UA150300U - Method of pumping station control on a closed irrigation system with sprinkling machines - Google Patents
Method of pumping station control on a closed irrigation system with sprinkling machines Download PDFInfo
- Publication number
- UA150300U UA150300U UAU202104382U UAU202104382U UA150300U UA 150300 U UA150300 U UA 150300U UA U202104382 U UAU202104382 U UA U202104382U UA U202104382 U UAU202104382 U UA U202104382U UA 150300 U UA150300 U UA 150300U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- water
- pumping station
- regulation
- pressure
- daily
- Prior art date
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 title claims abstract description 39
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 68
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Flow Control (AREA)
Abstract
Description
Корисна модель належить управління режимами роботи підкачувальних насосних станцій зрошувальних систем з дощувальними машинами в умовах ресурсозберігаючого нормованого водокористування і може бути використана при модернізації та реконструкції зрошувальних систем.The useful model belongs to the management of operation modes of pumping stations of irrigation systems with sprinklers in conditions of resource-saving standardized water use and can be used in the modernization and reconstruction of irrigation systems.
Відомим аналогом корисної моделі, що заявляється, є спосіб управління насосною станцією за зміни частоти обертання і числа працюючих насосних агрегатів з електроприводом в залежності від напору, при якому вимірюють тиск в кінцевих точках польових трубопроводів, розраховують різницю між отриманими значеннями напору з заданими, визначають диктуючу точку з мінімальним алгебраїчним значенням різниці та вирівнюють дійсне значення напору в диктуючій точці з заданим значенням шляхом регулювання режиму роботи насосної станції (Авторське свідоцтво СРСР Мо 1361382, кл. Е040 15/00. Бюл. Мо 47, 1987 р.)A well-known analogue of the proposed useful model is a method of controlling a pumping station by changing the rotation frequency and the number of working pump units with an electric drive depending on the head, in which the pressure at the end points of the field pipelines is measured, the difference between the obtained head values and the specified values is calculated, and the dictating the point with the minimum algebraic value of the difference and equalize the actual value of the pressure at the dictating point with the specified value by adjusting the mode of operation of the pumping station (Author's certificate of the USSR Mo 1361382, class E040 15/00. Bull. Mo 47, 1987)
Недоліком даного способу є невисока якість, надійність та енергоефективність регулювання режимів роботи насосної станції.The disadvantage of this method is the low quality, reliability and energy efficiency of regulating the operating modes of the pumping station.
Найближчим аналогом до корисної моделі, що заявляється, є "Спосіб управління насосною станцією на закритій зрошувальній системі з дощувальними машинами", захищений патентом на корисну модель Мо 118413, кл. РО4О 15/00, ЕОЗВ 5/00. Бюл. Мо 15, 2017 р., при якому вимірюють напори та витрати води як на входах напірних трубопроводів дощувальних машин, так і на виході із насосної станції за допомогою розосередженої системи контролю технологічних параметрів, а регулювання режиму роботи насосних агрегатів здійснюють із застосуванням перетворювача частоти за напором на виході насосної станції, заданим за максимальним сумарним значенням гідравлічних втрат напору, статичного та номінального напору на диктуючому вході працюючої дощувальної машини, що визначається за балансом витрат води на зрошувальній системі.The closest analogue to the claimed utility model is the "Method of controlling a pumping station on a closed irrigation system with sprinklers", protected by utility model patent No. 118413, cl. РО4О 15/00, EOZV 5/00. Bul. May 15, 2017, in which water pressures and flows are measured both at the inlets of the pressure pipelines of the sprinkler machines and at the outlet of the pumping station using a decentralized system for controlling technological parameters, and the regulation of the operation mode of the pumping units is carried out using a pressure frequency converter at the output of the pumping station, determined by the maximum total value of hydraulic head losses, static and nominal head at the dictating input of the working sprinkler, determined by the balance of water consumption on the irrigation system.
Недоліком аналога корисної моделі, яка заявляється, є недостатній діапазон та невисока економічна ефективність регулювання режимів роботи насосних агрегатів станції із застосуванням перетворювача частоти, на якій одночасно працює більше двох насосних агрегатів. Крім цього, за випадкового процесу водоподачі на зрошувальних системах, обладнаних дощувальними машинами, при застосуванні аналога має місце збурення на водозаборі насосної станції з відкритого каналу, що порушує усталений режим роботи каналу.The disadvantage of the analogue of the proposed useful model is the insufficient range and low economic efficiency of regulating the modes of operation of the pumping units of the station with the use of a frequency converter, on which more than two pumping units work at the same time. In addition, during the random process of water supply on irrigation systems equipped with sprinklers, when using the analogue, a disturbance occurs at the water intake of the pumping station from the open channel, which disrupts the established mode of operation of the channel.
