Restriction orifice MO Memoir : Sunday 21 December 2568

ค่าสัมประสิทธิ์การระบาย (Discharge coefficient หรือ Coefficient of discharge หรือย่อว่า C_d) เป็นค่าอัตราส่วนระหว่างปริมาตรการไหลจริงที่ของไหลไหลผ่านช่องเปิด ต่อปริมาตรการไหลทางทฤษฎี เพื่อให้เห็นภาพตรงนี้ลองดูรูปที่ ๑ ข้างล่าง ที่แสดงรูปร่างลำของเหลวที่พุ่งผ่านรูที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน แต่มีรูปร่างทางเข้า-ออกและความหนาของผนังที่แตกต่างกัน (หมายเหตุ : มีบางที่แปลคำนี้ว่าสัมประสิทธิ์การไหล แต่ในที่นี้ไม่อยากใช้คำดังกล่าวเพราะเกรงว่าจะไปซ้ำกับคำแปลของค่า Flow coefficient ซึ่งเป็นอีกพารามิเตอร์หนึ่ง)

รูปที่ ๑ ขนาดลำของไหลที่พุ่งผ่านรูที่มีขนาดช่องเปิดเท่ากัน แต่รูปร่างทางเข้า-ออกและความหนาของผนังแตกต่างกัน จะเห็นว่าลำของไหลที่ฉีดพุ่งออกมานั้นจะมีขนาดที่แตกต่างกัน

ในทางทฤษฎีนั้นอัตราการไหลของของไหลที่ไหลผ่านช่องเปิดนั้นจะแปรผันกับรากที่สองของผลต่างระหว่างความดันด้านขาเข้า (ด้านความดันสูง - P_in) และความดันด้านขาออก (ด้านความดันต่ำ - P_out) หรือ (P_in - P_out)^0.5 ตัวอย่างเช่นในกรณีของน้ำที่ไหลผ่านรูกลมที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 mm (ที่มีค่า C_d = 0.65) ออกสู่บรรยากาศ (P_out = 0 bar.g) และกำหนดให้ความกว้างของผิวน้ำด้านขาเข้ามีขนาดที่ใหญ่มากเมื่อเทียบกับขนาดของรูกลม (เช่นกรณีของน้ำรั่วไหลออกจากถังเก็บ แต่ถ้าเป็นการไหลในท่อ ความกว้างด้านขาเข้าก็คือขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อด้านขาเข้า) อัตราการไหลของน้ำที่ค่าความด้นด้านขาเข้าจาก 0.1-100 bar.g แสดงไว้ในรูปที่ ๒

เนื่องจากอัตราการไหลแปรผันตามรากที่สองของผลต่างระหว่างความดันด้านขาเข้าและความดันด้านขาออก ดังนั้นถ้าเราทราบความดันของของไหลทั้งด้านขาเข้าและด้านขาออก เราก็จะสามารถคำนวณหาอัตราการไหลของของไหลนั้นได้ ซึ่งนี่ก็เป็นหลักการวัดอัตราการไหลในท่อด้วยแผ่นออริฟิก (orifice plate)

แต่การใช้งานแผ่นออริฟิกนั้นไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแค่การวัดอัตราการไหล มันยังมีประโยชน์ในการควบคุมอัตราการไหลไม่ให้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเวลาที่ความดันด้านขาเข้าเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว เวลาที่นำแผ่นออริฟิกมันมาใช้งานในรูปแบบนี้เราจะเรียกมันว่า restriction orifice (บางที่ในแบบจะเขียนย่อว่า RO)

รูปที่ ๒ อัตราการไหลของน้ำ (ลิตรต่อนาที) ผ่านรูกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 mm (ที่มีค่า C_d = 0.65) ออกสู่บรรยากาศ (P_out = 0 bar.g) ที่ค่าความดันด้านขาเข้าต่าง ๆ

