Насосная станция как комплекс гидротехнических сооружений и оборудования обеспечивает водозабор из источников орошения или осушительного канала, подъем и транспортировку воды к месту потребления или отвода её в аккумулирующую емкость.
Насосные станции (НС) классифицируются по разным признакам: назначению, подаче, расположению относительно водоисточника (береговые, русловые, стационарные, передвижные), строительным особенностям сооружений (заглубленные, незаглубленные, с совмещенными и несовмещёнными водозаборами и водовыпусками).
Насосные станции подразделяются на оросительные (для подъема воды в оросительные каналы, осушительно-оросительные и осушительно-увлажнительные системы), осушительные (для отвода воды с мелиорированных площадей), подкачечные (для подачи воды в закрытые оросительные системы).
По подаче, независимо от назначения и напора, имеются НС малой подачи – до 1 м.куб./с; средней – 1…10 м.куб /с, большой – 10…100 м.куб /с и уникальные – с подачей более 100 м.куб /с.
По источнику энергии различают НС электрифицированные и тепловые (с приводом от двигателя внутреннего сгорания).
Работают НС сезонно или круглогодично.
Различают насосные станции с забором воды из поверхностных водоисточников и с забором подземных вод.
Стационарные насосные станции
Здания НС служат для размещения основного и вспомогательного гидромеханического, электротехнического и механического оборудования, трубопроводной арматуры и служебных помещений. По конструктивным признакам их делят на: наземные, камерные и блочные. По характеру управления стационарные насосные станции бывают с ручным управлением и автоматическим.
В здании наземного типа основные агрегаты размещают на отдельно стоящих фундаментах, а пол здания располагают выше максимального уровня воды в источнике. Такое здание целесообразно при водозаборе из открытых источников с устойчивыми берегами и колебанием уровня воды в пределах допустимой высоты всасывания основных насосов.
В зданиях камерного типа насосное помещение расположено ниже уровня земли (полностью или частично) и имеет сплошную фундаментную плиту, на которой размещены основные насосные агрегаты. В зданиях заглубленного типа насосы устанавливают ниже минимального уровня воды в источнике (под заливом), что упрощает пуск насосов, или выше него, что сокращает глубину дорогостоящей подземной части. Одной из их разновидностей является здание с «мокрой» камерой, в котором рабочие колеса насосов размещают ниже минимального уровня воды в источнике, а верхние подшипники насосов и междуэтажное перекрытие – выше максимальных уровней водоисточника.
Для повышения эффективности строительства, снижения трудоемкости и сроков работ на месте строительства разработаны блочно-комплектные насосные станции (БКНС) заводского изготовления.
Здания блочного типа имеют в основании массивный железобетонный блок, в котором размещены всасывающие трубы основных насосов. Трубы с коленчатым подводом воды рекомендуют для центробежных и осевых насосов большой подачи, с камерным подводом – при относительно небольших диаметрах колеса осевых насосов (до 1 м), что упрощает изготовление опалубки при бетонировании блока НС.
Выбор типа здания НС зависит от ряда факторов и определяется технико-экономическим расчетом.
Передвижные насосные станции
Передвижные насосные станции, в отличие от стационарных, мобильны, маневренны, стоимость их на 20…25% дешевле.
Применяются для подачи воды в открытую или закрытую оросительную сеть, к дождевальным машинам, а также для водоснабжения.
Маневренность передвижных насосных станций позволяет использовать их в течение поливного сезона на разных орошаемых участках.
Станции такого типа целесообразно применять для полива пойменных участков, а также при значительных колебаниях уровней воды в водоисточнике. Для них не требуется дорогостоящих водозаборных сооружений. Глубина водоисточника в летнюю межень на месте забора воды должна быть не менее 0,6…0,8 м. При меньшей глубине необходимо устройство простейшего подпорного сооружения или приямка.
