บทความโดยภราดร วรรณสังข์ (Paradorn Wannasung)Marketing Communication Specialist · นิเทศศาสตรมหาบัณฑิต (การสื่อสารการตลาดและแบรนด์)

⏱️ เวลาอ่านประมาณ 36 นาที📅 4 ก.ย. 2026

แชร์:f LINE X

Dewpoint (PDP) สำหรับ Instrument Air ใน Analyser House: ทำไม ≤ −40 °C PDP ถึงเป็นข้อกำหนดขั้นต่ำสำหรับ Gas Chromatograph และ CEMS

2 มิถุนายน 2569
อ่าน 7 นาที
Compliance · ISO 8573-1 Class 0 Hub

TL;DR — สรุปสำคัญ

Analyser-grade instrument air ต้องการ Pressure Dewpoint (PDP) ≤ −40 °C (ISO 8573-1 Class 2) เป็นขั้นต่ำ — ไม่ใช่ Class 5 (+7 °C) ที่ใช้กับอุปกรณ์ pneumatic ทั่วไป
ความชื้นที่หลงเหลือใน sample line ของ Gas Chromatograph ทำให้ peak broadening, column degradation และผลการวิเคราะห์คลาดเคลื่อน — CEMS ที่รับอากาศชื้นเกิดเป็น false emission readings
วิธีระบุ PDP requirement ใน rental spec และ delivery certificate อ้างอิง ISO 8573-3 สำหรับการทดสอบความชื้น — desiccant dryer sizing ขึ้นกับ purge rate และ regeneration cycle ของ analyser house

Gas Chromatograph (GC) และ Continuous Emission Monitoring System (CEMS) ทำงานในสภาวะที่ความบริสุทธิ์ของอากาศอัดมีผลโดยตรงต่อความถูกต้องของผล — ไม่ใช่แค่ต่ออายุการใช้งานของเครื่อง Analyser house ในโรงงานปิโตรเคมี, โรงไฟฟ้า, หรือโรงงาน Oil & Gas ในประเทศไทยมักระบุ instrument air ตาม ISO 8573-1:2010 แต่ไม่ใช่ทุกโครงการที่กำหนด dewpoint class ให้ถูกต้องสำหรับ analyser applications โดยเฉพาะ บทความนี้อธิบายเหตุผลเชิงวิศวกรรมว่าทำไม Pressure Dewpoint (PDP) ≤ −40 °C (ISO 8573-1 Class 2) จึงเป็นขั้นต่ำที่ยอมรับได้สำหรับ GC/CEMS carrier air — และ −70 °C (Class 1) ทำไมถึงดีกว่าใน laser-based CEMS และ optical analyser applications รวมถึงวิธีระบุให้ถูกต้องใน rental spec และ delivery certificate

Process Air กับ Analyser-Grade Instrument Air — ความแตกต่างที่วิศวกรต้องรู้

วิศวกร pneumatic หลายคนคุ้นเคยกับการแบ่ง instrument air ตาม ISA-7.0.01 (Instrument Society of America — Quality Standard for Instrument Air) ซึ่งกำหนด dewpoint ที่ 10 °C ต่ำกว่า minimum ambient temperature ของพื้นที่ปฏิบัติการ แต่นั่นเป็นมาตรฐานสำหรับ pneumatic instruments ทั่วไป เช่น valve actuator และ positioner ไม่ใช่สำหรับ analyser ที่ต้องสัมผัส sample gas โดยตรง

ความแตกต่างหลักระหว่าง process air (หรือ general instrument air) กับ analyser-grade instrument air อยู่ที่บทบาทของอากาศในระบบ:

Process air / General instrument air: ใช้สำหรับ actuate control valves, pneumatic positioners, signal transmission — อากาศไม่ได้สัมผัสกับ sample gas โดยตรง มาตรฐาน dewpoint ที่ −20 °C PDP (ISO 8573-1 Class 5) มักเพียงพอสำหรับสภาพอากาศเขตร้อนของไทย
Analyser-grade instrument air: ใช้เป็น carrier หรือ purge gas ที่สัมผัสกับ sample line, detector, หรือ reference gas path ของ analyser โดยตรง — moisture แม้เพียงเล็กน้อยสามารถ interfere กับ measurement principle
Purge air สำหรับ analyser shelter: ใช้สำหรับ pressurize shelter เพื่อป้องกัน ingress ของ flammable gas (ATEX/IECEx zone requirement) — ต้องการ dewpoint ต่ำเพื่อหลีกเลี่ยง condensation บน circuit boards และ optical components ภายใน

