自压灌溉系统（精选3篇）
自压灌溉系统 篇1
我国农田灌溉面积约8亿亩, 占的比例不到总耕地的45%, 但生产的粮食约占粮食总产量的2/3。我国农业用水约4 000多亿m3 (其中灌溉用水3 500～3 900亿m3) 。我国灌溉水的利用率只有30%～40%, 而发达国家可达70%～80%。作物水分生产率全国平均约1kg/m3, 世界发达国家可达2kg/m3以上。随着社会经济的发展、城市化进程的加快, 再加上一些新兴行业的用水, 今后我国农业灌溉的可用水量将会是零增长甚至负增长。为了确保我国的粮食安全, 大力发展节水灌溉, 提高灌溉水的利用率和作物水分生产率是关键。
四川省多年年平均降雨总量4 869.75亿m3, 平均年降雨1 003.12mm, 但时空分布极不均匀, 地区差异、年际和年内变化大。在年内分配上70%以上降水量都集中在6～9月, 而12月至次年3月的降水量仅占年降水量的10%左右。而人口密集, 工农业发达, 用水量集中的盆地丘陵区, 降水和径流量均偏少, 水资源严重不足。就全省而言, 水资源的总量完全能满足工农业及生活用水, 属于典型的季节性和工程性缺水地区。全省的干旱发生频率高, 分布广, 且具有明显的周期性和区域性, 1950～1990年的41年中, 除1967年未见旱灾记录外, 其余每年都有不同程度的旱灾发生, 频次高达97%。干旱出现的季节除1950、1954、1967、1973年缺资料外, 其余37年中有10年单独出现夏旱或伏旱, 占27%, 而春夏连旱, 夏伏连旱、春夏伏连旱则有27年, 占73%。干旱造成粮食生产减产, 除1967年缺资料外, 其余40年损失5亿kg以下的有14年, 占35%;5～10亿kg的有14年, 占35%;10～15亿kg的有8年, 占20%;15亿kg以上的有4年, 占10%。干旱严重影响了我省的农业生产, 阻碍了我省农业生产的发展和提高。如何缓解甚至避免季节性干旱对农业生产的影响、提高水资源的利用率和作物水分生产率是我省农业生产进一步提高和发展的关键所在, 特别是我省还有近40%的近2 200万亩不具备任何灌溉条件的雨养旱地, 它们大多处于丘陵和山区的山坡上, 地块狭小, 分布分散, 一般坡度都在5～25°, 要采用传统的沟渠进行漫灌, 不仅技术难度大, 而且代价昂贵。在这些区域, 我们将另辟蹊径, 因地制宜, 利用自然高差, 采用自压式管道灌溉系统进行灌溉, 缓解或解决作物季节性干旱问题, 确保农作物高产稳产。
一、自压式管道灌溉系统
1. 自压式管道灌溉系统的概念。
自压式管道灌溉系统就是利用地形自然高差所形成的压力水头, 通过封闭管道输水到田间的节水灌溉系统。它突出的特点就是充分利用地形所形成的自然压差, 借助低压管道系统, 不需要消耗电能 (或其它能量) 就可进行人工浇灌、喷灌、微喷灌、滴灌、渗灌等节水灌溉。
2. 自压式管道灌溉系统的组成。
自压式管道灌溉系统包括:水源、首部枢纽 (拦污栅、闸门、量水设备、输水渠或管、沉沙池和压力池) 、输水管网系统、田间灌溉系统。首部枢纽的作用主要是保证有足够的水量供应, 同时保证水质清洁, 避免管网堵塞。
3. 自压式管道灌溉系统的形式。
根据各地现有水利设施、水源、自然高差、所种植作物种类和社会经济条件等, 因地制宜, 可组装成多种自压式灌溉系统。
二、自压式管道灌溉的优点
1.自压式管道灌溉适应范围广, 对地形要求不严, 不管是高山、高原、丘陵, 还是平原, 只要蓄水池 (重力池) 水面与灌溉平面有50cm以上的高差, 就可以采用该技术。
2.自压式管道灌溉特别适合山区和丘陵区这些地形起伏大、地块狭小、分散、不平整的区域。