รูปที่ ๓ แสดงตัวอย่างการประยุกต์ใช้งาน restriction orifice โดยรูปซ้ายเป็นการใช้งานกับ minimum flow line (หรือ kick back line) ของปั๊มหอยโข่ง คือในการทำงานของปั๊มหอยโข่งนั้นต้องมีของเหลวไหลผ่านปั๊มตลอดเวลาด้วยอัตราการไหลขั้นต่ำค่าหนึ่ง เพื่อระบายความร้อนออกจากตัวปั๊ม เพราะถ้าของเหลวไหลผ่านไม่มากพอ ความร้อนที่เกิดจากการหมุนของใบพัดจะทำให้ของเหลวในตัวปั๊มเดือดจนเกิดการระเบิดได้ ในกรณีที่มีโอกาสที่วาล์วด้านขาออกของปั๊มจะปิดสนิทในขณะทำงาน (เช่นท่อด้านขาออกมีวาล์วควบคุมการไหลอัตโนมัติ) ก็จะมีการเดินท่อ minimum flow line นี้เพื่อให้ของเหลวด้านขาออกส่วนหนึ่งไหลวนกลับไปทางด้านขาเข้า ท่อนี้อาจเป็นท่อขนาดเล็กที่ไม่มีวาล์วใด ๆ (ขนาดท่อจะเล็กว่าท่อหลัก) หรือเป็นท่อที่มีการติดตั้งวาล์วที่สามารถปรับอัตราการไหลได้ (เช่น globe valve) หรือไม่ก็ติดตั้ง restriction orifice การใช้ท่อขนาดเล็กที่ไม่มีวาล์วใด ๆ หรือไม่ก็ติดตั้ง restriction orifice มีข้อดีตรงที่ไม่ต้องกังวลว่าจะลืมเปิดวาล์ว แต่ก็มีสิ่งที่ต้องจ่ายคือการสูญเสียพลังงาน เพราะอัตราการไหลด้านขาออกของปั๊มจะเป็นผลรวมของ อัตราการไหลที่หน่วย downstream ต้องการ กับอัตราการไหลย้อนกลับ ซึ่งอัตราการไหลย้อนกลับคือการสูญเสีย

รูปที่ ๓ ตัวอย่างการประยุกต์ใช้ restriction orifice รูปซ้ายเป็นการใช้ใน minimum flow line ของปั๊มหอยโข่ง รูปขวาเป็นการใช้เพื่อป้องกันไม่ให้ของไหลด้านความดันสูงไหลเข้าระบบความดันต่ำด้วยอัตราเร็วที่สูงเกินไป

 

อีกตัวอย่างของการใช้งาน restriction orifice เพื่อความปลอดภัยแสดงในรูปที่ ๓ ด้านขวา restriction orifice จะถูกติดตั้งด้าน down stream ของวาล์วลดความดัน ตัวอย่างของระบบนี้ได้แก่ separator ที่แยกของเหลวจุดเดือดต่ำออกจากจุดเดือดสูงด้วยการลดความดัน ในกรณีที่ของเหลวด้านความดันสูงนั้นไหลเข้ามาเร็วมากเกินไป ปริมาณไอที่เกิดขึ้นก็อาจมากเกินความสามารถที่วาล์วระบายความดันของ vessel ด้านความดันต่ำจะระบายออกได้ทัน

หมายเหตุ

รูปแบบระบบ piping รอบปั๊มหอยโข่งอ่านได้ในบทความเรื่อง
ฝึกงานภาคฤดูร้อน๒๕๕๓ ตอนที่ ๖ ระบบ pipingของปั๊มหอยโข่ง MOMemoir : Thursday 18 February 2553

 

การระเบิดของปั๊มหอยโข่งที่เกิดจากไม่มีของเหลวไหลผ่านปั๊มในขณะที่ปั๊มทำงานอยู่ อ่านได้ในบทความเรื่อง
ปั๊มระเบิดเพราะไม่ได้เปิดวาล์ว (๑) MO Memoir : Thursday 22 February 2567
ปั๊มระเบิดเพราะไม่ได้เปิดวาล์ว (๒) MO Memoir : Sunday 25 February 2567
ปั๊มระเบิดเพราะไม่ได้เปิดวาล์ว (๓) MO Memoir : Monday 26 February 2567

