2-1

บทท 2

ความรทวไปเกยวกบหอเผาทง

2.1 ความหมายของหอเผาทง

หอเผาทงมความส าคญอยางมากตอโรงงานในอตสาหกรรมปโตรเลยมและปโตรเคม เนองจากเปนอปกรณความปลอดภยทสรางความมนใจวาการระบายและก าจดกาซทระบายออก (Flare Gas) และของเหลวทจะตองถกปลอยออกจากระบบการผลตจะถกเผาไหมอยางสมบรณเพอความปลอดภยของโรงงาน โดยเฉพาะอยางยงในกรณทโรงงานมความดนเกดขนในระบบการผลตอยางกะทนหนจากเหตฉกเฉน อาท ไฟฟาดบ หรอกระบวนการผลตขดของ และจ าเปนตองมการระบายความดนดงกลาว ซงในสถานการณเชนน การท างานทถกตองและเหมาะสมของระบบหอเผาทงจะชวยปองกนความเสยหายรนแรงในโรงงานได ในขณะเดยวกนจะสามารถลดผลกระทบดานมลภาวะใหเกดขนนอยทสด

โดยทวไประบบหอเผาทงในอตสาหกรรมปโตรเลยมและปโตรเคมสามารถใชงานไดตลอด 24 ชวโมงเพอเตรยมรบการขดของในกระบวนการผลตซงอาจเกดขนไดตลอดเวลา ดงนนการออกแบบระบบหอเผาทงทเหมาะสม และการมมาตรการการใชงานและการบ ารงรกษาทถกตอง จงเปนเรองทส าคญอยางยงในการสรางความมนใจตอความปลอดภยของบคคลากรในโรงงานและของชมชนโดยรอบโรงงานดวย

ระบบหอเผาทงทดตามมาตรฐานสากล เชน API 521 และ API 537 ก าหนดวาระบบหอเผาทงควรถกออกแบบใหสามารถท าหนาทดงตอไปนอยางมประสทธภาพ

ก าจดสารทเปนอนตราย (Hazardous Materials) ทเกดจากกระบวนการผลตโดยการเผาอยางปลอดภย

2-2

ระบายสารไวไฟ (Flammable Materials) ออกจากระบบการผลตโดยการเผา

ลดการปลดปลอยสารอนทรยระเหยงาย (VOCs) และสารไฮโดรคารบอนออกสบรรยากาศ โดยการบ าบดดวยการเผาไหม

2.2 ประเภทของหอเผาทง

หอเผาทงสามารถแบงออกไดเปน 2 แบบ คอ แบงตามความสงของหอเผาทง (Flare Height) และแบงตามวธการในการเพมประสทธภาพการผสมระหวางอากาศและกาซทระบายออกจากระบบ (Flare Gas) ในต าแหนงปากปลองของหอเผาทง (Flare Tip)

2.2.1 หอเผาทงทแบงออกตามความสงของหอเผาทง (Flare Height)

หอเผาทงทแบงออกตามความสงของหอเผาทง (Flare Height) สามารถแบงออกไดเปน 2 ประเภท คอ หอเผาทงระดบพนดน (Ground Flare) และหอเผาทงระดบเหนอพนดน (Elevated Flare)

1) หอเผาทงระดบพนดน (Ground Flare)

หอเผาทงระดบพนดน (Ground Flare) คอหอเผาทงทมการเผาในระดบทมความสงของหอเผาจากพนดนไมมากนก โดยอาจท าการออกแบบเปนกลมของหวเผาไหมหลายหอในบรเวณเดยวกนเพอเพมประสทธภาพในการเผาไหมใหสมบรณยงขนดงแสดงในรปท 2-1 และรปท 2-2 และตวอยางในอตสาหกรรม ดงแสดงในรปท 2-3 และรปท 2-4 หอเผาทงระดบพนดนนนยมใชในอตสาหกรรมทมพนทส าหรบหอเผาทงมากพอ หรอในกรณทโรงงานอยโดดเดยวหางไกลชมชน อาท แทนขดเจาะกลางทะเลทราย นยมใช Opened Ground Flare ในบางกรณจะตองมการสรางสงปกปดอยางมดชดคอชนด Enclosed Ground Flare ซงออกแบบเพอปองกนผลกระทบดานรงสความรอน เสยง และแสง ประโยชนของหอเผาทงชนดน คอ

2-3

ไมมการกระจายรงสความรอนออกไปไกลเนองจากไมสงมาก และมผนงซงสรางดวยวสดกนความรอนปกปดอยางมดชด

สามารถทจะซอมบ ารงไดงาย (ไมตองใชไอน าชวย)

ลดการเกดแสงสวางระหวางเผาไหม (ชนดทมผนงคลมหวเผา) เปนการสรางภาพลกษณอนดแกชมชนรอบขางโรงงาน

ใชสาธารณปโภคนอย

ชนดทไมมผนงปดกนเหมาะกบโรงงานทมพนทมากและไมมชมชนอยใกล เชน ในทะเลทราย ดงแสดงดงรปท 2-2

