ปั๊มหอยโข่ง
(centrifugal
pump) จัดว่าเป็นปั๊ม
(หรือบางทีก็เรียกว่า
"เครื่องสูบ")
ที่ใช้งานกันแพร่หลายมากที่สุดในโรงงาน
สำหรับสถานที่ที่มีไฟฟ้าเข้าถึงก็มักจะใช้มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นตัวขับเคลื่อนปั๊มหอยโข่ง
แต่สำหรับปั๊มที่มีการเคลื่อนย้ายสถานที่ติดตั้งไปได้เรื่อย
ๆ (เช่นปั๊มใช้สูบน้ำท่วม)
ก็อาจใช้เครื่องยนต์เป็นตัวขับเคลื่อน
ซึ่งเครื่องยนต์อาจไปหมุมปั๊มโดยตรงหรือไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับมอเตอร์ที่หมุนปั๊มอีกทีก็ได้
แต่ก็มีบ้างเหมือนกันที่ใช้ "ไอน้ำ" เป็นตัวขับเคลื่อน ทั้งนี้อาจเป็นเพราะตัวโรงงานสามารถผลิตไอน้ำได้มากเกินความต้องการสำหรับการถ่ายเทความร้อน หรือเป็นเพราะต้องการเพิ่มเสถียรภาพให้กับระบบ โดยเฉพาะกับปั๊มตัวสำคัญ ทั้งนี้เพราะถ้าเป็นปั๊มที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า และทางโรงงานเองซื้อไฟฟ้าจากผู้ผลิตภายนอกทั้งหมด ทางโรงงานจะไม่มีทางทราบได้เลยว่าไฟฟ้าที่ซื้อมานั้นจะเกิดเหตุขัดข้องเมื่อใดบ้าง เพื่อเป็นการป้องกันการสูญเสียดังกล่าวทางโรงงานก็อาจทำการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองสำหรับจ่ายไฟฟ้าให้กับมอเตอร์ไฟฟ้าของปั๊มตัวสำคัญนั้นโดยตรง (สำหรับโรงงานที่ไม่มีการใช้ไอน้ำหรือไม่ได้ใช้ไอน้ำที่ความดันสูงเพียงพอที่จะขับเคลื่อนกังหันไอน้ำ) หรือไม่ก็เปลี่ยนระบบขับเคลื่อนจากมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นกังหันไอน้ำ (สำหรับโรงงานที่มีการผลิตไอน้ำใช้อยู่แล้ว)
เนื่องจากปั๊มหอยโข่งจัดเป็นอุปกรณ์ที่มีจำนวนการใช้งานที่มากตัวหนึ่งในโรงงาน และยังมีการใช้กับของเหลวที่มีอุณหภูมิ ความดัน และคุณสมบัติทางเคมีแตกต่างกัน แถมยังมีรูปแบบการติดตั้งท่อด้านขาเข้าที่แตกต่างกัน ดังนั้นการเขียนคู่มือสำหรับการเริ่มต้นเดินเครื่องปั๊มหอยโข่งจึงขึ้นอยู่กับรูปแบบการติดตั้ง ชนิดและอุณหภูมิของของเหลวที่ทำการสูบ และสภาพการทำงาน เช่น
- เริ่มต้นเดินเครื่องจากสภาพที่ไม่มีของเหลวทั้งด้านขาเข้าและด้านขาออก เช่นเมื่อโรงงานเริ่มต้นเดินเครื่องหลังสร้างเสร็จหรือการ shut down ที่มีการระบายของเหลวทุกอย่างออกจากระบบ
