Автоматизация технологических процессов гидромелиорации

Мелиоративные системы служат для орошения почв с целью создания благоприятного водного режима для роста и развития растений, а также для обводнения территорий.

Оросительные системы предназначаются для пополнения запасов воды в недостаточно увлажненной почве и применяются в тех зонах, где растения систематически испытывают недостаток в воде. Система состоит из водозаборных сооружений, каналов и распределительной сети по участкам.

Основной задачей автоматизации современных гидромелиоративных систем является обеспечение оптимального водного режима питания сельскохозяйственных культур. Автоматизация гидромелиоративных систем включает автоматизацию оперативной службы эксплуатации оросительных систем, головных водозаборных узлов, водораспрсделсния, полива, измерения уровня и учета воды, насосных станций.

Автоматизация головных водозаборных узлов заключается в следующем. В голове каждого распределительного водотока устанавливают телеуправляемые затворы и расходомеры для регулирования расхода и стока и телсконтроля за ними. Телеуправление и контроль осуществляют за счет энергии, передаваемой источником сигнала управления от диспетчерского пункта по проводным линиям связи малого сечения.

Автоматизация процесса водораспределения на оросительных каналах осуществляется путем регулирования по верхнему или нижнему бьефу или одновременно по обоим бьефам. Бьеф — это часть водоема, реки, канала, расположенная по течению выше водонапорного сооружения (плотины, шлюза), так называемый верхний бьеф, или ниже него — нижний бьеф. При автоматизации регламентированного распределения воды между водопользователями головное сооружение старшего канала оборудуют автоматическим регулятором, обеспечивающим поступление в систему расчетного

355

расхода и сохранение уровня верхнего бьефа воды независимо от колебаний уровней в нижестоящих каналах. При автоматизации по нижнему бьефу автоматический регулятор обеспечивает поддержание заданного уровня воды в нижних каналах, т.е. потребный расход воды водопользователями. При регулировании по верхнему уровню бьефа на концевых частях каналов и в особо ответственных местах устанавливают автоматические сбросные сооружения — затворы-автоматы гидравлического действия для сброса в случае необходимости излишков воды, наносов и плавающих предметов.

Автоматизацию полива осуществляют как при поверхностном способе полива, так и при поливе с помощью водопроводов и дождевальных установок. Установки автоматического полива из закрытых трубопроводов с регулированием подачи воды одной задвижкой па 300-500 борозд обеспечивают равномерное распределение воды и увлажнение почвы. Полив дождеванием при помощи дождевальных машин типа «Фрегат», «Волжанка» и других осуществляют от автоматических насосных станций, работающих «на замке», по команде с диспетчерского пункта. Для этого используют устройства телеуправления и телесигнализации. Дождевальные машины могут также автоматически управляться от устройств программного действия или от датчиков влажности почвы в зависимости от потребности во влаге. Часто целесообразно импульс на включение дождевания получить от датчика влажности, а отключение — через определенное время от программного устройства.

Для автоматизации измерения и учета воды гидромелиоративные системы оснащаются соответствующими приборами: самописцами уровня с измерительными органами поплавкового типа, системами учета воды с датчиками, регистрирующими расход по положению открытия затворов гидротехнических сооружений и т.д.

Автоматизация насосных станций осуществляется следующим образом. В мелиоративном хозяйстве насосные станции при орошении служат для заполнения водохранилищ, подъема воды, отвода сбросных оросительных и перекачки и понижения уровня грунтовых вод. Насосные станции в мелиорации отличаются высокой подачей (до сотен кубометров в секунду) и большой мощностью — до тысяч киловатт. Обычно используют асинхронные короткозамкнутые электродвигатели мощностью до 300 кВт па напряжение 380 В и 6,3 кВ (при мощности свыше 100 кВт).

Схемы автоматизации насосных станций осуществляют пуск и остановку насосов, управление запорными задвижками, предохранение напорных трубопроводов от гидравлических ударов, защиту оборудования при авариях и сигнализацию о нормальных и ненормальных режимах работы оборудования, контроль и измерение расхода, напора, горизонтов воды и т.п.

Насосные станции в мелиорации снабжают специальными баками-аккумуляторами и вакуум-насосами для предварительной заливки основного насоса водой. При их отсутствии насосы ставят в заглубленных камерах ниже уровня водохранилища, а колено всасывающей трубы располагают выше уровня установки насоса. Для облегчения пуска электродвигателя па напорных трубопроводах ставят электрифицированные задвижки (рис. 7.62). Насос запускают при закрытой задвижке, когда момент сопротивления воды минимальный. Задвижка открывается автоматически после разгона агрегата и установления заданного давления (фиксируемого датчиком PS) и так же автоматически закрывается при отключении.

