книги из ГПНТБ / Носенко В.Ф. Техника импульсного дождевания
.pdfброса воды). Разрабатывают схему установки датчиков необходимости и интенсивности полива, продолжитель ности заполнения гидроаккумуляторов. Схемы и техни ческие средства управления групповой работой импуль сных дождевателей приводятся в соответствующих раз делах этой работы.
: Последующие этапы проектирования предусматри вают: организацию строительных работ, правила прием ки и эксплуатации систем, сметно-сринансовые расчеты и установление технико-экономических показателей за проектированных систем.
Рядом проектных организаций страны выполнены проекты опытных стационарных систем с импульсными дождевальными аппаратами.
Гипроводхозом выполнен проект стационарной авто матизированной системы синхронного импульсного дож девания на участке Курской зональной опытно-мелио ративной станции ВНИИГиМ. Система такого же типа проектируется на чайных плантациях в совхозе «Даго мыс» Краснодарского края.
Казгппроводхозом запроектирована система импуль сного дождевания для полива садов на участке совхоза имени Чапаева Алма-Атинской области.
В Казахской ССР выполнены проекты систем импуль сного дождевания в колхозе имени Жданова и совхозе
«Жас |
Уркен» |
Джамбулской |
области, |
опорном |
пункте |
КазНИИВХ |
(строительство |
первой |
очереди за |
вершено) и учебном хозяйстве КазГосСХИ Алма-Атин ской области (в стадии строительства). Проект стацио нарной дождевальной системы с импульсными аппарата
ми на площади |
1 тыс. га в колхозе имени Жданова по |
|
лучил премию |
на Всесоюзном конкурсе |
в 1965 г. как |
лучший проект оросительной системы. |
|
|
Молдгнпроводхозом выполнен проект |
дождевальной |
|
системы с импульсными аппаратами на эксперименталь ном участке (строительство завершено).
По материалам |
проектов |
опытных |
систем составле |
||
ны обобщенные показатели. |
|
|
|
|
|
Обобщенные |
показатели проектов |
опытных систем |
|||
с импульсными дождевальными |
аппаратами |
||||
Удельная водоподача, |
л/с/га |
. . |
. |
. . . |
0,4—0,8 |
Интенсивность дождя, |
мм/мни |
0.002—0,04 |
|||
Полный напор насосной станции, м вод. с г. |
. |
. |
. 5 0 ; 90 |
||
100
Расстояние между дождевателями, м |
. |
. |
. |
. 4 0 ; 60 |
||
Удельная протяженность всей сети, м/га |
. |
. |
. |
200; 290 |
||
Удельная протяженность трубопроводов малого диамет |
||||||
ра (менее |
2"), м/га |
|
|
|
190; 250 |
|
Удельные капитальные вложения, руб/га . |
. |
. |
. |
800; 1800 |
||
Коэффициент |
земельного использования |
|
. |
. |
. |
0,95—0,98 |
Коэффициент |
полезного действия |
|
|
|
|
0,9—0,95 |
Площадь, |
обслуживаемая |
одним |
работником, га . |
. |
20; 200 |
|
Срок окупаемости капитальных |
вложений, лет . |
. |
3,5'—6 |
|||
Опыт |
строительства и трех |
лет эксплуатации первой |
||||
очереди |
системы импульсного |
дождевания |
на опорном |
|||
пункте КазНИИВХ |
позволил |
установить |
фактические |
|||
технико-экономические показатели, которые несколько отличаются от проектных. Удельная протяженность труб
составляла на системе 265 м/га, в том числе |
245 м/га |
|
труб малого диаметра 1—2". |
|
|
Удельные капитальные вложения на систему возрос |
||
ли до 4370 руб. При этом следует учесть, |
что система |
|
выполнена в варианте с автоматизированными |
подзем |
|
ными выдвижными гидрантами и все |
оборудование |
|
(импульсные аппараты, гидранты, гидроавтоматы, пульт
управления) изготавливались в механических мастер |
|
ских КазНИИВХ. |
|
Несмотря на значительные капитальные вложения, |
|
срок окупаемости |
(главным образом за счет прибавки |
урожая сахарной |
свеклы при импульсном дождевании) |
не превысит 5 лет. |
|
Особенности организации строительных работ и монтажа оборудования систем импульсного дождевания
Все сооружения и сеть трубопроводов автоматизиро ванных систем импульсного дождевания могут быть раз
биты на две группы: объекты, строительство |
которых |
|
мешает сельскохозяйственным работам |
(сеть |
распреде |
лительных трубопроводов, гидранты |
с импульсными |
|
дождевателями), и объекты, строительство которых не препятствует сельскохозяйственным работам (водозабор ный узел, напорообразующее сооружение, линии элек тропередач и холостая часть распределителя старшего порядка). Объекты второй группы можно строить весь
строительный период, |
а' объекты |
первой группы при |
небольшой их площади |
желательно |
закончить в проме- |
101
жуток между уборкой и началом полевых работ следую щего года.
Все строительные работы должны выполняться со гласно строительным нормам и техническим условиям. Специфические требования возникают при строительномонтажных и пуско-наладочных работах на части сис
темы |
(зонный распределитель, |
поливные |
трубопроводы |
|||||
с импульсными дождевателями). Сеть |
трубопроводов |
|||||||
последнего порядка (поливные трубопроводы) |
на систе |
|||||||
мах |
импульсного |
дождевания |
прокладывают |
из труб |
||||
малого диаметра |
(от У2 " до 1"). |
|
|
|
|
|||
При обычном способе укладки труб отрывка траншей |
||||||||
ведется |
экскаватором |
по трассе |
поливных |
трубопрово |
||||
дов, то есть через |
каждые 40—50 м, что. влечет за |
собой |
||||||
нарушение почвенного |
покрова |
участка. Для |
систем |
|||||
импульсного дождевания более |
перспективна |
бестран |
||||||
шейная |
укладка |
полиэтиленовых труб. Это позволит не |
||||||
только |
сохранить почвенный покров участка, но и |
резко |
||||||
снизить стоимость и сократить сроки проведения |
работ. |
|||||||
Для |
механизированной укладки полиэтиленовых труб |
|||||||
можно использовать существующие типы дреноукладчп-
ков. Применяют в основном |
ножевые и цепные скребко |
||||
вые типы машин. |
Характеристика |
машин |
дана |
в таб |
|
лице 5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
5 |
|
Параметры машины для укладки полиэтиленовых труб |
|||||
|
Глубина |
Скорость |
Диаметр |
Произво |
|
Тип машины |
закладки, |
д в и ж е н и я , |
т р у б , |
дитель |
|
|
м |
м/ч |
мм |
ность, м/ ч |
|
Ножевые |
0,75—3,0 300 —2500 |
до 70 |
150 -2500 |
||
Цепные, скреб |
|
|
|
|
|
ковые |
1,0-2,1 |
60-300 |
до 70 |
50—300 |
|
Целесообразно использовать ножевые машины, 'прос тые по устройству и имеющие сравнительно небольшой вес. Бухта полиэтиленового трубопровода малого диа метра (длина до 250 м) устанавливается на барабан ма шины и по проектной трассе укладывается в почву на необходимую глубину.
На опытном участке ВНИИМиТП при помощи тру боукладчика НБУ-ПТ была уложена одна из линий сис-
102
темы синхронного дождевания. Для линии были исполь зованы трубы из полиэтилена низкой плотности типа С с наружным диаметром 20 мм, выпускаемые Рижским за водом полиэтиленовых изделий. Вес 1 м трубы 0,13 кг, а стоимость — 0,11 руб.
