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

Tube furnace ระเบิดจากการฉีกขาดของท่อน้ำมัน MO Memoir : Wednesday 8 October 2568

ในหนังสือ "Myths of the Chemical Industry, or 44 Things a Chemical Engineer Ought NOT to Know" ที่เขียนโดย Prof. T.A. Kletz มีเรื่องหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับ Tube furnace โดยมีรูปและข้อความประกอบว่า "An elephant has a good memory ... But a furnace tube has a better one" (รูปที่ ๑) ถ้าแปลเป็นไทยก็คงออกมาทำนองว่า "ช้างมีความจำที่ดี แต่ท่อของเตาเผามีความจำที่ดีกว่า" เนื้อหาในเรื่องดังกล่าวเกี่ยวกับอายุการใช้งานของท่อโลหะที่ได้รับความร้อนสูงเกินกว่าที่ออกแบบไว้ แม้ว่าจะเป็นช่วงระยะเวลาสั้น ๆ ก็ตาม

รูปที่ ๑ รูปประกอบนี้นำมาจากฉบับพิมพ์ครั้งที่ ๓ ที่มีการเปลี่ยนชื่อหนังสือเป็น "Dispelling chemical engineering myths, Third Edition" เนื่องจากมีการเพิ่มเนื้อหาต่าง ๆ เพิ่มเติมเข้ามา และมีการแก้ไขภาษา โดยฉบับพิมพ์ครั้งแรก (ผมซื้อเก็บไว้แต่หายไปไหนก็ไม่รู้ เข้าใจว่าถูกยืมไปแล้วหายไปเลย) เป็นการใช้ภาษาการเรียกอุปกรณ์ต่าง ๆ แบบ British English แต่ฉบับพิมพ์ครั้งต่อมามีการปรับแก้ไขภาษาการเรียกอุปกรณ์ต่าง ๆ เป็นแบบ Ameirican English

ในหนังสือดังกล่าวได้ยกตัวอย่างว่าถ้าท่อของ tube furnace ได้รับการออกแบบมาให้ทำงานที่อุณหภูมิ 500ºC เป็นเวลา 100,000 ชั่วโมง (หรือ 11 ปี)

ถ้าถูกใช้งานที่อุณหภูมิ 506ºC อายุการใช้งานจะลดเหลือ 6 ปี

ถ้าถูกใช้งานที่อุณหภูมิ 550ºC อายุการใช้งานจะลดเหลือ 3 เดือน

ถ้าถูกใช้งานที่อุณหภูมิ 635ºC อายุการใช้งานจะลดเหลือ 20 ชั่วโมง

กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือถ้ามีช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งท่อนั้นถูกใช้งานที่อุณหภูมิสูงเกินกว่าที่ออกแบบไว้ แม้ว่าหลังจากนั้นจะมีการกลับมาใช้งานงานที่อุณหภูมิเดิมหรือต่ำกว่าเดิม ความเสียหายที่เกิดขึ้นตอนที่ถูกใช้งานที่อุณหภูมิสูงเกินนั้นไม่ได้หายไปด้วย มันยังคงอยู่ ทำให้อายุการใช้งานของท่อลดลงได้มาก

ตรงนี้ขออธิบายเพิ่มเติมนิดนึง กล่าวคือการออกแบบเผื่อ (ว่าจะมีการทำงานสูงเกินภาวะปรกติ) ในเรื่องของอุณหภูมินั้นแตกต่างไปจากความดัน การเผื่อการใช้งานที่อุณหภูมิสูงเกินนั้นทำได้ด้วยการเพิ่มความหนาของวัสดุที่ใช้ทำ แต่ในเรื่องของอุณหภูมินั้นต้องเปลี่ยนแปลงชนิดวัสดุที่ใช้ทำ

เหตุการณ์ที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากรายงานการสอบสวนเรื่อง "Accident Investigation Report on the Explosion and Fire at the Irving Oil Refinery, Saint John, New Brunswick" รายงานไม่ระบุประเทศแต่ค้นดูแล้วน่าจะเป็นแคนาดา โดยเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อเวลาประมาษ ๙.๓๐ น ของวันอังคารที่ ๙ มิถุนายน ค.ศ ๑๙๙๘ (พ.ศ. ๒๕๔๑) ซึ่งเป็นเรื่องที่เกี่ยวข้องกับท่อ (tube) ของเตาเผา (Furnace) โดยท่อดังกล่าวได้รับความร้อนสูงเกินเนื่องจากเปลวไฟนั้นพุ่งไปกระทบกับผิวท่อโดยตรง ทำให้ท่อเกิดการฉีกขาด น้ำมันความดันสูงที่อยู่ในท่อก็เลยพุ่งออกมาทำให้เกิดการระเบิดตามมา

เตาเผาดังกล่าวเป็นของหน่วย Hydrotreater - Hydrocraker โดยทำหน้าที่ให้ความร้อนแก่น้ำมันดิบก่อนเข้ากระบวนการ Hydrocracker (กำจัดสิ่งปนเปื้อนด้วยการใช้แก๊สไฮโดรเจนดึงสารเหล่านั้นออกมาในรูปสารประกอบไฮโดรเจน) และ Hydrocraker (ทำให้โมเลกุลไฮโดรคาร์บอนขนาดใหญ่ที่มีความไม่อิ่มตัวสูง (มีพันธะ C=C อยู่มาก) กลายเป็นโมเลกุลที่มีความอิ่มตัวเพิ่มขึ้นด้วยการเติมไฮโดรเจน (เปลี่ยนพันธะ C=C เป็น C-C) และแตกออกเป็นโมเลกุลเล็กลง) ปฏิกิริยานี้เกิดที่อุณหภูมิและความดันสูง น้ำมันดิบที่มีความดันสูงจะถูกแยกเป็นสองสายเท่า ๆ กันไหลผ่านเตาเผา ๒ เตา (เตาด้านทิศตะวันออกและเตามด้านทิศตะวันตก) เพื่อรับความร้อนจากเปลวไฟที่อยู่ภายในเตาเผา ก่อนจะไหลออกมารวมกันและต่อไปยังหน่วย Hydrotreater - Hydrocraker เตาเผาที่ใช้เป็นชนิด cabin type โดยท่อในเตาเผานั้นวางในแนวนอน (รูปที่ ๒) ท่อนั้นเป็นท่อขนาด 8 นิ้วทำจากโลหะสแตนเลสสตีล 347

รูปที่ ๒ การวัดวางท่อในตัว furnace โดยท่อนั้นวางในแนวนอน (แถวล่างสุดคือแถวที่ ๑ และแถวบนสุดคือแถวที่ ๘) ตัวหัวเตาที่ให้ความร้อนนั้นอยู่ที่ระดับพื้นด้านล่างทั้งทางด้านซ้ายและขวาของท่อ

ท่อที่ใช้ในเตาเผานั้นมีทั้งแบบใช้ท่อตรงและท่อที่เป็นขดเกลียว ถ้าใช้ท่อที่เป็นขดเกลียวรูปทรงเตาก็จะเป็นทรงกระบอก แต่ถ้าใช้ท่อที่เป็นท่อตรงรูปทรงเตาก็มักจะเป็นสี่เหลี่ยม ตรงนี้บางรายจะแยกออกว่า "Cabin type" จะเป็นชนิดที่วางท่อในแนวนอน ถ้าเป็น "Box type" ก็จะเป็นชนิดที่วางท่อในแนวตั้ง แต่บางรายก็จะใช้เรียกรวมกัน แต่ในรายงานฉบับท่นำมาเล่านี้จะแยกระหว่า งcabin type และ box type

ตัวท่อได้รับความร้อนจากหัวเตาที่ขนาบอยู่ทางด้านซ้ายและขวาด้านละ 22 หัวเตา ตำแหน่งติดตั้งหัวเตานั้นอยู่ที่ระดับพื้นด้านล่างของเตา โดยอยู่ในร่องอิฐทนไฟที่บังคับให้เปลวไฟที่พุ่งออกมาจากหัวเตานั้นเปลี่ยนทิศทางพุ่งขึ้นด้านบน การทำเช่นนี้เพื่อป้องกันไม่ให้เปลวไฟพุ่งไปกระทบผิวท่อโดยตรง เพราะจะทำให้บริเวณที่เปลวไฟพุ่งกระทบนั้นร้อนจัดกว่าบริเวณอื่น (โลหะเมื่อร้อน ความแข็งแรงจะลดลง ตรงไหนร้อนมากกว่าบริเวณอื่น จุดนั้นความแข็งแรงก็จะต่ำลงไปอีก)

รูปที่ ๓ มุมมองจากทางด้านบน ตัวบนคือเตาด้านทิศตะวันตก ตัวล่างคือเตาด้านทิศตะวันออก หัวเตาที่มีเปลวไฟให้ความร้อนจะอยู่ขนาบทั้งสองข้างของขดท่อที่วางอยู่ตรงกลาง แก๊สร้อนที่เกิดขึ้นจะลอยออกทางปล่องที่อยู่ทางด้านบน

เวลาประมาณ ๘.๕๐ น ของเช้าวันที่เกิดนั้น โอเปอร์เรเตอร์ของหน่วยข้างเคียงพบเห็นมีกลุ่มควันพวยพุ่งออกมาจากปล่องของเตาเผา จึงได้แจ้งไปยังหน่วยที่รับผิดชอบ และประมาณเวลาใกล้เคียงกัน โอเปอร์เรเตอร์ที่เฝ้าตรวจการทำงานของเตาเผาในห้องควบคุมพบเห็นค่าออกซิเจนส่วนเกินในแก๊สที่ระบายออกทางปล่องของเตาเผานั้นลดต่ำลง จึงได้แจ้งให้โอเปอร์เรเตอร์เข้าไปเพิ่มอัตราการไหลให้กับอากาศ ซึ่งต้องไปทำการปรับที่ตัวเตาเผา

ในทางทฤษฎีนั้น อุณหภูมิแก๊สร้อนสูงสุดที่จะได้จากการเผาเชื้อเพลิงจะเกิดที่อากาศ "พอดี" สำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิงได้สมบูรณ์ หรือที่ทางเคมีเรียกว่า "stoichiometric ratio" ถ้าอากาศน้อยเกินไป เชื้อเพลิงเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ ไม่สามารถดึงเอาพลังงานความร้อนของเชื้อเพลิงออกมาได้หมด อุณหภูมิแก๊สที่ได้ก็จะไม่สูงสุด ถ้าอากาศมากเกินไป ความร้อนที่ได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิง (ขึ้นกับปริมาณเชื้อเพลิง) จะต้องเฉลี่ยไปยังอากาศส่วนเกินเพื่อทำให้อากาศส่วนเกินนั้นมีอุณหภูมิสูงขึ้นไปด้วย ยิ่งอากาศเกินมามาก ความร้อนที่ได้เท่าเดิมก็ต้องเฉลี่ยออกไปมาก อุณหภูมิแก๊สร้อนเฉลี่ยก็จะลดลง โดยในทางปฏิบัตินั้น การเผาไหม้เชื้อเพลิงจะทำได้สมบูรณ์เมื่อมีอากาศมากเกินพอเล็กน้อย (มันมีเรื่องรูปแบบการผสมระหว่างเชื้อเพลิงกับอากาศ และระยะเวลาการเผาไหม้เข้ามายุ่ง) ในอุบัติเหตุครั้งนี้โอเปอร์เรเตอร์เข้าใจว่าที่เห็นปริมาณอากาศส่วนเกินลดต่ำลงเป็นเพราะป้อนอากาศให้ไม่พอ แต่ในความเป็นจริงน่าจะเกิดจากท่อในเตาเผาเริ่มฉีกขาด ทำให้น้ำมันในท่อรั่วออกมาลุกติดไฟ อากาศส่วนเกินก็เลยลดลง และเป็นเปลวไฟสีเหลืองเกิดขึ้นในเตาเผา

เหตุการณ์ในช่วงเวลาก่อนเกิดเหตุนั้นมีโอเปอร์เรเตอร์จากหน่วยอื่นเข้ามาร่วมงาน แต่ในขณะที่โอเปอร์เรเตอร์จากหน่วยอี่นกำลังเดินออกไปโดยมีเพียงโอเปอร์เรเตอร์หลักที่ดูแลเตาเผานั้นอยู่ในบริเวณดังกล่าวเพียงรายเดียว ก็เกิดการระเบิดขึ้น ทำให้โอเปอร์เรเตอร์หลักที่อยู่ตรงเตาเผานั้นเสียชีวิต