3.自压式管道灌溉节水、节能、节地、省工、便于维护和管理。
4. 自压式管道灌溉结构简单, 设计方便, 投入相对较低。系统压力低, 所用材料为低压PE管或低压PVC管, 都为普通材料, 购买方便, 价格低, 维修方便。
5. 自压式管道灌溉更能充分发挥我们现有水库、石河堰、提灌站和蓄水池等水利设施的作用, 并能和喷灌、微灌和渗灌等现代设施灌溉技术以及灌溉施肥一体化技术有机结合起来。
三、自压式管道灌溉在四川旱作农业中的应用前景
1.在四川现有不足6 000万亩的耕地中, 仅有800多万亩耕地分布在平原, 有86%的耕地分布在丘陵、盆周山区、攀西地区和川北高山高原区, 自压式管道灌溉在四川的农业生产中有广阔的发展前景。
2.四川目前还有近2 200万亩耕地是不具备灌溉条件的雨养旱地, 这些耕地年年都受到不同程度的干旱危害, 并且大多分布在山区和丘陵区的山坡上, 采用自压式管道灌溉是这些区域最佳灌溉方式。
3.四川现有水库6 681处、山平塘434 040口、石河堰27 726处、固定江河机电提灌站29 145处 (总蓄引提能力248.62亿m3) , 但所有这些水利设施绝大多数仅能灌溉稻田, 甚至对渠道流经过的旱坡地都不能灌溉;此外, 自上世纪80年代末, 四川省采取“积微取胜, 聚少成多, 就近引蓄, 储水于户”的方针, 大力推广集雨微型水利工程, 修建蓄水池 (窖) , 到目前全省有近200万处蓄水池 (窖) , 以自压式管道灌溉为纽带, 将我省上述的水利工程有机结合起来, 解决或改善我省零星分散的旱坡地农业生产用水问题, 是我省今后农业节水灌溉主推技术形式之一, 有非常广阔的推广前景。
尾矿自压给矿脱水系统的设计 篇2
承德地区的超贫钒钛磁铁矿具有尾矿产率大、尾矿粒度粗的特点,其选矿比一般在7～18,尾矿浓度在15%～20%,最大颗粒粒度在3～8mm。选矿厂产生的大量尾矿矿浆,需要用泵输送至尾矿库堆存。为降低生产成本,设计中往往采用尾矿脱水工艺,以提高尾矿输送浓度、实现厂内回水、降低尾矿输送量。
承德天宝矿业宝丰选矿厂由金建工程设计有限公司于2010年8月开始进行设计,2012年5月达产。选矿厂原矿处理能力1 300万t/a,矿石类型为超贫钒钛磁铁矿。设计采用“三段一闭路破碎、阶段磨矿阶段选别”的工艺流程。一段磨矿采用直线筛分级,筛下进行一段磁选,产生了大量粗颗粒尾矿;二段磨矿采用“旋流器+细筛”分级,产品粒度-0.074mm占75%。尾矿库位于金硐子沟,距离选矿厂约1 200m,尾矿需要采用渣浆泵输送至尾矿库。考虑当地矿山企业众多,生产用水较紧张,为提高选矿厂的回水率,并降低尾矿及回水的输送成本,设计中设置了尾矿脱水作业。
2 方案选择
2.1 尾矿的技术参数
选别采用“阶段磨矿阶段选别”的工艺流程,为降低运营费用,采用了“一段放粗、大量抛尾”的设计方案。由于该工艺一段使用振动筛进行分级,致使一段尾矿粒度偏大。选矿厂最终尾矿技术参数见表1。
2.2 设计方案对比
在设计过程中,选择了一级(浓密机)脱水、两级(浓密机)脱水、“旋流器+浓密机”两级脱水3个方案进行比较。方案比较情况见表2。
2.3 方案比较确定
考虑方案一级脱水、两级脱水有压耙断轴等的技术风险,“旋流器+浓密机”方案具有投资省、占地面积小、流程稳定等优势,所以设计选用了“旋流器+浓密机”的两级脱水流程。
3 主要设计内容
3.1 工艺流程
最终选择的工艺流程如图1所示,尾矿经旋流器分级后,溢流进入浓密机进行脱水;旋流器沉砂与浓密机底流混合后,由泵输送至尾矿库。
3.2 配置方案
