节水灌溉工程中的保护措施

来源:用户上传      作者: 吕长龙

　　建立节水型社会已成为当今社会发展的主题，建设节水灌溉工程，推广节水灌溉技术，发展节水灌溉农业是其中重要组成部分。武川县地处内蒙古中部，年平均降雨量340毫米左右，且降雨大多集中于7～8月份，地表水资源匮乏，属典型的干旱半干旱地区，这也就决定了武川县的农业在很大程度上依赖于灌溉来补充天然降水的不足，确定了节水灌溉在农业生产中的重要性。
　　整个节水工程是一个系统T程，任何局部环节的差错都会给整个系统带来负而影响。从工作内容上大致可分为机泵保护系统、田间管道保护系统、自动保护系统三大方面。
　　一、机泵的保护
　　节水灌溉工程最常用的动力机是潜水电泵和柴油机，而潜水泵以其操作简便、启动迅速、工作可靠、自动控制容易，成为节水灌溉工程中的首选动力机。如果机泵长期超负荷运转，电源供应质量不高，水源含砂量偏高等，都极易造成机泵毁损，影响工程正常运作，因此，必须对机泵进行有效的保护。
　　1.潜水泵电机保护
　　潜水泵电机一般分油冷却式和水冷却式两种。油冷却式在下井前，用兆欧表检查电机绝缘是否正常，下井后在绝缘正常的情况下选用合适的磁力启动器通电试运行。如果发现水面或捕出的水中含有油污，这表明电机密封有问题，应立即停机，排除故障后再运行，同时用电流表检查电流、电压是否在额定值范围内。如果电流、电压都正常，水泵流量无任何异常，就可以投入使用。
　　水冷式潜水电机以其结构简单，冷却效果好且维修容易而广泛用于较大功率的潜水泵。这种潜水泵在下井前先拧下注水孔及放气孔两螺塞，将电机内注满无腐蚀性洁净清水。单芯电缆的三个接头与三芯电缆的三个接头要分别错开接好，线芯接头视电机功率大小留有一定长度，要做到连结牢固，导电性好，接头强度不低于整线强度。外用胶粘带包紧，套上电缆密封套用胶粘带包缠，再用塑料带扎紧，浸入水中12小时，其对地绝缘电阻不低于150兆欧。运行前，视潜水电机功率大小选配合适的磁力启动器。如果功率超过18.5千瓦(含18.5千瓦)。应选用适当的补偿器来启动电机。这样可避免对电网的冲击，同时对设备也起到很好的保护作用。潜水泵启动后，查一下机具有无异常震动和异常声音，用钳形电流表测量三相电流是否平衡，电压值、电流值是否在额定值范围内，运转4小时后停车检查热态绝缘电阻值不低于0.5兆欧。以上情况正常就可以投入运行了。存使用中严禁频繁启动，两次启动问隔时间不得少于5分钟，这样可有效防止电机温度过高和管道内水锤发生。
　　2.水泵保护
　　一般情况下非正常现象的电机保护，同时也起到了水泵的保护作用，但另一方面水泵自身的保护又有更多的内涵。在压力管路中流速的突然变化会引起管中水流压力急剧上升或降低的水锤现象。正常泵站的启动水锤、关阀水锤引起的水压剧变一般影响不会很大，而南于突然停电或误操作造成的事故所产生的停泵水锤往往数值较大，一般达正常压力的1.5～4倍，破坏性强，易造成意外损失，因此对水泵水锤采取必要的防范措施显得很重要。一般有设置调压窒、设置空气室等防止降压措施和装设水锤销除器、安装缓闭阀、安装安全膜片等防止升压措施。逆止保护，为了防止因事故停泵造成管道内水倒流引起水泵倒转可在出水管出口处设置逆止阀，以保证机泵安全。另外，水源井含厌量大，不仅对水泵工作参数及正常运行具有显著影响，而且会加速水泵叶轮及口环的磨损，影响出水量和水泵寿命。所以水源井成井后，要用空压机洗井，以保证潜水泵的安全运行。
　　二、田间管理系统保护
　　管道是节水灌溉系统的主要部件，压性和封闭性又是其管道输水的主要特点。节水灌溉系统工程在实际运行过程中，为了满足用水要求，管道内流量、工作压力发生变化而使其机泵工作点发生变化，因此水泵的工作点调节就显得十分重要。通常情况下可用以下几种保护措施：①过压保护。根据对管道内压力和流量的设计要求，在主管道安装合适的减压阀，当管道内的压力(流量)超过设计要求时，阀门会自动打开泄流，避免管道爆裂或泵房内的机泵部件毁损。②节流调节。在出水管路上装有闸阀，通过改变其开度以调节机泵工作点。③分流调节。利用支管分出部分流量以调节机泵工作点。④防冻裂保护。在工程施工时尽量将管道埋设于当地冻土层以下，在秋季系统运行结束时，及时打开泄水阀，放尽管内存水，可有效地达到防止管道冻裂的目的。⑤真空破坏保护。在地面高程变化较大的地区，对虹吸式出口的出水管路，当停泵时，因虹吸作用水管中的水将倒流，因此应设置真空破坏阀，以便在管内出现负压时，破坏真空，保证管路安全，防止倒流。
　　三、自动保护系统
　　随着农业产业经构的调整，农业产业化进程的加快，增加水利投入的科技含量，计算机技术在节水灌溉中的应川已越来越广泛。整个汁算机自动监控系统一般由自动监测系统、数据采集处理系统、自动控制系统和自动保护系统儿部分组成，其中自动保护系统则包括了由计算机控制的电源保护程序、田间管道保护程序和水泵的工况调节和控制程序。由于计算机技术的引进，一举改变了过节水灌溉工程保护系统的操作滞后、可靠性差、安全系统低等缺陷。其中水泵的工况调节和控制是通过计算机对水泵的变速调节，从而满足用水要求、经济运行并达到向动保护的目的。目前，一般中小型节水灌溉泵站大多采用异步电动机，这种电机的调速方式主要是变级调速和变频调速，而变频调速因其调速范围大，调速平尚且性好及机械特性硬等优点，尤其适合由计算机控制的电动机的调速。必须注意的是，一般只有当泵站净扬程降低，或净扬程一定流量减小时，才适宜降速运行，从而达到节约运行费用和保护工程安全的目的。
　　
　　(作者单位：150700黑龙江省延寿县山河灌区管理站)

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