ĐỒ án TRẠM bơm 2022 BÁCH KHOA đà nẵng _TM+BV

Đồ án môn học Trạm bơm và cấp thoát nước GVHD Đồ án môn học Trạm bơm và cấp thoát nước GVHD THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRẠM BƠM VÀ CẤP THOÁT NƯỚC NỘI DUNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM BƠM TƯỚI CHƯƠNG I TÀI LIỆU VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ I TÀI LIỆU THIẾT KẾ 1 Bình đồ khu vực đặt trạm bơm Tỷ lệ 1500 Cao độ mặt đất tự nhiên của các đường đồng mức cho ở bảng 1 Bảng 1 Cao độ đường đồng mức trên bình đồ vị trí xây dựng trạm Đơn vị mét (m) Kí hiệu Đề tài A B C D E F G H I K L M 8 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105.

Đồ án mơn học: Trạm bơm cấp nước GVHD: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MƠN HỌC TRẠM BƠM VÀ CẤP THỐT NƯỚC NỘI DUNG: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRẠM BƠM TƯỚI CHƯƠNG I TÀI LIỆU VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ I TÀI LIỆU THIẾT KẾ Bình đồ khu vực đặt trạm bơm: Tỷ lệ 1/500 Cao độ mặt đất tự nhiên đường đồng mức cho bảng 1: Bảng 1: Cao độ đường đồng mức bình đồ vị trí xây dựng trạm Đơn vị: mét (m) Kí hiệu Đề tài A B C D E F G H 60 65 70 75 80 85 90 95 I K L M 10 10 11 115 Lưu lượng yêu cầu trạm bơm phải cung cấp thời kỳ cần nước khu tưới ghi bảng Bảng 2: Lưu lượng tưới thời kỳ Đơn vị: m3/s Đề tài Thời gian Từ - đến Số ngày 16/11 – 31/12 46 2.2 1/1 – 15/1 15 1.6 22/1 – 12/2 22 1.8 13/2 – 28/2 15 1.2 1/3 – 26/3 26 1.4 1/4 – 10/4 10 1.2 11/4 – 30/4 20 1.8 1/5 – 10/5 10 1.2 16/5 – 25/5 10 1.8 SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang Đồ án mơn học: Trạm bơm cấp nước GVHD: Cao trình mực nước sơng vị trí xây dựng trạm bơm ứng với tần suất thiết kế P=75% ghi bảng Bảng 3: Cao trình mực nước bình qn tuần sơng năm thiết kế ứng với tần suất 75% Tháng Tuần Số ngày Cao trình mực nước (m) 10 65.70 10 65.80 10 65.90 10 65.00 10 65.50 11 65.70 10 65.50 10 65.70 11 65.30 10 64.90 10 65.40 65.50 10 64.90 10 64.90 11 64.80 10 65.30 10 65.50 10 65.40 10 65.50 10 65.70 11 65.30 11 12 Cao trình mực nước yêu cầu thiết kế đầu kênh tưới ghi bảng Bảng 4: Cao trình mực nước yêu cầu đầu kênh tưới Đề tài Cao trình mực nước (m) 105 Các tài liệu đặc trưng khác SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang Đồ án mơn học: Trạm bơm cấp nước GVHD: a Cao trình mực nước lũ ngồi sơng ứng với tần suất kiểm tra P=1% Zmax = +66.00 m b Cao trình mực nước thấp ngồi sơng ứng với tần suất kiểm tra P=90% Zmin = +64.00 m c Nhiệt độ trung bình nước sông t0 = 250 d Hàm lượng phù sa nước sông ρ = 0.75kg / m Tuyến xây dựng trạm nơi tuyến kênh qua tình hình địa chất tương đối tốt lớp đất canh tác đất thịt pha cát Khu đất trạm bơm gần đường giao thông đường dây điện cao 10kV II NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Bố trí tổng thể cơng trình đầu mối trạm bơm; Thiết kế kênh dẫn (nếu có) kênh tháo trạm bơm; Tính tốn cột nước thiết kế cột nước kiểm tra trạm bơm; Chọn máy bơm động điện máy biến áp kiểm tra tải động máy biến áp; Tính tốn chọn cao trình đặt máy chọn loại nhà máy Tính kích thước chiều rộng chiều cao chiều dài nhà máy bể hút bể tháo; Các vẽ kỹ thuật kèm theo thuyết minh: a Bố trí tổng thể cơng trình đầu mối tỷ lệ 1/500 – 1/1000 b Mặt cắt ngang dọc nhà máy tỷ lệ 1/50 – 1/100 c Mặt nhà máy thể cấu tạo bố trí kích thước tầng tỷ lệ 1/50 – 1/100 d Các mặt cắt bể hút bể tháo kênh dẫn kênh tháo chi tiết.