การตรวจสอบเตาเผาด้านตะวันออกที่เกิดการระเบิดนั้นพบว่า ท่อแถวที่สอง (นับจากด้านล่าง) หลุดจากตำแหน่งที่ควรอยู่ตรงกึ่งกลางของเตามากระแทกผนังด้านทิศตะวันออก แรงกระแทกรุนแรงถึงขึ้นทำให้ผนังเตาด้านทิศตะวันออกเกิดความเสียหาย ท่อบริเวณดังกล่าวมีรอยฉีกขาดยาว 4 ฟุต 8 นิ้วโดยอยู่ห่างจากปลายด้านทิศใต้ประมาณ 18ฟุต (นั่นแสดงว่ารอยฉีกขาดอยู่ทางทิศตะวันตก น้ำมันภายใต้ความดันสูงที่ฉีดพ่นออกมาจึงดันให้ท่อเคลื่อนตัวไปทางทิศตะวันออก)

การตรวจสอบเนื้อโลหะของท่อพบว่ารอยแตกเกิดจาก "การคืบ (creep)" เนื่องจากเนื้อโลหะของท่อบริเวณดังกล่าว (ตรงกับหัวเตาหมายเลข 58) ถูกเปลวไฟพุ่งกระทบโดยตรง การสอบสวนไม่สามรถระบุสาเหตุที่เป็นต้นตอได้ แต่กล่าวไว้ว่าสามารถเกิดได้จากหลายสาเหตุเช่น เศษอิฐทนไฟเข้าไปติดหรือไปสะสมบริเวณหัวเตา, การเปลี่ยนทิศทางของเปลวไฟหรือเปลวไฟถูกทำให้เบี่ยงทิศทาง, การสะสมของโค้ก (coke คือคราบคาร์บอน) บนรูของหัวเตา หรือการเสื่อมสภาพของอิฐทนไฟที่เป็นที่ติดตั้งหัวเตา (คือเปลวไฟที่พุ่งออกมาจากหัวเตาจะถูกอิฐทนไฟเบียงทิศทางให้พุ่งขึ้นบนแทนที่จะพุ่งเข้าหาท่อโดยตรง)

สัญญาณเตือนอุณหภูมิผิวท่อสูงเกินนั้นเดิมถูกตั้งไว้ที่ 970ºF (ประมาณ 521ºC) แต่ต่อมาได้ถูกปรับขึ้นเป็น 990ºF (ประมาณ 532ºC) จากการตรวจสอบเนื้อโลหะ (สแตนเลสสตีลเบอร์ 347) พบการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่จะเกิดในช่วงอุณหภูมิ 1300-1500ºF (ผิวท่อบริเวณดังกล่าวไม่มีตัวตรวจวัดอุณหภูมิติดตั้งไว้) ผู้เชี่ยวชาญประมาณไว้ว่าที่อุณหภูมิ 1300ºF อายุการใช้งานของท่อจะเหลือเพียง 1000 ชั่วโมง และที่อุณหภูมิ 1500ºF อายุการใช้งานจะเหลือเพียงแค่ 8 ชั่วโมง

"การล้า" หรือ "ความล้า" หรือที่ภาษาอังกฤษเรียกว่า "creep" นั้นเกิดเมื่อวัสดุนั้นมีแรงกระทำที่ไม่สูงถึงขึ้น yield strength (ความเค้นสูงสุดที่วัสดุรับได้ก่อนเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างถาวร) แต่แรงกระทำนั้นมากพอและกระทำต่อเนื่องเป็นเวลานาน ในที่นี้แรงกระทำคือความดันภายในท่อที่พยายามดันให้ท่อบวมออก ถ้าท่อมีความแข็งแรงเพียงพอท่อก็จะไม่เกิดความเสียหายใด ๆ แต่ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ความแข็งแรงของท่อจะลดลง (ค่า yield strength ลดต่ำลง) ในขณะที่แรงกระทำที่เกิดจากความดันภายในท่อยังคงเท่าเดิม ดังนั้นเมื่อเวลาผ่านไปนานพอท่อก็จะเกิดการฉีกขาดได้

รายงานต้นฉบับดาวน์โหลดได้ที่ https://ncsp.tamu.edu/reports/WHSCC/irvingreport.pdf

เพลิงไหม้จากการรั่วที่หน้าแปลน (๑) MO Memoir : Sunday 3 November 2567

เมื่อวานซืนมีคำถามมาจากวิศวกรโรงงานรายหนึ่ง สอบถามความเห็นเกี่ยวกับอะไรน่าจะเป็นสาเหตุที่ทำให้สารเคมีที่รั่วออกมานั้นลุกติดไฟได้ คือจุดที่เกิดการรั่วไหลนั้นคือหน้าแปลนของ control valve ที่ใช้แรงดันอากาศควบคุมระดับการเปิด (ตัดประเด็นเรื่องไฟฟ้าออกไป) ไฟนั้นลุกไหม้อยู่เฉพาะตรงบริเวณตัว control valve และสารที่รั่วไหลออกมานั้นก็มี autoignition temperature ที่สูง และอุณหภูมิของสารที่รั่วออกมานั้นก็ต่ำกว่าค่า autoignition temperature จากข้อมูลที่เขาให้มาก็ทำได้เพียงแค่ให้คำแนะนำไปว่าควรจะลองไล่ไปดูว่าจุดที่รั่วนั้นจริง ๆ แล้วคือจุดใด โดยให้ไล่ดูแนวความเสียหายที่เกิดจากเพลิงไหม้ จะได้แยกได้ก่อนว่ามันรั่วออกมาก่อนแล้วค่อยลุกติดไฟ หรือเกิดปัญหาภายในจนทำให้ปะเก็นเสียหายแล้วจึงรั่วไหลออกมาลุกไหม้ภายนอก

จะว่าไปแล้วอุบัติเหตุจำนวนมากที่ต่างประเทศรายงานไว้ มักจะบอกไม่ได้ว่าอะไรเป็นตัวทำให้เชื้อเพลิงที่รั่วออกมานั้นเกิดการจุดระเบิด ด้วยเหตุนี้จึงมีผู้กล่าวว่า สิ่งสำคัญในการป้องกันไม่ให้เกิดเพลิงไหม้คืออย่าให้เชื้อเพลิงเจอกับอากาศ (หรือสารออกซิไดซ์) เพราะถ้ามันเจอกันเมื่อใด มันก็มักจะหาแหล่งพลังงานที่จะจุดระเบิดได้เป็นประจำ (เช่น เปลวไฟ ประกายไฟ พื้นผิวที่ร้อน) แม้ว่าเราจะพยายามที่จะตัดแหล่งพลังงานดังกล่าวออกไปแล้วก็ตาม

หน้าแปลนที่ไม่มีการรั่วไหลในตอนแรก แต่เมื่อเวลาผ่านไปก็อาจเกิดการรั่วไหลได้ด้วยหลายสาเหตุ และเหตุการณ์ทำนองนี้ก็มีบันทึกไว้หลายหลายเหตุการณ์ด้วยกัน

รูปที่ ๑ แผนผังกระบวนการผลิตของโรงงานที่เกิดเหตุ RCV-227 ที่ลูกศรชี้คือวาล์วที่เกิดการรั่วไหล

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้มาจากบทความเรื่อง "Fire caused due to leakage from a control valve flange, which became loose due to vibration at a catalytic reforming unit" ที่เผยแพร่ในเว็บ Failure Knowledge Database ของประเทศญี่ปุ่น (https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1000114.html) ซึ่งเป็นเหตุการณ์เกิดที่โรงกลั่นน้ำมันแห่งหนึ่งที่ Sakai, Osaka ประเทศญี่ปุ่น เมื่อวันที่ ๔ ตุลาคม ค.ศ. ๑๙๘๗ (พ.ศ. ๒๕๓๐) วาล์วที่เกิดเหตุคือ RCV-227 ที่เป็นวาล์วอยู่ระหว่างเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและ catalytic reforming reactor

ปฏิกิริยา Reforming เป็นปฏิกิริยาที่ใช้เปลี่ยนไฮโดรคาร์บอนโซ่ตรงให้กลายเป็นวงแหวนอะโรมาติก เป็นกระบวนการหลักที่ใช้ผลิต Benzene (C₆H₆), Toluene (C₆H₅-CH₃) และ Xylenes (C₆H₄(CH₃)₂) ผสมทั้ง 3 ไอโซเมอร์ ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากปฏิกิริยาเรียกว่า reformate หรือ BTX (ชื่อย่อของผลิตภัณฑ์หลัก 3 ตัวข้างต้น) และมีแก๊สไฮโดรเจนเกิดร่วมด้วย ปฏิกิริยาเกิดที่อุณหภูมิและความดันที่สูง (บทความให้ตัวเลขไว้า 450ºC และ 3 MPa ซึ่งเป็นของเทคโนโลยีที่ใช้ในขณะที่เกิดเหตุ ส่วนเทคโนโลยีปัจจุบันจะใช้อุณหภูมิและความดันต่ำกว่านั้น) ถ้าเป็นการเปลี่ยนจากโครงสร้างโซ่ตรงเป็นโซ่กิ่งจะเรียกว่าปฏิกิริยา Isomerisation

ในวันที่เกิดเหตุการณ์ เวลาประมาณ 8.40 น โอเปอร์เรเตอร์ที่เดินตรวจโรงงานตรวจพบเปลวไฟสูงประมาณ 50 cm พุ่งออกมาจากหน้าแปลน จึงได้แจ้งให้ทางโรงงานหยุดเดินเครื่องโรงงาน การตรวจสอบหน้าแปลนที่เกิดการรั่วพบว่า bolt ยึดหน้าแปลนจำนวนทั้งหมด24 ตัวมีการคลายตัว 4 ตัว ทำให้น้ำมันในท่อที่มีอุณหภูมิสูงกว่า autoignition temperature เมื่อรั่วไหลออกมาจึงลุกติดไฟได้ทันที (จำนวน bolt สำหรับยึดหน้าแปลนขึ้นกับขนาดของท่อและความดัน ในเหตุการณ์นี้ประมาณว่าหน้าแปลนที่เกิดการรั่วนั้นน่าจะเป็นของท่อขนาดประมาณ 18-24 นิ้ว)

สาเหตุที่ทำให้น็อตคลายตัวเป็นผลจากการสั่นสะเทือนของระบบท่อในขณะเดินเครื่อง และการทำ "Hot-bolting" ที่ไม่เพียงพอ (หมายเหตุ : ภาษาไทยเรียกรวม สลักเกลียวหรือนอตตัวผู้ (bolt) และแป้นเกลียวหรือน็อตตัวเมีย (nut) ว่าน็อต)

ปรกติการขันน็อตจะทำกันที่อุณหภูมิห้องจนมีความตึงที่พอเหมาะที่จะบีบหน้าแปลนเข้าหากัน แต่เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ตัว bolt จะมีการยืดตัวออก ทำให้แรงที่บีบหน้าแปลนเข้าหากันนั้นลดต่ำลงจนอาจทำให้หน้าแปลนนั้นแยกห่างจากกันจนเกิดการรั่วไหลได้ การแก้ไขทำได้ด้วยการเผื่อความตึง (คือแรงบิดสุดท้ายที่ใช้ในการขัน) ขณะขันเมื่อน็อตนั้นเย็น หรือขันนอตให้ตึงเพิ่มขึ้นเมื่อระบบมีอุณหภูมิสูงขึ้น

ในเหตุการณ์นี้ไม่มีใครทราบว่าการรั่วไหลและการลุกไหม้นั้นเกิดขึ้นเมื่อใด แต่ด้วยคงเป็นเพราะขนาดการรั่วไหลและเปลวไฟที่เกิดขึ้นนั้นไม่ได้มีขนาดใหญ่ จึงทำให้ไม่ส่งผลต่อกระบวนการผลิตจนทำให้อุปกรณ์วัดคุมของกระบวนการผลิตตรวจพบความผิดปรกติ จนกระทั่งโอเปอร์เรเตอร์ที่ทำหน้าที่เดินตรวจนั้นไปพบเข้า

เพลิงไหม้และการระเบิดที่ Texaco Refinery U.K. 2537 (1994) ตอนที่ ๓ MO Memoir : Friday 11 December 2563

ต่อไปเป็นเหตุการณ์ในช่วงเวลาสุดท้ายก่อนเกิดการระเบิดคือ ๑๒.๕๖ - ๑๓.๒๙ น (ดูรูปที่ ๗ ประกอบ) โดยในช่วงเวลาก่อนหน้านี้ได้มีความพยายามที่จะเริ่มเดินเครื่อง wet gas compressor ขึ้นมาใหม่ด้วยการระบายของเหลวที่สะสมใน Wet gas compressor interstage drum F-309 เข้าสู่ Flare knock-out drum F-319 ทำให้สามารถเริ่มเดินเครื่อง wet gas compressor ได้ใหม่ แต่ไม่นานหลังจากนั้นวาล์วระบายความดันที่ยอดหอกลั่นแยก C4 F-304 ก็เปิดอีกครั้งและไม่มีท่าทีว่าจะปิด ทำให้มีทั้งแก๊สและของเหลวจำนวนมากไหลเข้าสู่ Flare knock-out drum F-319