Напорные трубы из полиэтилена высокой и низкой плотности изготавливают в соответствии с разработан ными НИИ сантехники Госстроя СССР Межреспубли канскими техническими условиями МРТУ 6-05-917—67 и МРТУ 6-05-918—67. Для систем импульсного дожде вания применимы типы С — средний на условное давле ние 6 кгс/см2 и Т — тяжелый на давление 10 кгс/см2 . Срок службы этих труб 50 лет. Они обладают высокой химической и антикоррозийной стойкостью. Пропускная способность полиэтиленовых труб в 1,5 раза выше стальных.
Для присоединения к поливным полиэтиленовым тру бопроводам гидроаккумуляторов импульсных дождева телей рекомендуется использовать фасонные соедини тельные части (тройники, угольники) с условным прохо дом от 6 до 10 мм.
Отрывка котлованов под гидранты и гидроаккумуля торы производится экскаватором. Монтаж гидранта и гидроаккумулятора ведется при помощи легких кранов или экскаватора, используемого для отрывки котлова на. Засыпка котлованов производится только после опрессовки системы и завершения пусконаладочных работ.
При размещении импульсных дождевателей в под земных, выдвижных гидрантах засыпку котлованов вы полняют только вручную, не нарушая вертикального расположения ствола гидранта. На строительные и мон тажные работы по установке одного автоматизированно го гидранта с импульсными дождевателями, как показал опыт строительства, затрачивают примерно 1 чел.-смену, а общая стоимость этих работ составляет 13,1 руб.
Зонные распределители диаметром не более 70 мм можно также укладывать бестраншейным способом. В этом случае глубина заделки их принимается на 15— 20 см меньше, чем поливных трубопроводов. При исполь зовании асбестоцементных или стальных труб ук ладку зонных распределителей ведут траншейным спо собом.
ю з
Правила приемки и особенности эксплуатации стационарных систем импульсного дождевания
Приемка |
системы |
включает |
опробование |
работы |
узлов и сооружений |
системы, опрессовку сети, |
наладку |
||
и проверку |
работы импульсных |
дождевальных |
аппара |
|
тов. Основные правила приемки сооружений и сети ана логичны рекомендуемым СНнП. Специфические требо вания возникают при приемке поливной сети, импульс ных дождевателей и технических средств управления их работой. После завершения монтажа всего оборудова ния осуществляется прокачка системы при отключенных
*импульсных дождевателях. Это необходимо сделать для устранения из трубопроводов случайно попавшего му сора в момент сборки и монтажа.
|
После прокачки системы производится гидравличес |
|||||||
кая |
или пневматическая опрессовка сети (по |
|
участкам) |
|||||
на |
давление, |
превышающее |
рабочее |
(Рв) |
в |
1,5 раза. |
||
Герметичность сети для систем импульсного |
|
дождева |
||||||
ния |
является |
необходимым |
условием. |
Утечка |
в трубо |
|||
проводах на участке длиной |
1 км не должна |
превышать |
||||||
0,5 л/мин. Давление в сети без дополнительной |
подкачки |
|||||||
в течение 20 мин |
не должно падать более |
чем на 0,5 кг/см2 |
||||||
от рабочего. При |
обеспечении |
этих условий |
|
сеть или |
||||
участок сети считаются прошедшими |
предварительное |
|||||||
испытание, на |
что составляется |
соответствующий акт. |
||||||
После опрессовки и предварительного испытания се ти устраняют отмеченные дефекты и приступают к на ладке и проверке работы импульсных дождевателей. В соответствии с правилами техники безопасности на каж дый гидроаккумулятор должен быть составлен паспорт или контрольный талон проверки его на прочность при многократном давлении, в 1,5 раза превышающем верх ний предел рабочего давления. Наладка и проверка ра боты каждого импульсного дождевателя осуществляет ся при ручном управлении давлением на участке полив ного трубопровода. Гидравлический затвор или нагру женный клапан регулируется для обеспечения четкого
-их срабатывания при расчетном (верхнем и нижнем) давлении в гидроаккумуляторе.