ถงแมวาหอเผาทงระดบพนดน (Ground Flare) จะมหวเผาทสามารถ

เผาไหมไดอยางสมบรณและลดการใชสาธารณปโภค (Utilities) เชน ไอน า (Steam)

หรอลม แตหากหอเผาทงชนดนถกน าไปใชกบสารทไมเหมาะสม หรอเกดขดของ

สงผลใหการเผาไหมไมสมบรณ และอาจเกด Vapor Cloud และปญหาเรองกลนได

เนองจากระยะหางจากพนดนถงหวเผาไหม (Burner) นอยจงเกดการแพรของมลพษ

และเปนอนตรายตอสงมชวตทอยใกลเคยงไดงายกวาหอเผาทงระดบเหนอพนดน

(Elevated Flare)

รปท 2-1 ตวอยาง Ground Flare

2-4

รปท 2-2 ตวอยางลกษณะของการเผาไหมภายใน Enclosed Ground Flare

รปท 2-3 ตวอยาง Opened Ground Flare

รปท 2-4 ตวอยาง Enclosed Ground Flare

2-5

2) หอเผาทงระดบเหนอพนดน (Elevated Flare)

หอเผาทงระดบเหนอพนดน (Elevated Flare) คอหอเผาทงทมการ เผาไหมในระดบเหนอพนดน กลาวคอทปากปลองของหอเผาทงอาจสงจากพนดนมากกวา 100 เมตร หอเผาทงชนดนพบไดทวไปตามโรงงาน เนองจากใชพนทในการตดตงนอยกวาแบบหอเผาทงระดบพนดน (Ground Flare) แตสามารถเผาไหมสารทระบายออกไดในปรมาณทเทากน อยางไรกตาม หอเผาทงชนดนเกดการเผาไหมในระดบทสง สงผลใหเกดรงสความรอนกระจายออกไปไกลและเกดแสงสวางระหวางการเผาไหม ท าใหเกดปญหากบโรงงานหรอชมชนขางเคยงโรงงาน ตวอยางของ หอเผาทงระดบเหนอพนดนแสดงดงรปท 2-5

รปท 2-5 ตวอยาง Elevated Flare

2.2.2 หอเผาทงทแบงตามวธการในการเพมประสทธภาพการผสมระหวางอากาศและกาซทระบายออกจากระบบ (Flare Gas) ในต าแหนง ปากปลองของหอเผาทง (Flare Tip)

หอเผาทงสามารถแบงตามวธการในการเพมประสทธภาพการผสมระหวางอากาศและกาซทระบายออกจากระบบ (Flare Gas) ในต าแหนงปากปลองของ

2-6

หอเผาทง (Flare Tip) ซงสามารถแบงไดเปน 4 ประเภท คอ หอเผาทงทมการฉด ไอน าชวย (Steam-assisted Flare) หอเผาทงทมการฉดอากาศชวย (Air-assisted Flare) หอเผาทงทไมมอปกรณชวย (Non-assisted Flare) และหอเผาทงทมความดนชวย (Pressure-assisted Flare)

1) หอเผาทงทมการฉดไอน าชวย (Steam-assisted Flare)

หอเผาทงทมการฉดไอน าชวย (Steam-assisted Flare) คอหอเผาทงทฉดไอน าเขาไปในบรเวณปลายปลองทมการเผาไหม เพอชวยเพมการผสมระหวางอากาศและกาซทระบายออก (Flare Gas) ใหเกดการไหลวนอยางรนแรง ท าใหออกซเจนในอากาศเขาไปผสมกบกาซมากขน การเผาไหมจงดขน ดงแสดงใน รปท 2-6

รปท 2-6 ตวอยาง Steam-Assisted Flare

2) หอเผาทงทมการฉดอากาศชวย (Air-assisted Flare)

หอเผาทงทมการฉดอากาศชวย (Air-assisted Flare) คอหอเผาทงทเพมอากาศเขาไปโดยใชพดลมขนาดใหญ เพอชวยใหการเผาไหมสมบรณและลดการเกดควน ดงแสดงในรปท 2-7

2-7

รปท 2-7 ตวอยาง Air-assisted Flare

3) หอเผาทงทไมมอปกรณชวย (Non-assisted Flare)

หอเผาทงทไมมอปกรณชวย (Non-assisted Flare) คอหอเผาทงท ไมมอปกรณชวยเพมการผสมระหวางอากาศกบกาซทระบายออก (Flare Gas) ทปลอยออกมา ดงแสดงในรปท 2-8

รปท 2-8 ตวอยาง Non-assisted Flare

2-8

4) หอเผาทงทมความดนชวย (Pressure-assisted Flare)

หอเผาทงทมความดนชวย (Pressure-assisted Flare) คอหอเผาทงทอาศยความดนสงของสายกาซทระบายออก (Vent Stream) ดงอากาศใหเขามาชวยใหการผสมทปลายปลองดขน ดงแสดงในรปท 2-9