ที่เวลา ๑๒.๕๖ น high-high level alarm LAH-470 ที่ติดตั้งอยู่ที่ Flare knock-out drum F-319 ส่งสัญญาณเตือน และสัญญาณนี้ไม่หายไปจนก่อนการระเบิด สัญญาณนี้จะทำงานเมื่อมีของเหลวประมาณ 92 - 130 m³ อยู่ใน Flare knock-out drum F-319 (หรือประมาณ 42 - 58% ของปริมาตร vessel)

สัญญาณเตือนสำคัญจะมีการตั้งค่าการเตือนครั้งแรกและค่าการเตือนครั้งที่สอง เช่นสัญญาณเตือนระดับของเหลวที่สูงเกินไป ค่าการเตือนครั้งแรกก็จะเรียกว่า "high level alarm" ณ จุดนี้อุปกรณ์ป้องกันจะยังไม่ทำงาน แต่ถ้าระดับยังเพิ่มต่อขึ้นไปอีกจนอาจก่อให้เกิดอันตรายหรือจะทำให้ระบบป้องกันทำงาน (เช่นด้วยการปิดท่อป้อนสารเข้ามา หรือเปิดท่อระบายทิ้ง) ก็จะมีสัญญาณเตือนครั้งที่สองที่เรียกว่า "high-high level alarm"

สัญญาณเตือนมักจะในรูปของสัญญาณเสียงพร้อมสัญญาณแสง (เช่นไฟแดง) พร้อมกัน พอสัญญาณเสียงดัง โอเปอร์เรเตอร์ก็จะทำการ acknowledge หรือ recongnise (จะเรียกว่า "รับทราบ" ก็ได้) เช่นด้วยการกดปุ่ม สัญญาณเสียงก็จะเงียบลง แต่สัญญาณไฟจะยังคงอยู่ และถ้าแก้ปัญหาได้ สัญญาณไฟก็จะดับไป แต่ถ้าปัญหายังคงมีอยู่ สัญญาณไฟก็จะติดอยู่

เวลา ๑๓.๐๓ น การไหลของแก๊สจาก Wet gas compressor interstage drum F-309 อยู่ในระดับที่น่าพึงพอใจ ทางโอเปอร์เรเตอร์จึงได้ทำการหยุดการทำงานของปั๊มสำรอง (น่าจะเป็นปั๊มที่ใช้ในการถ่ายของเหลวเข้าสู่ท่อระบบ flare) ณ เวลานี้ระดับของเหลวทางด้าน wet end ของ F-309 อยู่ที่ 8%

แต่เนื่องจากปัญหาเรื่องความดันที่สูงเกินในหอกลั่นแยก C4 F-304 และอุณหภูมิที่ยังคงเพิ่มขึ้นยังคงมีอยู่ (แม้ว่าในขณะนี้วาล์วระบายความดันที่ยอดหอ F-304) ยังคงเปิดอยู่ โอเปอร์เรเตอร์จึงได้ทำการเปิดวาล์ว HCV-439 (ที่ปรกติมีไว้สำหรับระบายแก๊สจาก Debutanizer overhead accumulator F-314 ไปยัง Wet gas compressor interstage drum F-309) โดยตั้งระดับการเปิดไว้ที่ 55% แต่สิ่งที่เกิดขึ้นตามมาก็คือระดับของเหลวทางด้าน wet end ของ F-309 เพิ่มจาก 7% ไปเป็น 60% อย่างรวดเร็ว

เวลา ๑๓.๑๕ น โอเปอร์เรเตอร์ถูกส่งไปตรวจสอบว่าปั๊มของ Flare drum ยังทำงานอยู่หรือไม่ และให้ปิดการทำงานของ interstage fan (รายงานไม่ระบุชัดเจนว่าปั๊มนั้นเป็นของตัวไหน แต่เข้าใจว่าน่าจะเป็นปั๊มของ Flare knock-out drum F-319 ซึ่งเป็นตัวส่งของเหลวที่จะสมใน F-319 ไปยัง slop tank (slop ก็คือของไฮโดรคาร์บอนเหลวต่าง ๆ ที่รวบรวมได้จากแหล่งต่าง ๆ) ส่วน interstage fan ตัวนี้เข้าใจว่าเป็นเครื่องระบายความร้อนด้วยอากาศ ที่ใช้ลดอุณหภูมิแก๊สที่ผ่านการอัดจาก stage แรกของ wet gas compressor ก่อนที่จะไหลเข้า Wet gas compressor interstage drum F-309 การปิดพัดลมนี้จะลดการควบแน่นของแก๊สร้อนที่ถูกอัด ทำให้ลดปริมาณของเหลวที่จะไหลเข้าไปสะสมใน Wet gas compressor interstage drum F-309

รูปที่ ๗ ภาพบรรยายเหตุการณ์ในช่วงเวลา ๑๒.๕๖ - ๑๓.๒๙ น

เนื่องจากระดับของเหลวใน Wet gas compressor interstage drum F-309 กำลังเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนอาจทำให้ wet gas compressor หยุดทำงานอีกครั้ง แต่ในขณะเดียวกันความดันในหอกลั่นแยก C4 F-304 ก็ยังคงเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ แม้ว่าวาล์วระบายความดันยังคงเปิดอยู่ก็ตาม วิธีการที่จะลดความดันในหอกลั่นแยก C4 F-304 ที่ทำได้ก็คือการเปิดวาล์ว HCV-439 ให้มากขึ้นไปอีก แต่นั่นก็จะทำให้ของเหลวเข้าไปเติมเต็ม Wet gas compressor interstage drum F-309 เร็วขึ้นอีก ในที่สุดโอเปอร์เรเตอร์ก็ตัดสินใจเปิดวาล์ว HCV-439 เพิ่มเป็น 80% และเป็น 100%

ถ้าจะลองคาดเดาการตัดสินใจของโอเปอร์เรเตอร์ว่าทำไมจึงเลือกเปิดวาล์ว HCV-439 เพิ่มขึ้นน่าจะเป็นเพราะแม้ว่าจะมีของเหลวเข้าไปใน Wet gas compressor interstage drum F-309 มากขึ้น แต่ก็สามารถระบายของเหลวดังกล่าวลงสู่ท่อระบบ flare ได้ดังที่ได้ทำมาก่อนหน้านี้

และในขณะนี้ต้องไม่ลืมว่าในความเป็นจริงนั้นวาล์ว FV-436 ที่ระบายของเหลวออกจากก้นหอกลั่นแยก C4 F-304 ไปยังหน่วยกลั่นแยกแนฟทา F-305 นั้นปิดอยู่ แต่ข้อมูลบนจอคอมพิวเตอร์นั้นบอกว่าวาล์วตัวดังกล่าวเปิดอยู่ และจากหน้าจอคอมพิวเตอร์นั้นโอเปอร์เรเตอร์ก็ไม่เห็นว่าระดับของเหลวที่ก้นหอหน่วยกลั่นแยกแนฟทา F-305 นั้นเป็นศูนย์ ซึ่งแสดงว่าไม่มีของเหลวไหลไปยังหน่วยนั้น

ประเด็นหนึ่งที่น่าสนใจก็คือเมื่อระดับของเหลวที่ก้นหอหน่วยกลั่นแยกแนฟทา F-305 ลดลงเป็นศูนย์นั้น มีสัญญาณเตือนเกิดขึ้นหรือไม่ ถ้าจะให้เดาก็ต้องขอเดาว่าน่าจะมี แต่สภาพการณ์ในขณะนั้นมันมีสัญญาณเตือนจากหลายแหล่งในหน่วยกลั่นแยกไฮโดรคาร์บอนเบาต่อเนื่องกัน (ในย่อหน้าที่ 101 หน้า 27 ของรายงานการสอบสวนกล่าวไว้ว่ามีสัญญาณเตือนดังทุก ๆ 2 หรือ 3 วินาที) และถ้าหน่วยกลั่นแยกไฮโดรคาร์บอนเบาต้องหยุดการทำงาน ก็จะส่งผลทำให้หน่วยกลั่นแยกแนฟทาต้องหยุดการทำงานไปด้วย ดังนั้นจึงอาจเป็นไปได้ว่าด้วยเหตุนี้จึงทำให้โอเปอร์เรเตอร์มุ่งเน้นไปที่การแก้ปัญหาของหน่วยกลั่นแยกไฮโดรคาร์บอนเบาก่อน เพราะถ้าปัญหาของหน่วยนี้หายไป ปัญหาของหน่วยถัดไปก็อาจจะหายตามไปด้วย

ณ เวลา ๑๓.๑๘ น ระดับของเหลวใน Wet gas compressor interstage drum F-309 เพิ่มขึ้นเป็น 67% จึงได้มีการร้องขอให้เดินเครื่องปั๊มสำรองเพื่อระบายของเหลวออกจาก F-309 อีกครั้ง แต่เมื่อถึงเวลา ๑๓.๒๑ น โอเปอร์เรเตอร์ ที่อยู่หน้างานก็รายงานว่า wet gas compressor หยุดการทำงานอีกครั้ง และเวลา ๑๓.๒๒ น ก็ทำการเปิดวาล์ว PV-077 (ที่ระบายแก๊สออกจาก Secondary overhead accumulator F-203 ที่อยู่ที่ต้นทางเข้าหน่วยกลั่นแยกไฮโดรคาร์บอนเบา) เพิ่มเป็น 77% เพื่อพยายามลดปริมาณแก๊สที่ไหลเข้าระบบเพื่อลดความดันด้าน downstream

ในขณะนี้ระดับของเหลวใน Flare knock-out drum F-319 สูงเกินกว่าที่ออกแบบไว้ จึงทำให้มีของเหลวไหลปนไปกับแก๊สที่ไหลไปยัง flare stack ลำของเหลวที่วิ่งไปตามท่อด้วยความเร็วสูงเมื่อไปกระแทกกับข้องอข้อที่สองของท่อทางออก ทำให้ท่อ flare ขนาด 30 นิ้วฉีดขาดออกที่เวลา ๑๓.๒๓ น ประมาณว่ามีไฮโดรคาร์บอนรั่วออกมา 10-20 ตันก่อนที่จะเกิดการระเบิดในอีก ๒๐ วินาทีถัดมา อันที่จริงสัญญาณเตือนว่าระดับของเหลวใน Flare knock-out drum F-319 เกิดขึ้นตั้งแต่เวลา ๑๒.๕๖ น แต่ช่วงเวลานั้นมีสัญญาณเตือนอื่น ๆ เต็มไปหมด จึงทำให้โอเปอร์เรเตอร์ไม่สังเกตเห็นสัญญาณนี้ แล้วทางทีมสืบสวนรู้ได้อย่างไรว่าท่อ flare นั้นขาดเมื่อใด ก็ดูจากเวลาที่สัญญาณเตือนระดับของเหลวสูงเกินใน Flare knock-out drum F-319 หายไป ซึ่งเกิดจากการที่ระดับของเหลวนั้นลดต่ำลงอย่างรวดเร็ว

แก๊สที่ไหลในท่อนั้นจะวิ่งด้วยความเร็วสูง ถ้ามีของเหลวสะสมในท่อมากพอ แก๊สนั้นก็จะดันของเหลวเป็นลำ (คือเต็มพื้นที่หน้าตัดท่อ) ที่วิ่งไปด้วยความเร็วสูง เมื่อปะทะเข้ากับข้องอก็จะเกิดการกระแทกอย่างรุนแรง แบบเดียวกับ water hammer ที่เกิดในระบบท่อไอน้ำ และเนื่องจากท่อระบบ flare นั้นเป็นท่อที่ไม่ได้ออกแบบมาให้รับความดันสูง (มันก็เลยเป็นท่อผนังบาง แถมในกรณีนี้ยังมีการผุกร่อนอีก) จึงทำให้ฉีกขาดได้ง่าย 

รูปที่ ๘ ภาพเหตุการณ์ขณะเพลิงกำลังลุกไหม้ (นำมาจากรายงานการสอบสวน)

ความหมายของ Slop ในที่นี้หมายถึงของเสียจากหน่วยผลิตใดผลิตหนึ่ง เช่นผลิตภัณฑ์ไม่ได้มาตรฐาน ของเหลวที่ควบแน่นออกจากแก๊ส ฯลฯ ไม่ได้หมายถึงของเสียที่ใช้ประโยชน์ใด ๆ ไม่ได้ ดังนั้นถ้ามีมากพอก็อาจนำเอา slop ที่ได้นั้นกลับเข้ากระบวนการผลิตใหม่เพื่อลดการสูญเสียวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์ ส่วนจะนำกลับไปที่ไหนก็ขึ้นอยู่กับว่าองค์ประกอบของ slop นั้นเข้าได้กับวัตถุดิบของหน่วยใด