При выборе места установки передвижной насосной станции необходимо, в первую очередь; учесть удобство подхода к воде. Площадку под насосную станцию устраивают так, чтобы высота всасывания была не более 1,5…3 м.
Выбор необходимой марки передвижной насосной станции обусловлен, прежде всего, требуемым расходом подачи воды и расчетным напором.
Расход воды определяют по количеству одновременно работающих дождевальных машин и установок и их производительности.
Расчетный напор вычисляется как сумма геодезической высоты подъема воды, требуемого напора на самом удаленном гидранте оросительной системы и потерь напора в сети трубопроводов.
Геодезическая высота подъема составляет разницу отметок горизонта воды в водоисточнике и наивысшей точки орошаемого участка.
Требуемый напор на гидранте оросительной системы принимают для дождевальных машин ДДН-70, ДДН-100 – 5 м вод. ст., КИ-50, «Сигма», «Волжанка» — 40 м вод. ст.
Передвижные насосные станции (СНП) бывают сухопутные и плавучие (СНПл), они могут быть с собственным двигателем внутреннего сгорания и электрическим с приводом от вала отбора мощности трактора.
Сухопутные насосные станции в свою очередь делятся на навесные и прицепные.
Передвижные насосные станции с приводом от собственных двигателей
Передвижные насосные станции с приводом от собственных двигателей различают: по производительности – от 25 до 750 л/с, по напору – от 5 до 100 м, по типу ходовой части — полозковые или колесные.
Отечественная промышленность выпускает навесные, передвижные, плавучие и др. насосные станции.
Передвижные насосные станции выпускают серийно. Они нашли широкое применение в мелиорации благодаря быстроте установки и перемещения при изменении уровней в источнике или обслуживании нескольких объектов.
Передвижная насосная станция предназначена для подачи воды из прудов, рек, водоемов и других источников на поливные участки, в открытую или закрытую оросительную сеть, к различным дождевальным машинам. Станцию можно использовать также для других хозяйственных нужд при положительных температурах окружающей среды. Транспортируют насосную станцию к разным местам водозабора с помощью трактора.
Плавучие насосные станции
Плавучие насосные станции предназначены для подачи воды в открытую или закрытую оросительную сеть из водоисточников с недоступными (топкими, обрывистыми) и неустойчивыми берегами, а также из источников, где наблюдаются значительные колебания уровня воды.
В зависимости от способа перемещения по водоисточнику плавучие насосные станции подразделяются на буксирные (НАП-1,1) и самоходные (СНПЛ-120/30 и СНПЛ-240/30).
Для перемещения самоходных насосных станций используется реактивная сила струи воды, которая выбрасывается насосом из поворотного сопла.
К недостаткам плавучих насосных станций относятся: сложность эксплуатации в ледовых условиях, при волнениях свыше трех баллов; ограниченность напоров; непригодность для работы при глубине воды менее 1,5…2 м и скорости течения свыше 3 м/с.
Навесные насосные станции
Навесные насосные станции используют в районах среднего и устойчивого естественного увлажнения с продолжительностью засушливых периодов в среднем не более 60…90 дней в году. Однако применение их ограничивается необходимостью задействования трактора.
Характерной особенностью навесных насосных станций является то, что их навешивают на гидросистему трактора и приводят в действие от вала отбора мощности (ВОМ). Для увеличения частоты вращения рабочего колеса насоса установлен редуктор, который выполнен как одно целое с насосом.
Навесные насосные станции создают достаточно высокий напор, что позволяет их использовать для подачи воды к дождевальным машинам или установкам, не имеющих собственных насосов. Обслуживает насосную станцию один человек.
Насосное оборудование, применяемое в мелиорации
В мелиорации обычно применяют лопастные насосы общего назначения, допускающие перекачку воды с температурой до 85°С, содержанием твердых включений не более 3 г на 1 л и размером не более 0,1…0,2 мм, из них абразивных не более 2%.