- เริ่มต้นเดินเครื่องเมื่อมีของเหลวอยู่ทางด้านขาออก เช่นการเริ่มเดินเครื่องปั๊มสำรอง (spare pump) ที่ติดตั้งอยู่คู่กับปั๊มหลักเพื่อทำการซ่อมแซมปั๊มหลัก หรือการเริ่มต้นเดินเครื่องปั๊มหลักหลังการซ่อมแซมเสร็จ ก่อนที่จะทำการปิดเครื่องปั๊มสำรอง
แต่ก็มีบ้างเหมือนกันที่ใช้ "ไอน้ำ" เป็นตัวขับเคลื่อน ทั้งนี้อาจเป็นเพราะตัวโรงงานสามารถผลิตไอน้ำได้มากเกินความต้องการสำหรับการถ่ายเทความร้อน หรือเป็นเพราะต้องการเพิ่มเสถียรภาพให้กับระบบ โดยเฉพาะกับปั๊มตัวสำคัญ ทั้งนี้เพราะถ้าเป็นปั๊มที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า และทางโรงงานเองซื้อไฟฟ้าจากผู้ผลิตภายนอกทั้งหมด ทางโรงงานจะไม่มีทางทราบได้เลยว่าไฟฟ้าที่ซื้อมานั้นจะเกิดเหตุขัดข้องเมื่อใดบ้าง เพื่อเป็นการป้องกันการสูญเสียดังกล่าวทางโรงงานก็อาจทำการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองสำหรับจ่ายไฟฟ้าให้กับมอเตอร์ไฟฟ้าของปั๊มตัวสำคัญนั้นโดยตรง (สำหรับโรงงานที่ไม่มีการใช้ไอน้ำหรือไม่ได้ใช้ไอน้ำที่ความดันสูงเพียงพอที่จะขับเคลื่อนกังหันไอน้ำ) หรือไม่ก็เปลี่ยนระบบขับเคลื่อนจากมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นกังหันไอน้ำ (สำหรับโรงงานที่มีการผลิตไอน้ำใช้อยู่แล้ว)
เนื่องจากปั๊มหอยโข่งจัดเป็นอุปกรณ์ที่มีจำนวนการใช้งานที่มากตัวหนึ่งในโรงงาน และยังมีการใช้กับของเหลวที่มีอุณหภูมิ ความดัน และคุณสมบัติทางเคมีแตกต่างกัน แถมยังมีรูปแบบการติดตั้งท่อด้านขาเข้าที่แตกต่างกัน ดังนั้นการเขียนคู่มือสำหรับการเริ่มต้นเดินเครื่องปั๊มหอยโข่งจึงขึ้นอยู่กับรูปแบบการติดตั้ง ชนิดและอุณหภูมิของของเหลวที่ทำการสูบ และสภาพการทำงาน เช่น
- เริ่มต้นเดินเครื่องจากสภาพที่ไม่มีของเหลวทั้งด้านขาเข้าและด้านขาออก เช่นเมื่อโรงงานเริ่มต้นเดินเครื่องหลังสร้างเสร็จหรือการ shut down ที่มีการระบายของเหลวทุกอย่างออกจากระบบ
- เริ่มต้นเดินเครื่องเมื่อมีของเหลวอยู่ทางด้านขาออก เช่นการเริ่มเดินเครื่องปั๊มสำรอง (spare pump) ที่ติดตั้งอยู่คู่กับปั๊มหลักเพื่อทำการซ่อมแซมปั๊มหลัก หรือการเริ่มต้นเดินเครื่องปั๊มหลักหลังการซ่อมแซมเสร็จ ก่อนที่จะทำการปิดเครื่องปั๊มสำรอง
รูปที่ ๑ ตัวอย่างการติดตั้งปั๊มหอยโข่งเพื่อสูบน้ำจากแหล่งน้ำที่อยู่ต่ำกว่าระดับติดตั้งปั๊ม (suction lift)