ในโรงงานนี้เดิมนั้น จะมีการควบคุมระดับของเหลวที่ควบแน่นใน Flare knock-out drum F-319 โดยให้ไหลผ่านวาล์วควบคุมไปยัง slop tank (รูปที่ ๙) โดยด้านขาออกของวาล์วควบคุมนั้นจะมี manual block valve (ที่จะเปิดทิ้งเอาไว้) อยู่ตัวหนึ่ง ต่อมามีความพยายามนำเอาของเหลวเหล่านี้กลับมาเข้ากระบวนการใหม่เพื่อลดการสูญเสีย จึงได้มีการออกแบบท่อโดยให้ปั๊มส่งของเหลวบางส่วนกลับยัง Recovery section ของหน่วย FCCU โดยมีของเหลวส่วนใหญ่ไหลเวียนกลับเข้า Flare knock-out drum F-319 ตามเดิม ส่วนท่อที่ส่งของเหลวไปยัง slop tank นั้นก็ทำการปิด manual block valve ด้านขาออกของวาล์วควบคุมระดับเอาไว้ (แต่โอเปอร์เรเตอร์สามารถเดินไปเปิดได้ด้วยมือ) และวาล์วดังกล่าวก็ปิดอยู่ตลอดเวลาที่เกิดเหตุ ด้วยเหตุนี้จึงทำให้ของเหลวที่มีการระบายออกสู่ระบบ flare นั้น ไม่สามารถระบายออกไปนอกระบบได้ แต่กลับถึงหมุนเวียนนำกลับเข้าระบบทางด้าน upstream ใหม่

รูปที่ ๙ การดัดแปลงเส้นทางการระบาย slop ออกจาก Flare knock-out drum F-319 

นอกเหนือไปจากการดัดแปลงระบบระบาย slop ออกจาก Flare knock-out drum F-319 ที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว รายงานการสอบสวนได้สรุปสาระสำคัญที่นำไปสู่การเกิดอุบัติเหตุครั้งนี้ไว้หลายอย่าง เช่นระบบควบคุมที่ไม่ได้วัดระดับการปิด-เปิดวาล์วโดยตรง แต่ใช้การแสดงขนาดสัญญาณที่ส่งไปควบคุมวาล์วเป็นตัวแทนระดับการปิด-เปิดของวาล์ว ทำให้เกิดปัญหาว่ามีการส่งสัญญาณเพื่อไปเปิดวาล์ว และนำขนาดสัญญาณนี้มาทำให้โอเปอร์เรเตอร์เข้าใจว่าวาล์วจะเปิดตามระดับสัญญาณนี้ ทั้ง ๆ ที่ในความเป็นจริงนั้นวาล์วค้างอยู่ที่ตำแหน่งปิด นอกจากนี้ยังมีเรื่องของการออกแบบภาพปรากฏบนจอคอมพิวเตอร์แต่ละภาพ ที่ไม่มีภาพที่ทำให้โอเปอร์เรเตอร์เห็นภาพดุลมวลสารที่กำลังไหลเข้า-ออกจากระบบที่กำลังดูอยู่

และเมื่อคนออกแบบระบบควบคุมไม่ได้เป็นคนอยู่หน้างานจริง ความกลัวที่ว่าจะให้ข้อมูลไม่ครบ ความกลัวที่ว่าให้ความสำคัญกับข้อมูลไม่มากพอ ความกลัวที่ว่าจะโดนกล่าวหาว่าทำงานบกพร่องภายหลัง ฯลฯ มันก็คงมีอยู่ในใจผู้ออกแบบระบบควบคุม สุดท้ายก็เลยกลายเป็นว่าจัดให้เต็มทุกอย่าง มีอะไรก็ใส่ให้หมด แถมจัด priority ให้สูง ๆ เอาไว้ก่อนด้วย อย่างเช่นในกรณีนี้ผู้สอบสวนพบว่า 87% ของสัญญาณนั้นถูกจัดให้เป็น high priority มีเพียง 13% เท่านั้นที่ถูกจัดให้เป็น low priority และเมื่อสัญญาณเหล่านี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง จึงทำให้โอเปอร์เรเตอร์ไม่สามารถแยกแยะได้ว่าควรแก้ปัญหาสัญญาณเตือนตัวไหนก่อน

ลองดูว่าในเวลานั้นโอเปอร์เรเตอร์ที่อยู่ในห้องควบคุมนั้นต้องพบกับอะไรบ้าง สิ่งหนึ่งที่รายงานการสอบสวนกล่าวไว้ก็คือการที่มีสัญญาณเตือนดังต่อเนื่องจนโอเปอร์เรเตอร์ไม่สามารถทำอะไรได้นอกจากต้องคอยกด recognise เพื่อให้สัญญาณเสียงเงียบไปก่อน (มันจะได้ไม่หนวกหู) โดยในบางช่วงนั้นสัญญาณดังทุก ๆ 2 หรือ 3 วินาที และในช่วงเวลา 10.7 นาทีสุดท้ายก่อนการระเบิด (ย่อหน้าที่ 102 ในหน้าที่ 27 ของรายงานการสอบสวน) โอเปอร์เรเตอร์ 2 คนต้อง recognise สัญญาณเตือนถึง 275 ครั้ง (หรือ 1 ครั้งทุก 2-3 วินาที) เรียกว่าในช่วงเวลานี้โอเปอร์เรเตอร์สองคนนี้ไม่ต้องทำอะไรนอกจากคอย recognise สัญญาณเท่านั้นเอง

เรื่องปัญหาผู้ออกแบบระบบควบคุม "จัดเต็ม" สัญญาณเตือนในปัจจุบันก็ยังคงมีอยู่ เพราะเมื่อไม่นานนี้ก็เคยได้คุยกับศิษย์เก่าผู้หนึ่งที่ทำงานด้านนี้ (การกำหนดความสำคัญของสัญญาณเตือน) เขาก็บ่นอยู่เหมือนกันว่า คนไม่ได้อยู่หน้างาน (ตัวแทนผู้ว่าจ้าง) มักขอให้ "จัดเต็ม" สัญญาณเตือนต่าง ๆ ในขณะที่คนทำงานด้านนี้เห็นว่ามันมากเกินไป แม้ว่าเขาจะได้ให้ความเห็นแย้งไปแล้วก็ตาม และจะว่าไปมันก็มีกรณีแบบนี้เกิดขึ้นหลายกรณีที่สัญญาณเตือนมีมากเกินไปจนโอเปอร์เรเตอร์ไม่รู้ว่าควรจะทำอะไรก่อนหลัง ก็เลยไม่ทำอะไร สุดท้ายโรงงานก็ระเบิด

รูปที่ ๑๐ หน้าปกรายงานการสอบสวนที่นำมาเขียนเรื่องนี้

เพลิงไหม้และการระเบิดที่ Texaco Refinery U.K. 2537 (1994) ตอนที่ ๒ MO Memoir : Wednesday 9 December 2563

ต่อไปเป็นเหตุการณ์ในช่วงเวลา ๙.๐๐ - ๙.๕๐ น (ดูรูปที่ ๔ ประกอบ) ซึ่งในช่วงเวลานี้รายงานกล่าวว่ามีการระบายแก๊สไปเผาทิ้งที่ระบบ flare อย่างต่อเนื่อง เห็นได้จากเปลวไฟที่มีขนาดใหญ่และมีควัน

ระบบ flare ออกแบบมาให้เผาเฉพาะส่วนที่เป็นแก๊ส ถ้าแก๊สเชื้อเพลิงที่มีการระบายเข้าสู่ระบบ flare นั้นเป็นของเหลวได้ที่อุณหภูมิห้อง เชื้อเพลิงเหล่านี้ก็มักจะถูกดักเอาไว้ในรูปของเหลวที่ flare knock-our drum หรือที่ seal drum (ที่เป็นที่ซึ่งแก๊สต้องไหลผ่านใต้ระดับน้ำก่อนออกสู่ปล่อง flare) การที่เปลวไฟที่ flare มีขนาดใหญ่ก็แสดงว่ามีการระบายแก๊สเชื้อเพลิงที่ไม่ควบแน่นที่อุณหภูมิห้องในปริมาณมาก เชื้อเพลิงที่มีสัดส่วนคาร์บอนสูง(เช่น butane C₄H₁₀) ก็จะเผาไหม้มีควันมากกว่าเชื้อเพลิงที่มีสัดส่วนคาร์บอนต่ำกว่า (เช่น methane CH₄) ดังนั้นการสังเกตลักษณะของเปลวไฟที่กำลังลุกไหม้อยู่ก็พอจะบอกได้ว่าเชื้อเพลิงที่กำลังเผาไหม้อยู่นั้นเป็นเชื้อเพลิงแบบไหน

ถึงตรงนี้อาจมีคนสงสัยว่าแล้วทำไมเตาแก๊สที่ใช้กันตามบ้านเรือนจึงไม่มีควันดำทั้ง ๆ ที่มันมี butane เป็นส่วนประกอบหลักเหมือนกัน อันนี้เป็นเพราะรูปแบบการเผาไหม้ไม่เหมือนกัน ในกรณีของเตาแก๊สนั้นจะทำการผสมเชื้อเพลิงกับอากาศเข้าเป็นเนื้อเดียวกันในระบบท่อก่อน แล้วจึงค่อยไปจุดไฟให้ลุกติดที่หัวเตา และด้วยความเร็วของแก๊สที่ฉีดออกมานั้นไม่ต่ำกว่าความเร็วของเปลวเพลิงที่ลุกไหม้ จึงทำให้เปลวไฟนั้นค้างอยู่ที่หัวเตาได้โดยไม่วิ่งย้อนลงมา (แต่บางครั้งอาจเห็นได้เวลาที่ปิดหัวเตา) แต่ในกรณีของการเผาไหม้ที่ flare นั้น มวลแก๊สเชื้อเพลิงที่มาถึงปากปล่อง flare จะผสมกับอากาศที่นั่นและเกิดการลุกไหม้ คือตัวเชื้อเพลิงไม่ได้มีการผสมเข้ากันเป็นเนื้อเดียวกับอากาศก่อนจากจุดติดไฟ จึงทำให้เกิดควันได้

จากการที่ระดับของเหลวใน High pressure separator F-310 ที่สูงจนทำให้เกิดความดันต้านทานการไหลย้อนกลับไปถึง Secondary overhear accumulator F-203 และทำให้วาล์วควบคุมความดัน PV-077 ต้องเปิดเพื่อระบายความดันส่วนเกิน โอเปอร์เรเตอร์จึงได้ทำการเปิดวาล์ว FV-385 จากค่าเดิมไปเป็น 38% เพื่อที่จะลดระดับของเหลวใน High pressure separator F-310 ให้ลดต่ำลง

ก่อนหน้านั้นโอเปอร์เรเตอร์ได้ตั้งค่าระดับการเปิดของวาล์ว FV-385 ไว้ที่ 36% คือต้องการเพียงแค่ลดอัตราการไหลออกของของเหลวจาก High pressure separator F-310 ไปยังหอกลั่นแยก C2 F-302 แต่ในความเป็นจริงนั้น FV-385 กลับปิดสนิท (คือไม่ได้เปิดเพียงแค่ 36% อย่างที่ต้องการ) ที่นี้พอปรับระดับการเปิดกลับมาที่ 38% วาล์วก็เปลี่ยนจำแหน่งจากปิดสนิทมาเป็นเปิด 38% ก็เลยทำให้มีของเหลวไหลเข้าหอกลั่นแยก C2 F-302 พอมีของเหลวไหลเข้าหอกลั่นแยก C2 F-302 ระดับของเหลวที่ก้นหอก็เลยเพิ่มขึ้น อุปกรณ์ควบคุมระดับก็สั่งเปิดวาล์ว FV-404 โดยอัตโนมัติเพื่อระบายของเหลวก้นหอไปยังหอกลั่นแยก C4 F-304 ซึ่งเป็นการเพิ่มปริมาณของเหลวในหอกลั่นแยก C4 F-304 ให้สูงขึ้นไปอีก

