Sách trắng này xem xét kỹ hơn các thông số hiệu suất của từng loại máy bơm với các ví dụ về cách các hệ thống khác nhau đã mang lại kết quả tại hiện trường.
Từ cài đặt giếng nông đến giếng sâu: Địa chỉ cấp nước bằng hệ thống bơm chìm
Các câu hỏi cần xem xét:
- Có điện không?
- Máy bơm có được sử dụng trong giếng không – và giếng sâu bao nhiêu?
Máy bơm chìm là hệ thống chắc chắn, điều khiển bằng điện được thiết kế để vẽ nước từ giếng nông tới 10 feet hoặc sâu tới 3,000+ feet. Với Hệ thống bơm chìm, cả động cơ và máy bơm đều được lắp đặt trong giếng và dưới lòng đất, bảo vệ chúng khỏi thời tiết, dụng cụ, gia súc và các mối nguy hiểm bề mặt khác.
Dãy máy bơm chìm và tuabin lớn đa năng, chẳng hạn như cấu trúc cao cấp của Dòng STS, được thiết kế để hoạt động trong môi trường khắc nghiệt thông qua khả năng chống mài mòn tối đa, đảm bảo tăng tuổi thọ máy bơm. Để xác định kích thước và lựa chọn hệ thống bơm chìm, điều quan trọng là để xem xét một số khía cạnh chính – bao gồm các yêu cầu về dòng chảy và đầu, Đặt độ sâu, kích thước vỏ, vị trí màn hình và điều khiển. Khi xem xét Động cơ chìm Để ghép nối lý tưởng, người lắp đặt cũng có thể tận dụng công nghệ mới nhất (động cơ nam châm vĩnh cửu) để mang lại hiệu quả cao hơn – tương đương với việc tiết kiệm chi phí vận hành.
Một ví dụ về công nghệ này đang hoạt động là Hệ thống hiệu suất cao MagForce™ của Franklin Electric Giải pháp. Có sẵn cho các công việc lên đến 300 mã lực, MagForce™ Các giải pháp được điều khiển bởi một động cơ nam châm vĩnh cửu. Chúng sử dụng đầu vào thấp hơn năng lượng để cung cấp cùng một sản lượng, tiết kiệm chi phí vận hành mọi lúc động cơ chạy. Các động cơ này cung cấp xếp hạng hiệu suất 94%, cung cấp hoàn vốn đầu tư dưới hai năm trong hầu hết các ứng dụng dài hạn hoặc liên tục (dựa trên Dữ liệu điện trường Franklin).
Ngay cả khi không có điện, một số hoạt động canh tác vẫn có thể sử dụng hệ thống bơm dựa trên năng lượng mặt trời. Fhoton™ SolarPAK và SubDrive SolarPAK của Franklin Electric là các giải pháp máy bơm, động cơ và truyền động chuyển đổi các nguồn năng lượng thay thế thành nguồn điện DC để tạo ra tốc độ dòng chảy lên đến 90 gpm của Hoa Kỳ. Nguồn DC đi qua biến tần có theo dõi điểm công suất tối đa để cung cấp dòng điện xoay chiều cho động cơ AC tiêu chuẩn và máy bơm. Có một số thông số kích thước đối với các hệ thống này, vì vậy người lắp đặt sẽ cần làm việc với một nhà sản xuất hiểu được lợi ích và hạn chế của năng lượng mặt trời.
Giải quyết nhu cầu dòng chảy cao: tuabin trục thẳng đứng
Các câu hỏi cần xem xét:
- Hệ thống sẽ hút nước từ một hồ ao?
- Nguồn cấp nước sâu bao nhiêu?
- Khả năng phục vụ quan trọng như thế nào?
- Có điều kiện cát hoặc các hạt mài mòn trong đất không?
- Tính dễ cài đặt quan trọng như thế nào?
- Bao lâu thì các phi hành đoàn có thể thực hiện bảo trì cần thiết?
Hệ thống tuabin trục thẳng đứng sử dụng máy bơm chìm, hệ thống trục được lắp đặt từ máy bơm đến bề mặt và trình điều khiển đặt trên mặt đất. Tuabin trục thẳng đứng, như Dòng FVT của Franklin Electric, có thể được lắp đặt ở bất kỳ đâu từ 10 feet đến 2,500+ feet dưới lớp và di chuyển lên đến 42,000 gallon mỗi phút. Các ứng dụng bao gồm cung cấp cho hệ thống tưới điều áp, lấp đầy hồ lắng, tăng áp suất từ giếng ướt, tưới lũ, tính năng nước rộng rãi, v.v. Tuabin trục thẳng đứng mang lại một số lợi ích chính, bao gồm:
Khả năng phục vụ: Khi thời gian hoạt động là rất quan trọng, tuabin trục thẳng đứng cho phép bảo dưỡng linh hoạt trên cả hệ thống mới và hiện có. Có thể thay thế cụm máy bơm hoặc bát trong khi cột, ống, trục, đầu xả và động cơ được giữ lại. Khi cát và các mảnh vụn khác liên tục mài mòn các bộ phận, cánh quạt bán mở có thể được đặt lại để tối ưu hóa dòng chảy.
