เพลิงไหม้จากแนฟทารั่วออกทางท่อระบายไอน้ำทิ้งออกสู่บรรยากาศ MO Memoir : Saturday 7 March 2569

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Fire in Atmospheric Vacuum Unit (AVU)" เผยแพร่ในเว็บ Oil Industry Safety Directorate ของประเทศอินเดีย (https://www.oisd.gov.in/en-in/CaseStudies) เมื่อ ๑๔ เมษายน ค.ศ. ๒๐๒๕ (พ.ศ ๒๕๖๘) เป็นเหตุการณ์เพลิงไหม้ที่เกิดจากแนฟทารั่วออกมาทางท่อระบายไอน้ำทิ้งออกสู่บรรยากาศ บทความไม่ได้บอกว่าเหตุการณ์เกิดขึ้นเมื่อใด แต่ในส่วนการสอบสวนมีการกล่าวถึงคู่มือการ Shutdown หน่ว AVU ฉบับปีค.ศ. ๒๐๒๔ แสดงว่าน่าจะเกิดในช่วงเวลาปีค.ศ. ๒๐๒๔ ถึงต้นปีค.ศ. ๒๐๒๕

ชื่อเรื่องบทความบอกว่าเกี่ยวกับหน่วย Atmospheric Vacuum Unit ซึ่งถ้าแปลออกมาตรง ๆ ก็คงจะงงว่าตกลงว่าเป็นหน่วยทำงานที่ความดันบรรยากาศหรือสุญญากาศ แต่ด้วยเนื้อหานี้เกี่ยวข้องกับกระบวนการกลั่นน้ำมันดิบ หน่วยนี้จึงควรเป็นหน่วยกลั่นน้ำมันดิบที่ปรกติจะประกอบด้วยหอกลั่นสองหอ โดยหอกลั่นหอแรกจะทำการกลั่นที่ความดันบรรยากาศ (atmospheric tower) จากนั้นจึงนำพวกจุดเดือดสูงที่ได้จากหอกลั่นแรกไปกลั่นต่อในหอกลั่นที่สองที่มีการทำสุญญากาศ (Vacuum tower) การที่ใช้สุญญากาศช่วยในการกลั่นก็เพื่อทำให้น้ำมันหนักที่มีจุดเดือดสูงที่ได้จากหอกลั่นความดันบรรยากาศ ระเหยได้ง่ายขึ้นโดยใช้อุณหภูมิที่ต่ำลง รูปที่ ๑ ข้างล่างเป็นแผนผังของหน่วยผลิต superheated steams หรือไอน้ำร้อนยวดยิ่งที่จะเอาไปใช้ในกระบวนการกลั่น

รูปที่ ๑ แผนผังของหน่วยผลิตที่เกิดเหตุ

รูปที่ ๒ เป็นเริ่มคำบรรยายเหตุการณ์ก่อนเกิดเหตุ ประโยคแรกเล่าว่าหอกลั่นอยู่ระหว่างการเริ่มเดินเครื่องใหม่ (startup) หลังการหยุดเดินเครื่องเพื่อการซ่อมบำรุงและตรวจสอบ ในระหว่างนี้หอกลั่นอยู่ในขั้นตอน "hot circulation" โดยรับน้ำมันดิบจาก furnace หรือเตาเผาจำนวน 4 เตาที่อัตราการไหลรวม 700 m³/hr โดยอุณหภูมิน้ำมันที่ออกจากเตา (coil outlet temperature) คือ 320ºC

รูปที่ ๒ คำบรรยายการทำงานก่อนเกิดเหตุ

ในการเริ่มเดินเครื่องหอกลั่นนั้น หลังจากที่ไล่อากาศออกไปจนหมดแล้ว ก็จะเริ่มจากการให้ความร้อนแก่น้ำมันที่ป้อนเข้ามา ส่วนของน้ำมันที่ระเหยกลายเป็นไอก็จะลอยขึ้นสู่ด้านบนไปยังเครื่องควบแน่น (conderser) ที่จะควบแน่นไอให้เป็นของเหลว แล้วส่งของเหลวที่ควบแน่นทั้งหมดกลับเข้าสู่หอกลั่นใหม่ ส่วนของน้ำมันที่เป็นของเหลวก็จะตกลงสู่เบื้องล่างลงไปยังหม้อต้มซ้ำ (reboiler) ที่จะให้ความร้อนแก่ของเหลวดังกล่าวให้เดือดกลายเป็นไอลอยขึ้นไปข้างบน ในระหว่างกระบวนการนี้จะไม่มีการดึงเอาของเหลว (ที่เครื่องควบแน่นหรือที่หม้อต้มซ้ำ) ออกจากระบบ เรียกว่าทำ total reflux เป็นขั้นตอนที่ทำให้ภายในหอกลั่นมีของเหลวและไออยู่ในสภาวะสมดุลก่อน แล้วจึงค่อยดึงเอาผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการกลั่นออกจากหอกลั่น

ประโยคที่สองเล่าว่า มีการนำไอน้ำความดันปานกลางเข้ามาทาง "battery limit" โดยผ่านไปที่ส่วน "convection" ของตัวเตาเผาก่อน เพื่อให้กลายเป็นไอน้ำร้อนยวดยิ่ง ก่อนจะนำไปใช้เป็น "stripping steam'

รูปที่ ๓ ตัวอย่างหนึ่งของ furnace หัวเตาจะอยู่ทางด้านล่าง ท่อที่มองเห็นเปลวไฟและสามารถรับรังสีจากการแผ่รังสีคือท่อที่อยู่ที่ผนังด้านข้างและสองแถวแรกของปล่องระบายแก๊สร้อนออก ท่อที่อยู่สูงจากนี้ขึ้นไปจะเป็นส่วน convection คือรับความร้อนจากแก๊สร้อนที่ไหลผ่าน (นำมาจากบทความเรื่อง "ทำความรู้จัก Fired process heater (ตอนที่ ๑) MO Memoir : Friday 29 January 2559"

"battery limit" ในที่นี้คือเส้นแบ่งขอบเขตความรับผิดชอบ ไม่ได้เกี่ยวข้องอะไรกับแบตเตอรี่ไฟฟ้า ตัวอย่างเช่นถ้าเป็นบ้านเรือน การไฟฟ้าก็รับผิดชอบเดินสายไฟมาถึงตรงมิเตอร์ไฟ เจ้าของบ้านก็รับผิดชอบตั้งแต่สายไฟขาออกจากมิเตอร์ ถ้าเป็นน้ำประปาก็เช่นเดียวกัน การประปาก็รับผิดชอบแค่วาล์วขาออกจากมิเตอร์ ท่อน้ำจากนั้นเข้าไปในบ้านเจ้าของบ้านก็เป็นคนรับผิดชอบ

พวกเตาเผาหรือ furnace นั้นจะให้ความร้อนด้วยหัวเตาที่มีการจุดไฟลุกเป็นเปลวไฟ ด้วยอุณหภูมิที่สูงของเปลวไฟ พลังงานของการแผ่รังสีความร้อนจะมีค่าสูง (ค่าพลังงานนี้เป็นไปตาม Stefan–Boltzmann law ที่แปรผันตามอุณหภูมิยกกำลัง 4) ดังนั้นการรับความร้อนของท่อในบริเวณนี้ (ซึ่งต้องมองเห็นเปลวไฟ) จะเป็นการรับความร้อนจากการแผ่รังสี พื้นที่บริเวณนี้จะเรียกว่า ส่วน "radiation" ส่วนแก๊สร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้นั้นจะลอยออกไปทางปล่อย แต่ด้วยอุณหภูมิแก๊สที่ยังสูงอยู่จึงสามารถดึงเอาความร้อนของแก๊สมาใช้งานได้ ดังนั้นทางปล่อยระบายแก๊สก็จะมีท่อของสารที่ต้องการเพิ่มอุณหภูมิขวางอยู่ในเส้นทางการไหลของแก๊สร้อน ท่อในบริเวณนี้มองไม่เห็นเปลวไฟ การรับความร้อนจึงเป็นการแลกเปลี่ยนความร้อนกับแก๊สร้อนโดยตรง ส่วนนี้เรียกว่าส่วน "convection" อุณหภูมิในส่วนนี้จะต่ำกว่าส่วน "radiation" ตรงนี้ดูรูปที่ ๓ เพิ่มเติมได้เพื่อจะได้เห็นภาพ

การควบคุมคุณภาพผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการกลั่นในกรณีที่พบว่า ของเหลวที่ต้องการนั้นมีองค์ประกอบที่มีจุดเดือดต่ำนั้นปะปนอยู่มากเกินไปก็จะใช้การให้ความร้อนแก่ของเหลวนั้นเพื่อให้องค์ประกอบที่มีจุดเดือดต่ำระเหยออกไป เช่นในกรณีที่เราต้องการน้ำมันก๊าด (ช่วงแนฟทาหนัก) แล้วพบว่ามันมีน้ำมันเบนซิน (ช่วงแนฟทาเบา) ปนอยู่มากเกินไป ก็จะใช้การฉีดไอน้ำเข้าไปในน้ำมันก๊าดที่กลั่นได้โดยตรง เพื่อระเหยเอาส่วนที่เป็นน้ำมันเบนซินกลับเข้าไปในหอกลั่นใหม่ หน่วยที่ทำหน้าที่นี้คือ stripping column หรือหอ stripper รูปที่ ๔ เป็นตัวอย่างการใช้งานหอ stripper ไอน้ำจะถูกฉีดเข้าทางด้านล่างหอโดยตรง โดยจุดฉีดจะอยู่ "เหนือ" ระดับน้ำมันที่รวมกันอยู่ด้านล่าง และประเด็นนี้มีบทบาทสำคัญกับอุบัติเหตุที่เกิด

รูปที่ ๔ การทำงานของหอ stripper รูปนี้นำมาจากบทความเรื่อง "ถังความดัน หอ stripper และการลดอุณหภูมิเนื่องจากการระเหยของของเหลว" เผยแพร่ใน blog เมื่อวันอาทิตย์ที่ ๓๐ มิถุนายน ๒๕๕๖

กลับมาต่อกับคำบรรยายในรูปที่ ๒ เมื่อไอน้ำออกจากเตาเผาก็จะกลายเป็นไอน้ำร้อนยวดยิ่ง ในช่วงแรกไอน้ำส่วนนี้จะถูกระบายทิ้งออกสู่บรรยากาศผ่านทางวาล์ว 8 (ในรูปที่ ๑) โดยที่วาล์ว 9 ยังปิดอยู่ ก่อนออกสู่บรรยากาศจะมีอุปกรณ์เก็บเสียง (silencer) เพื่อลดเสียงดัง (แบบเดียวกับที่ท่อไอเสียรถยนต์และมอเตอร์ไซค์ต้องมี) ตำแหน่งของวาล์ว 8 และ 9 นั้นอยู่บน platform ที่สูงจากพื้นประมาณ 8.5 เมตร และปลายท่อระบายไอน้ำทิ้งออกสู่บรรยากาศก็อยู่สูงจากระดับนี้ไปอีก หลังจากขั้นตอนนี้ก็จะเป็นการส่งไอน้ำต่อไปยังหอกลั่นและหอ stripper

จากวาล์ว 8 ไปยังหอกลั่นและหอ stripper นั้น (ดูรูปที่ ๑) ไอน้ำต้องผ่านระบบวาล์วควบคุม (วาล์ว 6, 5 และ 4 ซึ่งวาล์วควบคุม 5 ควรอยู่ในตำแหน่งปิด) หรือวาล์ว bypass ระบบวาล์วควบคุม (วาล์ว 7) จากนั้นจะไหลผ่านวาล์วกันการไหลย้อนกลับ (วาล์ว 3) ก่อนเข้าสู่หอกลั่นและหอ stripper (วาล์ว 1) โดยวาล์ว 2 เป็นวาล์วสำหรับระบายของเหลวที่ตกค้างอยู่ในท่อ (เช่นระบายไอน้ำที่ควบแน่นทิ้งในขณะที่ทำการอุ่นท่อให้ร้อน) ดังนั้นในช่วงแรกของการ startup นี้ วาล์วทุกตัว (ควรอยู่ในตำแหน่ง "ปิด"

