Мелиоративные насосные станции
Мелиоративные насосные станции созданы специально для машинного полива полей, различных гидромелиоративных мероприятий и гидромеханизации. Такие комплексы получили повсеместное распространение в сельскохозяйственной отрасли.
Состав мелиоративных насосных станций
Мелиоративная насосная станция состоит из следующих блоков:
- Модуль приема воды;
- Всасывающие трубы насосных механизмов;
- Насосный агрегат;
- Электродвигатель;
- Напорный трубопровод, выполняющий функцию передачи жидкости от насосного агрегата в модуль выпуска воды.
Указанные блоки обеспечивают функционирование всей станции. Все оборудование монтируется в помещении станции. Работа оборудования сопровождается функционированием дополнительных систем. К ним относятся распределительные модули и пусковые блоки, комплекс автоматизации и понижающая электроподстанция. Кроме того, помещение насосной станции должно быть оборудовано гидроподъемниками, вспомогательными системами, блоками контроля и индикации. В помещении должна находиться в исправном состоянии система отопления и поддержания микроклимата, а также все пневматические устройства.
Последовательность подключения оборудования мелиоративных насосных станций
Оборудование и отдельные элементы системы подъема воды для орошения монтируются в следующей последовательности:
- Устройство забора воды, предназначенное для первичной закачки жидкости из источника.
- Открытый канал либо водопровод, необходимый для подачи жидкости от водозаборника до насосного комплекса.
- Аванкамеры. Используются при варианте подвода воды к станции по открытому каналу и выполняются в виде расширения основного канала.
- Помещение насосного комплекса.
- Напорный трубопровод.
- Напорный бассейн.
В случае подачи воды из открытого источника, например, водохранилища, помещение насосной станции может быть возведено как перед, так и после плотины. Кроме того, возможна постройка здания в нижнем бьефе.
Типы насосных станций и особенности конструкции
Размер орошаемых угодий и объем полива имеют решающее значение при проектировании мелиоративной насосной станции. Кроме того, на мощность и производительность системы влияют высота поднятия воды и тип орошаемых насаждений.
По объему подачи воды мелиоративные насосные станции разделяются на три типа. Насосная станция большого объема перекачивает до 600 кубических метров в секунду, средняя подача выдает до 10 кубометров в секунду, а малая подача не более 1 кубометра.
Все гидрооборудование и силовые установки монтируются в помещениях насосных станций. Здания проектируются исходя из рельефа местности и особенностей климата. Кроме основных, резервных и вспомогательных агрегатов, в здании размещаются трубопроводы и сопутствующие коммуникации.
Основное влияние на конструкцию здания мелиоративной насосной станции оказывает методика коммутации машинного зала с приемником воды. Как правило, вариантов размещения водозаборника и насосного комплекса всего два: раздельное и совместное. Дополнительно, на конструкцию здания влияют конструктивные особенности насосных агрегатов, график работы источника воды, характеристика почвы и глубина протекания грунтовых вод. Тип здания зависит и от используемых стройматериалов.
Основные варианты используемых насосных комплексов следующие:
- Станция блочного типа;
- Станция камерного типа;
- Незаглубленная насосная станция.
В качестве комплексов для орошения обширное распространение приобрели плавучие насосные станции. При таком варианте насосное оборудование располагается в трюме комплекса. Кроме того, там же монтируется силовая установка и трубопроводы.
Еще один вариант мелиоративных насосных станций – подвижные установки. В таком случае все оборудование монтируется на тракторе либо имеет самоходную основу.
Применение мелиоративных насосных станций
В сельском хозяйстве оросительные комплексы широко применяются для пополнения хранилищ воды и ее подъема на требуемую величину, достаточную для мелиорации полей. Кроме того, подобные комплексы дают возможность осушать и перекачивать грунтовые воды, а также понижать их уровень.
Автоматизация мелиоративных насосных станций позволила значительно повысить их эффективность и экономическую целесообразность. При использовании средств автоматического контроля и регулирования насосы работают более эффективно, при этом надежность работы всего комплекса в целом повышается, а число внештатных ситуаций минимизируется. При этом срок от одного до трех лет достаточен для полной окупаемости вложенных средств.
Энергоснабжение мелиоративных насосных станций
Как правило, объем воды в комплексах орошения достаточно велик и нередко достигает сотен тысяч кубометров в секунду. Величина потребления при этом достигает тысячи киловатт. Поэтому энергоснабжение подобных станций обеспечивается асинхронными двигателями, выдающими до 300 киловатт мощности, и работающими от трехфазной сети.
При большей мощности потребления применяются синхронные электрические двигатели. При этом установленная автоматика позволяет по заложенной программе запускать и останавливать силовой агрегат. Кроме того, автоматика управляет заливкой насосов, регулировкой задвижек, защитой системы от гидравлических ударов, а также уведомляет о внештатных ситуациях. Установка автоматики дает возможность контролировать потребление, напор и уровень жидкости в системе.
Автоматизация мелиоративных насосных станций
Для исключения пуска насосного оборудования без воды, насосные комплексы оснащаются баками-накопителями и вакуум-насосами, которые заполняются жидкостью до пуска агрегатов. Возможен и второй вариант. В этом случае насосное оборудование устанавливается ниже уреза воды, причем всасывающая труба располагается выше агрегата.
Запуск насоса происходит при закрытой задвижке. При этом сопротивление жидкости незначительно. Когда механизм выходит в рабочий диапазон, задвижка открывается и обеспечивает необходимый уровень подачи воды. Отключение насоса влечет за собой закрытие задвижки.
В качестве примера стоит рассмотреть вариант насосного комплекса, регулировка которого осуществляется в зависимости от уровня воды в приемнике, а запуск агрегата происходит после его заполнения водой. Работа подобного комплекса может осуществляться в ручном варианте при помощи управляющих кнопок. В автоматическом варианте активация системы происходит при понижении уровня жидкости приемнике до минимального уровня. Электромагнитный клапан заливной линии срабатывает, и агрегат заполняется водой. После этого запускается электродвигатель, создающий давление в напорном патрубке. Благодаря созданному давлению открываются задвижки напорного трубопровода, приводимые в движение другим электродвигателем. Как только задвижки открыты, двигатель останавливается.
Основной агрегат продолжает работать и прогонять жидкость по системе. Если уровень воды в приемнике достиг верхнего предела, насос отключается, и давление в напорном трубопроводе уменьшается до уровня давления столба воды. Запускается второй двигатель и закрывает задвижку напорного трубопровода. Как только задвижка вернулась в исходное состояние, переключатели занимают первоначальное положение. Система готова к запуску при следующем снижении уровня жидкости.