การระบายอากาศถังเก็บ (Tank Venting — API 2000)

1. ทำไมถังต้องมีช่องระบาย

ถังเก็บความดันบรรยากาศมีผนังบาง ทนแรงดันและสุญญากาศได้น้อย ถ้าระบายอากาศไม่ทัน:

• สุญญากาศ (vacuum collapse): ของเหลวเย็นลงหรือถูกสูบออก → ความดันในถังต่ำกว่าบรรยากาศ → ผนังถังยุบเข้า
• แรงดันเกิน (overpressure): ของเหลวร้อนขึ้น ถูกสูบเข้า หรือเกิดเพลิงไหม้ → ไอขยายตัว → ถังเสียหายหรือหลังคาเปิด

API 2000 ≠ API 521: API 2000 ใช้กับถังความดันบรรยากาศ / ความดันต่ำ (≤ 15 psig) เช่น ถังน้ำมันเชื้อเพลิง ส่วนภาชนะรับความดันใช้ API 521 / ASME VIII — ดูเครื่อง ขนาดวาล์วระบายแรงดัน (API 520) · NFPA 30 ให้บริบท (ระยะห่าง เหตุผลที่ต้องมีการระบาย) แต่ไม่ได้ให้สมการ หน้านี้ใช้สมการจาก API 2000 เท่านั้น

2. การระบายจากความร้อน (§3.3.2)

การแกว่งของอุณหภูมิกลางวัน / กลางคืนทำให้ไอในถังขยายและหดตัว:

• V_IT = ระบายเข้า (สุญญากาศ อากาศไหลเข้า) · V_OT = ระบายออก (แรงดัน ไอไหลออก) · V เป็น m³ ผลเป็น Nm³/h ของอากาศ (สมการมีมิติ — ค่าคงที่ C / Y รวมการแปลงหน่วยไว้แล้ว)
• C = ค่าคงที่ตามเขตภูมิอากาศ (เขตร้อน 4 / อบอุ่น 5 / ขั้วโลก 6.5) — ประเทศไทยอยู่เขตร้อน
• Y = ค่าคงที่ตามจุดวาบไฟ (≥ 38 °C: 0.32 / < 38 °C: 0.25)
• R_i = ตัวลดจากฉนวน (1 = ถังเปลือย; < 1 เมื่อมีฉนวน)

ใช้สมการแบบง่ายของ 7th ed. เท่านั้น — วิธีตารางของ 6th ed. (ละเอียดกว่าในบางกรณี) ยังไม่รองรับ

3. การระบายจากการสูบของเหลว (§3.3.3)

• สูบออก: ที่ว่างเพิ่ม → ระบายเข้า 1 : 1 ของอัตราที่สูบออก
• สูบเข้า: ที่ว่างลด → ระบายออก = อัตราที่สูบเข้า × ตัวคูณจุดวาบไฟ (≥ 38 °C: 1.01; < 38 °C: 2.02 เพราะการเติมกวนของเหลวให้เกิดไอเพิ่ม)

การระบายปกติรวม = ความร้อน + การสูบของเหลว (บวกแยกทิศเข้า / ออก) — ใส่อัตราสูบเป็น 0 ถ้าต้องการเฉพาะความร้อน

4. ข้อจำกัด — ค่าคงที่ใดตรงกับมาตรฐาน และค่าใดเลือกใช้เอง

การระบายปกติ (C, Y, R_i, ตัวคูณจุดวาบไฟ): เป็นค่าที่เครื่องมือนี้เลือกใช้ — ไม่ได้ ตรึงกับตัวอย่างที่ตีพิมพ์ เนื้อหามาตรฐานมีลิขสิทธิ์ และแหล่งทำซ้ำสาธารณะ (Aceinteca, CheResources, เอกสารผู้ผลิต) ให้ค่า C และสภาวะอ้างอิงของ Nm³ ต่างกัน จึงยืนยันถึง 3 หลักนัยสำคัญไม่ได้หากไม่มีตัวมาตรฐาน ผลผ่าน regression anchor ที่ได้จากค่าคงที่ของตัวเอง (V = 1,000 m³, C = 4, Y = 0.32, R_i = 1 → V_IT = 503.6 Nm³/h, V_OT = 160.4 Nm³/h) ซึ่งไม่ใช่การรับรองเทียบมาตรฐาน