การระเบิดที่เกิดจากแก๊สด้านความดันสูงรั่วไหลเข้าสู่ด้านความดันต่ำรวดเร็วเกินไป อ่านได้ในบทความเรื่อง
เพลิงไหม้และการระเบิดที่ BP Oil (Grangemouth) Refinery 2530(1987) Case 2 การระเบิดที่หน่วยHydrocracker ตอนที่๑ MO Memoir :Sunday 4 November 2561 (บทความเรื่องนี้มีด้วยกัน ๕ ตอน)

เพลิงไหม้จากน้ำมันเตารั่วระหว่างเก็บตัวอย่าง MO Memoir : Wednesday 17 December 2568

"การรั่วของน้ำมันเบนซิน (gasoline) กับน้ำมันเตา (fuel oil) อันไหนอันตรายกว่ากัน"

คำถามข้างบนผมถามเป็นประจำกับนิสิตที่เรียนวิชาเกี่ยวกับความปลอดภัย และคำตอบที่ได้ก็แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับว่าผู้ตอบนั้นมีประสบการณ์อย่างไร

เวลาที่มีการพูดถึงอันตรายจากเพลิงไหม้ที่เกิดจากการรั่วไหลของเชื้อเพลิง คนส่วนใหญ่ (หรือเกือบทั้งหมด) มักจะดูค่าอุณหภูมิจุดวาบไฟ (flash point) ซึ่งเป็นอุณหภูมิต่ำสุดที่ทำให้เชื้อเพลิงนั้นสามารถระเหยกลายเป็นไอในปริมาณที่มากพอที่เมื่อผสมกับอากาศแล้วจะสามารถลุกติดไฟได้ โดยมักจะมองว่าสารยิ่งมีอุณหภูมิจุดวาบไฟที่ต่ำ ก็ยิ่งมีอันตรายจากเพลิงไหม้สูงเมื่อเกิดการรั่วไหล

แต่ในทางปฏิบัติเช่นในโรงงานอุตสาหกรรมที่เชื้อเพลิงเหล่านั้นมีอุณหภูมิสูง หรือมีพื้นผิวที่มีอุณหภูมิสูงอยู่ในบริเวณใกล้ ๆ (เช่นท่อไอน้ำ) เชื้อเพลิงที่มีอุณหภูมิจุดวาบไฟที่สูง กลับเกิดการลุกไหม้ได้ง่ายเพียงแค่มันรั่วไหลออกมาสัมผัสกับอากาศหรือพื้นผิวที่ร้อนเหล่านั้น ทั้งนี้เป็นเพราะมันมีค่าอุณหภูมิจุดลุกติดไฟได้ด้วยตนเองหรือ auto-ignition temperature ที่ต่ำ ดังนั้นแม้ว่าเชื้อเพลิงที่รั่วออกมานั้นจะเป็นของเหลวและมีอุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดวาบไฟของมัน แต่เมื่อพบกับพื้นผิวที่มีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิจุดลุกติดไฟได้ด้วยตนเองมันก็จะลุกติดไฟได้ และถ้ามันมีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิจุดลุกติดไฟได้ด้วยตนเอง มันก็จะลุกติดไฟทันทีเมื่อสัมผัสกับอากาศภายนอก

รูปที่ ๑ ระบบเก็บตัวอย่างที่เกิดเหตุ

น้ำมันเบนซินเป็นเชื้อเพลิงที่มีค่าอุณหภูมิจุดวาบไฟที่ต่ำกว่าน้ำมันดีเซลและน้ำมันเตา ในขณะที่น้ำมันดีเซลและน้ำมันเตามีค่าอุณหภูมิจุดลุกติดไฟได้ด้วยตนเองต่ำกว่าเบนซินมาก โดยเฉพาะน้ำมันเตาที่ต้องให้ความร้อนให้มีอุณหภูมิสูงพอเพื่อให้มันมีสถานะเป็นของเหลวจะได้ส่งไปตามระบบท่อด้วยการใช้ปั๊มได้ ดังนั้นเวลาที่มันรั่วไหลออกมาก็มักจะเกิดไฟลุกไหม้ทันที ซึ่งแตกต่างจากพวกที่มีอุณหภูมิจุดลุกติดไฟได้ด้วยตนเองสูง (เช่นน้ำมันเบนซินและแก๊สหุงต้ม)

และเรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้ก็เป็นเหตุการณ์ที่เกิดจากน้ำมันเตา

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Fire of a fuel oil fraction during sampling at a vacuum distillation unit" (https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1200091.html) เป็นเหตุการณ์เกิดที่เมือง Mie ประเทศญี่ปุ่นเมื่อวันที่ ๒๙ กุมภาพันธ์ ค.ศ. ๑๙๙๖ (พ.ศ. ๒๕๓๙) โดยเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นระหว่างการเก็บตัวอย่างน้ำมันเตาจากหอกลั่นสุญญากาศ

หมายเหตุ : การกลั่นน้ำมันดิบจะใช้หอกลั่น ๒ หอ โดยหอกลั่นหอแรกจะเป็นการกลั่นที่ความดันบรรยากาศ การกลั่นครั้งแรกนี้จะแยกเอาน้ำมันเบาต่าง ๆ ออกไปก่อน (คร่าว ๆ คือพวกที่มีจุดเดือดระดับดีเซลและต่ำกว่า) จากนั้นจึงเอาน้ำมันหนักส่วนที่เหลือที่เป็นพวกโมเลกุลขนาดใหญ่ไปกลั่นแยกในหอกลั่นที่สองที่เป็นการกลั่นภายใต้สุญญากาศ (ในความเป็นจริงคือความดันต่ำกว่าความดันบรรยากาศปรกติ) ก็เพื่อให้น้ำมันโมเลกุลใหญ่เหล่านี้ระเหยกลายเป็นไอได้ง่ายขึ้นโดยไม่ต้องใช้อุณหภูมิที่สูง การกลั่นครั้งที่สองนี้จะแยกเอาน้ำมันหนักออกเป็นส่วนต่าง ๆ เช่น น้ำมันดีเซล น้ำมันหล่อลื่น น้ำมันเตาเกรดต่าง ๆ และยางมะตอย

ระบบเก็บตัวอย่าง (รูปที่ ๑) ประกอบด้วยท่อขนาด 3/4 นิ้วที่แยกออกมาจากท่อหลักขนาด 6 นิ้ว น้ำมันเตาในท่อนั้นมีอุณหภูมิ 300ºC (อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิจุดลุกติดไฟได้ด้วยตนเอง) และจะกลายเป็นของแข็งเมื่อเย็นตัวลง ดังนั้นจึงต้องให้ความร้อนแก่ท่อเก็บตัวอย่าง (sample line) ด้วยการพันท่อไอน้ำไปรอบ ๆ (ท่อ steam tracer) มีวาล์วขนาด 3/4 นิ้ว 1 ตัว (1) ปิดกั้นท่อเก็บตัวอย่างจากท่อหลัก และมีวาล์ว 3/4 นิ้วอีก 1 ตัว (2) ปิดกั้นระหว่างท่อเก็บตัวอย่างกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (4 - Sample cooler) น้ำมันจะไหลในท่อของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนลงสู่จุดรองรับตัวอย่างด้านล่างที่มีวาล์ว 3/4 นิ้วอยู่อีก 1 ตัว (5) โดยด้านนอกของท่อน้ำมันจะสามารถให้ไอน้ำ (3.5 kg/cm² steam อุณหภูมิประมาณ 148ºC) หรือน้ำ (industrial water) ไหลเข้ามาเพื่อให้ความร้อนหรือหล่อเย็น (เพื่อให้น้ำมันเตาในท่อไหลได้โดยมีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิจุดลุกติดไฟได้ด้วยตนเอง) นอกจากนี้ระหว่างวาล์ว (1) และ (2) ยังมีท่อไอน้ำต่อเข้าไป (5) เพื่อใช้สำหรับไล่น้ำมันที่ค้างอยู่ในท่อเก็บตัวอย่าง เพื่อไม่ให้น้ำมันที่ค้างอยู่นั้นแข็งตัวซึ่งจะทำให้ท่อเก็บตัวอย่างอุดตัน