รูปที่ ๕ คำบรรยายเหตุการณ์ก่อนนำไปสู่การรั่วไหลและเกิดเพลิงไหม้

รูปที่ ๕ เป็นคำบรรยายการทำงานก่อนที่จะเกิดการรั่วไหลและเพลิงไหม้ตามมา โดยเริ่มจากโอเปอร์เรเตอร์จะเปลี่ยนเส้นทางการไหลของไอน้ำจากระบายทิ้งเป็นไปยังหอกลั่นและหอ stripper โดยในจังหวะนี้โอเปอร์เรเตอร์ (ซึ่งน่าจะมีมากกว่าหนึ่งคนและทำงานหลายอย่างพร้อมกันในเวลาเดียวกัน ซึ่งข้อความในรูปที่ ๕ ก็บอกว่ามีคนทำงานได้รับบาดเจ็บรวม ๙ คน) ได้ทำการปิดวาล์ว 8 และ "crack open" วาล์ว 9 (ข้อมูลที่ว่าโอเปอร์เรเตอร์ทำการ "crack open" วาล์ว 9 อยู่ในรูปที่ ๖) ก็เกิด flash fire ที่ปลายท่อทางออกของจุดระบายไอน้ำ ซึ่งตรงนี้แสดงว่าในขณะที่ทำการ "crack open" วาล์ว 9 นั้น วาล์ว 8 ยังอยู่ระหว่างการปิด

รูปที่ ๖ ผลการสอบสวนว่าแนฟทาไหลเข้ามาในระบบท่อไอน้ำได้อย่างไร

การเปิดให้ไอน้ำไหลเข้าท่อที่มีอุณหภูมิต่ำกว่านั้น ต้องค่อย ๆ เปิดให้ไอน้ำไหลเข้าทีละน้อย ๆ เพราะในช่วงที่ท่อเย็น ไอน้ำจะควบแน่นเป็นของเหลวได้ง่าย ถ้าให้ไอน้ำไหลเข้ามากเกินไป ก็จะเกิดน้ำจำนวนมากในท่อ ซึ่งเมื่อน้ำที่ควบแน่นนี้เคลื่อนตัวไปกระแทกท่อ (เช่นตรงข้องอหรือข้อต่อ) จะทำให้เกิดแรงกระแทกอย่างรุนแรงที่เรียกว่า water hammer ซึ่งอาจทำให้ท่อเสียหายได้ ในทางปฏิบัติเปิดวาล์วแบบที่เรียกว่า "crack open" คือเปิดเพียงแค่พอรู้สึกว่าวาล์วเปิดแล้ว (เช่นได้ยินเสียงของไหลไหลผ่านวาล์ว) ก็จะหยุดการเปิด ในช่วงแรกอาจได้ยินเสียง water hammer เกิดขึ้นบ้าง พอท่อร้อนขึ้นเสียงดังกล่าวก็จะหายไป ในช่วงเวลานี้ถ้าหากมีจุดระบายของเหลวทิ้งก็จะเปิดวาล์วนั้นไว้ (เช่นวาล์ว 2 ในรูปที่ 1) พอสิ่งที่รั่วออกมานั้นเป็นไอน้ำไม่ได้เป็นน้ำที่เป็นของเหลว ก็แสดงว่าท่อร้อนขึ้นแล้ว ก็จะค่อย ๆ เปิดวาล์วทีละน้อย ๆ แล้วฟังดูว่าเกิด water hammer หรือไม่ ถ้าพบว่าเริ่มเกิดใหม่ก็จะหยุดเปิด รอจนเสียงดังกล่าวหายไปก่อนจึงค่อยเปิดเพิ่มอีก ทำอย่างนี้ไปเรื่อย ๆ จนกว่าจะเปิดวาล์วได้เต็มที่

ประเด็นที่เป็นคำถามคือแนฟทามาปรากฏตรงตำแหน่งวาล์ว 9 ได้อย่างไร

การตรวจสอบข้อมูลย้อนหลังพบว่าระดับของเหลวทั้งที่ก้นหอกลั่นและหอ stripper อยู่ที่ระดับสูงเกิน 100% คือบอกไม่ได้ว่าสูงเกินไปเท่าไร แต่น่าจะสูงเกินมากพอจนทำให้แนฟทานั้นสามารถไหลล้นเข้าไปในท่อไอน้ำได้

การที่แนฟทามาปรากฏที่วาล์ว 9 ได้แสดงว่ามีการรั่วไหลผ่านวาล์ว 1 (ขนาด 6 นิ้ว), วาล์วกันการไหลย้อนกลับ 3 (ขนาด 6 นิ้ว) และวาล์ว 4 ที่เป็นวาล์ว bypass วาล์วควบคุม (ขนาด 4 นิ้ว)

และด้วยการที่จุดฉีดไอน้ำเข้าหอ stripper นั้นอยู่สูงกว่าระดับวาล์ว 8 และ 9 ประมาณ 2 เมตร (ประมาณว่าอยู่ที่ระดับเดียวกันกับจุดระบายไอน้ำทิ้งออกสู่บรรยากาศ) จึงทำให้ด้านขาออกของวาล์ว 9 นั้นมีความดันเนื่องจากความสูงของแนฟทาอยู่ และด้วยการที่วาล์ว 8 ยังเปิดอยู่ ทำให้ความดันด้านขาเข้าของวาล์ว 9 ต่ำกว่าด้านขาออก (ที่มีแนฟทาอยู่)

พอทำการ "crack open" วาล์ว 9 โดยที่วาล์ว 8 ยังเปิดอยู่ ไอน้ำร้อนก็เลยทำให้แนฟทากลายเป็นไอรั่วไหลออกมาทางจุดระบายไอน้ำทิ้งออกสู่บรรยากาศ ด้วยการที่แนฟทามี autoignition temperature 287.7ºC และไอน้ำมีอุณหูมิ 320ºC ซึ่งสูงกว่า autoignition temperature ของแนฟทา เมื่อแนฟทารั่วออกมาเจอบรรยากาศ ก็เกิดการลุกติดไฟทันที

ดาวน์โหลดบทความต้นฉบับได้ที่

https://www.oisd.gov.in/public/assets/upload/CaseStudies/1737028120_3ae6477feb90f1c5c607.pdf

ควรอ่านให้ละเอียด และตรวจสอบจากหลายแหล่ง MO Memoir : Monday 13 October 2568

เมื่อวันพฤหัสบดีที่ ๙ ตุลาคมที่ผ่านมาเกิดเหตุการณ์เพลิงไหม้ที่ชั้น ๑๖ ของคอนโดมีเนียม ๓๘ ชั้นย่านสะพานสมเด็จพระปิ่นเกล้า ฝั่งตรงข้ามห้างพาต้า มีผู้เสียชีวิต ๑ ราย และเมื่อวานก็เห็นมีการแชร์เนื้อหาหนึ่งทางหน้า facebook ดังแสดงในรูปที่ ๑ และในวันเดียวกันมีสำนักข่าวบางแห่งรับลูกไปเล่นต่อ ลองอ่านเนื้อหาดังกล่าวดูเองก่อนนะครับ

รูปที่ ๑ ข้อความที่เห็นแชร์มาทาง facebook

ตรงที่ขีดเส้นใต้สีแดง ตรงบรรทัดที่ ๔ บอกว่าผู้เสียชีวิตเสียชีวิตจาก "สำลักควันไฟในบนไดหนีไฟ" แต่ตรงบรรทัดล่างสุดบอกว่า "ต้องรอการสอบสวนหาสาเหตุที่แน่นอนต่อไป"

เห็นความขัดแย้งไหมครับ เริ่มต้นก็รีบบอกเลยว่าเสียชีวิตจาก "สำลักควันไฟในบนไดหนีไฟ" แต่ตอนท้ายกลับบอกว่า "ต้องรอการสอบสวนหาสาเหตุที่แน่นอนต่อไป"

เรื่องถัดมาคือเรื่องของพัดลมอัดกาศ ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับทางหนีไฟที่อยู่ในอาคาร ซึ่งเนื้อหาเขาบอกว่าทางหนีไฟกลายเป็น "ปล่องควันมรณะ" เนื่องจากมีคนเปิดประตูทิ้งไว้ ตรงประเด็นนี้ขอทิ้งไว้ตรงนี้ก่อน

ทีนี้ลองไปดูเนื้อหาข่าวจากช่อง ONE31 ดูบ้างที่นำมาแสดงในรูปที่ ๒ ซึ่งมาจากการให้สัมภาษณ์ของผู้อำนวยการเขตบางกอกน้อยในวันถัดจากวันที่เกิดเพลิงไหม้ เนื้อหาข่าวบอกว่าพบผู้เสียชีวิต "บริเวณทางเดินชั้น 33 เบื้องต้นสาเหตุการเสียชีวิตไม่ได้เกิดจากการสำลักควัน" แต่จะต้องมีการตรวจพิสูจน์ถึงสาเหตุการเสียชีวิตอย่างละเอียดอีกครั้ง

จะเห็นนะครับว่าบริเวณที่พบกับสาเหตุกับสาเหตุของการเสียชีวิตนั้นไม่ตรงกับเนื้อหาในรูปที่ ๑

รูปที่ ๒ เนื้อหาข่าวจากสำนักข่าวช่อง ONE31

ทีนี้ลองมาดูข่าวจากสำนักข่าว Thai PBS ที่รายงานไว้ในวันเกิดเหตุบ้าง (รูปที่ ๒) ส่วนหนึ่งของเนื้อหาข่าวบอกว่าอาสาสมัครกู้ภัย "รุดอพยพประชาชนออกจากอาคาร โดยใช้วิธีประคองเดินลงบันไดหนีไฟ" ซึ่งแสดงว่าตอนเกิดเหตุเพลิงไหม้นั้นบันไดหนีไฟยังใช้งานได้อยู่

รูปที่ ๓ เนื้อหาข่าวจากสำนักข่าว Thai PBS

ทีนี้ลองดูเนื้อหาข่าวของสำนักข่าว pptvhd36 (รูปที่ ๔) ที่รายงานไว้ในวันเกิดเหตุดูบ้าง ซึ่งบอกว่าเจ้าหน้าที่ชุดปฏิบัติการได้ให้การช่วยเหลือ "ผู้ติดค้างชั้นที่ 17 และชั้นที่ 24 อย่างปลอดภัยเป็นที่เรียบร้อย" และ "ให้การช่วยเหลือผู้ติดค้างบริเวณชั้นดาดฟ้า และบริเวณบันไดหนีไฟทั้งหมดจำนวน 12 ราย ลงมาบริเวณจุดสวนหย่อมของคอนโด ชั้นที่ 7 อย่างปลอดภัยเป็นที่เรียบร้อย" นั่นแสดงว่าในขณะที่เกิดเพลิงไหม้นั้นบันไดหนีไฟในชั้นทึ่สูงกว่าชั้นที่เกิดเพลิงไหม้ (ชั้นที่ 16) ยังใช้งานได้อยู่

พัดลมอัดอากาศเป็นสิ่งสำคัญสำหรับบันไดหนีไฟที่อยู่ในอาคาร หน้าที่ของมันคือทำให้ความดันในช่องทางหนีไฟนั้นสูงกว่าความดันภายในตัวอาคาร "เล็กน้อย" สำหรับอาคารที่สูงไม่เกิน ๒๓ เมตรนั้น (ประมาณ ๕-๖ ชั้น) มีข้อกำหนดไว้ว่าสามารถใช้ระบบอัดอากาศแบบจุดเดียวได้ (ประกาศกำหนดมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม ข้อกำหนดในการป้องกันอัคคีภัย เล่ม ๖ ระบบอัดอากาศเพื่อควบคุมควันไฟ มาตรฐานเลขที่ มอก. ๒๕๔๑ เล่ม ๖ - ๒๕๕๕)