Engineering Note
ในสภาพอากาศของประเทศไทย ที่ ambient temperature เฉลี่ย 28–36 °C ตลอดทั้งปี และ Relative Humidity สูงถึง 80–90% ในฤดูฝน ความเสี่ยงจาก moisture ใน analyser air มีสูงกว่าโรงงานในยุโรปหรืออเมริกาเหนือที่อากาศแห้งกว่าอย่างมีนัยสำคัญ — นี่คือเหตุผลที่ PDP ≤ −40 °C เป็นขั้นต่ำ ไม่ใช่ target ที่ optimal

PDP Class ตาม ISO 8573-1 — Class 3, Class 2 และทำไม Class 5 ไม่พอ

ISO 8573-1:2010 กำหนด humidity/water content ของ compressed air เป็น 9 Class (Class 0 ถึง Class 9) โดย Class ที่เกี่ยวข้องกับ instrument air และ analyser applications มีดังนี้:

ISO 8573-1 Class	Max Pressure Dewpoint (PDP)	Typical Application	เหมาะสำหรับ GC/CEMS?
Class 2	≤ −40 °C PDP (max vapor content ~0.133 g/m³)	High-spec analyser applications, optical analysers, laser-based CEMS	แนะนำ
Class 3	≤ −20 °C PDP (max vapor content ~1.0 g/m³)	Standard analyser air, general instrument air in tropical climate	ขั้นต่ำที่ยอมรับได้
Class 4	≤ +3 °C PDP	Pneumatic conveying, general industrial process	ไม่แนะนำ
Class 5	≤ +7 °C PDP	General pneumatic tool, valve actuator	ไม่เพียงพอ
แหล่งที่มา: ISO 8573-1:2010 Table 3 (Water — Humidity and liquid water) — ค่า PDP วัดที่ line pressure ที่ analyser inlet โดย ISO 8573-3:1999 (water content measurement methods). PDP ของ Class 3 ในตารางมาตรฐานคือ ≤ −20 °C — หมายเหตุ: หลาย engineering specification เขียน “≤ −40 °C PDP” หมายถึง Class 2 ซึ่ง stricter กว่า Class 3 ให้ตรวจสอบ specification ตาม project requirement

ข้อควรระวัง — Common Misconception
ISO 8573-1 Class ที่กำหนดใน PFD (Process Flow Diagram) สำหรับ general instrument air อาจไม่เพียงพอสำหรับ analyser loop — plant instrument air header มักเป็น Class 4 หรือ Class 5 ซึ่งดีพอสำหรับ valve actuator แต่ analyser house จะต้องมี dedicated point-of-use dryer ที่ยก PDP ขึ้นสู่ Class 2 หรือ Class 3 เพื่อ protect analyser ทั้งหมดในห้อง

เหตุผลที่ Class 5 (+7 °C PDP) ไม่เพียงพอสำหรับ analyser applications สามารถอธิบายได้ง่ายด้วยจุด condensation: ถ้า supply pressure คือ 6 bar(g) และ PDP ที่ line pressure คือ +7 °C — เมื่ออากาศไหลผ่าน pressure regulator ที่ analyser inlet ซึ่ง drop pressure ลงเหลือ 1.5–2 bar(g), dewpoint ที่ lower pressure จะสูงขึ้นตามสมการ humidity partial pressure และอาจเกิด condensation ได้ก่อนถึง sample cell ของ analyser

ผลของ Moisture ต่อ Gas Chromatograph (GC) — จาก Condensation ถึง Column Damage

Gas Chromatograph วัดองค์ประกอบทางเคมีของ process gas โดยใช้หลักการ separation ผ่าน chromatographic column ที่มี stationary phase ที่ sensitive ต่อสารปนเปื้อน ความชื้นในระบบ instrument air ส่งผลต่อ GC ใน 3 ระดับที่แตกต่างกัน:

ระดับที่ 1 — Condensation ใน Sample Line

ใน high-humidity ambient conditions ของไทย ถ้า PDP ของ instrument air ที่ใช้ purge หรือ carrier ไม่ต่ำพอ จะเกิด moisture condensation ภายใน sample transport tubing (มักเป็น 316 SS หรือ Hastelloy tubing ขนาด 1/4″ หรือ 1/8″) condensate นี้ทำให้ heavy hydrocarbon components ใน process gas ถูก “absorbed” เข้าใน water film บน tube wall — ทำให้ composition ที่ถึง GC inlet ไม่ตรงกับ process stream จริง ส่งผลให้ค่า analysis ผิดพลาด