Непередбачуване зменшення водоподачі насосної станції призводить до непродуктивних скидів води з каналу, а збільшення водоподачі спричинює падіння рівня води у відкритому каналі, що може призвести до нестабільної роботи станції, виникнення кавітаційних режимів роботи насосів та зменшення їх експлуатаційної надійності.Unpredictable decrease in the water supply of the pumping station leads to non-productive discharges of water from the channel, and an increase in the water supply causes a drop in the water level in the open channel, which can lead to unstable operation of the station, the occurrence of cavitation modes of operation of the pumps and a decrease in their operational reliability.
В основу корисної моделі поставлена задача створення способу управління насосною станцією на закритій зрошувальній системі з дощувальними машинами, спрямованого на підвищення енергоефективності водоподачі, стабільності та експлуатаційної надійності режимів роботи насосних агрегатів станції.The useful model is based on the task of creating a method of managing a pumping station on a closed irrigation system with sprinklers, aimed at increasing the energy efficiency of water supply, stability and operational reliability of the operation modes of the station's pumping units.
Поставлена задача вирішується тим, що спосіб управління насосною станцією на закритій зрошувальній системі з дощувальними машинами включає вимірювання напорів та витрат води на входах напірних трубопроводів дощувальних машин і на виході із насосної станції за допомогою розосередженої системи контролю технологічних параметрів, регулювання режиму роботи агрегатів здійснюють за напором води на виході із насосної станції, який задають за максимальним сумарним значенням гідравлічних втрат напору, статичного та номінального напорів на диктуючому вході працюючої дощувальної машини, визначеним за балансом витрат води на зрошувальній системі. Регулювання режиму роботи насосних агрегатів станції здійснюють із застосуванням регулятора тиску "до себе", встановленого на допоміжному трубопроводі, що з'єднує розподільний трубопровід на виході насосної станції з басейном добового регулювання, з якого воду подають до додаткової зрошуваної ділянки самопливно або окремим насосним агрегатом. Регулятор тиску "до себе" стабілізує напір, заданий за балансом витрат води на зрошувальній системі та відповідно до добової заявки водокористувача, корисний об'єм басейну добового регулювання для забезпечення саморегулювання збурень на виході насосної станції. Визначають за гістограмою розподілу ймовірностей дійсних середньодобових відхилень об'ємів води перекачаних насосною станцією, від об'ємів заявлених водокористувачами з ймовірністю середньодобових відхилень Р--0,90-0,95 за попередній період експлуатації зрошувальної системи.The task is solved by the fact that the method of controlling the pumping station on a closed irrigation system with sprinklers includes measuring the pressure and flow of water at the inlets of the pressure pipelines of the sprinklers and at the exit from the pumping station with the help of a distributed system of control of technological parameters, the regulation of the operating mode of the units is carried out according to the pressure of water at the outlet of the pumping station, which is set by the maximum total value of hydraulic pressure losses, static and nominal pressures at the dictating input of the operating sprinkler machine, determined by the balance of water consumption on the irrigation system. Regulation of the mode of operation of the station's pumping units is carried out using a pressure regulator "to itself", installed on the auxiliary pipeline, which connects the distribution pipeline at the outlet of the pumping station with a pool of daily regulation, from which water is supplied to the additional irrigated area by gravity or by a separate pumping unit. The pressure regulator "to itself" stabilizes the pressure set according to the balance of water consumption on the irrigation system and according to the daily request of the water user, the useful volume of the pool of daily regulation to ensure self-regulation of disturbances at the output of the pumping station. Determined by the histogram of the distribution of probabilities of actual average daily deviations of the volumes of water pumped by the pumping station from the volumes declared by water users with the probability of average daily deviations of Р--0.90-0.95 for the previous period of operation of the irrigation system.
Корисний об'єм басейну добового регулювання для забезпечення саморегулювання збурень на виході насосної станції визначають за гістограмою розподілу ймовірностей середньодобових відхилень дійсних об'ємів води, перекачаних насосною станцією, від заявлених водокористувачами з ймовірністю середньодобових відхилень Р--0,90-0,95 за попередній період бо експлуатації зрошувальної системи.The useful volume of the daily regulation pool to ensure self-regulation of disturbances at the output of the pumping station is determined by the histogram of the distribution of probabilities of average daily deviations of the actual volumes of water pumped by the pumping station from those declared by water users with the probability of average daily deviations Р--0.90-0.95 for the previous period of operation of the irrigation system.