รปท 2-9 ตวอยาง Pressure-Assisted Flare

หากไมมหอเผาทง กาซทระบายออก (Flare Gas) ทปลอยออกจากระบบทงกรณโรงงานเดนเครองปกตและกรณฉกเฉนจะถกปลอยออกสบรรยากาศ ซงกาซทระบายออก (Flare Gas) เหลานเปนสารไฮโดรคารบอนหรอสารพษทสามารถ ตดไฟได หากออกสบรรยากาศอาจเกดลกไหม หรอเกดการระเบด หรอสงผลกระทบตอสขภาพของสงมชวตหากไดรบสารเหลานเขาไปมากกวาทรางกายสามารถขบออกมาได และถาไมปลอยกาซทระบายออก (Flare Gas) ออกสจากระบบอาจท าใหความดนในระบบสงจนไมสามารถควบคมได ซงอาจสงผลใหกระบวนการผลตเกดระเบดขนได

2-9

2.3 นยามค าศพท

ค าศพท ค าจ ากดความ Air Seal อปกรณทใชปองกนอากาศเขาสหอเผาทง (Flare) ดานปลายปลอง Assist Gas กาซเชอเพลง (Fuel Gas) ทถกปอนเขาไปในกาซทระบายออก

(Flare Gas) กอนและระหวางการเผาไหมเพอเพมคาความรอน (Heating Value) ท าใหเผาไหมสมบรณ

Blow Off การสญเสยเสถยรภาพของเปลวไฟทลอยอยเหนอหวเผาไหม (Burner) เกดขนเมอความเรวของกาซเชอเพลงนนมากกวาความเรวของ เปลวไฟ

การเผาไหมยอนกลบ (Burnback)

การเผาไหมภายในปลายปลอง ซงเกดจากการทอากาศไหลยอนกลบเขาสหวเผาไหมของหอเผาทง (Flare Burner) ในชวงท Purge หรออตราการไหลของกาซทระบายออก (Flare Gas) ต า

ความเรวของการเผาไหม (Burning Velocity)

ความเรวทเปลวไฟ (Flame Front) เคลอนทไปยงสวนผสมทตดไฟไดแตสวนผสมทตดไฟไดยงไมเกดการเผาไหม

Coanda Flare หวเผาไหมของหอเผาทง (Flare Burner) ทออกแบบโดยอาศย Aerodynamic Effect ซงของไหลจะไหลตามพนผวทโคง หอเผาทงชนดนสวนใหญจะใชไอน าหรอความดนเพอท าใหไมเกดควน

Combustion Air อากาศทตองใชในการเผาไหมกาซทระบายออก (Flare Gas) ประสทธภาพการเผาไหม Combustion Efficiency

เปอรเซนตของของไหลทตดไฟไดซงถกเผาไหมทหวเผาไหม (Burner) หรอเทากบเปอรเซนตโดยน าหนกของคารบอนในของไหลทกลายเปนคารบอนไดออกไซด

Condensable Gas กาซทสามารถควบแนนไดทอณหภมและความดนทเหมาะสมของ Flare Header ระหวางหรอหลงจากการเผาไหม

Derrick Support โครงเหลกทรองรบ Elevated Flare มกจะใชกบหอเผาทงทสงมากหรอมพนทจ ากด รปแบบของ Derrick Support มหลายแบบ เชน ระบบโครงสรางถาวร ระบบ Demounted Derrick ทแบงโครงสรางเปนสวน ซงสามารถถอดออกเพอลดระดบ Flare Burner ลงจนถงระดบพนดน

Design Flare Capacity ปรมาณมากทสดในการก าจดกาซของหอเผาทงทถกออกแบบ ซงวดดวยหนวย กโลกรมตอชวโมง หรอ ปอนดตอชวโมง

2-10

ค าศพท ค าจ ากดความ ประสทธภาพในการท าลาย (Destruction Efficiency)

เปอรเซนตโดยน าหนกของไอของของไหลทถกออกซไดซ ส าหรบไฮโดรคารบอนนน ซง Destruction Efficiency จะเปนเปอรเซนตโดยน าหนกของคารบอนในไอของของไหลทถกออกซไดซไปเปน CO และ CO2

Detached Stable Flame เปลวไฟทลกไหมลอยอยใกลหวเผาไหมของหอเผาทง (Flare Burner) และมเปลวไฟเสถยร

การจดไฟโดยตรง (Direct Ignition)

การจดไฟท Pilot โดยท าใหเกดประกายไฟทหว Pilot แทนทจะเกดท Flame Front Generator

การแพรกระจาย (Dispersion)

การกระจายตวของผลตภณฑโดยการเผาไหมเปนบรเวณกวางเพอลดความเขมขนของผลตภณฑจากการเผาไหมบรเวณระดบพนดน

Enclosed Flare หอเผาทงทมระบบปดครอบหวเผาไหม (Burner) ซงมตงแตหนงหวหรอมากกวา เพอไมใหมองเหนเปลวไฟไดโดยตรง

