Дощувальні машини. Яку обрати?

Дощувальні машини в Україні

Багатовіковий досвід землеробства в різних країнах засвідчує, що зрошення є вирішальною умовою стабільного й гарантованого виробництва сільгосппродукції. Зрошення має важливе значення в інтенсифікації сільгоспвиробництва, особливо в південних областях, де достатня кількість тепла та світла, але недостатня природна вологозабезпеченість.

Багатовіковий досвід землеробства в різних країнах засвідчує, що зрошення є вирішальною умовою стабільного й гарантованого виробництва сільгосппродукції. Зрошення має важливе значення в інтенсифікації сільгоспвиробництва, особливо в південних областях, де достатня кількість тепла та світла, але недостатня природна вологозабезпеченість.

Побудовані в Україні в 1975-1990 рр. зрошувальні системи на площі 2,6 млн га з використанням широкозахватних дощувальних машин "Фрегат", ДДА-100 МА, "Дніпро", "Кубань" були призначені здебільшого для забезпечення сталого виробництва зернових, кормових і технічних культур. Нині вирощування цих культур має важливе значення для нарощення експортного потенціалу зерна й технічних культур, збільшення його споживання й переробки в Україні та відновлення вітчизняного тваринництва.
Станом на 2008 рік площа зрошуваних земель зменшилася й становила 2,17 млн га, кількість дієздатних дощувальних машин зменшилася з 32 тис. шт. до 4 тис., внаслідок чого фактична площа поливання останніми роками не перевищувала 600-700 тис. гектарів.
Зміна власників і розпаювання зрошуваних земель без відповідної законодавчої та нормативної бази призвели до порушення технологічної цілісності оптимального типового модуля зрошувальної системи площею 800-1000 га, який складається з електрифікованої насосної станції, внутрішньогосподарської мережі й дощувальних машин. При цьому насосні станції було залишено на балансі Держводгоспу України, внутрішньогосподарську мережу передано в комунальну власність, дощувальна техніка дісталася власникам та орендарям землі.
Практика господарювання на зрошуваних землях свідчить, що лише технологічна й економічна цілісність у використанні зрошувальних систем дають змогу дотримуватися науково обгрунтованих сівозмін із максимальною віддачею і мінімальними витратами коштів.
Аналіз використовуваних зрошуваних земель в Україні свідчить, що в середньому на одного землекористувача, яких понад 86 тис., припадає 25 га зрошуваних земель; сільгосппідприємства мають загальну площу близько 2 млн га і середню на одне підприємство - 660 га. На фермерські господарства, ділянки сільгоспвиробників та приватні двори, яких понад 47 тис. одиниць, припадає близько 190 тис. га, або 4 га на одне господарство.
Як бачимо, середні площі зрошення - 25 і 4 га - незначні в переважній більшості господарств. Відтак вони можуть використовувати тільки дощувальні установки барабанного типу й краплинне зрошення, які мають високі питомі витрати енергетичних і матеріальних ресурсів, але із зрошуванням овочевих культур швидко окуповуються.
Перспективними є великі сільськогосподарські підприємства, які можуть використовувати високопродуктивні та рентабельні модулі зрошення площею понад 800 га. У цьому разі найефективнішим є використання високопродуктивних широкозахватних дощувальних машин.
Враховуючи світовий досвід розвитку зрошення та його проблеми в Україні, головними критеріями, які визначають доцільність використання різних способів і техніки зрошення, можуть бути величина капітальних витрат, екологічна безпека зрошення та експлуатаційні витрати, основною складовою яких є витрати енергії на зрошення.
У табл. 1 наведено основні витрати в разі застосування різних способів зрошення, звідки видно, що найменшу питому вартість машин і зрошувального обладнання, витрати на технічне обслуговування, витрати електроенергії та палива мають системи дощування з широкозахватними дощувальними машинами.
Як бачимо з табл. 1, лише для вітчизняних низьконапірних модифікацій машин "Фрегат" під час дощування не застосовують дизельного палива, вони працюють від енергії зрошувальної води. Машина "Фрегат" має найменшу питому вартість, високу надійність і економічність. Її недоліками є значна глибина колії від металевих коліс, неможливість зрошувати культури заввишки понад 2,2 м, металомістка вантова конструкція трубопроводу, яка допускає відстань між самохідними візками не більше 30 м, для переїзду на іншу позицію потрібний трактор класу 3-5 тонн.
Тому останнім часом в Україні деякі великі господарства почали застосовувати сучасніші широкозахватні дощувальні машини, які постачають відомі зарубіжні фірми Valmont, Bauer, Lindsay, AMACO.