“旋流器+浓密机”的脱水流程,由于旋流器要求留有一定的给矿压力,所以其给矿泵选型时扬程较高,因此导致泵的配套功率大,运行电耗增加的问题。同时,根据生产实践,尾矿中0.5～5mm的含量高达20%,此将加快渣浆泵过流部件的磨损。为防止以上问题的出现,设计优先考虑了尾矿自压进入旋流器的配置方案,配置见图2。
设计中,尾矿脱水系统设在厂区最低处,距离主厂房尾矿出口位置的水平距离为135m,旋流器入口标高低于主厂房尾矿出口标高25m。经计算,该设计可以满足旋流器给矿压力要求。
3.3 设计参数
脱水工艺的主要设计参数见表3。
2012年5月该系统投入使用以来,运行十分稳定。现场测定的旋流器给矿压力在0.06～0.08MPa,最终尾矿浓度为45%～48%,满足了生产需要。通过采用“尾矿自压脱水”系统,选矿厂达到了以下预期目标。
(1)有效缓解了用水紧张的问题。采用尾矿脱水工艺,实现了尾矿厂内回水,浓密机溢流水量达到4 986m3/h,厂前回水率达到了75.29%,缓解了用水紧张的问题。
(2)降低了生产成本。①尾矿先脱水,后进尾矿库。回水直接泵送至高位水池,减少了生产用水的往返输送,降低了运行成本。②“尾矿自压脱水”系统,利用自然高差,减少了泵的使用,降低了材料损耗,增加了企业效益。
(3)避免了粗颗粒对浓密机的不利影响。该流程中,用旋流器提前脱除了大颗粒矿物,避免了粗颗粒矿物对浓密机的不利影响。
(4)最大程度地提高了最终尾矿浓度。由于旋流器沉砂浓度高,使最终的尾矿浓度达到了45%。
(5)便于生产管理。旋流器采用自压给矿,减少了操作环节,流程更加稳定,有利于生产管理。
5 结语
截止目前,该工程已正常运行一年多,各项技术指标稳定。鉴于该系统具有投资省、能耗低、材料损耗低、占地面积小等优点,在现场条件具备的前提下,可考虑优先选用。
参考文献
[1]选矿设计手册编委会.选矿设计手册[M].北京:冶金工业出版社,1988.
自压灌溉系统 篇3
关键词：自压管道,转移碱液系统,节能改造,应用
1 前言
在氧化铝生产工艺中, 蒸发车间是整个生产流程的中间环节, 也是一个修旧利废的废料加工厂。正常生产情况下, 系统所需求合格碱液全部由蒸发车间通过两台55千瓦的离心泵进行转移。每月向原料车间外送合格碱液的用电量为39600度, 占车间用电量的6%左右, 蒸发车间的主要能耗是蒸汽、电、材料消耗三大类。
2 自压管道转移碱液系统的机理及优点
2.1 自压管道转移碱液系统的机理
自压管道转移碱液系统就是利用地形及设备的自然高差形成的压力, 通过管道输送碱液到下一环节的节能系统, 它的突出特点就是充分利用自然压差, 形成压力管道系统, 不需要消耗电能就可根据下一环节所需液量进行供给。
2.2 自压管道转移碱液系统的优点
2.2.1 自压管道转移碱液系统利用地形的自然高差形成压力, 通过管道输送至下一环节, 他突出的优点就是节能, 能充分利用自然压差, 形成压力管道系统, 不需要消耗电能。
2.2.2 安装及结构简单:管道的安装无需改变原工艺系统, 结构设计和位置布置非常简单, 只适应于有地势落差的场合。同时技术容易掌握、运行管理方便, 用碱量便于控制和计量。
3 自压管道转移碱液系统改造规划与设计
考虑到介质不变, 管道还利用和原材质一样的无缝钢管。但是还要考虑管径的大小, 原料车间磨机开两组的时候, 母液最大用750m3/h, 目前车间采用的管道直径为250mm, 合格碱的密度为1421kg/m3, 对此可以算出, 该管道的最大流速为4.25m/s, 在不开启泵自压时, 经试验, 流量为300m3/h左右, 管径为250mm, 计算出流速为2m/s左右, 合格碱槽位10m左右, 为了保证母液流量最大能达到750m3/h, 必须选用粗管道进行输送母液, 现选用DN500*8mm的无缝钢管进行输送, 可计算出管内流速为1.1m/s左右。可满足原料车间的合格碱液的需要。