ดังนั้นใน Memoir ฉบับนี้จึงจะขอยกตัวอย่างแนวทางการเขียนคู่มือเริ่มเดินเครื่องปั๊มหอยโข่ง โดยพยามยามจะให้ครอบคลุมถึงปัจจัยต่าง ๆ ที่ควรต้องคำนึงให้มากที่สุด (เท่าที่จะนึกออกในขณะที่เขียน) เพื่อให้ผู้ที่เริ่มเรียนรู้ได้มีแนวทางในการเขียนคู่มือการใช้งาน
ปั๊มหอยโข่งนั้นไม่สามารถทำสุญญากาศได้เพียงพอที่จะดูดของเหลวจากระดับที่ต่ำกว่าตำแหน่งติดตั้งปั๊มได้ ดังนั้นก่อนที่ปั๊มจะสามารถทำการจ่ายของเหลวออกไปได้นั้นจำเป็นต้องมีการเติมของเหลวให้เต็มตัวปั๊มก่อน ถ้าเป็นปั๊มจุ่มหรือที่เรียกว่าไดโว่นั้น เราจมทั้งตัวปั๊ม (คือส่วนที่มีใบพัด) และตัวมอเตอร์ (ส่วนที่ทำหน้าที่หมุนใบพัด) ลงไปในของของเหลว (ปรกติก็ใช้กับน้ำ) ถ้าเป็นแบบนี้ก็ไม่ต้องห่วงเรื่องการเติมของเหลวให้เต็มตัวปั๊ม แต่ถ้าเป็นปั๊มชนิดที่ติดตั้งบนบก ก็ต้องหาวิธีการเติมน้ำให้เต็มตัวปั๊มก่อนให้ได้
เริ่มจากกรณีแรกก่อนที่เป็นการสูบน้ำจากแหล่งน้ำที่อยู่ต่ำกว่าท่อทางเข้าของปั๊มน้ำตามระบบที่แสดงในรูปที่ ๑ โดยสมมุติว่าท่อทั้งด้านขาเข้าและด้านขาออกนั้นไม่มีของเหลว การติดตั้งแบบนี้พบเห็นทั่วไปในการสูบน้ำจากแหล่งน้ำต่าง ๆ
ปั๊มจะเริ่มจ่ายของเหลวออกไปได้ก็ต่อเมื่อมันสามารถสูบของเหลวเข้ามาในปั๊มได้ แต่เนื่องจากปั๊มหอยโข่งไม่มีความสามารถในการทำสุญญากาศได้มากพอที่จะดูดน้ำขึ้นมาหาตัวปั๊ม ดังนั้นก่อนจะเริ่มเดินเครื่องปั๊มจึงต้องมีการ "ล่อน้ำ" (หรือที่ภาษาอังกฤษเรียกว่า priming) ก่อน การ "ล่อน้ำ" ในที่นี้ก็คือการเติมน้ำให้เต็มจากปลายท่อด้านที่จุ่มอยู่ในน้ำจนมันท่วมตัวปั๊ม ดังนั้นการติดตั้งปั๊มแบบนี้จึงมักจะมีวาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับ (check valve หรือ non-return valve) ติดตั้งอยู่ที่ปลายด้านที่จุ่มอยู่ในน้ำ วาล์วกันการไหลย้อนกลับที่ติดตั้งที่ปลายท่อแบบนี้เรียกว่า foot valve คือมันจะยอมให้น้ำจากแหล่งภายนอกไหลเข้าไปในท่อดูดได้ แต่จะป้องกันไม่ให้น้ำในท่อดูดไหลออก
ดังนั้นในการเขียนคู่มือการเดินเครื่อง (operating manual) สำหรับการเริ่มเดินปั๊มเมื่อไม่มีของเหลวในปั๊ม เราอาจเริ่มต้นจาก (ไม่จำเป็นต้องทำตามนี้เสมอไป แต่หลักสำคัญก็คือสิ่งใดต้องทำก่อนก็ต้องมาก่อนสิ่งที่ต้องทำทีหลัง)
๒. เปิดวาล์ว V1 และ V2 ให้สุด
๓. ทำการล่อน้ำโดยเติมน้ำด้วยการ .... (ตรงนี้ขึ้นอยู่กับว่าเป็นปั๊มขนิดไหนและออกแบบระบบไว้อย่างไร)....