Endothermic Flare หอเผาทงทใชพลงงานจากภายนอก มกเปนกาซ เชน กาซปโตรเลยมเหลว กาซธรรมชาต เพอใหเกดปฏกรยาการเผาไหม (Combustion Reaction) อยางตอเนอง

Enrichment กระบวนการเพมกาซชวย (Assist Gas) เขาไปยงหอเผาทง เพอชวยในการเผาไหมกาซทระบายออก (Flare Gas)

Elevated Flare หอเผาทงทหวเผาไหม (Burner) ถกยกระดบขนมาเหนอพนดนเพอลดผลกระทบของรงสและชวยในการกระจายไอเสย

Excess Air อากาศสวนเกนทปอนสเปลวไฟขณะมการเผาไหม ระบบตรวจจบเปลวไฟ (Flame Detection System)

ระบบทใชตรวจการตดของเปลวไฟท Flare Tip

Flame Front Generator อปกรณชวยในการจดไฟท Pilot บรเวณปลายปลองโดยใชทอน าไฟจากฐานของหอเผาทงเขาทอน าไฟ และสวนผสมทเหลอจะถกจดทดานบน วธการท างาน: เปลวไฟจะตดจากดานลางของทอน าไฟและลามตามทอไปจนถงหว Pilot

Flame Retention Device เครองมอทใชปองกนเปลวไฟไมใหออกหางจากหวเผาไหมของ หอเผาทง (Flare Burner) (การ Blow Off)

2-11

ค าศพท ค าจ ากดความ Flare ค าทวไปทใชในการเรยกส าหรบอปกรณหรอระบบทใชในการก าจด

กาซทระบายออก (Flare Gas) อยางปลอดภย Flare Burner สวนปลายของหอเผาทงทเชอเพลงและอากาศ (อาจรวมถงไอน า)

ผสมกนท ความเรว ความป นปวน และความเขมขน ทสามารถคงการตดไฟอยางเหมาะสมและเผาไหมอยางมประสทธภาพ มความ หมายเชนเดยวกบ Flare Tip

Flare Header ระบบสวนทมการรวมกาซทระบายออก (Flare Gas) ไปสหอเผาทง Flashback ปรากฎการณทเปลวไฟไหลยอนกลบเขาไปในทอทมสวนผสมของ

อากาศและกาซทระบายออก (Flare Gas) ซงไวไฟ Ground Flare ระบบเผาไหมทอยในระดบพนดน โดยมากมกเปนระบบการเผาไหม

แบบปด แตอาจหมายถง Ground Multi-burner Flare หรอ Burn Pit Guyed Flare หอเผาทงสง (Elevated Flare) ทมสายเคเบลชวยพยงโครงสรางไว Heat Release ความรอนทไดจากการเผาไหมกาซทระบายออก (Flare Gas) ซง

ขนอยกบคา Lower Heating Value (LHV) โดยแสดงเปนหนวยกโลวตต

Heating Value, Higher (HHV)

คาความรอนทงหมดทไดจากการเผาไหมของเชอเพลงท 16 องศาเซลเซยส แสดงในหนวยกโลจล (Kilojoules) ตอกโลกรมหรอตอลกบาศกเมตร โดยรวมความรอนแฝงของการกลายเปนไอของน าทเกดขนจากการเผาไหมของกาซไฮโดรเจนในเชอเพลง Higher Heating Value มความหมายเหมอนกบ Gross Heating Value

Heating Value, Lower (LHV)

คาความรอนสงสด (Higher Heating Value) ลบดวยคาความรอนแฝงของการกลายเปนไอของน าทเกดขนจากการเผาไหมของกาซไฮโดรเจนในเชอเพลง อาจเรยกวาคาความรอนสทธ (Net Heating Value) โดยมหนวยกโลจล (Kilojoules) ตอกโลกรมหรอตอลกบาศกเมตร

Ignition Air อากาศสวนทถกใชผสมกบกาซเชอเพลง เชน Instrument Air ใชเฉพาะชวงการจดไฟ Pilot โดย Flame Front Generator

Ignition Gas กาซเชอเพลงซงใชเฉพาะชวงการจดไฟ Pilot โดย Flame Front Generator

Knock-out Drum อปกรณทใชแยกของเหลวออกจากกาซทระบายออก (Flare Gas) ลกษณะเปนถงเหลกทรงกระบอก

2-12

ค าศพท ค าจ ากดความ Liquid Seal อปกรณทยอมใหกาซทระบายออก (Flare Gas) ไหลผานของเหลว

(น า) เขาสหอเผาทงเพอปองกนการไหลกลบเขาไปในทอหอเผาทง หรอ Flare Header

Multi-burner Flare กลมของหวเผาไหม (Burner) ทออกแบบเพอเผาไหมทง Design Flow Capacity หรอเฉพาะบางสวน หวเผาไหม (Burner) มกเรยงเปนชน ขอดคอ ม Smokeless Flow Rate สง และมการแผรงสในระดบต า