ระดับที่ 2 — Peak Broadening และ Baseline Drift

แม้ moisture ไม่ถึงระดับ condensation แต่ water vapor ที่เกินข้อกำหนดสามารถ interact กับ stationary phase ของ GC column ทำให้เกิด peak broadening — chromatographic peaks ที่ควรแหลมชัดและแยกจากกัน จะกว้างขึ้นและเหลื่อมซ้อนกัน (co-elution) ทำให้ quantitative analysis คลาดเคลื่อน โดยเฉพาะสำหรับ light hydrocarbon components ที่มี retention time ใกล้กัน เช่น C2/C3 ใน natural gas analysis

ระดับที่ 3 — Column Degradation

การสัมผัสกับ moisture ซ้ำ ๆ ในระยะยาวทำให้ stationary phase ของ GC column ถูก leach ออกหรือ deactivate — โดยเฉพาะ polar stationary phases เช่น PEG (polyethylene glycol) หรือ FFAP ที่ใช้ในการ analyze C6+ aromatics และ oxygenates ค่า column efficiency (N plates/m) จะลดลง และ column อาจต้องเปลี่ยนก่อนกำหนด (OEM column สำหรับ process GC มีราคาสูงและ lead time ยาว)

Engineering Reference — Gas Chromatograph Moisture Impact

ผลกระทบเชิงปริมาณของ Moisture ต่อ Process GC

±15%
deviation ที่พบในกรณี moisture contamination
ใน C2/C3 fraction analysis (process GC)

สาเหตุ: Water vapor ที่ PDP สูงกว่า −20 °C ใน sample carrier air ของ process GC
ผลกระทบ: Peak broadening + partial co-elution ของ C2H6 และ C3H8 fractions
แนวทางแก้ไข: ติดตั้ง point-of-use desiccant dryer ที่ analyser inlet — PDP ลงสู่ −40 °C; ปัญหาหมดไป

แหล่งอ้างอิง: ISA-7.0.01 Quality Standard for Instrument Air + CAGI ADF100 Desiccant Air Dryer Selection Guide — ข้อมูลจากกรณีศึกษาทางวิศวกรรมในอุตสาหกรรม Process Gas Analysis

CEMS และอากาศชื้น — เมื่อ Instrument Air กลายเป็น Source of Error

Continuous Emission Monitoring System (CEMS) ใช้ monitor SO₂, NO_x, CO, CO₂, O₂ และ particulate matter จาก stack gas ในโรงไฟฟ้า โรงงาน และอุตสาหกรรม — ในประเทศไทย CEMS เป็นข้อบังคับตาม พระราชบัญญัติโรงงาน พ.ศ. 2535 และ ประกาศกระทรวงอุตสาหกรรม สำหรับแหล่งกำเนิดมลพิษขนาดใหญ่ ข้อมูลจาก CEMS ถูกรายงานต่อกรมโรงงานอุตสาหกรรม (DIW) แบบ real-time

CEMS แบบ extractive (ที่นำ sample gas มายัง analyser ใน shelter) ต้องพึ่งพา instrument air ใน 3 หน้าที่:

Calibration gas delivery: ใช้ instrument air เป็น diluent หรือ carrier สำหรับ span gas และ zero gas ระหว่าง auto-calibration cycle (โดยทั่วไปทุก 24 ชั่วโมง)
Sample conditioning system purge: ใช้ instrument air purge sample filter, condensate pot และ heated sample line หลัง maintenance
Shelter pressurization: ใช้ maintain positive pressure ใน analyser shelter เพื่อป้องกัน ingress ของ corrosive stack gas components (HCl, HF, SO₃) และ flammable vapors

ถ้า instrument air ที่ใช้ใน calibration delivery มี moisture สูง — span gas concentration ที่ถูก dilute หรือ carry ด้วยอากาศชื้นจะ absorb SO₂ บางส่วน (เพราะ SO₂ highly soluble ใน water) ทำให้ actual span concentration ที่ถึง detector ต่ำกว่า certified value ผล calibration จะ offset ต่ำ และ actual stack emission reading จะถูก under-report — ซึ่งเป็น regulatory non-compliance risk

Regulatory Context — Thailand CEMS
กรมโรงงานอุตสาหกรรม (DIW) กำหนดให้ CEMS ต้องดำเนินการ QA/QC Audit ตาม Performance Specification Test (PST) ที่อิงกับ US EPA Method 7E (NO_x), Method 6C (SO₂) และ Method 3A (O₂/CO₂) คู่ขนานกัน — calibration drift ที่เกิดจาก moisture contamination จะถูกตรวจพบระหว่าง audit cycle และอาจส่งผลให้ต้องยื่น Corrective Action Report