После индивидуальной настройки импульсных дож девальных аппаратов с командного пульта управления проверяется их групповая работа. Выборочно на систе-
104
ме проверяются параметры отдельных аппаратов (под водимый расход, объем выброса воды, радиус действия, продолжительность рабочего цикла и др.). Выявляются и. устраняются дефекты, при необходимости производит ся выбраковка и замена дождевателей или их деталей.
Настройка пульта |
управления, |
перестройка прог |
рамм его работы осуществляются |
лицами, имеющими |
|
допуск и прошедшими |
специальный |
инструктаж. |
После установления работоспособности всех элемен тов и узлов системы котлован засыпают и дают пробный полив на всех зонах системы в соответствии с принятой программой. Если в период пробного полива не будет обнаружено недостатков в работе системы, то она пере дается службе эксплуатации.
Стационарные |
системы |
импульсного дождевания |
|
являются автоматизированными, а в отдельных |
случаях |
||
и автоматическими, |
обеспечивающими забор |
воды из |
|
источника, транспортировку |
и распределение на |
орошае |
|
мой площади в соответствии с потребностями растений без ручного труда и даже вмешательства человека.
Служба эксплуатации необходима в основном для внесения коррективов в программы задатчика команд пульта управления, а также для выявления и устранения аварий, неисправностей и отказов оборудования систе мы. В зависимости от площади системы, надежности ее
элементов, |
материала труб в штате обслуживающего |
|
персонала |
может быть от 3 до |
6 сменных работников |
(диспетчер, |
слесарь-электрик, |
слесарь-водопроводчик) |
с закрепленной за ними передвижной ремонтной мастер ской и необходимым ремонтным оборудованием.
На стационарных системах импульсного дождевания обеспечивается предельно возможное рассредоточение поливного тока по сети трубопроводов между импульс ными дождевателями. Малые расходы воды в поливных трубопроводах и малые подводимые расходы к импульс ным дождевателям упрощают их обслуживание и ремонт. На системах синхронного дождевания имеется возмож ность проводить ремонт или замену импульсных дожде вателей без предварительного отключения насосной стан ции или сети трубопроводов.
Это особенно важно потому, что импульсные дожде ватели с малым подводимым расходом являются основ ным и однотипным технологическим оборудованием на системе, а поливные трубопроводы малой пропускной
105
способности по своей протяженности составляют основ ную водопроводящую часть сети.
Значительная длительность, работы импульсных дож девателей (на системах синхронного импульсного дожде вания — на протяжении всего вегетационного периода) позволяет резко снизить ущерб от недополива за время обнаружения и устранения неисправностей оборудова ния систем:
Эксплуатация систем синхронного импульсного дож девания предельно упрощена отсутствием водооборота внутри нее. Синхронное дождевание позволяет, кроме того, отказаться от послеполивных обработок почвы и тем самым упростить технологию и снизить затраты на выращивание сельскохозяйственных культур на орошае мых землях.
Качество полива, издержки на проведение поливов зависят прежде всего от надежности конструктивных элементов системы. Проблема повышения надежности средств механизированного проведения полива является первоочередной для всех типов оросительных систем. Задержки в сроках проведения поливов из-за отказов оборудования и неисправностей поливной машины при водят к снижению урожайности, нарушению водопользо вания и в конечном счете наносят значительный мате риальный ущерб производству.
Большое количество циклов работы импульсного дождевателя за вегетацию предъявляет к нему и его за
порному органу |
повышенные требования. Импульсный |
|
дождевальный |
аппарат |
автоколебательного действия |
за сутки работы должен |
сделать до 10 тыс. рабочих цик |
|
лов, импульсный аппарат в режиме синхронного дожде вания — 600—900. За сезон количество рабочих циклов составит 50—100 тыс. для каждого из этих типов аппа ратов.
Надежность — это свойство оборудования системы выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуата ционные качества в течение требуемого промежутка вре мени и требуемой наработки. Надежность стационарной системы импульсного дождевания, состоящей из большо го числа однотипных элементов (импульсных дождевате лей), расположенных в определенном порядке на поле, определяетсянадежностью этих элементов.