… tỷ lệ 1/20 – 1/100 e Các mặt cắt mố néo mố đỡ đường ống… tỷ lệ 1/20 – 1/50 SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang Đồ án mơn học: Trạm bơm cấp nước GVHD: CHƯƠNG II CHỌN TUYẾN VÀ BỐ TRÍ TỔNG THỂ CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI I CHỌN TUYẾN CƠNG TRÌNH Dựa vào đồ địa hình nhiệm vụ trạm bơm mà vạch số tuyến cơng trình so sánh chọn số tuyến có lợi Đối với trạm bơm tưới tuyến cơng trình có lợi là:  Hướng lấy nước thuận  Ổn định mặt xói lở bồi lắng  Khơng chế diện tích tưới lớn khối lượng đào đắp II HÌNH THỨC BỐ TRÍ II.1 Chọn vị trí nhà máy Ở vùng đồng nước ta sơng thường có đê bao Trạm bơm lấy nước từ sơng bố trí ngồi đê đê Trường hợp nguồn nước sông khác trung du miền núi sơng khơng có đê bao cần phải phân tích kỹ so sánh lợi hại phương án để chọn vị trí thích hợp nhằm phát huy hiệu kinh tế cao đảm bảo an toàn cho nhà máy mùa mưa lũ Sau định vị trí đặt trạm bơm phải xác định cụ thể nhà máy nằm vị trí tuyến cơng trình Khi định vị nhà máy phải dựa vào tài liệu địa chất mặt khu vực đường giao thông vào nhà máy vị trí đặt trạm biến áp gian điện gian sửa chữa nhà quản lý mặt thi công… Khi chọn vị trí nhà máy ta dựa vào số yêu cầu sau:  Đảm bảo chống lũ cho động Để đảm bảo sàn động (đối với nhà máy bơm trục đứng) sàn nhà máy (đối với nhà máy lắp máy bơm trục ngang kiểu móng tách rời) không bị ngập lụt mùa mưa lũ cao trình sàn động nhà phải cao mực nước lũ từ 0.5m trở lên  Để việc vận chuyển giao thông dễ dàng giảm khối lượng đào đắp để lợi dụng thơng gió tự nhiên cao trình sàn động (nền nhà) phải cao mặt đất tự nhiên từ 0.2 – 0.3m Dựa vào yêu cầu đối chiếu cao trình nước lũ lớn sơng (ứng với tần suất kiểm tra P = 1%) với cao trình mặt đất tự nhiên để định vị trí nhà máy SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang Đồ án mơn học: Trạm bơm cấp nước GVHD: II.2 Xác định vị trí bể tháo Để tưới tự chảy cho tồn khu vực bể tháo phải đảm bảo mực nước yêu cầu đầu kênh tưới máy bơm làm việc với lưu lượng thiết kế nên bố trí tổng bể tháo đất nguyên thổ khối lượng đào đắp tận lượng chiều dài ống đẩy ngắn Dựa vào yêu cầu đối chiếu cao trình mực nước yêu cầu đầu kênh tưới với cao trình mặt đất tự nhiên để định vị bể tháo Đối với trạm bơm cột nước thấp (H< 6~7m) bố trí tháo sát nhà máy (liền phần sau) Sau xác định vị trí cơng trình tiến hành vẽ sơ đồ bố trí tổng thể cơng trình đầu mối trạm bơm Bản vẽ bố trí tổng thể thể tồn cơng trình lấy nước kênh dẫn bể hút nhà máy bể tháo trạm biến áp đường giao thông vào nhà máy SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang Đồ án mơn học: Trạm bơm cấp nước GVHD: CHƯƠNG III THIẾT KẾ KÊNH THÁO VÀ KÊNH DẪN I XÁC ĐỊNH CÁC LƯU LƯỢNG I.1 Lưu lượng thiết kế Qtk Chọn lưu lượng thiết kế trạm bơm dựa vào đường trình lưu lượng cần (Qyc = f(t)) biểu thị bảng Bảng Lưu lượng tưới thời kỳ Đề tài Thời gian Từ - đến Số ngày 16/11 – 31/12 46 2.2 1/1 – 15/1 15 1.6 22/1 – 12/2 22 1.8 13/2 – 28/2 15 1.2 1/3 – 26/3 26 1.4 1/4 – 10/4 10 1.2 11/4 – 30/4 20 1.8 1/5 – 10/5 10 1.2 16/5 – 25/5 10 1.8 Lưu lượng thiết kế Qtk chọn trị số lớn biểu đồ Q yc = f(t) trị số có thời gian trì tương đối lâu dài (t ≥ 20 ngày) Như dựa vào Bảng Lưu lượng tưới thời kỳ ta chọn lưu lượng thiết kế Qtk = 2.2 m3/s I.2 Tính lưu lượng nhỏ Qmin Lưu lượng nhỏ Qmin xác định theo cơng thức sau: Q = 0.4 × Q tk (m3/s) Với Qtk xác định ta tính lưu lượng nhỏ Qmin là: Q = 0.4 × Q tk = 0.4 × 2.2 = 0.88 (m3/s) I.3 Tính lưu lượng lớn Qmax Lưu lượng lớn xác định theo công thức sau: SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang Đồ án mơn học: Trạm bơm cấp nước GVHD: Q max = k.Q tk (m3/s) Trong hệ số k xác định sau:  k = 1.20 – 1.30 Qtk < 1m3/s  k = 1.15 – 1.20 Qtk = – 10m3/s  k = 1.10 – 1.15 Qtk > 10m3/s Như với Qtk chọn 2.2 m3/s ta chọn hệ số k = 1.15 Khi lưu lượng lớn Qmaxđược xác định là: Q max = k.Q tk = 1.15 × 2.2 = 2.53 (m3/s) II THIẾT KẾ KÊNH II.1 Thiết kế kênh tháo Kênh tháo có nhiệm vụ dẫn nước từ bể tháo tới mặt ruộng Kênh phải đảm bảo dẫn đủ nước ổn định khơng bị bồi lắng xói lở Thơng qua tính tốn thủy lực để xác định kích thước mặt cắt kênh Dựa vào lưu lượng thiết kế tình hình địa chất nơi tuyến kênh qua mà chọn yếu tố thủy lực m n i cho thích hợp Khi thiết