ในกรณีของระบบอัดอากาศแบบเข้าหลายจุด (ใช้ได้กับอาคารทุกระดับความสูง) มีข้อกำหนดว่าตำแหน่งช่องอัดอากาศเข้าแต่ละจุดต้องห่างไม่เกิน ๓ ชั้น

แต่ไม่ว่าจะเป็นระบบอัดอากาศแบบเข้ากี่จุดนั้น ในการออกแบบก็กำหนดให้มีการคำนึงถึง "จำนวนประตูที่เปิดค้างสู่ภายนอก" ด้วย

รูปที่ ๔ เนื้อหาข่าวจากสำนักข่าว pptvhd36

ประตูหนีไฟจะออกแบบให้มีกลไกที่ดึงให้ประตูที่ถูกเปิดออกไปให้กลับมาอยู่ที่ตำแหน่งปิดเสมอ และการเปิดจะเป็นการเปิดแบบผลักออกจากตัวอาคารเข้าไปยังทางหนีไฟ ยกเว้นประตูที่เป็นทางออกด้านล่างและบนชั้นดาดฟ้าที่เป็นการเปิดออกแบบผลักออกจากช่องทางหนีไฟออกมาข้างนอก ดังนั้นในขณะที่เกิดเพลิงไหม้และระบบอัดอากาศทำงาน แรงที่ต้องใช้ในการผลักประตูให้เปิดจะเป็นผลรวมของ แรงดึงให้ประตูปิดของกลไกดึงให้ประตูปิด กับแรงดันที่เท่ากับผลคูณของความดันในตัวช่องทางหนีไฟกับพื้นที่หน้าตัดของประตู สำหรับคนที่อยู่ชั้นต่ำจะแนะนำให้หนีลงล่าง และสำหรับคนที่อยู่ชั้นใกล้ดาดฟ้าก็สามารถเลือกหนีขึ้นด้านบน

และโดยธรรมชาติของควันที่เกิดจากเพลิงไหม้ที่เป็นแก๊สร้อน มันจะลอยขึ้น ดังนั้นถ้ามันเล็ดรอดเข้าไปในช่องทางหนีไฟได้ มันก็จะมีแนวโน้มที่ลอยขึ้นบน

ในเหตุการณ์นี้ไม่เห็นว่ามีการกล่าวถึงการทำงานของระบบอัดอากาศว่าทำงานปรกติหรือใช้งานไม่ได้ มีแต่บอกว่าระบบสปริงเกอร์ไม่ทำงาน แต่ถ้าอ่านจากหลายสำนักข่าวจะเห็นว่า บันไดหนีไฟยังใช้งานได้อยู่

มาถึงจุดนี้คงเห็นความสำคัญของ "การอ่านให้ละเอียด" และ "ควรตรวจสอบจากหลายแหล่ง" แล้วนะครับ

เพลิงไหม้ที่เกิดจากไฟฟ้าสถิตระหว่างการถ่ายน้ำมันก๊าดลงถัง MO Memoir : Saturday 17 May 2568

เมื่อตอนต้นเดือน ได้นำเรื่องเพลิงไหม้ที่เกิดขึ้นระหว่างการเก็บตัวอย่างมาเล่า เรื่องในวันนี้ก็เช่นเดียวกัน

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Fire during drain work caused by generating an insulated state on hanging a bucket on the valve of an intermediate raw material drum for hydrocarbon resin" (จาก https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1000051.html) เป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นที่เมือง Kawasaki ประเทศญี่ปุ่น เมื่อวันที่ ๙ สิงหาคม ค.ศ. ๒๐๐๐ (พ.ศ. ๒๕๔๓)

รูปที่ ๑ คำบรรยายโดยย่อของเหตุการณ์ที่เกิด

รูปที่ ๑ เป็นคำบรรยายโดยย่อของเหตุการณ์ที่เกิด (คำบรรยายเต็มดาวน์โหลดได้จากลิงก์ที่ให้ไว้) เหตุการณ์เกิดขึ้นระหว่างการทำงานประจำ โดยโอเปอร์เรเตอร์ต้องคอยระบายน้ำทิ้ง (ที่เรียกว่า drain) ออกจากหอ D-551A/B (ดูรูปที่ ๒ ประกอบ) ในการทำงานนี้โอเปอร์เรเตอร์จะเอาถังแบบมีหูหิ้วขนาดความจุประมาณ 5 ลิตรไปแขวนไว้บนตัววาล์ว จากนั้นทำการหมุนเพื่อเปิดวาล์ว 1 รอบ (บทความไม่ได้กล่าวว่า drain valve เป็นวาล์วแบบไหน บอกแต่เพียงว่าถ้าหมุน 4 รอบวาล์วก็จะเปิดจนสุด) ที่ระดับการเปิดด้วยการหมุนเพียง 1 รอบ ความเร็วของของเหลวที่ไหลออกจากวาล์วจะอยู่ที่ประมาณ 4.7 m/s (จัดว่าสูงอยู่เหมือนกัน)

การระบายของเหลวทิ้งสองครั้งแรกมีแต่น้ำออกมา ในระหว่างการระบายทิ้งครั้งที่สาม โอเปอร์เรเตอร์สังเกตพบการเปลี่ยนจากน้ำเป็นน้ำมัน จึงได้ทำการปิดวาล์ว แต่ไม่สามารถปิดได้ (บทความไม่ได้ให้รายละเอียดว่าเป็นเพราะอะไร) จากนั้นเพียงแค่ 1 นาทีหลังจากพบการเปลี่ยนจากน้ำเป็นน้ำมัน ก็เกิดเพลิงลุกไหม้ขึ้นในถัง จึงได้มีการหยุดการทำงานของโรงงานและเรียกหน่วยดับเพลิงเข้าระงับเหตุ

ประมาณ 25 นาทีหลังเกิดเพลิงไหม้ก็สามารถปิดวาล์วระบายของเหลวได้ และประมาณ 1 ชั่วโมงหลังเกิดเพลิงไหม้ก็สามารถดับเพลิงได้

การสอบสวนระบุว่าต้นตอของประกายไฟที่มีความเป็นไปได้มากที่สุดคือไฟฟ้าสถิต เนื่องจาก

1. ตัววาล์ว ท่อ และ D-551A/B ได้รับการต่อลงดิน

2. ถังที่ใช้รองรับของเหลวที่ระบายออกมานั้น ลำตัวถังและหูหิ้วทำจากโลหะ แต่มีการเคลือบผิวนอกของลำตัวด้วย acrylic resin และเคลือบผิวด้านในด้วย epoxy resin (ซึ่งต่างเป็นฉนวนไฟฟ้าทั้งคู่) และส่วนหูหิ้วบริเวณสำหรับให้มือจับยังชิ้นส่วนที่ทำจากพอลิเอทิลีน (ซึ่งก็เป็นฉนวนไฟฟ้า) หุ้มเอาไว้ (คงเพื่อให้มันใหญ่ขึ้น จะได้จับได้ง่าย ไม่เจ็บมือ)

รูปที่ ๒ ภาพบริเวณที่เกิดเหตุ

3. ของเหลวที่ระบายออกมาในการระบายครั้งที่สาม เป็นอิมัลชัลของน้ำมันก๊าดและน้ำ ทำให้เกิดการสะสมของไฟฟ้าสถิตได้ง่าย (ปรกติเวลาของเหลวไม่มีขั้วไหลในท่อก็มีการเกิดไฟฟ้าสถิตอยู่แล้ว แต่ถ้าของเหลวนั้นมีน้ำแขวนลอยอยู่ด้วย (เช่นเป็นอิมัลชันในกรณีนี้) การเกิดและการสะสมประจุไฟฟ้าสถิตจะมากขึ้นไปอีก)

4. และด้วยความเร็วการไหลที่สูง ทำให้ของเหลวในถังรองมีการสะสมประจุไฟฟ้าสถิต

5. การทดลองในภายหลังพบว่าระดับความต่างศักย์ที่เกิดขึ้นในถังรองรับนั้น สูงมากพอที่จะจุดระเบิดได้

ข้อเสนอแนะเพื่อการป้องกันที่กล่าวไว้ในบทความจะเน้นไปที่การฝึกอบรมโอเปอร์เรเตอร์และการทบทวนขั้นตอนการทำงาน โดยเน้นไปที่การให้ความรู้และความสำคัญในการต่อสายดินในการทำงานที่ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตได้ แต่จะว่าไปเหตุการณ์นี้ก็มีบางเรื่องให้เราตั้งคำถามเพิ่มเติมเพื่อวิเคราะห์หาสาเหตุอื่นหรือวิธีป้องกันได้เช่น

1. ทำไมถึงใช้ถังรองที่มีการเคลือบผิวด้วยวัสดุที่เป็นฉนวนไฟฟ้า ทั้งนี้เป็นที่ทราบกันดีว่าเกิดการสะสมประจุไฟฟ้าสถิตได้ง่าย การใช้ถังแบบนี้เกิดขึ้นเป็นครั้งแรกในเหตุการณ์นี้ หรือก่อนหน้านี้ก็ใช้เป็นประจำ แต่ด้วยการที่พอเห็นน้ำมันก๊าด (ที่อยู่ในรูปอิมัลชัน) ไหลออกมา ก็ปิดวาล์วระบายทิ้งทันที ทำให้ไม่เกิดการสะสมไฟฟ้าสถิตที่มากพอ ทำให้เข้าใจว่าการใช้ถังรองรูปแบบนี้ไม่ก่อให้เกิดปัญหาใด (บทความบอกว่าการใช้ถังรองแบบนี้เป็นสิ่งต้องห้าม แต่ไม่ได้กล่าวว่าแล้วมันมีการนำมาใช้ได้อย่างไร)

2. วิธีการติดตั้งถังรองในช่วงที่ทำการระบายของเหลวทิ้ง ทำไมถึงเลือกใช้การแขวนไว้กับวาล์ว (ทำให้วาล์วต้องรับน้ำหนักทั้ง ๆ ที่วาล์วไม่ได้ออกแบบมาให้รับน้ำหนัก) การให้มีฐานรองรับ (ที่นำไฟฟ้าและต่อสายดิน) จะเป็นการดีกว่าหรือไม่ แต่จะว่าไปการให้มีฐานรองรับ (ที่นำไฟฟ้าและต่อสายดิน) ก็อาจไม่ได้ป้องกันไม่ให้โอเปอร์เรเตอร์ทำการแขวนถังไว้กับวาล์ว ดังตัวอย่างที่นำมาแสดงไว้ตอนท้าย Memoir ฉบับนี้

3. อะไรเป็นสาเหตุที่ทำให้โอเปอร์เรเตอร์ไม่สามารถปิดวาล์วระบายของเหลวได้ในตอนแรก และเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดเหตุการณ์เช่นนี้เกิดขึ้นอีก ควรป้องกันอย่างไร

4. ด้วยการหมุนวาล์วระบายเพียงแค่ 1 รอบ (ถ้าหมุน 4 รอบวาล์วก็จะเปิดเต็มที่) ก็ทำให้ของเหลวไหลออกมาด้วยความเร็วสูงแล้ว ดังนั้นควรหาทางป้องกันไม่ให้ของเหลวไหลออกมาด้วยความเร็วที่สูงเกินไปหรือไม่ แม้ว่าวาล์วจะเปิดเต็มที่ก็ตาม วิธีการหนึ่งในการป้องกันอัตราการไหลที่เร็วเกินไปคือการติดตั้ง restriction orifice (แผ่นโลหะที่มีรูอยู่บริเวณตอนกลาง โดยรูดังกล่าวมีขนาดเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อ) ไว้ในท่อระบายของเหลว