Додаткову площу зрошення розраховують за формулою: в-т т ; га (1), де З- додаткова площа зрошення, га; М - корисний об'єм басейну; т - норма зрошення, тис.мУ/га; Т- тривалість поливного сезону, діб.The additional irrigation area is calculated according to the formula: v-t t ; ha (1), where Z is the additional irrigation area, ha; M - useful volume of the pool; t - irrigation rate, thousand mU/ha; T - duration of the irrigation season, days.
Корисна модель пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 наведено схему закритої зрошувальної системи, а на фіг. 2 - гістограму розподілу ймовірностей відхилення дійсних середньодобових об'ємів води, перекачаної насосною станцією, від добових планів-заявок водокористувача на зрошувальній системі, де працює 14 дощувальних машин кругової та фронтальної дії із загальною витратою води 0-3780 м/год.A useful model is explained by the drawings, where in fig. 1 shows a diagram of a closed irrigation system, and in fig. 2 - a histogram of the distribution of probabilities of the deviation of the actual average daily volumes of water pumped by the pumping station from the daily plans-applications of the water user on the irrigation system, where 14 sprinklers of circular and frontal action with a total water consumption of 0-3780 m/h are operating.
Закрита зрошувальна система (фіг. 1) містить насосну станцію 1, розподільний трубопровід 2, польові трубопроводи З з гідрозасувками 4 і гідрантами 5, дощувальні машини 6, 7 і 8 кругової дії з гідроприводом, дощувальні машини 9 ії 10 фронтальної дії з дизель-генераторами. На входах дощувальних машин 6...10 встановлено датчики тиску 11 і витратоміри-лічильники води 12. На розподільному трубопроводі на виході насосної станції встановлено датчик тиску 13 та ультразвуковий витратомір - лічильник води 14. Водозабір насосної станції 1 здійснюється із відкритого каналу 15, оснащеного підпірно-регулювальними спорудами, за допомогою всмоктувального трубопроводу 16. До розподільного трубопроводу 14 на виході насосної станції 1 під'єднано допоміжний трубопровід 17, з встановленим на ньому регулятором тиску "до себе" 18. Допоміжний трубопровід 17 з регулятором тиску "до себе" 18 з'єднує розподільний трубопровід 14 з басейном добового регулювання 19, з якого здійснюється водозабір самопливно або насосним агрегатом 20 після чого вода подається на додаткову зрошувану ділянку 21. Басейн добового регулювання 19 під'єднано також до відкритого каналу 15 за допомогою трубопроводу 22 з засувкою 23.The closed irrigation system (Fig. 1) includes a pumping station 1, a distribution pipeline 2, field pipelines C with hydraulic valves 4 and hydrants 5, sprinklers 6, 7 and 8 of circular action with a hydraulic drive, sprinklers 9 and 10 of frontal action with diesel generators . Pressure sensors 11 and flow meters-water meters 12 are installed at the inlets of sprinkler machines 6...10. A pressure sensor 13 and an ultrasonic flow meter - water meter 14 are installed on the distribution pipeline at the outlet of the pumping station. Water intake of pumping station 1 is carried out from an open channel 15, equipped supporting and regulating structures, with the help of a suction pipeline 16. An auxiliary pipeline 17 is connected to the distribution pipeline 14 at the outlet of pumping station 1, with a pressure regulator "toward" 18 installed on it. Auxiliary pipeline 17 with a pressure regulator "toward" 18 connects the distribution pipeline 14 with the daily regulation basin 19, from which water is taken by gravity or by a pump unit 20, after which the water is supplied to the additional irrigated area 21. The daily regulation basin 19 is also connected to the open channel 15 using a pipeline 22 with a valve 23 .
При роботі насосної станції 17 вода під тиском подається до зрошувальної мережі з розподільним 2 і польовими трубопроводами 3, а через гідрозасувки 4 і гідранти 5 - до дощувальних машин 6...10. За допомогою системи розосередженого контролю технологічних параметрів вимірюють напори та об'ємні витрати води на входах дощувальних машин 6...10 за допомогою датчиків тиску 11 та витратомірів-лічильників води 12. На виході із насосної станції 1 технологічні параметри визначають за допомогою датчика тиску 13 та ультразвуковогоDuring the operation of the pumping station 17, water under pressure is supplied to the irrigation network with distribution 2 and field pipelines 3, and through hydraulic valves 4 and hydrants 5 - to sprinklers 6...10. With the help of a system of decentralized control of technological parameters, the pressure and volume flow of water at the inlets of sprinklers 6...10 are measured using pressure sensors 11 and water flow meters-meters 12. At the exit from pumping station 1, technological parameters are determined with the help of pressure sensor 13 and ultrasonic
Зо витратоміра-лічильника води 14. На основі отриманої інформації визначають відповідність об'ємних витрат води, створених насосними агрегатами станції 1, добовій заявці водокористувача.From the water flow meter-meter 14. Based on the received information, the compliance of the volume flow of water created by the pumping units of station 1 with the daily application of the water user is determined.