สิ่งที่โอเปอร์เรเตอร์เห็นจากคอมพิวเตอร์ก็คือ วาล์ว FV-436 ที่ระบายของเหลวจากก้นหอกลั่นแยก C4 F-304 ไปยังหน่วยกลั่นแยกแนฟทา F-305 นั้น "เปิดอยู่" แต่ในความเป็นจริงนั้นวาล์วตัวนี้อยู่ในตำแหน่ง "ปิด" หลักฐานที่ว่าวาล์วตัวนี้ยังคงอยู่ในตำแหน่งปิดก็คือระดับของเหลวที่ก้นหอกลั่นแยกแนฟทา F-305 ที่คอมพิวเตอร์บันทึกไว้นั้นมีค่าเป็นศูนย์ แต่โอเปอร์เรเตอร์มองไม่เห็นค่านี้เพราะมันไปอยู่ในอีกหน้าจอหนึ่ง ในความเป็นจริงสิ่งที่แสดงบนหน้าจอคอมพิวเตอร์คือ คำสั่งที่คอมพิวเตอร์ส่งออกไปว่าให้เปิดวาล์ว FV-436 มากน้อยเท่าใด ไม่ใช่ระดับการเปิดที่แท้จริงของ FV-436 เพราะไม่ได้มีการวัดระดับการเปิดของ FV-436 โดยตรง

รูปที่ ๔ ภาพบรรยายเหตุการณ์ในช่วงเวลา ๙.๐๐ - ๙.๕๐ น

เพื่อที่จะลดความดันในหอกลั่นแยก C4 F-304 เวลา ๙.๓๐ น โอเปอร์เรเตอร์จึงได้ตัดสินใจ bypass ตัว reboiler (ที่ทำหน้าที่ต้มของเหลวที่ก้นหอกลั่นและทำให้เกิดไอระเหย) เพื่อตัดการให้ความร้อนออก แต่ความดันก็ยังไม่ลดลง จนกระทั่งเห็นว่าความดันเข้าใกล้ค่าที่จะทำให้วาล์วระบายความดันที่ยอดหอกลั่นแยก C4 F-304 เปิดอีกครั้ง โอเปอร์เรเตอร์จึงได้พยายามลดความดันด้วยการเปิดวาล์ว HCV-439 ด้วยมือจาก 0% เป็น 25% เพื่อระบายสิ่งที่โอเปอร์เรเตอร์เชื่อว่า "แก๊สที่ไม่ควบแน่น" ออกจาก Debutanizer overhead accumulator F-314 ที่ออกแบบมาเพื่อใช้ระบาย "แก๊ส" กลับไปยังส่วนดักจับของเหลวของ Wet gas compressor interstage drum F-309

แต่ในความเป็นจริงนั้นสิ่งที่ไหลออกจาก Debutanizer overhead accumulator F-314 ไปยัง Wet gas compressor interstage drum F-309 มีทั้งส่วนที่เป็นแก๊สและเป็นของเหลว จึงทำให้ระดับของเหลวในส่วนดักจับของเหลวของ Wet gas compressor interstage drum F-309 เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วผิดปรกติ

ที่เวลาประมาณ ๙.๔๐ น โอเปอร์เรเตอร์ได้ทำการตัด hot oil ที่เป็นแหล่งความร้อนให้กับ reboiler เพราะอุณหภูมิได้ขึ้นไปถึง 187ºC และกำลังเพิ่มขึ้นอยู่เรื่อย ๆ และในช่วง ๑๐ นาทีถัดมาได้มีเหตุการณืหลายอย่างเกิดขึ้นตามมา ไม่ว่าจะเป็นการเพิ่มขึ้นของทั้งอุณหภูมิและความดันในหอกลั่นแยก C4 F-304 และการที่อุปกรณ์วัดระดับของเหลวที่ก้นหอค้างอยู่ที่ 79% (ซึ่งน่าจะเป็นค่าสูงสุดที่อุปกรณ์วัดได้ โดยระดับจริงน่าจะสูงกว่านี้) ในขณะนี้เชื่อว่าสิ่งที่กำลังเกิดขึ้นในหอกลั่นแยก C4 F-304 คือของเหลวจำนวนมากภายใน (ที่มีองค์ประกอบที่มีจุดเดือดต่ำอยู่มาก) กำลังเดือด

ในการกลั่นแยกของเหลวที่มีองค์ประกอบหลากหลายชนิดผสมกันอยู่ (เช่นน้ำมันปิโตรเลียม) หอกลั่นแรกจะมีขนาดใหญ่ที่สุดเพราะต้องรองรับสารตั้งต้นที่เข้ามาทั้งหมดเพื่อกลั่นแยกออกเป็นส่วนย่อย ๆ ส่วนหอกลั่นที่ทำการกลั่นแยกส่วนย่อย ๆ ถัดไปนั้นก็จะมีขนาดเล็กลง รูปทรงของหอกลั่นนั้นก็ไม่จำเป็นต้องมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่ตั้งแต่ยอดหอจนถึงก้นหอ มันขึ้นอยู่กับว่าหอกลั่นนั้นมีสัดส่วนที่ระเหยขึ้นไปด้านบนกับตกลงด้านล่างมากน้อยแค่ไหน ด้านไหนมีสัดส่วนไหลไปน้อยกว่าอีกด้านหนึ่งมากก็ออกแบบให้เส้นผ่านศูนย์กลางด้านนั้นเล็กกว่าอีกด้านได้ อย่างเช่นในรูปจะเห็นว่า เขาจะวาดรูป Main fractionation column F-201 เป็นหอที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่ ในขณะที่หอกลั่นแยก C2 F-302 ด้านบนจะมีขนาดเล็กกว่าด้านล่างอยู่มาก ส่วนหอกลั่นแยก C4 F-304 แม้ว่าด้านบนจะมีขนาดเล็กกว่าด้านล่าง แต่ก็ไม่มากเหมือน F-302 การวาดรูปแบบนี้ก็เพื่อให้มันสื่อใกล้เคียงกับของจริงให้มากที่สุด

คอมเพรสเซอร์ไม่ชอบที่จะให้มีของเหลวปนมากับแก๊ส ดังนั้นในกรณีที่แก๊สอาจมีของเหลวปนมาด้วยนั้นจำเป็นต้องทำการดักของเหลวออกก่อน วิธีการที่ง่ายที่สุดคือการใช้ knock-out drum ที่ให้แก๊สไหลเข้าถังทางด้านหนึ่ง (ซึ่งอาจเป็นทางด้านข้างถ้าเป็นถังวางในแนวตั้ง และเป็นด้านบนถ้าเป็นถังวางในแนวนอน) และไหลออกอีกทางด้านหนึ่ง (โดยปรกติจะเป็นด้านบนไม่ว่าถังนั้นจะวางในแนวตั้งหรือแนวนอน) โดยที่แนวท่อที่ไหลเข้าและไหลออกนั้นจะต้องไม่ตรงกัน เพื่อที่จะให้ของเหลวที่ติดมากับแก๊สนั้นพุ่งเข้าปะทะผนัง (หรือแผ่นกั้น) และรวมเป็นหยดน้ำตกลงล่าง ส่วนแก๊สก็เลี้ยววนออกไปทางท่อทางออก

ในกรณีของ wet gas compressor ในรูปที่ ๔ นั้น ในขั้นตอนแรกนั้นแก๊สที่มาจาก Main fractionation column F-201 จะถูกดักเอาของเหลวออกก่อนที่ Overhead accumulator F-211 และ F-203 ก่อน และแก๊สที่ออกจาก F-203 ก็ยังไหลเข้าถังดักของเหลว F-308 อีกใบก่อนที่จะเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ ส่วนการอัดในขั้นตอนที่สองนั้นแก๊สจะไหลเข้า Wet gas compressor interstage drum F-309 ก่อน โดยตัว F-309 นี้เป็นถังที่มีการติดตั้งผนังกั้น (baffle หรือ weir) อยู่ภายใน โดยแก๊สที่ไหลเข้ามา (ที่อาจมีของเหลวปนอยู่) จะพุ่งลงทางด้านหนึ่งของผนังกั้น ซึ่งจะเป็นการทำให้ของเหลวที่ติดมากับแก๊สนั้นตกลงไปข้างล่าง ส่วนแก๊สนั้นจะไหลย้อนขึ้นบนและไหลออกที่ท่อทางออกที่อยู่อีกทางฟากหนึ่งของผนังกั้น แต่ถ้าระดับของเหลวอีกด้านของผนังกั้นนั้นสูงมากเกินไป ก็จะทำให้ของเหลวนั้นถูกแรงดันของแก๊สดันให้กระเด็นไปอีกทางฟากหนึ่งของผนังกั้นและไหลออกไปพร้อมกับแก๊สไปยังคอมเพรสเซอร์ได้

ต่อไปเป็นเหตุการณ์ในช่วงเวลา ๙.๕๐ - ๑๐.๒๕ น (ดูรูปที่ ๕ ประกอบ) ซึ่งในช่วงเวลานี้หอกลั่นแยก C4 F-304 กำลังมีปัญหาเรื่องมีของเหลวจุดเดือดต่ำปริมาณมากสะสมอยู่ในหอเพราะวาล์ว FV-436 ที่ควรจะเปิดเพื่อส่งต่อของเหลวก้นหอไปยังหน่วยกลั่นแยกแนฟทา F-305 นั้นค้างอยู่ในตำแหน่งปิด ในขณะที่สิ่งที่แสดงบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ให้โอเปอร์เรเตอร์เห็นนั้นบอกว่าวาล์วเปิดอยู่

ความดันที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องทำให้วาล์วระบายความดันที่ยอดหอกลั่นแยก C4 F-304 ก็เปิดอีกเป็นครั้งที่สองเมื่อเวลา ๑๐.๐๑ น และเปิดต่อเนื่องเป็นเวลานานถึง 16 นาที

ด้วยการที่มีของเหลวปริมาณมากไปสะสมอยู่ใน Debutanizer overhead accumulator F-314 อันเป็นผลจากการเปิดวาล์ว HCV-439 (ที่ควรเป็นการระบายเฉพาะแก๊สเท่านั้น) จึงทำให้มีของเหลวไหลเข้าสู่ Wet gas compressor interstage drum F-309 มากขึ้นจนในที่สุดของเหลวนั้นก็ล้นผ่านผนังกั้นเข้าไปในส่วนแห้ง (คือควรเป็นส่วนที่ไม่มีของเหลวอยู่ ที่อยู่ทางด้านซ้ายของรูป) จึงทำให้ wet gas compressor หยุดทำงานเมื่อเวลา ๑๐.๐๘ น ซึ่ง ณ ขณะเวลานี้วาล์วระบายความดันที่ยอดหอกลั่นแยก C4 F-304 ยังคงเปิดอยู่

พอ wet gas compressor หยุดทำงาน ก็เกิดความดันสะสมใน Wet gas compressor interstage drum F-309 (เพราะไม่มีการดูดแก๊สออก) สิ่งที่ตามมาก็คือแก๊สก็ไม่สามารถไหลออกจาก Debutanizer overhead accumulator F-314 ทำให้เกิดความดันสะสมย้อนกลับต่อเนื่องไปจนถึงหอกลั่นแยก C4 F-304

ถ้ามองจากมุมมองของโอเปอร์เรเตอร์ที่อยู่หน้างานในขณะนั้นที่พยายามแก้ปัญหาความดันในหอกลั่นแยก C4 F-304 ที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจนทำให้วาล์วระบายความดันเปิดเป็นครั้งที่สองแล้ว อีกแนวทางหนึ่งที่จะช่วยลดความดันได้ก็คือการหาหนทางทำให้ wet gas compressor กลับมาทำงานได้อีกครั้ง นั่นก็คือการต้องหาทางระบายของเหลวที่สะสมอยู่ใน Wet gas compressor interstage drum F-309 ในรายงานการสอบสวนเอาเรื่องการแก้ปัญหานี้มาใส่ไว้ในช่วงเวลา ๙.๕๐ - ๑๐.๒๕ น แต่การแก้ปัญหาจริงนั้นเกิดขึ้นหลังเวลา ๑๑.๓๐ น ดังนั้นตอนนี้จะขอละเรื่องนี้เอาไว้ก่อน

ในขณะเดียวกันวาล์วควบคุมความดัน PV-077 ของ Secondary overhead accumulator F-203 ก็ยังคงเปิดอยู่ จึงทำให้ระดับของเหลวใน Flare knock-out drum F-319 เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจาก 61% ที่เวลา ๑๐.๑๐ น ไปเป็น 93% ของปริมาตรความจุ หรือเทียบเท่ากับของเหลว (ถ้าคิดว่าเป็น pentane) เพิ่มขึ้นอีก 44 m³ ในเวลาเพียง 14 นาทีถัดมา

