Способ автоматического управления насосной станцией

 

Использование: для подачи воды к поливной технике. Сущность изобретения: с магистральным трубопроводом /ТП/ соединены поливные ТП. На напорных патрубках основных насосов и насоса - пилота установлены обратные клапаны замедленного действия и задвижки. Заполняют трубопроводную сеть основным насосом. Измеряют давление в магистральном ТП и изменяют подачу воды. На входе магистрального ТП устанавливают управляемый запорно - регулирующий орган, перед которым ставят датчик давления. Задают значение установок давления, соответствующего работе основного насоса в режиме макс. подачи в пределах ее рабочей зоны, и давления, соответствующего моменту изменения подачи воды в сеть. Перед заполнением сети при закрытом органе заполняют коллекторную систему. Затем вкляючают основной насос и открывают орган до установления в створе датчика значения давления в режиме макс. подачи. При достижения давления изменения подачи воды в сеть орган прикрывают до положения, обеспечивающего расход воды, соответствующий безопасной скорости ее подхода к тупикам. После заполнения сети орган открывают полностью. 1 ил.

Изобретение относится к способам автоматизации насосных станций и может быть использовано при автоматизации подкачивающей насосной станции, работающей на закрытую оросительную сеть полива, содержащую трубопроводную сеть с неотрицательным уклоном и поливную технику.

Известен способ автоматического управления подкачивающей насосной станцией, работающей на закрытую оросительную сеть, обеспечивающий работу насосной станции в режиме водоподачи.

Недостатком этого способа является то, что он не охватывает процесс управления насосной станцией в режиме заполнения трубопроводной сети.

Известен способ автоматического управления подкачивающей насосной станцией в режиме заполнения закрытой оросительной сети, наиболее близкой по назначению и технической сущности к заявляемому.

Заполнение сети водой по этому способу осуществляется в два этапа. Первый этап безнапорное заполнение. Включается один из основных насосов и одновременно присваивается значение уставки P_y=P_макс. После пуска насоса через 1-2 с начинает открываться задвижка, установленная на его выходном патрубке. Открытие задвижки происходит непрерывно до достижения максимального значения мощности. Как только потребляемая мощность достигает максимального значения, открытие задвижки прекращается и она прикрывается до исчезновения перегрузки по мощности. В таком положении задвижка находится в течение некоторого заданного времени, а затем вновь повторяется открытие задвижки. Так осуществляется поиск максимальной нагрузки насоса. Первый этап заполнения осуществляется по времени. Если к моменту окончания отведенного времени давление в трубопроводной сети не начнет изменяться в сторону увеличения, т. е. не превышает заданного значения P_мин, то будет сформирована команда "Стоп" и ПНС полностью остановится. Если давление в трубопроводной сети возрастает и становится больше P_мин, то начинается второй этап заполнения.

Второй этап заполнения отличается от первого тем, что при появлении давления в трубопроводной сети производится анализ приращения этого давления. Если давление в трубопроводной сети растет, то управляющие воздействия не формируются. Если давление в сети не растет, то после заданного времени производится попытка создания положительного приращения давления путем открытия задвижки. Если это приводит к желаемому результату, то дополнительные управляющие воздействия не формируются, если нет, включается второй насос, который также выводится на максимальную нагрузку. Таким же образом могут быть введены в работу и остальные насосы.

Основным недостатком данного способа заполнения водой закрытой оросительной системы (ЗОС) является то, что при его осуществлении на тупиковых участках трубопроводной сети развиваются высокие скорости движения воды (особенно с учетом того, что трубопроводная сеть ЗОС, как правило, выполняется таким образом, что по мере удаления от насосной станции используются трубы меньшего диаметра), что приводит к формированию гидроударных явлений и повышенному риску порывов сети. Вторым недостатком является наличие электроуправляемых задвижек на напорных патрубках всех насосов.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности закрытой оросительной сети.

