5 ส่วนประกอบหลักของ CEMs

ระบบ CEMs ย่อมาจาก Continuous Emission Monitoring Systems หรือ “ระบบตรวจวัดมลพิษทางอากาศจากปล่องแบบอัตโนมัติอย่างต่อเนื่อง” หรือบางท่านอาจจะคุ้นเคยกับคำว่า “เครื่องวัดแก๊สจากปล่อง” หรือ “เครื่องวัดมลพิษจากปล่อง” ที่ล่าสุดกรมโรงงานได้ออกกฏหมายมาบังคับกันแล้วว่าหลายๆโรงงานต้องติดตั้งเจ้าระบบ CEMs นี่แล้ว ถ้าไม่ติดตั้งก็จะมีโทษตั้งแต่ปรับ ไปจนถึงถูกสั่งปิดโรงงานกันเลยนะครับ ซึ่งหากใครยังไม่ทราบรายละเอียดเรื่องกฏหมายนี้ เรามีเขียน บทความเกี่ยวกับเรื่องนี้ ไว้แล้วนะครับ


เราได้มีการทำความรู้จักกับ CEMs แบบเบื้องต้นไปบ้างแล้วในบทความก่อนหน้านี้ หากท่านยังไม่ได้อ่านบทความที่แล้วของเรา ท่านสามารถ คลิกที่นี่ เพื่ออ่านบทความดังกล่าวได้ครับ เป็นพาร์ทที่พูดถึงข้อมูลกว้างๆของ CEMs ว่าคืออะไร สำคัญอย่างไร ฯลฯ 

สำหรับวันนี้เราจะพูดถึงส่วนประกอบต่างๆของระบบ CEMs กันนะครับ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วระบบ CEMs จะมีระบบย่อยประกอบกันอีกหลายๆส่วน แต่ในบทความนี้เราจะพูดถึงส่วนประกอบที่สำคัญๆ 5 ส่วนด้วยกันครับ 


1. ระบบชุดชักตัวอย่างและชุดเตรียมตัวอย่าง (Sampling systems)

เป็นระบบที่นำตัวอย่างออกจากแหล่งปล่อยก๊าซมลพิษ (ปล่อง) หากพูดถึงระบบนี้ อุปกรณ์หลักๆที่ท่านควรต้องรู้จักไว้บ้างมีอยู่ 2 อุปกรณ์ครับ เรียกว่า Sample probe และ Sample line


(1) Sample Probe

เป็นอุปกรณ์สำหรับดูดก๊าซออกจากปล่อง จุดสำคัญอย่างแรกเลยนะครับของเจ้าอุปกรณ์ตัวนี้ คือ ต้องสามารถทำความร้อนได้ไม่น้อยกว่า 180°C เพื่อป้องกันการควบแน่นของก๊าซตัวอย่าง ไม่ให้ก๊าซกลายร่างเป็นของเหลว จุดสำคัญอีกอย่างหนึ่งคือต้องมีฟิลเตอร์สำหรับกรองฝุ่น เพื่อป้องกันการอุดตันที่เครื่องมือวัด เพราะเมื่อฝุ่นรวมกับของเหลวจะสามารถกลายเป็นก้อนเหนียวแข็ง เกิดการอุดตันทางเดินของก๊าซได้ครับ อุปกรณ์ในส่วนนี้ต้องมีการบำรุงรักษาอย่างทั่วถึงเพื่อป้องกันการอุดตันของตัวกรอง แนะนำว่าควรมีการทำ blow back หรือเรียกง่ายๆว่าเป็นการเป่าลมแรงๆไปที่ตัวกรองเพื่อดันฝุ่นอย่างสม่ำเสมอ ถือเป็นการช่วยบำรุงรักษาขั้นต้นได้ครับ อย่างไรก็ตามการเลือกไช้ sample probe นั้น จะต้องดูสภาพก๊าซที่วัด ความร้อน และสภาพอื่นๆภายในปล่อง เพื่อให้สามารถเลือกวัสดุอุปกรณ์ให้เหมาะสมแก่การไช้งานมากที่สุด  

