3Tashkent Institute of Economics and Pedagogy Science, education, innovation: modern tasks and prospects
Ташкентский институт экономики и педагогики Наука, образование, инновации: современные задачи и перспективы
joshkennqisodzis^^
АВТОМАТИЗАЦИЯ БАШЕННОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ ДЛЯ ОРОШЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
Ш. Жаникулов
к.т.н., доцент Ташкентского государственного аграрного университета
Ф. Ф. Умарова
студентка 4-курса, Узбекистан
Сельскохозяйственное производство является крупным потребителем воды, расходуемой для полива сельскохозяйственных культур, нужд населения, поения животных, приготовления пищи и кормов, уборки навоза и для других целей.
Обеспечение необходимым количеством воды для орошения сельскохозяйственных культур является одной из важных проблем. Территория нашей страны расположена в засушливой зоне по климату, то есть объем годового орошения в 15-25 раз меньше количества воды, испаряющейся с поверхности земли и воды и посевов, причем 43,2 процента из них используют системы водоснабжения с использованием насосных станций для орошения посевов.
Важно организовать эффективное использование гидротехнических сооружений и оборудования на насосных станциях, в результате правильной организации этого процесса обеспечивается подача расхода воды, необходимой для сельскохозяйственных культур, по назначению.
Как указано в постановлении Президента Республики Узбекистан Ш.М.Мирзиёева от 10 июля 2024 года №6024 «Об утверждении концепции развития водного хозяйства Республики Узбекистан на 2020-2030 годы» 74 процента из 1687 насосных станций находятся в эксплуатации более 30 лет, 20 процентов - 20 лет, 6 процентов - более 10 лет или 94 процента насосных станций выработали нормативный срок службы (16-18 лет), а их модернизация и замена - всего 2887 10,3 процентов км напорных трубопроводов требуют замены, в результате чего при их эксплуатации наблюдается множество аварий, а также потребление электроснабжения остается высоким» [3].
В результате длительной эксплуатации многих насосных станций снизилась их эффективность. В результате подача 1,0 м3 воды требует больших затрат из-за потерь энергии, растрат на обеспечение водой, необходимой для
214
Tashkent Institute of Economics and Pedagogy Science, education, innovation: modern tasks and prospects
Ташкентский институт экономики и педагогики Наука, образование, инновации: современные задачи и перспективы ^oshkentjqtisodiyot^a^edagogikajnstituti^^^^^^^
сельскохозяйственных культур, сокращения периода между ремонтами техники и оборудования.
Насосные станции служат для подъема или передачи необходимого количества воды для орошения сельскохозяйственных культур. Насосная станция - это совокупность сложных гидротехнических сооружений, гидромеханических и гидроэнергетических средств и оборудования, обеспечивающих отбор воды из источника и доставку потребителю.
В сельском хозяйстве используют водонасосные установки трех типов: башенные с водонапорным баком, безбашенные с водонапорным котлом и непосредственной подачей воды в водопроводную сеть. Почти в 90 % случаев используют башенные водонасосные установки с расходом воды до 30 м /ч.
Для подъема и раздачи воды применяют водонапорных башен, соединительной водопроводной сети и электронасосов со станциями управления. Наиболее широко в сельском хозяйстве распространены центробежные и осевые насосы. Насосы выполняют в моноблоке с электродвигателями и погружают в воду или располагают на поверхности земли.
Башенная система водоснабжения обычно работает по следующей схеме: водоисточник — насосный агрегат — напорный агрегат — напорный трубопровод — водонапорная башня — водопроводная сеть — потребители воды.
При включении насоса вода поступает одновременно к потребителям и в напорный бак башни. Количество поступающей в бак воды равно разности между подачей насоса и расходом потребителей. После наполнения бака насосный агрегат отключается и водоснабжение потребителей обеспечивается водой, запасенной в баке. Вместимость бака стандартных водонапорных башен -колонн 15...50 м и более. При этом общая вместимость бака определяется как сумма трех объемов: регулирующего, запасного и «мертвого». «Мертвый» объем, как правило, невелик. В него входят отстойная часть бака и часть объема бака от его верхней кромки до максимального уровня воды (высотой примерно 0,3 м).
Запасной объем должен хранить хозяйственно -производственный запас на случай перерыва в электроснабжении и, главное, пожарный запас воды, размеры которого определяются строительными нормами и правилами.