Độ bền: Các vật liệu được sử dụng trong các thành phần chính của hệ thống bơm có thể kéo dài vòng đời của nó. Ví dụ, các hệ thống sử dụng phớt cơ khí silicon carbide có thể bơm nước có chứa phù sa, cát hoặc các hạt mài mòn nhẹ khác được tìm thấy trong môi trường nông nghiệp. Những loại phớt này cũng giúp người dùng tránh phụ thuộc vào các lon dầu đầy để bôi trơn trục đầy đủ và nhỏ giọt ở đầu xả.
Di chuyển khối lượng nước lớn: tuabin trục dòng chảy hỗn hợp hoặc hướng trục
Các câu hỏi cần xem xét:
- Lưu lượng cao có cần thiết không?
- Nguồn nước có nông không?
Máy bơm tuabin đứng dòng chảy hỗn hợp và dòng chảy dọc trục đều là lựa chọn tốt khi ứng dụng yêu cầu lưu lượng cao. Máy bơm dòng chảy hướng trục FAF Series cho phép thiết lập độ sâu nông lên đến 35 feet trong khi dòng chảy hỗn hợp FMF Series hoạt động ở độ sâu lên đến 150 feet. Cả hai đều lý tưởng cho các ứng dụng mà bạn cần di chuyển nhiều nước có sẵn – ví dụ: từ hồ hoặc ao.
Di chuyển khối lượng lớn hoặc nước trên bề mặt: Hệ thống bơm ly tâm
Các câu hỏi cần xem xét:
- Áp lực nước có phải là một mối quan tâm không?
- Có nước từ nguồn gần đó không?
Hệ thống bơm ly tâm được sử dụng trong các ứng dụng nước mặt, cung cấp Một giải pháp đa năng cho nhiều nhu cầu tưới tiêu nông nghiệp. Thường Các ứng dụng bao gồm tăng áp lực nước từ lạch, sông, hồ chứa và kênh rạch, chuyển nước qua các cánh đồng và bộ tăng áp súng trục trung tâm.
Đôi khi được gọi là máy bơm trên mặt đất hoặc máy bơm bề mặt, các hệ thống này có thể được đóng gói với nhiều loại động cơ tiêu chuẩn công nghiệp và phải được sơn lót khi mực nước thấp hơn lực hút của máy bơm.
Máy bơm ly tâm tương đối dễ bảo trì và có ít bộ phận chuyển động, giảm khả năng hỏng hóc. Chúng cũng thường không tốn kém so với các loại máy bơm khác và chúng có thể xử lý cả nước sạch và chất mài mòn lơ lửng phổ biến ở sông, kênh rạch và hồ chứa.
Kéo dài tuổi thọ của hệ thống và cải thiện hiệu quả: Đừng quên động lực
Các câu hỏi cần xem xét:
- Ứng dụng có yêu cầu lưu lượng và áp suất nước thay đổi không?
- Việc bơm sẽ được thực hiện theo lịch trình?
Bất kỳ hệ thống bơm nông nghiệp nào cũng là một khoản đầu tư cho người trồng, bao gồm cả chi phí vận hành. Đó là nơi các bộ điều khiển xuất hiện. Chúng không chỉ tối ưu hóa hiệu suất mà còn cung cấp các mức độ bảo vệ hệ thống khác nhau từ nguồn điện và điều kiện hoạt động.
Biến tần (VFD) như Cerus® X-Drive trọn gói của Franklin Electric, là một ví dụ về bộ điều khiển cung cấp các tính năng tích hợp được thiết kế để bảo vệ và kéo dài tuổi thọ của hệ thống bơm. Cerus® X-Drive giúp kiểm soát, thu thập dữ liệu, khắc phục sự cố và hiệu quả, cung cấp khả năng cung cấp nước chính xác đến các cánh đồng. Ví dụ, mùa khô dẫn đến mực nước thấp hơn; VFD cung cấp cài đặt mực nước thấp có thể lập trình để quay số các điểm ngắt, đảm bảo hệ thống tắt khi máy bơm bắt đầu hút không khí cùng với nước. Tính năng bảo vệ này cũng cho phép thời gian phục hồi có thể lập trình, giúp mực nước có thời gian phục hồi và giảm tác hại của việc dâng giếng.
Các VFD như SubDrive Connect Plus cũng có thể tối ưu hóa hệ thống tưới để cung cấp áp suất không đổi với các yêu cầu lưu lượng và mực nước khác nhau. Cho dù cung cấp nước cho trục trung tâm, nhiều vòi phun nước, hệ thống nhỏ giọt hay máy phun sương, hệ thống có thể được thiết kế để hoạt động hiệu quả trên diện rộng. Hệ thống áp suất không đổi cung cấp lượng nước phù hợp trên toàn bộ tài sản mà không có khe hở để duy trì năng suất ổn định. Áp suất không đổi cho phép người vận hành quay số áp suất lý tưởng cần thiết để vận hành vòi phun và bộ phát của họ đến mức tốt nhất cho ứng dụng và cây trồng của họ.
