ปั๊ม น้ํา ที่ ลง ใต้ น้ํา ทํา งาน อย่าง ไร?

1. บทนำ

ปั๊มน้ำใต้น้ำคืออะไร?

ปั๊มน้ำแบบจุ่มคือปั๊มแบบแรงเหวี่ยงและมีมอเตอร์ไฟฟ้ารวมอยู่ในหน่วยเดียวที่ปิดผนึกอย่างแน่นหนา ซึ่งออกแบบมาเพื่อทำงานโดยจุ่มของเหลวที่สูบไว้อย่างสมบูรณ์ ต่างจากปั๊มติดผิวน้ำนั่นเองดึงน้ำผ่านการดูด, ปั๊มจุ่มผลักดันน้ำขึ้นจากต่ำกว่าระดับของเหลว การออกแบบนี้ช่วยลดความจำเป็นในการรองพื้นและลดความเสี่ยงของการเกิดโพรงอากาศ ซึ่งเป็นปัญหาทั่วไปในระบบดูด

การใช้งานทั่วไป

ปั๊มจุ่มถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายภาคส่วน:

• น้ำประปาในประเทศ
• การชลประทานการเกษตร
• ระบบน้ำและน้ำเสียของเทศบาล
• การก่อสร้างการแยกน้ำและการระบายน้ำ
• การจัดการสิ่งปฏิกูลและสารละลาย
• กระบวนการทางอุตสาหกรรม รวมถึงลิฟต์เทียมในบ่อน้ำมันผ่านปั๊มจุ่มไฟฟ้า (ESP)

ความสามารถในการทำงานอย่างมีประสิทธิภาพเมื่อวางไว้ใต้พื้นผิวของไหล ทำให้เหมาะสำหรับบ่อน้ำลึก ห้องใต้ดินที่มีน้ำท่วม บ่อ และสภาพแวดล้อมอื่นๆ ที่จมอยู่ใต้น้ำ

ผลักและดึง: ทำไมมันถึงสำคัญ

เนื่องจากปั๊มจุ่มจะดันแทนที่จะดึงของเหลว จึงหลีกเลี่ยงข้อจำกัดโดยธรรมชาติของการยกดูด เช่น การล็อคไอ การยึดเกาะของอากาศ และการเกิดโพรงอากาศ การผสานรวมมอเตอร์และใบพัดอย่างใกล้ชิดยังช่วยลดความยาวของเพลา ลดการสึกหรอทางกล และปรับปรุงความน่าเชื่อถือ

2. ส่วนประกอบสำคัญ

• มอเตอร์ปิดผนึกอย่างผนึกแน่น: บรรจุอยู่ในกล่องกันน้ำ มักเติมน้ำมันอิเล็กทริกหรือป้องกันด้วยซีลที่ทนทาน โดยจะขับเคลื่อนเพลาใบพัดในขณะที่ยังคงแยกตัวออกจากตัวกลางที่ถูกสูบ

• ใบพัดและตัวกระจายลม (การออกแบบหลายขั้นตอน): เรือดำน้ำส่วนใหญ่ใช้ใบพัดแบบแรงเหวี่ยง—แบบเดี่ยวหรือแบบเรียงซ้อนในหลายขั้นตอน ใบพัดแต่ละตัวจะเพิ่มพลังงานจลน์ ตัวกระจายหรือก้นหอยจะแปลงความเร็วนี้เป็นความดัน ด่านเพิ่มเติม = เฮดรวมที่สูงขึ้น

• เพลา แบริ่ง และข้อต่อ: เพลาส่งแรงบิดจากมอเตอร์ไปยังใบพัด ตลับลูกปืน (โดยทั่วไปคือบุชชิ่งในสภาพแวดล้อมที่เปียก) ให้การสนับสนุนในแนวรัศมีและมีระยะห่างตามเพลาในยูนิตแบบหลายขั้น