5. ปรกติจุดวาบไฟ (flash point) ของน้ำมันก๊าดจะสูงกว่าอุณหภูมิห้อง ติดไฟได้ไม่ง่ายเว้นแต่จะมีการใช้ไส้ตะเกียง แต่ก็ต้องระวังในช่วงฤดูกาลที่อากาศร้อน ยิ่งถ้าน้ำมันนั้นมีอุณหภูมิสูงกว่าจุดวาบไฟด้วย ก็จะกลายเป็นสารไวไฟได้

เหตุการณ์แบบนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ ในหนังสือ Prof. Trevor A. Kletz ก็ได้เล่าไว้ในหนังสือที่เขาเขียน (รูปที่ ๓) ในกรณีนั้นเป็นการระบายอะซิโตน (acetone H₃C-C(O)-CH₃) ลงถังเหล็ก วิธีปฏิบัติปรกติที่โรงงานนั้นทำกันคือวางไว้บนพื้นโลหะที่จะระบายประจุไฟฟ้าออกจากถัง แต่ในวันนั้นโอเปอร์เรเตอร์ทำการแขวนถังไว้กับวาล์ว แถมหูหิ้วของถังนั้นยังหุ้มด้วยพลาสติกที่เป็นฉนวนไฟฟ้า ทำให้เกิดการสะสมประจุไฟฟ้าสถิตในของเหลวที่ระบายออกมา บทเรียนหนึ่งที่ได้กล่าวไว้ในเหตุการณ์นั้นคือไม่ควรใช้ภาชนะเปิดในการขนถ่ายของเหลวไวไฟแม้ว่าในการทำงานจะมีการเข้มงวดเรื่องการระบายประจุไฟฟ้าสถิตก็ตาม

 

รูปที่ ๓ เหตุการณ์ทำนองเดียวกันที่บรรยายไว้ในหนังสือ What Went Wrong?: Case Histories of Process Plant Disasters เขียนโดย Prof. Trevor A. Kletz (หนังสือนี้พิมพ์ครั้งแรกปีค.ศ. ๑๙๘๕ หรือ ๑๕ ปีก่อนเกิดเหตุการณ์ที่นำมาเล่านี้ โดยรูปนี้นำมาจากฉบับพิมพ์ครั้งที่ 5 ปีค.ศ. ๒๐๐๙) เหตุการณ์นี้นำมาจาก ICI Safety Newsletter ฉบับ 111 (เอกสารนี้เป็นเอกสารเผยแพร่ภายในบริษัท เผยแพร่เมื่อเดือนพฤษภาคม ค.ศ. ๑๙๗๘ ต่อมาภายหลังจึงมีการเผยแพร่สู่สาธารณะ)

เรื่องนี้ก็เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นความสำคัญของการเผยแพร่และศึกษาอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นในอดีต เพราะสามารถช่วยป้องกันไม่ให้ทำผิดพลาดซ้ำอีกในอนาคต

ไฟไหม้โรงงานผลิตผลิตพอลิโพรพิลีนจากการเก็บตัวอย่าง MO Memoir : Monday 5 May 2568

อ่านเรื่องนี้แล้วทำให้นึกถึงความผิดพลาดแบบเดียวกันที่เกิดที่ประเทศฝรั่งเศสเมื่อปีพ.ศ. ๒๕๐๙ ที่ครั้งนั้นเป็นการรั่วไหลครั้งใหญ่ของแก๊สปิโตรเลียมเหลวที่กลายเป็นกรณีศึกษาในสาขาวิศวกรรมเคมี โดยต้นตอเกิดจากเหตุการณ์แบบเดียวกันคือ วาล์วเก็บตัวอย่างถูกเปิดทิ้งไว้ (อ่านเรื่องนี้ได้ในบทความบน blog เรื่อง "การระเบิดของถังLPG ที่เมืองFeyzinประเทศฝรั่งเศส" เผยแพร่เมื่อวันอาทิตย์ที่ ๗ กรกฎาคม พ.ศ. ๒๕๕๖)

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากเว็บ Failure Knowledge Database ของประเทศญี่ปุ่นในหัวข้อเรื่อง "Fire caused due to incorrect opening of valves during sampling operation at a polypropylene manufacturing plant" (https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1200065.html) ซึ่งเป็นเหตุการณ์เกิดที่เมือง Oita เมื่อวันที่ ๘ มีนาคม ค.ศ. ๑๙๙๖ (พ.ศ. ๒๕๓๙) ซึ่งแผนผังกระบวนการผลิตและบริเวณเก็บตัวอย่างนั้นแสดงไว้ในรูปที่ ๑ และคำบรรยายเหตุการณ์ที่เกิดนำมาแสดงไว้ในรูปที่ ๒

รูปที่ ๑ แผนผังกระบวนการผลิต โดยมุมขวาบนคือส่วนขยายบริเวณเก็บตัวอย่าง

บทความไม่ได้บอกว่ากระบวนการผลิตพอลิโพรพิลีนนั้นเป็นอย่างไร เพราะเขาคงคิดว่ามันไม่เกี่ยวกับเรื่องที่เกิด แต่เพื่อเป็นการปูพื้นฐานให้ผู้ที่กำลังเรียนอยู่พอจะมองเห็นภาพได้ ก็เลยขอปูพื้นฐานตรงนี้หน่อย

พอลิโพรพิลีนเกิดจากปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์โพรพิลีนใน reactor (มุมล่างซ้ายของรูปที่ ๑ ที่บอกว่ามี ๒ ตัว) จากรูปที่เห็นเดาว่าน่าจะเห็น loop reactor (อ่านเรื่องนี้เพิ่มเติมได้ในบทความบน blog เรื่อง "Loop reactorสำหรับการผลิต polyolefins" เผยแพร่เมื่อวันจันทร์ที่ ๒ ธันวาคม พ.ศ. ๒๕๖๒)

ในกระบวนการนี้จะใช้ความดันทำให้โพรพิลีนกลายเป็นของเหลว ณ อุณหภูมิการทำปฏิกิริยา เมื่อผสมตัวเร่งปฏิกิริยาเข้าไป โพรพิลีนส่วนหนึ่งก็จะกลายเป็นพอลิเมอร์ของแข็งไหลเวียนอยู่ภายใน loop reactor ไปพร้อมกับโพรพิลีนที่ยังไม่ทำปฏิกิริยาและเป็นของเหลว

ในการแยกเอาผงพอลิเมอร์ที่เป็นผลิตภัณฑ์ออกมานั้น ใช้การดึงเอาบางส่วนของโพรพิลีนและผงพอลิเมอร์ออกจาก reactor และส่งไปยัง degassing drum ที่ความดันใน degassing drum นี้จะต่ำกว่าใน reactor ทำให้โพรพิลีนที่เป็นของเหลวที่ไหลมาจาก reactor กลายเป็นไอที่ degassing drum นี้ ไอโพรพิลีนที่เกิดขึ้นจะถูกป้อนกลับไปยัง reactor ใหม่

ถ้าความดันใน degassing drum ต่ำ ก็จะแยกเอาโพรพิลีนที่ละลายอยู่ในผงพอลิเมอร์ออกมาได้มาก แต่ก็จะทำให้ต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการเพิ่มความดันให้กับโพรพิลีนให้สูงพอที่จะป้อนกลับเข้าสู่ reactor ได้ แต่ถ้าความดันใน degassing drum นั้นต่ำเพียงแค่ทำให้โพรพิลีนเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นไอ ก็จะยังมีโพรพิลีนละลายตกค้างอยู่มากในผงพอลิเมอร์ที่ได้ แต่พลังงานที่ต้องใช้ในการป้อนไอโพรพิลีนที่เกิดขึ้นกลับไปยัง reactor นั้นจะลดลง (พลังงานที่ใช้ในการอัดแก๊สขึ้นอยู่กับผลต่างความดันระหว่างด้านความดันสูงกับความดันต่ำ ถ้าผลต่างความดันนี้สูง ก็ต้องใช้พลังงานสูงชึ้นไปด้วย) ด้วยเหตุนี้ในสถานการณ์แบบนี้ เราจึงมักเห็นการแยกถูกแบ่งออกเป็น ๒ ขั้นตอน โดยขั้นตอนแรกจะกระทำที่ความดันสูงก่อน (high pressure degassing drum) จากนั้นจึงค่อยแยกอีกทีที่ความดันที่ต่ำกว่า (low pressure degassing drum)

รูปที่ ๒ คำบรรยายเหตุการณ์ที่เกิด

กระบวนการของโรงงานที่เกิดเหตุ (รูปที่ ๑) โพรพิลีนที่ยังไม่ทำปฏิกิริยาที่มีผงพอลิเมอร์แขวนลอยอยู่ ถูกส่งจาก reactor ไปยัง high pressure degassing drum (D301) ทางด้านล่างของ high pressure degassing drum จะมี sampling pot (Z302) ในการเก็บตัวอย่างผงพอลิเมอร์นั้นต้องตรวจสอบก่อนว่าวาล์ว 3 นั้นปิดอยู่ จากนั้นจึงเปิดวาล์ว 1 และ 2 เพื่อให้โพรพิลีนและผงพอลิเมอร์ไหลเข้ามาใน sampling pot จากนั้นจึงปิดวาล์วเพื่อปิดการไหลของโพรพิลีนและผงพอลิเมอร์จาก high pressure degassing drum

ขั้นตอนต่อไปเป็นการลดความดันใน sampling pot ด้วยการเปิดวาล์วเพื่อระบายโพรพิลีนออกไป ตามด้วยการใช้แก๊สไนโตรเจน purge ไล่โพรพิลีนที่ตกค้างอยู่ใน sampling pot จากนั้นจึงค่อยเปิดวาล์ว 3 เพื่อเก็บตัวอย่างผงพอลิเมอร์

ในเหตุการณ์ที่เกิดนั้น โอเปอร์เรเตอร์ไม่ได้ทำการตรวจสอบว่าวาล์วเก็บตัวอย่าง (วาล์ว 3) นั้นปิดอยู่หรือไม่ ในวันที่เกิดเหตุนั้นวาล์วเก็บตัวอย่างเปิดค้างอยู่ เมื่อเปิดให้โพรพิลีนและผงพอลิเมอร์ไหลเข้า sampling pot ทั้งโพรพิลีนและผงพอลิเมอร์ก็เลยฉีดพุ่งออกมาทางวาล์วเก็บตัวอย่าง ก่อนที่จะเกิดการระเบิด (คาดว่าเกิดจากไฟฟ้าสถิต)

ในบทความนั้นกล่าวว่าสาเหตุเกิดจาก human error แต่ถ้าพิจารณาอีกมุมหนึ่งก็จะเห็นว่าเกิดจากการเลือกใช้วาล์วสำหรับเก็บตัวอย่างที่ไม่เหมาะสม คือของเดิมนั้นคงใช้วาล์วที่เปิด-ปิดด้วยมือ คือหลังจากที่ใช้มือเปิดวาล์วเพื่อให้ตัวอย่างไหลออกมาแล้ว ก็ต้องใช้มือหมุนวาล์วเพื่อปิดวาล์วเก็บตัวอย่าง ซึ่งถ้าหลังเสร็จสิ้นการเก็บตัวอย่างครั้งก่อนหน้าโอเปอร์เรเตอร์ไม่ได้ปิดวาล์วตัวนี้ และในการเก็บตัวอย่างครั้งถัดมาโอเปอร์เรเตอร์ก็ไม่ได้ตรวจสอบว่าวาล์วตัวนี้ปิดอยู่หรือไม่ (ในเหตุการณ์นี้ก็คงเป็นเช่นนั้น) การรั่วไหลก็เกิดขึ้นได้

