Эссе Автоматизация водонасосных установок в сельскохозяйственном производстве. эссе. Автоматизация водонасосных установок в сельскохозяйственном производстве
 Скачать 29.56 Kb.
|
|
Автоматизация водонасосных установок в сельскохозяйственном производстве Рост благоустройства сельских поселений, а также развитие сельскохозяйственного производства в последние годы предопределили высокие темпы развития сельскохозяйственного водоснабжения. Вода в сельском хозяйстве расходуется в значительных количествах на хозяйственно-питьевые нужды населения, на животноводческих фермах, на предприятиях по первичной переработке сельскохозяйственной продукции, на приготовление жидких подкормок для пропашных культур, на охлаждение двигателей сельскохозяйственных машин и автомобилей, на полив растений в парниках и теплицах. Для удовлетворения перечисленных потребностей в воде используются системы сельскохозяйственного водоснабжения, а для полива всевозможных сельскохозяйственных культур в открытом грунте — оросительные системы. Источником водоснабжения в сельской местности в первую очередь являются подземные воды, в случае если их качество не соответствует определенным нормам или запас подземных источников мал, используются воды поверхностных источников. При наличии хорошо защищенных с поверхности подземных вод, система водоснабжения сельскохозяйственного пункта состоит из следующих элементов: водозаборное сооружение в виде двух или нескольких трубчатых колодцев, оборудованных погружными насосами; регулирующие резервуары насосной станции второго подъема и разводящей сети. Насосные станции второго подъема оборудованы хозяйственными насосами с производительностью, позволяющей подавать и пиковые, и минимальные расходы воды, а также пожарным насосом, параметры которого обеспечивают тушение пожара непосредственно из пожарных гидрантов. Потребители сельскохозяйственных предприятий должны быть всегда обеспечены бесперебойным водоснабжением, за это отвечает работа водонасосных установок. На практике встречаются неблагоприятные факторы, влияющие на работу водонасосных установок: «сухой ход»; гидравлический удар; замыкание; обрыв фазы питающей сети . «Сухой ход», т.е. работа насоса без воды, находящийся наравне с проблемой стабильного и качественного энергоснабжения, приводит к наиболее частым причинам выхода из строя не только насосной части, но и всего насоса в целом. Данный фактор в равной степени, относится и к поверхностным, и к погружным скважинным насосам. Основным материалом для рабочих колес и диффузоров в насосах бытовых нужд чаще всего служит термопласт (высокопрочный износостойкий пластик). Он отличается высокой технологичностью и невысокой ценой, отлично справляется со своей задачей многие годы. Вода, при работе насоса в нормальных условиях, играет роль смазки и источника отвода тепла. В случае, когда насос работает без воды, его внутренние детали начинают соприкасаться, нагреваться и деформироваться, что может привести к заклиниванию вала насоса и сгоранию электродвигателя. После работы без воды насос либо совсем перестает подавать воду, либо подает её не выдавая своих паспортных характеристик. Без защиты от «сухого хода» насос не может определить отсутствие воды во всасывающем трубопроводе. Он будет продолжать работать до тех пор, пока не выйдет из строя, либо пока его не выключат забывчивые хозяева. Существуют следующие виды защиты насоса от «сухого хода»: поплавковый выключатель (поплавок); реле давления с защитой от «сухого хода»; реле потока с функциями реле давления (прессконтроль); реле уровня. Поплавковый выключатель (поплавок) — является достаточно недорогим и надежным помощником в защите от «сухого хода» при перекачке воды из емкостей или колодцев. Различают несколько видов поплавков. Первые работают только на заполнение емкости. Принцип их работы основывается на том, что при достижении воды определенного уровня контакты внутри поплавка размыкаются и насос останавливается. Такие поплавки скорее нужны для защиты от перелива, а не от «сухого хода». Второй вид — поплавки, работающие на опорожнение, т.е. на отсутствие жидкости в емкости. Кабель поплавка подключен в разрыв одной фазы, которая питает насос. В случае, когда уровень жидкости в емкости или колодце опустится ниже определенного уровня, контакты внутри поплавка разомкнутся и тем самым остановят насос. Необходимый уровень срабатывания задается местом установки поплавка. Кабель поплавка необходимо закрепить на фиксированном уровне так, чтобы при опускании поплавка вместе с общим уровнем воды в момент размыкания контактов в емкости еще оставалась вода. В случае же откачивания воды из колодца погружным (самовсасывающим) насосом, поплавок нужно закрепить так, чтобы при размыкании контактов вода находилась над донным клапаном насоса. Важно отметить, что данный принцип защиты от «сухого хода» реализован практически во всех колодезных насосах различных производителей. К сожалению, у поплавков есть и свои недостатки. В скважине или сетевом трубопроводе ему может не хватить места и придется искать другой вид защиты. Реле давления с защитой от «сухого хода» — это устройство, представляющее собой реле давления с дополнительной функцией размыкания контактов при падении давления ниже порогового уровня. В большинстве случаев этот уровень задается заводом-изготовителем на уровне 0,4-0,6 бар и регулировке не поддается. При нормальных условиях эксплуатации давление в системе не может упасть ниже этих значений, так как насосы, используемые для частных нужд, работают при давлении от 1 бар и выше. Опуститься до 0,4-0,6 бар давление может практически только в случае, когда в насосе отсутствует вода. При отсутствии воды — нет давления, и