Pilot หวเผาไหม (Burner) ขนาดเลกทมการจดไฟไวตลอดเวลาทปลายปลอง เพอใชในการจดกาซทระบายออก (Flare Gas)

Purge Gas กาซเชอเพลง (Fuel Gas) หรอกาซเฉอย (Inert Gas) ทถกฉดไปในทอของหอเผาทง เพอปองกนอากาศและการเผาไหมยอนกลบเขาไปในทอของหอเผาทง

กาซทระบายออก (Flare Gas)

กาซทปลอยหรอระบายเขาส Flare Header เพอน าไปยงหอเผาทง บางครงอาจเรยก Waste Gas Relief Gas หรอ Waste Vapor

Ringelmann Number มาตรฐานทใชในการก าหนดระดบของความขาว เทา ด า มกใชกบความเขมของควน ม 5 ระดบคอ ขาว เทากบ 1 เทา เทากบ 1-4 และด า เทากบ 5

Riser ทอทน ากาซทระบายออก (Flare Gas) ไปยงหวเผาไหมของ หอเผาทง (Flare Burner) ของ Elevated Flare

Smokeless Capacity อตราการไหลสงสดกาซทระบายออก (Flare Gas) ทเขาสระบบ หอเผาทงทสามารถเผาไหมโดยไมเกดควน แสดงในหนวย kg/hr

Supplemental Gas กาซเชอเพลงทเผาไหมภายนอกหวเผาไหมของหอเผาทง (Flare Burner) เพอชวยใหเกดการเผาไหมกาซทระบายออกทมคา ความรอนต า (Low Heating Value Flare Gas)

Thermocouples อปกรณวดอณหภมทใชในการตรวจสอบความรอนทเกดจากเปลวไฟ Pilot

Wind Fence โครงสรางรอบหอเผาทงแบบปด (Enclosed Flame Flare) เพอแกไขผลกระทบจากกระแสลมในกระบวนการเผาไหมและ/หรอเพอปองกนสงแปลกปลอมเขาสระบบ

Windshield อปกรณทใชปองกนกระแสลมพดปะทะกบเปลวทบรเวณหวเผาไหม (Burner)

2-13

2.4 สวนประกอบของหอเผาทง

สวนประกอบตางๆ ของหอเผาทงนนประกอบดวยอปกรณหลายชนด เชน Knock-out Drum Liquid Seal Pilot Burners Ring Steam Burner Flare Stack Gas Seal และ Burner Tip เปนตน สวนประกอบตางๆ ของหอเผาทงนน มไวเพอลดและปองกนผลกระทบจากการเผาไหมตอชมชนและสงแวดลอมลง ตวอยางของสวนประกอบของระบบหอเผาทงแสดงดงรปท 2-10 และรปท 2-11 สวนประกอบหลกของหอเผาทง ไดแก Flare Header Knock-out Drum Pilot Burners Flare Tip ในขณะทอปกรณปองกนอากาศไหลยอนเขาปากปลองของหอเผาทง (Flare Tip) จะแตกตางกนออกไปตามคณสมบตของกาซทระบายออก (Flare Gas) ตวอยางอปกรณปองกนอากาศไหลยอนเขาปากปลองของหอเผาทง (Flare Tip) หรอปองกนการเกดไฟลามยอนกลบ(Backfire) เชน Water Seal Density Seal Velocity Seal เปนตน

รปท 2-10 ตวอยางสวนประกอบของหอเผาทง

2-14

รปท 2-11 ตวอยางแผนภาพระบบหอเผาทง

2.4.1 Flare Header

Flare Header คอ อปกรณทท าหนาทรวม Flare Gas จากกระบวนการผลตเพอสงเขาสระบบหอเผาทง มลกษณะเปนทอรวมขนาดใหญ ดงแสดงในรปท 2-12 ในระบบหอเผาทงอาจมหนง หรอหลาย Flare Header กได Flare Header แบงออกเปน 3 ชนด คอ Main Header Sub-header และ Sour Gas Header

1) Main Header คอ ทอรวมของกาซทระบายออก (Flare Gas) ทเปนไฮโดรคารบอนทมาจากหนวยผลตตางๆ ซงปลอยออกมาทงในชวงปกตและหรอกรณฉกเฉน ในสภาวะปกตจะมกาซปลอยออกสระบบหอเผาทงในปรมาณนอยมาก ดงนนจงม Purge Gas หรอกาซไนโตรเจน (N2 ) ฉดเขาทตนทางของ Main Header ตลอดเวลาเพอ

LICA

TICA

LZA

To Slops

S3

Flare KO Drum

V-101HH

LL

TZA

LL

HH

Safeguarding

system

HZA

HS

FI

FG

16" 24" 30"

Process Units

Utilities Process Units

Fuel gas system

Tankage

SRU,SWS Unit

LO

S14

FT

FFC

WTR

NC

Y

FV

FVMolecular

Seal

Flare Seal

Drum V-103

30"