Ці машини мають конструкцію водопровідного трубопроводу у вигляді ферм, що опираються на самохідні візки з пневматичними колесами, розміщеними на відстані близько 60 м. Вони комплектуються за модульним принципом, тому мають широкий діапазон параметрів, які можуть забезпечити сезонну площу зрошення на одну машину від 12 до 200 га за високої рівномірності поливання в автоматичному режимі. Дощувальні машини цих фірм мають незначні конструктивні відмінності, тому їх узагальнені оптимальні параметри наведено в табл. 2.
Як видно з табл. 2, широкозахватні дощувальні машини мають значні площі зрошення й витрати води за невеликого робочого тиску.
Недоліком зарубіжних машин є потреба у використанні палива дизель-електричним приводом, призначеним для переміщення машин під час зрошення. У середньому на одну машину за поливний сезон за напрацювання 1000-1200 годин потрібно 3-3,5 т дизельного палива.
Для вирощування гарантованих урожаїв зернових, технічних і кормових культур в Україні на площі щонайменше 1,5 млн га слід впровадити майже 15 тис. сучасних широкозахватних дощувальних машин. Такі машини в Україні не виготовляють, а середня вартість машини зарубіжного виробництва становить близько 1 млн грн. Для забезпечення зрошувальних систем такою великою кількістю дощувальних машин потрібна державна програма розвитку зрошення, яка має стимулювати вітчизняне виробництво широкозахватних та інших типів дощувальних машин і зрошувального обладнання, яке використовує мінімальну кількість дизельного палива.
В Україні працює ВАТ "Завод "Фрегат", який раніше виготовляв за рік 3,5 тис. широкозахватних дощувальних машин і повністю забезпечував потребу країн СНД. Нині виробничі потужності заводу збережено на 75 відсотків.
За фінансової підтримки держави ВАТ "Завод "Фрегат" може не лише відновити виробництво вітчизняних дощувальних машин "Фрегат", а й за один-два роки освоїти виробництво сучасних електрифікованих дощувальних машин фронтальної і кругової дії з фермовою конструкцією водопровідного трубопроводу.
Для вітчизняного виробництва дощувальних машин потрібно налагодити виробництво тонкостінних сталевих труб діаметром 130-220 мм, які не виготовляють у країнах СНД, але потреба в них значна не лише в галузі зрошення. Створення ліній з виробництва тонкостінних сталевих труб і застосування їх під час виробництва зрошувального та іншого устаткування дасть змогу створити додаткові робочі місця в Україні, підвищити конкурентоспроможність нашої держави на світовому ринку зрошувальної техніки та промислового обладнання.
Доцільне також залучення іноземних інвестицій під час налагодження виробництва сучасної дощувальної техніки, на яку є попит в Україні. Перспективне й вітчизняне виробництво модернізованих широкозахватних дощувальних машин кругової дії, які не потребують дизельного палива. Оптимальна робота таких дощувальних машин може бути забезпечена наявними електрифікованими низьконапірними підкачувальними насосними станціями, які подають воду на зрошення й можуть постачати електричну енергію для приводу візків машини кабелем, прокладеним під землею. Така схема подавання води та електроенергії для роботи дощувальних машин найефективніша, але потребує додаткових капітальних витрат на прокладання електричного силового кабелю, тому її доцільно застосовувати, коли насосна станція й дощувальні машини кругової дії розміщені компактно, на невеликих відстанях. При цьому експлуатаційні витрати найменші, а додаткові капітальні витрати швидко окуповуються, значно спрощується електро- і водооблік, який можна здійснювати централізовано на насосній станції.
Більшість зрошувальних систем в Україні має розгалужену мережу зі значними відстанями між підкачувальною електрифікованою насосною станцією і дощувальними машинами, тому для роботи дощувальних машин доцільно використовувати тільки енергію води, тобто, замість дизель-електричного, розробити турбоелектричний привод.
Ефективне використання сучасних дощувальних машин можна забезпечити за умови проектування зрошувальної системи на площі 800-1000 га в груповій роботі дощувальних машин і подаванні води на зрошення від електрифікованої насосної станції. Схема роботи однієї-двох дощувальних машин з подаванням води дизельним насосним агрегатом нераціональна й потребує додаткових витрат на дизельне паливо, середня вартість якого становить 6 грн/л, вартість електроенергії - 0,3-0,5 грн/кВт·год. Наприклад, вартість подавання 1000 м3 води електрифікованою насосною станцією становитиме 36-60, а дизельним насосним агрегатом - 180-252 гривні.
Отже, для забезпечення гарантованих урожаїв зернових, технічних і кормових культур потрібне впровадження екологічно безпечних широкозахватних дощувальних машин, які мають найменші питомі капітальні та експлуатаційні витрати порівняно з іншими способами зрошення.
Україна не може повністю залежати від постачання зарубіжної дощувальної техніки, тож треба налагоджувати вітчизняне виробництво широкозахватних дощувальних машин, які мають відповідати сучасним вимогам світового рівня, бути дешевшими і враховувати особливості експлуатації наявних в Україні зрошувальних систем.

