Помпени станции за напоителни системи

Осигуряване на водно налягане в нужните нива и доставяне на точния воден поток от водния източник или резервоара до растенията се осъществява с помпени станции. Те имат отношение както към постигане на оптимални доставки на вода до културите, според специфичните условия и изисквания, така и към ефективното управление на водите. С тяхна помощ можете да осъществявате интелигентно поливане – без излишни разходи на вода и енергия и с гаранция за покриване на необходимите доставки на вода до растенията за едно рентабилно земеделско стопанство. Производителите предлагат разнообразие от помпени станции за напоителни системи, които отговарят на специфичните нужди на Вашето производство с широк спектър от приложения.

Поливното земеделие консумира 70% от сладката вода, използвана по цял свят. Над 50% от световното производство на храна изисква напояване, като нуждите от вода се увеличават, предвид прилагащия се натиск за увеличаване производството на храни. Необходимите количества поливна вода се доставят до земеделските култури с напоителни системи, които изпомпват вода от повърхностни източници или сондажи чрез помпени станции. Тяхната роля става все по-важна на фона на настъпващите напоследък дълги периоди на засушаване с недостатъчни валежи.

Същност, функции и видове помпени станции в поливното земеделие
При мелиорациите в селското стопанство помпените станции имат две функции – напояване и отводняване. Помпената станция освен помпите обхваща съоръженията от водоизточника, водоподаващите канали и водопроводи на смукателната страна, помпената инсталация пред и след помпите, колекторния участък и напорния водопровод, изравнителите, ако има такива, спомагателни инсталации и уредби, управляващите и защитни системи. Тъй като работят със значително потребление на електроенергия, за да се гарантира рентабилността на производството, помпените станции трябва да функционират в енергийно ефективен режим, който се осъществява чрез новите възможности за интелигентно управление на системите.

Помпените станции се класифицират по различни признаци – предназначение (за поливане и за дренаж), разположение спрямо водния източник (крайбрежни, руслови, стационарни, мобилни), конструктивни особености и работен режим. Според осигурявания дебит биват с малък напор (до 1m3/s), със среден (1-10m3/s) и с голям (10-100m3/s). Има и помпени станции със свръх дебит над 100m3/s. Водните помпи, използвани за напоителни системи в селското стопанство могат да са различни видове – моторни, електрически, хидрофорни, потопяеми, прикачни, едно- и многостъпални и други. Потопяемите помпи изкарват водата от дъното на водоизточника. Електрическите се използват най-вече за капково напояване, а моторните за отводняване и поливане. Помпените станции могат да се различават и според това дали работят сезонно или целогодишно, а също и според това дали изпомпват вода от повърхностни или подземни водоизточници.

За да се гарантира безопасност при работа на помпите, не се разрешава пускане на помпените агрегати в действие в няколко случаи: неизправност на агрегатите, съоръженията и затворните органи на смукателната и нагнетателната страна на помпата; неизправност на системите за управление, сигнализация и защита; ненормално състояние на водосборното съоръжение, каналите и тръбопроводите; при възстановителни и ремонтни работи по проточната част на помпената станция, както и манипулиране със затворните органи, които биха подали вода в тръбопроводите. Стойностите на параметрите, които ограничават пускането и работата на помпените агрегати и на помпената станция, се определят от изискванията на производителя, в проектите или от извършени специални изпитвания.

Стационарни и мобилни помпени станции – съвременни решения
При стационарните помпени станции за разполагане на основното и спомагателно хидро- и електротехническо оборудване се използва специално съоръжение (сграда). В тези съоръжения е вградено скъпо оборудване - двигатели, помпи, трансформатори, затворни органи, повдигателни механизми, контролно-измервателна апаратура и други и е добре да бъдат защитени и наблюдавани за предотвратяване на кражби.

По конструктивен признак стационарните помпени станции биват наземни, камерни и блокови, а според характера на контрол – с ръчно и автоматично управление. При наземния тип основните агрегати се разполагат на отделно стоящи фундаменти, а подът на съоръжението се разполага над максималното ниво на водите в източника. Такова съоръжение е целесъобразно при водовземане от повърхностни източници с устойчиви брегове и колебания в нивото на водите в допустимите граници на изпомпване на основните агрегати. Максималното водно ниво е определящи, за да се предпази оборудването от наводнения. Средните водни нива пък определят условията на нормален режим на експлоатация на водовземните съоръжения.

В съоръженията от камерен тип помпеното помещение е разположено под земното ниво (частично или изцяло) и има солидна фундаментна плоча, на която се поместват основните помпени агрегати. При този вдлъбнат тип изграждане помпите се намират под минималното ниво на водите в източника, което улеснява стартирането на помпите. За да се подобри ефективността на строителния процес и да се намалят сложността и сроковете в строителните работи, се прибягва до блокови помпени станции от сглобяеми елементи. При тях се използват готови бетонни блокове за разполагане на оборудването. Изборът на тип съоръжение зависи от няколко фактора и се определя след технически и икономически изчисления.

За разлика от стационарните помпени станции, мобилните могат да се придвижват, по-гъвкави в приложението са и обикновено излизат по евтино с 20-25%. Използват се за доставяне на вода в открити и закрити напоителни системи. Маневреността им позволява да се използват по време на поливния сезон в различни поливни участъци. Мобилните помпени станции са целесъобразни при поливане на заливни равнини, а също и при значителни колебания на нивото на водите във водоизточника. Тук не е необходимо скъпоструващо водовземно съоръжение. През лятото най-ниските води не трябва да са по-плитки от 0,6м, в противен случай се прави микроязовир, яма или дига.

