Bơm tưới tiêu nông nghiệp: chọn loại bơm theo nguồn nước (giếng khoan, hồ, kênh)

Cùng một cánh đồng nhưng nguồn nước khác nhau sẽ cần loại bơm khác nhau. Nước ngầm nằm sâu dưới giếng khoan đòi hỏi bơm có khả năng đẩy nước lên qua nhiều mét cột áp và làm việc ngập hoàn toàn trong nước. Nước mặt ở hồ, kênh, sông lại thuận lợi để đặt bơm trên bờ, hút nước qua ống và đẩy ra hệ thống tưới. Vì vậy bước đầu tiên luôn là trả lời: nước đến từ đâu?

Sau khi xác định nguồn nước, ba thông số tiếp theo cần làm rõ là lưu lượng cần cấp cho cánh đồng (m³/h), cột áp tổng phải vượt qua (mét), và chất lượng nước (trong, có phù sa, nhiễm mặn hay ăn mòn). Ba thông số này cùng với nguồn nước sẽ khoanh vùng dòng bơm và vật liệu chế tạo phù hợp.

Bơm chìm giếng khoan, dân kỹ thuật quen gọi là bơm hỏa tiễn, là một cụm bơm đa tầng nối với động cơ chìm và thả thẳng xuống giếng. Toàn bộ thân bơm và động cơ làm việc ngập trong nước, lấy chính dòng nước để làm mát nên không cần quạt hay vỏ tản nhiệt trên mặt đất. Càng nhiều tầng cánh, bơm càng tạo được cột áp lớn để đẩy nước lên cao, phù hợp với giếng sâu.

Yếu tố chọn lựa quan trọng là đường kính giếng tính bằng inch: thân bơm phải lọt qua ống vách giếng nhưng vẫn đủ chỗ cho nước lưu thông quanh động cơ. Cột áp tổng cần tính bằng tổng của mực nước động trong giếng, tổn thất ma sát trên đường ống và áp suất yêu cầu tại đầu ra. Để tránh hư hỏng khi giếng cạn, nên lắp cảm biến mực nước chống chạy khô.

Trong dải sản phẩm Caprari, dòng E-Series là bơm chìm giếng khoan đa tầng với các cỡ E4, E6, E8, E10, ES, đường kính từ 4″ đến 22″. Tùy model và điều kiện, dòng này đạt lưu lượng tới 1.260 m³/h, cột áp tới 700 m và công suất tới 440 kW, đủ cho cả giếng tưới quy mô trang trại lớn lẫn cấp nước tập trung cho vùng canh tác.

Khi nguồn nước là hồ, kênh nội đồng hay sông, giải pháp phổ biến là bơm ly tâm trục ngang đặt trên bờ. Bơm hút nước qua ống hút có rọ chắn rác rồi đẩy ra mạng tưới. Ưu điểm là toàn bộ cụm bơm nằm trên mặt đất nên dễ kiểm tra, bảo trì và thay phớt mà không phải tháo dỡ phức tạp. Cần chú ý mồi nước trước khi khởi động và giữ ống hút kín để bơm không bị mất nước.

Chuẩn EN 733 là tiêu chuẩn quy định kích thước lắp đặt cho bơm ly tâm trục ngang, giúp việc thay thế và lắp lẫn giữa các nhà sản xuất trở nên thuận tiện. Bơm theo chuẩn này dễ tìm phụ tùng và dễ tích hợp vào hệ thống có sẵn.

Dòng MEC của Caprari là bơm ly tâm trục ngang chuẩn EN 733, kiểu monobloc (động cơ và bơm liền khối). Tùy model và điều kiện, dòng MEC đạt lưu lượng tới 470 m³/h và cột áp tới 140 m, thích hợp cho việc bơm nước từ kênh, hồ lên ruộng hoặc cấp vào bể chứa trung gian của hệ tưới.

Hệ tưới phun mưa và tưới nhỏ giọt yêu cầu áp suất ổn định tại từng béc và đầu phun để nước phân bố đều khắp cánh đồng. Nếu áp suất dao động, vùng gần bơm sẽ thừa nước còn vùng xa lại thiếu. Vì vậy ngoài bơm cấp nguồn, các hệ này thường cần thêm cụm tăng áp để nâng và giữ áp suất theo nhu cầu của đường ống và số lượng béc hoạt động đồng thời.

Khi nguồn đã có sẵn lưu lượng nhưng thiếu áp, cụm tăng áp bù vào phần cột áp còn thiếu. Với những hệ tưới trải dài hoặc địa hình dốc, việc tính toán cột áp tổng (gồm chênh cao, tổn thất ống và áp tại béc) càng quan trọng để chọn đúng cấu hình bơm. Khi nhu cầu tưới thay đổi theo mùa vụ, hệ điều khiển biến tần giúp bơm chạy đúng điểm làm việc và tiết kiệm điện.

Chất lượng nước đồng ruộng quyết định vật liệu bơm. Nước giếng và nước mặt trong sạch thường dùng được bơm gang, chi phí hợp lý và bền với điều kiện làm việc thông thường. Khi nước có tính ăn mòn, nhiễm mặn hoặc yêu cầu vệ sinh cao hơn, nên cân nhắc cấu hình inox để kéo dài tuổi thọ thân bơm và cánh bơm. Caprari cung cấp cả hai lựa chọn vật liệu gang và inox tùy môi chất.

Một biện pháp bảo vệ quan trọng là chống chạy khô. Khi mực nước giếng tụt thấp hoặc hồ cạn vào mùa khô, bơm chạy không có nước sẽ nhanh hỏng phớt và động cơ. Lắp cảm biến mực nước hoặc rơ-le bảo vệ giúp bơm tự dừng khi thiếu nước, tránh thiệt hại đáng kể.