Ю. Гринь,
д-р техн. наук,
зав. лаб. Інституту гідротехніки
і меліорації

Дощувальні машини. Яку обрати?

На сьогодні площа зрошуваних земель в Україні становить 2,17 млн га, або 6,6% усіх сільгоспугідь. При цьому потужності перекачувальних насосних станцій і каналів, які перебувають у державній власності, забезпечують подання води для поливання сільгоспкультур на площі 2 млн га, але їхній поточний технічний стан дає змогу поливати лише 943 тис. га зрошуваних земель (43% наявних).

На сьогодні площа зрошуваних земель в Україні становить 2,17 млн га, або 6,6% усіх сільгоспугідь. При цьому потужності перекачувальних насосних станцій і каналів, які перебувають у державній власності, забезпечують подання води для поливання сільгоспкультур на площі 2 млн га, але їхній поточний технічний стан дає змогу поливати лише 943 тис. га зрошуваних земель (43% наявних).

Ромащенко, д-р техн. наук, М.
академік НААН, директор,
Інститут водних проблем і меліорації НААН,
Гринь, д-р техн. наук, Ю.
гол. наук. співробітник,
Інститут водних проблем і меліорації НААН,
Музика, канд. техн. наук, О.
Президія НААН,
Мігальов, заст. директора, А.
Південноукраїнська філія УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого,
Сидоренко, завлаб, В.
Південноукраїнська філія УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого
Торбенко, заст. гол. інженера, В.
ПАТ «Завод "Фрегат"»

