Модернизация ДМ «Фрегат» в Приволжском районе Самарской области

Компания Биокомплекс провела комплексную модернизацию Дождевальной машины «Фрегат» в Приволжском районе Самарской области.

Результатом замены  дождевателей без рассекателей на современные модели, а также установки регуляторов давления и концевых водометов, стало:

• Снижение потерь оросительной воды – на 20%
• Снижение энергоемкости полива – на 18%

 

 

 

 

Для чего нужна модернизация ДМ

Первые модели отечественных широкозахватных дождевальных машин под маркой «Фрегат» были выпущены в 1970-ые годы по лицензии американской компании «Valley» [1]. Установки получили широкое распространение и до сих пор остаются наиболее популярными оросительными системами в России и странах СНГ.

Диагр.1. Дождевальные машины разных поколений в хозяйствах РФ [2].

В 2010-ые годы завод-изготовитель внес в конструкцию серьезные изменения, однако, по большей части, работающие на наших полях системы орошения, относятся к моделям первых поколений (см. диагр.1) и не позволяют в полной мере реализовать потенциал точного орошения.

НА ДОЛЮ УСТАНОВОК «ФРЕГАТ» ПРИХОДИТСЯ БЕЗ МАЛОГО 40% ОТ ОБЩЕГО ЧИСЛА ДОЖДЕВАЛЬНЫХ МАШИН.
ПОЧТИ ВСЕ ОНИ ОТНОСЯТСЯ КО 2-ОМУ ПОКОЛЕНИЮ.

Основными недостатками оросительных систем «Фрегат» являются:

• низкая точность дозирования и неравномерность полива (высокий расход воды);
• высокая энергоемкость полива (большие объемы перекачиваемой воды требуют высокопроизводительных, и, следовательно, энергозатратных насосов);

Неравномерность полива приводит к образованию неорошаемых участков. Кроме того, капли большого размера (свыше 1 мм.) негативно влияют на почву [3]. Всё это не позволяет достичь потенциально возможных показателей урожайности.

Приобретение машины нового поколения стало бы наилучшим решением, если рассматривать исключительно эффективность полива и его энергоемкость. При этом полную замену парка едва ли можно обосновать с экономической точки зрения.

Хорошим вариантом, который позволит существенно повысить эффективность полива и урожайность, но потребует значительно меньших капиталовложений, станет модернизация.

 

Смотрите также:

Как быстро и с минимальным бюджетом модернизировать дождевальную машину

 

 

Особенности классических моделей дождевальных машин «Фрегат»

 

1. Дождеватели

Как видно на рис.1. дождеватели стандартной системы расположены вверху, вследствие чего значение высоты подъема дождевого облака оказывается слишком большим (оно может достигать 4,8 метров [4]) и увеличиваются потери от испарения и сноса ветром – в среднем они составляют 10 — 15 %, а в жаркую погоду возрастают до 20-30 % и более [4,6].

Рис.1. ДМ «Фрегат» в работе.

Рис.2. Дождеватели (до модернизации).

Кроме того, на качество полива негативно влияет отсутствие рассекателей. Дождеватели без рассекателей (см. рис. 2.) не обеспечивают неравномерную плотность осадков.

В случае засорения канала форсунки, придется снимать весь дождеватель, что практически невозможно сделать, не остановив всю оросительную систему.

2. Значительное расстояние между дождевателями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A – Расстояние от спринклера до нулевой точки

B – Расстояние между соседними спринклерами

 

 

 

Табл. 1. Расстояния между спринклерами на ДМ «Фрегат» перед модернизацией.

 

Большое расстояние между дождевателями [5] (в некоторых моделях ДМ «Фрегат» оно может превышать 9-10 метров), приводит к неравномерному распределению воды и образованию поверхностного стока.

 

3. Клапан давления

На дождевальных машинах типа «Фрегат» в качестве клапанов регулировки давления устанавливаются клиновые задвижки с гидравлическим приводом штока (Рис. 3).

Задвижки изначально не предназначены для использования в качестве регуляторов давления, и имеют всего два рабочих положения: «открыто» и «закрыто».

Рис. 3. Клиновые задвижки

Уплотнительные элементы задвижки выполняют свою функцию только в полностью закрытом положении.

Когда клин задвижки находится в среднем положении, из-за неравномерного изменения сечения потока возникают завихрения, вследствие чего возникает эффект кавитации. Начинается интенсивный процесс разрушения уплотнительных элементов и самого клина, при этом задвижка выходит из строя за очень короткое время работы.

 

 

Смотрите также:

Как добиться 200% от дождевальной машины

 

4. Концевой водомет

Рис.4. Концевые водометы

Водометы на ДМ «Фрегат» (Рис.4) имеют радиус покрытия 25 м и требуют поддержания высокого давления во всей системе, что в свою очередь негативно сказывается на качестве полива:

• Равномерность снижается до 0,4-0,5.
• Снижается устойчивость струи к дождю.
• Размер капель увеличивается до 3,5 мм [6].

