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1 噴灌機操作選型規范總則

1.1 為有效地運用噴灌機,充分發揮設備效益,特編寫次操作選型規范。

1.2 本規范主要適用于卷盤式噴灌機,及其配套設備的選型和田間規劃設計。

1.3 卷盤式噴灌機工程規劃設計與運行作業,除應符合本規范外,還應符合現行的有關標準和規范的規定。

2  組成和作用

2.1 卷盤式噴灌機是一種將牽引軟管纏繞在卷盤上,利用壓力水或其它動力機械驅動卷盤旋轉,并牽引噴頭車移動和噴灑的噴灌機械。它由噴頭車、牽引 軟管、卷盤、底盤、支架、驅動機構、變速系統、牽引軟管導向裝置、調速裝 置、安全保護系統和輸水連接軟管等組成。

2.2 噴頭車:支撐噴頭并拖動噴頭在田間噴灑移動。  

2.2.1 單噴頭車:由單噴頭(一般采用換向搖臂式噴頭)、支架、行走輪、配重、固定調節件、聯接件以及管件組成。  單噴頭車要求配用的噴頭的性能參數見附表一。  

2.2.2 桁架式噴頭車:由多個折射式噴頭、桁架、行走輪、配重、固定調節件、聯接件以及管件組成。  桁架式噴頭車要求配用的折射式噴頭的性能參數見附表三。  桁架式噴頭車的結構尺寸參數見附表四。

2.3 牽引軟管:輸送壓力水、牽引噴頭車在田間移動。

牽引軟管由特質聚乙烯制造,應具有較高的強度、彈性和耐磨性能。牽引軟管公稱管徑(外徑)

2.4 卷盤:纏繞牽引軟管。

2.5 底盤和支架:起支撐和轉移作用。

底盤分為固定式和旋轉式兩種。

2.6 驅動機構:產生驅動力使卷盤旋轉,拖動噴頭車。

2.7 變速系統:調整卷盤轉速。

2.8 牽引軟管導向裝置:引導牽引軟管有規律地纏繞在卷盤上。  

2.9調速裝置:在噴灑時保持噴頭車均勻移動。

2.10 安全保護裝置:噴灑到位后使卷盤自動停止旋轉。

2.11 輸水連接軟管:將壓力水輸送到卷盤式噴灌機入口,其規格尺寸見附表六。

3  型號、規格及基本參數

3.1 型號

3.1.1卷盤式噴灌機的型號由漢語拼音字母和阿拉伯數字組成,其意義如下:

3.1.3卷盤底盤型式特征

卷盤底盤型式特征用小寫漢語拼音字母表示。

d—底盤固定式;

底盤旋轉式不標注。

3.2 規格品種

卷盤式噴灌機的規格品種按牽引軟管外徑及長度確定,牽引軟管有Φ40、Φ50、Φ65、Φ75、Φ85(Φ90)、Φ110、Φ125mm等規格;長度從135?450m,間隔20?30m為一個品種。

僅考慮牽引軟管外徑的情況下相應型號可簡稱為JP40、JP50、JP65、JP75、JP85(90)、JP110、JP125等。

3.3 卷盤式噴灌機的基本參數見附表七

4  使用條件

4.1 水源:水源供水能力應滿足卷盤式噴灌機工作流量要求,水質應符合現有效噴灑長度(m)  牽引軟管外徑(mm) 卷盤底盤型式

當水中有雜質,不能滿足卷盤式噴灌機工作要求時,應進行處理以達到卷盤式噴灌機工作要求。

4.2 地形:卷盤式噴灌機噴灌作業的地面坡度不應大于20%。

4.3 氣候:應符合GBJ85-1985《噴灌工程技術規范》第3.0.3條的規定,當設計風速大于3.4m/s小于5.4m/s時,建議使用桁架式噴頭車。

4.4單噴頭車噴灌適用于對霧化指標要求低的作物;桁架式噴頭車噴灌適用于對霧化指標要求高的低矮作物。

4.5單噴頭卷盤式噴灌機噴灌高桿作物時需留出作業道,作業道方向應與作物種植行方向一致,作業道寬度見表1。

表1   作業道寬度

規 格 JP40、JP50    JP65、JP75 JP85(90)