Фактична площа поливання останнім часом не перевищувала 600 тис. га. Одна з головних причин цього - незадовільний технічний стан внутрішньогосподарської зрошувальної мережі та відсутність у сільгоспвиробників працездатних дощувальних машин, кількість яких за останні 20 років зменшилася з 32 тис. шт. до 5 тис. шт. (із них 80% - ДМ «Фрегат»).
Зміна власників і розпаювання зрошуваних земель без відповідної законодавчої і нормативної бази за відсутності ремонтно-відновлювальних робіт на трубопровідній мережі призвели до порушення технологічної цілісності типового модуля зрошувальної системи площею 800-1000 га, який складається з електрифікованої підкачувальної насосної станції, внутрішньогосподарської трубопровідної мережі й дощувальних машин. При цьому насосні станції залишилися на балансі Державного агентства водних ресурсів України, внутрішньогосподарську мережу було передано до комунальної власності, а дощувальна техніка залишилась у землевласників та орендарів землі.
Світовий і вітчизняний досвід застосування зрошення під час вирощування зернових, кормових і технічних сільгоспкультур свідчить, що за капітальними та експлуатаційними витратами на одиницю зрошуваної площі (1 га) найперспективніший спосіб зрошення - дощування з використанням широкозахватних дощувальних машин. Тому питання ефективності зрошення дощувальною технікою значною мірою залежить від їхньої енергоємності та екологічної надійності, яка є основним чинником впливу на довкілля.
Для забезпечення продовольчої безпеки та нарощування експортного потенціалу Програмою розвитку сільського господарства України передбачено виробити 80 млн т зерна і 15 - олійно-жирових культур, 12-14 млн т - овочів. Для виконання цієї програми слід забезпечити найближчим часом зрошення на площі щонайменше 1,5 млн га із її подальшим розширенням до 3 млн га до 2020 р. Для цього потрібно відновити та реконструювати зрошувальну мережу і впровадити близько 35 тис. од. сучасних дощувальних машин різного типу.
На жаль, в Україні, яка за радянських часів славилася потужним виробництвом власної дощувальної техніки, за часи незалежності її випуск практично зупинено. Відновлення такого важливого сектору вітчизняного сільгоспмашинобудування належить до пріоритетних завдань цієї галузі і має грунтуватися на виготовленні новітніх дощувальних машин, що за своїми робочими показниками не поступаються кращим світовим аналогам.
Виходячи з цього, Інститут водних проблем і меліорації НААН (колишній Інститут гідротехніки і меліорації НААН) розробив агротехнічні вимоги, затверджені Міністерством аграрної політики і продовольства, на підставі яких ПАТ «Завод "Фрегат"» розробив технічну документацію і виготовив першу в Україні вітчизняну широкозахватну дощувальну машину фронтально-колової дії з електричним приводом опорних візків. Державні приймальні випробування нової дощувальної машини «Фрегат» ДМФЕ впродовж 2010-2011 рр. проводили у ФПГ «Елена» АР Крим спеціалісти Південно-Української філії УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого. За результатами техніко-експлуатаційної оцінки, дощувальну машину «Фрегат» ДМФЕ рекомендовано до серійного виробництва.
Дощувальна машина «Фрегат» ДМФЕ призначена для поливання дощуванням зернових, овоче-баштанних і технічних культур, багаторічних трав та інших культур, включаючи високостеблові. Заповнення дощувальної машини водою здійснюється з допомогою гнучкого шланга від гідрантів закритої зрошувальної мережі. Поливання рослин відбувається в русі у фронтальному режимі паралельно гідрантам зрошувальної мережі або в коловому режимі - навколо стояка центрального (силового) візка. Привід (урухомник) пересування машини - електромеханічний. Живлення електроенергією здійснюється від дизель-генератора, встановленого на силовому візку.
Дощувальна машина складається з центрального (силового) водоприймального візка з автономною енергосиловою установкою, водопровідного трубопроводу з дощувальними насадками, самохідних опорних візків, систем управління рухом, сигналізації та захисту від аварійних ситуацій, водоподавального гнучкого трубопроводу (шланга).
Центральний візок спирається на чотири пневматичні колеса. Рушійної сили колесам надають карданні вали двох мотор-редукторів.
На центральному візку встановлено: дизель-генератор, стояк для підведення води, головний пульт управління, два штанги лінійного керування машиною під час руху борозною, водозабірні вузли (з кожного боку візка) у вигляді двох колін, що призначені для приєднання до них гнучких шлангів подання води від гідранта.
Вгорі на стояку, в шарнірній муфті, кріпиться обертове коліно, яке, своєю чергою, за допомогою гнучкої вставки приєднується фланцевим з'єднанням до трубопроводу першого прольоту дощувальної ферми. Шарнірна муфта призначена для можливості пересування проміжних опірних візків дощувальної машини в коловому режимі навколо стояка силового візка. Штанги лінійного управління, що розташовані з обох кінців силового візка, дають змогу автоматично керувати рухом машини паралельно лінії гідрантів по борозні управління.