๔. กดสวิตช์เริ่มเดินเครื่องปั๊ม
๕. เปิด V3 จนสุด
ส่วนวาล์วด้านขาออก V3 นั้นควรจะอยู่ในตำแหน่ง ปิด หรือ slightly open หรือ half open นั้นขึ้นอยู่กับของเหลวที่ทำการสูบว่ามีอุณหภูมิใกล้จุดเดือดหรือไม่ และระบบท่อนั้นมีการติดตั้ง minimum flow line (หรือ kick back line) หรือไม่ โดยปรกติแล้วถ้าหากมีการติดตั้ง minimum flow line ก็มักจะเปิดวาล์ว (V2 - ถ้ามี) ที่ minimum flow line นี้เอาไว้โดยปิดวาล์วด้านขาออก V3 แต่ถ้าไม่มี minimum flow line ก็ต้องกลับมาพิจารณาอุณหภูมิของของเหลวที่ปั๊มทำการสูบ ถ้าหากเป็นของเหลวที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเดือดของของเหลวนั้นมาก ก็สามารถปิด V3 เอาไว้ได้ แต่ถ้าเป็นของเหลวที่มีอุณหภูมิใกล้จุดเดือด ก็อาจต้องเปิด V3 เอาไว้บ้าง แต่จะไม่เปิดจนสุด ที่ผมเคยเจอที่เปิดมากที่สุดคือเปิดเอาไว้ครึ่งนึง โดยเป็นปั๊มสูบกลับไอน้ำที่ควบแน่น (steam condensate) ที่มีอุณหภูมิสูงและส่งกลับไปยังหม้อน้ำความดันสูง
minimum flow line มักจะมีในกรณีที่มีโอกาสที่ท่อด้านขาออกจะถูกปิด ทำให้ไม่มีของเหลวไหลผ่านปั๊มได้ เช่นในกรณีที่มีการติดตั้งวาล์วควบคุมการไหลไว้ทางด้านขาออก
รูปที่ ๒ ปั๊มน้ำที่สูบน้ำจากบ่อพักใต้อาคารเพื่อจ่ายไปยังอาคารชั้นต่าง ๆ ปั๊มตัวนี้มีกรวยสำหรับกรอกน้ำเพื่อการล่อน้ำอยู่ที่ตัวปั๊มดังแสดงในรูป
ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๑๒๒ วันพฤหัสบดีที่ ๑๘ กุมภาพันธ์ ๒๕๕๓ เรื่อง "ฝึกงานภาคฤดูร้อน๒๕๕๓ ตอนที่ ๖ ระบบ pipingของปั๊มหอยโข่ง"
ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๑๒๘ วันพฤหัสบดีที่ ๔ มีนาคม ๒๕๕๓ เรื่อง "ฝึกงานภาคฤดูร้อน ๒๕๕๓ ตอนที่ ๘ NetPositive Suction Head (NPSH)"
ปีที่ ๔ ฉบับที่ ๔๕๖ วันจันทร์ที่ ๒๘ พฤษภาคม ๒๕๕๕ เรื่อง "เก็บตกฝึกงานฤดูร้อน๒๕๕๕"
ปีที่ ๔ ฉบับที่ ๔๖๕ วันเสาร์ที่ ๑๖ มิถุนายน ๒๕๕๕ เรื่อง "ปั๊มน้ำดับเพลิงในอาคาร"
แต่ก็มีเหมือนกันสำหรับปั๊มหอยโข่งชนิดที่เรียกสามารถล่อน้ำเองได้หรือ self priming นั้น (เช่นตัวอย่างที่นำมาให้ดูในรูปที่ ๓ ข้างล่าง) แม้ว่าจะไม่ต้องทำการเติมน้ำให้เต็มท่อ แต่ก็ต้องเติมน้ำเข้าไปในตัวปั๊มก่อน มันจึงจะสามารถทำการล่อน้ำด้วยตนเองน้ำ (ปั๊มที่ซื้อมามันไม่มีน้ำเติมอยู่ข้างในให้หรอก คนใช้ต้องเติมเอาเอง) รายละเอียดการทำงานของของปั๊มชนิดนี้ไม่ขอกล่าวในที่นี้