kế mặt cắt ngang kênh ta cần dựa vào yếu tố sau:     Lưu lượng thiết kế Qtk = 2.2 m3/s Lưu lượng lớn Qmax = 2.53 m3/s Lưu lượng nhỏ Qmin = 0.88 m3/s Hệ số nhám lòng kênh xác định theo phụ lục J (TCVN 4118-2012) với địa chất tương đối tốt lớp đất canh tác đất thịt pha cát tương ứng với lưu lượng thiết kế Qtk = 2.2 m3/s nên ta chọn n = 0.0225 1 ÷  Độ dốc kênh ik: độ dốc đáy kênh theo kinh nghiệm chọn từ 2000 5000 phụ thuộc vào địa hình nới tuyến kênh qua Ở sơ ta chọn độ dốc đáy kênh ik = 0.00025 Cuối với yếu tố xác định ta cần tìm chiều cao h bề rộng đáy kênh b Để giải toán ta thường giả thiết h để tìm b sau: Trong thiết kế sơ tính độ sâu h theo cơng thức kinh nghiệm sau: h = A Q tk (m) Trong A hệ số thường lấy từ 0.7 – 1.0 Sơ chọn A = 1.0 Suy ra: h = A Q tk = 1× 2.2 = 1.30 (m) Với h = 1.3m tra TCVN 4118 – 2012 sơ chọn hệ số mái kênh m = 1.75 SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang Đồ án mơn học: Trạm bơm cấp nước GVHD: Lưu lượng thiết kế kênh Q tk = 2.2m3/s > 1m3/s ta nên thiết kế hệ số β khoảng từ đến Hay xác định theo công thức sau: β= b 0.25 = 3.Q0.25 − 1.75 = 1.9 tk − m = × 2.2 h Vậy bề rộng đáy kênh sơ tính là: b = h.β = 1.3 × 1.9 = 2.47 (m) Để thuận lợi cho việc thi công sơ ta chọn b=2.5 m sau ta tiến hành lập bảng tính lại h với cột sau:  Cột 1: Lưu lượng Qtk Qmax Qmin −1 Q f (R ln ) = ( 4m ) ik  Cột 2: với m0 = + m − m =2.281  Cột 8: Từ f(Rln) tra bảng phụ lục Rln CRln0.5  Cột 6: Bề rộng đáy kênh b (m)  Cột 7: Tính tỉ số b/Rln  Cột 10: Từ b/Rln tra bảng phụ lục ta h/Rln  Cột 9: Tính h=Rln* h/Rln  Cột 10: Tính Vkx = K *Q tk 0.1 Với K=0.53 (Đất thịt pha cát); Qtk: Lưu lượng thiết kế (m3/s)  Cột 11: Tính Vkl = A * Q 0.2 (Theo công thức quy phạm Liên Xô) Với A=0.44 ; Qmin: Lưu lượng nhỏ (m3/s) Trường hợp 1: Q (m3/s ) F Rln Rln (m) 2.20 0.07 0.65 2.53 0.06 0.68 0.88 0.18 0.46 b h (m) b/Rln (m) h/Rln 3.860 2.50 (m) 1.462 0.947 3.667 1.490 1.016 5.392 1.270 0.589 SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 V 0.5 Trang CR 33.07 34.27 26.24 (m/s) [Vkx] (m/s ) 10 [Vkl] (m/s) 11 0.576 0.597 0.457 0.58 0.429 Đồ án môn học: Trạm bơm cấp thoát nước GVHD: Trường hợp 2: Q (m3/s ) F Rln Rln (m) 2.20 0.07 0.67 2.53 0.06 0.71 0.88 0.16 0.45 b h (m) b/Rln (m) h/Rln 1.00 V 0.5 (m) 1.490 1.898 1.274 1.414 1.916 1.354 2.242 1.737 0.775 CR (m/s) 33.89 35.01 25.54 [Vkx] (m/s ) 10 [Vkl] (m/s) 11 0.536 0.554 0.582 0.431 0.429 Dựa vào bảng tính tốn ta nhận thấy v ới kích th ước m ặt c kênh chọn TH1 với bxh= 2.5x1.016 (m) Vmax >[Vkx] nên loại TH 1; TH với bxh=1x1.354 đảm bảo điều kiện, V max < [Vkx]; Vmin > [Vkl] ta chọn trường họp để thiết kế kênh tháo Để đảm bảo tính lâu dài, ổn đinh, thẩm mỹ ta ti ến hành gia cố kênh bê tông theo TCVN 4118-2012 quy định sau: Bảng 19: Chiều dày lớp áo bê tông liền khối (TCVN 4118-2012) h2 từ 12 đến 15 Chiều sâu nước kênh m Như với chiều cao mực nước kênh 1.277m tính tốn ta chọn chiều dày lớp áo đá xây bảo vệ 10 cm Sau ta tính lại kích thước mặt cắt kênh sau gia cố sau Q(m3/s) 2.2 Qtk 2.5 Qmax 0.8 Qmin m n ik 1.5 0.0225 0.00025 f(Rln) Rln 0.07 0.67 0.06 0.71 0.16 0.45 b 1.0 b/Rln h/Rln h 1.490 1.898 1.274 1.414 1.916 1.354 2.242 1.737 0.775 Khi vận tốc khơng xói cho phép kênh xác đ ịnh theo b ảng 15 TCVN 4118-2012: SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang Đồ án môn học: Trạm bơm cấp thoát nước GVHD: Bảng 15: Vận tốc khơng xói cho phép kênh có lớp bọc chống th ấm (m/s) Loại gia cố Mác bê tơng Lớp áo bê tơng (trong dịng chảy khơng có cát cuội sỏi) 150 Chiều sâu nước kênh (m) 0.5 1.0 3.0 5.0 14.0 15.6 16.0 19.1 Từ bảng ta suy vận tốc không xói cho phép kênh ứng v ới chi ều cao mực nước thiết kế htk = 1.274 14.22 (m/s) Sau kiểm tra thỏa mãn bất đẳng thức chiều cao thiết kế h tk gần với h chọn sơ nên mặt cắt kênh thiết kế hợp lý b (m) htk (m) 1.274 