寬度(m) 0.7~1.5       1.3~1.8        

5  工程規劃

5.1 規劃原則和要求

5.1.1 規劃應符合國家和地方有關政策法規并符合當地的中長期規劃要求,應將水資源平衡分析作為規劃的基礎,確定適宜的規劃設計標準和灌溉制度, 以達到即可滿足農業灌溉的要求,又能有效地節省水資源的目的。

5.1.2 規劃必須在設計資料齊全和可靠的前題下進行,資料內容包括:自然地理、水文地質、水文氣象、表層土壤、工程現狀、農業生產以及相應比例尺 的地形圖等。

5.1.3 規劃要因地制宜,并進行方案比較,以達到規劃合理、使用管理方便和經濟的目的。

5.2 基本資料

5.2.1實測地形圖:1‰~5‰的規劃區域實測地形圖,應包括噴灌地面位置界線、地面建筑物、居民區、地面高程(等高線)、比例尺、交通道路、天然河流、已建渠道、水源位置和高程、方向標、圖例。

5.2.2 土壤:土壤種類、性質、土層厚度、土壤容重、適宜土壤含水量上下限、土壤持水量。

5.2.3 作物:作物結構及位置、作物日需水量、計劃濕潤層深度、灌溉制度和灌水定額。

5.2.4 水源:位置和高程(機井的靜水位、動水位或地表水源的枯水期水位、汛期水位)、水源流量、水質報告、水源可靠性資料。

5.2.5 氣象:多年平均降雨量、多年平均水面蒸發量、最大凍土層深度、灌溉季節風速及多年平均值、風向、年平均氣溫、無霜期。

5.2.6 動力:動力種類、容量、結構尺寸、現有位置。  5.2.7 交通:規劃區域內現有道路的位置、種類、級別。  5.3 水源分析

5.3.1 必須對水源水量進行分析計算和噴灌用水量的平衡計算。對已建成的水利工程供水系統,應根據工程原設計和運用情況,確定設計年供水流量。對 于新建水源工程,其供水流量應根據水源類型和勘測資料進行計算確定。

5.3.2 當噴灌水源為河川徑流時,水源水量應按下列要求進行計算:

①有較長系列徑流資料時,應通過頻率計算推求符合設計頻率的年徑流量及其年內分配、灌水臨界期平均流量。

②徑流資料較少時,應通過相關分析的方法插補延長徑流資料,再進行頻率計算推求上述徑流特征值。

③無實測資料時,可選擇參證站,通過換算、內插或徑流系數法等推求徑流系列,也可參照地區性水文手冊或圖集,結合調查資料推求徑流特征值。

5.3.3 當噴灌水源為當地地面徑流時,可參照地區性水文手冊或圖集,結合調查資料,確定設計頻率的年徑流量。

5.3.4 當噴灌水源為地下水時,水源水量應根據已有水文地質資料,分析本區域地下水開采條件,并通過對鄰近機井出水情況的調查確定。對于無水文地 質資料的地區,應打勘探井并經抽水試驗確定水源水量。

5.3.5 當水源的天然來水過程不能滿足噴灌用水要求時,應建蓄水工程。  5.4 規劃設計參數

5.4.1 設計保證率一般不應低于85%。

5.4.2   噴灌面積設計參數:

噴灌總面積(hm2) 噴灌地塊最大寬度(m)  噴灌地塊最大長度(m)

5.4.3 卷盤式噴灌機的工作參數:

噴頭射程(m)

噴頭流量(m3/h)

噴頭工作壓力(Mpa)

卷盤式噴灌機入機壓力(MPa)

牽引軟管有效長度(m)