วิธีหนึ่งในการป้องกันคือการใช้วาล์วชนิดที่เรียกว่า spring loaded หรือ spring return หรือ dead man spring return ball valve ที่จะมีแรงสปริงคอยหมุนให้วาล์วอยู่ในตำแหน่งปิดตลอดเวลา การเปิดวาล์วต้องมีคนคอยจับก้านหมุนเพื่อให้วาล์วเปิด ถ้าปล่อยมือเมื่อใดแรงสปริงก็จะหมุนให้วาล์วกลับคืนสู่ตำแหน่งปิด ในตอนต้นเรื่องที่เกริ่นไว้ว่าทำให้นึกถึงกรณีแก๊สปิโตรเลียมเหลวรั่วไหลที่ประเทศฝรั่งเศสเมื่อปีพ.ศ. ๒๕๐๙ นั้นก็เพราะ ในเหตุการณ์ครั้งนั้นไม่สามารถปิด drain valve ที่ก้นถังลูกโลกได้ และก็ได้มีคำแนะนำว่าตำแหน่งดังกล่าวควรใช้วาล์วชนิด spring loaded แทนวาล์วแบบที่ต้องใช้โอเปอร์เรเตอร์คอยหมุนปิดเปิด

ใช้น้ำดับไฟที่เกิดจากไฟฟ้าก็ได้นะ MO Memoir : Tuesday 8 April 2568

รูปข้างล่างนำมาจากภาพที่ทางมหาวิทยาลัยจัดทำขึ้นเผยแพร่ (ตัดมาส่วนหนึ่ง) ลองอ่านดูก่อนนะครับ

เรื่องการแบ่งประเภทของเพลิงไหม้เนี่ย ที่เห็นสอนกันในบ้านเราจะเป็นแบบที่อิงเกณฑ์ของอเมริก (US) ดังเช่นรูปที่นำเอามาแสดง ตอนที่ไปเรียนที่อังกฤษ (UK) นั้นเขาใช้เกณฑ์ที่แตกต่างกันเล็กน้อย กล่าวคือเขาไม่แยกไฟไหม้ที่เกิดจากไฟฟ้าออกมาต่างหากเป็น class หนึ่ง คือเขาถือว่าถ้าตัดกระแสไฟฟ้าออกไปแล้ว เพลิงไหม้นั้นก็จะไปตกอยู่ในกลุ่มเกณฑ์อื่น และสิ่งที่ไหม้ไฟก็ไม่ใช่กระแสไฟฟ้า แต่ก็จะมีการใช้ป้ายเตือนเป็นรูป electric spark (ไม่ได้เป็นตัวอักษร) แทน และมีการแยกเพลิงไหม้ที่เกิดจากน้ำมันทำอาหารไว้ใน Class F (ของอเมริกาจะเป็น Class K)

น้ำบริสุทธิ์นำไฟฟ้าได้แย่มาก หรือจะเรียกว่าไม่นำไฟฟ้าก็ได้ มันนำไฟฟ้าได้แย่ชนิดที่สามารถเอาแผงวงคอมพิวเตอร์ไปแช่ไว้ในน้ำเพื่อระบายความร้อนทั้ง CPU, RAM และการ์ดจอในเวลาเดียวกันได้ แต่ถ้าคิดจะทำต้องมั่นใจก่อนว่าน้ำที่จะนำมาใช้นั้นเป็นน้ำบริสุทธิ์จริง และต้องมั่นใจว่าในขณะที่ใช้งานนั้นน้ำนั้นจะไม่มีสิ่งใดละลายปนเปื้อนเข้าไป เพราะนั่นจะทำให้ไอออนในน้ำเพิ่มมากขึ้น น้ำก็จะนำไฟฟ้าได้ดีขึ้น และที่สำคัญคือน้ำบริสุทธิ์สูงนั้นราคาไม่ถูก ก็เลยไม่มีใครเอามาใช้ในการดับเพลิงกัน ถ้านำไฟดับเพลิงไหม้อุปกรณ์ที่ยังมีกระแสไฟฟ้าหล่อเลี้ยงอยู่ น้ำที่ไหลล้นออกมาจะเป็นตัวนำไฟฟ้าที่นำอันตรายมาสู่ผู้เข้าไประงับเหตุได้

ทีนี้ถ้าเรากลับไปดูที่รูปใหม่ จะเห็นว่าเขาบอกว่าเครื่องดับเพลิงชนิด "Water Pressure" กับ "Foam" นั้นไม่ควรนำไปใช้กับไฟที่เกิดจากกระแสไฟฟ้า เพราะ Foam นั้นมันมีน้ำเป็นส่วนประกอบ

แต่กลับบอกว่าเครื่องดับเพลิงชนิด "Low Water Pressure" (ซึ่งก็เป็นน้ำล้วน ๆ) สามารถใช้ดับเพลิงที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าได้ ซึ่งมันสามารถทำให้คนอ่านเข้าใจได้ว่า "สามารถใช้น้ำความดันต่ำดับเพลิงที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าได้ แต่ไม่สามารถใช้น้ำที่มีความดันสูงเกินไป"

อันที่จริงเครื่องดับเพลิงที่โปสเตอร์เขียนว่า "Water Pressure" เนี่ยควรเรียกให้ถูกว่า "Pressurized Water Fire Extinguisher" เครื่องเครื่องดับเพลิงชนิดถังน้ำความดัน คือใช้แก๊สความดันในถังฉีดน้ำออกมาเป็นลำน้ำต่อเนื่อง ส่วนเครื่องดับเพลิงที่โปสเตอร์เขียนว่า "Low Water Pressure" ควรเรียกให้ถูกว่าเป็นชนิด "Low Pressure Water Mist Fire Extinguisher" หรือที่มีผู้แปลเป็นไทยว่า "เครื่องดับเพลิงชนิดละอองน้ำความดันต่ำ" คือมันฉีดพ่นน้ำออกมาในรูปของละอองหยดน้ำเล็ก ๆ ความดันต่ำ ไม่ได้เป็นลำน้ำต่อเนื่อง

เราสามารถดับเพลิงด้วยการ การตัดเชื้อเพลิง, ตัดอากาศ (คือตัดออกซิเจน) หรือตัดแหล่งพลังงานความร้อน อย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่างรวมกัน การตัดเชื้อเพลิงจะทำได้ในกรณีที่เชื้อเพลิงนั้นรั่วไหลออกมาจากระบบปิด (เช่น ท่อ ถัง) ในกรณีของเพลิงไหม้ที่เชื้อเพลิงอยู่ในที่เปิดทั่วไปนั้นมักจะทำด้วยการตัดออกซิเจนร่วมกับการตัดแหล่งพลังงานความร้อน เครื่องดับเพลิงที่ใช้แก๊สในการดับนั้น (เช่นคาร์บอนไดออกไซด์) ทำงานด้วยการตัดออกซิเจน แต่ถ้าแก๊สที่ปกคลุมป้องกันอากาศนั้นฟุ้งกระจายออกไปและตัวเชื้อเพลิงหรือบริเวณใกล้เคียงที่เชื้อเพลิงสามารถแพร่เข้าไปถึงได้นั้นยังร้อนอยู่ ไฟก็จะกลับมาลุกใหม่ได้

น้ำที่ฉีดเข้าไปดับไฟนั้น ส่วนใหญ่จะลงไปที่ตัวเชื้อเพลิง ทำหน้าที่ดึงความร้อนออกจากเชื้อเพลิงและบางส่วนก็ลงไปเปียกปิดคลุมผิวเอาไว้ โดยส่วนใหญ่จะไหลล้นออกมา มีเพียงแค่บางส่วนระเหยกลายเป็นไอน้ำที่ไปช่วยลดความเข้มข้นของออกซิเจนบริเวณรอบเชื้อเพลิง น้ำที่ไหลล้นออกมานี่แหละคือตัวที่ทำให้เกิดอันตรายได้ถ้านำไปใช้ดับเพลิงไหม้ที่มีกระแสไฟฟ้าเกี่ยวข้องและยังไม่ได้ตัดกระแสไฟฟ้าออกไป

น้ำที่ฉีดออกมาในรูปหยดน้ำเล็ก ๆ ที่เป็นละอองจะระเหยกลายเป็นไอได้เร็ว การระเหยของละอองน้ำจะดึงความร้อนออกจากสิ่งแวดล้อม พัดลมไอน้ำที่ใช้ลดความร้อนในอากาศก็ทำงานด้วยหลักการนี้ คือละอองน้ำที่ฉีดออกมาจะดึงความร้อนออกจากอากาศทำให้มันกลายเป็นไอ อากาศก็จะเย็นลง (แต่ความชื้นก็จะเพิ่มขึ้น) โดยไม่ทำให้พื้นบริเวณรอบ ๆ เปียกน้ำ เครื่องดับเพลิงชนิดละอองน้ำความดันต่ำก็ใช้หลักการเดียวกันนี้ในการดับเพลิง คือละอองน้ำที่ฉีดเข้าไปนั้นจะระเหยกลายเป็นไอได้เร็ว มีการดึงความร้อนออกจากบริเวณเพลิงไหม้ได้เร็ว และไอน้ำที่เกิดยังเข้าไปแทนที่อากาศ ซึ่งเป็นการตัดออกซิเจนออกไป ไฟจึงดับได้

ในโปสเตอร์นี้ยังมีอีกจุดหนึ่งที่น่าสนใจคือ ทำไมต้องแยกเพลิงไหม้ที่เกิดจากเชื้อเพลิงเหลว (เช่นน้ำมันเชื้อเพลิงและไฮโดรคาร์บอนเหลวต่าง ๆ) และน้ำมันประกอบอาหาร (cooking oil ซึ่งเป็นได้ทั้งจากพืชและสัตว์) ออกจากกัน แถม Foam ที่ใช้กับน้ำมันเชื้อเพลิงได้ไม่ควรนำมาใช้กับดับไฟที่เกิดจากน้ำมันประกอบอาหาร ทั้ง ๆ ที่น้ำมันทั้งสองชนิดนั้นต่างก็มีความหนาแน่นต่ำกว่าน้ำและไม่ละลายน้ำทั้งคู่

ความแตกต่างอยู่ที่อุณหภูมิของเชื้อเพลิงที่ทำให้เชื้อเพลิงนั้นลุกติดไฟได้ พวกไฮโดรคาร์บอนที่เป็นเชื้อเพลิงเหลวนั้นอุณหภูมิจุดลุกติดไฟ (Fire point) มักจะต่ำกว่าอุณหภูมิจุดเดือดของน้ำ (100ºC) ในขณะที่น้ำมันประกอบอาหารนั้นจะใช้อุณหภูมิที่เรียกว่าจุดทำให้เกิดควัน (Smoke point) เป็นตัวบอกว่าน้ำมันนั้นเริ่มที่จะลุกติดไฟได้แล้ว และอุณหภูมิจุดทำให้เกิดควันนี้มีค่าสูงกว่าอุณหภูมิจุดเดือดของน้ำมาก

ในกรณีของเพลิงไหม้ถังเก็บน้ำมันเบนซิน ถ้าเราฉีดน้ำเข้าไป น้ำบางส่วนจะระเหยกลายเป็นไอน้ำ มีการดึงเอาความร้อนออกจากเปลวไฟและลดความเข้มข้นอากาศ ทำให้ลดความรุนแรงของเปลวไฟลงได้บ้าง โดยน้ำส่วนที่เหลือที่ตกลงบนผิวน้ำมันจะจมลงสู่เบื้องล่าง (เพราะอุณหภูมิน้ำมันนั้นต่ำกว่าจุดเดือดของน้ำ) แต่ถ้าปล่อยน้ำนั้นไว้ที่ก้นถังนาน ๆ น้ำที่อยู่ก้นถังก็จะมีอุณหภูมิสูงขึ้นเกิน 100ºC ได้ แต่จะยังไม่เดือดเพราะมีความดันเนื่องจากความสูงของน้ำมันเบนซินนั้นกดเอาไว้ แต่ถ้าไฟไหม้นานพอจนระดับน้ำมันเบนซินที่ลดลงมากพอ น้ำที่อยู่ก้นถังก็จะเดือดกลายเป็นไอ ผลักดันให้น้ำมันเบนซินที่อยู่ในถังนั้นพุ่งกระจายออกมารอบ ๆ ถังเก็บนั้นได้ (ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า Boil over และ Slop over)

