Особенности выбора гидромеханического оборудования для насосных станций закрытых оросительных систем

Воду в закрытые оросительные сети подают стационарными и передвижными насосными станциями. Для стационарных станций характерно применение двух—пяти однотипных основных насосов, параллельно соединенных через обратные клапаны и задвижки с напорным трубопроводом. Все основные насосы—рабочие, резерв­ных насосов не предусматривают.
Насосная станция должна обеспечивать подачу воды с необходи­мым напором в закрытую оросительную сеть при любых, предус­мотренных проектом комбинациях работы дождевальных машин. Число насосов и их тип должны быть подобраны так, чтобы каждый насос работал в допустимом диапазоне подач, а сама насосная стан­ция путем изменения числа работающих насосов обеспечивала лю­бые требуемые подачи — от максимальной до минимальной. При этом насосная станция должна потреблять минимальное количе­ство электроэнергии.
Кроме основных насосов на насосных станциях должны быть еще и бустерные насосы (обычно два), которые компенсируют утеч­ки воды из закрытой оросительной сети и поддерживают в ней не­обходимое давление при отключенных дождевальных машинах и основных насосах. Бустерные насосы используют также для перво­начального заполнения водой закрытой оросительной сети до включения в работу дождевальных машин.
Суммарная максимальная подача их должна составлять до 3…5 % расчетного максимального водопотребления из закрытой сети.Если применяемые основные насосы имеют характеристику H=f(Q) с перегибом (Ятах при Qф 0), то работа насосов на режимах левой — восходящей ветви характеристики Я =f(Q) обычно недо­пустима, так как в трубопроводной системе насосной станции мо­гут возникнуть низкочастотные колебания расходов, снижающие надежность работы агрегатов и системы автоматики станции. В этом случае суммарную подачу бустерных насосов значительно уве­личивают. Они должны компенсировать не только утечки воды из закрытой оросительной сети, но и в ряде случаев обеспечивать ра­боту одной дождевальной машины, то есть выполнять функции раз­менных насосов. В качестве бустерных могут быть использованы насосы типов К, Д, ЦНС.
Подбор основных насосов может быть сделан с использованием каталогов и с учетом изложенных выше соображений по макси­мальным расчетным подачам (?ртах и минимальным расчетным на­порам Яр min как отдельного насоса, так и насосной станции в целом (см. раздел 4.6). При этом должны быть учтены потери напора во внутристанционных коммуникациях насосных станций. На. прак­тике целесообразнее использовать опыт подбора насосов для насос­ных станций, которые уже спроектированы и прошли проверку в эксплуатационных условиях.Номенклатура основных насосов и двигателей к ним для ряда ста­ционарных насосных станций закрытых оросительных систем по проектам Союзгипроводхоза приведена в таблице 4.17, а на рисунке

4.17. Технические характеристики насосных станций дня закрытых,оросительных систем

4.21, а — сводные характеристики по Qи Ядля большинства из них. Варьируя марками и числом насосов, а также наружным диаметром рабочих колес D2, можно подобрать сочетание насосов, удовлетворяю­щее требованиям, предъявляемым к насосным станциям с довольно широкими диапазонами подач Qи напоров Я(см. рис. 4.21, а). Следу­ет отметить, что значительное число насосных станций в нашей стране оснащено чешским оборудованием.
Основные технические характеристики выпускаемых промыш­ленностью блочно-комплектных насосных станций (БКНС) при­ведены в таблице 4.18, а конструктивная особенность этих станций заключается в том, что каждая станция состоит из нескольких транспортабельных блоков, изготовляемых в заводских условиях. На подготовленной площадке эти блоки можно собирать в единую конструкцию в течение сравнительно короткого времени (1,5…2 недели).
Такие насосные станции широко распространены в мелиорации.
4.18. Основные технические характеристики отечественных блочно-комплектных
насосных станций

Примечания: 1. Расшифровка марки насосной станции: БКНС — число агрегатов — марка насосов — завод, выпускающий БКНС: Э — Энгельсский, В — Виноградовский, последняя цифра 1 относится к нормальному диаметру рабочего колеса. 2. На БКНС, выпускаемых Энгельсским заводом, могут быть установлены насосы с уменьшенными диаметрами рабочих колес: Д630-90а, Д630-906, 200Д-90а, 200Д-906, Д50О-65а, ЦН400-105а, а производимых Виноградовским заводом — Д320-70а, Д500-65а, Д630-90а, Д630-906, ЦН400-105а , ЦН400-1056 . 3. БКНС 201, 301, 401, 202, 302 и 402 делает Батайский РМЗ. 4. Не приводятся и должны уточняться при заказе в связи с возможными изменениями комплектации марки приводных электродвигателей насосов и при изменении систем автоматизации БКНС данные о вспомогательном оборудовании, устанавливаемом на них.

