Industry Chimney Piping System PID

ระบบท่อเครื่องมือวัดแก๊สในปล่องควันในโรงงานอุตสาหกรรม

ระบบท่อและเครื่องมือวัดที่ติดตั้งกับปล่องควัน (Chimney/Stack)

อุปกรณ์หลัก

ระบบท่อเครื่องมือวัดแก๊สในปล่องควันโรงงานอุตสาหกรรม หรือส่วนหนึ่งของระบบ CEMs (Continuous Emission Monitoring System) ทำหน้าที่ดึงและส่งตัวอย่างก๊าซจากปล่องระบายไปวิเคราะห์ความเข้มข้นของมลพิษแบบเรียลไทม์

ส่วนประกอบหลักของระบบท่อและตัวอย่างก๊าซ

• โพรบท้องปล่อง (Sampling Probe): ท่อโลหะทนความร้อนสูง (เช่น สเตนเลสเกรดพิเศษหรือ Hastelloy) ที่ยื่นเข้าไปในปล่องควัน เพื่อดูดก๊าซไอเสียออกมา
• ท่อลำเลียงตัวอย่าง (Sample Line / Umbilical Tube): มักใช้วัสดุพิเศษเช่น ท่อเทฟลอน (Teflon / PTFE) เพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซตัวอย่างทำปฏิกิริยากับผิวท่อ หรือเกิดการควบแน่น
• ระบบให้ความร้อนแก่ท่อ (Heated Sample Line): ควบคุมอุณหภูมิของท่อลำเลียงให้อยู่เหนือจุดเดือดของน้ำ (ปกติประมาณ 120°C – 180°C) เพื่อป้องกันไอน้ำกลั่นตัวเป็นกรดไปกัดกร่อนเครื่องมือ
• ชุดปรับสภาพตัวอย่างก๊าซ(Sample Conditioning System):
  • Condenser / Gas Cooler สำหรับลดความชื้นในก๊าซ (กรณีวัดแบบ Dry basis)Filter ตัวกรองฝุ่นละอองไม่ให้เข้าไปสร้างความเสียหายให้แก่ Gas Analyzer
  • Pump / Flow Controller ปั๊มดูดและตัวควบคุมอัตราการไหลของก๊าซ
• เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ (Gas Analyzer): อุปกรณ์หลักที่ใช้วัดค่าก๊าซต่างๆ เช่น SO_2, NO_x, CO, CO_2, O_2

ข้อควรระวังในการติดตั้งระบบท่อและเครื่องมือวัดแก๊สในปล่องควัน (CEMS) ถือเป็นหัวใจสำคัญที่จะช่วยให้ค่าที่วัดได้มีความแม่นยำ และป้องกันไม่ให้ระบบเสียหายจากความร้อน ความชื้น หรือฝุ่นละออง โดยแบ่งออกเป็นข้อควรระวังหลักๆ 3 ด้าน ดังนี้

1.ตำแหน่งและการยื่นของโพรบวัด (Sampling Probe Position)

• หลีกเลี่ยงกระแสน้ำวน (Turbulence): ต้องติดตั้งโพรบในตำแหน่งที่เป็นลำเส้นตรงของปล่อง ห่างจากส่วนโค้ง ข้อต่อ หรือพัดลม (ID Fan) โดยทั่วไปตามมาตรฐาน (เช่น US EPA Method 1) ต้องอยู่ห่างจากจุดเปลี่ยนทิศทางด้านต้นน้ำ (Upstream) อย่างน้อย 8 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางปล่อง และห่างจากจุดปลายปล่อง (Downstream) อย่างน้อย 2 เท่า
• ความลึกในการยื่นโพรบ: ปลายโพรบต้องยื่นเข้าไปถึงจุดที่เป็นตัวแทนของก๊าซในปล่อง (มักจะอยู่ที่ประมาณ 1/3 ถึง 1/2 ของรัศมีปล่อง) ไม่ควรสั้นเกินไปเพราะจะเจอสภาวะ Laminar flow ที่ขอบปล่องซึ่งค่าไม่เสถียร
• มุมเอียงของโพรบ: ควรติดตั้งให้โพรบเอียงลงเล็กน้อย (ประมาณ 5-15 องศา) เอนออกจากตัวปล่อง เพื่อป้องกันไม่ให้หยดน้ำหรือเขม่าไหลย้อนกลับเข้าไปสะสมในตัวโพรบ