• ซีล ถังเก็บน้ำมัน และเซ็นเซอร์ความชื้น: ซีลแมคคานิคอลคู่ช่วยปกป้องมอเตอร์ โดยซีลหลักด้านหนึ่งหันหน้าไปทางของเหลว (การรับแรงกดและการเสียดสี) และซีลสำรองรองจะทำหน้าที่สำรอง ห้องบรรจุน้ำมันจะหล่อลื่นและเป็นฉนวนของซีล ในขณะที่เซ็นเซอร์ความชื้นจะแจ้งเตือนผู้ปฏิบัติงานถึงความล้มเหลวของซีลตั้งแต่เนิ่นๆ

• หน้าจอไอดี / ฟุตวาล์ว / หัวจ่าย: ช่องทางเข้าช่วยให้ของเหลวไหลเข้าได้ในขณะที่กรองเศษขยะขนาดใหญ่ ในการใช้งานที่ดี ฟุตวาล์วแบบกรองจะป้องกันการไหลย้อนกลับและรับประกันการรองพื้นที่สม่ำเสมอ ทางระบายจะเชื่อมต่อกับท่อไรเซอร์ที่นำน้ำขึ้นสู่ผิวน้ำ

• สายไฟและต่อมเข้าสายเคเบิล: สายเคเบิลสำหรับงานหนักและจุ่มใต้น้ำพร้อมข้อต่อกันน้ำที่ส่งกำลัง การเลือกสายเคเบิลที่เหมาะสมและการปิดผนึกที่จุดเริ่มต้นมีความสำคัญอย่างยิ่งในการป้องกันน้ำเข้า

• ส่วนประกอบพิเศษ (สำหรับ ESP): ปั๊มจุ่มไฟฟ้าบ่อน้ำมันมักจะมีตัวแยกก๊าซ ตัวป้องกันมอเตอร์ และวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนเพื่อรองรับการไหลแบบหลายเฟส (น้ำมัน/ก๊าซ/น้ำ) ภายใต้สภาวะใต้หลุมเจาะที่รุนแรง

3. หลักการทำงาน – ทีละขั้นตอน

1. ปริมาณของเหลว: น้ำไหลผ่านตัวกรองไอดีด้านล่าง และกรองเพื่อแยกของแข็งขนาดใหญ่ออก
2. การเร่งความเร็วของใบพัด: มอเตอร์หมุนเพลาและใบพัดด้วยความเร็วสูง โดยให้พลังงานจลน์แก่ของไหล
3. การแปลงพลังงาน: เมื่อของไหลความเร็วสูงออกจากใบพัดแต่ละตัว มันจะผ่านตัวกระจายหรือรูปก้นหอย โดยที่ความเร็วจะถูกแปลงเป็นความดัน
4. การเพิ่มประสิทธิภาพแบบหลายขั้นตอน(ถ้ามี): ในปั๊มแบบหลายใบพัด กระบวนการนี้จะทำซ้ำในคู่ใบพัด-ตัวกระจายที่ต่อเนื่องกัน โดยจะค่อยๆ เพิ่มแรงดัน (ส่วนหัว)
5. ปลดประจำการ: น้ำที่มีแรงดันจะไหลเข้าสู่ช่องระบายและถูกดันขึ้นผ่านท่อไรเซอร์ไปยังพื้นผิวหรือจุดรวบรวม

หมายเหตุเกี่ยวกับการทำความเย็น: มอเตอร์แบบจุ่มใต้น้ำส่วนใหญ่อาศัยของเหลวที่อยู่รอบๆ เพื่อระบายความร้อน การทำงานแบบแห้งแม้จะเป็นเวลาสั้นๆ อาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปอย่างรวดเร็ว ซีลเสียหาย และมอเตอร์ทำงานผิดปกติ

4. ประเภทและตัวแปร

• ปั๊มน้ำเสีย/น้ำเสีย: มีใบพัดแบบช่องเปิด กระแสน้ำวน หรือใบพัดแบบบดเพื่อจัดการกับของแข็งโดยไม่เกิดการอุดตัน ช่องว่างภายในที่ใหญ่ขึ้นรองรับเศษผ้า เศษซาก และตะกอน
• ปั๊มจุ่มไฟฟ้า (ESP): ใช้ในการผลิตน้ำมันและก๊าซสำหรับลิฟต์เทียม ออกแบบมาสำหรับอัตราการไหลสูง หัวที่สูง และสภาวะหลุมเจาะที่รุนแรง มักจะมีความสามารถในการจัดการก๊าซ