n 0.0225 m 1.75 i 0.00025 II.2 Xác định cao trình đáy kênh bờ kênh tháo a Cao trình đáy kênh tháo xác định theo quan hệ: Zđk = Zyc - htk (m) Trong đó:  Zyc cao trình mực nước đầu kênh tưới (lấy theo bảng tài liệu đề bài) Hay Zyc = 105 m  Htk độ sâu dòng chảy kênh dẫn lưu lượng thiết kế (đã xác định phân mặt cắt kênh) Zđk = Zyc - htk = 105 – 1.274 = 103.73 (m) b Cao trình bờ kênh tháo xác định theo cơng thức: Zbk = Zđk + hgc + a (m) Trong đó:  Hgc độ sâu dòng chảy sân dẫn lưu lượng gia cường (m) Hay Hgc = hmax = 0.898 m  a chiều cao an toàn đỉnh bờ kênh Theo tiêu chuẩn TCVN 4118-2012 ta chọn chiều cao an toàn kênh ứng với lưu lượng thiết kế 1-10 m3/s 0.2m Thay vào cơng thức ta tính cao trình bờ kênh tháo sau: Zbk = Zđk + hgc + a = 103.73 + 1.274 + 0.2 = 105.28 (m) Chọn Zbk = 105.28 m c Chiều rộng bờ kênh SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang 10 Đồ án mơn học: Trạm bơm cấp nước GVHD: - Vì trạm bơm thiết kế có tổ máy nên ta chọn ống hút có đ ường kính D v = 0.5m 2.2 Thiết kế tầng móng - Đối với nhà máy bơm kiểu móng tách rời móng tường nhà móng b ệ máy, cửa van tách rời Móng tường thường làm gạch gi ống nhà dân dụng cao 0,8 ÷ 1,0 m ta chọn 0,9 m, bề rộng đáy móng từ 0,6 ÷ 0,8 m (chọn 0,7 m) - Móng bệ bơm bê tông thường bê tông cốt thép, cao 0,6÷0,8 m (ch ọn 0,8m), tùy theo chiều dài đinh bu lơng cố định máy Móng r ộng h ơn khung b ệ máy chiều từ 0,1 ÷ 0,2 m (chọn 0,1m) 2.3 Thiết kế cột nhà - Cột nhà đồng thời cột đỡ dầm cầu trục, cần trục, vật di chuy ển nhà Khi vật di chuyển có trọng lượng thi ết kế khung cứng Khi v ật di chuy ển có trọng lượng thiết kế khung hở Kích thước cột: Phần vai đỡ dầm cầu trục: 0,4 x 0,4m 0,5 x 0,6m Phần vai 0,4 x 0,6m; 0,4 x 0,8m; 0,5 x 0,8m 2.4 Thiết kế dầm cầu trục - Dầm cầu trục chạy dọc nhà máu liên kết với cột nh vai c ột Nhi ệm vụ dầm đỡ đường ray để di chuyển cầu trục Mặt cắt ngang dầm c ầu trục hình chữ T 2.5 Thiết kế tường cửa - Tường xây gạch dày 0,3 m, tường bố trí cửa sổ đ ể thơng gió cho đ ộng c Tổng diện tích cửa sổ phía nhà máy phải 1/3 ~ 1/5 diện tích sàn động để thống Cửa sổ bố trí cho đóng mở cửa dễ dàng, tỏa nhiệt tốt cho động thoải mái cho người quản lý - Cửa vào bố trí đầu hồi nhà máy Cửa phía gian s ửa chữa có kích th ước cho tơ mang vật lớn vào nhà máy chiều r ộng không hẹp 2,5m chiều cao lớn 3m 2.6 Nóc nhà Nóc nhà phải đảm bảo khơng dột, cách nhiệt nước mưa nhanh Bộ phận mái nhà gồm có kết cấu mang lực mái, kết cấu tựa mái kết cấu bao che Kết cấu bao che : Lợp tôn Austnam cao 1,2 m đỡ xà gồ SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang 26 Đồ án môn học: Trạm bơm cấp thoát nước GVHD: Kết cấu tựa mái : Lớp bê tông cốt thép M250 sàn mái dày 10cm, vữa xi măng dày cm, gạch nem dày 2cm, xây tường gạch bao quanh cao Kết cấu mang lực mái : Gồm hệ thống xà ngang xà dọ Xà ngang n ối li ền hai cột đối diện làm thành khung cứng Mặt cắt ngang xà ngang có d ạng ch ữ nh ật kích thước b x h = 40 x 60 cm, mặt cắt ngang xà dọc có kích th ước b x h = 25 x 40 cm Chiều cao thiết kế Hnóc =1,6 (m) Để thoát nước mưa nhanh, xà ngang cao xoải hai phía Cách bố trí gian điện gian sửa chữa : - Gian điện phải bố trí phía gần đường dây điện cao áp, kích th ước gian ện ph ải đủ bố trí tủ điện kỹ thuật, an tồn vận hành dễ dàng - Gian sữa chữa phải bố trí phía đường giao thơng để tiện cho việc chuy ển máy móc III TÍNH TỐN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU TRONG NHÀ MÁY 3.1 Chiều cao nhà máy Đối với nhà máy lắp bơm trục ngang nhà máy có tầng, máy b ơm nh ỏ nhẹ, xác định chiều cao nhà máy theo điều kiện lắp ráp, di chuy ển máy móc nhà máy thấp Trong trường hợp chiều cao nhà máy xác đ ịnh theo ều kiện lấy ánh sáng, thơng gió cân xứng gi ữa chi ều r ộng chi ều dài đ ảm b ảo kỹ thuật Thường lấy chiều cao từ sàn đặt máy đến xà ngang đỡ mái nhà từ 3,5 đ ến 4,5m Mái nhà làm mái mái dốc l ợp ngói Đ ối v ới nhà máy b ơm kiểu móng tách rời ta chọn chiều cao nhà máy 6m 3.2 Chiều rộng nhà máy - Đối với nhà máy bơm kiểu móng tách rời chiều rộng nhà máy xác định theo công thức sau: Bb = t + 0,2 + Lt1 + lb + Lk + 0,2 + t Trong : + t chiều dày tường thượng lưu nhà máy Nhà máy móng tách rời tường xây b ằng gạch 0,25 ~ 0,35 (m) ⇒ Chọn t = 0,3 (m) + 0,2 : Khoảng cách từ mặt bích đến tường đề phòng tháo lắp + Lt1 : Chiều dài ống đệm để dễ dàng tháo lắp máy bơm, khóa cần sửa chữa (0,3 ~ 1,0 m) ⇒ Chọn Lt1 = (m) SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang 27 Đồ án môn học: Trạm bơm cấp thoát nước GVHD: + Lb = 1,3(m) : Kích thước bên ngồi máy bơm + Lk = 0,75 (m) : Chiều dài khóa ống đẩy Vậy chiều rộng nhà máy bơm : Bb = t + 0,2 + 2Lt1 + lb + Lk + 0,2 + t = 0,3 + 0,2 + 2.1 + 1,3 + 0,75 + 0,2 + 0,3 = 5,05 chọn 5,1 (m) 3.3 Chiều dài nhà máy Đối với nhà máy bơm kiểu móng tách rời chiều dài nhà máy xác định theo công thức sau: L = (n-1)a6 + a1 + Lsc + 2t + n.Ltm Trong đó: - a6 khoảng cách phải đảm bảo lại an toàn a6 ≥ 1m Chọn a6 = 2m a1 khoảng cách từ tường thượng lưu đến máy bơm từ (0.5 – )m chọn a1 = 1m t chiều dày tường đầu hồi Đối với nhà máy bơm kiểu móng tách rời tường - đầu hồi xây gạch dày 0,25 ÷ 0,3m, Chọn t = 0,3 m Lsc chiều dài gian sửa chữa phải đảm bảo sửa chữa vật lớn động hay máy bơm lối lại an toàn Chọn Lsc = 4,5m - Ltm kích thước tổ máy kể động điện theo kích thước thực tổ máy, Ltm = m  L = (6-1)x2 +1+4,5+2x0,3+6x3 = 34,1 m Vậy ta chọn L = 34,1 m SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang 28 Đồ án môn học: Trạm bơm cấp thoát nước GVHD: CHƯƠNG VIII THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG ĐẨY, BỂ HÚT, BỂ THÁO I THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG ĐẨY 1.1 Chọn tuyến Ống đẩy đoạn ống nối tiếp từ vị trí máy bơm đến bể tháo Khi chọn tuyến ống đẩy ta nên chọn tuyến có chiều dài đường ống ngắn nhất, điều ki ện đ ịa chất thủy văn tốt ( ống ổn định ) Tuyến ống tránh nước mưa nước mặt uy hiếp, tránh nơi sạt l ở, địa chất không ổn định Ống bảo vệ khơng bị nước mưa xói lở việc bảo vệ nhà máy dễ dàng đường ống bị vỡ Vì khoảng cách từ nhà máy đến bể hút gần ều ki ện đ ịa hình nên ta ch ọn tuyến đường ống đẩy tuyến thẳng từ nhà máy đến bể hút 1.2 Chọn số ống đẩy Do chiều dài đường ống L ≤ 100 m nên ta lấy s ố ống đẩy s ố máy b ơm (6 ống đẩy) 1.3 Chọn vật liệu làm ống Vật liệu làm ống thường chọn vào : - Khi D > 1,5 m P < (4-5) at chọn ống đẩy BTCT đúc chỗ - Khi D = (0,6 ÷ 1,5) m P< 10 at ch ọn ống đẩy b ằng BTCT đúc s ẳn nhà máy Ống thép dùng với D P thường dùng Dt > 1,5 m P > 10 at: SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang 29 Đồ án môn học: Trạm bơm cấp thoát nước GVHD: + Thép chi phí cao + Sau thời gian, chi phí bảo dưỡng tốn Để cho đảm bảo an tồn q trình sử dụng hạn chế sửa ch ữa nên ta chọn đường ống đẩy làm từ vật liệu thép 1.4 Tính tốn đường kính kinh tế ống đẩy Đường kính ống lấy lớn tăng giá thành lại giảm tổn thất lượng nước ống; ngược lại, giảm đường kính ống giá thành giảm lại tăng tổn thất lượng Vì nên cần phải tính tốn đường ống kinh tế nhất, đường ống kinh tế ống đẩy tính theo công thức sau: D kt = 4Q bq np.Vkt Trong đó:  n số ống đẩy làm việc n = (ống) (không kể ống dự trữ)  Vkt tốc độ kinh tế chảy ống đẩy theo kinh nghiệm thường lấy Vkt=1.5~2.5m/s Chọn Vkt = 1.5m/s  Qbq lưu lượng bình qn trạm tính theo công thức: S Q3i t i 986.336 Q bq = =3 = 1.78(m3 / s) S ti 174 4Q bq D kt = = ´ 1.78 = 0.5m 6´ p´ 1.5 np.Vkt Suy ta tính được: Chọn đường ống kinh tế Dkt = 0.5 m Thường đường kính ống đẩy lớn đường kính miệng máy bơm phải lắp đoạn ống chuyển tiếp tính theo cơng thức: Lct = 3.5 ~ 7(D kt - D ) D2 đường kính miệng máy bơm theo kích thước mẫu Lct = 4.