(2) Sample Line 

เป็นสายหรือท่อที่นำตัวอย่างจากชุดชักตัวอย่างไปยังระบบเตรียมตัวอย่าง (Sampling Conditioning System) เป็นท่อที่สามารถทำอุณหภูมิได้หลากหลาย สูงถึงหลายร้อยองศาเซลเซียส 

ในการเลือกใช้สายหรือท่อนำตัวอย่างนี้ จะต้องมีการคำนวณหาค่าการควบแน่นของก๊าซต่างๆที่มีอยุ่ในสารตัวอย่างนั้นและคงการควบคุมอุณหภูมิให้สูงกว่าจุดควบแน่น เพื่อรักษาสภาวะตัวอย่างให้เป็นแก๊สอยู่เสมอ นอกจากนี้ตัวสายหรือท่อยังต้องมีผนังที่หนา มีฉนวนหุ้มเพื่อคงอุณหภูมิและมีความทนทานต่อสภาวะอากาศ โดยต้องมีระบบที่ทำให้อุณหภูมิคงที่ตลอดทั้งเส้น  

ในการติดตั้งควรหลีกเลี่ยงการม้วนงอสายหรือท่อนำตัวอย่าง หลีกเลี่ยงการวางโค้งแบบท้องช้าง เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการควบแน่นเป็นของเหลวภายในสายหรือท่อนำตัวอย่าง เนื่องจากตัวอย่างที่เรานำออกมาจากปล่องไม่ได้มีแค่ก๊าซมลพิษ มันจะมีน้ำที่อยู่ในสภาวะแก๊สด้วย ดังนั้นหากน้ำเกิดการควบแน่นเป็นของเหลวจะทำให้ก๊าซตัวอย่างที่เราจะวัด ละลายไปในน้ำ ส่งผลให้ค่าในการวัดคลาดเคลื่อน หรือในบางกรณีหากตัวอย่างก๊าซมลพิษเกิดการละลาย จะก่อให้เกิดของเหลวที่เป็นกรด สร้างสภาวะกัดกร่อน ส่งผลต่ออุปกรณ์ทำให้เกิดความเสียหายได้นะครับ 


2.  ระบบการสุ่มตัวอย่างและการปรับสภาพตัวอย่าง (sampling conditioning system)

มีหน้าที่ในการรวบรวมตัวอย่างที่ต้องการวัดค่า ปรับสภาพของตัวอย่างซึ่งโดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่างๆ เช่น การเจือจาง การให้ความร้อน และการกรอง เพื่อให้แน่ใจว่าตัวอย่างอยู่ในรูปแบบที่เหมาะสมสำหรับการวิเคราะห์ครับ

กว่าจะออกแบบระบบการสุ่มตัวอย่างได้ เราต้องคำนึงถึงอะไรหลายๆอย่างเลยนะครับ อาทิเช่น

• การเก็บตัวอย่าง 
  ระบบการสุ่มตัวอย่างจะต้องสามารถเก็บตัวอย่างที่เป็นตัวแทนของการปล่อยก๊าซที่ถูกตรวจสอบได้ 
  
  
• การขนส่งตัวอย่าง 
  ต้องขนส่งตัวอย่างไปยังเครื่องวิเคราะห์โดยไม่มีการสูญเสียหรือการปนเปื้อน 
  
  
• การวิเคราะห์ตัวอย่าง
  ระบบการสุ่มตัวอย่างต้องมีการเตรียมตัวอย่างให้อยู่ในสภาพที่เข้ากันได้กับเครื่องมือวัดวิเคราะห์ที่ใช้ในการวัดการปล่อยมลพิษ ต้องให้แน่ใจว่าตัวอย่างอยู่ในอุณหภูมิ ความดัน อัตราการไหล ที่ถูกต้องสำหรับเครื่องมือวัดวิเคราะห์ 
  
  
• การควบคุมคุณภาพ 
  -  การควบคุมคุณภาพของตัวอย่าง เพื่อให้แน่ใจว่าตัวอย่างนั้นเป็นตัวแทนแก๊สตัวอย่างที่จะวัดและปราศจากการปนเปื้อน 
  -  การควบคุมคุณภาพของระบบ ระบบสามารถเกิดการผิดพลาดได้ ไม่ว่าจะเป็น จากการเกิดรอยรั่วในระบบ หรือจากปัญหาอื่นๆ จึงจำเป็นต้องตรวจสอบระบบอยู่เสมอ 
  
