เครื่องสูบน้ำกับสิ่งที่ไม่ควรมองข้ามยามเกิดอุทกภัย
ปัญหาน้ำท่วมในประเทศไทย เป็นสิ่งที่พบเห็นประจำทุกปี ทั้งจากน้ำทะเลหนุน น้ำป่าไหลหลาก การระบายน้ำไม่ทันเนื่องจากฝนตกหนัก พื้นที่บางแห่งระดับต่ำกว่าพื้นที่อื่น ๆ เป็นต้น ซึ่งการเกิดอุทกภัยในแต่ละพื้นที่มีวิธีการแก้ไขที่แตกต่างกันไปตามปัญหาที่พบเจอ และหนึ่งในวิธีการแก้ไขปัญหาดังกล่าว คือ การใช้เครื่องสูบน้ำ หรือ ปั๊มน้ำผ่านระบบเครื่องยนต์ หรือ มอเตอร์ในการขับเคลื่อนเพื่อช่วยในการระบาย เคลื่อนย้ายน้ำหรือของเหลวผ่านระบบท่อไปยังที่ที่เหมาะสม [1]
เครื่องสูบน้ำแต่ละชนิด มีการออกแบบให้เหมาะสมกับวัตถุประสงค์ของการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป ตามอัตราการสูบ ชนิดของของเหลวที่สูบ *ลำความดันของเครื่องสูบ (Pump Head) ที่ต้องการ สำหรับเครื่องสูบน้ำที่ใช้ในงานชลประทานและการระบายน้ำส่วนใหญ่ เป็นเครื่องสูบน้ำแบบแรงเหวี่ยง (Centrifugal Pumps) มีลักษณะการไหลของเหลวที่แตกต่างกันตามประเภทการใช้งาน ลักษณะการไหลที่พบบ่อยมี 3 แบบ คือ
1. การไหลตามรัศมี (Radial flow) เครื่องสูบน้ำชนิดนี้จะให้ลำความดันสูงแต่อัตราการไหลน้อย ลำความดันได้จากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางของใบพัดเพียงอย่างเดียว
2. การไหลแบบผสม (Mixed flow) เครื่องสูบน้ำชนิดนี้จะให้ลำความดันปานกลางแต่อัตราการไหลปานกลางลำความดันได้จากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์และแรงผลัก
3. การไหลตามแนวแกน (Axial flow) เครื่องสูบน้ำชนิดนี้จะให้ลำความดันต่ำแต่อัตราการไหลสูง ลำความดันได้จากแรงผลักเพียงอย่างเดียว
สำหรับพื้นที่ที่ราบลุ่มของประเทศไทย มีความต้องการลำความดันไม่สูงนัก เครื่องสูบน้ำที่เหมาะสมสำหรับกิจกรรมการลำเลียงน้ำเข้าหรือออกจากพื้นที่เพื่อให้ได้ปริมาณมากและประสิทธิภาพสูงคือเครื่องสูบน้ำแบบแรงเหวี่ยง ชนิดไหลตามแนวแกน (Axial flow) จึงเหมาะสมที่สุด [2, 5, 9, 10]
ระบบสูบน้ำของเครื่องสูบน้ำ มีการพัฒนาตามความเหมาะสมของการใช้งาน โดยทั้งภาคส่วนเอกชนและรัฐบาลนำนวัตกรรมใหม่ๆ รวมถึงเทคโนโลยีมาใช้มากขึ้น เช่น กรมชลประทานนำเครื่องสูบน้ำ เครื่องผลักดันน้ำ แบบ Hydro flow เข้าช่วยเหลือประชาชนที่ได้รับผลกระทบจากอุทกภัย เพื่อเร่งระบายน้ำท่วมขังออกจากพื้นที่ชุมชนและพื้นที่การเกษตรให้ได้มากที่สุด [7]
ข้อพิจารณาในการวางผังระบบเครื่องสูบน้ำ