Desiccant Dryer Sizing สำหรับ Analyser House — Purge Rate, Regeneration และ Delivery Certificate

Desiccant dryer (heatless หรือ heated) ที่ใช้กับ analyser house แตกต่างจาก dryer สำหรับ general instrument air ใน 2 ประเด็นสำคัญ: flow rate ต่ำมากแต่ต้องการ dewpoint สม่ำเสมอ และ regeneration purge ต้องไม่ทำให้ PDP spike ขึ้น

การคำนวณ Purge Rate สำหรับ Heatless Desiccant Dryer

Heatless desiccant dryer ใช้ส่วนหนึ่งของ dried air เป็น purge gas สำหรับ regenerate tower ที่ saturated — ค่า purge rate ทั่วไปอยู่ที่ 15–18% ของ rated capacity วิศวกรต้องระบุ net usable flow (ไม่ใช่ rated flow) ในการเลือกขนาด dryer:

ถ้า analyser house ต้องการ net 50 NL/min ของ dried air ที่ PDP −40 °C
และ dryer มี purge rate 15% → rated flow ต้องเป็นอย่างน้อย 50 / (1 − 0.15) = 58.8 NL/min
เลือก dryer ที่ rated ≥ 60 NL/min เพื่อ margin of safety

Regeneration Cycle และ PDP Spike

ทุกครั้งที่ heatless dryer สลับ tower (ปกติทุก 5 หรือ 10 นาที) จะมี brief PDP transient ที่ outlet เพราะ dried air ในท่อ manifold ถูก dilute ด้วยอากาศจาก tower ที่เพิ่งเริ่ม desiccation cycle ใน critical analyser applications จึงนิยมใช้ heated desiccant dryer (heatless-purge ต่ำกว่า) หรือ membrane dryer (no regeneration cycle, PDP สม่ำเสมอ) แทน heatless type ในโหมด point-of-use

การระบุ PDP ใน Rental Specification และ Delivery Certificate

เมื่อเช่าระบบ compressed air สำหรับ analyser application วิศวกรต้องระบุ requirement ใน rental specification อย่างชัดเจนเพื่อให้ผู้ให้บริการสามารถเลือก dryer configuration ที่เหมาะสม:

ระบุ PDP ที่ point of use (analyser inlet) — ไม่ใช่แค่ที่ compressor outlet — เพราะ moisture สามารถ re-enter ระบบผ่าน imperfect piping หรือ condensation ใน long distribution line
ระบุ test method ตาม ISO 8573-3:1999 (Methods for measurement of humidity) — มาตรฐานที่ยอมรับได้คือ chilled mirror hygrometer หรือ electrolytic phosphorus pentoxide sensor
ขอ Delivery Certificate ที่ระบุ measured PDP value พร้อม instrument serial number, calibration date, และ test pressure — นี่คือหลักฐานที่ใช้อ้างอิงใน CEMS QA documentation
กำหนด PDP monitoring interval ในสัญญา — แนะนำ quarterly verification สำหรับ critical analyser; และ alarm setpoint ที่ instrument air panel ถ้า PDP rising above −35 °C

Application Type	Minimum PDP Requirement	ISO 8573-1 Class	Recommended Dryer Type
Pneumatic valve actuator / positioner	−20 °C PDP (site-specific)	Class 5	Refrigeration dryer
General analyser shelter purge	−20 °C PDP	Class 3	Heatless desiccant หรือ refrigeration + post-dryer
Process GC — carrier / sample air	≤ −40 °C PDP	Class 2	Heated desiccant dryer หรือ membrane dryer
CEMS — SO₂ / NO_x calibration delivery	≤ −40 °C PDP	Class 2	Heated desiccant หรือ membrane dryer — ห้ามใช้ heatless หากไม่มี buffer volume
Laser / TDLAS optical analyser	≤ −60 °C PDP	Class 1	Heated desiccant + final membrane polisher
แหล่งที่มา: ISO 8573-1:2010, ISA-7.0.01, CAGI ADF100 Desiccant Air Dryer Selection Guide, IEC 61207-1 (Expression of performance of gas analyzers). ค่า PDP ทั้งหมดวัดที่ operating pressure (line pressure ที่ analyser inlet). ติดต่อ AERZEN Application Engineering เพื่อ site-specific dryer sizing.

ข้อกำหนด PDP สำหรับ analyser house เป็นส่วนหนึ่งของ compressed air quality specification ที่ครอบคลุมกว่านั้น — รวมถึง particle class, oil content (ISO 8573-1 Class 0 สำหรับ oil-free requirement) และ microbiological contamination สำหรับบทความอ้างอิงหลักที่ครอบคลุม Class 0 และ moisture class ทั้งหมด ดูที่ ISO 8573-1 Class 0 Hub — คู่มือฉบับสมบูรณ์ และ Instrument Air สำหรับ Oil & Gas — API 672 และ Class 0

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

PDP −40 °C กับ −40 °C dewpoint at atmospheric pressure เหมือนกันไหม?

