ข้อกำหนดคุณลักษณะที่ Battery limit (๓) MO Memoir : Thursday 4 May 2560

ระบบสาธารณูปโภคหลักของโรงงานได้แก่ น้ำ ไอน้ำ อากาศอัดความดัน แก๊สเฉื่อย (ปรกติก็คือไนโตรเจน) ไฟฟ้า ส่วนทางโรงงานจะผลิตขึ้นใช้เองทั้งหมดหรือจะรับจากแหล่งภายนอกทั้งหมดก็คงต้องพิจารณาเป็นกรณีไป ตัวอย่างเช่นอากาศอัดความดัน ที่เห็นกันทั่วไปแต่ละโรงงานก็จะตั้งหน่วยผลิตใช้เองภายใน (ติดตั้งเครื่องคอมเพรสเซอร์และถังเก็บ) น้ำใช้ก็จะรับมาจากแหล่งภายนอก ส่วนจะรับมาในรูปของน้ำดิบ (น้ำจากแหล่งเก็บจากธรรมชาติโดยตรง) หรือในรูปของน้ำประปานั้น ก็คงขึ้นอยู่กับแต่ละกรณี เช่นในกรณีของโรงงานที่ตั้งอยู่เป็นกลุ่ม อาจมีการรับน้ำดิบเข้ามาผลิตเป็นน้ำประปาใช้เองภายในกลุ่มโรงงาน (จะได้ไม่มีปัญหาเรื่องการแย่งน้ำใช้กับชุมชน) ในกรณีของแก๊สไนโตรเจนนั้น ถ้าเป็นโรงงานที่ตั้งรวมเป็นกลุ่มก็มักจะมีบริษัทที่ผลิตแก๊สเหล่านี้โดยตรงมาตั้งเครื่องกลั่นแยกอากาศ (เรียกว่า cold box) แล้วส่งไปขายให้โรงงานต่าง ๆ ทางระบบท่อ แต่ถ้าเป็นโรงงานที่ตั้งอยู่โดดเดี่ยวก็คงต้องใช้การส่งทางรถบรรทุกในรูปของไนโตรเจนเหลว นำมาถ่ายเก็บไว้ที่ถังเก็บ แล้วค่อยระเหยออกมาใช้งาน
 

ในส่วนของพลังงานไฟฟ้า ในบ้านเราแต่เดิมทีมักมีปัญหาเรื่องเสถียรภาพของพลังงานไฟฟ้า (คือไฟฟ้าดับเป็นประจำแบบเอาแน่เอานอนไม่ได้) ทำให้หลายโรงงานต้องมีการตั้งโรงไฟฟ้าใช้เอง โดยเฉพาะโรงงานที่ตั้งอยู่ห่างไกลจากโรงผลิตไฟฟ้า ปัจจุบัน ในโรงงานที่ตั้งเป็นกลุ่มนั้นอาจมีการตั้งโรงไฟฟ้าอยู่ในบริเวณเดียวกันเพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับโรงงานในกลุ่มอุตสาหกรรมเป็นหลัก หรือในกรณีของโรงงานขนาดใหญ่เช่นโรงกลั่นน้ำมันหรือโรงโอเลฟินส์ ก็อาจมีการตั้งโรงไฟฟ้าของตนเองขึ้นมาเพื่อใช้เองภายในโรงงานและจำหน่ายให้กับโรงงานที่ตั้งอยู่ในกลุ่มที่ตั้งเดียวกัน ในกรณีของโรงโอเลฟินส์นั้นยังมีพลังงานความร้อนเหลือเฟือ ที่สามารถนำไปใช้ผลิตไอน้ำเพื่อใช้ในการขับเคลื่อนเครื่องจักรแทนการใช้ไฟฟ้า (เช่นคอมเพรสเซอร์ที่ใช้อัดแก๊สก่อนเข้าสู่ระบบทำความเย็น) และจำหน่ายให้กับโรงงานข้างเคียงได้อีก
 