Неравномерность полива приводит к образованию поверхностного стока,  большим потерям воды, выносу NPK и т.д. [7]. Капли большого размера наносят вред стеблям и листьям растений, а также неблагоприятно влияют на почву.

Модернизация ДМ «Фрегат»

1. Замена дождевателей на спринклеры серии 3030

Рис.5. Замена дождевателей

Увеличенный радиус разбрызгивания
Модель R3030 производит широкоохватное орошение, приводящее к уменьшению интенсивности полива, уменьшению стекания воды и длительности впитывания влаги в почву.

Равномерность и точность полива
Модель R3030 значительно улучшает равномерность дождевания благодаря тому, что струи спринклеров перекрывают друг друга.

Уменьшение потерь из-за испарения и сноса ветром
Дождеватель R3030 идеально подходит для размещения на спускающей трубке близко к земле, что уменьшает потери от испарения и ветра.

Избирательное включение и выключение
Если какие-либо участки получают слишком много воды, или если необходимо приберечь воду на какое-то время, достаточно отключить отдельные спринклеры.

Чистка форсунок без отключения системы
Промывка и удаление мусора производится без инструмента, путем простого переключения форсунки.

2. Увеличения числа дождевателей

Среднее расстояние между соседними спринклерами в системе до модернизации составляло 9740 мм. (см. Табл.1). При этом, для обеспечения равномерного полива и соблюдения норм внесения, рекомендуемым расстоянием будет минимум в два раза меньшее.

Рис. 6. Дополнительные входы для подключения спринклеров

3. Замена задвижки клапаном давления

Рис.7. Регулятор давления серии 800

Позволяет регулировать давление и поток:

• В трубопроводе
• В точке поворота системы
• В клапане концевого водомета

Исключает гидроудар при старте системы
Снижает риск возникновения аварийных ситуаций и значительно увеличивает ресурс системы в целом.

4. Замена концевого водомета

Рис.8. Концевой водомет

Позволяет уменьшить давление в системе
Концевой спринклер работает и при низком напоре, что позволяет увеличить точность полива и уменьшить расход воды.

Высокая точность полива на всем поле
Позволяет равномерно орошать участки, которые не захватывают спринклеры.

Эффект от модернизации

Экономьте и зарабатывайте!

• Сократите потери оросительной воды на сток и инфильтрацию до 15…20% — за счет высокой точности и равномерности полива;
• Снизьте энергоемкость полива на 15% — за счет уменьшения объемов воды, перекачиваемой насосами и снижением требуемой мощности насосов;
• Сократите потери оросительной воды  на сток и инфильтрацию до 15…20% — за счет высокой точности и равномерности полива;
• Снизьте энергоемкость полива на 15% — за счет уменьшения объемов воды, перекачиваемой насосами и снижением требуемой мощности насосов;
• Минимизируйте образование почвенной корки — за счет вращения струи по разным траекториям с естественным циклом увлажнения;
• Увеличьте урожайность на 20% — за счет максимальной эффективности полива.

ДАЖЕ ПРИ МИНИМАЛЬНОМ

ГАРАНТИРОВАННОМ ПРИРОСТЕ УРОЖАЙНОСТИ В 10%

ЗАТРАТЫ НА МОДЕРНИЗАЦИЮ ДОЖДЕВАЛЬНОЙ МАШИН

ОКУПЯТСЯ ЧЕРЕЗ ОДИН МЕСЯЦ

 

 

 

 

 

 

---

1. Ким А.И., Ким И.И. Низконапорная дождевальная система// Вестник КРСУ. – 2005. – Том 5. – № 7.
2. Чернолихов Л.А. Повышение равномерности полива широкозахватными дождевальными машинами кругового действия// «Роль природообустройства в обеспечении устойчивого функционирования и развития экосистем» (Материалы Международной научно-практической конференции). – Москва, 2006.
3. Карасев Ю.С. Технология полива широкозахватной дождевальной техникой оборудованной дефлекторными насадками секторного типа на примере ДМ «Фрегат» [Текст]: дис… канд. техн. наук: 06.01.02. – Новочеркасск, 2008.
4. Рыжко Н.Ф. Обоснование ресурсосберегающего дождевания и совершенствование дождевальной машины «Фрегат» в условиях Саратовского Заволжья [Текст]: дис… доктор техн. наук: 06.01.02. – Саратов, 2012.
5. Егоров Н.Н. Технология и усовершенствованная дождевальная машина «Фрегат» для полива в условиях Нечерноземной зоны [Текст]: дис… канд. техн. наук: 05.20.01. – Рязань, 2010.
6. Базуев А.М., Давыдов А.С., Мешков В.В. Модернизация дождевальной машины ДМУ «Фрегат» для работы в низконапорном режиме// Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – № 8 (82). – 2011.
7. Григоров M.C., Григоров C.М. Противоэрозионная технология полива люцерны на сено дождевальной машиной «Фрегат»// Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. — №1 (17). – 2010.