Автоматизация безбашенной насосной установки

Лекция 12-1 АВТОМАТИЗАЦИЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ГИДРОМЕЛИОРАЦИИ

ТЕМА 9

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В сельском хозяйстве воду используют для нужд населения и поения животных, приготовления пищи и кормов, полива расте­ний, тушения пожаров и для других производственных целей.

Водоснабжение СХП хорошо механизировано и автоматизировано. Благодаря механизации и автоматизации человек практически освобожден от ручного труда при добыче, доставке и распределении воды на животноводческих фермах и в быту. Производительность труда по водоснабжению увеличилась в 20 раз, эксплуатационные затраты снизились в 10 раз. Кроме того, при поении животных из автопоилок увеличивается продуктивность КРС на 10 %, а птицы — на 15…20 %.

Для подъема и раздачи воды применяют водонасосные уста­новки, состоящие из водоприемников, очистных сооружений, ре­зервуаров чистой воды или водонапорных башен соединительной водопроводной сети и электронасосов со станциями управления. Наиболее широко в сельском хозяйстве распространены центро­бежные и осевые насосы. Их выполняют в моноблоке с электродви­гателями и погружают в воду, в трубчатые колодцы диаметром 100…250 мм (погружные насосы) или располагают на поверхности земли. Есть погружные насосы с электродвигателями, располо­женными над скважиной – называемых артезианскими.

Для подъема воды из открытых водоемов и шахтных колодцев применяют также плавающие центробежные насосы. Широко распространены так называемые объемно-инерционные насосы с элект­ромагнитным вибрационным приводом. Эти насосы имеют малую подачу воды (до 1м³/ч при напоре20 м). Сельское население ис­пользует их в быту.

В сельском хозяйстве применяют водонасосные установки трех типов:

- башенные с водонапорным баком,

- безбашенные с водона­порным котлом, и

- с непосредственной подачей воды в водонапор­ную сеть.

Почти в 90 % случаев используют башенные водонасос­ные установки с расходом воды до 30 м³/ч. Если расход воды со­ставляет 30…65 м³/ч, то рекомендуют двухагрегатные насосные станции с водонапорным котлом. При расходе воды более 65 м³/ч экономически целесообразно использовать насосные установки с непосредственной подачей воды в распределительную сеть (оро­сительную систему).

2. АВТОМАТИЗАЦИЯ ВОДОНАСОСНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ФЕРМ И

НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ

Автоматичес­кая водоподъемная установка типа ВУ с воздушно-водяным кот­лом (гидропневматическим аккумулятором) предназначена для подъема воды из открытых водоемов и шахтных колодцев глуби­ной до 5 м при напоре от 25 до 80 м. Установка состоит из всасы­вающей трубы 1 (рисунок 1) с приемным фильтром насосного агре­гата 2, нагнетательного 3 и водоразборного 12 трубопроводов с за­пирающими вентилями 5, воздушно-водяного бака 4 с датчиком давления 8 и струйным регулятором запаса воздуха, имеющим камеру смешивания 6, воздушный клапан 7, жиклер 10 и диффузор 11.

Рисунок 1 – Технологическая (а) и принципиальная электрическая (б)

схемы управления водоподъёмной установкой типа ВУ:

1 - всасывающая труба; 2 - насос; 3, 12 - трубопроводы; 4 - бак; 5 – вентили;

6 - камера; 7 - воздушный клапан; 8 - датчик давле­ния; 9 – предохранительный

клапан; 10 - жиклер; 11 - диффузор

Схема управления в автоматическом режиме работает следую­щим образом. Вода к потребителю поступает под давлением воз­душной полушки, расположенной над водой в котле.

При разборе воды из котла давление в котле снижается и замы­каются контакты манометрического датчика давления ВР, катуш­ка магнитного пускателя КМ получает питание и включает элект­ронасос. При повышении уровня воды давление в котле увеличи­вается до заданного значения, при котором контакты ВР размы­каются и насос отключается. Для ручного управления электро­насосом предназначены кнопки SB2 «Пуск» и SB1 «Стоп».

Объем воздушной подушки в баке постоянно уменьшается, так как часть воздуха растворяется и выносится с водой. Вследствие этого уменьшаются давление воздушной подушки и регулирующий объем воды в котле, а агрегат начинает чаше включаться в работу.

Для автоматического поддержания объема воздушной полушки служит струйный регулятор, который обеспечивает подкачку воз­духа до давления в баке 250 кПа. При максимальных аварийных давлениях срабатывает предохранительный клапан 9. Пополнение воздуха происходит, когда жиклер 10 перекрыт водой. Струя воды, подаваемая насосом, создает разрежение в камере 6 (эффект пуль­веризации), воздушный клапан 7 открывается, и воздух, смешива­ясь с водой, поступает в котел.

Безбашенные водокачки имеют низкий коэффициент исполь­зования объема бака (0,15…0,2)·V, большой перепад напора (20…30 м) при малом регулирующем объеме V_Р и взрывоопасны. Вследствие этого в сельском хозяйстве их применяют редко.