4 自压管道转移碱液系统改造技术方案
4.1 施工方案
蒸发车间合格碱槽与原料车间母液槽两个槽子用DN500*8mm的无缝钢管连接在一起, 两槽形成一个连通器。在合格碱液槽距地面3米处, 开口安装一DN500闸阀, 从闸阀后端安装管道直接到原料母液槽槽顶, 原料母液槽槽顶安装气动阀直接控制流量。只要合格碱液槽的液位保持在4米以上, 不用开启往原料车间输送的泵, 就可以满足自动外送合格碱液的要求。
4.2 施工准备
4.2.1 熟悉、审查改造的可靠性和工作原理。
4.2.2 弄清工程内容、工程量、工作量。
4.2.3 编制工程施工技术方案, 并组织进行技术交底。
4.3 铺设管道
管道铺设的道路开辟:
(1) 管道过路段施工及地沟盖板的预制; (2) 管道铺设要有下坡趋势:
4.4 烟道的焊接
4.4.1 焊接材料的牌号、规格要符合设计要求, 焊接材料的质量要符合现行国家标准的规定。
4.4.2 焊条等焊接材料使用前要按照出厂说明书和焊接工艺要求的规定进行烘干, 使用过程中保持干燥, 焊条的药皮无脱落和裂纹, 否则不得使用。
4.5 管道充水试验
水压试验:
(1) 水压试验用介质:合格碱液做介质; (2) 系统注料:关闭原料母液槽的气动阀, 打开1#原液槽槽壁阀, 让其自行灌入合格碱液, 提高合格碱液槽的槽位达到18米, 检查各焊缝的质量。
4.6 确保工程质量的技术组织措施
4.6.1 原材料的控制:本工程所需主要施工材料、设备必须要有生产许可证、质量保证书、出厂合格证、试验检验报告。
4.6.2 施工全过程的质量控制:在施工过程中认真做好原材料控制、工艺流程控制、施工操作控制, 加强每道工序的质量管理, 对各工序间的交接检验及专业工种之间交接环节的工程质量采取有效措施, 加强检查验收, 抓好全过程质量管理。
4.7 确保安全的技术组织措施
4.7.1 所有参加施工人员必须严格遵守《施工安全技术规程》的有关安全管理制度, 并接受监督检查, 入场前需进行安全教育, 进入现场必须戴好安全帽, 作业时按规定穿戴防护用品。
4.7.2 吊装施工作业人员必须密切配合, 协调一致, 精心操作, 听从指挥, 高空所有使用的脚手架等必须绑扎牢固可靠, 并检查合格。
4.8 设备调试
4.8.1 设备所有试验完成后, 由车间操作工进行新设备使用前的操作培训。
4.8.2 由生产技术部、安环部、车间参与的原则对设备整体进行最后检测, 检测结束后并入生产流程。
5 自压管道转移碱液系统改造性价分析
改造前使用2台55千瓦离心泵往原料车间转移碱液, 按每天12小时开启时间计算55*2*12*30=39600度。按全年运行300小时、电按0.5元计算, 全年可节省电费用39600*300*0.5=240000元。考虑年设备配件的维修费用的为15447元, 实际效益约在240000+15447=255447元。该项改造费用为162175.08元, 设备投资回收期约半年 (含安装费用) , 性价比非常高。
6 结束语
实践证明, 自压管道转移碱液系统结构简单, 运行管理方便, 节电效果明显, 减少了设备维护及备件更新费用, 降低了蒸发车间能耗。运用自压管道转移碱液系统能有效节约电能降低氧化铝生产成本和降低了岗位操作工的劳动强度, 这对于推广和应用降低氧化铝生产成本具有重要的示范指导意义
参考文献
[1]李家鹤.自压管道灌溉系统在灌区节水改造中的运用[EB/OL].中国论文下载中心.