ที่เห็นในโรงงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ ปั๊มหอยโข่งที่ใช้ในหน่วยผลิตต่าง ๆ จะติดตั้งที่ระดับต่ำกว่าระดับผิวของเหลวที่จะทำการสูบ (เรียกว่า flooded suction) เช่นตัวอย่างที่แสดงในรูปที่ ๔ ในกรณีเช่นนี้จะไม่มีปัญหาเรื่องการล่อน้ำ (ขอใข้คำว่าน้ำก็แล้วกัน แม้ว่าของเหลวนั้นจะไม่ใช่น้ำ) เพราะเพียงแค่เปิดวาล์วด้านขาเข้า (V1) ของเหลวก็จะไหลเข้าสู่ตัวปั๊มได้เอง แต่ที่มีปัญหามากกว่าน่าจะเป็นว่าทำอย่างไรจึงจะทำให้อากาศ (หรือแก๊ส) ทึ่อยู่ในระบบท่อและตัวปั๊มนั้นระบายออกไป ไม่เช่นนั้นของเหลวก็จะไหลเข้าตัวปั๊มไม่ได้
สมมุติว่าเริ่มจากการที่ท่อด้านขาออกยังไม่มีของเหลวใด ๆ ถ้าระบบ piping รอบตัวปั๊มนั้นมีท่อ minimum flow line อยู่ และท่อนี้ย้อนกลับไปยังถังเก็บของเหลวโดยปลายท่อด้านถังเก็บของเหลวนั้นอยู่สูงกว่าระดับของเหลวในถัง ดังนั้นด้วยการเปิดวาล์วด้านขาเข้า (V1) และวาล์วท่อไหลย้อนกลับ (V2) โดยที่วาล์วด้านขาออก (V3) ปิดอยู่นั้น ของเหลวก็สามารถไหลเข้าเต็มทั้งท่อด้านขาเข้าและตัวปั๊มได้
แต่ถ้าไม่มีท่อไหลย้อนกลับ หรือท่อไหลย้อนกลับนั้นไม่ได้กลับไปที่ถังเก็บของเหลว แต่กลับไปเพียงแค่ท่อด้านขาเข้า การเปิดเพียงแค่วาล์วด้านขาเข้า (V1) และวาล์วท่อไหลย้อนกลับ (V2) โดยที่วาล์วด้านขาออก (V3) ปิดอยู่นั้นจะทำให้ของเหลวไหลเข้าตัวปั๊มได้ไม่เต็ม เพราะอากาศ (หรือแก๊ส) ที่อยู่ในระบบท่อจะถูกอัดขึ้นไปทางด้านท่อขาออก ดังนั้นในกรณีนี้อาจต้องมีการเปิดวาล์วด้านขาออก (V3) ช่วยเพื่อให้อากาศ (หรือแก๊ส) ที่เดิมอยู่ในปั๊มนั้นไหลออกไปได้
รูปที่ ๔ ตัวอย่างการติดตั้งปั๊มหอยโข่งที่ระดับของเหลวด้านขาเข้าอยู่สูงกว่าตั้งปั๊ม
๒. เปิดวาล์ว V2 ให้สุด
๓. ค่อย ๆ เปิด V1 เพื่อเติมของเหลวเข้าในในตัวปั๊ม (แก๊สในตัวปั๊มจะระบายออกทางท่อไหลย้อนกลับ) จนกระทั่งเปิด V1 จนสุด
๔. กดสวิตช์เริ่มเดินเครื่องปั๊ม
๕. เปิด V3 จนสุด
๒. เปิดวาล์ว V3 เพียงเล็กน้อย (เพื่อการระบายแก๊สที่อยู่ในตัวปั๊มออกไป)
๓. ค่อย ๆ เปิด V1 เพื่อเติมของเหลวเข้าในในตัวปั๊ม จนกระทั่งเปิด V1 จนสุด
๔. กดสวิตช์เริ่มเดินเครื่องปั๊ม
๕. เปิด V3 จนสุด
