浅谈灌溉系统的保护装置 浅谈灌溉系统的保护装置 浅谈灌溉系统的保护装置
摘要:我国是一个水资源严重短缺的国家,干旱缺水成为制约我国农业发展的重要因素,河北省每年仅缺少保护装置就要报废1000台(套)设施。为了保证灌溉系统的正常运行,系统必需安装必要的保护装置。
关键词:水资源 保护装置
我国是一个水资源严重短缺的国家,人均水资源占有量排在世界109位,仅为世界平均水平1/4。随着经济的发展,农业供水矛盾日益突出,干旱缺水成为制约我国农业发展的重要因素。因此,国家领导和全民根据国情提出多种节水灌溉模式,以解决农业发展的危机。 为了确定灌溉系统正常运行,系统中必须安装必要的控制、测量、保护装置。如阀门、压力调节器、压力表、安全阀、逆止阀、进排气阀等,下面阐述保护装置的工作原理及选用标准一一述之。
1、 启动设备
电动机启动时电流很大,有时超过额定电流5-7倍,这样大的电流长时间通过电机绕组会将其烧坏,而且还会使电网降压很大而影响其他电器设备运行。因此采用启动设备以降低电动机电流,从而保护泵的电动机和保证其他电器设备正常进行,有三种方式。
a.直接启动:当电机功率小于7.5KW或电动机容量与变压器容量之比小于35%时。
b.降压启动:当电动机功率大于7.5KW或电动机容量与变压器容量之比大于35%时,采用星型、三角型启动器,或自耦变压启动器。
c.电器控制箱:包括电动机降压启动设备、短路、单项运转、三项过流、反转保护装置与仪器等。其动作灵敏可靠,容易调整,其操作安装安全方便,是潜水泵理想电器配套设备。
2、 阀门
用以控制管道的启闭与调节流量,进而控制管道压力。灌溉系统基本采用低压阀门,常用有闸阀、蝶阀、截止阀等,目前首部采用法兰联结方式为多。
3、逆止阀(拍门)
逆止阀又叫止回阀,是一种根据前后的压差而自动启闭的阀门,
它使水沿单方向流动,反方向流动时则自动关闭。通常在水泵出水口安装逆止阀,以避免停机时水倒流冲击水泵叶轮长时间反转,造成潜水泵非正常磨损,减少寿命。在怀来县二堡子村大田喷灌工程中由于缺少逆止阀,导致管道形成负压遭到破坏。
以一静水位:H0=35m计 管径为(外径):D=110mm
流量:Q=40m3/h 流速:v=1.33m/s
管道长度:L=500m 为例说明其危害
·冲击方面影响 关闭时间:Ts=2*L/a=3.3s 一般情况下大于5s不予考虑 Z1+ p1/γ+v12/2g=Z2+ p2/γ+ v22/2g
求出V2=24m/s,可见高速反冲水泵叶轮。
最高逆转速:Nmax=K3*K5*P5*N0=1.7N0
·水锤
由于管道内压力水的流速急剧变化,而引起管道中水压力突然增高或降低这种现象叫做水锤现象。
按产生原因分关闭水锤,空管启动水泵排气不畅启动水锤,停泵水锤,经常造成管道破裂。 阀门口最大水锤压力:Hmax=H0-Z+K2*K4*P3=440m 其中参数P
3、P
4、P
5、Z、Z
1、K
2、K
3、K
4、K5见参考文献。
·选取标准 ② 管道中点出现的最低压力Hmin值是否低于该处的汽化压力,如果低于,则出现水柱分离现象。
4、进排气阀
能够自动进气和排气,有一定压力能自动关闭。管道输水时在最高位置和隆起地方会积累一部分空气。一方面影响过水面积;另一方面水流速度大,又会带动一部分空气在管内流动,发生水力冲击。
安装在最高处进排气阀可迅速排除空气,停泵或关阀时又能迅速补充空气,减少造成对设备和管道的危害。
5、安全部件
①安全阀
上开式安全阀作用是当管道的水压力生高时自动开放,以防止水锤事故,一般通过泻水完成。
上开式安全阀主要有弹簧式和杠杆式,常见为弹簧式。
③ 流量调节阀
通过自动改变过水断面的大小来调节流量。
③减压阀
类似于流量调节阀,用于保证管道内工作压力在设计范围内。
6、过滤器
微灌中灌水器出水口在运行一段时间后容易被污物、杂质、沉淀物堵塞,影响工程总体效益发挥。因此对灌溉水源进行严格净化处理,是微灌系统正常运行,延长灌水器寿命的保证。
常用几种形式:
① 旋流式水砂分离器(离心式)
适用于:含砂量高的水初级过滤。
特点:不能除去与水比重相近和比水轻的有机质等杂质,水泵启动和停机时效率下降;水头损失大。
② 砂石过滤器
适合于:有机物。
特点:成本高,清洗不方便。
③ 筛网式过滤器
适用于:过滤粉粒、沙和水垢等污物。
特点:比较常见且种类繁多,有机含量高时,有机物堵塞“挤出”网进入管道造成堵塞。
④ 叠片式过滤器:带沟槽塑料圆片过滤器。
7、量测设备
压力表是灌溉系统中不可缺少的量册仪器,可反映系统是否按设计正常运行。特别是过滤器前后的压力表,反映过滤器堵塞程度及何时需要清洗的指示器。
参考文献:
1.《水力学》高等教育出版社.1983.6吴持恭主编
2.《喷灌与微灌设备》中国水力水电出版社1999.3.郑耀全、李光永等
3.《潜水电泵的使用与维修》机械工业出版社1995.李世辉等