Передвижные насосные станции для закрытых оросительных систем изготовляют на заводах. Их используют в тех случаях, когда участки орошения имеют небольшие (обычно до 300 га) площади. Благодаря возможности быстрого перемещения в течение поливно­го сезона они могут обслуживать несколько отдаленных друг от дру­га участков.
Технические характеристики передвижных наземных насосных станций, которые наиболее часто применяют для подачи воды в закрытые оросительные сети, даны в таблицах 4.19 и 4.20.
При больших колебаниях уровней в источнике воду подают в закрытые оросительные сети передвижными плавучими насосны­ми станциями заводского изготовления (табл. 4.21).
Для предотвращения непрерывной работы бустерных агрега­тов при отключенных дождевальных машинах, сглаживания ко­лебаний давлений в сети при включении и выключении дожде­вальных машин и насосов, ослабления действия гидравлических ударов в напорном трубопроводе вблизи здания насосной стан­ции в непосредственной близости от последнего устанавливают водовоздушные емкости (рис. 4.22). Во время работы насосной станции их заполняют примерно на ‘/з сжатым воздухом и на 2/з водой. Емкости оборудованы предохранительными клапанами, мерными стеклами, датчиками уровней воды, манометрами и дру­гими устройствами.

Рис. 4.21. Сводные характеристики H=f(Q):
а — стационарных насосных станций с водозабором из каналов; б — ряда блочно-комплектных насосных станций закрытых оросительных систем: в — с насосами типа Д; II— ЦНС300-120 и 200Д90

4.19. Технические характеристики передвижных насосных станций с приводом от двигателей внутреннего сгорания

4.20. Технические характеристики передвижных насосных станций с приводом от электродвигателей

4.21. Технические характеристики плавучих насосных станций для подачи воды в закрытые оросительные системы

Примечание. Все понтоны насосных станций имеют одинаковую ширину 5,5 м и высоту 1,6м, а длина их определена индексом: НП-13 —13м, ПН-16—16м, НП-19- 19 м.
Основные размеры выпускаемых промыш­ленностью емкостей показаны на рисунке 4.22 и в таблице 4.22. Вместимость емкости (или емкостей) рассчитывают в такой пос-

4.22. Основные размеры водовоздушных емкостей

Вычисляют регулирующий объем для поддержания давления в сети при выключении и включении дождевальной машины, м³,

где к — коэффициент, учитывающий интенсивность роста подачи воды в дожде­вальную машину при открытии гидранта, к = 0,7; qau— расчетная подача воды дож­девальной машины л/с:

Находят вместимость водовоздушной емкости, м^3,

Рис. 4.22. Водовоздушный бак:
1 — корпус бака; 2 — поплавковый клапан; 3 — минимальный размер для вывода клапана из бака соснятым поплавком; 4- люк (лаз); 5- указатели уровня; 6,7,8- патрубки соответственно для установки сигнализатора уровня, присоединения предохранительного клапана, манометра и под­ключения магистрали сжатого воздуха, для спуска остатка

где Нвт— напор воды в напорном коллекторе насосной станции при котором включаются или отключаются насосы, м; Hmin- минимально допустимый напор воды в напорном коллекторе, м.

Обычно для насосных станций с максимальной подачей до 500 л/с требуется одна емкость вместимостью до 10м3, более 500 л/с — две емкости вместимостью до 10 м3 каждая.
Так как сжатый воздух растворяется в воде, количество его в во-довоздушной емкости постепенно уменьшается. Чтобы поддержать необходимый объем сжатого воздуха в заданных пределах, на на­сосной станции устанавливают автоматически включающийся компрессор, периодически подающий сжатый воздух в емкость.
Так как насосные станции с числом основных насосов два и бо­лее проектируют автоматическими «по спросу», то все насосы должны быть постоянно залиты водой, то есть всегда быть готовыми к немедленному включению в работу. При наземном расположении насосов это требует наличия специальных систем (см. разд. 8).
Наибольшее распространение на практике получили единые для всех насосов станции вакуум-системы с вакуум-котлами (см. разд. 4.8 и рис. 4.9).
Водозаборные сооружения насосных станций должны быть обо­рудованы мелкими сетками или фильтрами, которые могли бы обеспечить задержание плавающего мусора, рыбной молоди и на­носов диаметром более 0,5 мм для закрытых сетей с дождевальными машинами «Фрегат» и 2 мм — с дождевальными машинами «Вол­жанка» и «Днепр».