ไม่เหมือนกัน — PDP (Pressure Dewpoint) คือ dewpoint temperature ที่วัด ที่ operating pressure ของระบบ (เช่น 6 bar g) ส่วน atmospheric dewpoint (ADP) คือ dewpoint ที่ atmospheric pressure (1 bar a). PDP −40 °C ที่ 6 bar g เทียบเท่า ADP ประมาณ −23 °C เท่านั้น — ดังนั้นถ้า instrument supplier ระบุ moisture requirement เป็น atmospheric dewpoint คุณต้องแปลงค่าก่อน เพื่อหลีกเลี่ยงการระบุ dryer spec ที่ under-powered

Refrigeration dryer สามารถ achieve PDP −40 °C ได้ไหม?

Standard refrigeration dryer (single-stage) มี performance limit ที่ประมาณ +3 °C PDP (ISO 8573-1 Class 4) เนื่องจาก refrigerant cycle ไม่สามารถ chill coolant ต่ำพอสำหรับ moisture condensation ที่ −40 °C ในเชิง thermodynamic จะต้องใช้ desiccant dryer (heatless หรือ heated) หรือ membrane dryer สำหรับ PDP ≤ −20 °C ขึ้นไป Refrigeration dryer เป็น general-purpose equipment ที่เหมาะสำหรับ general instrument air แต่ไม่ใช่สำหรับ analyser-grade applications

ถ้าใช้ AERZEN compressor rental แล้ว desiccant dryer ต้องเช่าแยกหรือรวมใน package?

AERZEN Rental Thailand จัดหาทั้งสองรูปแบบตาม project requirement — compressor rental ที่มี integrated dryer package หรือ standalone compressor ที่ customer มี existing dryer system สำหรับ analyser applications ที่ต้องการ PDP ≤ −40 °C ทีม Application Engineering จะ specify dryer type ที่เหมาะสม (heated desiccant / membrane) พร้อม PDP monitoring ใน delivery certificate ติดต่อเพื่อขอ technical consultation โดยไม่มีค่าใช้จ่าย

ISO 8573-3 คือมาตรฐานอะไร — ต้องการเพิ่มเติมจาก ISO 8573-1 อย่างไร?

ISO 8573-1 กำหนด purity classes (เป้าหมายที่ต้องการ) ส่วน ISO 8573-3:1999 (และ ISO 8573-3:2010 ฉบับปรับปรุง) กำหนด test methods สำหรับ measurement ของ water content และ humidity ในอากาศอัด มาตรฐานระบุวิธีวัดที่ยอมรับได้ เช่น electrolytic cell sensor, chilled mirror hygrometer, และ capacitive sensor — รวมถึงวิธีการ sampling, calibration requirement, และ uncertainty reporting วิศวกรที่เขียน ITP (Inspection and Test Plan) หรือ Technical Specification ควรระบุ “measurement per ISO 8573-3” ใน delivery certificate requirement

AERZEN compressor rental มี oil content ที่ระดับไหน — เกี่ยวข้องกับ analyser air อย่างไร?

AERZEN rental compressors ได้แก่ BVO (oil-free blower), BVS (Delta Screw blower), TVO (oil-free screw compressor), และ AT (Aerzen Turbo centrifugal blower) ผลิต compressed air ที่ oil content = 0 mg/m³ โดย design (oil-free machine — ไม่มี oil ใน compression chamber) ซึ่งสอดคล้องกับ ISO 8573-1 Class 0 ด้าน oil aerosol สำหรับ analyser applications นี่คือ prerequisite ที่สำคัญ — oil contamination ใน GC column จะ irreversibly damage stationary phase และ oil film บน CEMS sensor อาจทำให้ sensitivity ลดลงถาวร การใช้ oil-free compressor ตัดความเสี่ยงนี้ออกจาก root cause analysis ทั้งหมด

ขอ Specification Consultation สำหรับ Analyser Instrument Air

Rent a solution. Expect performance.

AERZEN Rental Thailand ให้บริการ oil-free compressed air ระดับ ISO 8573-1 Class 0 พร้อม desiccant dryer package สำหรับ analyser house — ครอบคลุมการจัดทำ PDP delivery certificate ตาม ISO 8573-3 และ technical consultation สำหรับ GC/CEMS application โดยทีม Application Engineering