(0,5 - 0,35) = 1,4 m 1.5 Xác định chiều dày thành ống Theo điều kiện lực tác dụng áp lực nước ống: d= g´ H ´ D 2´ [s ]´ j Trong đó: γ: trọng lượng riêng nước γ = (T/m3 ) [б]: ứng suất cho phép vật liệu làm ống có th ể kể đến ều ki ện làm việc: SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang 30 Đồ án môn học: Trạm bơm cấp thoát nước GVHD: [ s ] = k.R c Với: k = 0.75 hệ số điều kiện làm việc Rc = 1300 (kG/cm2) ứng suất cho phép thép s = k.R c = 0.75´ 1300 = 975kG / cm = 9750T / m Suy ra: [ ] φ: hệ số đường hàn φ = (0.9 ÷ 0.95) ta chọn φ = 0.90 D: đường kính ống lấy Dkt = 0.5m  H: cột nước tĩnh (cột nước thiết kế) H = 43.15 (m) g´ H ´ D 1´ 43.15´ 0.5 d= = = 1.22mm ´ [ s ] ´ j ´ 9750 ´ 0.9 Suy ra: Như vậy, chọn chiều dày thành ống δ = mm để đề phòng thành ống bị rỉ 1.6 Thiết kế mố néo 1.6.1 Tác dụng mố néo Mố néo thường bố trí chỗ cong đường ống ( nơi tuyến ống đổi phương , có tác dụng cố định đường ống, không cho ống dịch chuy ển 1.6.2 Chọn loại mố néo Mố néo làm bê tông cốt thép M200 lót m ột l ớp bê tơng lót M100 dày 10cm Mố néo phải bọc kín hồn toàn đoạn uốn cong, hai đoạn ống th ẳng hai đ ầu đoạn uốn cong phải chôn vào bê tông 0.4 (m), bề dày l ớp bê tông bao quanh ống khơng nhỏ 0.8 lần đường kính ống 0.5 (m) 1.7 Thiết kế mố đỡ 1.7.1 Tác dụng mố đỡ Mố đỡ có nhiệm vụ đỡ đường ống khỏi võng tạo điều kiện cho ống dễ dịch chuyển dọc tuyến ống với ma sát nhỏ Ngồi mố đỡ cịn giúp gi ữ ch ặt m ối nối, tránh gãy ngang hay rạn nứt đường ống vận hành 1.7.2 Chọn loại mố đỡ Do đường kính ống nhỏ D = 0.5 (m) < (m) nên ta ch ọn m ố đ ỡ ki ểu yên ngựa Loại có cấu tạo đơn giản, góc bao mố ta cịn bơi mỡ thép ống cho trơn 1.7.3 Tính khoảng cách mố đỡ Cứ 15 m chiều dài ống ta bố trí mố đỡ II THIẾT KẾ BỂ HÚT 2.1 Các phương án chọn bể hút Bể hút gồm có phần: - Phần mở rộng kênh dân - Phần tập trung nước Điều kiện yêu cầu xây dựng bể hút : SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang 31 Đồ án môn học: Trạm bơm cấp thoát nước GVHD: - Dịng chảy thuận - Khơng sinh xốy nước - Dễ xây dựng - Ổn định - Chiều cao trụ pin nên lấy cao mực nước lơn bể hút 2.2 Tính tốn thiết kế bể hút 2.2.1 Phần tập trung nước + Chiều dài: Phụ thuộc vào số máy bơm, cách bố trí ống hút chi ều dày tr ụ pin định Chiều dài ảnh hưởng lớn đến dòng chảy phần mở rộng + Chiều rộng: Chính chiều dài trụ pin Cấu tạo kích thước chủy yếu trụ pin: Chiều dài tự trụ pin tính từ tường chắn trở tới đầu trụ pin Phụ thuộc vào cách bố trí tường ngực, khe lưới chắn rác, khe phai cầu công tác đỉnh trụ pin - Khe phai: gồm hai khe phai, kích thước khe phai 15 x 20 cm - Tường ngực lưới chắn rác Tường ngực nghiêng góc 80 so với đáy buồng hút đúc bê tơng cốt thép M200 Lưới chắn rác bố trí trước tường ngực, khe lưới chắn rác có kích th ước b ằng 15 x 20 cm - Cầu công tác: Trên trụ pin bố trí hai cầu cơng tác + Cầu cơng tác thứ bố trí mép trụ pin rộng 0,7 (m) + Cầu cơng tác thứ hai bố trí mép ngồi trụ pin rộng 0,7 (m) - Trước cầu công tác thứ có bố trí khe phai kích th ước khe phai b ằng 15 x 20 cm - Cầu trục: Trên đỉnh trụ pin bố trí hai cầu trục di động chạy hai đ ường ray thép chữ I đặt lên hai cầu công tác tường ngực C ầu tr ục đ ược làm đ ể c ẩu lưới chắn rác khe phai - Chiều cao trụ pin lấy cao mực nước lớn bể hút khoảng cách an toàn Cao trình đỉnh trụ pin: Ztp = + a Trong đó: A - khoảng cách an tồn, chọn a = 0,3 (m) Vậy: Ztp = 66 + 0,3 = 66,3 (m) SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang 32 Đồ án mơn học: Trạm bơm cấp nước GVHD: 2.2.2 Chiểu rộng tuyến lấy nước Chiều rộng tuyến lấy nước tính theo cơng thức: Bt = n.bn + (n-1).btp Trong đó: n số ngăn, n=6 ( ống hút) bn chiều rộng khoang ống hút, bn=3.Dv =3.0,5 =1,5 (m) btp chiều rộng trụ pin, btp = 0,56 (m) => Bt = 6x1.5 + 5x0.56 = 11.8 m * Điều kiện = = 11.8 > không thỏa mãn điều kiện khơng sinh xốy