ในวันที่เกิดเหตุนั้นโอเปอร์เรเตอร์เข้าไปเก็บตัวอย่างน้ำมันเตา แต่เมื่อเปิดวาล์วพบว่ามีน้ำมันไหลออกมาเพียงเล็กน้อย จึงได้ทำการเปิดวาล์วให้มากขึ้น (บทความใช้คำว่าอย่างไม่ระมัดระวัง) ทันใดนั้นน้ำมันก็พุ่งออกมาทันทีจนล้นอ่างรองรับน้ำมันและลุกติดไฟทันทีเนื่องจากอุณหภูมิน้ำมันสูงกว่าอุณหภูมิจุดลุกติดไฟได้ด้วยตนเอง ประมาณว่าน้ำมันได้รั่วไหลออกมาประมาณ 200 ลิตรก่อนที่จะดับเพลิงได้

สาเหตุที่ทำให้ท่ออุดตันเป็นเพราะในการเก็บตัวอย่างก่อนหน้านั้นไม่ได้ทำการไล่ (purging) น้ำมันที่ค้างอยู่ในท่อออกให้หมด เมื่อเย็นตัวลงน้ำมันที่ค้างอยู่ก็เลยอุดตันท่อ เมื่อเปิดให้น้ำมันใหม่เข้ามา ความร้อนจากน้ำมันใหม่ก็ทำให้น้ำมันที่แข็งตัวอยู่ในท่อละลาย ประกอบด้วยวาล์วเก็บตัวอย่างที่เปิดกว้างอยู่เลยทำให้น้ำมันพุ่งออกมาแรง นอกจากนี้ในการเก็บตัวอย่างยังไม่ได้ใช้ Sample cooler ในการลดอุณหภูมิน้ำมันให้ต่ำกว่าอุณหภูมิจุดลุกติดไฟได้ด้วยตนเองก่อน จึงทำให้น้ำมันที่รั่วออกมานั้นลุกติดไฟทันที

อันที่จริงมีเหตุการณ์หลายกรณีที่ให้คำแนะนำว่า วาล์วเก็บตัวอย่างควรเป็นชนิดที่ต้องใช้แรงในการเปิดวาล์วต้านแรงสปริง (ที่เรียกว่า spring loaded หรือ deadman spring return) ที่เมื่อปล่อยมือแรงสปริงจะทำให้วาล์วปิด การรั่วไหลก็จะหยุด

เรื่องเล่าในวันนี้ก็จบเพียงเท่านี้

การระเบิดใน Furnace MO Memoir : Thursday 4 December 2568

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Explosion in Furnace" จาก Oil Industry Safety Directorate ของ Government of Indis (https://www.oisd.gov.in/en-in/CaseStudies) เผยแพร่เมื่อ ๑๕ ตุลาคม ค.ศ. ๒๐๒๔ เป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในโรงกลั่นน้ำมันแห่งหนึ่งในประเทศอินเดีย

Furnace หรือ Fired heater หรือเตาเผาในที่นี้ เป็นอุปกรณ์ให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง โดยทั่วไปจะเป็นการให้ความร้อนด้วยเปลวไฟโดยมีของเหลวหรือแก๊สร้อนไหลอยู่ในท่อ เตาเผานี้มีหลายรูปแบบและหลายขนาด ขึ้นกับการประยุกต์ใช้งานและกำลังการผลิต โดยมีลักษณะทั่วไปคือจะมีหัวเตา (burner) ที่เป็นจุดที่เชื้อเพลิงเกิดการเผาไหม้เป็นเปลวไฟ ติดตั้งอยู่ ณ ตำแหน่งต่าง ๆ ที่เหมาะสมของตัวเตาเผา เพื่อให้ได้อุณหภูมิการเผาไหม้สูงสุดและมั่นใจว่าเผาไหม้ได้สมบูรณ์ ปริมาณอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้จะมากเกินพอเพียงเล็กน้อย (คือเผาไหม้เชิ้อเพลิงได้สมบูรณ์และยังมีออกซิเจนเหลืออยู่ไม่มาก) เพราะถ้าอากาศไม่พอ การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ จะไม่สามารถดึงเอาพลังงานความร้อนของเชื้อเพลิงออกมาได้หมด แต่ถ้ามีอากาศมากเกินพอไปมาก พลังงานความร้อนที่เชื้อเพลิงปลดปล่อยออกมาจะถูกเฉลี่ยไปให้อากาศส่วนเกิน ทำให้อุณหภูมิแก๊สร้อนที่ได้จากการเผาไหม้นั้นลดต่ำลง