  
• ความปลอดภัย
  ระบบการสุ่มตัวอย่างต้องได้รับการออกแบบและใช้งานในลักษณะที่ปลอดภัยเพื่อปกป้องบุคลากรและสิ่งแวดล้อมจากอันตรายที่อาจเกิดขึ้น
  
  
• การบำรุงรักษาและการสอบเทียบ 
  ระบบการสุ่มตัวอย่างต้องได้รับการบำรุงรักษาและสอบเทียบเป็นระยะเพื่อให้แน่ใจว่าทำงานได้อย่างถูกต้องและให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้อง
  
  
• การปฏิบัติตามกฎระเบียบ 
  ระบบการสุ่มตัวอย่างต้องได้รับการออกแบบและดำเนินการโดยสอดคล้องกับกฎระเบียบหรือแนวทางที่เกี่ยวข้องสำหรับการตรวจสอบการปล่อยมลพิษอย่างต่อเนื่อง
  

3. เครื่องมือวัดวิเคราะห์ (analytical measurement)

เครื่องมือวัดวิเคราะห์ที่ใช้วัดความเข้มข้นของสารมลพิษต่างๆในระบบ CEMS มีหลากหลาย การที่เราจะเลือกใช้หลักการใดนั้นก็ขึ้นอยู่กับประเภทของก๊าซที่จะตรวจวัดและการใช้งาน 

ขออนุญาตยกตัวอย่างการวัดที่เป็นมาตรฐานสำหรับ CEMs บางส่วนเพื่อประกอบการอธิบายนะครับ 

• การวัดที่ใช้การดูดกลืนรังสีอินฟราเรด 
  หลักการนี้ใช้ในการวัดความเข้มข้นของก๊าซต่างๆ เช่น CO2, CO และ NOx โดยแสงอินฟราเรดจะถูกส่งผ่านก๊าซไอเสียและวัดค่าจากการดูดกลืนแสงของก๊าซเป้าหมาย
  
  
  
• การวัดที่ใช้การเรืองแสงด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต
  หลักการนี้ใช้ในการวัดความเข้มข้นของ SO2 โดยแสงอัลตราไวโอเลตจะถูกส่งผ่านก๊าซไอเสีย และวัดค่าจากการเรืองแสงของโมเลกุล SO2
  
  
  
• การวัดที่ใช้เซ็นเซอร์ไฟฟ้าเคมี
  หลักการนี้ใช้ปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีเพื่อวัดความเข้มข้นของก๊าซ เช่น O2, CO และ H2S โดยมีการวางอิเล็กโทรดให้สัมผัสกับก๊าซไอเสียและวัดกระแสที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า
  
  
  
• การวัดที่ใช้อินฟราเรดแบบไม่กระจายตัว (NDIR)
  หลักการนี้ใช้สำหรับวัดความเข้มข้นของ CO2 และ CH4 เครื่องมือนี้ใช้แหล่งกำเนิดแสงที่ปล่อยพลังงานอินฟราเรดและเครื่องตรวจจับที่วัดปริมาณพลังงานที่ดูดซับโดยก๊าซเป้าหมาย
  
  
  
• การวัดด้วยเลเซอร์
  หลักการนี้ใช้ลำแสงเลเซอร์เพื่อวัดความเข้มข้นของก๊าซบางชนิดโดยการดูดกลืนของความยาวคลื่นที่เฉพาะของก๊าซนั้นๆ
  
  
  

4. การรับและจัดการข้อมูล (Data acquisition and handling)

ข้อมูลจากเครื่องมือวิเคราะห์จะถูกรวบรวมโดยใช้ระบบการเก็บข้อมูล ซึ่งโดยทั่วไประบบเหล่านี้จะประกอบด้วยส่วนประกอบทั้งที่เป็นฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่มีหน้าที่รวบรวม ประมวลผล และจัดเก็บข้อมูลจากเครื่องมือครับ