nước Để thỏa mãn điều kiện ta tiến hành chia đoạn gãy - Giả sử đoạn gãy thứ nằm vị trí b1 = m = = 3.0 < (thỏa mã điều kiện không sinh tượng xoáy nước) - Giả sử đoạn gãy thứ nằm vị trí b2 = m = = 2.0 < (thỏa mãn điều kiện không sinh tượng xoáy n ước) - Giả sử đoạn gãy thứ nằm vị trí b3 = 11.8 m = = 1.96 < (thỏa mãn điều kiện khơng sinh tượng xốy n ước) Nối tiếp tường cánh gà góc = 45 để dịng chảy thuận 2.2.3 Góc mở rộng α Phần mở rộng có nhiệm vụ nối tiếp kênh dân với phần tập trung nước Góc mở rộng định lớn đến tốc độ dòng chảy bể hút Nghiên cứu cho thấy tăng góc lên tới 60 làm cho chi ều dài b ể tập trung gi ảm nh ỏ, tốc độ dịng chảy giảm đột ngột sinh phễu n ước dòng nước qu ẩn đáy Nếu góc giảm nhỏ chiều dài bể tập trung nước tăng lên, tốc độ dòng ch ảy giảm dần làm cho bùn cát lắng đọng trước buồng hút Vì ph ải ch ọn góc nhìn chót mở rộng bể tập trung phù hợp Theo kinh nghi ệm góc mở r ộng phụ thu ộc vào tốc độ dòng chảy kênh: Khi Vk = 0,5 - 0,7 (m/s) = 40 45 Vk = 0,7 - 1,0 (m/s) = 30 40 Vậy chọn VK =0.5 (m/s) chọn góc α = Chiều dài bể: = *cotg SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang 33 Đồ án môn học: Trạm bơm cấp thoát nước GVHD: Tường cánh gà α1 = 45o cho dòng chảy thuận Để không sinh tượng nước quẩn đáy nước xoáy bề mặt chọn góc vị trí gãy sau : + Tại vị trí gãy thứ α1 = 30o + Tại vị trí gãy thứ hai α2 = 40o + Tại vị trí gãy cuối α3 = 45o Như ta có chiều dài bể : = *cotg = *cotg = 3,73 (m) = *cotg = *cotg = 4,12 (m) = *cotg = *cotg = 5.7 (m) = > = 3.73 + 4.12 + 5.7 = 13.55 (m) III THIẾT KẾ BỂ THÁO 3.1 Các phương án chọn bể tháo 3.1.1 Phương án chọn bể tháo Bể tháo cơng trình quan trọng cơng trình trạm bơm, có nhi ệm v ụ ch ủ y ếu sau:  Là cơng trình nối tiếp ống đẩy với kênh dân n ước, đảm bảo dòng chảy thuận dòng vào kênh dân tổn thất thủy lực bể tháo  Phân phối lưu lượng khống chế mực nước vào kênh tưới, đảm bảo yêu cầu kênh tưới máy bơm cách nhanh chóng Yêu cầu thiết kế kênh tháo:  Kết cấu bền vững ổn định  Kích thước bể tháo phải đảm bảo dòng chảy thuận lợi mặt thủy lực hợp lí mặt kinh tế Tạo điều kiện cho việc thi cơng, quản lí, sửa chữa Ở ta chọn loại bể thẳng dòng có nắp ống đẩy 3.1.2 Phân loại bể tháo Do bể tháo nối tiếp ống đẩy kênh tháo nên ta chọn loại b ể tháo lo ại thẳng dòng tức bể tháo nối với kênh tháo có tr ục kênh trùng v ới tr ục bể tháo SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang 34 Đồ án môn học: Trạm bơm cấp thoát nước GVHD: 3.2 Thiết kế bể tháo 3.2.1 Trụ pin bể tháo Trụ pin có tác dụng hướng dịng chảy từ bể xả máy bơm vào kênh tháo Các thiết bị cần phải bố trí trụ pin bể tháo khe phai cầu công tác - Chiều dày trụ pin = 0.6 (m) Cao trình đỉnh trụ pin Zđtp = Zbk tháo = 105.28 (m) 3.2.2 Tính tốn bể tháo Kết cấu bể tháo gồm hai phần: - Giếng tiêu Phần chuyển tiếp thu hẹp vào kênh Giếng tiêu Đường kính miệng ống đẩy: Dra = (1.1÷1.2)Dkt = (1,1÷1,2).0,5 = 0.55÷0.6 Chọn Dra = 0.6 m => Vra = = = 1.29 m/s Độ ngập sâu nhỏ mép miệng ống đẩy để bảo đảm dòng chảy ngập lặng xác định theo cơng thức: (3 ÷ 4) = (3 ÷ ) = 0.25 ÷ 0.34 > 0.1m Chọn = 0.3m Độ sâu nhỏ giếng tiêu bể tháo: = +Dra + P P khoảng cách từ đáy mép ống đẩy, P = (0.2 4) Chọn P = 0.2m Suy ra: = +Dra + P = 0.3 + 0.6 +0.2 = 1.10 m Chiều cao thềm giếng tiêu năng: ht = – hkmin = 1.1 – 0.775= 0.325 m (Với hk = 0.775 (m) độ sâu nhỏ kênh tháo) Độ sâu lớn giếng tiêu = ht + = 0.325 + 1.354 = 1.665 m Độ ngập sâu mép miệng ống đẩy: = – Dra – P = 1.665 – 0.6 – 0.2 = 0.965 m Chiều cao phía tường bể tháo Hb = + a = 1.665+ 0.3 = 1.965 m (Với a chiều cao an toàn, với Q = (1 10) m3/s a = 0,3m) SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang 35 Đồ án môn học: Trạm bơm cấp thoát nước GVHD: Chiều dài giếng tiêu tính theo cơng thức: Lb = k Hệ số k phụ thuộc vào dạng thềm khỏi giếng tiêu năng, hình dạng