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农业灌溉用水泵的选择与应用

2017/8/31  阅读(1438)
  水泵是节水灌溉系统中的重要设备。介绍农业灌溉常用水泵类型,阐述水泵选择依据及过程,介绍水泵的使用与维护方法,以更好地掌握水泵性能,充分发挥其在现代节水灌溉系统中的重要作用,促进节水型农业持续发展。
 
  我国是全球主要贫水国家之一,水资源紧缺已经对我国经济社会发展构成了严重威胁,尤其对于用水量大的农业牛产来说,必须大力发展节水灌溉。近年来,随着科学技术的进步和节水型农业的发展,喷灌、滴灌、渗灌等现代灌溉技术在农业生产中得到广泛应用,并取得了节约水资源、提高灌溉水利用率的良好效果。
 
  水泵是现代节水灌溉系统的重要组成部分。除自压灌溉系统外,基本上所有的灌溉系统都需要利用水泵进行加压。
 
  1农业灌溉用水泵常见类型
 
  目前,农田排灌中常用的水泵有离心泵、混流泵和轴流泵等叶片泵。北方地区广泛采用井泵、潜水泵等抽地下水来灌溉;南方的丘陵山区则利用水轮泵来提水灌溉。
 
  1)轴流泵。轴流泵的主要结构包括泵体、泵轴、叶轮、进水管、导水叶、出水弯管等。其工作原理是:叶轮高速旋转,叶片产生升力,将灌溉水向上推压,沿出水管流出。叶轮不断旋转,将水连续推送到高处。轴流泵扬程1~13m,流量大,操作简单,效益高,适于大面积农田灌溉和排涝。
 
  2)离心泵。离心泵的主要结构包括泵体、泵轴、叶轮、泵盖、支架等。其工作原理是:叶轮高速旋转产生离心力,灌溉水在此离心力的作用下被提向高处,水在叶轮流道里被甩向四周,压人蜗壳,此时叶轮人口处形成真空,继而吸人新的水。叶轮不断旋转,完成连续吸水、压水,将水从低处扬到高处或远方。使用离心泵的要求,一是进出水流方向互成90°;二是必须保证真空;三是安装高度不能超过10m。
 
  3)混流泵。混流泵的叶轮形状介于离心泵和轴流泵叶轮之间,所以混流泵的提水动力是离心力和升力的综合作用,灌溉水与叶轮轴成一定角度被吸入与流出。混流泵的扬程与流量较大,高效范围宽,适于平原河网地区和丘陵地区灌溉。
 
  4)水轮泵。水轮泵的主要结构包括离心泵和作为动力用的水轮机。其工作原理是:水轮机转轮与泵叶轮装在同一根轴上,利用水流能量冲击水轮机的转轮,带动水泵叶轮旋转,使灌溉水平顺地流进转轮,再通过吸出管流出。水轮泵结构紧凑,靠水力作用运转,不耗费油电,适于农田排灌和山区抽水,
 
  5)潜水泵。潜水泵的主要结构包括立式电动机、水泵、进水部分和密封装置。电动机在下方,水泵在上方,出水管部分在水泵上面,工作时电动机与水泵都浸没在水中。潜水泵的特点是结构紧凑,体积小,质量轻,安装使用方便。使用潜水泵的要求是供电线路必须有可靠的接地措施,以保证安全;严禁脱水运转,潜水深度不超过10m;被抽取的水应为温度不高于20℃、无腐蚀性、含沙量低的清水。
 
  6)井用泵。井用泵专门抽提井水。井用泵的主要结构包括带有滤水器的泵体部分,输水管和传动轴部分,以及泵座和电动机部分。根据井水面的深浅和水泵扬程的高低,井用泵可分为深井泵和浅井泵。深井泵结构紧凑,性能稳定,使用方便,适于平原井灌;浅井泵扬程一般小于50m,适于大口井和土井
 
  2水泵的选择
 
  灌溉工程中选择合适的水泵很重要,主要应考虑以下3个方面:一是需要灌溉面积的大小和需水量的多少:二是配套动力和管路的布置:三是当地水资源条件和使用要求。
 
  2.1流量的确定
 
  水泵流量可根据灌溉面积和单位面积的需水量确定。计算时应考虑渠道输水和田间水渗漏、蒸发引起的损失,一般需增加5%~20%。确定水泵流量时应考虑水源的供水能力,避免井小泵大、水量供给不足。
 
  2.2扬程的确定
 
  水泵的扬程是指单位重力的水通过水泵后其能量的增值,扬程体现了水泵扬水的高度。在计算水泵的扬程时,应考虑管路中的水头损失。此外,扬程的确定还必须考虑到水源水位的变化,应保证水泵在枯水位和洪水位都能正常运行。
 
  2.3配套动力的确定
 
  农业灌溉系统水泵的配套动力设备主要是电动机和柴油机两大类。电动机的特点是运行成本低,操作简单,工作可靠,便于实现自动控制;但包括输、变电设备在内,其设备投资高受电网影响大。柴油机的特点是不受电源控制,比较机动灵活;但运行成本较高,设备结构复杂,容易产生故障,操作、维护比较困难。二者各有优缺点,应从实际出发,因地制宜,综合考虑各种因素来选择。
 
  2.4转速配套及传动方式的确定
 
  在工作时,除了要求水泵与动力机的功率匹配外,它们的转速也必须相配合。只有当二者额定转速相等或相近时,才能使机组正常运转。
 
  1)直接传动。水泵和动力机的额定转速相等或很接近时,可采用直接传动,用联轴器将二者直接连接起来。直接传动的特点是结构紧凑,传动平稳,效率高。目前我国的水泵转速一般都按照异步电动机转速设计,所以电动机带动水泵大多数为直接传动。
 
  2)间接传动。当水泵与动力机(一般为柴油机)的额定转速不相配,或轴线不在同一直线,或转向不同时,必须采用间接传动。使用柴油机的水泵机组均采用皮带传动。皮带传动的特点是传动平稳,可起缓冲、减震作用,当出现过载时,皮带打滑保护机械零件免受破坏,结构简单,维修方便。一般柴油机的皮带轮由生产厂商随车附带,因此机组的转速配套主要是通过改变或确定水泵皮带轮直径来实现。考虑到皮带轮打滑引起转速减低而采取的安全系数为1.02~1.05。2.5管路及附件的选配
 
  管路和附件的选配应遵循经经济、安全和便捷的原则进行。选取合适的管路直径,降低管路中的流速,减少管路损失。附件应在保证安全的前提下选取,使其对管路损失达到最小。
 
  3水泵的应用
 
  3.1水泵的安装
 
  水泵的安装必须严格按照产品使用说明书的要求进行,在泵房布置、管路布嚣、动力连接等方面应考虑到水泵的安全有效运行。
 
  3.2水泵的使用与维护
 
  1)水泵启动前应清除泵体及传动装置的灰尘和油污;清除进水池内及水泵滤网上的杂物;检查各部件的安装位置是否正确,各阀门开关是否灵活:检查各部位的连接螺栓,如有松动需拧紧;检查各轴承的润滑情况,按要求加足润滑油。
 
  2)水泵运行时,随时注意声音和震动情况,发现隐患要及时调整,以防止事故发生:随时注意各仪表指针变动情况,发现异常及时停车,查找并解决问题:经常检查轴承温度和润滑情况;检查进水口管路、填料有无漏气现象。
 


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