CN102177835A - 电力提灌站 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力提灌站。包括机组、管路、控制系统，其中机组对管路进行加压，将水提往高处；管路提供输水的通路，控制系统提供动力，控制机组的起动和停止，并根据需要控制管路，并调整水泵的转速，所述的管路为可变管路。本发明克服了现有技术中流量、扬程的可调范围较小，不能满足高低台位灌区对提灌站流量、扬程大幅变化的要求的不足，提供了既可满足低台位大流量的要求，又可实现高台位扬程工况运行的灌溉设备，机组运行工况范围扩大，既可满足大流量的要求，又可实现高扬程工况运行，机动灵活，可跨区作业，提高机组使用率。

Description

电力提灌站
技术领域
本发明涉及一种灌溉设备，具体涉及一种提灌站。
背景技术
丘陵地区地形多样，灌区内随高程和地形变化出现小而分散的灌面，一般为200～1000亩。解决丘陵地区农业生产用水的有效途径是采用机电提灌设施。地形情况不同，则对机电提灌设施的要求也不同。通常来讲，高台位要求扬程较高，低台位则要求流量较大。通常的提灌站建设方案，其机电提灌设施主要由固定泵房、固定安装机组、固定控制系统、固定进、出水管路等组成。机组型式确定后，其工况范围就相应确定且一般来说，流量、扬程的可调范围较小，不能满足高低台位灌区对提灌站流量、扬程大幅变化的要求；若采用多套机组或多座固定泵站，则一次性投资和运行费用很大，且设备分散、维护不便、易被毁被盗。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种可变工况的移动电力提灌站，既可满足低台位大流量的要求，又可实现高台位扬程工况运行，解决了现有技术中存在的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种电力提灌站，包括机组、管路、控制系统，其中机组对管路进行加压，将水提往高处；管路提供输水的通路，控制系统提供动力，控制机组的起动和停止，并根据需要控制管路，并调整水泵的转速，所述的管路为可变管路。更进一步的是：
所述的可变管路包括真空引水装置、三通阀、水泵，其中真空引水装置的出口连通管道A，管道A再分为两路，一路连通水泵A与三通阀A组成的第一支路，另一路则连通水泵B和三通阀B组成的第二支路，三通阀A和三通阀B同时通过管道B直接相连，三通阀A和三通阀B通过线路与控制系统相连，并由控制系统控制三通阀A和三通阀B的气开和开关，以使管路A和管路B成并联或串联连接。
所述的机组有两套，是由机组A和机组B采用并联或串联方式联接；当灌面较小时，控制系统控制开启一台机组，以变频调速实现所需要灌溉的面积。
当所需流量较大时，所述的机组A和机组B并联，同时控制系统控制三通阀A的①号口、②号口开启，③号口关闭，控制三通阀B的④号口、⑤号口开启，⑥号口关闭，管路A和管路B并联连接，同时控制系统将水泵A、水泵B变频起动至工频运行，水分流通过两台泵后汇流出水。
当所需扬程较高时，所述的机组A和机组B串联，控制系统控制三通阀A的①号口、③号口开启，②号口关闭，三通阀B的⑤号口、⑥号口开启，④号口关闭，管路A和管路B串联布置，同时控制系统根据变频起动水泵A、水泵B，水经过水泵A，再通过水泵B后出水。
所述的电力提灌站还包括移动装置，该移动装置包括车架底板、行走机构。
所述的控制系统由变频控制柜组成。
所述的机组由管道泵及配套电机组成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可适应丘陵地区多变的灌溉要求，它将机组、管路和控制系统实现一体化集成，运用串联、并联技术，结合变频调速技术自动调整泵的转速，改变装置运行方式，可在装置的扬程范围内任意设置所需扬程，并保持机组在高效区运行。机组运行工况范围扩大，既可满足大流量的要求，又可实现高扬程工况运行。装置采用便捷的行走机构，机动灵活，可跨区作业，提高机组使用率。
附图说明
图1为本发明组成的原理图；
图2为本发明可变管路部分的结构原理图；
图3为本发明的装置图；
图4为本发明的单泵、串联、并联运行性能曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
如图1、2所示，一种电力提灌站，包括机组、管路、控制系统，其中机组对管路进行加压，将水提往高处；管路提供输水的通路，控制系统提供动力，控制机组的起动和停止，并根据需要控制管路，并调整水泵的转速，上述的管路为可变管路。可变管路包括真空引水装置、三通阀、水泵，其中真空引水装置的出口连通管道A，管道A再分为两路，一路连通水泵A与三通阀A组成的第一支路，另一路则连通水泵B和三通阀B组成的第二支路，三通阀A和三通阀B同时通过管道B直接相连，三通阀A和三通阀B通过线路与控制系统相连，并由控制系统控制三通阀A和三通阀B的气开和开关，以使管路A和管路B成并联或串联连接。我们可以根据需要对管路进行以下几种方式的控制。
控制方式一：
所述的机组由机组A和机组B组成，当灌面较小时，控制系统控制开启一台机组，以变频调速实现所需要灌溉的面积。
控制方式二：
所述的机组由机组A和机组B组成，当所需流量较大时，机组A和机组B并联，同时控制系统控制三通阀A的①号口、②号口开启，③号口关闭，控制三通阀B的④号口、⑤号口开启，⑥号口关闭，管路A和管路B并联连接，同时控制系统将水泵A、水泵B变频起动至工频运行，水分流通过两台泵后汇流出水。以此种方式动作可以保证在低台位运行时的大流量需要。
控制方式三
所述的机组由机组A和机组B组成，当所需扬程较高时，机组A和机组B串联，控制系统控制三通阀A的①号口、③号口开启，②号口关闭，三通阀B的⑤号口、⑥号口开启，④号口关闭，管路A和管路B串联布置，同时控制系统根据变频起动水泵A、水泵B，水经过水泵A，再通过水泵B后出水。以此种方式动作可以保证在高台位运行时的高扬程需要。
电力提灌站还可以包括移动装置，该移动装置包括车架底板、行走机构。这样的话，本发明还可以方便的移动。本发明的控制系统首选变频控制柜组成。也可以用其他相同功能的设备代替。本发明的机组由管道泵及配套电机组成。也可以用其他相同功能的设备代替。
下面我们再来将本发明在调查丘陵地区对灌水需求的基础上，选择串并联机组基础参数和相应配套设备，制作完成可变工况的电力提灌站样机进行试验研究。在本实验中，套样机选择的主要设备包括：管道泵我们选择的是单级单吸立式管道泵及配套电机、控制系统我们选择的是变频控制柜、真空引水装置、三通阀我们选择的是运行方式切换球阀、联接管道以及底板和行走机构等配套部件，主要设备构成及参数如表1所示。
表1
Figure BDA0000055215060000051
该样机在B级精度试验台上进行了试验，主要试验装置包括：样机、信号传感器(压力、流量、转速)、信号接收分析处理器、试验综合起动控制柜、试验运行工况调节阀、进出水管道、水池，如图3所示。采用“水泵性能试验检测控制系统”进行室内试验检测，试验步骤如下：
1)连接组合整套试验样机，在水泵、电机、出口管道等部位布设信号传感器；
2)开启试验综合起动控制柜和可变工况电力提灌站控制柜；
3)选择可变工况电力提灌站的运行方式；
4)开启试验运行工况调节阀，采集13个工况点运行数据；
5)信号接收分析处理器自动采集、分析、处理各种数据，生成样机性能试验报告。
水泵A和水泵B变频起动至工频运行时，串联、并联运行测定数值分别如表2、表3所示，性能曲线如图4所示。
1)测定数值
表2
Figure BDA0000055215060000061
表3
Figure BDA0000055215060000062
2)机组运行性能曲线
该套机组的运行方式主要有单台泵运行、两台泵串联运行和两台泵并联运行。
单台泵运行时，其性能曲线如图4中①线所示。
串联工频运行时，水泵A、水泵B变频起动至工频运行时，系统性能曲线如图4中②线所示；串联自动运行时，水泵A作为定速泵，变频起动至工频运行，水泵B调速泵，系统性能曲线如图4中③线所示。其中系统串联运行时，。调速泵的调速范围为：
Figure BDA0000055215060000071
其中n0为调速泵的额定转速，Q设计为泵站设计流量，QB为调速泵高效段右端点的流量。
并联运行时，水泵A、水泵B变频起动至工频运行，并联运行性能曲线如图4中④线所示。
试验结论
根据试验数据及工作特性曲线可得：
单泵运行时，流量Q在(35m3/h，52m3/h)范围时，扬程H范围为(27m，31m)。
串联运行时，流量Q在(35m3/h，52m3/h)范围时，扬程H范围为(48m，67m)。
并联运行时，流量Q在(40m3/h，84m3/h)范围时，扬程H范围为(32m，27m)。