реле регистрируя «сухой ход» размыкает контакты, питающие насос. Следующий запуск насоса возможен только вручную после предварительного установления и устранения причины возникновения «сухого хода». Насос перед новым запуском необходимо будет снова заполнить водой. Стоит отметить, что применение реле давления с защитой по «сухому ходу» возможно только в случае автоматической работы насоса (совместно с гидробаком), иначе применение этого реле теряет смысл. Применяется, в основном, вместе со скважинным погружным (глубинным) насосом, однако может также использоваться с поверхностными насосами (или насосными станциями). Многие производители предлагают использовать вместо гидробака и реле давления компактное устройство — так называемое «реле потока» (либо прессконтроль). Данное реле подает команду на включение насоса при падении давления в системе до 1,5-2,5 бар, в зависимости от настройки. Отключается же насос после прекращения водозабора, ввиду отсутствия протока жидкости через реле. Защита от «сухого хода» осуществляется благодаря встроенному в реле датчику протока, который регистрирует фактический расход жидкости через реле. Отключение насоса происходит с короткой задержкой по времени после регистрации сухого хода, что не влияет на работоспособность насоса. Кроме этого, прессконтроль выполняет и другие защитные функции (защита по току и напряжению). Реле уровня представляет собой электронную плату, к которой подключается несколько датчиков (электродов). Обычно их три, один контрольный и два рабочих. Датчики подключаются к реле обычным одножильным электрическим проводом, и служат только лишь для подачи сигнала. Принцип следующий: датчики опускаются в скважину на разных уровнях, при опускании уровня воды ниже контрольного датчика, который должен располагаться немного выше уровня установки самого насоса, сигнал от него передается в реле уровня и подается команда на остановку насоса. После того, как вода поднимется выше контрольного датчика, насос автоматически запустится. Этот способ защиты является очень надежным, однако и немного более дорогим чем остальные. Также его возможно применять и в случае откачивания воды из емкостей. Само же реле уровня располагается в доме или другом, защищенном от влаги, месте. Гидроудар может произойти при сливе воды в скважину либо при включении аппарата после «сухого хода». Находящаяся под высоким давлением жидкость сильно бьет по лопастям крыльчатки и может их повредить. Чтобы защитить погружной насос от гидравлического удара производители предлагают комплексное решение: встроенный обратный клапан, задача которого – компенсировать вес водяного столба; гидроаккумулятор, оборудованный реле давления и датчиками. Система автоматически отключает прибор при превышении давлением допустимой нормы. В случае если этого не произойдет, то в защиту вступает обратный клапан. Стоит отметить такой важный элемент защиты в системах отопления и водоснабжения, как компенсатор гидроудара (он же демпфер, он же гидроаккумулятор) – это устройство выполняет сразу три функции: накапливает жидкость; принимает избыток жидкости из системы, тем самым снижая давление в ней; что соответственно, способствует гашению гидроудара, если он возникает. Конструкция компенсатора состоит из герметичного стального бака с эластичной мембраной и встроенным воздушным клапаном. Выпускаются с разным объемом как совершенно незначительным, так и довольно большим. Внезапная остановка насоса может вызвать гидроудар и привести к выходу из строя целой насосной станции, в таком случае, для ее защиты применяют специальный клапан диафрагменного типа с жестким уплотнителем. Давление жидкости приводит его в действие и он осуществляет быстрый его сброс. Устанавливается после обратного клапана на отводе от трубопровода, рядом с насосом. Электрическая часть глубинного насоса обладает надежной защитой от контакта с водой, но в случае снижения напряжения в сети или его перепадах возможно межвитковое замыкание обмоток. Предотвратить это возможно, если установить трансформатор и систему плавного пуска. Подобное сочетание предупредит резкий скачок напряжения и силы в момент запуска-отключения, восстановит правильную синусоиду тока. Использование электронных систем решает сразу две проблемы , оно осуществляет защиту и управление погружными насосами. Простейшая схема состоит из нескольких разноуровневых датчиков и центра управления электродвигателем, в более сложных схемах используются профессиональные станции. Автоматизированная система решает следующие задачи: поддерживает заданный уровень воды; защищает двигатель от «сухого хода» и скачков напряжения; отключает устройство в экстренных ситуациях; запускает прибор после восстановления показателей; плавно запускает и останавливает двигатель; блокирует включение при коротком замыкании. Многие производители выпускают модели с удаленным управлением, которые позволяют проконтролировать работу системы, даже находясь далеко от дома. Правильно выбрать ту или иную защиту от сухого хода, датчики или реле возможно, если знать все необходимые параметры насосной станции. Каждое из технических решений имеет свои плюсы и минусы. Следует учитывать глубину скважины, параметры насоса, наличие гидроаккумулятора, тип автоматики управления, совместимость оборудования. Возможно, и даже желательно дублирование в одной системе функции защиты от сухого хода различными приборами при условии, что они построены на различных принципах измерения параметров. Также необходимо, чтобы в схеме насосной установки были защиты от обрыва фазы, симметричного снижения напряжения, перекоса фаз, неправильного порядка следования фаз, увеличения тока. Важно максимально сократить «мертвую зону». |