รูปที่ ๑ ภาพ furnace ที่เสียหายจากการระเบิด

ในการให้ความร้อนด้วยเปลวไฟนั้น สถานะของของไหลที่อยู่อีกฝากหนึ่งของผนังโลหะส่งผลต่ออุณหภูมิที่ผิวโลหะ ในกรณีที่ของไหลนั้นเป็นของเหลวและผนังโลหะไม่หนามาก จะประมาณได้ว่าอุณหภูมิที่ผิวโลหะนั้นจะเท่ากับอุณหภูมิจุดเดือดของของเหลวนั้นหรือสูงกว่าเล็กน้อย (ด้านรับความร้อน) และมันจะเป็นเช่นนี้แม้ว่าผิวโลหะนั้นจะถูกเปลวไฟลนโดยตรงก็ตาม แต่ถ้าอีกฟากหนึ่งของผนังโลหะนั้นเป็นแก๊สมันจะแตกต่างกันออกไป เพราะค่าความจุความร้อนของแก๊สนั้นต่ำกว่าของเหลวมาก ผิวโลหะจะมีอุณหภูมิสูงตามอุณหภูมิแก๊สร้อนที่ได้จากการเผาไหม้ และยังต้องระวังไม่ให้เปลวไฟนั้นสัมผัสกับผิวโลหะโดยตรง เพราะอุณหภูมิที่เปลวไฟนั้นจะร้อนกว่าอุณหภูมิของแก๊สร้อนอีก (รูปที่ ๒)

ตรงนี้ถ้านึกไม่ออกก็ลองนึกภาพการต้มน้ำในหม้ออะลูมิเนียมด้วยเตาแก๊ส โลหะอลูมิเนียมนั้นจะไม่เป็นอะไรตราบเท่าที่ระดับเปลวไฟนั้นต่ำกว่าระดับน้ำที่อยู่ในหม้ออะลูมิเนียม แต่ถ้าเราหม้ออะลูมิเนียมเปล่า ๆ ไปตั้งไฟบนเตาที่แรงเท่ากัน หม้อใบนั้นจะร้อนจัดจนอาจเกิดความเสียหายได้

รูปที่ ๒ อุณหภูมิที่ตำแหน่งต่าง ๆ ของเปลวไฟที่เกิดจากเทียนไข (รูปจาก https://www.chemistryviews.org/details/ezine/1393371/Chemistry_of_the_Christmas_Candle__Part_2/)

เหตุการณ์เกิดขึ้นที่เตาเผาของหน่วยกลั่นน้ำมันดิบหลังจากโรงงานหยุดเดินเครื่องเพื่อทำการซ่อมบำรุงและตรวจสอบเป็นเวลา ๒๒ วัน และเริ่มเดินเครื่องใหม่ได้ ๖ วันก่อนที่จะเกิดเรื่องช่วงกะดึก ในขณะนั้นหน่วยผลิตกำลังเดินเครื่องที่กำลังการผลิต 450 m³/hr หรือ 73% ของกำลังการผลิตเต็มที่ โดยในช่วงเวลา 2.30 น พนักงานกะดึกพบว่าวาล์วควบคุมการไหล (control valve) ที่ทำหน้าที่ป้อนเชื้อเพลิงไปยังหัวเตาของเตาเผาและวาล์วอื่นอีกบางตัว ค้างอยู่ในตำแหน่งเปิดของระดับการเปิดครั้งสุดท้าย (คือพนักงานเห็นว่าวาล์วเปิดค้างอยู่ที่ค่าค่าหนึ่ง) จึงได้แจ้งให้ฝ่าย Instrument เข้ามาตรวจสอบ ซึ่งได้เข้ามาตรวจสอบเมื่อเวลาประมาณ 5.30 น หลังจากที่ตรวจสอบแล้วช่างจึงได้ทำการ reset "analogue control card" ทำให้วาล์วควบคุมปรับตัวเองเข้าไปอยู่ในตำแหน่งปลอดภัย (fail-safe position) ซึ่งสำหรับวาล์วควบคุมการไหลของเชื้อเพลิง ตำแหน่งปลอดภัยดังกล่าวก็คือตำแหน่ง "ปิด"

