足球场自动喷灌系统设计方案与运行方式

2010-10-18 16:42:21  来源:足球场自动喷灌系统设计  字号:【    】  浏览:4344
1 足球场设计方案
  设计初期,我们提出三个喷灌方案。足球场面积为105m×60m。
1.1 足球场设计方案 选择
  方案一是利用市政管网水压,在草坪内隔一定间距设一个喷头,隐藏在草坪下,喷灌时打开市政来水管上的控制阀,喷头开始喷灌,水流喷射半径可达8~12 m; 
    方案二是在足球场四周设阀门井,井内设喷灌甩头,进行人工喷灌;
    方案三是采用自动喷灌技术,增设自动控制系统实现喷灌自动化。
2 喷灌系统设计
2.2 水泵房布置
  水泵房设在观众台下,面积为7.2 m×3.6 m,内设2台DL80-4多级清水泵,Q=50.4 m3/h,H=80 m,电机功率22 KW,不设备用泵,2台泵同时工作。二条水泵出水管,每条出水管负担二个喷头,每条出水管上装一个电磁阀负责管道运行转换。
  水泵房外6 m处设一座50 m3集水池,设一条DN 100补水管与市政给水管网连接,用浮球阀控制进水。同时,在水池中设一个液位控制器,监测水位变化,水位超低时可自行停泵。
2.3 管网布置
  在跑道与排水渠之间,除设有自动喷灌管道之外,还增设有人工浇水管道,其用水来自市政给水管网,此管道上设置了6个SX65-1.0浅层消火栓和6个DN 20短管甩头,当喷灌系统出现故障时可利用这些设施进行人工喷灌,也可利用这些设施对跑道进行清洗。
  自动喷灌管道与人工专用水管道均采用焊接钢管,做加强级防腐处理。
2.1 水量水压的确定
  足球场绿地喷灌浇水需要水量大,水流射程远,形成水雾均匀密实。从理论上确定水量水压可用下式
     q=3.48μd2H0.5·10-3
  式中:q——喷头出流量,L/s;
  d——喷嘴内径,mm;
  H——喷头入口处压力,mH2O;
  μ——喷头流量系数。
  射流半径可用下式进行计算:
  ①升弧水平投影长度
③ 射流半径
  R=L1+L2
  式中:L1、L2——分别为升弧、降弧的水平投影长度,m;
     α——倾斜射流的仰角,度。
  但是公式中的d、α、μ值依不同厂家提供的产品而有差异,实际上较难用理论确定流量及水压值。因此我们要求喷泉设备厂提供水量、水压参数,并进行试验。厂家最终提供水量是Q=15 L/s,扬程H=70 m。我们在厂家进行了实测,当喷头喷嘴内径为19 mm,仰角45°,在天晴少云,风力3级,水泵额定流量为15 L/s,H=80 m时,喷射流半径R=40 m。水量充沛,射程远,水幕下落均匀。 以现场测的参数做为选泵依据。
2.4 喷头与喷头井的布置
  喷头装在一个桶里,桶直径500 mm,高350 mm,盖板可升降,用铸铝材料制成,板厚6 mm。喷头用铜质材料制成,喷头旋转角为180°,角度可调,构造见图3。喷头桶置于井下,喷头井1000 mm×1000 mm,深1400 mm。喷头桶盖板与跑道平,颜色与跑道相同,表面用塑胶涂成。当管道冲压时,盖板升高,喷头则从井中探出,进行工作,当喷洒结束时,盖板与喷头同时回落。若盖板质量可靠,不影响塑胶跑道外观。从图1可看出,足球场长边靠近足球场草坪设置的是排水渠,排水渠外边距正规跑道之间间距为1300 mm。因此,我们将喷头井设在了此区域。足球场长边两侧居中摆放1个,短边两侧居中各摆放1个。
3   运行效果
  本套系统已经历了1个夏天的运行,效果较为理想,除个别风力较大的天数外,4个喷头喷水基本覆盖全场。操作人员按人工开泵、人工停泵方式操作,喷灌一次一般用3个周期。在喷灌期间,并不影响操作人员进行其它的工作。实践证明,设计所确定的方案与选定的设计参数基本是正确的,运行可靠程度高,操作简便。
4   注意事项
  通过实际运行,有以下几点应引起注意:
    ① 自喷管道与人工浇地用管道应各自独立设置。
   ② 管材可采用PVC给水塑料管。
   ③ 现场运行时,喷头有时停摆,这说明产品质量还不过关,应选择质量更可靠的产品。  
  ④喷头摆放过于靠近正规跑道,因为升降盖与井体之间存在约5mm左右缝隙,并且脚踏到盖板上有移动感觉,给人一种不安全感。足球场短边的2个喷头置于足球门之后,喷头的水柱直击足球门柱和门网,对水流的喷射产生一定的不利影响。我们认为将喷头设在排水渠中较为合适,排水渠宽700mm,平均深1000mm,将喷头安放在排水渠内不影响水渠的过流能力。这样保证了塑料管道无任何井盖,也便于对设备的检修与维护。
  
  经方案比较,设计推荐采用方案三。
   自动喷灌流程与运行方式
  若利用市政给水管网(压力为0.4MPa)在足球场周围设喷头进行喷灌,射程达不到要求,也难以实现自动控制,因此需设增压设施,提高水压,加大射流能力。自动喷灌流程:水泵→控制阀→管路→喷头,详见图2。
从图中可看出,整个体育场设4个喷头,分两组,每组两个喷头。喷灌运行程序是:
  水泵启动,电控阀DF1打开,喷灌到设定时间后自停;DF1关闭,DF2开启,运行与DF1相同时间自停,循环往复。喷灌结束,可自动停泵或人工停泵。
  水泵的控制能实现全自动化,何时开泵,何时停泵事先设定,不受人工控制;同时还设有手动控制。
  系统运行时,设一组喷头喷灌时间为20min,两组喷灌共需40min,为一个周期,需要用几个周期喷灌能达到要求,由用户自定。
 
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