PCV-

PCV-

IGNITOR

PANEL

FG

AIR

Pilot Gas

KO

Drum

V-102

LA

PILOT

BURNER

8"

16

"

12"

3"

Flare Pump

TICA

FI

FI LO

LO

FG

RO

3"

8"

Y

FI

001

FG

Purge Gas

N2

N2

Purge Gas

Main Flare

Main Header

Sour Gas Header

2-15

ปองกนการเกดสญญากาศเนองจากเกดการกลนตวของไอน ามนและปองกนอากาศทจะไหลเขาสทอ Main Header

2) Sub-Header คอ ทอรวมของกาซจากแตละหนวยผลตกอนทจะรวม เขาส Main Header แตละ Sub-header จะม Purge Gas หรอกาซไนโตรเจน (N2 ) ฉดเขาทตนทางเพอปองกนการเกดสญญากาศ (Vacuum) หรอใชก าจดอากาศออกจากระบบ

3) Sour Gas Header คอ ทอรวมทรวบรวบเอากาซทมความเปนกรด เชน กาซไฮโดรเจนซลไฟด (H2S) กาซแอมโมเนย (NH3) ซงเจอปนมาจากหนวยผลตก ามะถนและและหนวยบ าบดน าเสย

รปท 2-12 ตวอยาง Flare Header

2-16

2.4.2 Knock-out Drum

Knock-out Drum หรอ Knock-out Vessel คอ อปกรณทท าหนาทแยกและรองรบของเหลวซงอาจปนมากบกาซทระบายออก (Flare Gas) ทปลอยออกจากกระบวนการผลต เนองจากหากของเหลวตดขนไปทยอดหอเผาทงอาจตดไฟและกระจายตวเปนลกไฟออกมารอบๆ หอเผาทงได ดวยเหตนจะตองตดตง Knock-out Drum เพอรองรบของเหลวเหลานและปองกนเหตดงกลาว ของเหลวจะถกแยกออกและน าไปเกบทถงเกบเพอน าไปใชในกระบวนการอกครง หรอน าไปเปนเชอเพลง สวนไอจะถกสงไปยงหอเผาทงดงแสดงในรปท 2-13

รปท 2-13 ตวอยางและการท างานของ Knock–Out Drum

2.4.3 Water Seal Pot หรอ Liquid Seal

Water Seal Pot คอ อปกรณทท าหนาทในการปองกนไมใหระบบทอของหอเผาทง (Flare Line) เปนสญญากาศและชวยปองกนการไหลยอนกลบของกาซทระบายออก (Flare Gas)ในกรณทกาซระบายออกมาในปรมาณนอย เนองจากหากปรมาณของกาซทระบายออก (Flare Gas) มามปรมาณนอยหรอระบบทอของ หอเผาทงเปนสญญากาศความดนภายนอกปลองจะสงกวาความดนภายในปลอง สงผลใหอากาศจากภายนอกไหลเขาสปลอง และอาจเกดการเผาไหมภายในปลองขนได ดงนนปลายสดของทอ (Dip Tube) กาซทระบายออก (Flare Gas) จะจมอยใต

2-17

ระดบน าในระยะทก าหนดไวเพอรกษาความดนใหความดนภายในปลองสงกวาความดน ภายนอกปลอง กาซทระบายออก (Flare Gas) จากปลองของหอเผาทงหรออากาศจากภายนอกจงไมสามารถไหลยอนกลบไปสปลองได ดงแสดงในรปท 2-14

รปท 2-14 ตวอยางและการท างานของ Liquid Seal

2.4.4 Gas Barrier

Gas Barrier หรอ Gas Seal บางครงเรยกอปกรณนวา Purge Reduction Seal คอ อปกรณทท าหนาทในการปองกนการไหลยอนกลบของอากาศเขาสหอเผาทงเนองจากลมหรอความแตกตางของอณหภมท าใหอากาศไหลเขาไปภายในระบบ ซงระบบอาจเกดการระเบดขนมาได เพอปองกนเหตนจะตองตดตง Gas Seal ซงท าหนาทเปน Orifice เพอลดปรมาณ Purge Gas ทไหลผานและท าใหกาซมความเรวสงขน สงผลใหความดนของกาซสงกวาความดนของอากาศจงปองกนการไหลของอากาศเขาสหอเผาทงได การใช Purge Gas มากๆ จะท าใหสญเสยคาใชจาย เกดความรอนสงอาจท าความเสยหายแก Flare Tip และท าใหเกดการแพรกระจายของมลภาวะโดยไมจ าเปน ดงนน Gas Seal จงเปนอปกรณทชวยลดปรมาณการใช Purge Gas ได

2-18

Gas Seal สามารถแบงโดยลกษณะการท างานออกไดเปน 2 ประเภทคอหลกการของความเรวทแตกตาง ไดแก Velocity Seal และความแตกตางของความหนาแนน ไดแก Density Seal หรอ Molecular Seal