การซื้อไอน้ำจากโรงงานข้างเคียงก็มีข้อดีตรงที่ไม่ต้องไปแบกรับภาระเรื่องการดูแลระบบผลิตน้ำสำหรับหม้อไอน้ำและตัวหม้อไอน้ำ แต่ก็อาจเกิดปัญหาได้ถ้าหากโรงงานที่เป็นผู้จ่ายไอน้ำให้นั้นเกิดปัญหาในการเดินเครื่อง ทำให้ไม่สามารถจ่ายไอน้ำให้ได้ (โดยเฉพาะในกรณีที่ความร้อนที่ใช้ในการผลิตไอน้ำเป็นความร้อนที่ได้มาจากการระบายความร้อนของสารในกระบวนการผลิต) ดังนั้นการพิจารณาตรงนี้จึงควรพิจารณาจากหลายมุมมอง ไม่ว่าจะเป็นเรื่องของค่าใช้จ่าย หรือด้านเสถียรภาพของแหล่งจ่าย
 

สำหรับโรงงานที่มีการใช้ไอน้ำที่หลายระดับความดัน ก็ไม่จำเป็นต้องผลิตไอน้ำ (หรือรับซื้อไอน้ำ) ที่หลายระดับความดัน สามารถใช้วิธีการผลิต (หรือซื้อ) ไอน้ำที่ระดับความดันสูง แล้วค่อย ๆ ปรับลดระดับความดันลงให้เหลือระดับความดันต่าง ๆ ที่ต้องการใช้งานก็ได้

๖. ไอน้ำ (Steam)

ไอน้ำที่ความดันสูงจะมีปริมาตรจำเพาะต่ำ ทำให้ไม่ต้องใช้ท่อขนาดใหญ่ในการลำเลียง (ท่อเล็กถูกกว่าท่อใหญ่) แต่เนื่องจากมันมีอุณหภูมิสูง ดังนั้นอาจจำเป็นต้องใช้ท่อที่ทนอุณหภูมิสูงได้ (คือราคาท่อแพงขึ้นตามความสามารถในการทนอุณหภูมิสูงของโลหะ) การส่งไอน้ำไปเป็นระยะทางไกล ๆ ในรูปของไอน้ำร้อนยวดยิ่ง (superheated steam) ยังช่วงลดการควบแน่นของไอน้ำในระบบท่อส่ง โดยทางผู้รับสามารถเปลี่ยนให้ไอน้ำร้อนยวดยิ่งดังกล่าวเป็นไอน้ำอิ่มตัว (saturated steam) ได้ด้วยการฉีดน้ำที่เป็นของเหลวที่ได้จากไอน้ำควบแน่น (steam condensate) เข้าไปผสมกับไอน้ำร้อนยวดยิ่งโดยใช้อุปกรณ์ที่ชื่อว่า desuperheater
  

น้ำที่ป้อนเข้าหม้อน้ำมักจะมีการเติมสารเคมีต่าง ๆ เพื่อให้เหมาะสมกับอุณหภูมิและความดันของไอน้ำที่จะผลิต ในทางทฤษฎีแล้วไอน้ำที่ระเหยออกมาจากหม้อไอน้ำนั้นควรมีแต่น้ำเท่านั้น แต่ในความเป็นจริงมันจะมีสิ่งอื่นปนเปื้อนมาได้ เช่นเกลือแร่ต่าง ๆ ที่สลายตัวกลายเป็นไอหรือติดมาในรูปของหยดละอองน้ำเล็ก ๆ (carry over) มากับไอน้ำ น้ำบริสุทธิ์ที่ไม่มีเกลือแร่ละลายอยู่จะมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำมาก ดังนั้นเราจึงสามารถใช้ค่าการนำไฟฟ้าเป็นตัวบ่งบอกว่าน้ำนั้นมีแร่ธาตุรวมทั้งหมดแล้วเจือปนอยู่มากน้อยเท่าใด โดยไม่ต้องแยกวิเคราะห์ทุกตัว
 

ซิลิกาเป็นแร่ธาตุตัวหนึ่งที่ก่อปัญหาได้มากถ้าหากมันเกิดการสะสมในระบบท่อ ทั้งนี้เพราะมันไม่ละลายในกรดเหมือนกับตะกรันต่าง ๆ (ที่เป็นคราบหินปูนหรือเกลือ) พวกตะกรันต่าง ๆ ที่สะสมในหม้อไอน้ำหรือในระบบท่อนั้นสามารถล้างออกได้ด้วยการผ่านสารละลายกรด (ที่มีความเข้มข้นพอที่เหมาะสม) ให้ไหลเวียนภายในระบบ เพื่อเข้าไปละลายตะกรันต่าง ๆ นั้นออกมา แต่วิธีการใช้กรดละลายนี้ใช้ไม่ได้กับซิลิกา