ปั๊มหอยโข่งจะทำงานได้ดีเมื่อ "ไม่มี" อากาศ (หรือแก๊ส) ค้างอยู่ในท่อทางเข้าและในตัวเรือน (housing หรือ casing) ของปั๊ม การป้องกันไม่ให้มีอากาศ (หรือแก๊ส) ค้างอยู่ในท่อด้านขาเข้าทำได้ด้วยการวางท่อให้มีการลาดเอียงเล็กน้อย ในกรณีของการสูบของเหลวจากระดับที่ต่ำกว่าตัวปั๊ม (รูปที่ ๑) ท่อควรวางลาดเอียงสูงขึ้นมาทางตัวปั๊ม เพื่อที่อากาศที่อยู่ในท่อด้านขาเข้าจะระบายออกทางด้านขาออกของตัวปั๊มผ่านตัวปั๊มไป แต่ถ้าเป็นปั๊มที่ระดับของเหลวด้านขาเข้าสูงกว่าระดับปั๊ม (รูปที่ ๒) ท่อด้านขาเข้าจะลาดเอียงต่ำลงมาทางตัวปั๊มเพื่อให้แก๊สในท่อด้านขาเข้านั้นลอยออกไปทางทิศด้านสูบของเหลวเข้า
ในส่วนของตัวปั๊มเองนั้นเพื่อป้องกันไม่ให้มีอากาศ (หรือแก๊ส) ค้างอยู่ในตัวปั๊ม (ณ ตำแหน่งด้านบนสุดของตัวเรือน) จึงมักจะวางท่อทางออกไว้ที่ตำแหน่งบนสุด (รูปที่ ๕ ซ้ายและกลาง) แต่ก็มีบ้างเหมือนกันที่ตำแหน่งท่อทางออกนั้นไม่ได้อยู่ ณ จุดสูงสุดของตัวเรือน แต่อยู่ทางด้านข้าง (รูปที่ ๕ ขวา) ในกรณีหลังนี้จะมีอากาศ (หรือแก๊ส) ค้างอยู่ในตัวเรือนได้ เพื่อไล่อากาศออกจากบริเวณดังกล่าวจึงมักมีการติดตั้ง vent valve ไว้ที่ตำแหน่งดังกล่าว ดังนั้นสำหรับปั๊มที่มีลักษณะเช่นนี้เวลาที่เติมของเหลวเข้าในตัวปั๊มจึงควรมีการระบุไว้ในคู่มือปฏิบัติการไว้ด้วยว่าให้เปิด vent valve ดังกล่าว (สำหรับของเหลวอันตรายเช่นน้ำมันเชื้อเพลิง อาจเปิดเพียงแค่ crack open ก็พอ เพื่อไม่ให้ของเหลวนั้นรั่วไหลออกมามากเกินไป เพราะในขณะนี้ของเหลวด้านขาเข้าปั๊มมีความดันเนื่องจากระดับความสูงของของเหลที่สูงกว่าปั๊ม) ในกรณีเช่นนี้เราอาจต้องเขียนคู่มือการปฏิบัติงาน (ขอยกตัวอย่างสำหรับระบบที่มีท่อไหลย้อนกลับตามรูปที่ ๔) ดังนี้
๒. เปิดวาล์ว V2 ให้สุด
๓. ค่อย ๆ เปิด V1 เพื่อเติมของเหลวเข้าในในตัวปั๊ม (แก๊สในตัวปั๊มจะระบายออกทางท่อไหลย้อนกลับ) จนกระทั่งเปิด V1 จนสุด
๔. crack open vent valve ที่อยู่ด้านบนของตัวเรือนเพื่อไล่แก๊สออก พอเห็นของเหลวซึมออกมากก็ให้ปิด vent valve
๕. กดสวิตช์เริ่มเดินเครื่องปั๊ม
๕. เปิด V3 จนสุด
รูปที่ ๕ ตำแหน่งท่อทางออกจากตัวเรือนของปั๊มหอยโข่ง (ซ้ายและกลาง) ทางออกอยู่ที่ระดับสูงสุดของตัวเรือน (ขวา) ทางออกอยู่ที่ระดับต่ำกว่าจุดสูงสุดของตัวเรือน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น