1. ตำแหน่งติดตั้งเครื่องสูบน้ำ โดยทั่วไปจะติดตั้งให้ใกล้กับบ่อสูบมากที่สุด บนฐานที่มั่งคง แข็งแรง หากติดตั้งในอาคาร ต้องมีแสงสว่างเพียงพอและเพิ่มพื้นที่สำหรับการซ่อมบำรุง หากเครื่องสูบน้ำที่มีขนาดใหญ่ ต้องมีเครนติดตั้งสำหรับการเคลื่อนย้ายการถอดประกอบเครื่อง
2. ระบบท่อ ต้องพิจารณาขนาดท่อดูดเพื่อลดการสูญเสียลำความดันและแรงเสียดทานภายในระบบท่อให้น้อยที่สุด แนวท่อต้องลาดเอียงไปยังเครื่องสูบน้ำเล็กน้อยเพื่อป้องกันการเกิดฟองอากาศ ปลายท่อต้องมีขนาดเพียงพอรองรับการไหลเข้าของอากาศ ไม่ควรติดตั้งข้องอก่อนถึงเครื่องสูบน้ำ ไม่มีรูรั่วในระบบท่อ ติดตั้ง Foot Vale ที่ปลายท่อดูดให้ง่ายต่อการถอดประกอบ เพื่อการซ่อมแซมและบำรุงรักษา นอกจากท่อดูดแล้ว ท่อส่งน้ำต้องทำจากวัสดุที่ทนทานการกัดกร่อน แข็งแรง มีขนาดที่เหมาะสมกับความเร็วของกระแสน้ำภายในระบบท่อ การยึดท่อมีระยะที่เหมาะสม ไม่เกิดการแอ่นตัวเนื่องจากน้ำหนักท่อและของไหลภายในท่อ เพื่อป้องกันความเสียหายเนื่องจากแรงกระแทกตัวของของไหลภายในระบบท่อ
3. ประตูน้ำแบบ Gate (Gate Valves) ทำหน้าที่ควบคุมการไหลและป้องกันการไหลย้อนกลับของน้ำในระบบท่อ ด้วยการเปิด-ปิด ที่ประตูน้ำตามประเภทและลักษณะที่รับแรงดันของน้ำได้ตามที่กำหนด ควรติดตั้งระหว่างท่อส่งน้ำเข้าบริเวณใกล้กับเครื่องสูบน้ำ
4. วาล์วกันย้อน (Check Valves) ติดตั้งในท่อทางปล่อยบริเวณหน้าเครื่องสูบน้ำเพื่อไม่ให้น้ำย้อนกลับไปกระแทกเครื่องสูบน้ำในขณะที่เครื่องหยุดทำงาน
5. บ่อสูบ (Sump) เมื่อเริ่มสูบน้ำ บริเวณปลายท่อดูดจะเกิดเป็นฟองอากาศ ทำให้ระบบท่อทางดูดจะดูดเอาฟองอากาศเข้าไปด้วย จะก่อให้เกิดเสียงดังและคลื่นความดันไปกระแทกผลักท่อให้ได้รับความเสียหาย การวางตำแหน่งปลายท่อของเครื่องสูบน้ำแต่ละเครื่อง จึงควรมีระยะห่างเพียงพอที่จะไม่ก่อให้เกิดการหมุนวนของของไหล
6. บ่อรับน้ำ (Storage Tank) จุดรับน้ำจากท่อจ่ายต้องมีเพียงพอ แข็งแรง ลดแรงกระแทกจากกระแสน้ำได้
7. ถังความดัน (Pressure Tank) มีหน้าที่รักษาความดันของไหลให้คงที่ ป้องกันไม่ให้ระบบท่อจ่ายและเครื่องสูบน้ำแตกชำรุดเสียหาย ช่วยให้การไหลในท่อจ่ายมีความสม่ำเสมอ ควรมีขนาดใหญ่เพียงพอที่จะส่งของไหลไปยังจุดใช้งาน
8. มาตรความดัน (Pressure Gauge) จะติดตั้งไว้ที่ท่อทางดูดก่อนเข้าสู่เครื่องสูบน้ำ โดยมาตรสุญญากาศ จะติดตั้งใกล้กับเครื่องสูบน้ำบริเวณด้านเหนือประตูน้ำ ส่วนมาตรความดันจะอยู่บริเวณท่อจ่ายด้านหน้าเครื่องสูบน้ำก่อนถึงประตูน้ำแบบ Gate