VFD có thể phức tạp hoặc đơn giản nếu cần thiết cho người dùng và ứng dụng. Các giải pháp truyền động có thể được chế tạo với một số tùy chọn bao gồm đèn trạng thái, ngắt kết nối định mức lối vào dịch vụ, lọc đầu vào và đầu ra, và thông tin liên lạc hoặc đo từ xa. Khi được đánh giá để sử dụng ngoài trời, chúng tiết kiệm thời gian trong việc xây dựng một cấu trúc để chứa chúng. Bạn có thể lập trình nhiều điểm đặt tốc độ bằng các thiết bị đo mức giếng để tránh làm khô giếng. Các điều khiển đo từ xa tùy chọn cho phép người trồng điều khiển hệ thống từ xa và biên dịch dữ liệu bằng điện thoại thông minh hoặc máy tính. Với danh mục VFD của Franklin Electric, việc thiết lập nhanh chóng và dễ dàng, sử dụng màn hình đồ họa LCD đơn giản và menu toàn diện — không cần lập trình phức tạp. Ổ đĩa cũng có thể được cấu hình và giám sát bằng Bluetooth tích hợp và ứng dụng di động FE Connect.
Một giải pháp thay thế cho điều khiển nâng cao với VFD là bộ khởi động mềm giảm điện áp như Bộ khởi động mềm bơm thông minh IPS-RV. Các điều khiển này giới hạn điện áp và mô-men xoắn trong khi động cơ đang khởi động để tạo điều kiện cho dòng điện phát triển trơn tru; Quá trình này làm giảm chi phí điện từ dòng điện khởi động, ứng suất nguồn điện, mài mòn cơ học và sốc thủy lực. Bộ khởi động mềm chấp nhận tín hiệu đầu vào khô và điện áp, không yêu cầu lọc điện phức tạp và thường sử dụng công tắc tơ rẽ nhánh để đảm bảo độ tin cậy của hệ thống. Bất cứ khi nào kiểm soát thời gian khởi động của động cơ, hãy đảm bảo thời gian không vượt quá chiều dài khuyến nghị của nhà sản xuất.
Ví dụ về trường hợp sử dụng: Hệ thống tưới nhỏ giọt trục trung tâm, tuyến tính hoặc dưới bề mặt
Vị trí và chiến lược tưới tiêu dài hạn có thể quyết định loại hệ thống tưới cần thiết. Luân canh cây trồng, thực hành xới đất và mùa sinh trưởng hạn chế có thể chuyển hệ thống tưới tiêu sang các phương pháp trục trung tâm hoặc tuyến tính. Các hệ thống này có thể là thiết kế điểm vận hành đơn giản hoặc phức tạp với hệ thống góc/vòi phun tốc độ thay đổi yêu cầu VFD để hoạt động nhất quán. Rau có giá trị cao, diện tích trồng nhỏ hơn hoặc có hình dạng bất thường, hoặc nguồn nước hạn chế đòi hỏi hiệu quả tưới tối đa có thể khuyến khích sử dụng tưới nhỏ giọt. Các hệ thống này có thể yêu cầu các biện pháp kiểm soát nâng cao cho các phương pháp lọc và ứng dụng đồng đều để loại bỏ chất mài mòn làm tắc nghẽn vòi phun nhỏ. Nhiều hệ thống bơm có thể được sử dụng tùy thuộc vào độ phức tạp và sở thích của người vận hành.
Trong mỗi trường hợp, hệ thống bơm bạn chọn rất cụ thể với yêu cầu của từng công trình. Tuabin thẳng đứng trục đường có thể trải qua vòng đời dài nhưng đôi khi cần bôi trơn, bảo dưỡng động cơ và bảo vệ môi trường nhất quán. Máy bơm chìm và động cơ thường cung cấp bảo trì thấp và tuổi thọ cao với khoản đầu tư ban đầu đảm bảo biết vị trí màn hình, các thông số điều khiển và khả năng mài mòn lơ lửng. Máy bơm ly tâm cung cấp chi phí vừa phải, dễ bảo trì và di động với nước mặt.
Kết thúc
Tối ưu hóa việc cung cấp nước trong môi trường nông nghiệp là một thách thức. Hiểu biết vững chắc về các hệ thống bơm phổ biến nhất – và cách thức hoạt động của công nghệ – đảm bảo tưới nhất quán và đáng tin cậy trong nhiều dự án mà bạn nhất định gặp phải.
Những người trồng trọt đã kiên trì qua nhiều thế hệ, và Franklin Electric ở ngay bên cạnh họ
độ tin cậy bơm cho nông nghiệp và thủy lợi. Máy bơm, động cơ và bộ điều khiển của chúng tôi được chế tạo để bao phủ đáng tin cậy từng inch của mỗi mẫu Anh trong nhiều năm tới.