Claims (8)

1.一种电力提灌站，包括机组、管路、控制系统，其中机组对管路进行加压，将水提往高处；管路提供输水的通路，控制系统提供动力，控制机组的起动和停止，并根据需要控制管路，并调整水泵的转速，其特征在于：所述的管路为可变管路。
2.根据权利要求1所述的电力提灌站，其特征在于：所述的可变管路包括真空引水装置、三通阀、水泵，其中真空引水装置的出口连通管道A，管道A再分为两路，一路连通水泵A与三通阀A组成的第一支路，另一路则连通水泵B和三通阀B组成的第二支路，三通阀A和三通阀B同时通过管道B直接相连，三通阀A和三通阀B通过线路与控制系统相连，并由控制系统控制三通阀A和三通阀B的气开和开关，以使管路A和管路B成并联或串联连接。
3.根据权利要求1所述的电力提灌站，其特征在于：所述的机组有两套，是机组A和机组B，机组A和机组B采用并联或串联方式联接；当灌面较小时，控制系统控制开启一台机组，以变频调速实现所需要灌溉的面积。
4.根据权利要求3所述的电力提灌站，其特征在于：当所需流量较大时，所述的机组A和机组B并联，同时控制系统控制三通阀A的①号口、②号口开启，③号口关闭，控制三通阀B的④号口、⑤号口开启，⑥号口关闭，管路A和管路B并联连接，同时控制系统将水泵A、水泵B变频起动至工频运行，水分流通过两台水泵后汇流出水。
5.根据权利要求3所述的电力提灌站，其特征在于：当所需扬程较高时，所述的机组A和机组B串联，控制系统控制三通阀A的①号口、③号口开启，②号口关闭，三通阀B的⑤号口、⑥号口开启，④号口关闭，管路A和管路B串联布置，同时控制系统根据变频起动水泵A、水泵B，水经过水泵A，再通过水泵B后出水。
6.根据权利要求1所述的电力提灌站，其特征在于：所述的电力提灌站还包括移动装置，该移动装置包括车架底板、行走机构。
7.根据权利要求1所述的电力提灌站，其特征在于：所述的控制系统由变频控制柜组成。
8.根据权利要求1所述的电力提灌站，其特征在于：所述的机组由管道泵及配套电机组成。
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