การพิจารณาระบบระบายน้ำในแต่ละพื้นที่ เช่น ปริมาณการเก็บน้ำที่เหมาะสมที่สุด คลองระบายน้ำ ระบบท่อระบายน้ำ ทางออกของน้ำ ทั้งหมดนี้ควรมีความสัมพันธ์กับความสามารถของระบบสูบน้ำซึ่งจะทำให้ปริมาณงานและระยะเวลาที่ใช้ในการปฏิบัติการลดลง การวางแผนและออกแบบระบบระบายควรศึกษาเรื่องอัตราการสูบ เครื่องมือช่วยระบายน้ำเพื่อไม่ให้เครื่องสูบน้ำทำงานหนักเกินไป และตำแหน่งที่ตั้งของสถานีสูบน้ำที่จะสามารถปฏิบัติการได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด [3, 6, 10]
แม้เครื่องสูบน้ำจะมีประสิทธิภาพดีและมีเพียงพอกับการใช้งาน แต่หากวางผังระบบการติดตั้งผิดพลาด จะส่งผลต่อการทำงานของเครื่องสูบน้ำที่ไม่สามารถทำงานได้เต็มประสิทธิภาพของเครื่อง ไม่สามารถแก้ปัญหาน้ำท่วมได้เต็มที่ และอีกสาเหตุหนึ่งที่เป็นอุปสรรคสำคัญในการใช้เครื่องสูบน้ำที่มีมาอย่างยาวนาน ควรแก้ไขอย่างเร่งด่วน คือ ปัญหาขยะมูลฝอย ที่ถูกทิ้งลงในลำคลองส่งผลต่อการเร่งระบายน้ำ เพราะการอุดตันของขยะ และขวางทางไหลในท่อระบายน้ำ ทำให้น้ำระบายไม่ทันเมื่อเกิดฝนตกหนัก หากเกิดน้ำท่วมช่วงน้ำทะเลหนุนและนำเครื่องสูบน้ำมาช่วยในการระบายน้ำ จะพบว่ามีเศษขยะถูกสูบไปพร้อมกับน้ำจำนวนไม่น้อย บางชิ้นรอดผ่านตะแกรงแล้วไปติดที่ใบพัด ทำให้ระบบการสูบน้ำต้องชะงัก เนื่องจากเจ้าหน้าที่ต้องหยุดเครื่องเพื่อนำเศษขยะออก นอกจากประสิทธิภาพการสูบน้ำลดลงแล้ว อาจทำให้เครื่องเสียหายได้ [4, 8] ดังนั้นการแก้ปัญหาน้ำท่วมไม่ใช่อยู่ที่ส่วนใดส่วนหนึ่งเท่านั้น แต่ต้องร่วมมือกันทุกภาคส่วนภายใต้การบริหารจัดการที่ดีและประชากรในแต่ละพื้นที่ต้องร่วมมือกัน
*ลำความดัน หมายถึง ความดันในของไหล ณ จุดใดจุดหนึ่ง เป็นเทอมซึ่งแสดงในรูปของความสูง เมื่อนำมาใช้กับระบบเครื่องสูบเราเรียกว่าลำความดันของเครื่องสูบ (Pump Head) เทอมของลำความดัน (Head) จะหมายถึงผลต่างของระดับทางด้านดูด (Suction Level) กับระดับทางด้านปล่อย (Discharge Level) ของของเหลวในขณะที่เครื่องสูบกำลังทำงานโดยทั่วไปค่าของ Head อาจแสดงในรูปแบบของพลังงานได้ 3 ชนิด คือ ลำความดันศักย์ ลำความดันสถิต และ ลำความดันความเร็ว [10]
รวบรวมและเรียบเรียงโดยนางสาวพรทิพย์ ชัยเชิดชูวงศ์
บรรณานุกรม