tiết diện miệng ống đẩy Ta có = 0.54  Chọn thềm nghiêng với m = 2, tra k = 6,5 (tại vị trí = 0,5) Suy ra: Lb = k = 6.5x0.965 = 6.27 m  Khoảng cách miệng tâm ống đẩy B = Dra + 2b + d Trong đó:  b – Khoảng cách từ mép ống đẩy đến trụ pin Đối với loại nắp ống đẩy có chốt lề phía b = 0.3 – 0.4 (m), ta chọn b = 0.3 (m)  d = 0,6 (m): Chiều dày trụ pin  Vậy: B = Dra + 2b + d = 0.6 + 2x 0.3 + 0.6 = 1.8 (m)  Như chiều rộng tổng bể tháo Bt = (n – 1)B + Dra+2b = 5x1.8 + 0.6 +2x0.3 = 10.2 m  Chiều dài thềm: Lt = mtxht = 2x0.325= 0.65 (m)  Cao trình đáy giếng tiêu năng: Zđg tn = Zbt - Hgi = 104.36 – 1.1= 103.26 (m) • Phần chuyển tiếp thu hẹp vào kênh Phần chuyển tiếp thu hẹp có dạng hình thang có đáy nhỏ chiều rộng đáy kênh tháo bk, đáy lớn chiều rộng tổng cộng phía bể tháo Bb chiều cao chiều dài đoạn thu hẹp Chiều dài đoạn chuyển tiếp Lth = cotg (Trong đó: : góc thu hẹp) Thay giá trị vào ta có: Lth = cotg = 8.25 m Chiều dài đoạn kênh cần bảo vệ mái đáy: Lk = (45) = (45).1.354 = (5.42 6.77) (m) Chọn Lbv = 7,0 (m) SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang 36 Đồ án môn học: Trạm bơm cấp thoát nước GVHD: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trên sở tài liệu cung cấp, tài liệu hướng dẫn q trình tính tốn nghiên cứu phương án thơng s ố c cơng trình thiết kế: TT Các thơng số Các thơng số Kênh (Kênh gia cố lớp áo đá xây chiều dày 10 cm) - Bề rộng đáy kênh Đơn vị Giá trị m 1.00 - Chiều cao mực nước kênh m 1.274 - Bề rộng bờ kênh m 1.5 - Hệ số mái 1.5 - Hệ số nhám 0.0225 - Độ dốc kênh 0.00025 Cao trình đáy kênh Tháo m 103.73 Cao trình bờ kênh Tháo m 105.28 Mực nước nhỏ bể hút m 63.8 Mực nước lớn bể hút m 66.0 Các loại cột nước - Cột nước thiết kế HTK m 43.15 - Cột nước thiết kế lớn (P=75%) 43.81 42.78 - Cột nước thiết kế nhỏ (P=75%) - Cột nước lớn với tần suất kiểm tra P=1% - Cột nước nhỏ với tần suất kiểm tra P=1% Số tổ máy bơm Loại máy bơm Động 10 Máy biến áp 11 Cao trình đặt máy thiết kế m 6+1 LS 450-350-397B , 1F2DSBBQE1 250/4 355M THIBIDI 2500KVA 22/0.4KV 67.64 12 Các thơng số ống đẩy - Đường kính kinh tế m 0.5 mm 13 - Chiều dày thành ống Thiết kế bể hút SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang 37 44.02 42.38 máy Đồ án môn học: Trạm bơm cấp nước - Góc mở rộng độ 30 - Góc mở rộng độ 40 - Tường cách gà độ 45 - Chiều dài bể hút m 13.55 Thiết kế bể tháo - Dra m 0.60 m/s 1.29 - hngmin m 0.25-0.34 - Hgimin - Chiều cao thềm giếng tiêu - Hgimax m 1.10 m 0.325 m 1.665 - hngmax - Chiều cao phía tường bể tháo Hb - Lth m 0.665 m 1.965 m 8.25 - Lbv m 7.0 - Khoảng cách tâm ống đẩy B m 1.80 - Chiều rộng tổng bể tháo Btong m 10.20 - Vra 14 GVHD: Tài liệu tham khảo: Bài giảng Máy bơm - Trạm bơm – Nguyễn Thanh Xuân (trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng) Bài tập đồ án môn học (Biên soạn: Nguyễn Công Tùng) TCVN 4118: 2012 : Cơng trình thủy lợi – Hệ thống tưới tiêu – Yêu cầu thiết k ế TCVN 8423: 2010 : Cơng trình thủy lợi – Trạm bơm tưới tiêu nước – Yêu cầu thiết kế cơng trình thủy cơng TCVN 8639: 2011 : Cơng trình thủy lợi – Máy bơm nước – u cầu kỹ thuật phương pháp khảo nghiệm thông số máy bơm SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang 38 ... Văn A – Lớp 20X2 Trang 15 Đồ án mơn học: Trạm bơm cấp nước GVHD: CHƯƠNG V CHỌN MÁY BƠM ĐỘNG CƠ VÀ MÁY BIẾN ÁP I CHỌN MÁY BƠM Chọn số máy bơm Số lượng máy bơm n trạm bơm số có ý nghĩa mặt kỹ... kích thước máy bơm SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang 20 Trọng lượng kG 6310 Đồ án mơn học: Trạm bơm cấp nước SVTH: Nguyễn Văn A – Lớp 20X2 Trang 21 GVHD: Đồ án môn học: Trạm bơm cấp thoát... 10.20 - Vra 14 GVHD: Tài liệu tham khảo: Bài giảng Máy bơm - Trạm bơm – Nguyễn Thanh Xuân (trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng) Bài tập đồ án môn học (Biên soạn: Nguyễn Cơng Tùng) TCVN 4118: 2012