Reconstruction of pumping stations in the reclamation sector

Full Text

Мелиорация земель является ведущим способом высокоэффективного и рационального использования земельных ресурсов. Она направлена на увеличение продуктивности в работе сельскохозяйственных угодий, что обуславливается необходимыми инфраструктурными проектами для создания благоприятных условий жизнедеятельности. Изменения, вносимые в различные программы за многие годы в Самарской области, повлекли за собой существенное уменьшение и отставание в увеличении орошаемых земель, большая часть из которых остается в неудовлетворительном состоянии [1‒4].

Засуха 1998 года негативно сказалась на урожае сельскохозяйственных культур в Самарской области. В 2002 году началась реконструкция уникальной оросительной системы на 42,5 тыс. га орошаемых земель, 28 насосных станций, 102,5 км каналов и 25 единиц гидротехнических сооружений. На восстановление оросительной системы в Самарской области с начала строительства из федерального бюджета выделено 416,9 млн. рублей [5].

Восстановлению систем мелиоративного хозяйства начиная с 2014 года послужили утвержденные программы поддержки, такие как государственная федеральная целевая и региональная. В 2018 году принята подпрограмма по развитию мелиоративного комплекса в рамках государственной региональной программы поддержки сельского хозяйства [6, 7]. С 2019 года в Самарской области действует региональная составляющая федерального проекта «Экспорт продукции АПК», включающая мероприятия в области мелиорации сельскохозяйственных земель [8].

В 2022 году Минсельхозом России было отобрано, в том числе, два инвестиционных проекта для строительства систем орошения на территории Самарской области на площади 3740 га с общим объемом инвестиций 1,3 млрд. рублей. В рамках федерального проекта «Экспорт продукции АПК» НП «Международная кооперация и экспорт» на обозначенные цели направлено более 500 млн рублей [9].

С целью предоставления государственной поддержки в 2023 году для реализации проектов по гидромелиорации на территории Самарской области, в рамках Государственной программы эффективного вовлечения в оборот земель сельскохозяйственного назначения и развития мелиоративного комплекса Российской Федерации, утвержденной постановлением Правительства Российской Федерации от 14 мая 2021 г. № 731, Минсельхозом России отобрано 4 инвестиционных проекта по направлению гидромелиорации на площади около 2400 га с объемом субсидии за счет средств федерального бюджета более 148 млн. рублей [10].

Рассмотрим, к примеру, мелиоративный комплекс Саратовской области. В настоящее время общая площадь орошаемых полей Саратовской области составляет 257,3 тыс. га. Всем комплексом, включая его эксплуатацию, заведует Управление «Саратовмелиоводхоз». В состав Управления входит 10 филиалов. На балансе Управления имеется 268 стационарных насосных станций, 970 км магистральных и распределительных каналов, 60 крупных водохранилищ с проектным объемом 577 млн. м³ воды (рис. 1) [11].

 

Рис. 1. Магистральный канал Комсомольской оросительной системы (Саратовская область)

Fig. 1. Main channel of the Komsomol irrigation system (Saratov region)

 

В задачу оросительных систем входит также отвод с орошаемого массива дренажных, сбросных и грунтовых вод [12‒14].

Реализация мероприятий по реконструкции насосных станций мелиоративного хозяйства направлена на оптимизацию процесса работы оросительной системы в целом. Кроме того, указанные мероприятия направлены на повышение технического состояния действующих систем и их водообеспеченности с помощью изменения конструкций и основных параметров сети, замены существующих сооружений новыми, включения автоматизации управления водным режимом; на охрану окружающей среды и создание комфортных условий для жизни и производственной деятельности человека [15, 16].

Реконструкция мелиоративного комплекса позволит увеличить производительность мелиоративных земель и, как следствие, производство сельскохозяйственной продукции, уменьшить ее себестоимость, улучшить условия труда и повысить производительность в результате внедрения ресурсосберегающих технологий и современных методов организации труда.