กรณีเพลิงไหม้: ตรึงกับรูปแบบที่มาตรฐานตีพิมพ์ (ตรวจ 2026-10-05) — สัมประสิทธิ์ความร้อนทั้ง 4 ช่วงแปลงจากรูปแบบหน่วย US ของ API 2000 (Q เป็น Btu/h, A เป็น ft²) เป็น SI และต่อเนื่องกันที่ 18.6 / 93 / 260 m² (ต่างกันไม่เกิน 0.1%) ส่วนการแปลงไอเป็นอากาศเทียบเท่าให้ค่าคงที่ SI 906.6 ของ ISO 28300 / API 2000 และให้ 20,477 Nm³/h ที่ 260 m² สำหรับเฮกเซน เทียบกับตาราง API 19,910 Nm³/h (742,000 SCFH) สูงกว่า 2.9% ซึ่งมาจากอุณหภูมิอ้างอิง 0 °C ของรูปแบบ SI เทียบกับ 60 °F ของรูปแบบ US — ด้านปลอดภัย

ใช้ผลนี้เป็นการประมาณการเบื้องต้น งานออกแบบจริงต้องยืนยัน C / Y / F กับสำเนา API 2000 7th ed. ที่องค์กรควบคุม และเลือกอุปกรณ์จาก flow curve ของผู้ผลิต

5. กรณีเพลิงไหม้ (§4.3 / §4.3.3.2.2)

ไฟ pool fire ภายนอกถ่ายเทความร้อนผ่านพื้นที่ผิวเปียกทำให้ของเหลวเดือด ความร้อน Q (W) เป็นฟังก์ชันเป็นช่วงของพื้นที่ผิวเปียก A (m²):

• ทั้ง 4 ช่วงแปลงจาก API 2000 รูปแบบ US (20,000·A; 199,300·A^0.566; 963,400·A^0.338; 21,000·F·A^0.82 — Btu/h, ft²) และช่วงบนสุดเป็นสัมประสิทธิ์เดียวกับ API 521 กรณีมีระบบระบายน้ำและดับเพลิงเพียงพอ
• เฉพาะช่วงบนสุด (A ≥ 260 m²) ที่รับ credit F — ถังเล็กในกองไฟถูกครอบทั้งใบไม่ว่ามีฉนวนหรือไม่
• ไม่ได้จำลอง: ถังที่ออกแบบ ≤ 7 kPa(g) และ A > 260 m² มาตรฐานให้คงความร้อนไว้ที่ค่าของ 260 m² — เครื่องมือนี้ไม่มีช่องความดันออกแบบ จึงใช้ A^0.82 ตลอด ผลจึงสูงกว่า (ด้านปลอดภัย) และแสดงหมายเหตุใต้ผลลัพธ์ทุกครั้งที่ตกช่วงนี้

จากนั้นหาอัตราการเกิดไอและแปลงเป็นปริมาตรอากาศเทียบเท่า (§4.3.3.3):

ρ_air,N = 1.2923 kg/Nm³ (อากาศที่ 0 °C, 101.325 kPa), T_ref = 273.15 K, M_air = 28.96 g/mol · ในรูปย่อ Q เป็น W, L เป็น J/kg, T เป็น K และ M เป็น g/mol

ข้อควรระวัง NBP: L และ M ใช้ค่าที่จุดเดือดปกติ ที่ความดันระบายสูงกว่าบรรยากาศมาก L จริงต่ำกว่า → ṁ สูงกว่า

6. ตัวประกอบสภาพแวดล้อม F

F ลดความร้อนจากไฟเมื่อถังมีการป้องกัน (เฉพาะช่วง A ≥ 260 m²):

• 1.0 — ถังเปลือย ค่าที่ปลอดภัยที่สุด และเป็นค่าเริ่มต้นของหน้านี้
• < 1.0 — ฉนวนกันไฟ water spray หรือระบบระบายน้ำที่ดี (ตัวอย่างลำดับขนาด: ฉนวนหนา ~0.3, water spray + ฉนวน ~0.075) — ยืนยันค่าจริงจากตาราง API 2000 §4.3.3.2.2

7. ขอบเขตการใช้งาน

• เฉพาะถังความดันบรรยากาศ / ความดันต่ำ ≤ 15 psig — ไม่ใช่ภาชนะรับความดัน
• สมการแบบง่าย §3.3.2 มีหมายเหตุเมื่อ V > 30,000 m³ (ถังใหญ่มากควรใช้วิธีตารางละเอียด)
• ของผสมช่วงกลั่นกว้าง (ดีเซล น้ำมันดิบ) ใช้ค่าแทน C12 (L ≈ 250 kJ/kg, M ≈ 170 g/mol) — ยืนยันกับ stream จริง
• พื้นที่ผิวเปียกเป็นพื้นที่ทั้งหมดที่เปียกของเหลว (รวมพื้นถังของถังตั้ง) — ผู้ออกแบบปรับลดส่วนที่ไม่สัมผัสไฟหรือสูงเหนือพื้นเกินที่มาตรฐานกำหนดเอง