ลองสังเกตรูปร่างของ overhead accumulator, interstage drum, high pressure separator หรือ flare knock-out drum ที่แสดงในรูปดูหน่อยไหมครับ vessel เหล่านี้เป็น vessel ที่วางนอน แต่มีสิ่งที่เป็นเหมือนกระเปาะยื่นลงมาทางด้านล่าง แต่จุดที่ปั๊มดึงเอาไฮโดรคาร์บอนออกจาก vessel เหล่านี้ไม่ได้อยู่ที่ตัวกระเปาะนั้น แต่อยู่ที่ผิวด้านล่างของตัว vessel ที่นอนราบ (เช่นที่ F-309 และ F-310) กระเปาะที่อยู่ข้างใต้นี้เป็นที่สะสมของน้ำที่อาจมีผสมมากับไฮโดรคาร์บอน (ในบางกรณีในการกลั่นน้ำมัน อาจมีการให้ความร้อนด้วยการฉีดไอน้ำเข้าไปโดยตรง) ส่วนตัว Flare knock-out drum F-319 ในรูปที่ ๕ นั้นที่เห็นว่าปั๊มดึงของเหลวออกจากส่วนที่เป็นกระเปาะคงเป็นการวาดผิด เพราะถ้ากลับไปดูในรูปที่ ๒-๔ และรูปที่ ๖ ก็จะเห็นว่าเขาจะวาดรูปให้ปั๊มดึงเอาของเหลวจากผิวด้านล่างของตัว vessel ที่นอนราบเช่นกัน

รูปที่ ๕ ภาพบรรยายเหตุการณ์ในช่วงเวลา ๙.๕๐ - ๑๐.๒๕ น

ต่อไปเป็นเหตุการณ์ในช่วงเวลา ๑๐.๒๕ - ๑๒.๕๖ น (ดูรูปที่ ๖ ประกอบ) ซึ่งในช่วงเวลานี้ได้มีความพยายามที่จะเริ่มเดินเครื่อง wet gas compressor ใหม่อีกครั้ง

เวลา ๑๐.๔๕ น ระดับของเหลวใน Flare knock-out drum F-319 ขึ้นถึงระดับสูงสุดที่ยอมให้ได้คือ 33% ของปริมาตรถัง

เวลา ๑๐.๕๖ น โอเปอร์เรเตอร์ปิดวาล์ว HCV-439 (ด้วยวัตถุประสงค์เพื่อไม่ให้มีของเหลวไปเพิ่มใน Wet gas compressor interstage drum F-309) และการตรวจโดยเจ้าหน้าที่ instrument ก็ยืนยันว่ามีระดับของเหลวที่สูงทางด้านแห้ง (ด้านที่ส่งแก๊สเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ ซึ่งปรกติแล้วด้านนี้ไม่ควรมีของเหลวอยู่) และในขณะนี้ก็ยังคงมีการป้อนสารเข้าสู่หน่วย recovery section (เส้นจาก Flare knock-out drum F-319 มายัง Secondary overhead accumulator F-203) ด้วยอัตราเร็วที่มากกว่า 230 m³/hr ซึ่งกาารป้อนสารกลับมาเส้นนี้จะมีบทบาทที่สำคัญในภายหลัง

ช่วงเวลาประมาณ ๑๑.๓๐ น ทีมโอเปอร์เรเตอร์ได้หารือกันและได้ตัดสินใจที่จะระบายของเหลวออกจาก Wet gas compressor interstage drum F-309 ด้วยการต่อสายยางชั่วคราวจากท่อระบายของ F-309 ไปยังด้าน downstream ของวาล์ว PV-077 (วาล์วควบคุมความดันของ Secondary overhear accumulator F-203) ทำให้ของเหลวที่สะสมใน Wet gas compressor interstage drum F-309 ไหลลงสู่ Flare knock-out drum F-319 ได้โดยตรง

และด้วยการทำเช่นนี้จึงทำให้สามารถเริ่มเดินเครื่อง wet gas compressor ได้เต็มที่ใหม่ในเวลา ๑๒.๒๘ น

การระบายของเหลวออกจาก vessel ที่ไม่มีความดันและไม่มีการใช้ปั๊มช่วยก็ต้องอาศัยแรงโน้มถ่วงอย่างเดียว ดังนั้นจากจุดที่รองรับของเหลวที่จะระบายออกจาก vessel ก็ต้องอยู่ต่ำกว่าระดับของ vessel และโดยปรกติแล้วท่อของระบบ flare จะวางอยู่บน pipe rack ที่อยู่สูงจากพื้น (ก็ขนาดรถบรรทุกวิ่งลอดได้)

ส่วนนี้ของรายงานไม่ได้บอกว่าการถ่ายของเหลวจาก Wet gas compressor interstage drum F-309 นั้นใช้วิธีใด แต่ในตอนต่อไปมีการกล่าวเอาไว้ว่าเมื่อระดับของเหลวด้าน wet end ของ interstage drum ลดต่ำลงจะเหลือ 8% ก็ทำการหยุดการทำงานของปั๊มสำรอง  ดังนั้นจึงอาจเป็นไปได้ว่าการถ่ายของเหลวออกจาก Wet gas compressor interstage drum F-309 กระทำโดยใช้ปั๊ม

ในช่วงที่ wet gas compressor หยุดทำงานนั้น ความดันในหอกลั่นแยก C2-F302 ลดต่ำลง จึงทำให้ไม่มีความดันดันให้ของเหลวไหลจากก้นหอกลั่นแยก C2-F302 ไปยังหอกลั่นแยก C4-F304 แต่เมื่อ wet gas compressor เริ่มกลับมาทำงานใหม่ ความดันในหอกลั่นแยก C2-F302 ก็เพิ่มขึ้น ทำให้มีของเหลวไหลไปยังหอกลั่นแยก C4-F304 ในปริมาณที่มากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

หลังจากที่เริ่มเดินเครื่อง wet gas compressor ได้ไม่นาน เวลา ๑๒.๔๖ น ความดันในหอกลั่นแยก C4 F-304 ก็เพิ่มสูงจนกระทั่งวาล์วระบายความดันเปิดอีกเป็นครั้งที่สาม และครั้งนี้วาล์วก็เปิดระบายความดันต่อเนื่องจนถึงการระเบิดที่เกิดขึ้นในอีกประมาณ ๔๐ นาทีถัดมา

ตอนถัดไปจะเป็นการเปิดตัวละครตัวอีกตัวหนึ่งที่มีบทบาทสำคัญในเหตุการณ์นี้ และหวังว่าจะเป็นตอนจบของเหตุการณ์นี้

รูปที่ ๖ ภาพบรรยายเหตุการณ์ในช่วงเวลา ๑๐.๒๕ - ๑๒.๕๖ น

เพลิงไหม้และการระเบิดที่ Texaco Refinery U.K. 2537 (1994) ตอนที่ ๑ MO Memoir : Monday 7 December 2563

เรื่องที่นำมาเล่านี้นำมาจากรายงานการสอบสวนของ Health & Safety Executive ของประเทศอังกฤษที่พิมพ์เผยแพร่ในปีพ.ศ. ๒๕๔๐ (ค.ศ. ๑๙๙๗) เป็นเหตุการณ์การรั่วไหลของไฮโดรคาร์บอนตามด้วยการระเบิดและเพลิงไหม้ที่โรงกลั่นน้ำมัน Texaco Refinery, Milford Haven ประเทศอังกฤษในวันอาทิตย์ที่ ๒๔ กรกฎาคม พ.ศ. ๒๕๓๗ (ค.ศ. ๑๙๙๔)

จากที่ได้อ่านรายงานดู เห็นว่ามีหลายประเด็นที่น่าสนใจ แต่จะขอยกมาเพียง ๒ ประเด็นที่เห็นว่าสำคัญที่ส่งผลให้โอเปอร์เรเตอร์ที่อยู่หน้างานนั้นตัดสินใจผิดพลาด โดยทั้ง ๒ ประเด็นนี้เกี่ยวข้องกับการออกแบบระบบควบคุม ซึ่งได้แก่

(ก) การที่อุปกรณ์วัดไม่ได้มีการวัดตำแหน่งของวาล์วโดยตรงว่าอยู่ในตำแหน่งเปิดหรือปิด สิ่งที่อุปกรณ์แสดงให้โอเปอร์เรเตอร์เห็นในห้องควบคุมคือ ขนาดสัญญาณที่ส่งไปที่วาล์ว ว่าจะให้วาล์วเปิดปิดมากน้อยเท่าใด

(ข) แผนผังที่แสดงหน้าจอคอมพิวเตอร์ ไม่มีแผนผังภาพรวมที่สามารถทำให้โอเปอร์เรเตอร์เห็นดุลมวลสารแสดงการไหลเข้าออกของสาร สิ่งที่โอเปอร์เรเตอร์เห็นมีเพียงสิ่งที่เกิดขึ้นเฉพาะในแต่ละหน่วยย่อย

รูปที่ ๑ ข้างล่างแสดงความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยผลิตที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ เริ่มจากหน่วยกลั่นน้ำมันดิบที่ทำการกลั่นแยกน้ำมันดิบก่อนส่งน้ำมันหนักที่กลั่นได้ไปยังหน่วย Fluidised Catalytic Cracking (FCCU) ที่ทำให้โมเลกุลของน้ำมันหนักแตกออกเป็นโมเลกุลเล็กลง ผลิตภัณฑ์จากหน่วย FCCU จะถูกส่งต่อไปยังหน่วยกลั่นแยกไฮโดรคาร์บอนเบา ที่ทำการกลั่นแยกส่วนที่เป็นแก๊ส (ไฮโดรคาร์บอน C1-C4) ออกก่อน จากนั้นจึงส่งผ่านส่วนที่เป็นของเหลวไปยังหน่วยกลั่นแยกแนฟทา (น้ำมันในช่วงเบนซินและน้ำมันก๊าด)

เรื่องที่จะเล่าต่อไปนำมาจากลำดับของเหตุการณ์ที่รวบรวมไว้ใน Annex 1 ของรายงานการสอบสวน

รูปที่ ๑ แผนผังอย่างง่ายของหน่วยผลิตที่เกี่ยวข้องในเหตุการณ์

เหตุการณ์เริ่มจากช่วงเวลาก่อน ๙.๐๐ น ของวันที่เกิดเหตุ เกิดเหตุฟ้าผ่าโรงกลั่นทำให้เกิดไฟลุกไหม้ที่หน่วยกลั่นน้ำมันดิบ (Crude Distillation Unit) ส่งผลให้ต้องหยุดเดินเครื่องหน่วยผลิตต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง ในขณะที่หน่วย FCCU ต้องลดกำลังการผลิตจากประมาณ 600 m³/hr เหลือ 400 m³/hr ก่อนที่จะเกิดเหตุการณ์ไฟฟ้าดับนานประมาณ 2 นาทีในอีกครึ่งชั่วโมงถัดมา ความแปรปรวนนี้ส่งผลต่อปริมาณน้ำมันจากหน่วย FCCU ที่ไหลเข้าหน่วยกลั่นแยกไฮโดรคาร์บอนเบา

รูปที่ ๒ ในหน้าถัดไปเป็นแผนผังกระบวนการ ในตอนนี้ขอให้ดูกระบวนการทางด้านบนของรูปก่อน น้ำมันที่มาจาก FCCU จะถูกนำมากลั่นแยกที่ Main fractionation column F-201 ส่วนที่เป็นไอระเหยออกทางยอดหอจะถูกลดอุณหภูมิทำให้บางส่วนควบแน่นเป็นของเหลวแยกและออกจากส่วนที่ไม่ควบแน่นที่ First overhead accumulaor F-211 ส่วนที่เป็นไอที่ออกจาก F-211 จะถูกลดอุณหภูมิอีกครั้งทำให้บางส่วนควบแน่นเป็นของเหลวและแยกออกจากส่วนที่ไม่ควบแน่นที่ Secondary overhead accumulator F-203 ส่วนที่เป็นไอที่ออกมาจาก F-203 จะไหลเข้าสู่ Knock out drum F-308(ทำหน้าที่ดักของเหลวที่อาจติดมากับแก๊ส) ก่อนจะถูกเพิ่มความดันด้วย Wet gas compressor

รูปที่ ๒ แผนผังของหน่วยกลั่นแยกไฮโดรคาร์บอนเบาช่วงเวลาประมาณ ๘.๓๐ - ๘.๕๐ น เมื่อเริ่มเกิดเหตุการณ์ผิดปรกติ (จากรูปที่ ๑๑ ของรายงานการสอบสวน) เส้นสีแดงคือเส้นทางการไหลมีเกิดเหตุการณ์ผิดปรกติ การปิดวาล์ว FV-385 (สีเหลือง) ช่วยป้องกันไม่ให้ของเหลวไหลออกจาก F-310 (High pressure separator) จนหมด แต่ก็จะไปลดปริมาณของเหลวที่ไหลเข้า F-302 (Deethanizer ที่ทำหน้าที่กลั่นแยกเอาไฮโดรคาร์บอน C2 ออกไป) ด้วย