ไอน้ำที่ควบแน่น (steam condensate) จะได้มาจากไอน้ำที่ระดับความดันต่าง ๆ ที่ควบแน่นจากการใช้งานให้ความร้อนที่อุปกรณ์ต่าง ๆ การเก็บรวบรวมไอน้ำที่ควบแน่นที่ต้องระบายออกจากระบบท่อส่งมักจะไม่ค่อยทำกันเนื่องจากแต่ละจุดระบายนั้นมักมีการระบายน้อย และกระจัดกระจายอยู่ทั่วไป

๗. ไนโตรเจน (Nitrogen)

ในอุตสาหกรรมกลั่นน้ำมัน ปิโตรเคมี และอุตสาหกรรมเคมีที่เกี่ยวข้องกับสารไวไฟหรือใช้สารไวไฟจำนวนมาก (ไม่ว่าสารไวไฟนั้นจะเป็นของเหลวหรือแก๊สก็ตาม) จะมีการใช้ไนโตรเจนในการไล่อากาศออกจากระบบท่อและ vessel ต่าง ๆ ก่อนที่จะป้อนสารไวไฟเหล่านั้นเข้าระบบ และยังใช้ไนโตรเจนในการไล่ไอระเหยของสารไวไฟที่ค้างอยู่ใน vessel ต่าง ๆ ออกให้หมดก่อนที่จะป้อนอากาศเข้าไปก่อนเปิด vessel เพื่อทำการซ่อมบำรุง 
  

ตอนเอาไนโตรเจนไปไล่อากาศออก เราสามารถไล่ออกสู่บรรยากาศภายนอกได้เลย เพียงแต่เลือกจุดระบายออกให้อยู่ในบริเวณที่มีอากาศถ่ายเทดี ๆ หน่อย เพื่อที่ว่าเมื่อไล่อากาศออกไปหมดแล้ว แล้วมีไนโตรเจนรั่วออกมาแทน จะไม่เกิดการสะสมของแก๊สไนโตรเจนในบริเวณนั้นจนทำให้ผู้ที่ผ่านเข้าไปในบริเวณนั้นได้รับอันตรายจากการขาดอากาศได้ แต่ตอนเอาไนโตรเจนไปไล่ไอระเหยของสารเคมีออกจะวุ่นวายกว่า เพราะอาจจำเป็นต้องระบายสู่ระบบกำจัด (เช่นระบบ flare) เพื่อไม่ให้ไอสารเคมีที่ไล่ออกมานั้นก่ออันตราย (จะด้วยจากความเป็นพิษหรือการลุกติดไฟก็ตามแต่) ภายนอกได้

๘. น้ำ (Water)

- น้ำผ่านการปรับสภาพ (Treated water)

ความหมายของน้ำที่ผ่านการปรับสภาพนี้อาจหมายถึงน้ำประปา หรือน้ำจากแหล่งน้ำธรรมชาติ (ที่อาจเป็นแหล่งน้ำบนดินหรือแหล่งน้ำใต้ดิน) ที่ผ่านการปรับปรุงคุณภาพมาแล้วบางส่วน (เช่นกำจัดเอาของแข็งแขวนลอยออกไป) น้ำนี้จะถูกนำไปใช้เป็นน้ำประปาสำหรับการใช้งานทั่วไปในอาคารสำนักงาน หรือนำไปเข้าสู่กระบวนการปรับปรุงคุณภาพให้เหมาะสมกับการใช้งานต่อไป (เช่นเอาไปผลิตเป็นน้ำปราศจากแร่ธาตุละลายอยู่ หรือน้ำสำหรับป้อนเข้าหม้อน้ำ)

- น้ำปราศจากแร่ธาตุละลายอยู่ (Demineralized water)

การทำให้น้ำบริสุทธิ์ ให้ปราศจากแร่ธาตุละลายอยู่ สามารถทำได้ด้วยการกลั่นน้ำซ้ำหลายครั้ง (เช่นน้ำสำหรับใช้ผสมยาฉีดจะต้องผ่านกระบวนการกลั่นซ้ำถึง ๓ ครั้ง) หรือการแลกเปลี่ยนไอออน สำหรับอุตสาหกรรมที่ต้องใช้น้ำบริสุทธิ์ในปริมาณมากเพื่อการผลิต การใช้การแลกเปลี่ยนไอออนมักจะเหมาะสมกว่า น้ำบริสุทธิ์ปราศจากแร่ธาตุละลายอยู่นี้อาจนำไปใช้ผสมเข้ากับผลิตภัณฑ์โดยตรง ใช้ผลิตไอน้ำความบริสุทธิ์สูงเพื่อการฆ่าเชื้ออุปกรณ์ที่ต้องการความสะอาดสูง (เช่นเครื่องจักรที่ใช้ในการผลิตยาที่เป็นของเหลว)