Схемная надежность системы синхронного дождева ния высока. Выход из строя одного или даже нескольких
106
импульсных дождевателей на зоне практически не ска зывается на работе остальных. Схемная надежность стационарной системы с импульсными аппаратами авто колебательного действия ниже, так как выход из строя одного из дождевателей или нарушение его работы ска зывается на других аппаратах группы.
Надежность импульсных дождевальных аппаратов зависит от конструкции и качества изготовления. В на шей стране импульсные дождеватели выпускаются не большими партиями на неспециализированных заводах. Именно этим объясняется их сравнительно низкая
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 6 |
|||
Основные^ неисправности импульсных |
дождевальных аппаратов |
|
||||||||||||||
автоколебательного действия |
и пути |
их |
устранения |
|
|
|
||||||||||
Вид |
неисправности |
Возможная |
причина |
Пути |
устранения |
|||||||||||
иьпспр авностн |
|
|||||||||||||||
Аппарат |
срабатывает |
Утечка |
воздуха |
из |
Заменить |
гидроаккуму |
||||||||||
слишком часто |
(пау |
гидроаккумулятора. |
лятор. |
Отрегулиро |
||||||||||||
за |
накопления |
мала) |
Мало усилие |
нагру |
вать пружину нагру |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
женного |
клапана |
женного |
клапана |
|||||||
Аппарат |
срабатывает |
Мал |
подводимый |
рас |
|
|
|
|
||||||||
слишком редко |
(пау |
ход воды |
|
|
|
|
Прочистить |
входной |
||||||||
за |
накопления ^вели |
Велико |
усилие |
нагру |
||||||||||||
ка) |
|
|
|
|
|
женного |
клапана |
дроссель, |
проверить |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
работу |
|
аппаратов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
группы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отрегулировать |
пру |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
жину |
нагруженного |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
клапана |
|
|
|
Излив воды из аппара |
Подводимы |
|
|
расход |
Прочистить |
входной |
||||||||||
та |
постоянной |
стру |
меньше |
минимально |
дроссель, |
проверить |
||||||||||
ей |
с |
малым напором |
го |
|
|
|
|
|
|
работу |
других |
ап |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
паратов |
|
|
|
Излив |
воды из аппара |
Подводимый расход во |
"Установить |
входной |
||||||||||||
та |
постоянной |
стру |
дь! |
|
больше |
макси |
дроссель, |
проверить |
||||||||
ей |
со |
значительным |
мального |
|
|
|
|
работу |
других |
ап |
||||||
напором |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
паратов группы, |
от |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
регулировать |
пру |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
жину |
нагруженного |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
клапана |
|
|
|
Аппарат |
не |
срабаты |
Велико |
усилие |
нагру |
Отрегулировать, |
пру |
|||||||||
вает |
|
(нет |
выплеска |
женного |
клапана |
жину |
нагруженного |
|||||||||
воды) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
клапана. Прочистить |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поршень, |
заменить |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уплотнение |
|
||
|
|
|
|
|
|
Неисправность |
гидро |
Заменить |
гидроавтомат |
|||||||
|
|
|
|
|
|
автомата |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
107
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
7 |
|||
Основные неисправности импульсных дождевальных аппаратов, |
|
||||||||||||
работающих |
по сигналам понижения |
давления в сети |
|
|
|
|
|
||||||
В ид |
неисправности |
Возможная |
причина |
Пути |
устранения |
|
|||||||
неисправности |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Аппарат |
не |
срабаты |
Неисп равность |
запор |
Заменить |
поршень |
пли |
||||||
вает |
(нет |
выплеска) |
ного органа |
(поршня) |
его уплотнение. |
|
|||||||
|
|
|
|
|
«прихватывание |
Несколько |
раз |
увели |
|||||
|
|
|
|
|
поршня» |
|
|
чить |
п снять |