ในกรณีของน้ำมันประกอบอาหารนั้น เนื่องจากน้ำมันมีอุณหภูมิสูงกว่าจุดเดือดของน้ำ น้ำที่ลงไปสัมผัสกับผิวหน้าน้ำมันจะเดือดกลายเป็นไอทันที ไอน้ำที่เกิดขึ้นจะทำให้น้ำมันกระเด็นออกมายังบริเวณโดยรอบ ทำให้ผู้ที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียงได้รับบาดเจ็บและเพลิงแผ่กระจายออกไปได้ แต่การใช้น้ำในรูปของละอองหยดน้ำเล็ก ๆ ความร้อนของเปลวไฟจะทำให้หยดน้ำนั้นระเหยกลายเป็นไอน้ำก่อนที่จะมีโอกาสสัมผัสกับผิวน้ำมัน จึงมีความปลอดภัยสูงกว่า

เรื่องความถูกต้องของคู่มือปฏิบัติงานเพื่อความปลอดภัยนั้นเป็นสิ่งสำคัญ และไม่ควรก่อให้เกิดความสับสนในการทำงาน

เพลิงไหม้จากการรั่วที่หน้าแปลน (๒) MO Memoir : Tuesday 5 November 2567

การตัดแยกระบบหรือการทำ Isolation เป็นขั้นตอนการทำงานที่สำคัญในการป้องกันไม่ให้ process fluid รั่วไหลเข้าสู่ vessel หรือ downstream process ที่ต้องการทำการซ่อมบำรุง และอุปกรณ์หลักที่ใช้ในการทำหน้าที่ดังกล่าวคือตัว spade (รูปที่ ๑)

รูปที่ ๑ การติดตั้ง (ซ้ายบน) Spade, (ขวาบน) Ring Spacer และ (ล่าง) Spectacle plate ระหว่างหน้าแปลน (รูปจาก https://www.haihaopiping.com/spectacle-flange-spades-and-ring-spacers.html)

หน้าตาของ spade เป็นดังรูปที่ ๑ ซ้ายบน คือเป็นแผ่นโลหะกลมมีด้ามโผล่ยื่นออกมา ขนาดของแผ่นกลมสามารถปิดท่อที่ต้องการตัดแยกระบบแต่สามารถสอดไว้ระหว่างน็อตของหน้าแปลนได้ ในกรณีของท่อที่มีขนาดเล็กและมีความยืดหยุ่นมากพอ อาจใช้การง้างท่อเพื่อสอดตัว spade เมื่อต้องการติดตั้ง แต่ในกรณีของท่อขนาดใหญ่หรือท่อที่ไม่มีความยืดหยุ่นมากพอ ก็ต้องเว้นที่ว่างระหว่างหน้าแปลนเอาไว้สำหรับใส่ตัว spade เมื่อต้องการติดตั้ง โดยขณะที่กระบวนการเดินเครื่องตามปรกติก็ต้องใส่ตัว ring spacer เข้าไปแทน (รูปที่ ๑ ขวาบน) เพื่อเติมเต็มช่องว่างระหว่างหน้าแปลน แล้วทำการบีบอัดด้วยน็อตของตัวหน้าแปลน (แต่ต้องไม่ลืมที่ต้องมีที่ว่างสำหรับใส่ปะเก็นระหว่างหน้าแปลนและตัว ring spacer ด้วย)

สิ่งหนึ่งที่อาจเป็นปัญหาในการทำงานคือจะรู้ได้อย่างไรว่าที่สอดระหว่างหน้าแปลนนั้นเป็น spade หรือ ring spacer การแก้ปัญหาก็ทำได้ด้วยการทำให้โครงสร้างส่วนที่โผล่ยื่นพ้นหน้าแปลนออกมานั้นมีรูปแบบไม่เหมือนกัน หรือก็เอา spade และ ring spacer มาเชื่อมติดกันเป็น spectacle plate แบบรูปที่ ๑ ล่างไปเลย ถ้าเห็นด้านที่เป็น spade โผล่ยื่นออกมาก็แสดงว่าด้านที่เป็น ring spacer นั้นถูกสอดอยู่ระหว่างหน้าแปลน และเช่นเดียวกันถ้าเห็นด้านที่เป็น ring spacer โผล่ยื่นออกมาก็แสดงว่าด้านที่เป็น spade นั้นถูกสอดอยู่ระหว่างหน้าแปลน

หมายเหตุ : การตัดแยกระบบหรือ isolation นั้นปรกติจะไม่ไว้วางใจการใช้วาล์วเพียงตัวเดียวในการปิดกั้น เพราะถือว่าวาล์วอาจมีความบกพร่องที่ทำให้ปิดได้ไม่สนิท ในกรณีที่ต้องมีการตัดแยกระบบบ่อยหรือมีความยากลำบากในการติดตั้ง spade ก็อาจใช้ระบบ double block and bleed valves คือใช้ block valve สองตัวต่ออนุกรมกัน และมีท่อ vent หรือ drain เพื่อระบาย process fluid ที่อาจรั่วไหลผ่าน block valve ทางด้าน process ให้ระบายไปยังจุดที่ปลอดภัย

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Leakage and fire from a flange with a special shape at the reactor outlet at a gas oil mediumpressure hydrocracker" ที่เผยแพร่ในเว็บ Failure Knowledge Database ของประเทศญี่ปุ่น (https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1300006.html) โดยเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นที่ Ichihara, Chiba ประเทศญี่ปุ่นเมื่อวันที่ ๒๗ ตุลาคม ค.ศ. ๒๐๐๒ (พ.ศ. ๒๕๔๕) ที่ต้องปูเรื่อง spade และ ring spacer ก่อนก็เพื่อให้ผู้ที่ยังเรียนอยู่หรือไม่ได้ทำงานทางด้านนี้มองเห็นภาพได้ว่าอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ดังกล่าวนี้ มันไปปรากฏอยู่ในระบบท่อด้วยเหตุผลใด

รูปที่ ๒ คำบรรยายเหตุการณ์ที่เกิด

หน่วยผลิตที่เกิดเหตุนั้นสร้างขึ้นในปีค.ศ. ๑๙๖๒ (พ.ศ. ๒๕๐๕) เพื่อใช้เป็นหน่วยกำจัดกำมะถันออกจากน้ำมันหนัก (desulphurization unit) ต่อมาในปีค.ศ. ๑๙๘๒ (พ.ศ. ๒๕๒๕) ถูกปรับเปลี่ยนมาทำหน้าที่เป็นทั้งหน่วยกำจัดกำมะถันและ "decomposition unit" สำหรับ heavy gas oil ก่อนที่จะเกิดเพลิงไหม้ในปีค.ศ. ๒๐๐๒

คำ "decomposition unit" ที่ใช้บทความหมายถึงหน่วย hydrocraker ที่เรียกกันในปัจจุบัน คือการกำจัดสารประกอบกำมะถันอินทรีย์ที่ปนอยู่ในน้ำมันจะใช้แก๊สไฮโดรเจนทำปฏิกิริยาโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาช่วยเพื่อดึงเอากำมะถันออกมาในรูปแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) โดยปฏิกิริยาจะเกิดที่อุณหภูมิและความดันที่สูง และด้วยการที่โมเลกุลของน้ำมันหนักแม้ว่าจะมีขนาดใหญ่แต่ก็มีความไม่อิ่มตัวสูง (มีพันธะ C=C มาก) จึงแตกตัวออกเป็นโมเลกุลเล็กลงได้ยาก เพราะการที่โมเลกุลใหญ่แตกออกเป็นโมเลกุลเล็กลง จะได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความไม่อิ่มตัวสูงมากขึ้น ดังนั้นถ้าสารตั้งต้นมีความไม่อิ่มตัวสูงอยู่แล้ว การจะทำให้แตกออกเป็นโมเลกุลเล็กลงจึงทำได้ยากขึ้นไปอีก ด้วยเหตุนี้จึงต้องทำลดความไม่อิ่มตัวของสารตั้งต้นลงก่อนด้วยการเติมไฮโดรเจนเข้าไปยังตำแหน่งพันธะที่ไม่อิ่มตัว ซึ่งปฏิกิริยานี้ก็เกิดที่อุณหภูมิและความดันที่สูงเช่นกัน

ก่อนเกิดเหตุนั้น ได้มีการลดอัตราการไหลของสารตั้งต้นและลดอุณหภูมิของระบบลงจาก 370ºC เหลือเป็น 340ºC และเมื่อเวลาประมาณ ๒๒.๓๐ น แก๊สความดันสูงและอุณหภูมิสูงได้รั่วไหลออกจากหน้าแปลนที่มี spacer ติดตั้งอยู่ ตำแหน่งหน้าแปลนนี้อยู่ทางด้านขาออกของ reactor ในช่วงแรกนั้นเปลวไฟที่เกิดขึ้นมีขนาดเล็ก แต่ด้วยความร้อนของเปลวไฟจึงทำให้ bolt ที่ยึดหน้าแปลนไว้เกิดการยืดตัวออก ทำให้แรงกดหน้าแปลนให้แนบสนิทนั้นลดลง การรั่วไหลจึงเกิดเพิ่มมากขึ้น ส่งผลให้ความเสียหายขยายเป็นวงที่กว้างขึ้น เพลิงสงบเมื่อเวลา ๕.๓๐ น ของวันถัดมา

หน่วยนี้มีการหยุดเดินเครื่องเพื่อซ่อมบำรุงครั้งสุดท้ายในปีค.ศ. ๒๐๐๑ (พ.ศ. ๒๕๔๔) หรือก่อนเกิดเหตุประมาณ ๑ ปี และเมื่อทำการถอด spacer ออกจากหน้าแปลนที่เกิดเหตุก็พบว่าระยะห่างระหว่างหน้าแปลนนั้นมีความแตกต่างถึง 8 mm แทนที่จะขนานกัน ทำให้เวลาที่ใส่ spacer กลับคืนเข้าไปแล้วขัน bolt คืนเดิมนั้น ความตึงของ bolt แต่ะละตัวจะไม่เท่ากัน (คือด้านที่ห่างมากกว่าจะมีความตึงมากกว่า เพราะต้องใช้แรงมากกว่าในการดึงให้หน้าแปลนเคลื่อนเข้าหากัน)

บทความกล่าวว่าสาเหตุที่ทำให้เกิดการรั่วไหลคาดว่าเป็นเพราะตัว spacer มีการหดตัวมากกว่าตัว bolt เมื่ออุณหภูมิของระบบลดต่ำลง คือถ้า bolt หดตัวด้วยขนาดเดียวกันหรือมากกว่าตัว spacer ตัว spacer ก็จะยังคงถูกบีบอัดเอาไว้ แต่พอ bolt หดตัวน้อยกว่า ก็เลยทำให้เกิดช่องว่างระหว่างหน้าผิวสัมผัส

ประเด็นที่น่าสนใจก็คือในเมื่อหน้าแปลนมันไม่ขนานกัน แล้วทำไมจึงฝืนขันน็อตเพื่อให้หน้าแปลนมันแนบติดกัน ตรงนี้ผู้เขียนบทความเล่าไว้ว่ สมัยที่เป็นวิศวกรจบใหม่เข้าทำงานนั้น ในกรณีที่พบว่าหน้าแปลนนั้นไม่ขนานกันอันเป็นผลจากความเครียด (strain) ของระบบท่อ ก็จะใช้รอกโซ่ดึงหน้าแปลนเข้าหากันแล้วทำการขันน็อตให้แน่น ซึ่งแสดงว่าวิธีการทำงานดังกล่าวยังมีการปฏิบัติอยู่จนกระทั่งวันที่เกิดเหตุการณ์ดังกล่าว