За допомогою головного пульта управління та пульта управління дизель-генератором здійснюють усі технологічні операції управління машиною.
Водопровідний трубопровід являє собою збірну конструкцію із семи прольотів-ферм, шарнірно з'єднаних між собою, та консолі. Кожен проліт спирається на опірний самохідний візок.
Шарнірне з'єднання прольотів-ферм забезпечує машині гнучкість у вертикальній площині, що дає змогу пристосовуватися до нерівностей поля, а також у горизонтальній площині - для здійснення роботи системи синхронізації прямолінійного руху опірних візків.
Рух дощувальної машини здійснюють в автоматичному, старт-стопному режимі, за принципом ведучої опори. Коли на пульті управління силового візка (залежно від потрібної норми поливання) задають імпульс і паузу електродвигунам опорних візків, тоді на привід (урухомник) крайніх - опорного та силового - візків (фронтальний режим) або крайнього візка (коловий режим) подається живлення впродовж імпульсу, що відповідає обраному режиму. Крайні опірні візки розпочинають рухатися, водночас відхилення візків від прямої лінії контролює система синхронізації, яка впливає через систему тросів і важелів на прилади управління, які вмикають (за відставання) або відмикають (за випередження) електродвигун приводу (урухомника) відповідного візка, забезпечуючи тим самим утримання його на одній лінії відносно двох суміжних візків, що, своєю чергою, підтримує прямолінійний рух дощувальної машини в цілому.
Системи управління, сигналізації та захисту забезпечують такі робочі операції: пуск і зупинку машини, вибір режимів її роботи та напрямків руху, автоматичну зупинку в заданій точці, автоматичне управління електродвигунами мотор-редукторів опірних візків і рух машини борозною управління та опірних візків у лінію, контроль і сигналізацію режимів роботи машини та електрообладнання, захист силових ланцюгів і ланцюгів управління, захист складових машини від аварійних ситуацій. Це дає змогу здійснювати автоматичне виконання технологічного процесу машиною в довготривалому режимі роботи.
Подавання води до машини під час її роботи здійснюється від гідранта закритої зрошувальної мережі за допомогою гнучкого трубопроводу, до того ж, без зупинки технологічного процесу. Для уможливлення останнього водозабірний вузол силового візка виконаний у вигляді відведення з двох колін, до кожного з яких приєднано рукав.
Під час роботи машини одним із рукавів подається вода. Відстань між гідрантами дорівнює 100 м, а довжина рукава - 70 м. Під час проходження машини з поливанням завширшки 50-60 м оператор за допомогою трактора транспортує і підключає кінець другого рукава до дальшого за ходом руху машини гідранта. Так відбувається безперервна робота дощувальної машини.
Конструкція дощувальної машини передбачає можливість здійснення поливання в коловому режимі. Використання комбінації лінійного та колового режимів дає змогу здійснювати поливання на полях різної конфігурації.
Коловий режим руху дає змогу також здійснювати роботу машини на двох суміжних позиціях (розташованих поряд полях). Для переходу на суміжне поле здійснюють розворот дощувальної ферми на 180 градусів навколо центрального візка. Також можна застосувати іншу схему переїзду машини на суміжну позицію - буксирування. Для здійснення цієї операції колісні редуктори візків піддомкрачують і повертають на 90 градусів за допомогою шарнірів. Машину транспортують на іншу позицію в агрегаті з трактором за допомогою буксирного пристрою, розташованого на центральному візку, в напрямку руху вздовж водопровідного трубопроводу машини.
   Під час випробувань дощувальної машини були визначені основні показники якості виконання технологічного процесу, експлуатаційно-технологічні та енергетичні показники (їх подано в табл. 1, 2, 3 разом із показниками аналогічних машин зарубіжного виробництва: Centerliner (Bauer, Австрія) та Zimmatic (Lindsay, США)).
Використовуючи параметри потужності дощування для різних типів грунту, ми розрахували ерозійно допустимі поливні норми машини «Фрегат» ДМФЕ і зарубіжних машин (табл. 3).
Як бачимо з табл. 3, дощувальна машина «Фрегат» ДМФЕ має найбільшу ерозійно допустиму поливну норму, порівняно з іншими машинами зарубіжного виробництва, і, відповідно, вищу екологічну безпеку для грунту від його ущільнення, поверхневого стікання води та водної ерозії.
   Для забезпечення в Україні зрошення на оптимальній площі слід налагодити вітчизняне виробництво сучасних, переважно широкозахватних, дощувальних машин фронтально-колової дії. Таких машин має бути близько 100 модифікацій (щоб їх можна було комплектувати за модульним принципом з урахуванням різної довжини і витрати води, конфігурації і рельєфу зрошуваної ділянки) для забезпечення потреби поливального покриття площі від 10 га до 200 га для однієї машини і 800-1200 га - за групової роботи восьми-десяти дощувальних машин від однієї підкачувальної насосної станції.

Дощ на замовлення

Дата добавления: 2015-08-18