หลกการท างานของความเรวทแตกตางซงแสดงดงรปท 2-15 นน คอการทอากาศทไหลเขามาในหอเผาทงนนจะถกดกแลวท าใหเปลยนทศทาง แลวหลงจากนนจะถกดดออกไปกบ Purge Gas หรอกาซทระบายออก (Flare Gas) ทจะถก เผาไหม ขอดของ Velocity Seal คอ มขนาดเลก มเงนลงทนต า และชวยลดปรมาณความตองการของ Purge Gas ลงได แตเมอเทยบกบ Density Seal และ Velocity Seal ตองการ Purge Gas มากกวา อยางไรกตามประสทธภาพของ Velocity Seal จะตกลงเมอปรมาณ Purge Gas ถกรบกวน

รปท 2-15 ตวอยาง Velocity Seal

หลกการท างานของ Density Seal หรอ Molecular Seal คอ การท าใหกาซทระบายออก (Flare Gas) ทจะถกเผาไหลผานตวกนทท าใหทศทางของกาซเปลยนแปลงไป 180 องศา ท าใหกาซทเบากวาหรอหนกกวาอากาศนนจะถกกนไวไมใหเขาไปในหอเผาทงไดดงรปท 2-16 ซง Purge Gas มผลตอประสทธภาพของ Density Seal หาก Purge Gas เปนกาซทเบามากขนหรอหนกกวาอากาศมากขนประสทธภาพของ Density Seal จะยงสงขน อกทง Density Seal ใช Purge Gas ใน

2-19

ปรมาณนอยและมคา Operating Cost ต า โดยปรมาณ Purge Gas ทนอยลงสงผลใหความรอนบรเวณปากปลองของหอเผาทง (Flare Tip) ลดลง

รปท 2-16 หลกการท างานของ Density Seal

2.4.5 Pilot Burners

Pilot Burners คอ อปกรณทท าหนาทจดเปลวไฟใหตดอยตลอดเวลาบรเวณปลายปลองหอเผาทง เพอจดไฟกาซทระบายออก (Flare Gas) ทปลอยออกมา เนองจากถาไฟเกดดบไปนนจะเกดการสะสมตวของกาซทระบายออก (Flare Gas) และอาจเกดเพลงไหมหรอการระเบดขนมาซงเปนอนตรายอยางมาก อกทงอาจเกดผลกระทบตอสภาพแวดลอมอกดวย การออกแบบ Pilot Burners อยภายใตเงอนไขคอ ตองมระบบจดไฟ Ignition ทเชอถอได ไมวาจะมลมแรง หรอฝนตกไฟ Pilot ตองไมดบ มไฟตลอดเพอจดใหกาซทระบายออก (Flare Gas) ลกไหมเมอมการระบายออก กาซทใชในการจดเปลวไฟอาจเปนกาซมเทน หรอกาซปโตรเลยมเหลวขนอยกบการออกแบบของตวจดเปลวไฟดงแสดงในรปท 2-17 ในการจดเปลวไฟนนจะเปนแบบใชคนจดหรอแบบอตโนมตโดยมตวรบสญญาณ เชน Thermocouple Infra-red Sensor หรอ Ultra-violet Sensor ในการตรวจสอบสถานะของเปลวไฟ หากเปลวไฟดบเครองจะสงสญญาณไปยงหองควบคม เพอท าการจดไฟทนท

2-20

รปท 2-17 ตวอยาง Pilot Burners

Pilot Burners สามารถแบงออกไดเปน 2 สวน สวนแรกคอ Pilot Gas Ignition System และสวนท 2 คอ Pilot Gas System

1) Pilot Gas Ignition System

Pilot Gas Ignition System คอ ระบบทใชในการจดไฟ Pilot บรเวณปากปลองของหอเผาทง (Flare Tip) ทตงอยสง สวนมากจะใช Flame-Front Generator (FFG) เปนตวจดโดยใชทอน าไฟ หลกการท างานคอ Fuel Gas สวนทสองจาก Pilot Gas Knock-out Drum จะแยกไปเขา Pilot Gas Ignition System โดยมตวควบคมความดนกอนทจะเขาผสมกบอากาศในตว Mixer หรอ Ignition Chamber เพอใหไดสวนผสมทถกตองในการเกด Fire Ball สวนผสมนจะถกบรรจเขาส Ignition Chamber และจดประกายไฟเพอใหสวนผสมระหวาง Pilot Gas และอากาศ ตดไฟเปน Fire Ball วงไปตามทอน าไฟและจด Pilot Gas อกสวนหนงซงไหลไปรอท Pilot Burners จนตด ดงแสดงในรปท 2-18

2) Pilot Gas System Pilot Gas System ประกอบดวย Pilot Gas Knock-out Drum และ Pilot