За балансом об'ємних витрат води СО), які створюються насосними агрегатами станції 1 та об'ємних витрат води ді, які подаються дощувальними машинами, у відповідності до добової заявки водокористувача, визначають значення сумарних гідравлічних втрат напорів у трубопровідній мережі на ділянці від насосної станції 1 до працюючих дощувальних машин та статичних напорів на їх входах, при цьому визначають напір Н на виході із насосної станції 1 і напори Ні на входах працюючих дощувальних машин за формулою: Сі-Н-Ні. За максимальним значенням Сі-По, де пої - номінальний напір на вході і-тої дощувальної машини, вибирають диктуючу точку на вході і-тої дощувальної машини. За допомогою регулятора тиску "до себе" 18 з датчиком, який встановлений на допоміжному трубопроводі 17, стабілізують напір води на виході із насосної станції 1 на рівні сумарного максимального значення Н-зад-Сі--По.Based on the balance of the volume flow of water CO), which is created by the pumping units of station 1, and the volume flow of water di, which is supplied by sprinklers, in accordance with the daily application of the water user, the value of the total hydraulic head losses in the pipeline network in the section from the pumping station is determined 1 to working sprinklers and static pressures at their inputs, while determining the pressure H at the outlet of pumping station 1 and the pressure Ni at the inputs of working sprinklers according to the formula: Si-N-Ni. According to the maximum value of Si-Po, where poi is the nominal pressure at the input of the i-th sprinkler, the dictating point at the input of the i-th sprinkler is selected. With the help of a pressure regulator "toward" 18 with a sensor installed on the auxiliary pipeline 17, the water pressure at the exit from the pumping station 1 is stabilized at the level of the total maximum value of H-zad-Si--Po.
Процес водоподачі у зрошенні дощувальними машинами має випадковий дискретний характер, зумовлений випадковою кількістю дощувальних машин, що працюють одночасно. При загальній кількості п дощувальних машин, заявлених для виконання добового плану-заявки, в кожний момент часу одночасно працює К - кількість машин. Ймовірність того, що в кожний момент часу на зрошувальній системі працює К дощувальних машин визначається біноміальним законом розподілення, який характеризує дискретні випадкові події.The process of water supply in sprinkler irrigation has a random discrete character, caused by the random number of sprinklers operating simultaneously. With a total number of n sprinkler machines, declared for the execution of the daily plan-application, K - number of machines work at the same time at each moment of time. The probability that K sprinklers are operating on the irrigation system at any given time is determined by the binomial distribution law, which characterizes discrete random events.
При зменшенні кількості одночасно працюючих дощувальних машин, яка визначається відповідно до плану-заявки водокористувачів на поточну добу, наприклад при зупинці однієї дощувальної машини, виникає дисбаланс витрат води і зростає напір у трубопроводі 17 на вході регулятора тиску "до себе" 18. Регулятор тиску 18, стабілізуючи напір на своєму вході на рівні заданого значення Нзад, забезпечує подачу до басейну добового регулювання 19 об'ємної витрати води, що наближається до об'ємної витрати води, поданої однією дощувальною машиною, яка зупинилась. При заповненні басейну 19 до встановленого робочого рівня, вода перекачується насосним агрегатом 20 або подається самопливно на додаткову зрошувану ділянку 21, на якій здійснюється краплинне зрошення або полив по борознам.When the number of simultaneously working sprinklers is reduced, which is determined in accordance with the application plan of water users for the current day, for example, when one sprinkler is stopped, an imbalance of water flow occurs and the pressure in the pipeline 17 at the inlet of the pressure regulator "towards itself" 18 increases. Pressure regulator 18 , stabilizing the pressure at its entrance at the level of the set value Nzad, ensures the supply to the pool of the daily regulation 19 of the volumetric flow of water, which approaches the volumetric flow of water supplied by one sprinkler machine, which has stopped. When the pool 19 is filled to the set working level, the water is pumped by the pumping unit 20 or supplied by gravity to the additional irrigated area 21, where drip irrigation or furrow irrigation is carried out.
