Storage Tank Sizing

การเลือกขนาด storage tank ที่เหมาะสมจะประหยัด fabrication cost ได้ โดยการใช้ เหล็กแผ่นขนาดมาตรฐาน ขนาดเต็มแผ่น ไม่เสียเวลาในการตัดและไม่เสียเศษเหลือ

จากตารางใช้เหล็กแผ่นขนาด 5 x 10 ฟุต
ถ้าต้องการความจุ 30,000 (30KL) จะสามารถเลือกได้ดังนี้
Diameter 1.94 m x 12.2 m (height or length)
Dia. 1.94 m x 10.67 m
Dia. 2.91 m x 4.573 m
Dia. 3.88 m x 3.049 m

Note: โดยทั่วไป working capacity = 90% of maximum capacity

Oil spill incident

กรณีนี้เกิดจากข้อต่อของ pressure gauge หักเนื่องจากใช้ fitting ไม่เหมาะสมคือขนาดเล็กและเป็นทองเหลือง จุดที่หักจะเป็น nipple 1/4" จึงแก้ไขใหม่โดยใช้ fitting แบบเชื่อม carbon steel ขนาด 1/2" ทั้งหมด (อาจจะเสริมด้วย flat bar two plane gusset ถ้ามีโอกาสกระทบกระแทกด้วยวัตถุหนักๆ)

Gravity Flow Simulation

การไหลโดยแรงโน้มถ่วง หรือ gravity flow เป็นโจทย์ที่ยากกว่า pump flow ซึ่งอัตราการไหลค่อนข้างคงที่ แต่ gravity flow จะขึ้นอยู่กับ static head ซึ่งผันแปรตลอดเวลา นั่นคือระดับในถังลดลงเมื่อมีการไหลออก..เมื่อระดับลดก็คือ static head ลดทำให้อัตราการไหลลดลง..ตอนเรียนเราก็ไม่ค่อยสนใจวิชา fluid mechanic..integrate..differentiate..ก็คืนอาจารย์หมดแล้ว  แต่เรามีเครื่องมือช่วยคำนวณนั่นคือ excel เราสามารถแบ่งการคำนวณเป็นช่วงๆที่ซ้ำๆกันได้ (iteration)

จากโจทย์หน่วยปฏิบัติการถามมา การใช้ hose 2" หรือ 3" ในการ transfer product ด้วย gravity flow จะใช้เวลาเท่าไร?
1 ถัง iso tank diameter 180 cm, แบ่งพิจารณา step ละ 30 cm ได้  6 step (6 iteration)
2 trial error หา flow rate ซึ่งทำให้ friction loss เท่ากับ static head
3 หาเวลาของแต่ละ step = (step n volume - step n+1 volume) / step n flow rate
   (volume ของแต่ละ step ได้จาก tank dipping table หรือการคำนวณ)
4 ทำซ้ำ 2-3 จนครบ  6 step
5 รวมเวลาแต่ละ step เป็นเวลา transfer time

Hose 2" จะใชัเวลาประมาณ 59 นาที และ  hose 3" ะใชัเวลาประมาณ 24 นาที
ถ้าต้องการละเอียดมากก็แบ่ง step ให้มากขึ้น

Friction Loss Fact

การหา friction loss ของ fitting ต่างๆ นิยมใช้ chart แปลงค่าเป็น equivalent length ซึ่งคือค่า friction loss ที่เทียบเท่ากับท่อตรง แต่บางทีไม่มีเวลา (ขี้เกียจ) ก็ประมาณเอา เช่นท่อยาว 100 เมตร fitting น้อย ก็เผื่อ equivalent length ไปอีก 50 เมตร

แต่เมื่อพิจารณาให้ดี จะพบว่าความเชื่อของเราอาจจะไม่ถูกต้อง เช่นเชื่อกันว่าข้องอ 45 องศา 2 ตัวจะมี friction loss น้อยกว่าข้องอ 90 องศา 1 ตัว ผมได้รวบรวมไว้ดังนี้

