Тема: Расчет закрытой оросительной сети

Закрытую оросительную сеть проектируют, как правило, тупиковой.

Рис. 8. Схема закрытой оросительной сети:

Г1 – Г8 – гидранты;

1 – 5 – узлы расчетной трассы

В конце полевых трубопроводов устанавливают гидранты, к которым вода подводится по участкам трубопровода.

Расчет закрытой сети основывается на определении расчетного напора, который обеспечивает одновременную работу максимального количества дождевальных машин, наиболее отдаленных от насосной станции. Определяют диктующую точку (гидрант), подача воды в которую требует наибольшего напора.

Расчетный напор насосов определяют, как сумму геодезической высоты подъема воды от отметки воды в водоисточние до отметки поверхности земли в диктующей точке (Н_г), потерь напора при движении воды от насосной станции до диктующей точки h , потерь напора во внутристанционных коммуникациях насосной станции h_НС (1,5-2,5 м) и свободного напора в диктующей точке Н_св, в зависимости от типа и модификации дождевальной машины.

Н_р = Н_г + Н_св + h + h_НС

Расходы в голове каждого участка определяются суммой расходов выше расположенных дождевальных машин с поправочным коэффициентом 1,05-1,07 на утечку воды.

График расхода по расчетной трассе имеет ступенчатую форму.

Рис. 9. График расхода по расчетной трассе

Гидравлические сопротивления трубопровода:

,

где А – удельное сопротивление трубопровода, с²/м⁶. Зависит от материала и диаметра трубопровода.

Скорость должна быть в пределах 1-1,5 м/с.

Потери напора определяют по формулам: или .

Тема: Лопастные насосы, применяемые в мелиорации

На мелиоративных НС обычно применяют насосы общего назначения с содержанием твердых включений не более 3г/л, размером не более 0,1-0,2 мм, из них абразивных не более 2%:

1. центробежные насосы типа К и КМ – горизонтальные, одноступенчатые, с рабочим колесом одностороннего входа, консольно расположенным на конце вала насоса. Q = 5-360 м³/час, Н = 10-90 м.

Моноблочные с электродвигателем типа КМ, рабочее колесо насажено непосредственно на вал электродвигателя, отсутствие опорной стойки.

К 45/85: 45 – Q,м³/час, 85 – Н, м

2. центробежные горизонтальные насосы типа Д – одноступенчатые с горизонтальным двухсторонним подводом воды к рабочему колесу: Q = 100-12500 м³/час, Н = 14-125 м. Насосы типа Д по сравнению с К, КМ имеют более высокий КПД  = 73-88%.

14НДс(н,в): насос двусторонний средненапорный (низко-, высоко-), 14 – диаметр напорного патрубка в 25 раз уменьшенный.

3. центробежные горизонтальные насосы типа ЦН и ЦНС:

ЦНСГ – 38-44: ц/б насос секционный горизонтальный, 38 - Q,м³/час, 44– Н,м.

Высоконапорные центробежные насосы типа ЦН – горизонтальные, многоступечатые, имеющие горизонтальный разъем с рабочими колесами одностороннего входа.

ЦНС – горизонтальные, многоступенчатые (от 2 до 10 рабочих колес), секционные, с рабочими колесами одностороннего входа: Q = 8-850 м³/час, Н = 40-1440 м,  = 67-77%.

4) центробежные вертикальные насосы типа В – одноступенчатые, с рабочим колесом одностороннего входа, консольно расположенным на конце вала насоса: Q = 1,6-25 м³/с, Н=25-100м. Марка: 600В – 1,6 (600 – диаметр напорного патрубка, 1,6 - Q,м³/с).

5) осевые насосы типа О и ОП – горизонтального и вертикального исполнения: Q = 0,5-40 м³/с, Н = 2,5-23 м,  = 84-86%.

Осевые насосы могут быть поставлены с жестко закрепленными лопастями во втулке рабочего колеса (тип О) и поворотными лопастями (тип ОП).

6) Погружные (консольные) насосы для оборудования временных НС и станций с малым периодом работы.

Насосы для подъема воды из скважин: ЭЦВ, А и АТН.

ЭЦВ – одно- и многоступенчатые погружные, центробежные, вертикальные, с рабочими колесами одностороннего входа: Q = 0,63-1200 м³/час, Н = 12-680 м.

А – центробежные, секционные, вертикальные с трансмиссионным валом Q= 30-1200 м³/час, Н = 30-125 м;

АТМ - центробежные, секционные, вертикальные.

Тема: Выбор основных насосов

Насосы для станций закрытой оросительной сети подбирают по расчетным Q_p.max и Н_р.min.

Тема: Выбор двигателей для привода насосов

В качестве привода к насосам на мелиоративных НС могут быть применены любые типы двигателей: электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания, ветродвигатели, паровые.

Наибольшее распространение получили электродвигатели 3-х фазного переменного тока, синхронные и асинхронные, горизонтального и вертикального исполнения.

Насосы поставляют комплектно с электродвигателем:

- для насосов N до 250 кВт следует применять низковольтные асинхронные электродвигатели, при большей N и необходимости частых пусков – высоковольтные асинхронные двигатели;

- для насосов N ≥ 250 кВт – высоковольтные синхронные электродвигатели.

При подборе электродвигателя необходимо обеспечивать заданную для вала насоса частоту вращения и мощность N_дв ≥ N_вал.

Асинхронные электродвигатели: на мелиоративных НС наиболее часто применяют асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии А2, АО2, А3, АО3, АН, АВ и др.