ค่าการนำไฟฟ้าของน้ำเป็นตัวบ่งบอกปริมาณแร่ธาตุทั้งหมด (ไม่แยกชนิด) ที่ละลายอยู่ในน้ำ ยิ่งค่านี้สูงมากเท่าใดก็แสดงว่าน้ำนั้นมีแร่ธาตุละลายอยูมาก ดังนั้นในการตรวจวัดหรือควบคุมคุณภาพน้ำจึงสามารถใช้ค่าการนำไฟฟ้านี้เป็นตัวบ่งบอกภาพรวมของคุณภาพน้ำนั้นก่อน ถ้าพบว่ามันสูงเกินกว่าที่กำหนดก็เรียกว่ามันไม่ผ่านเกณฑ์ ไม่จำเป็นต้องไปวัดหาปริมาณแร่ธาตุตัวอื่น แต่ถ้ามันผ่านเกณฑ์ก็ค่อยมาดูในรายละเอียดของแร่ธาตุตัวอื่นแต่ละตัวอีกที

- น้ำดับเพลิง (Fire water)

น้ำสำหรับดับเพลิงมีอยู่ด้วยกันสองส่วน ส่วนแรกคือน้ำที่จะใส่เข้าไปในท่อน้ำดับเพลิง เรียกว่าพอเปิดวาล์วก็จะมีน้ำไหลออกมาทันที ส่วนที่สองคือแหล่งน้ำจากภายนอกที่จะไหลเข้ามาในท่อดับเพลิงเมื่อมีการใช้น้ำดับเพลิง ความแตกต่างของท่อน้ำดับเพลิงจากท่อน้ำทั่วไปคือน้ำที่อยู่ในท่อดับเพลิงนั้นมักจะไม่มีการไหลเป็นเวลานาน ลักษณะเช่นนี้ทำให้ของแข็งที่แขวนลอยอยู่ในน้ำตกค้างในระบบท่อและนำไปสู่การกัดกร่อนเฉพาะจุดได้ ส่งผลให้ท่อผุกร่อนได้ง่าย ประกอบกับการที่ท่อดับเพลิงอาจถูกวางฝังใต้ดิน (เพื่อป้องกันความเสียหายจากการระเบิด) ทำให้การตรวจสอบทำได้ยากหรือทำไม่ได้ ด้วยเหตุนี้จึงมีการเติมสารเคมีบางชนิดผสมเข้าไปในน้ำที่จะใส่เข้าไปนอนรอในท่อดับเพลิงนั้น เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำในท่อกัดกร่อนท่อจากทางด้านใน และยังต้องทำ cathodic protection (การให้โลหะอื่นผุกร่อนแทนเหล็ก หรือใช้การจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงแทน) เพื้อป้องกันการผุกร่อนของท่อเหล็กจากทางด้านนอกด้วย
 

แต่ถ้ามีเพลิงไหม้อย่างต่อเนื่อง ตอนนั้นก็คงไม่ต้องไปสนคุณภาพน้ำแล้ว ได้น้ำจากแหล่งไหนก็ใช้น้ำจากแหล่งนั้นเลย ด้วยเหตุนี้บางหน่วยงานจึงมีการสร้างสระน้ำขนาดใหญ่ (ที่อาจเป็นบ่อที่เกิดจากการขุดดินไปถมตำแหน่งอื่น แล้วใช้สระที่เกิดขึ้นนั้นเป็นบ่อรองรับน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วของโรงงาน ก่อนจะระบายน้ำนั้นออกไปหรือปล่อยให้มันซึมลงดิน หรือใช้สำหรับรดน้ำต้นไม้) ซึ่งนอกจากจะเป็นการปรับปรุงภูมิทัศน์ของที่ทำงานแล้ว ยังสามารถใช้น้ำจากสระน้ำนั้นเป็นน้ำสำรองในการดับเพลิงได้

เรื่องข้อกำหนดคุณลักษณะที่ Battery limit ก็คงจะขอจบด้วยตอนที่ ๓ ณ ตำแหน่งนี้