ตรงนี้ก็มีข้อควรพิจารณาคือ การใช้การดึงหน้าแปลนที่ไม่ขนานกันให้แนบเข้าหากันนั้นเป็นสิ่งที่ควรกระทำหรือไม่ เพราะตอนที่ประกอบท่อเมื่อสร้างโรงงานนั้นสามารถจัดให้ผิวหน้าแปลนขนานกันได้ แต่พอโรงงานมีการใช้งานก็จะทำให้ท่อมีการขยายตัว ซึ่งสามารถทำให้ท่อเกิดการเคลื่อนออกไปจากตำแหน่งเดิมเมื่อแรกสร้าง และไม่คืนกลับตำแหน่งเดิมแม้ว่าโรงงานจะหยุดการเดินเครื่อง ทำให้เมื่อถอดน็อตยึดหน้าแปลนออกหน้าแปลนจึงไม่ขนานกัน ดังนั้นการทำเช่นนี้จึงอาจเป็นสิ่งที่สามารถกระทำได้ถ้าความเบี่ยงเบนนั้นไม่มากเกินไป บทความไม่ได้กล่าวว่าท่อที่เกิดเหตุนั้นเป็นท่อขนาดกี่นิ้ว จึงไม่สามารถเทียบว่าระยะเบี่ยงเบน 8 mm ที่พบนั้นจัดว่ามากไปหรือไม่สำหรับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อที่เกิดเหตุ โดยความเห็นส่วนตัวคิดว่าประเด็นหน้าแปลนไม่ขนานนี้น่าจะเป็นตัวการหลักให้เกิดการรั่วไหลมากกว่าการหดตัวของ spacer

ในบทความต้นฉบับ มีความคิดเห็นหนึ่งของผู้เขียนที่ผู้อ่านควรต้องพิจารณาให้ดี คือผู้เขียนบทความกล่าวว่าการใส่ spacer ไว้ที่หน้าแปลนดังกล่าวก็เพื่อใช้ในการตัดแยก reactor ออกจากระบบเมื่อต้องทำการซ่อมบำรุง และน่าจะเป็นการดีกว่าถ้าหากใช้ "ท่อสั้น ๆ" แทนการใช้ spacer แม้ว่าจะต้องมีหน้าแปลนเพิ่มขึ้นอีกหนึ่งคู่ก็ตาม สำหรับผู้ที่นึกภาพตรงนี้ไม่ออกขอให้ดูรูปที่ ๓ ประกอบ

รูปที่ ๓ (ซ้าย) การใช้ ring spacer (สีเขียว) ใส่ระหว่างหน้าแปลนเพื่อให้มีที่ว่างสำหรับใส่ spade เมื่อต้องทำการแยก vessel ออกจาก process (ขวา) การใช่ท่อสั้น (สีส้ม) ที่จะถอดออกเมื่อต้องการแยก vessel ออกจาก process

คือในระหว่างการซ่อมบำรุงนั้นต้องมีการป้องกันไม่ process fluid รั่วไหลออกมายังด้านที่ทำการซ่อมบำรุง (เช่นตัว vessel) วิธีการที่ดีที่สุดคือไม่ให้มีการเชื่อมต่อทางกายภาพ (physical connection) ระหว่างกัน กล่าวคือถ้ามีชิ้นส่วนท่อสั้นเชื่อมระหว่างด้าน process กับด้าน vessel ก็ให้ถอดชิ้นส่วนท่อสั้นนั้นออก (ถอดตัวสีส้มในรูปที่ ๓) แต่ปลายท่อด้าน process ก็ต้องปิดด้วย blind flange ให้แน่นหนาสามารถกันการรั่วไหลได้ด้วย

การให้มีท่อสั้นที่สามารถถอดออกได้นั้นก็อาจทำไม่ได้ในกรณีที่พื้นที่มีจำกัด หรือในกรณีที่ท่อมีขนาดใหญ่ ก็จะทำให้ท่อสั้นที่ต้องถอดออกนั้นมีน้ำหนักมากตามไปด้วย การใช้ spade หรือ spectacle plate จะมึความสะดวกมากกว่า หรือในกรณีที่มีการปฏิบัติงานเป็นประจำ การใช้ double block and bleed valves ก็เป็นที่ยอมรับกัน เพราะรอยต่อที่ปิดสนิทไม่มีการรั่วซึมอยู่แล้ว พอไปถอดออกแล้วประกอบใหม่ ก็ต้องมาลุ้นกันใหม่ว่าประกอบใหม่แล้วจะมีการรั่วซึมอีกหรือไม่

การติดตั้ง orifice plate ที่ใช้วัดอัตราการไหลก็มีการติดตั้งแบบเดียวกับ ring spacer คือสอดไว้ระหว่างหน้าแปลน คือถ้าเอาแนวความคิดเดียวกันมาใช้ก็จะกลายเป็นว่าการติดตั้ง orifice plate อาจทำให้เกิดการรั่วไหลแบบนี้ได้ ดังนั้นควรเปลี่ยนไปใช้ venturi flow meter จะดีกว่า

อีกประเด็นคือ ตัวหน้าแปลนเองก็เป็นจุดที่สามารถเกิดการรั่วไหลได้อยู่แล้ว อันเป็นผลจากการคลายตัวของน็อตยึดหน้าแปลนด้วยหลากหลายสาเหตุ (เช่นที่ได้เล่าไปในตอนที่ ๑)

ไฟไหม้โรงงานผลิตไวนิลคลอไรด์โมโนเมอร์ (๔) MO Memoir : Wednesday 30 October 2567

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากบทความเรื่อง "Report on the overview of the high pressure gas accident : Explosion and fire at vinyl chloride monomer plant" (https://www.khk.or.jp/english/report.html) ที่เผยแพร่โดย The High Pressure Gas Safety Institute of Japan (KHK) เป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นที่ประเทศญี่ปุ่นเมื่อวันที่ ๑๓ พฤศจิกายน ค.ศ. ๒๐๑๑ (พ.ศ. ๒๕๕๔) ส่งผลให้มีผู้เสียขีวิต ๑ ราย

แต่ก่อนอื่นเรามาลองทำความรู้จักกระบวนการผลิตของโรงงานที่เกิดเหตุกันก่อน (รูปที่ ๑)

รูปที่ ๑ ผังกระบวนการผลิตไวนิลคลอไรด์โมโนเมอร์ของโรงงานที่เกิดเหตุ

ในอุตสาหกรรมผลิตไวนิลคลอไรด์ (vinyl chloride, H₂C=CHCl) ด้วยการนำเอาเอทิลีนไดคลอไรด์ (HClC-CHCl Ethylene dichloride ที่ย่อว่า EDC) มาให้ความร้อนจนโมเลกุลแตกออก จะได้ไวนิลคลอไรด์ร่วมกับไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl hydrogen chloride) ปัญหาของกระบวนการนี้ก็คือจะจัดการ HCl ที่เกิดขึ้นอย่างไรเพราะเป็นผลิตภัณฑ์ที่ไม่ต้องการ และวิธีการที่ใช้กันในปัจจุบันคือใช้กระบวนการที่เรียกว่า Oxychlorination process ที่ใช้ HCl ทำปฏิกิริยากับ O₂ ในบรรยากาศที่มีเอทิลีน (ethylene, H₂C=CH₂) ร่วมอยู่โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาช่วยในการทำปฏิกิริยา HCl จะทำปฏิกิริยากับ O₂ ได้ Cl₂ และ H₂O ออกมา โดย Cl₂ ที่เกิดขึ้นจะทำปฏิกิริยากับเอทิลีนในระบบได้ EDC (ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูงพอจะไม่เกิดการควบแน่นของน้ำ จะหลีกเลี่ยงปัญหาการกัดกร่อนจากการที่ HCl ละลายน้ำกลายเป็นกรดเกลือได้)

หมายเหตุ : Ethylene dichloride มีอยู่ด้วยกัน 2 ไอโซเมอร์คือ 1,1-dichloroethane (HCl₂C-CH₃) และ 1,2-dichlorethane (H₂ClC-CClH₂) แต่ถ้าพูดถึงกระบวนการผลิต VCM จะหมายถึง 1,2-dichlorethane

กระบวนการของโรงงานที่เกิดเหตุนั้น HCl ที่เกิดจากการผลิตไวนิลคลอไรด์จะถูกนำมารวมกับ HCl ใหม่ที่ป้อนเข้ามา และป้อนเข้าสู่ oxychlorination process ร่วมกับออกซิเจนและเอทิลีน โดยมี 2 สายการผลิตด้วยกันคือ A กับ ฺB ผลิตภัณฑ์ที่ได้จาก 2 สายการผลิตนี้จะถูกนำมารวมกันและป้อนเข้าสู่กระบวนการทำให้ EDC บริสุทธิ์ก่อนป้อนเข้าสู่ขั้นตอน cracking ที่เป็นการให้ความร้อนด้วย furnace (ซึ่งมีอยู่ 3 สายการผลิตคือ A, B และ C) เพื่อให้โมเลกุล EDC แตกออกเป็นไวนิลคลอไรด์และ HCl ผลิตภัณฑ์ที่ออกมาจากแต่ละ funace จะถูกป้อนเข้าสู่หน่วยกลั่นแยก HCl และ VCM ออกจากกัน

หมายเหตุ : กระบวนการ cracking ของเฟสแก๊สจะมีจำนวนโมลเพิ่มขึ้น ดังนั้นถ้าอยากให้ปฏิกิริยาเกิดไปข้างหน้าได้ดีขึ้นก็ควรทำปฏิกิริยาที่ความดันต่ำ (เช่นในกระบวนการผลิตเอทิลีนจากไฮโดรคาร์บอน) แต่ด้วยการที่ EDC สามารถควบแน่นเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้องได้ภายใต้ความดันที่สูงมากพอ การ cracking EDC จึงทำที่ความดันที่จัดว่าสูง (ประมาณ 20 atm) เพื่อที่จะแยก EDC (ที่มีจุดเดือดสูง) ออกจาก HCl ได้ง่ายขึ้น

รูปที่ ๒ หน่วยแยก EDC, ไวนิลคลอไรด์และ HCl ออกจากกันด้วยการกลั่นแยก โดย HCl จะกลายเป็นไอออกทางยอดหอ ก่อนถูกนำกลับไปใช้ในปฏิกิริยา oxychlorination ส่วน EDC (ที่ทำปฏิกิริยาไม่หมด) และไวนิลคลอไรด์จะเป็นของเหลวออกที่ก้นหอและส่งต่อไปยังหอกลั่นแยกออกจากกันในขั้นตอนต่อไป

รูปที่ ๒ เป็นแผนผังของหน่วยกลั่นแยก EDC, ไวนิลคลอไรด์และ HCl ออกจากกัน HCl จะออกในรูปของไอที่ยอดหอและถูกควบแน่นด้วย propylene refrigerant ที่อุณหภูมิประมาณ -25ºC HCl ที่ควบแน่นจะไหลลงสู่ถังเก็บ (Reflux tank) ที่จะทำการดึงเอาของเหลวบางส่วนป้อนกลับสู่หอกลั่น (เรียกว่าสาย reflux) และส่วนที่เหลือส่งกลับไปยังกระบวนการ oxychlorination และในกรณีที่ระบบมีปัญหาก็สามารถส่ง HCl ไปยัง buffer tank แทนการป้อนทั้งหมดกลับไปยังหอกลั่น

รูปที่ ๓ แสดงสภาวะการทำงานของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับการระเบิดคือ หอกลั่นแยก (HCl removal column), reflux tank และ HCl buffer tank การควบคุมความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์อาศัยการควบคุมอัตราการไหลของสาย reflux และการให้ร้อนด้วยไอน้ำแก่ของเหลวที่ก้นหอ (ที่ตัว heater) อุณหภูมิการทำงานที่ก้นหอกลั่นอยู่ที่ประมาณ 120ºC