卷盤式噴灌機含水質量和不含水質量(kg)

噴頭車輪距(m)

噴頭桁架地隙高度(m)

噴灌機底盤輪距(m)

外形尺寸(長×寬×高)

噴頭車運行速度(m/h)

5.5   田間規劃布置

5.5.1   對于渠道輸水系統,應在地塊一端(或兩端)垂直于種植行方向,沿田間道路布置輸水渠道,渠道宜襯砌防滲。當渠道水深不能滿足噴灌機水泵取水需要時,宜在噴灌機取水點設置工作池。工作池的尺寸應按GBT50265-1997 《泵站設計規范》規定設計。

5.5.2   對于管道輸水系統,應在地塊一端(或兩端)垂直于種植行方向沿田間道路布置輸水管道,并應在噴灌機取水點設置給水栓。噴灌機與給水栓的 連接應靈活、方便、可靠。

5.5.3   輸水管道可采用固定管道埋于地下,也可采用移動管道。移動管道裝卸移動應靈活、方便、連接可靠。管道提供的水壓力以滿足噴灌機工作壓力 為宜。當管道提供的水壓力不能滿足噴灌機工作壓力時,應在噴灌機與給水栓 之間設置水泵加壓。

5.5.4   應將田塊分成長條形地塊,條田的軸線一般應垂直主風向。

6  選型和計算


6.1.3 系統同時有多臺卷盤式噴灌機工作時,系統設計流量等于多臺卷盤式噴灌機設計流量之和。

6.1.4 系統在選用多臺卷盤式噴灌機工作時,應盡量選用同一規格型號的絞盤式噴灌機。

6.2   卷盤式噴灌機選型

6.2.1   卷盤式噴灌機的工作流量應小于供水水源的流量

6.2.2   卷盤式噴灌機臺數N:

                      

式中:a——單臺卷盤式噴灌機控制的噴灌面積

         q——卷盤式噴灌機噴灑流量(m3/h)


6.2.3 噴灌強度應不大于土壤允許的噴灌強度,土壤允許噴灌強度見 GBJ85-1985《噴灌工程技術規范》第3.0.9條。

6.2.4 噴灌霧化指標應符合GBJ85-1985《噴灌工程技術規范》第3.0.10條。

6.3 規劃計算

6.3.1 單噴頭車噴灌條帶寬度b(m)   b=2kR式中:R—單噴頭射程(m);  

k—射程疊加系數,k值可從表2中選用。

表2   射程疊加系數


6.3.2 桁架式噴頭車噴灌條帶寬度b(m)  b=B+2kR式中:B—桁架寬度(m);

R—桁架末端噴頭射程(m)。

6.3.3 單噴頭噴灑扇形角β:為使噴頭車工作在干燥地面上,應選擇扇形噴灑。扇形角大小直接影響噴灌強度和噴灌均勻度,一般取β=2000~3000。

6.3.4 一次連續有效噴灑長度S(m)

S=L+0.5R式中:L—牽引軟管長度(m)。    

6.3.5噴灌強度r(mm/h)可從產品參數查得,在沒有產品參數時應通過實測確定。    

單噴頭式的噴灌強度可近似用單噴頭扇形定位噴灑時的計算公式計算:


式中:  0.9——噴頭射程的折減系數。桁架式的噴灌強度需通過折射式噴頭雨量分布疊加進行計算或按下式近似計算。



6.3.6 噴頭車噴灌運行速度V(m/h)


6.3.7 設計日凈噴時間:不宜少于16h。    

6.3.8 一次連續噴灑條帶凈噴灌工作時間t1(h)  t1=L/V

6.3.9 一次連續噴灑條帶總工作時間tL(h) tL=t1+t2

式中:t2—移位準備時間(h)。

6.3.10 一次灌水深度h(mm)應略大于設計灌水定額,可用下式計算,


6.4   設計工作壓力

6.4.1   系統設計工作壓力水頭H(m)