Gas มรายละเอยดดงน Pilot Gas Knock-out Drum ท าหนาทแยกของเหลวทอาจตดมา

กบ Fuel Gas

2-21

Pilot Gas เปนกาซมาจากระบบกาซเชอเพลง (Fuel Gas) ของโรงงาน ผานการกรองเอาสงสกปรกออกโดยหมอกรอง และมการควบคมความดนเมอผาน Pilot Gas Knock Out Drum กาซ ขาออกจะถกแยกเปนสองสวน สวนหนงเรยกวา Pilot Gas ซงถกสงตอไป Pilot Burners โดยม Gas Orifice เปนตวควบคมอตราการไหล และสวนทสองจะแยกไปเขา Pilot Gas Ignition System

รปท 2-18 ตวอยาง Pilot Gas Ignition System

2.4.6 Ring Steam Burner

Ring Steam Burner หรอ Steam Ring คอ อปกรณทท าหนาทฉดไอน าเขาสเปลวไฟบรเวณปลายปลองของหอเผาทง ท าใหเกดการผสมกนระหวางกาซทระบายออก (Flare Gas) และอากาศสงผลใหเกดการเผาไหมทสมบรณ โดยไอน าจะท าหนาทเหนยวน าใหอากาศรอบๆ บรเวณไหลเขาส Burning Zone เกดเปนการ

2-22

ผสมแบบป นปวน (Turbulent Mixing) ท าใหกาซทระบายออก (Flare Gas) ซงมสารไฮโดรคารบอนเปนองคประกอบผสมกบอากาศไดดขน อกทงชวยปรบแตงเปลวไฟใหตงตรง ดงแสดงในรปท 2-19

รปท 2-19 ตวอยางสวนประกอบของ Pilot Burners และ Ring Steam Burner

2.4.7 Flare Stack

Flare Stack คอ ทอสวนทชวยยกระดบต าแหนงการเผาไหมใหสงขนรวมถงโครงสรางทชวยรองรบน าหนกตางๆ การออกแบบระบบความมนคงแขงแรงของ Flare Stack สามารถท าไดหลายรปแบบ อาท Self-supported Derrick-supported และ Guy-supported เปนตน

Self-supported คอ การออกแบบ Flare Stack ทมความมนคงแขงแรงดวยโครงสรางของตวทอของหอเผาเอง ซงตามปกตจะใชในกรณหอเผาทงทมความสงประมาณ 9–30 เมตร แตสามารถทจะออกแบบใหสงกวา 76 เมตรได ดงแสดงใน รปท 2-20 หอเผาทงแบบนจะตงอยไดดวยตวเองโดยใชฐานทมขนาดใหญ เพอรองรบทงน าหนกของหอเผาทง และแรงกระท าจากภายนอก เชน ฝน ลม พาย ทเกดขนจากภายนอก อกทงพนทตดตงตองเปนพนดนทแขงพอทจะรบน าหนกของปลอง (Stack) ได หอเผาทงแบบนจงมราคาคอนขางสง

2-23

รปท 2-20 ตวอยาง Self–supported

Derrick–supported เปนหอเผาทงทมโครงเหลกท าหนาทเปนโครงยดปลองของหอเผาทง ท าใหสามารถสรางหอเผาทงไดสงมากกวา 61 เมตร เนองจากโครงเหลกชวยรบน าหนก รบแรงลม และรบแรงดนดงแสดงในรปท 2-21

รปท 2-21 ตวอยาง Derrick–supported

2-24

Guy-supported คอหอเผาทงทมรปแบบคลายคลงกบ Self-supported แตมลวดสลงดงใหใหตงตรงอยไดโดยทวไปสามารถออกแบบใหมความสงถง 91 เมตร แตการออกแบบ Guy-supported จะตองค านงถงพนทส าหรบการขงลวดสลง โดยตองมรศมเทากบความสงของหอเผาทงดงแสดงในรปท 2-22

รปท 2-22 ตวอยาง Guy–supported

2.4.8 Flare Tip หรอ Burner Tip

Flare Tip หรอ Burner Tip คอ อปกรณปลายปลองทเปนจดเผากาซทระบายออก (Flare Gas) ทมสารไฮโดรคารบอนเกดการเผาไหมทสมบรณ การออกแบบ Flare Tip ตองพจารณาถงตวแปรดงนคอ เสถยรภาพของเปลวไฟ ความนาเชอถอของตวจดไฟ และการลดเสยง ปรมาณสงสดและต าสดของปรมาณกาซทจะเผาไหมทยงท าใหเปลวไฟมความเสถยร ความเสถยรของเปลวไฟ โดยสวนใหญ Flare Tip จะถกออกแบบใหกาซทระบายออก (Flare Gas) ออกทปลายมอตราการไหล 0.3–180 m/s อตราการปลอยกาซทระบายออก (Flare Gas) สงสดของหอเผาทง

2-25

นนขนอยกบความดนของกาซทระบายออก (Flare Gas) ทระบายออกและความตานทานของระบบทอของหอเผา แสดงดงรปท 2-23

รปท 2-23 ตวอยาง Flare Tip หรอ Burner Tip