่อลดขนาดท่อหรือเพิ่มขนาดท่อก็ได้
reducer
นั้นมีอยู่
๒ แบบคือ concentric
reducer
ซึ่งเป็นชนิดที่แนวศูนย์กลางของท่อเล็กและท่อใหญ่อยู่ร่วมแกนเดียวกัน
และ eccentric
reducer ซึ่งเป็นรูปแบบที่ได้กล่าวมาข้างต้น
การติดตั้ง
eccentric
reducer กับท่อในแนวราบ
(หรือลาดเอียงเล็กน้อย)
สามารถติดตั้งโดยเอาด้านที่แบนราบอยู่ด้านบนหรือด้านล่างนั้นขึ้นอยู่กับการประยุกต์ใช้งาน
เช่นที่แสดงในที่นี้เป็นการติดตั้งโดยให้ด้านแบนราบอยู่ด้านล่าง
แต่ถ้าเป็นท่อทางด้านเข้าของปั๊มหอยโข่งจะติดตั้งให้ด้านแบนราบอยู่ด้านบน
เรื่องการติดตั้ง reducer
นี้ถ้ามีโอกาสจะหาเล่าสักที
ตอนต่อไปจะกล่าวถึง
Knock
out drum และ
Seal
drum