2.การเดินสายท่อลำเลียงก๊าซตัวอย่าง (Heated Sample Line)

• รักษาความร้อนห้ามตก (Temperature Control): ท่อ Heated Line ต้องรักษาอุณหภูมิให้คงที่ตลอดเส้นทาง (ปกติ 120°C – 180°C) ห้ามมีจุดเย็น (Cold Spot) โดยเฉพาะข้อต่อระหว่างโพรบกับท่อ หรือข้อต่อเข้าตู้แช่ก๊าซ เพราะจะทำให้ไอน้ำกลั่นตัวทันที เกิดเป็นกรดกัดกร่อนท่อและทำให้สารละลายบางชนิด (เช่น SO₂ หรือ NO₂) ละลายไปกับน้ำ ทำให้ค่าที่วัดได้ต่ำกว่าความเป็นจริง
• รัศมีการดัดโค้ง (Bending Radius): ห้ามหักงอท่อลำเลียงก๊าซเกินรัศมีที่ผู้ผลิตกำหนด (ปกติห้ามงอเป็นมุมฉาก) เพราะจะทำให้ท่อเทฟลอนด้านในบี้ แตก หรือลวดความร้อนขาด
• ความลาดเอียงของท่อ: ควรเดินท่อให้มีความลาดเอียงอย่างต่อเนื่องจากปล่องลงมายังตู้เครื่องมือ เพื่อให้หากเกิดการควบแน่นของน้ำ น้ำจะไหลลงสู่ชุดดักน้ำ (Drain/Condensate trap) ได้ง่าย ไม่ตกค้างเป็นแอ่งในท่อ

3.ระบบไฟฟ้า การป้องกัน และความปลอดภัย

• การป้องกันสัญญาณรบกวน (Signal Interference): ท่อดักสัญญาณและสายสัญญาณของเครื่องวัด ห้ามเดินขนานหรือใส่ในท่อร้อยสายร่วมกับสายไฟแรงสูง (Power Cable) ของโรงงาน เพื่อป้องกันสัญญาณรบกวนคลื่นไฟฟ้า
• ระบบล้างย้อน (Blowback / Purge System): หากปล่องควันมีฝุ่นหนาแน่น (เช่น โรงไฟฟ้าถ่านหิน โรงปูน) จำเป็นต้องติดตั้งระบบใช้ลมแห้งเป่าไล่ฝุ่นออกจากโพรบเป็นระยะ และต้องมั่นใจว่าลมที่นำมาเป่าล้างเป็นลมที่แห้งและปราศจากน้ำมัน (Instrument Air)
• โครงสร้างการเข้าถึง (Platform & Accessibility): หน้างานต้องมีนั่งร้านหรือแพลตฟอร์มที่มั่นคง แข็งแรง และปลอดภัยตามมาตรฐานความปลอดภัย (Safety) เพื่อให้ช่างสามารถขึ้นไปสอบเทียบ (Calibration) หรือถอดเปลี่ยนฟิลเตอร์ของโพรบได้สะดวก

การดูแล ตรวจสอบ และบำรุงรักษาระบบท่อและเครื่องมือวัดแก๊สในปล่องควัน (CEMS Maintenance) เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ระบบทำงานได้ถูกต้องต่อเนื่อง 24 ชั่วโมง และ เพื่อให้ผ่านเกณฑ์ข้อบังคับของกรมโรงงานอุตสาหกรรมหรือกรมควบคุมมลพิษ โดยสามารถแบ่งแผนการดำเนินงานออกเป็น 3 ระยะ ดังนี้