แก๊สที่ผ่านการเพิ่มความดันจะถูกลดอุณหภูมิทำให้บางส่วนควบแน่นเป็นของเหลวและแยกออกจากส่วนที่ไม่ควบแน่นที่ Wet gas compressor interstage drum F-309 แก๊สที่ไม่ควบแน่นที่ F-309 จะถูกเพิ่มความดันด้วย Wet gas compressor อีกครั้ง และไหลรวมกับของเหลวที่มาจาก F-309 ก่อนที่จะถูกลดอุณหภูมิและไหลไปสะสมใน High pressure separator F-310 ณ F-310 นี้ ส่วนที่เป็นไอจะไหลเข้าไปในหอกลั่นแยกไฮโดรคาร์บอน C2 (Deethanizer F-302) ในขณะที่ส่วนที่เป็นของเหลวจะถูกสูบโดยปั๊มไหลผ่านวาล์วควบคุมการไหล "Deethanizer feed valve FV-385" ก่อนเข้าหอกลั่น

ตรงนี้ขอขยายความนิดนึง เพื่อให้ผู้ที่กำลังศึกษาด้านวิศวกรรมเคมีอยู่เห็นภาพได้ชัดเจนขึ้น การทำให้โมเลกุลใหญ่แตกออกเป็นโมเลกุลเล็กเช่น catalytic cracking ในที่นี้ เป็นปฏิกิริยาดูดความร้อนที่ต้องมีการใส่พลังงานเข้าไป นอกจากนี้จำนวนโมลของผลิตภัณฑ์จะมากกว่าจำนวนโมลของสารตั้งต้น ดังนั้นปฏิกิริยาจะดำเนินไปข้างหน้าได้ดีในสภาวะที่ความดันต่ำ แต่การกลั่นแยกไฮโดรคาร์บอน C2 (พวก ethane และ ethylene) ที่เป็นแก๊สที่อุณหภูมิห้องนั้น จะกระทำที่อุณหภูมิต่ำและความดันที่สูงขึ้น (เพิ่มความดันเพื่อให้แก๊สกลายเป็นของเหลวได้ที่อุณหภูมิไม่ต่ำมาก) ดังนั้นจะเห็นว่าเส้นทางของไอที่ออกจากยอดหอกลั่นหลัก F-201 ไปจนถึงหอกลั่นแยก C2 F-302 นั้น เป็นเส้นทางที่มีความดันเพิ่มขึ้นในขณะที่อุณหภูมิลดลง ด้วยเหตุนี้จึงมีการลดอุณหภูมิลงหลายครั้งตามระดับความสามารถของระบบระบายความร้อน เช่น อากาศ น้ำหล่อเย็น หรือสารทำความเย็น

เช่นสมมุติว่าคุณต้องการลดความเย็นให้กับแก๊สตัวหนึ่งจากอุณหภูมิ 120ºC ลงเหลือ -10ºC แทนที่จะใช้ระบบทำความเย็นที่ทำอุณหภูมิได้ -20ºC ดึงความร้อนออกจากแก๊สในคราวเดียว ก็อาจทำการลดอุณหภูมิแก๊สนั้นด้วยการระบายความร้อนด้วยอากาศก่อน จากนั้นจึงค่อยใช้น้ำหล่อเย็นลดอุณหภูมิแก๊สนั้นให้เหลือประมาณอุณหภูมิห้อง แล้วจึงตามด้วยการใช้ระบบทำความเย็นปิดท้าย นอกจากนี้การที่แก๊สบางส่วนควบแน่นเป็นของเหลวยังช่วงลดภาระให้กับคอมเพรสเซอร์ (เพราะที่ระดับการเพิ่มความดันที่เท่ากัน สำหรับแก๊สและของเหลวที่มีมวลเท่ากัน การเพิ่มความดันให้กับแก๊สจะกินพลังงานมากกว่าการเพิ่มความดันให้กับของเหลว)

รูปที่ ๒ เป็นภาพการบรรยายเหตุการณ์ในช่วงเวลาประมาณ ๘.๓๐ - ๘.๕๐ น จากการที่ FCCU ต้องลดกำลังการผลิตและเหตุการณ์ไฟฟ้าดับชั่วขณะ ทำให้ระดับของเหลวใน High pressure separator F-310 ลดต่ำลงจนมีทั้งสัญญาณเตือนที่เป็นเสียงและแสงไฟ ทำให้โอเปอร์เรเตอร์ตัดสินในที่จะหรี่วาล์ว FV-385 (สีเหลืองในรูป) ลงเล็กน้อยเหลือเปิดเพียง 36% (การทำเช่นนี้ก็เพื่อไม่ให้ของเหลวใน F-310 ลดต่ำเร็วเกินไป เผื่อว่าระบบจะกลับคืนสภาพเดิมได้ และยังคงรักษาให้มีของเหลวไหลต่อไปยังหอกลั่นแยก C2 F-302 ซึ่งจะไม่เป็นการไปรบกวนการทำงานของหอกลั่นแยก C2 มากเกินไป) การควบคุมการเปิดวาล์วตัวนี้กระทำผ่านหน้าจอคอมพิวเตอร์ ตัวเลข 36% ที่แสดงก็คือขนาดสัญญาณที่คอมพิวเตอร์ส่งออกไปควบคุมวาล์ว ไม่ใช่ระดับการเปิดที่แท้จริงของวาล์ว

แต่เนื่องจากวาล์ว FV-385 มีพฤติกรรมแบบเอาแน่เอานอนไม่ได้ (รายงานการสอบสวนก็กล่าวเอาไว้ว่าพฤติกรรมของวาล์วตัวนี้ที่เอาแน่เอานอนไม่ได้นั้น เป็นที่ทราบกันอยู่แล้ว) ดังนั้นสิ่งที่เกิดขึ้นจริงก็คือแทนที่วาล์วจะเปิด 36% วาล์วกลับปิดเต็มที่ (คือเปิด 0%) ข้อมูลที่คอมพิวเตอร์บันทึกไว้ในระบบควบคุมแสดงให้เห็นว่า เมื่อโอเปอร์เรเตอร์สั่งหรี่วาล์วเพียงเล็กน้อย อัตราการไหลของของเหลวจาก High pressure separator F-301 ไปยังหอกลั่นแยก C2 กลายเป็น "ศูนย์" (เส้นสีแดงในรูป)

ตรงนี้รายงานไม่ได้กล่าวว่าโอเปอร์เรเตอร์สังเกตเห็นความขัดแย้งนี้หรือไม่ คือยังมีของเหลวอยู่ใน F301 วาล์ว FV-385 เปิดอยู่ แต่ไม่มีของเหลวไหลผ่าน FV-385 และถ้าสังเกตเห็น ก็น่าคิดนะว่าโอเปอร์เรเตอร์จะตัดสินใจอย่างไรเมื่อมีข้อมูลสองข้อมูลที่ขัดแย้งกัน แล้วจะให้เชื่อตัวไหนดี (พึงระลึกด้วยว่า ในฐานะของโอเปอร์เรเตอร์นั้น การตัดสินใจต่าง ๆ ต้องทำภายในเวลาที่กำหนดและอาจมีแรงกดดันด้วย)

เพิ่มเติมนิดนึง พึงสังเกตว่าวาล์วควบคุมการไหลจะติดตั้งอยู่ทางด้านขาออกของปั๊ม ในกรณีเช่นนี้การออกแบบระบบท่อของปั๊มจะต้องคำนึงว่าถ้าวาล์วด้านขาออกเกิดปิดสนิทนั้น ปั๊มจะเสียหายได้ ดังนั้นจำเป็นต้องออกแบบให้มี Kick back line หรือ Minimum flow line เพื่อไหลเวียนของเหลวด้านขาออกกลับไปยังฝั่งขาเข้าด้วย เพื่อให้มีของเหลวไหลผ่านปั๊มได้ตลอดเวลาแม้ว่าวาล์วด้านขาออกจะปิดสนิท

อัตราการไหลปรกติจากก้นหอกลั่นแยก C2 F-302 อยู่ที่ 450 m³/hr แต่เมื่อไม่มีของเหลวไหลมาจาก High pressure separator F-301 จึงทำให้ระดับของเหลวที่ก้นหอกลั่นแยก C2 F-302 ลดต่ำลงอย่างรวดเร็ว และภายในเวลา 5 นาที อุปกรณ์วัดระดับของเหลวที่ก้นหอกลั่นแยก C2 F-302 ก็สั่งปิดวาล์ว FV-404 เพื่อรักษาระดับของเหลวที่ก้นหอกลั่นแยก C2 F-302 แต่การทำเช่นนี้ส่งผลให้ไม่มีของเหลวไหลเข้าไปยังหอกลั่นแยก C4 Debutanizer F-304

เวลาประมาณ ๘.๓๙ น อุปกรณ์วัดระดับของเหลวที่ก้นหอกลั่นแยก C4 F-304 ตรวจวัดระดับของเหลวที่ลดต่ำลง (เนื่องจากไม่มีของเหลวไหลมาจากหอกลั่นแยก C2 F-302 เพราะวาล์ว FV-404 ถูกปิด) อุปกรณ์จึงสั่งปิดวาล์ว "FV-436" (ที่อยู่บนเส้นท่อจากก้นหอกลั่นแยก C4-F304 ไปยังหน่วยกลั่นแยกแนฟทา Naphtha splitter F-305) ลงเรื่อย ๆ (คือยังไม่ปิดสนิท แค่เปิดน้อยลง) เพื่อรักษาระดับของเหลวที่ก้นหอกลั่นแยก C4 F-304 แต่เนื่องจากของเหลวที่มาจากหอกลั่นแยก C2 F-302 มีไฮโดรคาร์บอนขนาดเล็กในสัดส่วนที่ค่อนข้างสูง ประกอบกับอุณหภูมิการทำงานของหอกลั่นแยก C4 F-304 ที่ค่อนข้างสูง จึงทำให้ความดันในหอกลั่นแยก C4 F304 เพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว

ลองกลับไปดูที่การเชื่อมต่อระหว่าง High pressrue separator F-310 และหอกลั่นแยก C2 F-302 กันนิดนึง แก๊สที่ถูกเพิ่มความดันด้วย wet gas compressor ถูกควบแน่นกลายเป็นของเหลวส่วนหนึ่ง ส่วนที่เป็นของเหลวนี้จะเป็นองค์ประกอบที่มีจุดเดือดสูง ในขณะที่องค์ประกอบเบาที่มีจุดเดือดต่ำนั้นยังคงเป็นแก๊สอยู่ ส่วนที่เป็นของเหลวนั้นถูกป้อนเข้าหอกลั่นแยก C2 F-302 โดยใช้ปั๊ม (ที่มีวาล์ว FV-436 คุมการไหล) ในขณะที่ส่วนที่เป็นแก๊สนั้นไหลเข้าหอกลั่นอีกเส้นทางหนึ่ง ดังนั้นการที่วาล์ว FV-436 ปิด จึงเป็นการตัดการป้อนองค์ประกอบที่มีจุดเดือดสูงเข้าหอกลั่นแยก C2 F-302 ในขณะที่องค์ประกอบที่มีจุดเดือดต่ำยังไหลเข้าได้อยู่ และองค์ประกอบที่มีจุดเดือดต่ำนี้จะถูกชะลงมายังก้นหอพร้อมกับของเหลวที่ reflux (ป้อนเวียนกลับ) มาจากเครื่องควบแน่นยอดหอ (overhead condenser - ในรูปไม่ได้แสดงไว้) ทำให้ของเหลวที่ก้นหอกลั่นแยก C2 F-302 มีไฮโดรคาร์บอนที่มีจุดเดือดต่ำเพิ่มมากขึ้น

ของเหลวที่ก้นหอกลั่นนั้นเป็นของเหลวที่จุดเดือด และปั๊ม (โดยเฉพาะปั๊มหอยโข่งที่ใช้กันเป็นส่วนใหญ่ในโรงงาน) ไม่ชอบของเหลวที่มีอุณหภูมิที่จุดเดือดหรือใกล้จุดเดือด เพราะมันเกิด cavitation ได้ง่าย วิธีการป้องกันหนึ่งที่ทำใด้คือต้องให้ระดับความสูงของของเหลว ณ ทางเข้าปั๊มนั้นสูงกว่าตัวปั๊มในระดับหนึ่ง เพื่อที่จะให้ผลรวม ความดันเหนือผิวของเหลว + ความดันเนื่องจากระดับความสูงของของเหลว ณ ทางเข้าปั๊มนั้น สูงพอที่จะทำให้ของเหลวไม่เกิดการเดือดภายในปั๊ม และในขณะเดียวกันก็ต้องคำนึงถึงระดับของเหลวในหม้อต้มซ้ำหรือ reboiler ที่ก้นหอด้วย เพราะของเหลวที่ก้นหอนั้นเป็นตัวรับความร้อนจากแหล่งจ่ายความร้อน ดังนั้นจึงควรต้องมีของเหลวค้างอยู่ใน reboiler นั้นด้วย