С 2021 года вопросами мелиоративного хозяйства, в том числе по оказанию содействия в реконструкции мелиоративных систем в Самарской, Пензенской и Ульяновской областях, в Республике Мордовия, занимается Управление «Саратовмелиоводхоз».

Рассмотрим пример капитального ремонта насосных станций оросительной системы НСП «Заря Поволжья», расположенных в Безенчукском районе Самарской области, с перспективой возможного увеличения их мощностей (рис. 2, 3).

 

Рис. 2. Насосные агрегаты станции мелиорации НСП «Заря Поволжья» до реконструкции

Fig. 2. Pump units of the reclamation station NSP Zarya Povolzhye before reconstruction

 

Рис. 3. План-схема реконструированной станции мелиорации НСП «Заря Поволжья»

Fig. 3. Plan-diagram of the reconstructed reclamation station NSP “Zarya Povolzhye”

 

В состав капитального ремонта обозначенных сооружений входит:

• замена водозаборных трубопроводов с рыбозаградителем;
• капитальный ремонт оборудования в здании насосной станции;
• замена трубопровода аварийного дренажа;
• замена трубопровода системы всасывания вакуумной системы.

Ключевые решения компоновки технологической линии станции мелиорации приняты на основании требований СП 81.13330.2017 «Мелиоративные системы и сооружения».

В качестве основного и вспомогательного насосно-силового оборудования при реконструкции станции мелиорации применяются:

• Основные агрегаты – насосы центробежные горизонтальные 1Д-630-125 (существующие) с электродвигателями (заменяемые) А4-85/37К-4 У3 (400 кВт, 10000 В, 1500 об/мин). Количество – 2 шт.
• Основной агрегат – насос центробежный горизонтальный 1Д-1250-63 (заменяемый) с электродвигателями (заменяемый) А4-85/37К-4 У3 (630 кВт, 10000 В, 1500 об/мин). Количество – 1 шт.
• Дренажные насосы ‒ насосы «Гном» (новые) 2ВС-1,6 м, Q = 2-4 л/с, Н = 55-20 м, n = 1450 об/мин. Количество – 2 шт.
• Моноблочный водокольцевой вакуумный насос (заменяемый) RVS3/M Q = 40 м³/ч. Количество – 2 шт.
• Насосная станция WiloMultiCargo FMC 304 (новая). Количество – 1 шт.

Проектом предусмотрена замена арматуры и технологических трубопроводов основных и вспомогательных систем насосных станций, причем три задвижки с электроприводами и три обратных клапана в здании насосной существующие и не требуют замены. Материал трубопроводов: трубы стальные электросварные по ГОСТ 10704-91 с внутренним и наружным антикоррозионным покрытием.

Результатом проведения реконструкции станции мелиорации будет повышение надежности ее работы и, как следствие, повышение энергоэффективности мелиоративной системы.

Рассмотрим пример реконструкции насосной станции «НС-42п» Приволжской оросительной системы (Саратовская область).

Согласно проведенному обследованию насосной станции, водозаборное сооружение, напорные трубопроводы, магистральная линия насосной станции имеют изношенное состояние, наблюдается коррозированная металлическая часть труб и просадка сборного и монолитного железобетона, индивидуальная аванкамера под насосную станцию «НС-42п» отсутствует, что способствует всасыванию мусора и сорной растительности в рабочую камеру насосов (рис. 4, 5).

 

Рис. 4. Насосные агрегаты станции НС-42п Приволжской оросительной системы до реконструкции

Fig. 4. Pumping units of NS-42p station of Volga irrigation system before reconstruction

 

Рис. 5. Водозаборное сооружение насосной станции НС-42п до реконструкции

Fig. 5. Water intake structure of pump station NS-42p before reconstruction

 

Проектом предусмотрено:

• замена изношенных трубопроводов на новые;
• монтаж аванкамеры с сороудерживающей решеткой;
• замена напорных трубопроводов;
• замена насосных агрегатов №1, 2, выработавших свой моторесурс;
• замена запорной арматуры (задвижек, обратных клапанов, конусных переходов);
• капитальный ремонт ренажной системы насосной станции со сливом на пол;
• восстановление вакуумной системы;
• замена старого электро- и гидросилового оборудования, осветительных приборов с учетом категорий помещений с обеспечением нормируемой освещенности и кабельных изделий, подключение вновь установленного оборудования к контуру заземления;
• ремонт бытового блока для обеспечения нормальной работы дежурного персонала насосной станции;
• ремонт здания насосной станции, трансформаторной;
• демонтаж сухих камер, гидроаккумуляторов, вместе с их фундаментами, в связи с отсутствием технологической необходимости;
• замена сороулавливающей сетки, установка аванкамеры;
• благоустройство территории;
• комплекс мероприятий по оснащению насосной станции оборудованием автоматизации, коммерческого учета и охранной сигнализацией.

Проектом принята технологическая схема с применением горизонтальных центробежных насосов.

Забор воды осуществляется из мелиорационного канала им. Кузнецова, в котором запроектирована приёмная аванкамера.

Результатом проведения реконструкции станции мелиорации будет повышение надежности ее работы и снижение электрозатрат мелиоративной системы.

В качестве примера реконструкции насосных станций большой производительности рассмотрены насосные станции: «НС-Абашево», находящаяся в Хворостянском районе Самарской области; «НС-Хрящевка», находящаяся в Ставропольском районе Самарской области. Эти насосные станции относятся к категории станций большой производительности, так как их производительность составляет более чем 18000 м³/ч.

После проведения обследования на рассмотренных насосных станциях выяснилось, что насосные агрегаты, напорные трубопроводы, запорно-регулирующая арматура, магистральная линия насосных станций имеют изношенное состояние. Также обнаружена коррозированная металлическая часть труб, образовавшаяся, в том числе, из-за отсутствия аванкамеры, что приводит к попаданию в рабочую камеру насосов различного мусора и сорной растительности.

Работы по капитальному ремонту объектов мелиоративного хозяйства включают в себя:

• замену участков труб на новые в связи с износом;
• замену насосных агрегатов, выработавших свой ресурс;
• замену запорной ‒ регулирующей ‒ арматуры (задвижек, обратных клапанов);
• замену старого электрического оборудования, осветительных приборов и кабельных изделий;
• ремонт бытового блока для обеспечения работы персонала;
• ремонт трансформаторной подстанции;
• замену сороулавливающих сеток и установку аванкамер;
• благоустройство территории;
• комплекс мероприятий по оснащению насосной станции оборудованием автоматизации, коммерческого учета и охранной сигнализацией.

Результатом проведения реконструкции на станциях мелиорации «НС-Абашево» и «НС-Хрящевка» будет оптимизация мелиоративной системы, в частности экономия энергозатрат.

Выводы.

1. Проведение реконструкции мелиоративных систем, с учетом существующих и перспективных потребностей населения, позволяет оптимизировать процесс работы всего комплекса сооружений.
2. Применение современного насосного оборудования, водозаборных сооружений и всего оросительного комплекса трубопроводов на станциях мелиорации приводит к увеличению производительности по поливной воде и, как следствие, увеличению производства сельскохозяйственной продукции.
3. Обоснованием внедрения ресурсосберегающих технологий и современных методов организации труда при реконструкции мелиоративных систем является экономическая эффективность при решении поставленных задач.

About the authors

Ashot M. Sargsyan

Samara State Technical University

Author for correspondence.
Email: ashotu@mail.ru

PhD in Engineering Sciences, Associate Professor of the Water Supply and Wastewater Disposal Chair

Russian Federation, 443100, Samara, Molodogvardeyskaya st., 244

Andrey Yu. Makarov

LLC Samara Utility Systems

Email: makarooff116@yandex.ru

Process Equipment Installation and Repair Section

Russian Federation, 443056, Samara, Lunacharskogo st., 56

References

Supplementary files