Мобилната помпена станция трябва да е така разположена, че височината на изпомпване да не е повече от 3м. Изборът се прави според необходимото подаване на вода и напора на помпите. Освен това мобилните съоръжения могат да са сухоземни и плаващи, прикачни и прицепни, както и със собствен двигател с вътрешно горене или електрически, които се задвижват от трактор. В последния случай се предлага решение с мултипликатор, който куплира хидравлични помпи към силоотводния вал на мобилна машина. Той увеличава оборотите на въртене на двигателя, намалявайки въртящия момент без значителни загуби на мощност. Широко се използва при селскостопанските трактори, гарантирайки висока производителност и качество.

Плаващите помпени станции се използват за доставяне на вода до открити или затворени поливни системи от труднодостъпни водоизточници (при нестабилни, стръмни и кални брегове), както и от източници с големи колебания във водните нива. В зависимост от това как се придвижват във водоема, плаващите мобилни помпени станции биват самоходни и буксирни. Тук обаче има някои ограничения, например невъзможност за работа при течение над 3м/сек и дълбочина по-малка от 2м. Ограничен е и напорът, а и работата се затруднява при наличие на вълни и лед.

Прикачните сухоземни помпени станции се използват в местности със средна почвена влажност, със сухи периоди, продължаващи не повече от 60-90 дни годишно. Ограничението в употребата им идва от необходимостта да се работи с трактор. На нашия пазар се предлагат съвременни мотопомпени агрегати, монтиран върху самоносещо шаси с функция на резервоар. Те имат дигитална електронна централа за обезопасяване, която е в състояние да контролира ниско налягане на маслото, висока температура на водата, скъсване на ремъка, липса на гориво, ниво на водата в радиатора и липса на вода в помпата. Такова решение е окомплектовано с часомер, оборотомер, самообучаващ се датчик за налягането на водата, и таймер за спиране. Има и възможност за монтиране на чупещо рамо на лебедката и крикове на задните стабилизатори. По заявка може да се оборудва със звукоизолиращи прегради и уголемен резервоар за гориво, група ангренаж редуктор за задействане на вертикални помпи или специални приложения.

Друго съвременно решение при помпените станции са помпите с променлива скорост. Редица помпи на пазара вече са с технология на работа с честотни преобразуватели. Помпите окомплектовани с честотни преобразуватели (променлива скорост на двигателите) поддържат постоянно налягане и променлив дебит. Регулирането на скоростта осигурява плавно стартиране и спиране на помпената станция и изключително тиха и с ниски вибрации работа.

Интелигентен контрол на поливни помпени станции
Контролът на помпените станции изисква висока функционалност и надеждност. Определянето на правилната философия за контрол на работа на помпите е критичен фактор, който може да гарантира най-ниски разходи по време на жизнения цикъл на цялата помпена система. Правилното управление намалява риска от физически пречки, като утаяване и запушване от плаващи отпадъци, както и намалява разходите за енергия и увеличава експлоатационния живот на оборудването.

Обикновено множеството функции трябва да се осъществяват с комбинация от продукти. Редица „смарт“ решения обаче вече предлагат по-лесен начин за управление на помпена станция. Те се справят с 5-6 помпи едновременно, работата с тях е лесна и осигуряват стотици функции, така че не само да постигнете максимална ефективност на помпената станция, но и да спестите време и пари. Тези решения са интуитивни, лесни за настройка и за използване. Предварително се конфигурират и вграждат. Осигуряват цялостен мониторинг в реално време.

Добрият дизайн на помпената станция взема предвид всички индивидуални системни компоненти - включително помпи, тръбен монтаж и работен контрол, както и взаимодействие между тях. Това гарантира, че всички компоненти работят в синхрон и дават най-висока ефективност при възможно най-ниска цена. За такива цели широко във водоснабдителните системи се използва SCADA система за контрол, която да следи за съвместимостта и ефективното функциониране на помпите и на цялата мрежа.

Чрез специализиран софтуер можете да контролирате помпената станция от вашия компютър. Визуализират се всички важни условия – налягане, дебит, режим на помпите, алармени съобщения и други. Осъществява се непрекъсната комуникация в реално време и бърза реакция на системата въз основа на информацията от помпената станция. Това са мощни софтуерни инструменти за контрол, които подобряват работата на помпените станции. Лесно се адаптират към поливната система и автоматично балансират предлагането на вода с търсенето. Това означава по-голяма ефективност, без загуби на вода и електричество. Работата на помпите се регулира спрямо спазването на прецизен график на поливане.

Включена е и система за мониторинг на валежите, която автоматично реагира на валежи и коригира работата на поливната система, за да използва максимално дъжда и да се елиминира прекалено поливане. Валежните данни, получени от системата се използват за изготвяне на интелигентни решения въз основа на определени от потребителя търсения. Подобни решения се интегрират не само с валежни данни, но и с други данни от метеорологична станция, които имат отношение към изготвянето на поливните графици. Те проследяват комплекса от климатични условия, евапотранспирацията и анализират променящите се нужди от вода. Модерната система за предупреждение приема потребителски дефинирани прагове. Ако тези прагове са надхвърлени, ще бъдете предупредени. Освен това системата за мониторинг предпазва помпите от работа на сухо и от проблеми в захранването. Тъй като помпите с променлива скорост са в по-голям риск от задръстване, мониторинговата система следи за признаци на запушване и ако има такива, помпата автоматично спира изпомпването и започва да работи в реверсивен режим до отстраняване на запушването. Ефективното управление на помпените станции е само един от компонентите на интелигентните напоителни системи. В следващите броеве ще разгледаме и други свързани с това теми.