В качестве примера рассмотрим автоматизацию оросительной насосной станции с предварительной заливкой насоса водой и с управлением по уровню воды в водоприемном сооружении (рис. 7.62). В режиме ручного управления переключатель SA ставят в положение Р и управляют работой оборудования при помощи кнопок SB1-SB6. В автоматическом режиме переключатель SA ставят в положение А. При понижении уровня в водоприемном сооружении до минимально допустимого значения замыкаются контакты SL2 датчика уровня и включается реле KV1, которое включает электромагнитный клапан YA, установленный па заливной линии насоса. Насос через этот клапан заливается водой, а воздух в насосе выходит через реле залива LS. В конце заполнения насоса водой срабатывает реле залива и контактом SP1 включает реле KV2, которое в свою очередь вызывает включение магнитного пускателя КМ1 и реле времени КТ. Магнитный пускатель запускает электродвигатель Ml привода насоса.

При разгоне двигателя в напорном патрубке создается давление, от которого срабатывает реле давления PS, включающее своим

• 357
• 7.6. Автоматизация водоснабжения и орошения

контактом SP магнитный пускатель КМ2 и двигатель М2 па открытие задвижки па напорном трубопроводе. При полном открытии задвижки двигатель М2 выключается конечным выключателем SQ1, загорается сигнальная лампа HL1. Одновременно переключаются контакты конечного выключателя SQ2, и лампа HL2 гаснет.

Рис. 7.62. Схема автоматизации оросительной насосной станции

Струйное реле FS (рис. 7.62), реагируя па движение воды в трубопроводе, размыкает свои контакты SL (рис. 7.63) в цепи реле времени КТ и отключает его.

Рис. 7.63. Принципиальная электрическая схема управления оросительной насосной станцией

359

Контрольные вопросы и задания

Отключение паеоеа происходит от датчика SL1 верхнего уровня воды в водонапорном сооружении. Его контакты размыкают цепи тока реле KV1, которое отключает электромагнит YA, реле KV2, а затем магнитный пускатель КМ1 (см. рис. 7.63) и двигатель Ml (см. рис. 7.62) насоса. Давление воды в напорном трубопроводе снижается до статического давления столба воды со стороны водохранилища. При этом давлении контакты SP (см. рис. 7.63) реле давления PS (см. рис. 7.62) возвращаются в исходное положение и включают магнитным пускателем КМЗ двигатель М2, закрывающий задвижку. При полном закрытии контакты конечных выключателей SQ1 и SQ2 занимают исходное положение. Контакты SQ2 отключают двигатель М2. Повторный автоматический пуск произойдет при снижении уровня воды до замыкания контактов SL2.

Реле времени КТ предназначено для аварийного отключения насоса. Если, например, при пуске вода не поступает в водоприемное сооружение, то контакты SL струйного реле FS остаются замкнутыми, реле времени включает аварийное реле KV3, которое отключает реле KV1 и включает аварийную сигнализацию НА. От реле KV1 отключаются реле KV2 и магнитный пускатель КМ1, электронасос Ml останавливается.

Аварийное реле остается включенным до тех пор, пока обслуживающий персонал не нажмет кнопку деблокировки SB4. Одновременно отключится электромагнитный клапан YA. При случайном перерыве подачи воды схема па отключение насоса работает в той же последовательности.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Каковы принципы автоматизации зерноочистительной машины?
• 2. Каковы типы зерносушилок, используемых в хозяйствах Республики Беларусь?
• 3. Опишите схему автоматизации сушилки СЗК-8 (рис. 7.8).
• 4. Каков объем автоматизации бункеров активного вентилирования?
• 5. Каковы принципы автоматического поддержания параметров микроклимата теплицы?
• 6. Каковы принципы автоматического управления оборудованием картофелехранилища в основной период хранения?
• 7. Каковы принципы использования частотных преобразователей в системах вентиляции животноводческих помещений?
• 8. Каков объем автоматизации инкубатора?
• 9. Каковы требования к кормораздающим устройствам?
• 10. В чем состоит автоматизация раздачи кормов для КРС?
• 11. Как работает автоматизированная установка уборки навоза пневмотранспортером?
• 12. Раскройте принципы автоматизации доильной установки УДА-16.
• 13. Опишите схему автоматизации пастеризационной установки (рис. 7.44).
• 14. Какие виды автоматизации предусматриваются для котельных установок?
• 15. Каковы принципы построения контуров регулирования котельных установок (на примере котла ДКВР)?
• 16. Каков объем автоматизации водонасосных установок?
• 17. Каковы особенности автоматизации насосных станций для мелиорации?

ПРИЛОЖЕНИЯ