Серия А3, АО3: мощность 45-315 кВт, частота вращения n=490-2970об/мин, напряжение U = 220/380 и 6000 В.

Конструкция: горизонтальное расположение вала на подшипниках качения с консистентной смазкой. А3 работают как в режиме самовентиляции, так и с принудительной вентиляцией.

АО3 – охлаждаются путем теплоотдачи с наружной поверхности ребристой станины.

Серия А2: мощность 200-1250кВт, n = 485-1450 об/мин, U=6000 В.

Конструкция: электродвигатель с горизонтальным и вертикальным расположением вала. Охлаждение – самовентиляция и с принудительной вентиляцией.

АН2: мощность 500-2000кВт, U=6000В, n = 367-970об/мин.

Конструкция: горизонтальная расположение вала, охлаждение – самовентиляция.

Синхронные электродвигатели.

На мелиоративной НС применяют синхронные электродвигатели серий СД, СДн, СДН3, ВДС и ВСДн.

Серия СДН-2, СДН3-2: N=315-4000кВт, U=6000В, n = 300-1000об/мин.

Конструкция: горизонтальное расположение вала на 2-х подшипниках скольжения с кольцевой смазкой.

СДН-2 – охлаждение – самовентиляция,

СДН3-2 – принудительная вентиляция.

Мощность двигателя определяется по формуле:

N_дв  N_вК,

где К – коэффициент запаса мощности;

при мощности на валу N_в  20кВт – К=1,25

при N_в =21-50 кВт – К=1,2;

при N_в =51-300 кВт – К=1,15;

при N_в более 300 кВт К=1,1.

Тема: Вакуум-системы

Заливка водой насосов, установленных выше уровня воды, может быть выполнена при помощи вакуум-насосов, эжекторов методом автоподсоса, при помощи всасывающих труб с приподнятым коленом или баков-аккумуляторов.

Заливку насосов с помощью роторных вакуум-насосов рекомендуется применять на НС любой мощности.

При частых пусках (несколько раз в сутки) используют вакуум-котлы в системе.

Эжектор используется при геометрической высоте всасывания Н_s=2-2,5м.

Автоподсос – всасывающий патрубок работающего насоса подсоединен к всасывающему патрубку неработающего насоса.

Подачу вакуум-насосов рекомендуется определять по формуле:

, м³/мин

где Н_а – напор, соответствующий атмосферному давлению, м;

W – объем всасывающего и напорного (до задвижки) трубопроводов и корпуса насоса, м³;

К – коэффициент запаса, К=1,05-1,1;

Т=7-10 мин, время пуска основного агрегата;

Н_s – геометрическая высота всасывания при минимальном уровне воды в нижнем бьефе, м.

Вакуум-насосы

Показатели	КВН-4	КВН-8	ВВН-0,75	ВВН-1,5	ВВН-3	РМК-1	РМК-2	РМК-3	РМК-4
Подача, м3/мин Макс. вакуум, % Частота вращения, об/мин Мощность элдвигателя, кВт Ориентировочный расход воды, л/мин Габариты, мм: Длина Ширина Высота Диаметр патрубка, мм Входного Напорного Масса насоса, кг	0,4 80 1450 1,7 4 392 240 278 25 25 38	0,8 80 1450 2,8 5 417 240 278 25 25 42	0,75 60 1450 2,2 3 445 240 295 25 25 50	1,5 80 1450 4,0 10 682 450 038 50 50 163	3 80 1450 7,5 12 1085 510 1102 65 65 380	1,5 90 1450 4,5 10 575 360 390 65 65 93	4,2 92 1450 10 20 575 360 390 65 65 109	11,5 97 960 29 60 1215 500 790 125 76 475	27,0 96 720 70 108 1645 680 1070 170 170 1028

На НС, где установлено небольшое число (до 4 агрегатов) насосов, подлежащих заливке, рекомендуется предусматривать индивидуальный для каждого агрегата вакуум-насос без резерва.

При большем числе агрегатов и при использовании вакуум-котлов рекомендуется предусматривать не менее 2^х вакуум-насосов (один резервный).

Тема: Система технического водоснабжения

Потребность в технически чистой воде для охлаждения и смазки технологического оборудования.

Виды систем технического водоснабжения:

1. централизованные – когда насосы обеспечивают подачу воды одновременно на все основные агрегаты;

2. групповые – где насосы обеспечивают подачу воды на группы насосов основных агрегатов;

3. блочные, в которых подача воды на каждый основной насосный агрегат обеспечивается отдельным насосом.

Можно использовать перекачивающую воду после соответствующей очистки и отстаивания.

Тема: Система маслоснабжения

Основные потребители масел – это масляные ванны электродвигателей, системы регулирования (при гидроприводе к дисковым затворам), гидроподъемники.

Тема: Механическое оборудование

К механическому оборудованию НС следует относить подвижные конструкции затворов и сороудерживающих решеток, их закладные части, решеткоочистные машины, подъемно-транспортные средства, тележки для транспортировки мусора.

Сороудерживающие решетки устанавливают на входных отверстиях всасывающих труб насосов или водоприемных камер. Очистку производят вручную (не реже 3 раз в сутки). Используют решеткоочистные машины.

Подъемно-транспортное оборудование машинных залов НС выбирают в зависимости от габаритов зданий и массы монтируемых агрегатов

При массе груза до 1 тонны устанавливают неподвижные балки с талями.

При массе груза до 5 т устанавливают краны подвесные ручные.

При массе более 5 т устанавливают краны мостовые ручные, краны с электроприводом, козловые краны, лебедки (автоматическое управление).