ລະບົບເຄື່ອງສູບອາກາດດ້ວຍໄອນ້ຳ: ວິທີແກ້ໄຂການສູບສຸຍາດໃນອຸດສາຫະກຳທີ່ບໍ່ມີຊິ້ນສ່ວນທີ່ເคลື່ອນໄຫວ

ປັດສະຍາການອອກແບບທີ່ປະຫວັດສາດຂອງເຄື່ອງສູບອາກາດດ້ວຍໄອນ້ຳ ມີຈຸດສຳຄັນຢູ່ທີ່ການບໍ່ມີຊິ້ນສ່ວນທີ່ເคลື່ອນໄຫວທາງກົລະກິດທັງໝົດ, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນວິທີການສ້າງສຸນຍາກາດທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ທີ່ສຸດໃນການນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳໃນປັດຈຸບັນ. ຈຸດດີພື້ນຖານນີ້ເກີດຈາກການເຮັດວຽກຕາມກົດເກນດ້ານຟິສິກສ໌ ໂດຍອີງໃສ່ຄວາມໄວຂອງໄອນ້ຳ ແລະ ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມດັນເທົ່ານັ້ນເພື່ອສ້າງສຸນຍາກາດ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ບໍ່ເຫຼືອຈຸດທີ່ເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະເກີດຄວາມລົ້ມເຫຼວທາງກົລະກິດເຊັ່ນດຽວກັບລະບົບສູບສຸນຍາກາດແບບດັ້ງເດີມ. ຕ່າງຈາກປັ້ມລອດ (rotary pumps), ປັ້ມໄປກັບຄືນ (reciprocating pumps) ຫຼື ອຸປະກອນສູບສຸນຍາກາດທາງກົລະກິດອື່ນໆ ທີ່ຕ້ອງອີງໃສ່ຊິ້ນສ່ວນທີ່ເຄື່ອນໄຫວທີ່ຜ່ານການຕັດແຕ່ງຢ່າງແນ່ນອນ, ລູກປື້ນ, ຊິ້ນສ່ວນປິດຜົນ (seals) ແລະ ລະບົບເຄື່ອງມືເຄື່ອນໄຫວ (lubrication systems), ເຄື່ອງສູບອາກາດດ້ວຍໄອນ້ຳ ດຳເນີນການດ້ວຍຫຼັກການດ້ານໄຫຼວະສາດ (fluid dynamics) ເທົ່ານັ້ນ. ສ່ວນພາຍໃນປະກອບດ້ວຍຊິ້ນສ່ວນທີ່ບໍ່ເຄື່ອນໄຫວທີ່ຖືກອອກແບບຢ່າງລະອຽດ ເຊັ່ນ: ອຸປະກອນພົ່ນໄອນ້ຳ (steam nozzles), ຫ້ອງປະສົມ (mixing chambers), ແລະ ສ່ວນຂະຫຍາຍ (diffuser sections), ທັງໝົດຜະລິດຈາກວັດຖຸທີ່ແຂງແຮງ ແລະ ເລືອກເອົາເພື່ອຄຸນສົມບັດຕ້ານການກັດກິນ ແລະ ຄວາມສະຖຽນຂອງອຸນຫະພູມ. ປັດສະຍາການອອກແບບນີ້ເຮັດໃຫ້ມີຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ໃນການດຳເນີນງານຢ່າງຍິ່ງ, ເນື່ອງຈາກບໍ່ມີຊິ້ນສ່ວນໃດທີ່ຈະສຶກສາ, ຂາດຫຼື ຕ້ອງປ່ຽນເປັນປະຈຳເນື່ອງຈາກຄວາມເຄັ່ງຕຶງ ຫຼື ຄວາມເຫຼື່ອຍລ້າທາງກົລະກິດ. ຜົນກະທົບຕໍ່ການດຳເນີນງານໃນອຸດສາຫະກຳນັ້ນມີຄວາມໝາຍຢ່າງເລິກເຊິ່ງ, ເນື່ອງຈາກສາມາດຕິດຕັ້ງເຄື່ອງສູບອາກາດດ້ວຍໄອນ້ຳ ແລ້ວຄາດຫວັງໄດ້ວ່າຈະໃຊ້ງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໄດ້ເຖິງຫຼາຍທົດສະວັດໂດຍບໍ່ມີການຢຸດດຳເນີນງານທີ່ເສຍຄ່າເຊິ່ງເກີດຈາກຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງປັ້ມທາງກົລະກິດ. ການບໍາຮັກສາຈະຫຼຸດລົງເຖິງຂັ້ນການກວດສອບດ້ວຍຕາເທົ່ານັ້ນ ແລະ ການລ້າງພື້ນທີ່ພາຍໃນເປັນຄັ້ງຄາວ, ເຊິ່ງສາມາດຈັດຕັ້ງໃນເວລາທີ່ມີການປິດລະບົບເພື່ອບໍາຮັກສາແທນທີ່ຈະຕ້ອງຢຸດການຜະລິດຢ່າງບໍ່ທັນເວລາ. ຜົນດ້ານເສດຖະກິດຍັງຂະຫຍາຍອອກໄປນອກຈາກການປະຢັດຄ່າບໍາຮັກສາ ເຖິງການຫຼຸດລົງຂອງສິນຄ້າສຳຮອງ, ການຫຼຸດລົງຂອງຄ່ານ້ຳມັນເຄື່ອງ ແລະ ການຫຼຸດລົງຂອງຄ່າແຮງງານໃນການບໍາຮັກສາ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ປັດສະຍາການອອກແບບນີ້ເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງສູບອາກາດດ້ວຍໄອນ້ຳ ສາມາດຈັດການກັບສະພາບແວດລ້ອມອຸດສາຫະກຳທີ່ທ້າທາຍທີ່ສຸດ, ເຊັ່ນ: ການນຳໃຊ້ທີ່ອຸນຫະພູມສູງ, ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນອັນຕະລາຍຕໍ່ວັດຖຸ, ແລະ ຂະບວນການທີ່ມີສານທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການຂັດສີ (abrasive particles) ທີ່ຈະທຳລາຍອຸປະກອນສູບສຸນຍາກາດທາງກົລະກິດຢ່າງໄວວາ. ຄວາມໄດ້ປຽດດ້ານຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ຈະເດັ່ນຊັດເປັນພິເສດໃນການຕິດຕັ້ງທີ່ຢູ່ຫ່າງไกล ຫຼື ໃນຂະບວນການທີ່ສຳຄັນເປັນຢ່າງຍິ່ງ, ໂດຍທີ່ຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງລະບົບສູບສຸນຍາກາດອາດຈະນຳໄປສູ່ການສູນເສຍການຜະລິດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ຫຼື ບັນຫາດ້ານຄວາມປອດໄພ, ເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງສູບອາກາດດ້ວຍໄອນ້ຳ ແມ່ນທາງເລືອກທີ່ຊັດເຈນສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ມີຄວາມສຳຄັນຕໍ່ພາລະກິດ.

ເຄື່ອງສູບອາກາດແບບໄອນ້ຳ ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມຫຼາກຫຼາຍທີ່ບໍ່ມີໃຜເທີຍທຽບໄດ້ໃນການຈັດການເຄມີທີ່ຮຸນແຮງ ແລະ ສະພາບອຸນຫະພູມທີ່ເຂັ້ມງວດ ເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ລະບົບສູບສຸຍຍາກທີ່ເປັນເຄື່ອງຈັກທຳມະດາເສື່ອມສະຫຼາຍຢ່າງໄວວາ ຫຼື ສູນເສຍການໃຊ້ງານຢ່າງສິ້ນເຊີງ. ຄວາມຕ້ານທານທີ່ເຫຼືອເຊີນນີ້ເກີດຈາກການສ້າງສາງທີ່ແຂງແຮງດ້ວຍວັດສະດຸພິເສດ ແລະ ຂະບວນການດຳເນີນງານທີ່ບໍ່ເຄີຍໃຫ້ຊິ້ນສ່ວນເຄື່ອງຈັກທີ່ອ່ອນໄຫວເຂົ້າໄປສຳຜັດກັບກາຊ ຫຼື ເອກຊີເລີ່ງທີ່ເກີດຈາກຂະບວນການ. ພື້ນທີ່ພາຍໃນຂອງເຄື່ອງສູບອາກາດແບບໄອນ້ຳ ສາມາດຜະລິດຈາກວັດສະດຸທີ່ຕ້ານການກັດກາຍໄດ້ຫຼາກຫຼາຍປະເພດ ເຊັ່ນ: ເຫຼັກສະແຕນເລດ, ເຄື່ອງເທີງທີ່ມີຄຸນສົມບັດພິເສດເຊັ່ນ Hastelloy ຫຼື Inconel, ແລະ ວັດສະດຸທີ່ບໍ່ແມ່ນເຫຼັກເຊັ່ນ: ເຊີເມີກ ຫຼື ພາສຕິກທີ່ຜະລິດເພື່ອຈຸດປະສົງເປັນພິເສດ, ຂຶ້ນກັບສະພາບເຄມີທີ່ມັນຈະຕ້ອງເຂົ້າໃຊ້. ຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງສູບອາກາດແບບໄອນ້ຳ ສາມາດຈັດການກັບກາຊທີ່ເກີດຈາກຂະບວນການອຸດສາຫະກຳທຸກປະເພດ—ຈາກກາຊທີ່ມີຄວາມເປັນອັດຊິດສູງໃນຂະບວນການຜະລິດເຄມີ ເຖິງກາຊທີ່ມີຄວາມເປັນເບດສູງໃນການປຸງແຕ່ງເຄື່ອງຈັກ. ການບໍ່ມີຊີວເລີ່ງ, ຊີລິງ, ຫຼື ພື້ນທີ່ທີ່ຕ້ອງໃຊ້ນ້ຳມັນເຮັດໃຫ້ບໍ່ເກີດຈຸດລົ້ມສະຫຼາຍທີ່ເກີດຂື້ນເປັນປົກກະຕິໃນລະບົບສູບສຸຍຍາກທີ່ເປັນເຄື່ອງຈັກ ເຊິ່ງເຄມີທີ່ຮຸນແຮງມັກຈະເຮັດໃຫ້ເສື່ອມ. ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ອຸນຫະພູມເປັນຂໍ້ດີອີກຂໍ້ໜຶ່ງທີ່ສຳຄັນ, ເນື່ອງຈາກເຄື່ອງສູບອາກາດແບບໄອນ້ຳ ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິຜົນກັບກາຊທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງເຖິງຂະດັ້ນທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ຊິ້ນສ່ວນຂອງເຄື່ອງສູບເຄື່ອງຈັກເສື່ອມ. ການສ້າງສາງທັງໝົດດ້ວຍເຫຼັກ ແລະ ການບໍ່ມີອົງປະກອບທີ່ອ່ອນໄຫວຕໍ່ອຸນຫະພູມເຊັ່ນ: ຊີວເລີ່ງທີ່ເຮັດຈາກຢາງ ຫຼື ຊ່ອງຫວ່າງທີ່ຖືກຕັ້ງຄ່າຢ່າງແນ່ນອນ ເຮັດໃຫ້ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຈັດການກັບກາຊທີ່ເຂົ້າມາທີ່ມີອຸນຫະພູມຫຼາຍຮ້ອຍອົງສາຟາເຣນໄຮດ໌ໂດຍບໍ່ມີການຫຼຸດທ້າຍຂອງປະສິດທິຜົນ. ຄວາມສາມາດນີ້ມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງໃນການນຳໃຊ້ຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ລະບົບທີ່ຢູ່ເທິງສຸດຂອງເຄື່ອງກົງເຄື່ອງກົງ, ການສູບອາກາດອອກຈາກຖັງປະຕິກິລິຍາ, ແລະ ຂະບວນການປຸງແຕ່ງດ້ວຍຄວາມຮ້ອນ ໂດຍທີ່ການນຳກາຊທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງອອກນັ້ນເປັນສິ່ງຈຳເປັນ. ຄວາມຕ້ານທານເຄມີຍັງຂະຫຍາຍໄປຫາກາຊທີ່ອາດລະເບີດ ຫຼື ມີພິດ ເຊິ່ງເປັນຄວາມສ່ຽງດ້ານຄວາມປອດໄພໃນການນຳໃຊ້ລະບົບເຄື່ອງຈັກ, ເນື່ອງຈາກຂະບວນການດຳເນີນງານຂອງເຄື່ອງສູບອາກາດແບບໄອນ້ຳ ຈະເຮັດໃຫ້ກາຊອັນຕະລາຍເຫຼົ່ານີ້ຖືກເຈືອຈາງ ແລະ ຖືກເຮັດໃຫ້ເປັນຂອງເຫຼວຢ່າງເປັນທຳມະດາ. ນອກຈາກນີ້, ລະບົບດັ່ງກ່າວຍັງສາມາດອອກແບບໃຫ້ປອດໄພຈາກການລະເບີດ ແລະ ຕິດຕັ້ງອຸປະກອນຄວາມປອດໄພທີ່ເໝາະສົມເພື່ອຈັດການກັບກາຊທີ່ອັນຕະລາຍ. ຄວາມທົນທານໃນໄລຍະຍາວຕໍ່ເຄມີທີ່ຮຸນແຮງເຮັດໃຫ້ຕົ້ນທຶນທັງໝົດໃນການເປັນເຈົ້າຂອງຕ່ຳລົງ, ເນື່ອງຈາກສະຖານທີ່ຕ່າງໆບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງປ່ຽນອຸປະກອນເລື້ອຍໆ ແລະ ບໍ່ຕ້ອງເສີຍຄ່າທຶນທີ່ເກີດຈາກການປ່ຽນອຸປະກອນເລື້ອຍໆ ເຊິ່ງເປັນລັກສະນະທີ່ເກີດຂື້ນເປັນປົກກະຕິກັບລະບົບເຄື່ອງຈັກທີ່ເຮັດວຽກໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ທ້າທາຍ.