1.การตรวจสอบประจำวัน / ประจำสัปดาห์ (Daily & Weekly Check)

• ตรวจสอบอัตราการไหล (Flow Rate Check): ดูค่า Flow ของแก๊สตัวอย่างที่เข้าเครื่องวิเคราะห์ว่าอยู่ในเกณฑ์ปกติหรือไม่ (หาก Drop ลง แสดงว่าอาจมีจุดอุดตันหรือท่อรั่ว)
• เช็กระบบอุณหภูมิ (Temperature Monitoring): ตรวจสอบอุณหภูมิของ Heated Line และ Sample Probe ว่าคงที่ตามค่าที่ตั้งไว้หรือไม่ (ปกติ 120°C – 180°C) เพื่อป้องกัน Cold Spot
• ตรวจสอบระดับน้ำทิ้ง (Condensate Drain): ดูว่าชุดดักน้ำ (Gas Cooler / Moisture Separator) ทำงานปกติไหม มีน้ำขังในระบบ หรือเดรนน้ำทิ้งออกได้ตามปกติหรือไม่
• ตรวจดูสัญญาณเตือน (Alarm Log): เช็กหน้าจอเครื่องวิเคราะห์ (Analyzer) ว่ามี Error หรือ Warning ใดๆ หรือไม่

2.การบำรุงรักษาประจำเดือน (Monthly Maintenance)

• การสอบเทียบเครื่องมือวัด (Daily/Monthly Calibration):
  • ทำ Zero Calibration โดยใช้แก๊สไนโตรเจนบริสุทธิ์ (N₂) หรืออากาศแห้ง (Zero Air) เพื่อตั้งค่าศูนย์
  • ทำ Span Calibration โดยใช้แก๊สมาตรฐาน (Standard Gas) ที่มีความเข้มข้นที่รู้ค่าแน่นอน เพื่อเช็กความแม่นยำของเซนเซอร์
• ตรวจสอบและเปลี่ยนฟิลเตอร์ (Filter Replacement): เปลี่ยนไส้กรองฝุ่น (Particulate Filter) ทั้งในส่วนของ Probe ท้องปล่อง และฟิลเตอร์ก่อนเข้าเครื่อง Analyzer หากพบว่าเริ่มดำหรืออุดตัน
• ตรวจสอบระบบล้างย้อน (Blowback System): ทดสอบระบบลมเป่าล้างฝุ่นที่โพรบว่าทำงานสัมพันธ์กับ Timers หรือไม่ และแรงดันลม (Instrument Air) แรงพอที่จะไล่ฝุ่นไหม

3.การบำรุงรักษาใหญ่ประจำปี (Annual Maintenance)

• ถอดล้างและทำความสะอาดโพรบ (Probe Maintenance): ถอดชุด Sampling Probe ออกมาจากปล่องควันเพื่อขูดล้างคราบเขม่า แร่ธาตุ หรือฝุ่นที่เกาะฝังแน่น
• ทดสอบการรั่วของระบบท่อ (Leak Test): ทำการทดสอบ Leak ตลอดสายท่อลำเลียงแก๊ส (Sample Line) เพื่อให้มั่นใจว่าไม่มีอากาศภายนอกรั่วซึมเข้าไปเจือจางแก๊สตัวอย่าง ซึ่งจะทำให้ค่าที่วัดได้เพี้ยน
• ตรวจสอบสภาพท่อลำเลียง (Heated Line Inspection): ตรวจเช็กฉนวนกันความร้อนภายนอกว่ามีการฉีกขาดจากแดด/ฝน หรือมีรอยหนูกัดหรือไม่
• เปลี่ยนอะไหล่สิ้นเปลือง (Wear & Tear Parts): เปลี่ยนซีลยาง (O-ring) ในจุดต่อต่างๆ, ไดอะแฟรมของปั๊มดูดแก๊ส (Sample Pump), และตรวจสอบประสิทธิภาพของน้ำยาหรือระบบทำความเย็นใน Gas Cooler