1. กระทรวงพลังงาน กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน, 2553, คู่มือผู้รับผิดชอบด้านพลังงาน (โรงงาน) : การอนุรักษ์พลังงานสำหรับเครื่องสูบน้ำ [Online], Available: http://www2.dede.go.th/bhrd/old/Download/file_handbook/Pre_Fac/Fac_10.pdf [4 พฤศจิกายน 2564]
2. กรมชลประทาน, 2562, คู่มือการปฏิบัติงาน เรื่องการกำหนดมาตรฐานการติดตั้งระบบสูบน้ำ [Online], Available: http://person.rid.go.th/kmplan2019/upload_folder/1566530107461_NEW_Work_Manual.pdf [4 พฤศจิกายน 2564]
3. ชูโชค อายุพงศ์, 2555, แนวทางการป้องกันความเสียหายและมาตรการบริหารจัดการน้ำท่วม [Online], Available: https://govesite.com/pongkannaveng/information.php?iid=20170701211907nuBCUAt [4 พฤศจิกายน 2564]
4. เรื่องเล่าเช้านี้, 17 ตุลาคม 2560, แห่แชร์ภาพขยะกองใหญ่ อุดตันเครื่องสูบน้ำ ตัวการทำน้ำท่วม กทม., YouTube, Available: https://www.youtube.com/watch?v=Dbzt3aEnzJQ [9 พฤศจิกายน 2564]
5. วิบูลย์ บุญยธโรกุล, 2540, การวางแผนและออกแบบงานสูบน้ำ [Online], Available: http://irre.ku.ac.th/books/pdf/63.pdf [4พฤศจิกายน 2564]
6. สำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม, 2557, เครื่องสูบน้ำแบบหมุนเหวี่ยงดูดทางเดียวใช้ในงานอุตสาหกรรม (Single suction centrifugal pumps for industrial use) (มอก.1434–2556) [Online], Available: http://person.rid.go.th/course2561/หลักสูตรก่อสร้างในสนามรุ่น2/เอกสารประกอบการบรรยาย%20ควบคุมงานก่อสร้างในสนาม%20ร่นที่%202/Nov%2015,2017/pdf.file%20มอก.และรายชื่อถึง%2015%20ก.ย.58/TIS1434-2556p.pdf [9 พฤศจิกายน 2564]
7. สยามรัฐออนไลน์, 2563 กรมชลฯ ตั้งเครื่องสูบน้ำแบบ Hydro flow เร่งระบายน้ำท่วมขังออกนอกพื้นที่ 3 จว.ใต้ [Online], Available: https://siamrath.co.th/n/206922 [9 พฤศจิกายน 2564]
8. สรรเสริญ เรืองฤทธิ์ [@sunsernr], 17 ตุลาคม 2560, ขยะชิ้นเล็ก ๆ ก็เป็นปัญหาใหญ่ในการป้องกันน้ำท่วมได้, Twitter, https://twitter.com/sunsernr/status/919546080685015040 [9 พฤศจิกายน 2564]
9. อนันต์ พันธุ์สวัสดิ์, 2545, ทางเลือกใหม่ของระบบการระบายน้ำ [Online], Available: https://kukr2.lib.ku.ac.th/kukr_es/index.php?/BKN_ENG/search_detail/result/202954 [4 พฤศจิกายน 2564]
10. อนุตร จำลองกุล, 2555, เครื่องสูบและระบบจ่าย [Pumps and distribution system], ทริปเพิ้ล กรุ๊ป, กรุงเทพฯ.