давле |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
ние |
в |
сети |
|
|
|
|
|
|
|
|
Неисправен |
обратный |
Заменить |
|
обратный |
||||
|
|
|
|
|
клапан |
|
|
клапан |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Утечка воздуха |
Заменить |
гидроаккуму |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
лятор |
|
|
|
|
|
Все аппараты не |
сра |
Неисправен |
генератор |
Заменить |
|
генератор |
|||||||
батывают |
(нет |
вып |
импульсов |
|
|
или неисправную |
его |
||||||
леска) |
|
|
|
|
|
|
часть, |
|
увеличить |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
длительность |
сигна |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ла понижения давле |
|||||
Излив воды из аппара |
Неисправен |
|
запорный |
ния |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
та |
|
|
|
|
орган |
нарастание |
Заменить |
уплотнения. |
|||||
|
|
|
|
|
Медленное |
||||||||
|
|
|
|
|
давления |
в камере |
Уменьшить |
диаметр |
|||||
|
|
|
|
|
поршня |
|
|
входного |
дросселя в |
||||
Резко |
ухудшается ка |
|
|
|
гндроакку.муляторе |
||||||||
Давление в гидроакку- |
Уменьшить |
длитель |
|||||||||||
чество |
дождя в кон |
л.'уляторе |
падает ни |
ность сигнала |
пони |
||||||||
це выстрела |
|
же расчетного |
жения |
давления |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Отрегулировать |
пру |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
жину |
нагруженного |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
клапана |
затвора |
|
|||
эксплуатационная надежность (АИДА, ИН-3 и др.). Проведенные исследования на специальном стенде и в производственных условиях позволили выявить, что
срок службы слабейшего звена импульсного дождевате |
|
ля |
(запорного органа поршневого и мембранного типа) |
с |
вероятностью 0,96 и при сезонной наработке 100 тыс. |
циклов не-превышает l'/г лет. Это означает необходи мость ежегодной замены мембраны (поршня или его манжет) запорного органа для обеспечения его безотказ ной работы с нужной вероятностью. Необходимо по край ней мере утроить срок службы импульсного дождевате ля за счет использования новых материалов и повыше ния качества его изготовления.
108
При работе импульсных • дождевальных аппаратов случаются отказы и неисправности. Наиболее часты не исправности запорного органа (табл. 6, 7).
Возможны и другие неисправности, которые зави сят от конструктивных особенностей аппаратов, техни ческих средств управления ими и условий применения.
Оценка условий применимости систем импульсного дождевания
Каждый вид поливной техники эффективен в опреде ленных условиях.
Орошение с помощью импульсных дождевальных аппаратов неприменимо прежде всего там, где дождева ние неэффективно вообще. В аридных районах страны с потребностью в больших оросительных нормах (более 6—7 тыс. м3 /га), на мелиоративно неблагополучных зем лях, в районах, характеризующихся высокими скоростя
ми ветра и большой их |
повторяемостью, импульсное |
|
дождевание в широких |
масштабах |
применять не |
следует. |
|
|
Целесообразно, по-видимому, строить стационарные автоматизированные дождевальные системы во всех случаях, где имеется положительный опыт дождевания. Особенно эффективным будет применение таких систем в условиях недостатка трудовых, земельных и водных ресурсов, на массивах со сложным рельефом, при близ ком залегании пресных грунтовых вод, на маломощных почвах, подстилающихся сильно фильтрующими порода ми. В первую очередь импульсные дождевальные сис темы следует строить в горных и предгорных районах Закавказья и Средней Азии, в Крыму, на Северном Кав казе, в Молдавии, а также в степных районах юга Украи ны и юга европейской части РСФСР.
При импульсном дождевании можно возделывать многие сельскохозяйственные культуры. Однако в пер вую очередь стационарные дождевальные системы сле дует строить на чайных плантациях, на участках под садами и ягодниками, на массивах, отведенных под овощные и бахчевые культуры, сахарную свеклу, а так же на культурных пастбищах.
1 е е