ข้อมูลที่รวบรวมมาได้นั้น จะถูกระบบตรวจสอบและประมวลผลเพื่อลบข้อผิดพลาด ค่าผิดปกติ เพื่อให้ได้มาซึ่งข้อมูลที่ถูกต้องตามข้อกำหนด จากนั้นข้อมูลที่ถูกต้องสมบูรณ์แล้วจะถูกจัดเก็บไว้ในฐานข้อมูลนะครับ โดยข้อมูลในส่วนนี้จะถูกเก็บไว้สำหรับเจ้าหน้าที่หรือหน่วยงานที่ได้รับอนุญาต ซึ่งเจ้าหน้าที่หรือหน่วยงานนั้นๆก็สามารถนำข้อมูลไปวิเคราะห์ต่อได้

ข้อมูลที่จัดเก็บในฐานข้อมูลสามารถนำมาวิเคราะห์เพื่อระบุแนวโน้ม รูปแบบ และตรวจจับปัญหาที่อาจเกิดขึ้นกับกระบวนการทางอุตสาหกรรมของแต่ละโรงงานได้นะครับ สามารถสร้างรายงานเพื่อสรุปข้อมูลและเพื่อแสดงว่าโรงงานนนั้นๆ ปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้หน่วยงานที่กำกับดูแลและผู้มีส่วนได้ส่วนเสียอื่นๆ ยังสามารถดูข้อมูลตามที่กฎหมายกำหนดได้ ซึ่งโดยปกติจะทำผ่านระบบการรายงานทางอิเล็กทรอนิกส์


5. การรายงานและการเก็บบันทึก (reporting CEMS data)

ในประเทศไทย ข้อมูล CEMS ถูกกำหนดให้รายงานโดยใช้ระบบ POMS (Pollution Online Monitoring System) ซึ่งเป็นระบบตรวจสอบและรายงานการปล่อยมลพิษของโรงงานอุตสาหกรรมและโรงไฟฟ้า บริหารจัดการโดยกรมควบคุมมลพิษ (คพ.) ซึ่งอยู่ภายใต้กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม

เมื่อสถานประกอบการของท่านได้ดำเนินการติดตั้งระบบ CEMS เรียบร้อยแล้ว การเก็บบันทึกข้อมูลจะถูกทำโดยอัตโนมัติอยู่แทบจะตลอดเวลา โดยที่เราไม่จำเป็นต้องเข้าไปยุ่งกับระบบของมันมากนะ โดยรูทีนการเดินทางของข้อมูล CEMS สามารถอธิบายง่ายๆเป็น 4 STEP ดังนี้

ได้ข้อมูล  >  ตรวจสอบข้อมูล  >  ส่งข้อมูล  >  วิเคราะห์ข้อมูล

โดยขั้นตอนในการใช้ระบบ POMS เพื่อรายงานนั้น ทางกรมโรงงานอุตสาหกรรมได้จัดทำคู่มือการใช้ระบบ POMS สำหรับผู้ประกอบการไว้แล้ว ท่านสามารถ คลิกเพื่ออ่านคู่มือ ที่ทางกรมโรงงานอุตสาหกรรมได้จัดทำขึ้น มีการอธิบายวิธีการใช้งานระบบไว้อย่างละเอียดเลยครับ

บอกเลยว่ารายละเอียดของเรื่อง CEMs ยังมีอีกเยอะมาก เราจะพยายามสรุปให้เข้าใจง่ายๆและนำมาเขียนให้ท่านได้อ่านกันใน Knowledge Center นี้นะครับ หากไม่อยากพลาดบทความครั้งหน้าขอให้ท่านผู้อ่านไปกดติดตาม “เพจเฟสบุ๊ค” ของบริษัทไว้ได้เลยครับ


หากท่านอยากเสนอแนะให้เราเขียนบทความในเรื่องไหน หรือ มีคำถามคาใจเกี่ยวกับเรื่อง CEMs ท่านสามารถคลิกที่นี่เพื่อฝากข้อความไว้ที่ LINE OA ของเราได้เลยครับ น้องแอดมินของเรารอทำหน้าที่ประสานงานให้ท่านได้คุยกับผู้เชี่ยวชาญที่สามารถตอบคำถามของท่านได้โดยตรง