ຄວາມໄວໃນການຕອບສະຫນອງຂອງເຄື່ອງສູບອາກາດແບບໄອ້ນ້ຳນັ້ນເປີດເຜີຍຄວາມເປັນເລີດເທິງທຸກໆທາງເລືອກທີ່ເປັນເຄື່ອງຈັກ ໂດຍຜ່ານຄວາມສາມາດໃນການປັບປຸງປະສິດທິພາບທັນທີຕາມຄວາມຕ້ອງການຂອງຂະບວນການທີ່ປ່ຽນແປງ ໂດຍບໍ່ມີການລ້າຊ້າໃນການເລີ່ມຕົ້ນ ການອົບອຸ່ນ ຫຼື ລຳດັບການຄວບຄຸມທີ່ສັບສົນ. ຄວາມສາມາດໃນການຕອບສະຫນອງທັນທີນີ້ເກີດຈາກກົດເກນພື້ນຖານຂອງການໄຫຼຂອງໄອ້ນ້ຳ ໂດຍການປັບຄວາມດັນ ຫຼື ອັດຕາການໄຫຼຂອງໄອ້ນ້ຳຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງທີ່ສອດຄ່ອງກັບຄວາມສາມາດໃນການສ້າງສຸນຍາກາດທັນທີ. ຕ່າງຈາກເຄື່ອງສູບສຸນຍາກາດແບບເຄື່ອງຈັກທີ່ຕ້ອງໃຊ້ເວລາໃນການເຂົ້າສູ່ຄວາມໄວໃນການເຮັດວຽກ ປັບສະຖານະການຄວາມດັນພາຍໃນ ແລະ ເຂົ້າສູ່ສະພາບຄວາມຮ້ອນທີ່ສະຖຽນ ເຄື່ອງສູບອາກາດແບບໄອ້ນ້ຳຈະຕອບສະຫນອງພາຍໃນບໍ່ເຖິງວິນາທີຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງສັນຍານຄວບຄຸມ. ຄຸນລັກສະນະນີ້ມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງໃນຂະບວນການທີ່ຄວາມຕ້ອງການສຸນຍາກາດປ່ຽນແປງຢ່າງໄວ ຫຼື ບໍ່ສາມາດທຳนายໄດ້ ເຊັ່ນ: ຂະບວນການຜະລິດແບບຈັດເປັນລຸ້ມ, ລະບົບການກັ່ນແຍກທີ່ມີອັດຕາການປ້ອນທີ່ປ່ຽນແປງ, ຫຼື ການນຳໃຊ້ສຸນຍາກາດໃນສະຖານະການฉຸກເຊີນ. ຄວາມຍືດຫຼຸ່ນໃນການຮັບນ້ຳໜັກຂະຫຍາຍອອກໄປທົ່ວຂອບເຂດການເຮັດວຽກທີ່ກວ້າງຂວາງຢ່າງນ້າທີ່ເປີດເຜີຍ ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວເຄື່ອງສູບອາກາດແບບໄອ້ນ້ຳສາມາດຮັກສາລະດັບສຸນຍາກາດທີ່ມີປະສິດທິຜົນໄດ້ ເຖິງແມ່ນວ່າຈະມີອັດຕາການລົ້ນຂອງອາກາດທີ່ປ່ຽນແປງຫຼາຍເຖິງສິບເທົ່າ ຫຼື ຫຼາຍກວ່ານັ້ນ. ຄວາມສາມາດໃນການປັບຕົວນີ້ເຮັດໃຫ້ບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ລະບົບເຄື່ອງສູບຫຼາຍເຄື່ອງທີ່ສັບສົນ ຫຼື ລະບົບຂັບເຄື່ອນທີ່ປ່ຽນຄວາມໄວໄດ້ ເຊິ່ງຈຳເປັນຕໍ່ທາງເລືອກທີ່ເປັນເຄື່ອງຈັກ. ວິສະວະກອນດ້ານຂະບວນການສາມາດອອກແບບລະບົບເຄື່ອງສູບອາກາດແບບໄອ້ນ້ຳດ້ວຍຄວາມຈຸທີ່ເກີນຄວາມຕ້ອງການຢ່າງມີນັກ, ໂດຍຮູ້ດີວ່າອຸປະກອນເຫຼົ່ານີ້ຈະປັບຕົວອັດຕະໂນມັດຕາມສະພາບການເຮັດວຽກທີ່ແທ້ຈິງ ໂດຍບໍ່ເສີຍພະລັງງານ ຫຼື ລົດຄຸນນະພາບ. ລະບົບຄວບຄຸມສຳລັບເຄື່ອງສູບອາກາດແບບໄອ້ນ້ຳສາມາດງ່າຍດາຍຢ່າງເຫຼືອເຊື່ອ ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຕ້ອງການເພີຍແຕ່ເຄື່ອງຄວບຄຸມຄວາມດັນທີ່ເປັນພື້ນຖານ ແລະ ວາວທີ່ຄວບຄຸມການໄຫຼຂອງໄອ້ນ້ຳເພື່ອຮັກສາລະດັບສຸນຍາກາດທີ່ຕ້ອງການໃນຂອບເຂດການເຮັດວຽກທີ່ກວ້າງຂວາງ. ການຕິດຕັ້ງທີ່ທັນສະໄໝອາດຈະປະກອບດ້ວຍອັລກົຣິດີມທີ່ສັບສົນເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບໃນການໃຊ້ໄອ້ນ້ຳ ໃນເວລາທີ່ຍັງຮັກສາຄວາມຕ້ອງການຂອງຂະບວນການໄວ້, ແຕ່ເຖິງແມ່ນວ່າລະບົບຄວບຄຸມທີ່ງ່າຍດາຍກໍຍັງໃຫ້ຄວາມສະຖຽນທີ່ດີເລີດ. ຄວາມສາມາດໃນການປິດ-ເປີດຢ່າງໄວວາຍັງເປັນປະໂຫຍດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນເວລາທີ່ຂະບວນການເກີດບັນຫາ ຫຼື ໃນສະຖານະການฉຸກເຊີນ ເນື່ອງຈາກຜູ້ປະຕິບັດການສາມາດຢຸດການສ້າງສຸນຍາກາດທັນທີດ້ວຍການປິດວາວໄອ້ນ້ຳ ແລະ ສາມາດເລີ່ມຕົ້ນການເຮັດວຽກຄືນໄດ້ຢ່າງໄວເທົ່າກັບເວລາທີ່ສະພາບການກັບຄືນສູ່ສະພາບປົກກະຕິ. ຄວາມຍືດຫຼຸ່ນໃນການເຮັດວຽກນີ້ຍັງຂະຫຍາຍໄປຫາການຈັດຕັ້ງເວລາເຮັດບຳລຸງຮັກສາ ເນື່ອງຈາກເຄື່ອງສູບອາກາດແບບໄອ້ນ້ຳສາມາດຖອນອອກຈາກການໃຊ້ງານ ແລະ ນຳກັບຄືນມາໃຊ້ງານໄດ້ໂດຍບໍ່ຕ້ອງຜ່ານຂັ້ນຕອນທີ່ຍາວນານເຊັ່ນດຽວກັບລະບົບເຄື່ອງຈັກ. ຄວາມສາມາດໃນການຕອບສະຫນອງທັນທີຍັງເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງສູບອາກາດແບບໄອ້ນ້ຳສາມາດເຮັດໜ້າທີ່ເປັນລະບົບສຳ dự ສຳລັບເຄື່ອງສູບແບບເຄື່ອງຈັກ ໂດຍເຂົ້າເຮັດວຽກອັດຕະໂນມັດເມື່ອລະບົບຫຼັກລົ້ມເຫຼວ ແລະ ສະຫນອງການບໍລິການສຸນຍາກາດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຈົນກວ່າຈະສາມາດຊ່ວຍແກ້ໄຂບັນຫາໄດ້.