5. ปัจจัยพื้นฐานด้านประสิทธิภาพ: เฮด, โฟลว์ และประสิทธิภาพ

• เส้นโค้งปั๊มและจุดใช้งาน: ปั๊มแต่ละตัวมีหัวกราฟแสดงสมรรถนะ (ความดัน) เทียบกับอัตราการไหล จุดปฏิบัติงานจริงคือจุดที่เส้นโค้งนี้ตัดกับเส้นโค้งความต้านทานของระบบ ดำเนินงานใกล้กับคะแนนประสิทธิภาพที่ดีที่สุด (BEP)เพิ่มอายุการใช้งานและลดการใช้พลังงาน
• การนับขั้นตอนและการออกแบบใบพัด: ด่านเพิ่มเติมจะเพิ่มส่วนหัวสูงสุด ทางเดินของใบพัดที่ใหญ่ขึ้นช่วยปรับปรุงการจัดการของแข็ง แต่อาจลดประสิทธิภาพหรือต้องใช้กำลังมอเตอร์มากขึ้น

6. การติดตั้งและบูรณาการระบบ

• การติดตั้ง Well vs. Sump-

  • ในบ่อ: ปั๊มถูกแขวนไว้บนท่อหยดภายในท่อ ซึ่งอยู่ต่ำกว่าระดับน้ำคงที่เพื่อการระบายความร้อนและไอดีที่เชื่อถือได้
  • ในบ่อหรือหลุม: อาจพักบนฐานหรือแท่นลอยได้ ให้แน่ใจว่ามีการจมอยู่ใต้น้ำและกวาดล้างเศษซากอย่างเพียงพอ

• การป้องกันไฟฟ้า: การป้องกันที่สำคัญได้แก่:

  • สตาร์ทมอเตอร์และรีเลย์โอเวอร์โหลด
  • การป้องกันข้อผิดพลาดกราวด์ (GFCI/RCD)
  • เซ็นเซอร์แบบ Dry-run และตัวตัดความร้อน

• ตรวจสอบวาล์วและท่อ: วาล์วกันไหลกลับ (ตรวจสอบ) ป้องกันการไหลย้อนกลับเมื่อปั๊มหยุด ช่วยรักษาอัตราการไหลกลับและลดค้อนน้ำ ท่อไรเซอร์ที่มีขนาดเหมาะสมจะช่วยลดการสูญเสียแรงเสียดทานและรักษาประสิทธิภาพของระบบ

7. การบำรุงรักษา โหมดความล้มเหลว และการแก้ไขปัญหา

เคล็ดลับการบำรุงรักษาตามปกติ-

• ตรวจสอบสายไฟและต่อมด้วยสายตา
• ตรวจสอบสัญญาณเตือนที่แผงควบคุมและบันทึกของเซ็นเซอร์
• ติดตามกระแสการทำงาน ความดัน และอุณหภูมิ
• ดึงปั๊มเป็นระยะๆ เพื่อตรวจสอบซีล/แบริ่ง (ความถี่ขึ้นอยู่กับรอบการทำงานและความแรงของของไหล)

8. ข้อดี ข้อจำกัด และรายการตรวจสอบการคัดเลือก

ข้อดี

• ทำงานเงียบ (มอเตอร์อู้อี้ด้วยน้ำ)
• ประสิทธิภาพสูงและมีขนาดกะทัดรัด
• ไม่จำเป็นต้องรองพื้น
• เหมาะสำหรับการติดตั้งแบบลึกหรือระยะไกล

ข้อจำกัด

• ซีลเป็นจุดเกิดความล้มเหลวที่สำคัญ
• การเรียกเข้ารับบริการอาจใช้แรงงานเข้มข้น
• ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานแบบแห้ง