ต่อไปเป็นเหตุการณ์ในช่วงเวลา ๘.๕๐ - ๙.๐๐ น เหตุการณ์ในช่วงนี้ขอให้ดูรูปที่ ๓ ประกอบ

เนื่องจากหอกลั่นหลัก F-201 เริ่มกลับมาทำงานปรกติ จึงทำให้ปริมาณแก๊สที่ไหลไปยัง High pressure separator F-310 เพิ่มกลับสู่ระดับเดิม แต่เนื่องจากวาล์ว FV-385 ยังปิดอยู่จึงทำให้ระดับของเหลวใน F-310 นี้เพิ่มสูงขึ้น ระดับของเหลวที่เพิ่มสูงขึ้นส่งผลทำให้เกิดความดันย้อนกลับย้อนไปถึง Secondary overhead accumulator F-203 จนทำให้ความดันใน Secondary overhead accumulator F-203 นี้เพิ่มสูงจนวาล์วควบคุมความดัน PV-077 เปิดออกเพื่อระบายแก๊สส่วนเกินออกไปยัง Flare knock-out drum F-319

รูปที่ ๓ เหตุการณ์ในช่วงเวลาประมาณ ๘.๓๐ - ๘.๕๐ น ที่ความดันในระบบมีการเพิ่มสูงขึ้นจนวาล์วระบายความดันทำงาน ทำให้มีแก๊สไหลไปยัง Flare knock-out drum F-319 (นำมาจากรูปที่ ๑๒ ในรายงานการสอบสวน)

PV-077 นี้เป็นวาล์วควบคุมความดันที่ในรายงานใช้คำว่า "Pressure control valve" คือสามารถควบคุมระดับการเปิด-ปิดได้ ต่างจากวาล์วระบายความดันหรือ "Safety valve" ที่จะเปิดเองเมื่อความดันสูงถึงระดับที่กำหนด และจะปิดตัวเองเมื่อความดันลดต่ำลงจนถึงระดับที่กำหนด

ในช่วงเวลาเดียวกัน ระดับของเหลวที่ก้นหอกลั่นแยก C4 F-304 ก็ลดต่ำลงเรื่อย ๆ จนกระทั่งอุปกรณ์ควบคุมระดับนั้นสั่งปิดวาล์ว FV-436 ที่ควบคุมการไหลของของเหลวจากก้นหอกลั่นแยก C4 F-304 ไปยังหน่วยกลั่นแยกแนฟทา F-305 และ ณ ช่วงเวลาเดียวกันนี้วาล์วควบคุมความดัน PV-077 เปิดอยู่ที่ประมาณ 28% เพื่อระบายแก๊สส่งต่อไปยัง Flare knock-out drum F-319

ที่เวลาประมาณ ๘.๕๑ น Reflux pump ที่ป้อนของเหลวจาก Debutanizer overhead condenser F-314 กลับมายังหอกลั่นแยก C4 F-304 หยุดทำงาน โดยระดับของเหลวใน Debutanizer overhead condenser F-314 บันทึกไว้คือ 30% (ในรายงานคิดว่าน่าจะเป็นความผิดพลาด เพราะระดับมีการค้างอยู่ที่ค่านี้มาก่อนหน้านี้)

ตรงจุดนี้จะขอลองมาพิจารณาหน่อยว่าทำไม Reflux pump จึงหยุดทำงาน (ในรายงานไม่ได้กล่าวไว้แต่จะขอลองตั้งสมมุติฐานดู) แก๊สที่ออกจากยอดหอกลั่นจะเข้าสู่เครื่องควบแน่น ส่วนที่เป็นของเหลวบางส่วนจะถูกป้อนเวียนกลับมายังยอดหอกลั่นใหม่ ในสภาวะปรกติความดันเหนือผิวของเหลวใน overhead accumulator จะต่ำกว่าความดันในยอดหอกลั่น (เพราะแก๊สบางส่วนมีการควบแน่นเป็นของเหลว) แต่เมื่อความดันยอดหอกลั่นเพิ่มสูงขึ้นมากอย่างรวดเร็ว ก็อาจทำให้แรงต้านด้านขาออกของปั๊มนั้นสูงจนกระทั่งของเหลวไหลออกไม่ได้ ปั๊มจึงทำงานในสภาพที่ของเหลวไม่ไหลผ่านปั๊ม จึงทำให้ปั๊มร้อนจัดจนระบบควบคุมต้องหยุดการทำงานของปั๊ม

ที่เวลาประมาณ ๘.๕๓ น อาจถือได้ว่าทางเข้าออกหอกลั่นแยก C4 F-304 ถูกปิดกั้นเอาไว้ทั้งหมด กล่าวคือวาล์ว FV-404 ที่ป้อนสารมาจากหอกลั่นแยก C2 F-302 นั้นปิดอยู่ วาล์วระบายของเหลวก้นหอ FV-436 ไปยังหน่วยกลั่นแยกแนฟทา F-305 แทบจะปิด และ reflux pump ไม่ทำงาน ในขณะที่ยังมีการป้อนความร้อนให้กับ reboiler ก้นหอ จึงทำให้ของเหลวที่มีสัดส่วนองค์ประกอบต่ำสูงที่สะสมในหอกลั่นแยก C4 F-304 เดือดต่อเนื่องและทำให้ความดันในหอนี้เพิ่มสูงขึ้นจนวาล์วระบายความดัน (จำนวน 1 ตัวจากทั้งหมด 4 ตัว) เปิดออกเพื่อระบายแก๊สส่วนเกินไปยัง Flare knock-out drum F-319 ด้วยการที่แก๊สที่ระบายออกมานี้มีสัดส่วนที่ควบแน่นเป็นของเหลวได้สูงและมีการระบายออกมาจากสองแหล่งพร้อมกัน (คือ และ Secondary overhead accumulator F-203 และหอกลั่นแยก C4 F-304) ทำให้ระดับของเหลวใน Flare knock-out drum F-319 เพิ่มสูงขึ้นจากระดับ 60% ไปเป็น 70% ในเวลาเพียงแค่ 2 นาที

ในช่วงท้ายสุดของช่วงเวลานี้ คอมพิวเตอร์บันทึกระดับของเหลวในหอกลั่นแยกแนฟทา F-305 ว่าตกลงเป็น "ศูนย์" และค้างอยู่ที่ระดับนี้เป็นเวลาอย่างน้อย 4 ชั่วโมงไม่มีการตอบสนองใด ๆ จากโอเปอร์เรเตอร์

ประเด็นตรงที่เมื่อระดับของเหลวในหอกลั่นแยกแนฟทา F-305 ลดลงเหลือ "ศูนย์" นั้น ทำไมโอเปอร์เรเตอร์จึงไม่มีการลงมือกระทำการใด ๆ เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว ประเด็นตรงนี้ต้องไปพิจารณาดูว่า ในความเป็นจริงนั้นคอมพิวเตอร์บันทึกข้อมูลที่อุปกรณ์วัดต่าง ๆ ในโรงงานส่งมาให้อยู่ตลอดเวลา แต่โอเปอร์เรเตอร์ไม่ได้มองเห็นข้อมูลเหล่านี้ทั้งหมดในเวลาเดียวกัน สิ่งที่เขาเห็นก็คือข้อมูลที่ปรากฏอยู่บนหน้าจอคอมพิวเตอร์เฉพาะส่วนของหน่วยผลิตที่เขาเลือกดู และในขณะนี้ดูเหมือนว่าสิ่งที่เขากำลังดูอยู่นั้นคือเฉพาะส่วนของหน่วยกลั่นแยกไฮโดรคาร์บอนเบา ตรงจุดนี้ดูเหมือนว่าผู้ออกแบบระบบควบคุมไมได้ออกแบบภาพปรากฏหน้าจอคอมพิวเตอร์ที่ทำให้ให้โอเปอร์เรเตอร์สามารถมองเห็นดุลมวลสารที่ไหลเข้ามาและไหลออกไปจากหน่วยผลิตที่กำลังดูอยู่ และไม่มีแผนผังแสดงการทำงานในภาพกว้างที่แสดงให้เห็นการทำงานของหน่วยก่อนหน้าและถัดไป

นอกจากนี้ในกรณีของเหตุการณ์ที่ทำให้เกิดสัญญาณเตือนดังต่อเนื่องกัน กล่าวคือเหตุการณ์ (ก) ทำให้เกิดเหตุการณ์ (ข) ซึ่งไปทำให้เกิดเหตุการณ์ (ค) เป็นเช่นนี้ต่อเนื่องไปเรื่อย ๆ ถ้าหากสัญญาณเตือนของแต่ละเหตุการณ์นั้นเกิดขึ้พร้อม ๆ กันหรือในเวลาใกล้เคียงกัน จะทำให้โอเปอร์เรเตอร์นั้นไม่สามารถแยกแยะได้ว่าเหตุการณ์ไหนเป็นเหตุการณ์สำคัญที่ต้องทำการแก้ไขก่อน เพราะถ้าแก้ไขเหตุการณ์นั้นได้แล้ว ปัญหาของเหตุการณ์อื่นก็จะหายไป

และในงานนี้ก็ดูเหมือนว่ามันเกิดทั้ง ภาพหน้าจอคอมพิวเตอร์ที่ไม่ได้ออกแบบมาให้โอเปอร์เรเตอร์สามารถมองเห็นภาพรวมของระบบ การที่สัญญาณเตือนมีมากเกินไปจนทำให้โอเปอร์เรเตอร์ไม่รู้ว่าเหตุการณ์ใดเป็นต้นตอของเหตุการณ์ทั้งหมด และการที่คอมพิวเตอร์แสดงค่าสัญญาณที่ส่งออกไปควบคุมวาล์ว โดยไม่ได้มีการวัดระดับการเปิด-ปิดที่แท้จริงของวาล์ว

ณ เวลาประมาณ ๙.๐๐ น มีการระบุว่ามีการระบายสารจากหอกลั่นแยก C4 F-304 อย่างต่อเนื่องไปยังระบบ flare และเมื่อโอเปอร์เรเตอร์ไปตรวจก็พบว่าวาล์วระบายความดันตัวหนึ่งนั้นไม่ปิดตัวลงหลังจากที่ความดันลดต่ำลงแล้ว จึงได้ทำการสลับการทำงานไปยังวาล์วระบายความดันสำรองแทน

บางหน่วยงานทำตามกฎเกณฑ์ที่ว่า "ระหว่าง pressure vessel และวาล์วระบายความดันนั้นต้องไม่มีการติดตั้งวาล์วเปิด-ปิด" เพราะการติดตั้งวาล์วเปิดโอกาสให้มีการเผลอปิดวาล์วตัวนั้น ทำให้ pressure vessel ไม่ได้รับการปกป้องจากความดันสูงเกิน เพราะไม่สามารถระบายความดันที่สูงออกทางวาล์วระบายความดันได้ แต่บางหน่วยงานจะทำตามกฎเกณฑ์ที่ว่า "pressure vessel จะต้องได้รับการปกป้องจากความดันสูงเกิน" โดยสามารถติดตั้งวาล์ว 3 ทางระหว่าง pressure vessel และวาล์วระบายความดัน 2 ตัว โดยวาล์ว 3 ทางดังกล่าวจะไม่สามารถตัดการเชื่อมต่อไปยังวาล์วระบายความดันพร้อมกัน 2 ตัวได้ กล่าวคือถ้าปิดเส้นทางการไหลไปยังวาล์วระบายความดันตัวหนึ่ง เส้นทางการไหลไปยังวาล์วระบายความดันอีกตัวหนึ่งก็จะต้องเปิด วิธีนี้ทำให้สามารถเปลี่ยนการทำงานของวาล์วระบายความดันได้ในกรณีที่วาล์วระบายความดันนั้นทำงานผิดปรกติ ดังเช่นเปิดเมื่อความดันสูงเกิน แต่ไม่ยอมปิดตัวเมื่อความดันลดต่ำลงแล้วดังเช่นในเหตุการณ์นี้ ทำให้สามารถเดินเครื่องต่อไปได้โดยไม่ต้องหยุดเดินเครื่องเพื่อถอดวาล์วที่เสียนั้นออกมาซ่อม

สำหรับตอนที่ ๑ คงจบเพียงแค่นี้ก่อน