Об'єм води, що подається в басейн добового регулювання 19, визначається тривалістю зупинок та об'ємними витратами води, які подаються дощувальними машинами на зрошувальній системі, що зупинялись протягом доби. У нічний період доби тривалість зупинок дощувальних машин зростає, а в денний період зменшується, що обумовлює інтенсивність заповнення басейну протягом доби.The volume of water supplied to the pool of daily regulation 19 is determined by the duration of stoppages and the volume flow of water supplied by sprinklers on the irrigation system, which were stopped during the day. During the night period of the day, the duration of stoppages of sprinkler machines increases, and during the day period, it decreases, which determines the intensity of filling the pool during the day.
На початку поливного сезону, басейн добового регулювання 19 заповнюють до мінімального робочого рівня води самопливно з відкритого каналу 15 за допомогою трубопроводу 22 та встановленої на ньому засувки 23, після чого її закривають. Засувку 23 можна також застосовувати для автономної подачі води з каналу 15 в басейн 19 і на додаткову зрошувану ділянку 21, коли подача води з розподільного трубопроводу 14 через регулятор тиску "до себе" 18 припиняється, а робочий об'єм води в басейні 19 зменшується до мінімально допустимого значення.At the beginning of the irrigation season, the daily regulation pool 19 is filled to the minimum working level of water by gravity from the open channel 15 with the help of the pipeline 22 and the valve 23 installed on it, after which it is closed. The valve 23 can also be used for the autonomous supply of water from the channel 15 to the pool 19 and to the additional irrigated area 21, when the supply of water from the distribution pipeline 14 through the pressure regulator "to itself" 18 is stopped, and the working volume of water in the pool 19 is reduced to the minimum permissible value.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202104382U UA150300U (en) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | Method of pumping station control on a closed irrigation system with sprinkling machines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202104382U UA150300U (en) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | Method of pumping station control on a closed irrigation system with sprinkling machines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA150300U true UA150300U (en) | 2022-01-26 |
Family
ID=89902297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU202104382U UA150300U (en) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | Method of pumping station control on a closed irrigation system with sprinkling machines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA150300U (en) |
-
2021
- 2021-07-27 UA UAU202104382U patent/UA150300U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103839190A (en) | Pipe network node flow measuring and dispatching method based on pressure monitoring | |
| CN105068567A (en) | Water supply network regulation and storage method based on water tank | |
| CN104912152B (en) | Mountain Area water delivery engineering safe operation dispatching patcher and safe operation dispatching method | |
| CN109220145A (en) | A kind of bypass type fertilizer applicator of the adjustable self-adapting pipe flow of EC, PH | |
| CN107372033A (en) | Constant current frequency conversion irrigation system | |
| RU2545204C1 (en) | System of cluster water injection to reservoir | |
| RU2547029C1 (en) | System of water injection into injectors | |
| UA150300U (en) | Method of pumping station control on a closed irrigation system with sprinkling machines | |
| KR101727888B1 (en) | Hybrid Type Water Supply System and Control Method Thereof | |
| CN107027405A (en) | A kind of water-fertilizer integral fertigation device | |
| CN205510847U (en) | Liquid manure integration sprinkler irrigation system equipment | |
| RU2520119C1 (en) | Reservoir pressure maintenance system | |
| RU2016252C1 (en) | Method for controlling operation of pump plant in well | |
| JP2016098540A (en) | Groundwater pumping-up and pouring management system and groundwater pumping-up and pouring method | |
| RU2278248C2 (en) | Method and device to control formation pressure keeping system | |
| JP2003254245A (en) | Water supply/distribution system | |
| RU164342U1 (en) | DISTRIBUTION AND DOSING BLOCK FOR HYDRATE FORMATION INHIBITOR | |
| CN209643343U (en) | A kind of bypass type fertilizer applicator of the adjustable self-adapting pipe flow of EC, PH | |
| RU2728770C2 (en) | Control method of operating mode of booster pump station | |
| RU2634754C1 (en) | Method of automatic distribution of total gas flow through pressure wells in water-gas method effect on formation | |
| CN210382133U (en) | Agricultural is watering device for thing networking | |
| RU49924U1 (en) | AUTOMATED DIVISION AND REGULATING PUMP UNIT | |
| UA32597U (en) | Method for water supply to irrigation network | |
| JP2010277376A (en) | Device and method for controlling pressure in water supply network | |
| RU2714898C1 (en) | Reservoir pressure maintenance system |