เตาเผานี้เป็นชนิด balanced draft furnace กล่าวคือจะรักษาความดันภายในให้ต่ำกว่าความดันบรรยากาศภายนอกเล็กน้อย ซึ่งทำได้ด้วยการดูดแก๊สไอเสียจากการเผาไหม้ออก การทำเช่นนี้จะทำให้อากาศไหลเข้าไปในตัวเตาเผา ในขณะที่แก๊สเชื้อเพลิงที่หัวเตาฉีดพ่นออกมา รวมทั้งเปลวไฟที่เกิดขึ้น จะคงอยู่ในตัวเตาเผา ในภารทำงานปรกติปริมาณออกซิเจนส่วนเกินจะอยู่ระหว่าง 2-3% แต่ในช่วงกะเช้าก่อนเกิดเหตุนั้นพบว่าอยู่ที่ 3-4% และในช่วงบ่ายที่เวลา 15.20 น พบว่าปริมาณออกซิเจนส่วนเกินลดเหลือ 0.2-1%

วาล์วควบคุมอัตราการไหลส่วนใหญ่ในโรงงานมักจะใช้แรงดันลมดันแผ่นไดอะแฟรมให้วาล์วเปิดหรือปิดต้านกับแรงสปริงที่คอยดันให้วาล์วปิดหรือเปิดถ้าไม่มีแรงดันลมมากระทำ (วาล์วควบคุมที่เป็น globe valve มักเป็นแบบนี้ ถ้าเป็น ball valve ก็มักจะใช้การดันกระบอกสูบ) รูปร่างหน้าตาและองค์ประกอบของวาล์วควบคุมที่มีโครงสร้างแบบ globe valve อ่านได้ในเรื่อง "วาล์วควบคุมอัตราการไหล(Control valve) MOMemoir : Sunday 5 February 2560"

ในการเลือกว่าจะให้แรงดันของสปริงดันให้วาล์วปิด แล้วให้แรงดันลมดันให้วาล์วเปิด (ที่เรียกว่า failure close หรือย่อว่า fc) หรือให้แรงดันสปริงดันให้วาล์วเปิด แล้วให้แรงดันลมดันให้วาล์วปิด (ที่เรียกว่า failure open หรือย่อว่า fo) ก็ต้องพิจารณาว่าถ้าหากโรงงานมีปัญหาเช่น ไฟฟ้าดับ ไม่มีอากาศอัดความดันในระบบ ตำแหน่งไหนของวาล์วจะทำให้โรงงานปลอดภัยที่สุด (fail safe position) ซึ่งโดยหลักก็คือ "Maximise cooling" และ "Minimise heating" กล่าวคือรักษาการทำงานของระบบหล่อเย็น และตัดการทำงานของระบบให้ความร้อน (หรือสารอันตรายต่าง ๆ) ดังนั้นถ้าเป็นกรณีของน้ำหล่อเย็น ก็จะเลือกใช้วาล์วชนิด failure open และถ้าเป็นไอน้ำหรือเชื้อเพลิงที่ส่งไปเผาในเตาเผา ก็จะเลือกใช้วาล์วชนิด failure close