3 3
Регулирующий объем Vp (м ), подача насоса G,, (м /ч) и текущее потребление воды Gp (м /ч) определяют продолжительность работы насосного агрегата
215
Tashkent Institute of Economics and Pedagogy Ташкентский институт экономики и педагогики ^oshkentjqtisGdiyot^a^edagGgikajnstitut^^^^
Science, education, innovation: modern tasks and prospects Наука, образование, инновации: современные задачи и перспективы ^^lmfn^alim-tarbiya^nnova^
Vp
Тр GH-GP
Продолжительность паузы ТП=Ур / й р
Соответственно время цикла Ти = Тр + Тп и число включений насоса в течение часа п = — = —(1+— )
Тц Ур Сн
ИЛИ п - 0 , 2 5 (Сн/Ур)
Максимальное число включений будет при Он = 20Р; Наибольшее число включений в течение суток
птах=24п - 6 йН/Ур По этой формуле определяют рабочий объем Ур, ограничивающий максимальное число включений насосного агрегата птах:
1р=6 йн / пт ах
Рабочий объем бака при автоматическом управлении насосным агрегатом определяется расстоянием И между датчиками верхнего и нижнего уровней. Таким образом, для того чтобы обеспечить число включений погружного насоса не более допустимого по техническим условиям, расстояние между датчиками верхнего и нижнего уровней (зона неоднозначности двухпозиционного регулятора) должно быть
П = 6й н/птах
где ^— площадь зеркала воды в баке, м3.
Опыт эксплуатации погружных насосов свидетельствует о том, что птах не должно превышать 50...70 (в зависимости от конструкции) с интервалом между включениями не менее 5 мин.
На рисунке 1показана принципиальная электрическая схема управления типа
ПЭТ башенной водонасосной установкой. Она позволяет в ручном и
автоматическом режимах пускать и останавливать электронасос, защищает
электродвигатель от перегрузок и коротких замыканий, сигнализирует о
включенном и отключенном состояниях насоса.
Обозначения элементов схемы:
QF1 - автомат
БШ-З - предохранители
216
Tashkent Institute of Economics and Pedagogy Ташкентский институт экономики и педагогики ^oshkentjqtisGdiyot^a^edagGgikajnstitut^^^^
Science, éducation, innovation: modern tasks and prospects Наука, образование, инновации: современные задачи и перспективы
^^lm-fan^alim-tarbiya^nnova^
КМ1-3 - силовые контакты пускателя
КК1 - нагревательные элементы теплового реле
SB1 - стоковая кнопка
SB2 - пусковая кнопка
КМ1 - катушка пускателя
KL1.2 - контакт промежуточного реле
КК1 - контакты теплового реле
ТУ1 - понижающий трансформатор
SB1 - тумблер включения обогревателей
ЕК1 - нагревательные элементы
SLN - датчик нижнего уровня
SLV - датчик верхнего уровня
КЬ1.1 - контакт промежуточного реле
УВ1-УБ4 - диодный мост
- катушка промежуточного реле.
Для обеспечения надежной и эффективной работы насосных станций целесообразно провести организационные мероприятия по следующим направлениям: -внедрение современных систем автоматизированного и
дистанционного управления
системами управления
оборудованием и инструментом на насосных станциях;
JJJ
\Y\cr/ 111)11
Eq
Krti
|Ш
И
*Ht
114 |
Q-i^V.---
ЩЖ
"Ш'^г _r»rn
-шг-
ut
VDf
'SLV
l.stf
J uv
-D
rt1
Рису нок 1 - Электрическая схема оборудования башенной водокачки
-внедрение и использование усовершенствованных современных контрольно-измерительных приборов;
-внедрение усовершенствованных типовых инструкций, инструкций и правил эксплуатации насосных станций (со всеми помещениями и оборудованием) -научная организация использования на основе научно -технических достижений, передового зарубежного опыта.
References / Литература
1. Автоматизация насосов и насосных станций. Электронный ресурс:
http://electricalschool.info/main/electroshemy/741-avtomatizacija-nasosov-
inasosnykh.html
217
Tashkent Institute of Economics and Pedagogy Science, education, innovation: modern tasks and prospects
Ташкентский институт экономики и педагогики Наука, образование, инновации: современные задачи и перспективы ^oshkentjqtisodiyot^a^edagogikajnstituti^^^^^^^
2. Моделирование системы автоматизированного управления насосной станции. К.Н. Разаманов, А.В.Кожухова. Сборник, Москва, 2015. С.86-89.
3. Типовой комплект учебного оборудования «Автоматика насосных станций систем водоснабжения» СУ-АНССВ-015-17ЛР-01. Электронный ресурс: http://labstand.ru/catalog/sistemy_vodosnabzheniya_kanalizatsii/tipovoy_komplekt _uchebnogo_oborudovaniya_avtomatika_nasosnykh_stantsiy_sistem_vodosnabzhe niya_su_ans_4060.
4. Галеев А.С., Сулейманов Р.Н., Арсланов И. Г. Автономная система контроля и мониторинга работы насосных агрегатов канализационной насосной станции //Технические науки-от теории к практике. - 2013. - №. 24.
5. Гриценко К.Г., Червяков В.Д. Системный подход к решению проблемы энергосбережения при автоматизации процессов водоснабжения. - 2002.
6. Трубаев П.А. Методы автоматизации управления энергоэффективной работой насосов и насосных установок //Вестник Белгородского государственного технологического университета им. ВГ Шухова. - 2015. - №. 2. 7.
218
