【ポンプ・タンク・流量計】バッチ系化学工場でよく見るヘッダーの使い方

配管配管

NEONEEETです。 

化学工場って何でこんなに配管多いのですか

ヘッダーで枝分かれしている分だけ多くなりますよね。

この記事では、バッチ系化学工場でのヘッダーの使い方を解説します。

バッチ系化学工場でのヘッダーの使い方

化学工場でよく見かけるヘッダーの使い方について紹介します。

特にバッチ系化学工場を中心に扱います。

配管ヘッダーは「複数の配管を集合させたもの」です。

この配管ヘッダーの数だけ配管が張り巡らされていると考えて良いくらいです。

単に配管を並べているだけでしょ?と思うかもしれませんが、

部位によって機能は分かれます。

典型例4か所に仕分けをして解説します。

ポンプヘッダー

ポンプヘッダーはポンプ出口のヘッダーのことです。

バッチ系化学工場ではポンプヘッダーがあっても1つの配管しか使わないことが多いです。

連続工場などでは複数の配管に同時に送ることもあるでしょう。

  • 同じポンプを使って油層と水層を分けて送る
  • サンプリングのために循環をした後、別の場所に液を移送する
  • スラリー濃度・温度・液組成などを均一にするために循環しながら、別の場所に液を移送する

こんな使い方が一般的でしょう。

いずれのケースも、1日に数回の頻度で使用先を切り替えます。

だからこそ、ヘッダーのバルブは手動弁ではなくon-offの自動弁が多いですよね。

人が1日に数回の頻度で現地に行ってバルブ操作をするのは、積み重ねると大変ですからね^^

バッチ系化学工場では5個以上の配管が集合したヘッダーをよく見かけます。

1回の生産でこの配管をすべて使っているわけではありません。

使い方自体は上で述べた方法が基本であり、1回の生産では2~3本しか使いません。

残りの配管は別の生産のために使います。

切替生産が多いバッチ系化学工場ならではの考え方ですね。

タンクヘッダー

タンクヘッダーはタンクの上部に付いたヘッダーです。

タンクには複数の場所から液を受け入れるケースが考えられます。

タンクに1つ1つノズルを付けていると、ノズルがいくつあっても足りません。

そのためにヘッダー化します。

複数の配管から同時に液を受け入れることはありません。

液が逆流してしまう可能性があるからですね。

  • 屋外タンクのように複数の場所から不定期に受け入れる
  • 1日の特定のタイミングで特定の場所から液を受け入れる

バッチ系化学工場では特に後者のケースが多いです。

前者のケースは排水廃油タンクなどに限定されるでしょう。その意味で、屋外タンクと同じ扱いです。

バッチ系化学工場のヘッダーでは液の受け入れもいくつかのパターンがあります。

  • 別のタンクからポンプで受け入れる
  • 別のタンクから自然流下で受け入れる
  • 同じタンクで還流を掛けて液を受け入れる
  • 同じタンクで液をポンプで循環させて受け入れる

それぞれを同じヘッダーにする場合は、on-off自動弁が必要です。

流量計ヘッダー

流量計ヘッダーは1つの流量計の出口をヘッダー化したものです。

1つのタンクからポンプで液を送る時に、流量計で一定量を送る場合に使います。

水や有機溶媒などユーティリティ的な要因に使います。

ある液を1日に複数の場所に送る場合に、流量計を共通化します。

工場の中でもこういうヘッダーは専用の場所を作ることが多いです。

逆にプラント設計でこの場所を疎かにしていると、中長期的に大きな問題になります。

  • 蒸気
  • 窒素
  • エアー
  • 有機溶媒

これらのユーティリティを工場のどこから引き込んで、どうやって分配するかということを考えるのは、プラント建設段階しかありません。

後で足そうとしても適切な場所が無くて、変な場所に強引にヘッダーを付けないといけなくなります。

分岐ヘッダー

分岐ヘッダーは配管の道中に付ける場合があります。

これは高所の配管を枝分けする場合に使います。

長距離の配管で稀に使います。

バッチ系化学工場では、長距離の配管がほとんどないから意識する機会はあまりないでしょう。

高所にヘッダーを付けると、バルブ作業をするのが大変だから床面に降ろしてくる。

というパターンが多いです。

連続プラントならもうちょっと事情は違うと思いますが・・・。

最後に

バッチ系化学工場でのヘッダーの使い方について紹介しました。

ポンプヘッダー・タンクヘッダー・流量計ヘッダー・分岐ヘッダー

連続プラントと違ってバッチプラントでは、1日の中でも配管を使うタイミングが変わりますので、ヘッダーの考え方も少し違います。

この記事が皆さんのお役に立てれば嬉しいです。

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