เนื่องด้วยระบบคอมพิวเตอร์ควบคุมในปัจจุบันจะเป็นระบบดิจิตอล (digital) แต่การทำงานของวาล์วควบคุมยังเป็นระบอนาล็อก (analogue) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีวงจรที่ทำหน้าที่เปลี่ยนคำสั่งดิจิตอลให้เป็นสัญญาณควบคุมอนาล็อก และแปลงค่าอนาล็อกจากอุปกรณ์วัดให้เป็นค่าดิจิตอลที่คอมพิวเตอร์เข้าใจได้ ซึ่งในเหตุการณ์นี้อุปกรณ์ดังกล่าวก็คือ "analogue control card" ดังนั้นเมื่อช่างทำการ reset ""analogue control card"" จึงทำให้สัญญาณที่ส่งไปยังวาล์วควบคุมหายไป แรงดันของสปริงจึงดันให้วาล์วไปอยู่ในตำแหน่งที่ปลอดภัย ซึ่งในที่นี้คือตำแหน่งปิด

โอเปอร์เรเตอร์ในห้องควบคุมเห็นว่าวาล์วควบคุมการไหลเชื้อเพลิงปิดอยู่หลังจากผ่านไปแล้ว 6 นาที จึงได้ทำการเปิดวาล์วเชื้อเพลิงใหม่ผ่านระบบคอมพิวเตอร์ควบคุม และหลังจากนั้นประมาณ 3 นาทีก็เกิดการระเบิดขึ้นในเตาเผา ข้อมูลที่ระบบบันทึกไว้บอกว่าในช่วงเวลา 3 นาทีนั้นวาล์วเชื้อเพลิงเปิดได้ประมาณ 50% ในช่วงเวลาดังกล่าว LPG (แก๊สหุงต้มที่ประกอบด้วยโพรเพน 40.5% และบิวเทน 58.6% โดยที่เหลือเป็นไฮโดรคาร์บอนที่หนักกว่า) ที่ใช้ไปเชื้อเพลิงในเวลานั้นได้ไหลเข้าไปในเตาเผาประมาณ 155 กิโลกรัม

เตาเผาดังกล่าวจะมี pilot light ซึ่งก็คือหัวเตาเล็ก ๆ อยู่ในบริเวณหัวเตาใหญ่ ที่จะต้องจุด pilot light นี้ให้ติดก่อนที่จะเปิดหัวเตาใหญ่ ซึ่งเมื่อแก๊สที่ออกมากหัวเตาใหญ่พบกับเปลวไฟของ pilot light ที่จุดล่ออยู่ แก๊สนั้นก็จะลุกติดไฟทันที ในเหตุการณ์นี้เนื่องจากเตาเผาเป็นแบบเก่า ทำให้ไม่มีเครื่องวัดที่บ่งบอกว่า pilot light นั้นติดอยู่หรือไม่หลังจากที่แก๊สเชื้อเพลิงโดนตัดไป และโอเปอร์เรเตอร์ก็ไม่ได้ทำการตรวจสอบว่า pilot light นั้นติดอยู่หรือไม่ และไม่ได้ทำตามขั้นตอนการเริ่มเดินเครื่องเตาเผาอย่างถูกต้อง (ต้องมีการ purge ไล่แก๊สภายในเตาเผาออกก่อนด้วยเวลาที่นานพอ) ด้วยเหตุนี้เมื่อเปิดให้แก๊สไหลเข้าเตาเผาอีกครั้ง แก๊สจำนวนมากจึงไหลเข้าไปภายในเตาเผาโดยไม่เกิดการลุกไหม้ เกิดการสะสมจนมีความเข้มข้นสูงมากพอ และถูกจุดระเบิดด้วยท่อในเตาเผาที่ยังมีอุณหภูมิสูงอยู่ (อุณหภูมิที่ผิวท่อ ณ เวลานั้นสูงกว่า auto-ignition temperature ของแก๊สหุงต้ม)

(วิธีการหนึ่งที่ใช้ตรวจสอบว่า pilot light ลุกไหม้อยู่หรือไม่ก็คือการใช้ thermocouple วัดอุณหภูมิบริเวณหัว pilot light ค่าอุณหภูมิที่สูงแสดงว่ามีไฟลุกติดที่ตัว pilot light นั้น)