Поставленная цель достигается тем, что в закрытой оросительной системе, содержащей подкачивающую насосную станцию (ПНС), трубопроводную сеть с запорно-регулирующей арматурой и поливную технику на ПНС наряду с основными насосами устанавливают пилот-насос, включенный в общий коллектор ПНС; на напорных патрубках насосов устанавливают обратный клапан замедленного действия и ремонтную задвижку, на выходе ПНС (входе магистрального трубопровода) устанавливают управляемый запорно-регулирующий орган. При необходимости заполнения трубопроводной сети запорно-регулирующий орган закрывают, включают пилот-насос и заполняют коллекторную сеть ПНС. После заполнения коллекторной сети ПНС пилот-насос отключают, включают основной насос и открывают запорно-регулирующий орган до положения, обеспечивающего работу насоса в области максимального значения подачи в пределах его рабочей зоны. В таком режиме заполнение трубопроводной сети осуществляют до тех пор, пока давление воды перед запорно-регулирующим органом не достигает заданного значения. После этого запорно-регулирующий орган прикрывают до положения, обеспечивающего расход воды, соответствующий безопасной скорости подхода воды к тупикам сети. После заполнения сети запорно-регулирующий орган полностью открывают.

Данный способ заполнения сети иллюстрируется схемой.

На схеме представлена подкачивающая насосная станция 1, содержащая четыре основных насоса 2 и насос-пилот 3, на напорных патрубках каждого из которых установлен обратный клапан замедленного действия 5 и ремонтная задвижка 6. ПНС работает на закрытую сеть полива, содержащую трубопровод 7 с установленной на нем запорно-регулирующей арматурой и поливную технику 8. На входе трубопровода 7 установлены управляемый запорно-регулирующий орган 9, датчик давления 11, а также устройство управления запорно-регулирующим органом 10.

В исходном состоянии трубопроводная сеть опорожнена, все гидранты на ней закрыты на ПНС все насосы отключены запорно-регулирующий орган 9 полностью закрыт.

При необходимости заполнить сеть на ПНС включается пилот-насос, функцией которого является заполнение коллекторной сети насосной станции (до запорно-регулирующего органа 9) и подготовка тем самым условий для включения основного насоса. После залива коллекторной сети включают основной насос, а запорно-регулирующий орган 10 открывают до величины, обеспечивающей работу насоса в области максимального значения подачи в пределах его рабочей зоны. Положение запорно-регулирующего органа при этом определяется устройством управления 10 путем сравнения хранящейся в нем уставки P₁ с показанием датчика 11. Таким образом, заполнение трубопроводной сети осуществляется основным насосом, работающим в режиме, близком к режиму максимальной подачи, что обеспечивает минимальное время заполнения трубопроводной сети давление в створе установки датчика 11 возрастает. По достижении этим давлением значения уставки P₂, также хранящейся в устройстве управления 10, запорно-регулирующий орган 9 прикрывают до положения, обеспечивающего расход воды, соответствующий безопасной скорости подхода воды к тупикам сети. После заполнения сети запорный орган 9 полностью открывают и система готова к работе в режиме полива.

Таким образом, изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность закрытой оросительной системы за счет уменьшения вероятности и снижения энергии гидроударных явлений при подходе воды к тупикам заполняемой сети при обеспечении быстрого ее заполнения.

Формула изобретения

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИЕЙ, подающей воду к поливной технике посредством магистрального трубопровода и соединенных с ним поливных трубопроводов, содержащей основные насосы и насос-пилот, на напорных патрубках которых установлены обратные клапаны замедленного действия и ремонтные задвижки, включающий заполнение трубопроводной сети при помощи основного насоса, измерение давления в магистральном трубопроводе и изменение подачи воды, отличающийся тем, что на входе магистрального трубопровода устанавливают управляемый запорно-регулирующий орган, перед которым ставят датчик давления, задают значения установок давления P₁, соответствующего работе основного насоса в режиме максимальной подачи в пределах его рабочей зоны, и давления P₂, соответствующего моменту изменения подачи воды в трубопроводную сеть, перед заполнением трубопроводной сети при закрытом запорно-регулирующем органе заполняют коллекторную систему насосной станции, после чего включают основной насос и открывают запорно-регулирующий орган до установления в створе датчика значения давления P₁, при достижении давлением воды в створе установки датчика значения P₂ запорно-регулирующий орган прикрывают до положения, обеспечивающего расход воды, соответствующий безопасной скорости ее подхода к тупикам сети, после заполнения трубопроводной сети запорно-регулирующий орган открывают полностью.

РИСУНКИ

Рисунок 1