Siphon Breaker

มีโอกาศออกแบบใช้งานระบบ Siphon อยู่ 2 case
Case แรกเป็นระบบทำน้ำสะอาดใช้ในรีสอร์ท โดยมีถังพักน้ำดิบ ปั๊มและถังกรองตั้งอยู่บนดินและถังน้ำสะอาดอยู่ใต้ดิน เมื่อถังใต้ดินเต็ม ปั๊มจะหยุดทำงาน แต่การไหลไม่หยุดเนื่องจากเกิด gravity flow จึงต้องแก้ไขโดยใส่ Siphon ระหว่างถังกรองใบสุดท้ายกับถังใต้ดิน เมื่อป๊มหยุดทำงานแรงดันที่ส่วนบนของ Siphon จะต่ำกว่าบรรยากาศ check valve จะเปิดให้อากาศไหลเข้าทำให้ การไหลขาดตอนไป check valve ตัวนี้ทำหน้าที่เป็น Siphon breaker

 Case ที่สองเป็นถังพักน้ำของระบบ scrubber เป็นถัง fiberglass ขนาด 10 m3 ไม่มีoverflow connection เตรียมไว้ให้ จึงออกแบบเป็น Siphon drain ตอนแรกไม่ได้ติดตั้ง Siphon breaker เพราะคิดว่า overflowไม่น่าจะไหลเต็มท่อ 3" ต่อมาลูกน้องแจ้งว่าน้ำไหลออกหมดถังไม่สามารถหยุดได้ จึงต้องใส่ siphon breaker valve

Thermal Relief Valve

Project ติดตั้ง Reactor บนอาคาร ความสูงประมาณ 20 เมตร ต้องส่ง วัตถุดิบทางท่อ 3" จากระดับพื้นขึ้นไป Flow meter ติดตั้งอยู่บริเวณ Reactor ซึ่งต้อง รักษาของเหลวให้เต็มท่อตลอดเวลาเพื่อไม่ให้มีอากาศเข้า ป้องกัน Flow meter อ่านค่าผิดพลาด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใส่ Check valve ที่ต้นทาง แต่ท่อบางส่วนอยู่กลางแจ้ง ได้รับความร้อนโดยตรงจากพระอาทิตย์ ทำให้เกิดการขยายตัวของของเหลว (Thermal expansion) และเมื่อส่วนนี้ถูก Block อยู่ระหว่าง valve (check valve and ball valve) จะทำให้เกิด over pressure ได้ อุปกรณ์ที่จะป้องกันก็คือ TRV (Thermal Relief Valve) TRV จะต้องติดตั้งคร่อม valve ทุกตัวจากปลายทางกลับสู่ต้นทาง (Storage tank)

หลังจากติดตั้งใช้งานได้ไม่นาน หน่วยผลิต แจ้งว่าพบของเหลวรั่วซึมบริเวณ check valve จึงให้ช่างไปไล่กวด Bolt & Nut บริเวณหน้าแปลน ต่อมาไม่กี่วัน หน่วยผลิตแจ้งว่า check valve แตก หลังจากนั้นจึงตรวจพบว่า TRV ใส่กลับทาง มันน่าตบกระโหลกผู้รับเหมา และผู้คุมงาน..

ต่อมาอีกหลายเดือน หน่วยผลิตแจ้งว่าแรงดันเริ่มสูงผิดปกติอีกแล้ว หลังจากถอด TRV ออกมาดูพบว่ามีสนิมไปอุดตัน เนื่องจาก การติดตั้ง TRV ด้านล่าง check valve จึงให้ย้ายไปอยู่ด้านบนแทน ตามปกติ TRV จะติดตั้งด้านข้างของ Block valve แต่กรณีนี้ไมีมีพื้นที่ด้านข้าง กรณีนี้ต้องตบกระโหลกตัวเอง..

TRV-2 คือจุดที่พูดถึง แรงดันตั้งไว้ 3 bar เพื่อไม่ให้เกิด gravity flow จาก static head 2 bar แต่ไม่ควรตั้งแรงดันสูงกว่า 4 bar ซึ่งทำให้แรงดันสะสมเกิน 18 bar (class 150, max pressure 18.3 bar @ 50c)
เนื่องจากแรงดันปลายทาง  = TRV-2 + PRV + TRV-1