รูปที่ ๓ สภาวะการทำงานของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับการระเบิด

ต่อไปจะเป็นการไล่ลำดับเหตุการณ์

เวลา 3.39 น วาล์วระบายความดันฉุกเฉิน (ตัว emergency relief valve ในรูปที่ ๑) ที่ระบายแก๊สจาก oxychlorination process สายการผลิต A (ต่อไปจะเรียกว่าหน่วย "Oxy A") ไปยังอุปกรณ์ "detoxification" เกิดความเสียหายและเปิดกระทันหัน ทำให้ความดันในระบบลดลงอย่างรวดเร็ว

เวลากล่าวถึง "วาล์วระบายความดันฉุกเฉิน" หรือ emergency relief valve มักจะหมายถึงวาล์วระบายความดันที่ควบคุมการเปิด-ปิดด้วยโอเปอร์เรเตอร์ ไม่ใช่วาล์วระบายความดันที่ใช้ความดันในระบบเป็นตัวควบคุมการเปิด-ปิด การติดตั้งวาล์วฉุกเฉินตัวนี้จะทำกับอุปกรณ์ที่เห็นว่าอาจมีกรณีที่ทำให้ความดันในระบบเพิ่มสูงขึ้นมากจนวาล์วระบายความดันปรกตินั้นไม่สามารถระบายได้ทัน (เช่นกรณีที่ภาชนะถูกไฟครอก) ถ้าสารนั้นไม่เป็นสารพิษก็อาจปล่อยออกสู่บรรยากาศโดยตรง แต่ถ้าเป็นสารพิษก็ต้องเข้าสู่ระบบกำจัดสารพิษก่อนปล่อยออกสู่บรรยากาศ

เวลา 3.52 น หน่วย Oxy A หยุดการทำงานโดยอัตโนมัติจากการทำงานของระบบ interlock

เวลา 3.53 น cracking furnace series A และ B หยุดการทำงานฉุกเฉิน เพื่อปรับอัตราการผลิตให้รองรับกับการผลิตที่มาจากหน่วย Oxy B

EDC ผลิตจากหน่วย Oxy A และ Oxy B ดังนั้นเมื่อหน่วยอ Oxy A หยุดการทำงาน ปริมาณ EDC ที่ไหลเข้าสู่หน่วยถัดไปก็จะลดลง หน่วยการผลิตชนิดที่มีการไหลเวียนอยู่ภายใน (เช่นหอกลั่น) เมื่อสายป้อนเข้ามามีอัตราการไหลลดลง ก็อาจใช้การลดการดึงสารออกจากหน่วย โดยที่ยังคงการไหลเวียนภายในหน่วยนั้นเอาไว้ โดยไม่จำเป็นต้องหยุดเดินเครื่อง แต่สำหรับหน่วยที่อัตราการไหลนั้นสำคัญเช่น furnace ที่อัตราการไหลผ่านนั้นต้องสัมพันธ์กับปริมาณความร้อนที่ให้ (ถ้าสารที่มารับความร้อนนั้นมีปริมาณน้อยเกินไป ก็อาจทำให้ท่อมีอุณหภูมิสูงเกินไปได้) ก็จำเป็นต้องหยุดการทำงาน อย่างเช่นในเหตุการณ์นี้จึงต้องหยุดการทำงานของ cracking furnace series A และ B เพื่อไม่ให้เกิดผลกระทบต่อการไหลเข้า cracking furnace series C

เวลาประมาณ 4.10 น จากการหยุดทำงานของ cracking furnace series A และ B ทำให้ปริมาณ HCl, ไวนิลคลอไรด์ และ EDC ที่หลงเหลือจากการทำปฏิกิริยา ที่ไหลเข้าหอกลั่นแยก (hydrochloric acid removal column รูปที่ ๒) มีปริมาณลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้อุณหภูมิของ tray บริเวณตอนกลางของหอ (tray ที่ 18) ลดลงจากอุณหภูมิทำงานปรกติคือ 80ºC เหลือเพียง 57ºC โอเปอร์เรเตอร์จึงตัดสินใจเพิ่มไอน้ำที่ป้อนให้กับ heater และลดอัตราการไหลสาย reflux

การนับจำนวน tray ในหอกลั่นของบทความนี้ นับจากล่างขึ้นบน คือ tray ที่ 1 อยู่ล่างสุด

รูปแบบปรกติของอุณหภูมิในหอกลั่นคือตอนล่างจะสูงสุด (เพราะเป็นจุดให้ความร้อน) และตอนบนจะต่ำสุด (เพราะเป็นจุดดึงความร้อนออก) ของเหลวบนแต่ละ tray จะถูกต้มให้เดือดด้วยไอร้อนที่ระเหยขึ้นมาจาก tray ที่อยู่ถัดลงไป (เพื่อไล่สารที่มีจุดเดือดต่ำให้ระเหยออกมา) และไอที่ระเหยออกมาจะถูกทำให้ควบแน่นด้วยของเหลวที่ไหลลงมาจาก tray ที่อยู่ถัดขึ้นไป (เพื่อควบแน่นสารที่มีจุดเดือดสูงที่ระเหยออกมา)

สายสารผสมที่ป้อนเข้าหอกลั่นเป็นสายที่นำความร้อนเข้าระบบ เมื่ออัตราการไหลสายนี้ลดลงก็จะทำให้ปริมาณความร้อนที่ไหลเข้าหอกลั่นลดลง ถ้าในขณะนั้นอัตราการให้ความร้อนจากตัว heater ทางด้านล่างและอัตราการไหลของสาย reflux (สารที่มีอุณหภูมิต่ำสุด) ยังคงเดิม ก็จะทำให้อุณหภูมิภายในหอกลั่นลดลง ในกรณีเช่นนี้จะทำให้สายที่ออกด้านล่างหอกลั่นมีปริมาณสารที่มีจุดเดือดต่ำปนไปมากขึ้น การแก้ปัญหาทำได้ด้วยการเพิ่มความร้อนที่ให้และ/หรือลดปริมาณ reflux ที่ป้อนกลับเข้าหอ

เวลา 4.10 น อุณหภูมิยอดหอกลั่นแยก HCl (tray ที่ 50 ที่อยู่บนสุด) เพิ่มขึ้นเป็น 38ºC แทนที่จะเป็น -24ºC ซึ่งเป็นอุณหภูมิปรกติของการทำงาน และมีไวนิลคลอไรด์เข้าไปผสมกับ HCl ที่ส่วนบนของหอกลั่นแกย HCl และใน reflux tank

การสอบสวนพบว่าคู่มือการทำงานในสถานการณ์ฉุกเฉินกล่าวไว้ว่า "ให้ปรับปริมาณไอน้ำและอัตราการไหลของสาย reflux ที่ป้อนเข้าสู่หอกลั่นแยก HCl" โดยไม่มีการระบุค่าที่ชัดเจน ซึ่งในกรณีนี้เมื่อโอเปอร์เรเตอร์เพิ่มไอน้ำและลดการไหลของสาย reflux แล้ว อุณหภูมิที่ tray 18 ก็ค่อย ๆ สูงขึ้นเป็น 80ºC ซึ่งเมื่อโอเปอร์เรเตอร์เห็นว่าอุณหภูมิกลับเข้าสู่ค่าเดิมแล้วก็ย้ายไปทำงานอื่นต่อ กล่าวคือไม่มีการเฝ้ามองต่อว่าอุณหภูมิจะหยุดแค่ 80ºC หรือเพิ่มสูงขึ้นไปอีก (ซึ่งถ้าเห็นว่าอุณหภูมิยังเพิ่มสูงขึ้นไปอีกก็ต้องลดปริมาณไอน้ำและเพิ่มอัตราการไหลสาย reflux) จึงทำให้อุณหภูมิในหอกลั่นเพิ่มสูงขึ้นเรื่อย ๆ จน VCM นั้นระเหยออกทางยอดหอออกไปพร้อมกับ HCl ได้

รูปที่ ๔ ภาพความเสียหายของที่เกิดเหตุ

เวลา 5.57 น จากการที่มีไวนิลคลอไรด์ปนเปื้อนเข้าไปใน HCl ใน reflux tank และด้วยการที่ HCl จาก reflux tank นี้จะถูกป้อนกลับไปยังกระบวนการ oxychlorination (ซึ่งในขณะนั้นมีเพียงหน่วย Oxy B เดินเครื่องอยู่) ทำให้ดุลมวลสารของระบบสูญเสียไป กระบวนการผลิตทั้งหมดซึ่งรวมทั้ง Oxy B จึงถูกหยุดการทำงาน

สิ่งที่ตามมาคือโอเปอร์เรเตอร์เริ่มทำการหยุดเดินเครื่องหอกลั่นแยก HCl และหยุดระบบทำความเย็น (propylene refrigerator ในรูปที่ ๒) เมื่อเวลา 8.40 น จากนั้นก็ตัดการเชื่อมต่อ reflux tank (ที่มีระดับของเหลวสูงเกินค่าปรกติ) ออกจากหอกลั่นแยก HCl

ส่วนหนึ่งของของเหลวใน reflux tank ถูกใช้เป็นสาย reflux ป้อนกลับหอกลั่น และส่วนที่เหลือส่งกลับไปทำปฏิกิริยาที่กระบวนการ oxychlorination เมื่อลดอัตราการไหลของสาย reflux และความต้องการที่กระบวนการ oxychlorination ลดลง ก็ทำให้ของเหลวสะสมใน reflux tank มากขึ้น ระดับของเหลวจึงเพิ่มสูงขึ้น

เนื่องจากระดับของเหลวใน reflux tank อยู่ใกล้ระดับ 100% เวลา 11.39 น จึงได้เริ่มทำการถ่ายของเหลวบางส่วนไปยัง HCl buffer tank (ดูรูปที่ ๒) จากนั้นอุณหภูมิและความดันใน reflux tank และ buffer tank ก็ค่อย ๆ เพิ่มขึ้น แต่อัตราการเพิ่มในช่วงแรกนั้นช้ามากจนโอเปอร์เรเตอร์สังเกตไม่เห็นการเปลี่ยนแปลง

เวลาประมาณ 15.00 น พบว่าความดันใน reflux tank และ buffer tank เพิ่มสูงขึ้น จึงได้เริ่มทำการลดความดัน

เวลาประมาณ 15.15 น มีเสียงดังผิดปรกติเกิดขึ้น และสังเกตเห็นกลุ่มควันขาวจากส่วนด้านบนของ HCl buffer tank ในระหว่างกระบวนการลดความดัน

เวลาประมาณ 15.23 น ความดันภายใน reflux tank สูงเกินกว่า 2.0 MPaG. (กว่า 20 bar.g)

เวลา 15.24 น reflux tank เกิดการระเบิด ตามด้วยการเกิดเพลิงไหม้เป็นบริเวณกว้างในหน่วผลิตไวนิลคลอไรด์

VCM ทำปฏิกิริยากับ HCl ได้ง่ายขึ้นถ้ามีตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็น Lewis acid ร่วมอยู่ ซึ่งในเหตุการณ์นี้คือ FeCl₃ ที่เกาะอยู่บนผนัง reflux tank และ buffer tank ผลิตภัณฑ์ที่ได้คือ 1,1-dichloroethane ปฏิกิริยานี้คายความร้อน

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาก็จะเพิ่มสูงขึ้นแบบ expnential ในช่วงแรกนั้นอัตราการเพิ่มของปฏิกิริยาเป็นไปอย่างช้า ๆ โอเปอร์เรเตอร์จึงมองไม่เห็นการเปลี่ยนแปลง ในช่วงก่อนการระเบิดนั้นปฏิกิริยาเกิดเร็วมากจนทำให้ถังเก็บเกิดการระเบิดก่อนที่จะสามารถลดความดันลงไป