รายการตรวจสอบการคัดเลือก

✅ ประเภทของเหลว (น้ำสะอาด น้ำเสีย สารละลาย น้ำมัน?)
✅ ขนาดและความเข้มข้นของของแข็ง → เลือกประเภทใบพัดตามความเหมาะสม
✅ อัตราการไหลที่ต้องการและเฮดไดนามิกทั้งหมด → ตรงกับเส้นโค้งของปั๊ม
✅ แหล่งจ่ายไฟ (แรงดันไฟฟ้า เฟส ความเข้ากันได้กับ VFD)
✅ข้อกำหนดความลึกในการติดตั้งและความเย็น
✅ การเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษาและการเรียกคืน

9. คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

ถาม: ปั๊มจุ่มสามารถทำงานแบบแห้งได้หรือไม่
ตอบ: โดยทั่วไปแล้วเลขที่- ส่วนใหญ่อาศัยของเหลวที่อยู่รอบๆ เพื่อระบายความร้อน การทำงานแบบแห้งทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปอย่างรวดเร็ว ซีลไหม้ และมอเตอร์ทำงานผิดปกติ บางรุ่นมีการป้องกันแบบ dry-run แต่ควรหลีกเลี่ยงโดยสิ้นเชิง

ถาม: ทำไมปั๊มของฉันถึงส่งเสียงฮัมแต่ไม่ขยับน้ำ
ตอบ: สาเหตุที่เป็นไปได้ ได้แก่:

• ปัญหาทางไฟฟ้า (ตัวเก็บประจุ สตาร์ทเตอร์ หรือเฟสเสีย)
• การอุดตันทางกล (ไอดีอุดตันหรือใบพัดยึด)
• แอร์ล็อคหรือระดับของเหลวต่ำ
  เริ่มต้นด้วยการตรวจสอบส่วนประกอบกำลัง จากนั้นตรวจสอบไอดีและการหมุนใบพัด

ถาม: ปั๊มจุ่มมีอายุการใช้งานนานแค่ไหน?
ตอบ: อายุขัยแตกต่างกันไปมาก:

• ปั๊มน้ำบ่อน้ำสะอาด: อายุ 10–15+ ปี ด้วยการดูแลที่เหมาะสม
• ปั๊มน้ำเสียหรือบริการขัด: 3-8 ปี
  การตรวจสอบและการบำรุงรักษาเชิงป้องกันอย่างสม่ำเสมอจะช่วยยืดอายุการใช้งานได้อย่างมาก

10. บทสรุป – เคล็ดลับการปฏิบัติสำหรับผู้ซื้อและผู้ประกอบการ

เมื่อเลือกหรือใช้งานปั๊มจุ่ม:

• จับคู่เส้นโค้งปั๊มได้อย่างแม่นยำตามความต้องการของระบบและการไหลของระบบของคุณ
• จัดลำดับความสำคัญความสมบูรณ์ของซีลและการซีลสายเคเบิล—นี่คือจุดล้มเหลวที่พบบ่อยที่สุด
• เลือกการออกแบบพิเศษสำหรับของเหลวที่มีความท้าทาย (เช่น ใบพัดเครื่องบดสำหรับสิ่งปฏิกูล เครื่องจัดการก๊าซสำหรับ ESP)
• ลงทุนในการควบคุมอัจฉริยะ: การป้องกันการทำงานแบบแห้ง, VFD (หากเป็นประโยชน์) และการตรวจสอบระยะไกลให้ผลตอบแทนที่คุ้มค่าในเวลาหยุดทำงานที่ลดลง
• แผนความสามารถในการให้บริการ: ช่วยให้สามารถเรียกค้นและเข้าถึงการตรวจสอบได้ง่าย

ปั๊มจุ่มที่ได้รับการคัดเลือกอย่างดี ติดตั้งอย่างเหมาะสม และบำรุงรักษาอย่างขยันขันแข็ง ให้ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพเป็นเวลาหลายปี—แม้ในสภาพแวดล้อมที่เลวร้ายที่สุด