式中:Hm— —卷盤式噴灌機設計工作(入機)壓力水頭(m)

HW— —供水管路系統水頭損失(不包括牽引軟管的沿程損失和局部損失) (m);

Z— —噴頭設計位置與水源工作水位的地面高程差(m);

水頭損失Hw可按下式計算


式中:k——局部水頭損失系數,k=1.05~1.1;

f— —摩阻系數;

L— —管長(m);

Q——管道流量(m3/h);

d— —管內徑(mm);

m— —流量指數;

b— —管徑指數。

各種管材的f、m及b值,可按表3確定



6.4.2   設計位置指系統正常工作時要求水泵提供最大的工作壓力位置。

6.5   設備配套

6.5.1 水泵的揚程和流量應滿足設計工作壓力和設計流量的要求。

6.5.2 動力選擇應優先選用電動機,在無供電系統的地區或電力嚴重不足的地區可使用其它動力。

6.5.3 供水管路系統應工作可靠、安裝維修方便,滿足系統設計工作壓力和設計流量的要求。

6.5.4 牽引設備應滿足卷盤式噴灌機轉移地塊和牽引噴頭車的要求,牽引功率N(Kw)可按下式計算,分粘土路面和犁后土地計算,取大值。

                     



式中:k—動力配套系數,k=1.2~1.3。動力大時取小值,動力小時取大值;

V0—牽引速度,計算時一般粘土路面V0=10km/h;犁后土地V0=4km/h;

h—機械效率,h=0.75;

P—行走輪阻力(N),P=fMgcosa+Mgsina;

f—滾動阻力系數,粘土路面f=0.05;犁后土地f=0.16;

M—卷盤式噴灌機含水質量(kg);

g—重力加速度(m/s2);

a—地面與水平面的夾角。

7  運行與維護

7.1安裝調試

7.1.1操作人員必須經過專業培訓,掌握卷盤式噴灌機的工作原理、結構和

方法。

7.1.2   卷盤式噴灌機到達工作位置后,調整卷盤方向與噴灌條帶一致,并進行鎖定。

7.1.3放下噴頭車,將其拉至條帶另一端,速度不得超過4 km/h。當軟管在太陽下暴曬且氣溫超過350時,應先接通供水系統,通水冷卻后再 牽引。

7.1.4 工作前應檢查各組成部分是否正常,連接是否可靠,如發現問題應及時排除。

7.1.5 調節噴頭車輪距使其符合作業要求;檢查噴咀,調整噴頭噴灑扇形角使其符合設計要求;噴頭車平衡塊的設置應符合平衡要求;接通卷盤式噴灌機 的供水系統,準備供水。

7.2 啟動運行

7.2.1 啟動水泵,提供壓力水。

7.2.2 當噴頭車工作正常后,調節調速裝置使噴頭車運行速度符合設計要求。

7.3運輸和轉移

7.3.1 卷盤式噴灌機的牽引動力一般為拖拉機,拖拉機的牽引功率可按本規范

6.5.4條計算確定。

7.3.2 卷盤式噴灌機轉移地塊前噴頭車應在升起位置。

7.3.3 收起支撐架,將卷盤回復到搬運位置,并分別用固定銷鎖定。

7.3.4 轉移運輸速度在公路上不得超過10 km/h,田間不得超過4 km/h。  

7.4 維護

7.4.1 卷盤式噴灌機應按產品維護保養要求定期對零部件進行保養,并保持設備清潔。

7.4.2 每次作業后應檢查各部分連接是否正常,及時緊固松動的螺栓、螺母,及時給輪胎補氣。

7.4.3 灌溉季節結束后,應對系統徹底檢查、清洗,晾干后加潤滑油保存。  

7.4.4 為避免牽引軟管變形,嚴禁空管回卷。

7.4.5 進入冬季前和冬季使用后,應用空氣壓縮機將水從牽引軟管中排出并排盡水渦輪和水泵中余水,以防凍壞。








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